blk-mq: new multi-queue block IO queueing mechanism
[linux-2.6-block.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
42 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
43 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
44 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
45 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
46
47 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
48
49 /*
50  * For the allocated request tables
51  */
52 struct kmem_cache *request_cachep = NULL;
53
54 /*
55  * For queue allocation
56  */
57 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
58
59 /*
60  * Controlling structure to kblockd
61  */
62 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
63
64 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
65 {
66         int nr;
67
68         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
69         if (nr > q->nr_requests)
70                 nr = q->nr_requests;
71         q->nr_congestion_on = nr;
72
73         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
74         if (nr < 1)
75                 nr = 1;
76         q->nr_congestion_off = nr;
77 }
78
79 /**
80  * blk_get_backing_dev_info - get the address of a queue's backing_dev_info
81  * @bdev:       device
82  *
83  * Locates the passed device's request queue and returns the address of its
84  * backing_dev_info
85  *
86  * Will return NULL if the request queue cannot be located.
87  */
88 struct backing_dev_info *blk_get_backing_dev_info(struct block_device *bdev)
89 {
90         struct backing_dev_info *ret = NULL;
91         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
92
93         if (q)
94                 ret = &q->backing_dev_info;
95         return ret;
96 }
97 EXPORT_SYMBOL(blk_get_backing_dev_info);
98
99 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
100 {
101         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
102
103         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
104         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
105         rq->cpu = -1;
106         rq->q = q;
107         rq->__sector = (sector_t) -1;
108         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
109         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
110         rq->cmd = rq->__cmd;
111         rq->cmd_len = BLK_MAX_CDB;
112         rq->tag = -1;
113         rq->start_time = jiffies;
114         set_start_time_ns(rq);
115         rq->part = NULL;
116 }
117 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
118
119 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
120                           unsigned int nbytes, int error)
121 {
122         if (error)
123                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
124         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
125                 error = -EIO;
126
127         if (unlikely(rq->cmd_flags & REQ_QUIET))
128                 set_bit(BIO_QUIET, &bio->bi_flags);
129
130         bio_advance(bio, nbytes);
131
132         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
133         if (bio->bi_size == 0 && !(rq->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ))
134                 bio_endio(bio, error);
135 }
136
137 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
138 {
139         int bit;
140
141         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: type=%x, flags=%llx\n", msg,
142                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?", rq->cmd_type,
143                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
144
145         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
146                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
147                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
148         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, buffer %p, len %u\n",
149                rq->bio, rq->biotail, rq->buffer, blk_rq_bytes(rq));
150
151         if (rq->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
152                 printk(KERN_INFO "  cdb: ");
153                 for (bit = 0; bit < BLK_MAX_CDB; bit++)
154                         printk("%02x ", rq->cmd[bit]);
155                 printk("\n");
156         }
157 }
158 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
159
160 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
161 {
162         struct request_queue *q;
163
164         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
165         spin_lock_irq(q->queue_lock);
166         __blk_run_queue(q);
167         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
168 }
169
170 /**
171  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
172  * @q:          The &struct request_queue in question
173  * @msecs:      Delay in msecs
174  *
175  * Description:
176  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
177  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
178  *   restarted around the specified time. Queue lock must be held.
179  */
180 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
181 {
182         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
183                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
184                                    msecs_to_jiffies(msecs));
185 }
186 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
187
188 /**
189  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
190  * @q:    The &struct request_queue in question
191  *
192  * Description:
193  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
194  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
195  *   entered. Also see blk_stop_queue(). Queue lock must be held.
196  **/
197 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
198 {
199         WARN_ON(!irqs_disabled());
200
201         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
202         __blk_run_queue(q);
203 }
204 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
205
206 /**
207  * blk_stop_queue - stop a queue
208  * @q:    The &struct request_queue in question
209  *
210  * Description:
211  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
212  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
213  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
214  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
215  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
216  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
217  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
218  *   blk_start_queue() to restart queue operations. Queue lock must be held.
219  **/
220 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
221 {
222         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
223         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
224 }
225 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
226
227 /**
228  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
229  * @q: the queue
230  *
231  * Description:
232  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
233  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
234  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
235  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
236  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
237  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
238  *     this function.
239  *
240  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
241  *     out of elevator or throttling code. That would require elevaotor_exit()
242  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
243  *
244  */
245 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
246 {
247         del_timer_sync(&q->timeout);
248         cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
249 }
250 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
251
252 /**
253  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
254  * @q:  The queue to run
255  *
256  * Description:
257  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
258  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
259  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
260  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
261  *    disabled. See also @blk_run_queue.
262  */
263 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
264 {
265         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
266                 return;
267
268         /*
269          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
270          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
271          * running such a request function concurrently. Keep track of the
272          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
273          * can wait until all these request_fn calls have finished.
274          */
275         q->request_fn_active++;
276         q->request_fn(q);
277         q->request_fn_active--;
278 }
279
280 /**
281  * __blk_run_queue - run a single device queue
282  * @q:  The queue to run
283  *
284  * Description:
285  *    See @blk_run_queue. This variant must be called with the queue lock
286  *    held and interrupts disabled.
287  */
288 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
289 {
290         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
291                 return;
292
293         __blk_run_queue_uncond(q);
294 }
295 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
296
297 /**
298  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
299  * @q:  The queue to run
300  *
301  * Description:
302  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
303  *    of us. The caller must hold the queue lock.
304  */
305 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
306 {
307         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
308                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
309 }
310 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
311
312 /**
313  * blk_run_queue - run a single device queue
314  * @q: The queue to run
315  *
316  * Description:
317  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
318  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
319  */
320 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
321 {
322         unsigned long flags;
323
324         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
325         __blk_run_queue(q);
326         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
327 }
328 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
329
330 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
331 {
332         kobject_put(&q->kobj);
333 }
334 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
335
336 /**
337  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
338  * @q: queue to drain
339  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
340  *
341  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
342  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
343  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
344  */
345 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
346         __releases(q->queue_lock)
347         __acquires(q->queue_lock)
348 {
349         int i;
350
351         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
352
353         while (true) {
354                 bool drain = false;
355
356                 /*
357                  * The caller might be trying to drain @q before its
358                  * elevator is initialized.
359                  */
360                 if (q->elevator)
361                         elv_drain_elevator(q);
362
363                 blkcg_drain_queue(q);
364
365                 /*
366                  * This function might be called on a queue which failed
367                  * driver init after queue creation or is not yet fully
368                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
369                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
370                  * something on it and @q has request_fn set.
371                  */
372                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
373                         __blk_run_queue(q);
374
375                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
376                 drain |= q->request_fn_active;
377
378                 /*
379                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
380                  * multiple places and there's no single counter which can
381                  * be drained.  Check all the queues and counters.
382                  */
383                 if (drain_all) {
384                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
385                         for (i = 0; i < 2; i++) {
386                                 drain |= q->nr_rqs[i];
387                                 drain |= q->in_flight[i];
388                                 drain |= !list_empty(&q->flush_queue[i]);
389                         }
390                 }
391
392                 if (!drain)
393                         break;
394
395                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
396
397                 msleep(10);
398
399                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
400         }
401
402         /*
403          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
404          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
405          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
406          */
407         if (q->request_fn) {
408                 struct request_list *rl;
409
410                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
411                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
412                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
413         }
414 }
415
416 /**
417  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
418  * @q: queue of interest
419  *
420  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
421  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
422  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
423  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
424  * inside queue or RCU read lock.
425  */
426 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
427 {
428         bool drain;
429
430         spin_lock_irq(q->queue_lock);
431         drain = !q->bypass_depth++;
432         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
433         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
434
435         if (drain) {
436                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
437                 __blk_drain_queue(q, false);
438                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
439
440                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
441                 synchronize_rcu();
442         }
443 }
444 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
445
446 /**
447  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
448  * @q: queue of interest
449  *
450  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
451  */
452 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
453 {
454         spin_lock_irq(q->queue_lock);
455         if (!--q->bypass_depth)
456                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
457         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
458         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
459 }
460 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
461
462 /**
463  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
464  * @q: request queue to shutdown
465  *
466  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
467  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
468  */
469 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
470 {
471         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
472
473         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
474         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
475         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DYING, q);
476         spin_lock_irq(lock);
477
478         /*
479          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
480          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
481          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
482          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
483          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
484          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
485          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
486          */
487         q->bypass_depth++;
488         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
489
490         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
491         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
492         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
493         spin_unlock_irq(lock);
494         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
495
496         /*
497          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
498          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
499          */
500         spin_lock_irq(lock);
501         __blk_drain_queue(q, true);
502         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
503         spin_unlock_irq(lock);
504
505         /* @q won't process any more request, flush async actions */
506         del_timer_sync(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer);
507         blk_sync_queue(q);
508
509         spin_lock_irq(lock);
510         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
511                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
512         spin_unlock_irq(lock);
513
514         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
515         blk_put_queue(q);
516 }
517 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
518
519 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
520                 gfp_t gfp_mask)
521 {
522         if (unlikely(rl->rq_pool))
523                 return 0;
524
525         rl->q = q;
526         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
527         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
528         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
529         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
530
531         rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ, mempool_alloc_slab,
532                                           mempool_free_slab, request_cachep,
533                                           gfp_mask, q->node);
534         if (!rl->rq_pool)
535                 return -ENOMEM;
536
537         return 0;
538 }
539
540 void blk_exit_rl(struct request_list *rl)
541 {
542         if (rl->rq_pool)
543                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
544 }
545
546 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
547 {
548         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
549 }
550 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
551
552 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
553 {
554         struct request_queue *q;
555         int err;
556
557         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
558                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
559         if (!q)
560                 return NULL;
561
562         if (percpu_counter_init(&q->mq_usage_counter, 0))
563                 goto fail_q;
564
565         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
566         if (q->id < 0)
567                 goto fail_c;
568
569         q->backing_dev_info.ra_pages =
570                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_CACHE_SIZE;
571         q->backing_dev_info.state = 0;
572         q->backing_dev_info.capabilities = BDI_CAP_MAP_COPY;
573         q->backing_dev_info.name = "block";
574         q->node = node_id;
575
576         err = bdi_init(&q->backing_dev_info);
577         if (err)
578                 goto fail_id;
579
580         setup_timer(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer,
581                     laptop_mode_timer_fn, (unsigned long) q);
582         setup_timer(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, (unsigned long) q);
583         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
584         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
585         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
586 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
587         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
588 #endif
589         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_queue[0]);
590         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_queue[1]);
591         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_data_in_flight);
592         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
593
594         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
595
596         mutex_init(&q->sysfs_lock);
597         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
598
599         /*
600          * By default initialize queue_lock to internal lock and driver can
601          * override it later if need be.
602          */
603         q->queue_lock = &q->__queue_lock;
604
605         /*
606          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
607          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
608          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
609          * registered by blk_register_queue().
610          */
611         q->bypass_depth = 1;
612         __set_bit(QUEUE_FLAG_BYPASS, &q->queue_flags);
613
614         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
615
616         if (blkcg_init_queue(q))
617                 goto fail_id;
618
619         return q;
620
621 fail_id:
622         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
623 fail_c:
624         percpu_counter_destroy(&q->mq_usage_counter);
625 fail_q:
626         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
627         return NULL;
628 }
629 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
630
631 /**
632  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
633  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
634  *        placed on the queue.
635  * @lock: Request queue spin lock
636  *
637  * Description:
638  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
639  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
640  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
641  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
642  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
643  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
644  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
645  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
646  *
647  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
648  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
649  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
650  *    get dealt with eventually.
651  *
652  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
653  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
654  *    disabling is needed for it.
655  *
656  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
657  *    it didn't succeed.
658  *
659  * Note:
660  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
661  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
662  **/
663
664 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
665 {
666         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
667 }
668 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
669
670 struct request_queue *
671 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
672 {
673         struct request_queue *uninit_q, *q;
674
675         uninit_q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
676         if (!uninit_q)
677                 return NULL;
678
679         q = blk_init_allocated_queue(uninit_q, rfn, lock);
680         if (!q)
681                 blk_cleanup_queue(uninit_q);
682
683         return q;
684 }
685 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
686
687 struct request_queue *
688 blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q, request_fn_proc *rfn,
689                          spinlock_t *lock)
690 {
691         if (!q)
692                 return NULL;
693
694         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
695                 return NULL;
696
697         q->request_fn           = rfn;
698         q->prep_rq_fn           = NULL;
699         q->unprep_rq_fn         = NULL;
700         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
701
702         /* Override internal queue lock with supplied lock pointer */
703         if (lock)
704                 q->queue_lock           = lock;
705
706         /*
707          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
708          */
709         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
710
711         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
712
713         /* init elevator */
714         if (elevator_init(q, NULL))
715                 return NULL;
716         return q;
717 }
718 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
719
720 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
721 {
722         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
723                 __blk_get_queue(q);
724                 return true;
725         }
726
727         return false;
728 }
729 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
730
731 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
732 {
733         if (rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV) {
734                 elv_put_request(rl->q, rq);
735                 if (rq->elv.icq)
736                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
737         }
738
739         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
740 }
741
742 /*
743  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
744  * should be given priority access to a request.
745  */
746 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
747 {
748         if (!ioc)
749                 return 0;
750
751         /*
752          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
753          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
754          * lose wakeups.
755          */
756         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
757                 (ioc->nr_batch_requests > 0
758                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
759 }
760
761 /*
762  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
763  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
764  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
765  * a nice run.
766  */
767 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
768 {
769         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
770                 return;
771
772         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
773         ioc->last_waited = jiffies;
774 }
775
776 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
777 {
778         struct request_queue *q = rl->q;
779
780         /*
781          * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up root
782          * blkcg anyway, just use root blkcg state.
783          */
784         if (rl == &q->root_rl &&
785             rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
786                 blk_clear_queue_congested(q, sync);
787
788         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
789                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
790                         wake_up(&rl->wait[sync]);
791
792                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
793         }
794 }
795
796 /*
797  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
798  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
799  */
800 static void freed_request(struct request_list *rl, unsigned int flags)
801 {
802         struct request_queue *q = rl->q;
803         int sync = rw_is_sync(flags);
804
805         q->nr_rqs[sync]--;
806         rl->count[sync]--;
807         if (flags & REQ_ELVPRIV)
808                 q->nr_rqs_elvpriv--;
809
810         __freed_request(rl, sync);
811
812         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
813                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
814 }
815
816 /*
817  * Determine if elevator data should be initialized when allocating the
818  * request associated with @bio.
819  */
820 static bool blk_rq_should_init_elevator(struct bio *bio)
821 {
822         if (!bio)
823                 return true;
824
825         /*
826          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
827          * This allows a request to share the flush and elevator data.
828          */
829         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
830                 return false;
831
832         return true;
833 }
834
835 /**
836  * rq_ioc - determine io_context for request allocation
837  * @bio: request being allocated is for this bio (can be %NULL)
838  *
839  * Determine io_context to use for request allocation for @bio.  May return
840  * %NULL if %current->io_context doesn't exist.
841  */
842 static struct io_context *rq_ioc(struct bio *bio)
843 {
844 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
845         if (bio && bio->bi_ioc)
846                 return bio->bi_ioc;
847 #endif
848         return current->io_context;
849 }
850
851 /**
852  * __get_request - get a free request
853  * @rl: request list to allocate from
854  * @rw_flags: RW and SYNC flags
855  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
856  * @gfp_mask: allocation mask
857  *
858  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
859  * pressure or if @q is dead.
860  *
861  * Must be callled with @q->queue_lock held and,
862  * Returns %NULL on failure, with @q->queue_lock held.
863  * Returns !%NULL on success, with @q->queue_lock *not held*.
864  */
865 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, int rw_flags,
866                                      struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
867 {
868         struct request_queue *q = rl->q;
869         struct request *rq;
870         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
871         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
872         struct io_cq *icq = NULL;
873         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
874         int may_queue;
875
876         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
877                 return NULL;
878
879         may_queue = elv_may_queue(q, rw_flags);
880         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
881                 goto rq_starved;
882
883         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
884                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
885                         /*
886                          * The queue will fill after this allocation, so set
887                          * it as full, and mark this process as "batching".
888                          * This process will be allowed to complete a batch of
889                          * requests, others will be blocked.
890                          */
891                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
892                                 ioc_set_batching(q, ioc);
893                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
894                         } else {
895                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
896                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
897                                         /*
898                                          * The queue is full and the allocating
899                                          * process is not a "batcher", and not
900                                          * exempted by the IO scheduler
901                                          */
902                                         return NULL;
903                                 }
904                         }
905                 }
906                 /*
907                  * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up
908                  * root blkcg anyway, just use root blkcg state.
909                  */
910                 if (rl == &q->root_rl)
911                         blk_set_queue_congested(q, is_sync);
912         }
913
914         /*
915          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
916          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
917          * allocated with any setting of ->nr_requests
918          */
919         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
920                 return NULL;
921
922         q->nr_rqs[is_sync]++;
923         rl->count[is_sync]++;
924         rl->starved[is_sync] = 0;
925
926         /*
927          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
928          * so, mark @rw_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
929          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
930          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
931          * makes creating new ones safe.
932          *
933          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
934          * it will be created after releasing queue_lock.
935          */
936         if (blk_rq_should_init_elevator(bio) && !blk_queue_bypass(q)) {
937                 rw_flags |= REQ_ELVPRIV;
938                 q->nr_rqs_elvpriv++;
939                 if (et->icq_cache && ioc)
940                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
941         }
942
943         if (blk_queue_io_stat(q))
944                 rw_flags |= REQ_IO_STAT;
945         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
946
947         /* allocate and init request */
948         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
949         if (!rq)
950                 goto fail_alloc;
951
952         blk_rq_init(q, rq);
953         blk_rq_set_rl(rq, rl);
954         rq->cmd_flags = rw_flags | REQ_ALLOCED;
955
956         /* init elvpriv */
957         if (rw_flags & REQ_ELVPRIV) {
958                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
959                         if (ioc)
960                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
961                         if (!icq)
962                                 goto fail_elvpriv;
963                 }
964
965                 rq->elv.icq = icq;
966                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
967                         goto fail_elvpriv;
968
969                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
970                 if (icq)
971                         get_io_context(icq->ioc);
972         }
973 out:
974         /*
975          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
976          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
977          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
978          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
979          */
980         if (ioc_batching(q, ioc))
981                 ioc->nr_batch_requests--;
982
983         trace_block_getrq(q, bio, rw_flags & 1);
984         return rq;
985
986 fail_elvpriv:
987         /*
988          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
989          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
990          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
991          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
992          */
993         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
994                            dev_name(q->backing_dev_info.dev));
995
996         rq->cmd_flags &= ~REQ_ELVPRIV;
997         rq->elv.icq = NULL;
998
999         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1000         q->nr_rqs_elvpriv--;
1001         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1002         goto out;
1003
1004 fail_alloc:
1005         /*
1006          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1007          * might have messed up.
1008          *
1009          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1010          * queue, but this is pretty rare.
1011          */
1012         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1013         freed_request(rl, rw_flags);
1014
1015         /*
1016          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1017          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1018          * freeing of a request in the other direction will notice
1019          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1020          * READ and WRITE
1021          */
1022 rq_starved:
1023         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1024                 rl->starved[is_sync] = 1;
1025         return NULL;
1026 }
1027
1028 /**
1029  * get_request - get a free request
1030  * @q: request_queue to allocate request from
1031  * @rw_flags: RW and SYNC flags
1032  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1033  * @gfp_mask: allocation mask
1034  *
1035  * Get a free request from @q.  If %__GFP_WAIT is set in @gfp_mask, this
1036  * function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1037  *
1038  * Must be callled with @q->queue_lock held and,
1039  * Returns %NULL on failure, with @q->queue_lock held.
1040  * Returns !%NULL on success, with @q->queue_lock *not held*.
1041  */
1042 static struct request *get_request(struct request_queue *q, int rw_flags,
1043                                    struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
1044 {
1045         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
1046         DEFINE_WAIT(wait);
1047         struct request_list *rl;
1048         struct request *rq;
1049
1050         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1051 retry:
1052         rq = __get_request(rl, rw_flags, bio, gfp_mask);
1053         if (rq)
1054                 return rq;
1055
1056         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1057                 blk_put_rl(rl);
1058                 return NULL;
1059         }
1060
1061         /* wait on @rl and retry */
1062         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1063                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1064
1065         trace_block_sleeprq(q, bio, rw_flags & 1);
1066
1067         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1068         io_schedule();
1069
1070         /*
1071          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1072          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1073          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1074          */
1075         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1076
1077         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1078         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1079
1080         goto retry;
1081 }
1082
1083 static struct request *blk_old_get_request(struct request_queue *q, int rw,
1084                 gfp_t gfp_mask)
1085 {
1086         struct request *rq;
1087
1088         BUG_ON(rw != READ && rw != WRITE);
1089
1090         /* create ioc upfront */
1091         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1092
1093         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1094         rq = get_request(q, rw, NULL, gfp_mask);
1095         if (!rq)
1096                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1097         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1098
1099         return rq;
1100 }
1101
1102 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp_mask)
1103 {
1104         if (q->mq_ops)
1105                 return blk_mq_alloc_request(q, rw, gfp_mask);
1106         else
1107                 return blk_old_get_request(q, rw, gfp_mask);
1108 }
1109 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1110
1111 /**
1112  * blk_make_request - given a bio, allocate a corresponding struct request.
1113  * @q: target request queue
1114  * @bio:  The bio describing the memory mappings that will be submitted for IO.
1115  *        It may be a chained-bio properly constructed by block/bio layer.
1116  * @gfp_mask: gfp flags to be used for memory allocation
1117  *
1118  * blk_make_request is the parallel of generic_make_request for BLOCK_PC
1119  * type commands. Where the struct request needs to be farther initialized by
1120  * the caller. It is passed a &struct bio, which describes the memory info of
1121  * the I/O transfer.
1122  *
1123  * The caller of blk_make_request must make sure that bi_io_vec
1124  * are set to describe the memory buffers. That bio_data_dir() will return
1125  * the needed direction of the request. (And all bio's in the passed bio-chain
1126  * are properly set accordingly)
1127  *
1128  * If called under none-sleepable conditions, mapped bio buffers must not
1129  * need bouncing, by calling the appropriate masked or flagged allocator,
1130  * suitable for the target device. Otherwise the call to blk_queue_bounce will
1131  * BUG.
1132  *
1133  * WARNING: When allocating/cloning a bio-chain, careful consideration should be
1134  * given to how you allocate bios. In particular, you cannot use __GFP_WAIT for
1135  * anything but the first bio in the chain. Otherwise you risk waiting for IO
1136  * completion of a bio that hasn't been submitted yet, thus resulting in a
1137  * deadlock. Alternatively bios should be allocated using bio_kmalloc() instead
1138  * of bio_alloc(), as that avoids the mempool deadlock.
1139  * If possible a big IO should be split into smaller parts when allocation
1140  * fails. Partial allocation should not be an error, or you risk a live-lock.
1141  */
1142 struct request *blk_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1143                                  gfp_t gfp_mask)
1144 {
1145         struct request *rq = blk_get_request(q, bio_data_dir(bio), gfp_mask);
1146
1147         if (unlikely(!rq))
1148                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1149
1150         for_each_bio(bio) {
1151                 struct bio *bounce_bio = bio;
1152                 int ret;
1153
1154                 blk_queue_bounce(q, &bounce_bio);
1155                 ret = blk_rq_append_bio(q, rq, bounce_bio);
1156                 if (unlikely(ret)) {
1157                         blk_put_request(rq);
1158                         return ERR_PTR(ret);
1159                 }
1160         }
1161
1162         return rq;
1163 }
1164 EXPORT_SYMBOL(blk_make_request);
1165
1166 /**
1167  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1168  * @q:          request queue where request should be inserted
1169  * @rq:         request to be inserted
1170  *
1171  * Description:
1172  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1173  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1174  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1175  */
1176 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1177 {
1178         blk_delete_timer(rq);
1179         blk_clear_rq_complete(rq);
1180         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1181
1182         if (blk_rq_tagged(rq))
1183                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1184
1185         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1186
1187         elv_requeue_request(q, rq);
1188 }
1189 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1190
1191 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1192                              int where)
1193 {
1194         blk_account_io_start(rq, true);
1195         __elv_add_request(q, rq, where);
1196 }
1197
1198 static void part_round_stats_single(int cpu, struct hd_struct *part,
1199                                     unsigned long now)
1200 {
1201         if (now == part->stamp)
1202                 return;
1203
1204         if (part_in_flight(part)) {
1205                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1206                                 part_in_flight(part) * (now - part->stamp));
1207                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1208         }
1209         part->stamp = now;
1210 }
1211
1212 /**
1213  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1214  * @cpu: cpu number for stats access
1215  * @part: target partition
1216  *
1217  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1218  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1219  * time it has been in this state for.
1220  *
1221  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1222  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1223  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1224  * function to do a round-off before returning the results when reading
1225  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1226  * the current jiffies and restarts the counters again.
1227  */
1228 void part_round_stats(int cpu, struct hd_struct *part)
1229 {
1230         unsigned long now = jiffies;
1231
1232         if (part->partno)
1233                 part_round_stats_single(cpu, &part_to_disk(part)->part0, now);
1234         part_round_stats_single(cpu, part, now);
1235 }
1236 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1237
1238 #ifdef CONFIG_PM_RUNTIME
1239 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1240 {
1241         if (rq->q->dev && !(rq->cmd_flags & REQ_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1242                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1243 }
1244 #else
1245 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1246 #endif
1247
1248 /*
1249  * queue lock must be held
1250  */
1251 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1252 {
1253         if (unlikely(!q))
1254                 return;
1255
1256         blk_pm_put_request(req);
1257
1258         elv_completed_request(q, req);
1259
1260         /* this is a bio leak */
1261         WARN_ON(req->bio != NULL);
1262
1263         /*
1264          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1265          * it didn't come out of our reserved rq pools
1266          */
1267         if (req->cmd_flags & REQ_ALLOCED) {
1268                 unsigned int flags = req->cmd_flags;
1269                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1270
1271                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1272                 BUG_ON(!hlist_unhashed(&req->hash));
1273
1274                 blk_free_request(rl, req);
1275                 freed_request(rl, flags);
1276                 blk_put_rl(rl);
1277         }
1278 }
1279 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1280
1281 void blk_put_request(struct request *req)
1282 {
1283         struct request_queue *q = req->q;
1284
1285         if (q->mq_ops)
1286                 blk_mq_free_request(req);
1287         else {
1288                 unsigned long flags;
1289
1290                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1291                 __blk_put_request(q, req);
1292                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1293         }
1294 }
1295 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1296
1297 /**
1298  * blk_add_request_payload - add a payload to a request
1299  * @rq: request to update
1300  * @page: page backing the payload
1301  * @len: length of the payload.
1302  *
1303  * This allows to later add a payload to an already submitted request by
1304  * a block driver.  The driver needs to take care of freeing the payload
1305  * itself.
1306  *
1307  * Note that this is a quite horrible hack and nothing but handling of
1308  * discard requests should ever use it.
1309  */
1310 void blk_add_request_payload(struct request *rq, struct page *page,
1311                 unsigned int len)
1312 {
1313         struct bio *bio = rq->bio;
1314
1315         bio->bi_io_vec->bv_page = page;
1316         bio->bi_io_vec->bv_offset = 0;
1317         bio->bi_io_vec->bv_len = len;
1318
1319         bio->bi_size = len;
1320         bio->bi_vcnt = 1;
1321         bio->bi_phys_segments = 1;
1322
1323         rq->__data_len = rq->resid_len = len;
1324         rq->nr_phys_segments = 1;
1325         rq->buffer = bio_data(bio);
1326 }
1327 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_add_request_payload);
1328
1329 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1330                             struct bio *bio)
1331 {
1332         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1333
1334         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1335                 return false;
1336
1337         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1338
1339         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1340                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1341
1342         req->biotail->bi_next = bio;
1343         req->biotail = bio;
1344         req->__data_len += bio->bi_size;
1345         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1346
1347         blk_account_io_start(req, false);
1348         return true;
1349 }
1350
1351 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1352                              struct bio *bio)
1353 {
1354         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1355
1356         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1357                 return false;
1358
1359         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1360
1361         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1362                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1363
1364         bio->bi_next = req->bio;
1365         req->bio = bio;
1366
1367         /*
1368          * may not be valid. if the low level driver said
1369          * it didn't need a bounce buffer then it better
1370          * not touch req->buffer either...
1371          */
1372         req->buffer = bio_data(bio);
1373         req->__sector = bio->bi_sector;
1374         req->__data_len += bio->bi_size;
1375         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1376
1377         blk_account_io_start(req, false);
1378         return true;
1379 }
1380
1381 /**
1382  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1383  * @q: request_queue new bio is being queued at
1384  * @bio: new bio being queued
1385  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1386  *
1387  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1388  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1389  * otherwise %false.
1390  *
1391  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1392  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1393  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1394  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1395  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1396  * merging parameters without querying the elevator.
1397  */
1398 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1399                             unsigned int *request_count)
1400 {
1401         struct blk_plug *plug;
1402         struct request *rq;
1403         bool ret = false;
1404
1405         plug = current->plug;
1406         if (!plug)
1407                 goto out;
1408         *request_count = 0;
1409
1410         list_for_each_entry_reverse(rq, &plug->list, queuelist) {
1411                 int el_ret;
1412
1413                 if (rq->q == q)
1414                         (*request_count)++;
1415
1416                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1417                         continue;
1418
1419                 el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
1420                 if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1421                         ret = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1422                         if (ret)
1423                                 break;
1424                 } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1425                         ret = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1426                         if (ret)
1427                                 break;
1428                 }
1429         }
1430 out:
1431         return ret;
1432 }
1433
1434 void init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1435 {
1436         req->cmd_type = REQ_TYPE_FS;
1437
1438         req->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_COMMON_MASK;
1439         if (bio->bi_rw & REQ_RAHEAD)
1440                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1441
1442         req->errors = 0;
1443         req->__sector = bio->bi_sector;
1444         req->ioprio = bio_prio(bio);
1445         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1446 }
1447
1448 void blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1449 {
1450         const bool sync = !!(bio->bi_rw & REQ_SYNC);
1451         struct blk_plug *plug;
1452         int el_ret, rw_flags, where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1453         struct request *req;
1454         unsigned int request_count = 0;
1455
1456         /*
1457          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1458          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1459          * ISA dma in theory)
1460          */
1461         blk_queue_bounce(q, &bio);
1462
1463         if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
1464                 bio_endio(bio, -EIO);
1465                 return;
1466         }
1467
1468         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) {
1469                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1470                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1471                 goto get_rq;
1472         }
1473
1474         /*
1475          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
1476          * any locks.
1477          */
1478         if (blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count))
1479                 return;
1480
1481         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1482
1483         el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
1484         if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1485                 if (bio_attempt_back_merge(q, req, bio)) {
1486                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1487                         if (!attempt_back_merge(q, req))
1488                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1489                         goto out_unlock;
1490                 }
1491         } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1492                 if (bio_attempt_front_merge(q, req, bio)) {
1493                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1494                         if (!attempt_front_merge(q, req))
1495                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1496                         goto out_unlock;
1497                 }
1498         }
1499
1500 get_rq:
1501         /*
1502          * This sync check and mask will be re-done in init_request_from_bio(),
1503          * but we need to set it earlier to expose the sync flag to the
1504          * rq allocator and io schedulers.
1505          */
1506         rw_flags = bio_data_dir(bio);
1507         if (sync)
1508                 rw_flags |= REQ_SYNC;
1509
1510         /*
1511          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1512          * Returns with the queue unlocked.
1513          */
1514         req = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
1515         if (unlikely(!req)) {
1516                 bio_endio(bio, -ENODEV);        /* @q is dead */
1517                 goto out_unlock;
1518         }
1519
1520         /*
1521          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1522          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1523          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1524          * often, and the elevators are able to handle it.
1525          */
1526         init_request_from_bio(req, bio);
1527
1528         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
1529                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
1530
1531         plug = current->plug;
1532         if (plug) {
1533                 /*
1534                  * If this is the first request added after a plug, fire
1535                  * of a plug trace.
1536                  */
1537                 if (!request_count)
1538                         trace_block_plug(q);
1539                 else {
1540                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
1541                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
1542                                 trace_block_plug(q);
1543                         }
1544                 }
1545                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
1546                 blk_account_io_start(req, true);
1547         } else {
1548                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1549                 add_acct_request(q, req, where);
1550                 __blk_run_queue(q);
1551 out_unlock:
1552                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1553         }
1554 }
1555 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bio);       /* for device mapper only */
1556
1557 /*
1558  * If bio->bi_dev is a partition, remap the location
1559  */
1560 static inline void blk_partition_remap(struct bio *bio)
1561 {
1562         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
1563
1564         if (bio_sectors(bio) && bdev != bdev->bd_contains) {
1565                 struct hd_struct *p = bdev->bd_part;
1566
1567                 bio->bi_sector += p->start_sect;
1568                 bio->bi_bdev = bdev->bd_contains;
1569
1570                 trace_block_bio_remap(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1571                                       bdev->bd_dev,
1572                                       bio->bi_sector - p->start_sect);
1573         }
1574 }
1575
1576 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1577 {
1578         char b[BDEVNAME_SIZE];
1579
1580         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1581         printk(KERN_INFO "%s: rw=%ld, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1582                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1583                         bio->bi_rw,
1584                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
1585                         (long long)(i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9));
1586
1587         set_bit(BIO_EOF, &bio->bi_flags);
1588 }
1589
1590 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1591
1592 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1593
1594 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1595 {
1596         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1597 }
1598 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1599
1600 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
1601 {
1602         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
1603 }
1604
1605 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1606 {
1607         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
1608                                                 NULL, &fail_make_request);
1609
1610         return IS_ERR(dir) ? PTR_ERR(dir) : 0;
1611 }
1612
1613 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1614
1615 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1616
1617 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
1618                                         unsigned int bytes)
1619 {
1620         return false;
1621 }
1622
1623 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1624
1625 /*
1626  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1627  */
1628 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1629 {
1630         sector_t maxsector;
1631
1632         if (!nr_sectors)
1633                 return 0;
1634
1635         /* Test device or partition size, when known. */
1636         maxsector = i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9;
1637         if (maxsector) {
1638                 sector_t sector = bio->bi_sector;
1639
1640                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
1641                         /*
1642                          * This may well happen - the kernel calls bread()
1643                          * without checking the size of the device, e.g., when
1644                          * mounting a device.
1645                          */
1646                         handle_bad_sector(bio);
1647                         return 1;
1648                 }
1649         }
1650
1651         return 0;
1652 }
1653
1654 static noinline_for_stack bool
1655 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
1656 {
1657         struct request_queue *q;
1658         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
1659         int err = -EIO;
1660         char b[BDEVNAME_SIZE];
1661         struct hd_struct *part;
1662
1663         might_sleep();
1664
1665         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1666                 goto end_io;
1667
1668         q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1669         if (unlikely(!q)) {
1670                 printk(KERN_ERR
1671                        "generic_make_request: Trying to access "
1672                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
1673                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1674                         (long long) bio->bi_sector);
1675                 goto end_io;
1676         }
1677
1678         if (likely(bio_is_rw(bio) &&
1679                    nr_sectors > queue_max_hw_sectors(q))) {
1680                 printk(KERN_ERR "bio too big device %s (%u > %u)\n",
1681                        bdevname(bio->bi_bdev, b),
1682                        bio_sectors(bio),
1683                        queue_max_hw_sectors(q));
1684                 goto end_io;
1685         }
1686
1687         part = bio->bi_bdev->bd_part;
1688         if (should_fail_request(part, bio->bi_size) ||
1689             should_fail_request(&part_to_disk(part)->part0,
1690                                 bio->bi_size))
1691                 goto end_io;
1692
1693         /*
1694          * If this device has partitions, remap block n
1695          * of partition p to block n+start(p) of the disk.
1696          */
1697         blk_partition_remap(bio);
1698
1699         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1700                 goto end_io;
1701
1702         /*
1703          * Filter flush bio's early so that make_request based
1704          * drivers without flush support don't have to worry
1705          * about them.
1706          */
1707         if ((bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) && !q->flush_flags) {
1708                 bio->bi_rw &= ~(REQ_FLUSH | REQ_FUA);
1709                 if (!nr_sectors) {
1710                         err = 0;
1711                         goto end_io;
1712                 }
1713         }
1714
1715         if ((bio->bi_rw & REQ_DISCARD) &&
1716             (!blk_queue_discard(q) ||
1717              ((bio->bi_rw & REQ_SECURE) && !blk_queue_secdiscard(q)))) {
1718                 err = -EOPNOTSUPP;
1719                 goto end_io;
1720         }
1721
1722         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME && !bdev_write_same(bio->bi_bdev)) {
1723                 err = -EOPNOTSUPP;
1724                 goto end_io;
1725         }
1726
1727         /*
1728          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
1729          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
1730          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
1731          * layer knows how to live with it.
1732          */
1733         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
1734
1735         if (blk_throtl_bio(q, bio))
1736                 return false;   /* throttled, will be resubmitted later */
1737
1738         trace_block_bio_queue(q, bio);
1739         return true;
1740
1741 end_io:
1742         bio_endio(bio, err);
1743         return false;
1744 }
1745
1746 /**
1747  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
1748  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1749  *
1750  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
1751  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
1752  * to be done.
1753  *
1754  * generic_make_request() does not return any status.  The
1755  * success/failure status of the request, along with notification of
1756  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
1757  * function described (one day) else where.
1758  *
1759  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1760  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1761  * set to describe the device address, and the
1762  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1763  * completion notification should be signaled.
1764  *
1765  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1766  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
1767  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
1768  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
1769  */
1770 void generic_make_request(struct bio *bio)
1771 {
1772         struct bio_list bio_list_on_stack;
1773
1774         if (!generic_make_request_checks(bio))
1775                 return;
1776
1777         /*
1778          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1779          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1780          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1781          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1782          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1783          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1784          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1785          * should be added at the tail
1786          */
1787         if (current->bio_list) {
1788                 bio_list_add(current->bio_list, bio);
1789                 return;
1790         }
1791
1792         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1793          * explanation.
1794          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1795          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1796          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1797          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1798          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1799          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1800          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1801          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1802          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1803          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1804          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1805          */
1806         BUG_ON(bio->bi_next);
1807         bio_list_init(&bio_list_on_stack);
1808         current->bio_list = &bio_list_on_stack;
1809         do {
1810                 struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1811
1812                 q->make_request_fn(q, bio);
1813
1814                 bio = bio_list_pop(current->bio_list);
1815         } while (bio);
1816         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1817 }
1818 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1819
1820 /**
1821  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1822  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
1823  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1824  *
1825  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1826  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1827  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1828  *
1829  */
1830 void submit_bio(int rw, struct bio *bio)
1831 {
1832         bio->bi_rw |= rw;
1833
1834         /*
1835          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1836          * go through the normal accounting stuff before submission.
1837          */
1838         if (bio_has_data(bio)) {
1839                 unsigned int count;
1840
1841                 if (unlikely(rw & REQ_WRITE_SAME))
1842                         count = bdev_logical_block_size(bio->bi_bdev) >> 9;
1843                 else
1844                         count = bio_sectors(bio);
1845
1846                 if (rw & WRITE) {
1847                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1848                 } else {
1849                         task_io_account_read(bio->bi_size);
1850                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1851                 }
1852
1853                 if (unlikely(block_dump)) {
1854                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1855                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1856                         current->comm, task_pid_nr(current),
1857                                 (rw & WRITE) ? "WRITE" : "READ",
1858                                 (unsigned long long)bio->bi_sector,
1859                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1860                                 count);
1861                 }
1862         }
1863
1864         generic_make_request(bio);
1865 }
1866 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1867
1868 /**
1869  * blk_rq_check_limits - Helper function to check a request for the queue limit
1870  * @q:  the queue
1871  * @rq: the request being checked
1872  *
1873  * Description:
1874  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1875  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1876  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1877  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1878  *    the insertion using this generic function.
1879  *
1880  *    This function should also be useful for request stacking drivers
1881  *    in some cases below, so export this function.
1882  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1883  *    limits while requests are in the queue (e.g. dm's table swapping).
1884  *    Such request stacking drivers should check those requests agaist
1885  *    the new queue limits again when they dispatch those requests,
1886  *    although such checkings are also done against the old queue limits
1887  *    when submitting requests.
1888  */
1889 int blk_rq_check_limits(struct request_queue *q, struct request *rq)
1890 {
1891         if (!rq_mergeable(rq))
1892                 return 0;
1893
1894         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, rq->cmd_flags)) {
1895                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
1896                 return -EIO;
1897         }
1898
1899         /*
1900          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1901          * may differ from that of other stacking queues.
1902          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1903          * limitation.
1904          */
1905         blk_recalc_rq_segments(rq);
1906         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1907                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
1908                 return -EIO;
1909         }
1910
1911         return 0;
1912 }
1913 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_check_limits);
1914
1915 /**
1916  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1917  * @q:  the queue to submit the request
1918  * @rq: the request being queued
1919  */
1920 int blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1921 {
1922         unsigned long flags;
1923         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
1924
1925         if (blk_rq_check_limits(q, rq))
1926                 return -EIO;
1927
1928         if (rq->rq_disk &&
1929             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1930                 return -EIO;
1931
1932         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1933         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1934                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1935                 return -ENODEV;
1936         }
1937
1938         /*
1939          * Submitting request must be dequeued before calling this function
1940          * because it will be linked to another request_queue
1941          */
1942         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1943
1944         if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH|REQ_FUA))
1945                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1946
1947         add_acct_request(q, rq, where);
1948         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
1949                 __blk_run_queue(q);
1950         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1951
1952         return 0;
1953 }
1954 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1955
1956 /**
1957  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1958  * @rq: request to examine
1959  *
1960  * Description:
1961  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1962  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1963  *     can be failed from the beginning of the request without
1964  *     crossing into area which need to be retried further.
1965  *
1966  * Return:
1967  *     The number of bytes to fail.
1968  *
1969  * Context:
1970  *     queue_lock must be held.
1971  */
1972 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1973 {
1974         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1975         unsigned int bytes = 0;
1976         struct bio *bio;
1977
1978         if (!(rq->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE))
1979                 return blk_rq_bytes(rq);
1980
1981         /*
1982          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1983          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1984          * which have all the failfast bits that the first one has -
1985          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1986          * one.
1987          */
1988         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1989                 if ((bio->bi_rw & ff) != ff)
1990                         break;
1991                 bytes += bio->bi_size;
1992         }
1993
1994         /* this could lead to infinite loop */
1995         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1996         return bytes;
1997 }
1998 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1999
2000 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2001 {
2002         if (blk_do_io_stat(req)) {
2003                 const int rw = rq_data_dir(req);
2004                 struct hd_struct *part;
2005                 int cpu;
2006
2007                 cpu = part_stat_lock();
2008                 part = req->part;
2009                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2010                 part_stat_unlock();
2011         }
2012 }
2013
2014 void blk_account_io_done(struct request *req)
2015 {
2016         /*
2017          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2018          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2019          * containing request is enough.
2020          */
2021         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ)) {
2022                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
2023                 const int rw = rq_data_dir(req);
2024                 struct hd_struct *part;
2025                 int cpu;
2026
2027                 cpu = part_stat_lock();
2028                 part = req->part;
2029
2030                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2031                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2032                 part_round_stats(cpu, part);
2033                 part_dec_in_flight(part, rw);
2034
2035                 hd_struct_put(part);
2036                 part_stat_unlock();
2037         }
2038 }
2039
2040 #ifdef CONFIG_PM_RUNTIME
2041 /*
2042  * Don't process normal requests when queue is suspended
2043  * or in the process of suspending/resuming
2044  */
2045 static struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2046                                            struct request *rq)
2047 {
2048         if (q->dev && (q->rpm_status == RPM_SUSPENDED ||
2049             (q->rpm_status != RPM_ACTIVE && !(rq->cmd_flags & REQ_PM))))
2050                 return NULL;
2051         else
2052                 return rq;
2053 }
2054 #else
2055 static inline struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2056                                                   struct request *rq)
2057 {
2058         return rq;
2059 }
2060 #endif
2061
2062 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
2063 {
2064         struct hd_struct *part;
2065         int rw = rq_data_dir(rq);
2066         int cpu;
2067
2068         if (!blk_do_io_stat(rq))
2069                 return;
2070
2071         cpu = part_stat_lock();
2072
2073         if (!new_io) {
2074                 part = rq->part;
2075                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
2076         } else {
2077                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
2078                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
2079                         /*
2080                          * The partition is already being removed,
2081                          * the request will be accounted on the disk only
2082                          *
2083                          * We take a reference on disk->part0 although that
2084                          * partition will never be deleted, so we can treat
2085                          * it as any other partition.
2086                          */
2087                         part = &rq->rq_disk->part0;
2088                         hd_struct_get(part);
2089                 }
2090                 part_round_stats(cpu, part);
2091                 part_inc_in_flight(part, rw);
2092                 rq->part = part;
2093         }
2094
2095         part_stat_unlock();
2096 }
2097
2098 /**
2099  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2100  * @q: request queue to peek at
2101  *
2102  * Description:
2103  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2104  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2105  *     processing it.
2106  *
2107  * Return:
2108  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2109  *     otherwise.
2110  *
2111  * Context:
2112  *     queue_lock must be held.
2113  */
2114 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2115 {
2116         struct request *rq;
2117         int ret;
2118
2119         while ((rq = __elv_next_request(q)) != NULL) {
2120
2121                 rq = blk_pm_peek_request(q, rq);
2122                 if (!rq)
2123                         break;
2124
2125                 if (!(rq->cmd_flags & REQ_STARTED)) {
2126                         /*
2127                          * This is the first time the device driver
2128                          * sees this request (possibly after
2129                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2130                          */
2131                         if (rq->cmd_flags & REQ_SORTED)
2132                                 elv_activate_rq(q, rq);
2133
2134                         /*
2135                          * just mark as started even if we don't start
2136                          * it, a request that has been delayed should
2137                          * not be passed by new incoming requests
2138                          */
2139                         rq->cmd_flags |= REQ_STARTED;
2140                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2141                 }
2142
2143                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2144                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2145                         q->boundary_rq = NULL;
2146                 }
2147
2148                 if (rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2149                         break;
2150
2151                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2152                         /*
2153                          * make sure space for the drain appears we
2154                          * know we can do this because max_hw_segments
2155                          * has been adjusted to be one fewer than the
2156                          * device can handle
2157                          */
2158                         rq->nr_phys_segments++;
2159                 }
2160
2161                 if (!q->prep_rq_fn)
2162                         break;
2163
2164                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2165                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2166                         break;
2167                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2168                         /*
2169                          * the request may have been (partially) prepped.
2170                          * we need to keep this request in the front to
2171                          * avoid resource deadlock.  REQ_STARTED will
2172                          * prevent other fs requests from passing this one.
2173                          */
2174                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2175                             !(rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)) {
2176                                 /*
2177                                  * remove the space for the drain we added
2178                                  * so that we don't add it again
2179                                  */
2180                                 --rq->nr_phys_segments;
2181                         }
2182
2183                         rq = NULL;
2184                         break;
2185                 } else if (ret == BLKPREP_KILL) {
2186                         rq->cmd_flags |= REQ_QUIET;
2187                         /*
2188                          * Mark this request as started so we don't trigger
2189                          * any debug logic in the end I/O path.
2190                          */
2191                         blk_start_request(rq);
2192                         __blk_end_request_all(rq, -EIO);
2193                 } else {
2194                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2195                         break;
2196                 }
2197         }
2198
2199         return rq;
2200 }
2201 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2202
2203 void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2204 {
2205         struct request_queue *q = rq->q;
2206
2207         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2208         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2209
2210         list_del_init(&rq->queuelist);
2211
2212         /*
2213          * the time frame between a request being removed from the lists
2214          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2215          * the driver side.
2216          */
2217         if (blk_account_rq(rq)) {
2218                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2219                 set_io_start_time_ns(rq);
2220         }
2221 }
2222
2223 /**
2224  * blk_start_request - start request processing on the driver
2225  * @req: request to dequeue
2226  *
2227  * Description:
2228  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2229  *     request to the driver.
2230  *
2231  *     Block internal functions which don't want to start timer should
2232  *     call blk_dequeue_request().
2233  *
2234  * Context:
2235  *     queue_lock must be held.
2236  */
2237 void blk_start_request(struct request *req)
2238 {
2239         blk_dequeue_request(req);
2240
2241         /*
2242          * We are now handing the request to the hardware, initialize
2243          * resid_len to full count and add the timeout handler.
2244          */
2245         req->resid_len = blk_rq_bytes(req);
2246         if (unlikely(blk_bidi_rq(req)))
2247                 req->next_rq->resid_len = blk_rq_bytes(req->next_rq);
2248
2249         blk_add_timer(req);
2250 }
2251 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2252
2253 /**
2254  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
2255  * @q: request queue to fetch a request from
2256  *
2257  * Description:
2258  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
2259  *     return and LLD can start processing it immediately.
2260  *
2261  * Return:
2262  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2263  *     otherwise.
2264  *
2265  * Context:
2266  *     queue_lock must be held.
2267  */
2268 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
2269 {
2270         struct request *rq;
2271
2272         rq = blk_peek_request(q);
2273         if (rq)
2274                 blk_start_request(rq);
2275         return rq;
2276 }
2277 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
2278
2279 /**
2280  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
2281  * @req:      the request being processed
2282  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2283  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
2284  *
2285  * Description:
2286  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
2287  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
2288  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
2289  *
2290  *     This special helper function is only for request stacking drivers
2291  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
2292  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
2293  *
2294  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
2295  *     %false return from this function.
2296  *
2297  * Return:
2298  *     %false - this request doesn't have any more data
2299  *     %true  - this request has more data
2300  **/
2301 bool blk_update_request(struct request *req, int error, unsigned int nr_bytes)
2302 {
2303         int total_bytes;
2304
2305         if (!req->bio)
2306                 return false;
2307
2308         trace_block_rq_complete(req->q, req);
2309
2310         /*
2311          * For fs requests, rq is just carrier of independent bio's
2312          * and each partial completion should be handled separately.
2313          * Reset per-request error on each partial completion.
2314          *
2315          * TODO: tj: This is too subtle.  It would be better to let
2316          * low level drivers do what they see fit.
2317          */
2318         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2319                 req->errors = 0;
2320
2321         if (error && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS &&
2322             !(req->cmd_flags & REQ_QUIET)) {
2323                 char *error_type;
2324
2325                 switch (error) {
2326                 case -ENOLINK:
2327                         error_type = "recoverable transport";
2328                         break;
2329                 case -EREMOTEIO:
2330                         error_type = "critical target";
2331                         break;
2332                 case -EBADE:
2333                         error_type = "critical nexus";
2334                         break;
2335                 case -ETIMEDOUT:
2336                         error_type = "timeout";
2337                         break;
2338                 case -ENOSPC:
2339                         error_type = "critical space allocation";
2340                         break;
2341                 case -ENODATA:
2342                         error_type = "critical medium";
2343                         break;
2344                 case -EIO:
2345                 default:
2346                         error_type = "I/O";
2347                         break;
2348                 }
2349                 printk_ratelimited(KERN_ERR "end_request: %s error, dev %s, sector %llu\n",
2350                                    error_type, req->rq_disk ?
2351                                    req->rq_disk->disk_name : "?",
2352                                    (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
2353
2354         }
2355
2356         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
2357
2358         total_bytes = 0;
2359         while (req->bio) {
2360                 struct bio *bio = req->bio;
2361                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_size, nr_bytes);
2362
2363                 if (bio_bytes == bio->bi_size)
2364                         req->bio = bio->bi_next;
2365
2366                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
2367
2368                 total_bytes += bio_bytes;
2369                 nr_bytes -= bio_bytes;
2370
2371                 if (!nr_bytes)
2372                         break;
2373         }
2374
2375         /*
2376          * completely done
2377          */
2378         if (!req->bio) {
2379                 /*
2380                  * Reset counters so that the request stacking driver
2381                  * can find how many bytes remain in the request
2382                  * later.
2383                  */
2384                 req->__data_len = 0;
2385                 return false;
2386         }
2387
2388         req->__data_len -= total_bytes;
2389         req->buffer = bio_data(req->bio);
2390
2391         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
2392         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2393                 req->__sector += total_bytes >> 9;
2394
2395         /* mixed attributes always follow the first bio */
2396         if (req->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE) {
2397                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
2398                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
2399         }
2400
2401         /*
2402          * If total number of sectors is less than the first segment
2403          * size, something has gone terribly wrong.
2404          */
2405         if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
2406                 blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
2407                 req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
2408         }
2409
2410         /* recalculate the number of segments */
2411         blk_recalc_rq_segments(req);
2412
2413         return true;
2414 }
2415 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
2416
2417 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, int error,
2418                                     unsigned int nr_bytes,
2419                                     unsigned int bidi_bytes)
2420 {
2421         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
2422                 return true;
2423
2424         /* Bidi request must be completed as a whole */
2425         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
2426             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
2427                 return true;
2428
2429         if (blk_queue_add_random(rq->q))
2430                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
2431
2432         return false;
2433 }
2434
2435 /**
2436  * blk_unprep_request - unprepare a request
2437  * @req:        the request
2438  *
2439  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
2440  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
2441  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
2442  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
2443  * lock is held when calling this.
2444  */
2445 void blk_unprep_request(struct request *req)
2446 {
2447         struct request_queue *q = req->q;
2448
2449         req->cmd_flags &= ~REQ_DONTPREP;
2450         if (q->unprep_rq_fn)
2451                 q->unprep_rq_fn(q, req);
2452 }
2453 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
2454
2455 /*
2456  * queue lock must be held
2457  */
2458 static void blk_finish_request(struct request *req, int error)
2459 {
2460         if (blk_rq_tagged(req))
2461                 blk_queue_end_tag(req->q, req);
2462
2463         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
2464
2465         if (unlikely(laptop_mode) && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2466                 laptop_io_completion(&req->q->backing_dev_info);
2467
2468         blk_delete_timer(req);
2469
2470         if (req->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2471                 blk_unprep_request(req);
2472
2473         blk_account_io_done(req);
2474
2475         if (req->end_io)
2476                 req->end_io(req, error);
2477         else {
2478                 if (blk_bidi_rq(req))
2479                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
2480
2481                 __blk_put_request(req->q, req);
2482         }
2483 }
2484
2485 /**
2486  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
2487  * @rq:         the request to complete
2488  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2489  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2490  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2491  *
2492  * Description:
2493  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
2494  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
2495  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
2496  *     just ignored.
2497  *
2498  * Return:
2499  *     %false - we are done with this request
2500  *     %true  - still buffers pending for this request
2501  **/
2502 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2503                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2504 {
2505         struct request_queue *q = rq->q;
2506         unsigned long flags;
2507
2508         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2509                 return true;
2510
2511         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2512         blk_finish_request(rq, error);
2513         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2514
2515         return false;
2516 }
2517
2518 /**
2519  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
2520  * @rq:         the request to complete
2521  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2522  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2523  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2524  *
2525  * Description:
2526  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
2527  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
2528  *
2529  * Return:
2530  *     %false - we are done with this request
2531  *     %true  - still buffers pending for this request
2532  **/
2533 bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2534                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2535 {
2536         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2537                 return true;
2538
2539         blk_finish_request(rq, error);
2540
2541         return false;
2542 }
2543
2544 /**
2545  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2546  * @rq:       the request being processed
2547  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2548  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2549  *
2550  * Description:
2551  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
2552  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
2553  *
2554  * Return:
2555  *     %false - we are done with this request
2556  *     %true  - still buffers pending for this request
2557  **/
2558 bool blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2559 {
2560         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2561 }
2562 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
2563
2564 /**
2565  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2566  * @rq: the request to finish
2567  * @error: %0 for success, < %0 for error
2568  *
2569  * Description:
2570  *     Completely finish @rq.
2571  */
2572 void blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2573 {
2574         bool pending;
2575         unsigned int bidi_bytes = 0;
2576
2577         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2578                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2579
2580         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2581         BUG_ON(pending);
2582 }
2583 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
2584
2585 /**
2586  * blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2587  * @rq: the request to finish the current chunk for
2588  * @error: %0 for success, < %0 for error
2589  *
2590  * Description:
2591  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.
2592  *
2593  * Return:
2594  *     %false - we are done with this request
2595  *     %true  - still buffers pending for this request
2596  */
2597 bool blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2598 {
2599         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2600 }
2601 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_cur);
2602
2603 /**
2604  * blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2605  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2606  * @error: must be negative errno
2607  *
2608  * Description:
2609  *     Complete @rq till the next failure boundary.
2610  *
2611  * Return:
2612  *     %false - we are done with this request
2613  *     %true  - still buffers pending for this request
2614  */
2615 bool blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2616 {
2617         WARN_ON(error >= 0);
2618         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2619 }
2620 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request_err);
2621
2622 /**
2623  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2624  * @rq:       the request being processed
2625  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2626  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2627  *
2628  * Description:
2629  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
2630  *
2631  * Return:
2632  *     %false - we are done with this request
2633  *     %true  - still buffers pending for this request
2634  **/
2635 bool __blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2636 {
2637         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2638 }
2639 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
2640
2641 /**
2642  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2643  * @rq: the request to finish
2644  * @error: %0 for success, < %0 for error
2645  *
2646  * Description:
2647  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
2648  */
2649 void __blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2650 {
2651         bool pending;
2652         unsigned int bidi_bytes = 0;
2653
2654         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2655                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2656
2657         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2658         BUG_ON(pending);
2659 }
2660 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
2661
2662 /**
2663  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2664  * @rq: the request to finish the current chunk for
2665  * @error: %0 for success, < %0 for error
2666  *
2667  * Description:
2668  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
2669  *     be called with queue lock held.
2670  *
2671  * Return:
2672  *     %false - we are done with this request
2673  *     %true  - still buffers pending for this request
2674  */
2675 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2676 {
2677         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2678 }
2679 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
2680
2681 /**
2682  * __blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2683  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2684  * @error: must be negative errno
2685  *
2686  * Description:
2687  *     Complete @rq till the next failure boundary.  Must be called
2688  *     with queue lock held.
2689  *
2690  * Return:
2691  *     %false - we are done with this request
2692  *     %true  - still buffers pending for this request
2693  */
2694 bool __blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2695 {
2696         WARN_ON(error >= 0);
2697         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2698 }
2699 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_end_request_err);
2700
2701 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
2702                      struct bio *bio)
2703 {
2704         /* Bit 0 (R/W) is identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw */
2705         rq->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_WRITE;
2706
2707         if (bio_has_data(bio)) {
2708                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
2709                 rq->buffer = bio_data(bio);
2710         }
2711         rq->__data_len = bio->bi_size;
2712         rq->bio = rq->biotail = bio;
2713
2714         if (bio->bi_bdev)
2715                 rq->rq_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
2716 }
2717
2718 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
2719 /**
2720  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
2721  * @rq: the request to be flushed
2722  *
2723  * Description:
2724  *     Flush all pages in @rq.
2725  */
2726 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
2727 {
2728         struct req_iterator iter;
2729         struct bio_vec *bvec;
2730
2731         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
2732                 flush_dcache_page(bvec->bv_page);
2733 }
2734 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
2735 #endif
2736
2737 /**
2738  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
2739  * @q : the queue of the device being checked
2740  *
2741  * Description:
2742  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
2743  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
2744  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
2745  *
2746  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
2747  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
2748  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
2749  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
2750  *    on burst I/O load.
2751  *
2752  * Return:
2753  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
2754  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
2755  */
2756 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
2757 {
2758         if (q->lld_busy_fn)
2759                 return q->lld_busy_fn(q);
2760
2761         return 0;
2762 }
2763 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
2764
2765 /**
2766  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
2767  * @rq: the clone request to be cleaned up
2768  *
2769  * Description:
2770  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
2771  */
2772 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
2773 {
2774         struct bio *bio;
2775
2776         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
2777                 rq->bio = bio->bi_next;
2778
2779                 bio_put(bio);
2780         }
2781 }
2782 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
2783
2784 /*
2785  * Copy attributes of the original request to the clone request.
2786  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->buffer, ->sense) are not copied.
2787  */
2788 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
2789 {
2790         dst->cpu = src->cpu;
2791         dst->cmd_flags = (src->cmd_flags & REQ_CLONE_MASK) | REQ_NOMERGE;
2792         dst->cmd_type = src->cmd_type;
2793         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
2794         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
2795         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
2796         dst->ioprio = src->ioprio;
2797         dst->extra_len = src->extra_len;
2798 }
2799
2800 /**
2801  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
2802  * @rq: the request to be setup
2803  * @rq_src: original request to be cloned
2804  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
2805  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
2806  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
2807  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
2808  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
2809  *
2810  * Description:
2811  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
2812  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->buffer, ->sense)
2813  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
2814  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
2815  *     and the cloned bios just point same pages.
2816  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
2817  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
2818  */
2819 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
2820                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
2821                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
2822                       void *data)
2823 {
2824         struct bio *bio, *bio_src;
2825
2826         if (!bs)
2827                 bs = fs_bio_set;
2828
2829         blk_rq_init(NULL, rq);
2830
2831         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
2832                 bio = bio_clone_bioset(bio_src, gfp_mask, bs);
2833                 if (!bio)
2834                         goto free_and_out;
2835
2836                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
2837                         goto free_and_out;
2838
2839                 if (rq->bio) {
2840                         rq->biotail->bi_next = bio;
2841                         rq->biotail = bio;
2842                 } else
2843                         rq->bio = rq->biotail = bio;
2844         }
2845
2846         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
2847
2848         return 0;
2849
2850 free_and_out:
2851         if (bio)
2852                 bio_put(bio);
2853         blk_rq_unprep_clone(rq);
2854
2855         return -ENOMEM;
2856 }
2857 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
2858
2859 int kblockd_schedule_work(struct request_queue *q, struct work_struct *work)
2860 {
2861         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
2862 }
2863 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
2864
2865 int kblockd_schedule_delayed_work(struct request_queue *q,
2866                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
2867 {
2868         return queue_delayed_work(kblockd_workqueue, dwork, delay);
2869 }
2870 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work);
2871
2872 #define PLUG_MAGIC      0x91827364
2873
2874 /**
2875  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
2876  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
2877  *
2878  * Description:
2879  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
2880  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
2881  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
2882  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
2883  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
2884  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
2885  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
2886  *   this kind of deadlock.
2887  */
2888 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
2889 {
2890         struct task_struct *tsk = current;
2891
2892         plug->magic = PLUG_MAGIC;
2893         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
2894         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
2895         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
2896
2897         /*
2898          * If this is a nested plug, don't actually assign it. It will be
2899          * flushed on its own.
2900          */
2901         if (!tsk->plug) {
2902                 /*
2903                  * Store ordering should not be needed here, since a potential
2904                  * preempt will imply a full memory barrier
2905                  */
2906                 tsk->plug = plug;
2907         }
2908 }
2909 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
2910
2911 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
2912 {
2913         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
2914         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
2915
2916         return !(rqa->q < rqb->q ||
2917                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
2918 }
2919
2920 /*
2921  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
2922  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
2923  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
2924  * plugger did not intend it.
2925  */
2926 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
2927                             bool from_schedule)
2928         __releases(q->queue_lock)
2929 {
2930         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
2931
2932         if (from_schedule)
2933                 blk_run_queue_async(q);
2934         else
2935                 __blk_run_queue(q);
2936         spin_unlock(q->queue_lock);
2937 }
2938
2939 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
2940 {
2941         LIST_HEAD(callbacks);
2942
2943         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
2944                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
2945
2946                 while (!list_empty(&callbacks)) {
2947                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
2948                                                           struct blk_plug_cb,
2949                                                           list);
2950                         list_del(&cb->list);
2951                         cb->callback(cb, from_schedule);
2952                 }
2953         }
2954 }
2955
2956 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
2957                                       int size)
2958 {
2959         struct blk_plug *plug = current->plug;
2960         struct blk_plug_cb *cb;
2961
2962         if (!plug)
2963                 return NULL;
2964
2965         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
2966                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
2967                         return cb;
2968
2969         /* Not currently on the callback list */
2970         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
2971         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
2972         if (cb) {
2973                 cb->data = data;
2974                 cb->callback = unplug;
2975                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
2976         }
2977         return cb;
2978 }
2979 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
2980
2981 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
2982 {
2983         struct request_queue *q;
2984         unsigned long flags;
2985         struct request *rq;
2986         LIST_HEAD(list);
2987         unsigned int depth;
2988
2989         BUG_ON(plug->magic != PLUG_MAGIC);
2990
2991         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
2992
2993         if (!list_empty(&plug->mq_list))
2994                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
2995
2996         if (list_empty(&plug->list))
2997                 return;
2998
2999         list_splice_init(&plug->list, &list);
3000
3001         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
3002
3003         q = NULL;
3004         depth = 0;
3005
3006         /*
3007          * Save and disable interrupts here, to avoid doing it for every
3008          * queue lock we have to take.
3009          */
3010         local_irq_save(flags);
3011         while (!list_empty(&list)) {
3012                 rq = list_entry_rq(list.next);
3013                 list_del_init(&rq->queuelist);
3014                 BUG_ON(!rq->q);
3015                 if (rq->q != q) {
3016                         /*
3017                          * This drops the queue lock
3018                          */
3019                         if (q)
3020                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3021                         q = rq->q;
3022                         depth = 0;
3023                         spin_lock(q->queue_lock);
3024                 }
3025
3026                 /*
3027                  * Short-circuit if @q is dead
3028                  */
3029                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3030                         __blk_end_request_all(rq, -ENODEV);
3031                         continue;
3032                 }
3033
3034                 /*
3035                  * rq is already accounted, so use raw insert
3036                  */
3037                 if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
3038                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3039                 else
3040                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3041
3042                 depth++;
3043         }
3044
3045         /*
3046          * This drops the queue lock
3047          */
3048         if (q)
3049                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3050
3051         local_irq_restore(flags);
3052 }
3053
3054 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3055 {
3056         blk_flush_plug_list(plug, false);
3057
3058         if (plug == current->plug)
3059                 current->plug = NULL;
3060 }
3061 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3062
3063 #ifdef CONFIG_PM_RUNTIME
3064 /**
3065  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3066  * @q: the queue of the device
3067  * @dev: the device the queue belongs to
3068  *
3069  * Description:
3070  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3071  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3072  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3073  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3074  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3075  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3076  *
3077  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3078  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3079  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3080  *    not need to touch other autosuspend settings.
3081  *
3082  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3083  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3084  */
3085 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3086 {
3087         q->dev = dev;
3088         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3089         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3090         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3091 }
3092 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3093
3094 /**
3095  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3096  * @q: the queue of the device
3097  *
3098  * Description:
3099  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3100  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3101  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3102  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3103  *    proceed to suspend the device.
3104  *
3105  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3106  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3107  *
3108  *    This function should be called near the start of the device's
3109  *    runtime_suspend callback.
3110  *
3111  * Return:
3112  *    0         - OK to runtime suspend the device
3113  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3114  */
3115 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3116 {
3117         int ret = 0;
3118
3119         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3120         if (q->nr_pending) {
3121                 ret = -EBUSY;
3122                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3123         } else {
3124                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3125         }
3126         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3127         return ret;
3128 }
3129 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3130
3131 /**
3132  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3133  * @q: the queue of the device
3134  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3135  *
3136  * Description:
3137  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3138  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3139  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3140  *
3141  *    This function should be called near the end of the device's
3142  *    runtime_suspend callback.
3143  */
3144 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3145 {
3146         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3147         if (!err) {
3148                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3149         } else {
3150                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3151                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3152         }
3153         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3154 }
3155 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3156
3157 /**
3158  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3159  * @q: the queue of the device
3160  *
3161  * Description:
3162  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3163  *    runtime resume of the device.
3164  *
3165  *    This function should be called near the start of the device's
3166  *    runtime_resume callback.
3167  */
3168 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3169 {
3170         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3171         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3172         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3173 }
3174 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3175
3176 /**
3177  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3178  * @q: the queue of the device
3179  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3180  *
3181  * Description:
3182  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3183  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3184  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3185  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3186  *
3187  *    This function should be called near the end of the device's
3188  *    runtime_resume callback.
3189  */
3190 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3191 {
3192         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3193         if (!err) {
3194                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3195                 __blk_run_queue(q);
3196                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3197                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3198         } else {
3199                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3200         }
3201         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3202 }
3203 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3204 #endif
3205
3206 int __init blk_dev_init(void)
3207 {
3208         BUILD_BUG_ON(__REQ_NR_BITS > 8 *
3209                         sizeof(((struct request *)0)->cmd_flags));
3210
3211         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3212         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3213                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI |
3214                                             WQ_POWER_EFFICIENT, 0);
3215         if (!kblockd_workqueue)
3216                 panic("Failed to create kblockd\n");
3217
3218         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3219                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3220
3221         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("blkdev_queue",
3222                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3223
3224         return 0;
3225 }