Merge branch 'next' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rzhang/linux
[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 #include <linux/blk-cgroup.h>
36 #include <linux/debugfs.h>
37 #include <linux/bpf.h>
38
39 #define CREATE_TRACE_POINTS
40 #include <trace/events/block.h>
41
42 #include "blk.h"
43 #include "blk-mq.h"
44 #include "blk-mq-sched.h"
45 #include "blk-wbt.h"
46
47 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
48 struct dentry *blk_debugfs_root;
49 #endif
50
51 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
52 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
53 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
54 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
55 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
56
57 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
58
59 /*
60  * For the allocated request tables
61  */
62 struct kmem_cache *request_cachep;
63
64 /*
65  * For queue allocation
66  */
67 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
68
69 /*
70  * Controlling structure to kblockd
71  */
72 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
73
74 /**
75  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
76  * @flag: flag to be set
77  * @q: request queue
78  */
79 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
80 {
81         unsigned long flags;
82
83         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
84         queue_flag_set(flag, q);
85         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
86 }
87 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
88
89 /**
90  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
91  * @flag: flag to be cleared
92  * @q: request queue
93  */
94 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
95 {
96         unsigned long flags;
97
98         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
99         queue_flag_clear(flag, q);
100         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
101 }
102 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
103
104 /**
105  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
106  * @flag: flag to be set
107  * @q: request queue
108  *
109  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
110  * the flag was already set.
111  */
112 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
113 {
114         unsigned long flags;
115         bool res;
116
117         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
118         res = queue_flag_test_and_set(flag, q);
119         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
120
121         return res;
122 }
123 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
124
125 /**
126  * blk_queue_flag_test_and_clear - atomically test and clear a queue flag
127  * @flag: flag to be cleared
128  * @q: request queue
129  *
130  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
131  * the flag was set.
132  */
133 bool blk_queue_flag_test_and_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
134 {
135         unsigned long flags;
136         bool res;
137
138         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
139         res = queue_flag_test_and_clear(flag, q);
140         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
141
142         return res;
143 }
144 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_clear);
145
146 static void blk_clear_congested(struct request_list *rl, int sync)
147 {
148 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
149         clear_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
150 #else
151         /*
152          * If !CGROUP_WRITEBACK, all blkg's map to bdi->wb and we shouldn't
153          * flip its congestion state for events on other blkcgs.
154          */
155         if (rl == &rl->q->root_rl)
156                 clear_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
157 #endif
158 }
159
160 static void blk_set_congested(struct request_list *rl, int sync)
161 {
162 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
163         set_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
164 #else
165         /* see blk_clear_congested() */
166         if (rl == &rl->q->root_rl)
167                 set_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
168 #endif
169 }
170
171 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
172 {
173         int nr;
174
175         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
176         if (nr > q->nr_requests)
177                 nr = q->nr_requests;
178         q->nr_congestion_on = nr;
179
180         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
181         if (nr < 1)
182                 nr = 1;
183         q->nr_congestion_off = nr;
184 }
185
186 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
187 {
188         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
189
190         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
191         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
192         rq->cpu = -1;
193         rq->q = q;
194         rq->__sector = (sector_t) -1;
195         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
196         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
197         rq->tag = -1;
198         rq->internal_tag = -1;
199         rq->start_time = jiffies;
200         set_start_time_ns(rq);
201         rq->part = NULL;
202         seqcount_init(&rq->gstate_seq);
203         u64_stats_init(&rq->aborted_gstate_sync);
204 }
205 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
206
207 static const struct {
208         int             errno;
209         const char      *name;
210 } blk_errors[] = {
211         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
212         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
213         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
214         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
215         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
216         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
217         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
218         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
219         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
220         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
221         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
222         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
223
224         /* device mapper special case, should not leak out: */
225         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
226
227         /* everything else not covered above: */
228         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
229 };
230
231 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
232 {
233         int i;
234
235         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
236                 if (blk_errors[i].errno == errno)
237                         return (__force blk_status_t)i;
238         }
239
240         return BLK_STS_IOERR;
241 }
242 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
243
244 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
245 {
246         int idx = (__force int)status;
247
248         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
249                 return -EIO;
250         return blk_errors[idx].errno;
251 }
252 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
253
254 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status)
255 {
256         int idx = (__force int)status;
257
258         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
259                 return;
260
261         printk_ratelimited(KERN_ERR "%s: %s error, dev %s, sector %llu\n",
262                            __func__, blk_errors[idx].name, req->rq_disk ?
263                            req->rq_disk->disk_name : "?",
264                            (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
265 }
266
267 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
268                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
269 {
270         if (error)
271                 bio->bi_status = error;
272
273         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
274                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
275
276         bio_advance(bio, nbytes);
277
278         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
279         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
280                 bio_endio(bio);
281 }
282
283 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
284 {
285         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
286                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
287                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
288
289         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
290                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
291                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
292         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
293                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
294 }
295 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
296
297 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
298 {
299         struct request_queue *q;
300
301         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
302         spin_lock_irq(q->queue_lock);
303         __blk_run_queue(q);
304         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
305 }
306
307 /**
308  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
309  * @q:          The &struct request_queue in question
310  * @msecs:      Delay in msecs
311  *
312  * Description:
313  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
314  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
315  *   restarted around the specified time.
316  */
317 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
318 {
319         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
320         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
321
322         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
323                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
324                                    msecs_to_jiffies(msecs));
325 }
326 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
327
328 /**
329  * blk_start_queue_async - asynchronously restart a previously stopped queue
330  * @q:    The &struct request_queue in question
331  *
332  * Description:
333  *   blk_start_queue_async() will clear the stop flag on the queue, and
334  *   ensure that the request_fn for the queue is run from an async
335  *   context.
336  **/
337 void blk_start_queue_async(struct request_queue *q)
338 {
339         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
340         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
341
342         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
343         blk_run_queue_async(q);
344 }
345 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue_async);
346
347 /**
348  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
349  * @q:    The &struct request_queue in question
350  *
351  * Description:
352  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
353  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
354  *   entered. Also see blk_stop_queue().
355  **/
356 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
357 {
358         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
359         WARN_ON(!in_interrupt() && !irqs_disabled());
360         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
361
362         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
363         __blk_run_queue(q);
364 }
365 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
366
367 /**
368  * blk_stop_queue - stop a queue
369  * @q:    The &struct request_queue in question
370  *
371  * Description:
372  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
373  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
374  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
375  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
376  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
377  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
378  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
379  *   blk_start_queue() to restart queue operations.
380  **/
381 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
382 {
383         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
384         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
385
386         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
387         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
388 }
389 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
390
391 /**
392  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
393  * @q: the queue
394  *
395  * Description:
396  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
397  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
398  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
399  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
400  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
401  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
402  *     this function.
403  *
404  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
405  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
406  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
407  *
408  */
409 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
410 {
411         del_timer_sync(&q->timeout);
412         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
413
414         if (q->mq_ops) {
415                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
416                 int i;
417
418                 cancel_delayed_work_sync(&q->requeue_work);
419                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
420                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->run_work);
421         } else {
422                 cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
423         }
424 }
425 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
426
427 /**
428  * blk_set_preempt_only - set QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY
429  * @q: request queue pointer
430  *
431  * Returns the previous value of the PREEMPT_ONLY flag - 0 if the flag was not
432  * set and 1 if the flag was already set.
433  */
434 int blk_set_preempt_only(struct request_queue *q)
435 {
436         return blk_queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY, q);
437 }
438 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_preempt_only);
439
440 void blk_clear_preempt_only(struct request_queue *q)
441 {
442         blk_queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY, q);
443         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
444 }
445 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_preempt_only);
446
447 /**
448  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
449  * @q:  The queue to run
450  *
451  * Description:
452  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
453  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
454  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
455  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
456  *    disabled. See also @blk_run_queue.
457  */
458 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
459 {
460         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
461         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
462
463         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
464                 return;
465
466         /*
467          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
468          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
469          * running such a request function concurrently. Keep track of the
470          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
471          * can wait until all these request_fn calls have finished.
472          */
473         q->request_fn_active++;
474         q->request_fn(q);
475         q->request_fn_active--;
476 }
477 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_run_queue_uncond);
478
479 /**
480  * __blk_run_queue - run a single device queue
481  * @q:  The queue to run
482  *
483  * Description:
484  *    See @blk_run_queue.
485  */
486 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
487 {
488         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
489         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
490
491         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
492                 return;
493
494         __blk_run_queue_uncond(q);
495 }
496 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
497
498 /**
499  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
500  * @q:  The queue to run
501  *
502  * Description:
503  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
504  *    of us.
505  *
506  * Note:
507  *    Since it is not allowed to run q->delay_work after blk_cleanup_queue()
508  *    has canceled q->delay_work, callers must hold the queue lock to avoid
509  *    race conditions between blk_cleanup_queue() and blk_run_queue_async().
510  */
511 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
512 {
513         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
514         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
515
516         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
517                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
518 }
519 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
520
521 /**
522  * blk_run_queue - run a single device queue
523  * @q: The queue to run
524  *
525  * Description:
526  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
527  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
528  */
529 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
530 {
531         unsigned long flags;
532
533         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
534
535         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
536         __blk_run_queue(q);
537         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
538 }
539 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
540
541 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
542 {
543         kobject_put(&q->kobj);
544 }
545 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
546
547 /**
548  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
549  * @q: queue to drain
550  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
551  *
552  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
553  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
554  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
555  */
556 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
557         __releases(q->queue_lock)
558         __acquires(q->queue_lock)
559 {
560         int i;
561
562         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
563         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
564
565         while (true) {
566                 bool drain = false;
567
568                 /*
569                  * The caller might be trying to drain @q before its
570                  * elevator is initialized.
571                  */
572                 if (q->elevator)
573                         elv_drain_elevator(q);
574
575                 blkcg_drain_queue(q);
576
577                 /*
578                  * This function might be called on a queue which failed
579                  * driver init after queue creation or is not yet fully
580                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
581                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
582                  * something on it and @q has request_fn set.
583                  */
584                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
585                         __blk_run_queue(q);
586
587                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
588                 drain |= q->request_fn_active;
589
590                 /*
591                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
592                  * multiple places and there's no single counter which can
593                  * be drained.  Check all the queues and counters.
594                  */
595                 if (drain_all) {
596                         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
597                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
598                         for (i = 0; i < 2; i++) {
599                                 drain |= q->nr_rqs[i];
600                                 drain |= q->in_flight[i];
601                                 if (fq)
602                                     drain |= !list_empty(&fq->flush_queue[i]);
603                         }
604                 }
605
606                 if (!drain)
607                         break;
608
609                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
610
611                 msleep(10);
612
613                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
614         }
615
616         /*
617          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
618          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
619          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
620          */
621         if (q->request_fn) {
622                 struct request_list *rl;
623
624                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
625                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
626                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
627         }
628 }
629
630 void blk_drain_queue(struct request_queue *q)
631 {
632         spin_lock_irq(q->queue_lock);
633         __blk_drain_queue(q, true);
634         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
635 }
636
637 /**
638  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
639  * @q: queue of interest
640  *
641  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
642  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
643  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
644  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
645  * inside queue or RCU read lock.
646  */
647 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
648 {
649         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
650
651         spin_lock_irq(q->queue_lock);
652         q->bypass_depth++;
653         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
654         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
655
656         /*
657          * Queues start drained.  Skip actual draining till init is
658          * complete.  This avoids lenghty delays during queue init which
659          * can happen many times during boot.
660          */
661         if (blk_queue_init_done(q)) {
662                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
663                 __blk_drain_queue(q, false);
664                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
665
666                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
667                 synchronize_rcu();
668         }
669 }
670 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
671
672 /**
673  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
674  * @q: queue of interest
675  *
676  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
677  *
678  * Note: although blk_queue_bypass_start() is only called for blk-sq queues,
679  * this function is called for both blk-sq and blk-mq queues.
680  */
681 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
682 {
683         spin_lock_irq(q->queue_lock);
684         if (!--q->bypass_depth)
685                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
686         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
687         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
688 }
689 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
690
691 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
692 {
693         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
694
695         /*
696          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
697          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
698          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
699          */
700         blk_freeze_queue_start(q);
701
702         if (q->mq_ops)
703                 blk_mq_wake_waiters(q);
704         else {
705                 struct request_list *rl;
706
707                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
708                 blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
709                         if (rl->rq_pool) {
710                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
711                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
712                         }
713                 }
714                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
715         }
716
717         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
718         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
719 }
720 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
721
722 /**
723  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
724  * @q: request queue to shutdown
725  *
726  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
727  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
728  */
729 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
730 {
731         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
732
733         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
734         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
735         blk_set_queue_dying(q);
736         spin_lock_irq(lock);
737
738         /*
739          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
740          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
741          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
742          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
743          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
744          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
745          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
746          */
747         q->bypass_depth++;
748         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
749
750         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
751         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
752         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
753         spin_unlock_irq(lock);
754         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
755
756         /*
757          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
758          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
759          */
760         blk_freeze_queue(q);
761         spin_lock_irq(lock);
762         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
763         spin_unlock_irq(lock);
764
765         /*
766          * make sure all in-progress dispatch are completed because
767          * blk_freeze_queue() can only complete all requests, and
768          * dispatch may still be in-progress since we dispatch requests
769          * from more than one contexts
770          */
771         if (q->mq_ops)
772                 blk_mq_quiesce_queue(q);
773
774         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
775         blk_flush_integrity();
776
777         /* @q won't process any more request, flush async actions */
778         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
779         blk_sync_queue(q);
780
781         /*
782          * I/O scheduler exit is only safe after the sysfs scheduler attribute
783          * has been removed.
784          */
785         WARN_ON_ONCE(q->kobj.state_in_sysfs);
786
787         /*
788          * Since the I/O scheduler exit code may access cgroup information,
789          * perform I/O scheduler exit before disassociating from the block
790          * cgroup controller.
791          */
792         if (q->elevator) {
793                 ioc_clear_queue(q);
794                 elevator_exit(q, q->elevator);
795                 q->elevator = NULL;
796         }
797
798         /*
799          * Remove all references to @q from the block cgroup controller before
800          * restoring @q->queue_lock to avoid that restoring this pointer causes
801          * e.g. blkcg_print_blkgs() to crash.
802          */
803         blkcg_exit_queue(q);
804
805         /*
806          * Since the cgroup code may dereference the @q->backing_dev_info
807          * pointer, only decrease its reference count after having removed the
808          * association with the block cgroup controller.
809          */
810         bdi_put(q->backing_dev_info);
811
812         if (q->mq_ops)
813                 blk_mq_free_queue(q);
814         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
815
816         spin_lock_irq(lock);
817         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
818                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
819         spin_unlock_irq(lock);
820
821         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
822         blk_put_queue(q);
823 }
824 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
825
826 /* Allocate memory local to the request queue */
827 static void *alloc_request_simple(gfp_t gfp_mask, void *data)
828 {
829         struct request_queue *q = data;
830
831         return kmem_cache_alloc_node(request_cachep, gfp_mask, q->node);
832 }
833
834 static void free_request_simple(void *element, void *data)
835 {
836         kmem_cache_free(request_cachep, element);
837 }
838
839 static void *alloc_request_size(gfp_t gfp_mask, void *data)
840 {
841         struct request_queue *q = data;
842         struct request *rq;
843
844         rq = kmalloc_node(sizeof(struct request) + q->cmd_size, gfp_mask,
845                         q->node);
846         if (rq && q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, rq, gfp_mask) < 0) {
847                 kfree(rq);
848                 rq = NULL;
849         }
850         return rq;
851 }
852
853 static void free_request_size(void *element, void *data)
854 {
855         struct request_queue *q = data;
856
857         if (q->exit_rq_fn)
858                 q->exit_rq_fn(q, element);
859         kfree(element);
860 }
861
862 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
863                 gfp_t gfp_mask)
864 {
865         if (unlikely(rl->rq_pool) || q->mq_ops)
866                 return 0;
867
868         rl->q = q;
869         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
870         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
871         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
872         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
873
874         if (q->cmd_size) {
875                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
876                                 alloc_request_size, free_request_size,
877                                 q, gfp_mask, q->node);
878         } else {
879                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
880                                 alloc_request_simple, free_request_simple,
881                                 q, gfp_mask, q->node);
882         }
883         if (!rl->rq_pool)
884                 return -ENOMEM;
885
886         if (rl != &q->root_rl)
887                 WARN_ON_ONCE(!blk_get_queue(q));
888
889         return 0;
890 }
891
892 void blk_exit_rl(struct request_queue *q, struct request_list *rl)
893 {
894         if (rl->rq_pool) {
895                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
896                 if (rl != &q->root_rl)
897                         blk_put_queue(q);
898         }
899 }
900
901 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
902 {
903         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE, NULL);
904 }
905 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
906
907 /**
908  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
909  * @q: request queue pointer
910  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
911  */
912 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
913 {
914         const bool preempt = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
915
916         while (true) {
917                 bool success = false;
918                 int ret;
919
920                 rcu_read_lock();
921                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
922                         /*
923                          * The code that sets the PREEMPT_ONLY flag is
924                          * responsible for ensuring that that flag is globally
925                          * visible before the queue is unfrozen.
926                          */
927                         if (preempt || !blk_queue_preempt_only(q)) {
928                                 success = true;
929                         } else {
930                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
931                         }
932                 }
933                 rcu_read_unlock();
934
935                 if (success)
936                         return 0;
937
938                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
939                         return -EBUSY;
940
941                 /*
942                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
943                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
944                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
945                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
946                  * never return if the two reads are reordered.
947                  */
948                 smp_rmb();
949
950                 ret = wait_event_interruptible(q->mq_freeze_wq,
951                                 (atomic_read(&q->mq_freeze_depth) == 0 &&
952                                  (preempt || !blk_queue_preempt_only(q))) ||
953                                 blk_queue_dying(q));
954                 if (blk_queue_dying(q))
955                         return -ENODEV;
956                 if (ret)
957                         return ret;
958         }
959 }
960
961 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
962 {
963         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
964 }
965
966 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
967 {
968         struct request_queue *q =
969                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
970
971         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
972 }
973
974 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
975 {
976         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
977
978         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
979 }
980
981 /**
982  * blk_alloc_queue_node - allocate a request queue
983  * @gfp_mask: memory allocation flags
984  * @node_id: NUMA node to allocate memory from
985  * @lock: For legacy queues, pointer to a spinlock that will be used to e.g.
986  *        serialize calls to the legacy .request_fn() callback. Ignored for
987  *        blk-mq request queues.
988  *
989  * Note: pass the queue lock as the third argument to this function instead of
990  * setting the queue lock pointer explicitly to avoid triggering a sporadic
991  * crash in the blkcg code. This function namely calls blkcg_init_queue() and
992  * the queue lock pointer must be set before blkcg_init_queue() is called.
993  */
994 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id,
995                                            spinlock_t *lock)
996 {
997         struct request_queue *q;
998
999         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
1000                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
1001         if (!q)
1002                 return NULL;
1003
1004         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
1005         if (q->id < 0)
1006                 goto fail_q;
1007
1008         q->bio_split = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
1009         if (!q->bio_split)
1010                 goto fail_id;
1011
1012         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(gfp_mask, node_id);
1013         if (!q->backing_dev_info)
1014                 goto fail_split;
1015
1016         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
1017         if (!q->stats)
1018                 goto fail_stats;
1019
1020         q->backing_dev_info->ra_pages =
1021                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_SIZE;
1022         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
1023         q->backing_dev_info->name = "block";
1024         q->node = node_id;
1025
1026         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
1027                     laptop_mode_timer_fn, 0);
1028         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
1029         INIT_WORK(&q->timeout_work, NULL);
1030         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
1031         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
1032         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
1033 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1034         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
1035 #endif
1036         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
1037
1038         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
1039
1040 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
1041         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
1042 #endif
1043         mutex_init(&q->sysfs_lock);
1044         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
1045
1046         if (!q->mq_ops)
1047                 q->queue_lock = lock ? : &q->__queue_lock;
1048
1049         /*
1050          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
1051          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
1052          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
1053          * registered by blk_register_queue().
1054          */
1055         q->bypass_depth = 1;
1056         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
1057
1058         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
1059
1060         /*
1061          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
1062          * See blk_register_queue() for details.
1063          */
1064         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
1065                                 blk_queue_usage_counter_release,
1066                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
1067                 goto fail_bdi;
1068
1069         if (blkcg_init_queue(q))
1070                 goto fail_ref;
1071
1072         return q;
1073
1074 fail_ref:
1075         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
1076 fail_bdi:
1077         blk_free_queue_stats(q->stats);
1078 fail_stats:
1079         bdi_put(q->backing_dev_info);
1080 fail_split:
1081         bioset_free(q->bio_split);
1082 fail_id:
1083         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
1084 fail_q:
1085         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
1086         return NULL;
1087 }
1088 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
1089
1090 /**
1091  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
1092  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
1093  *        placed on the queue.
1094  * @lock: Request queue spin lock
1095  *
1096  * Description:
1097  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
1098  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
1099  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
1100  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
1101  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
1102  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
1103  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
1104  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
1105  *
1106  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
1107  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
1108  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
1109  *    get dealt with eventually.
1110  *
1111  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
1112  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
1113  *    disabling is needed for it.
1114  *
1115  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
1116  *    it didn't succeed.
1117  *
1118  * Note:
1119  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
1120  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
1121  **/
1122
1123 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
1124 {
1125         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
1126 }
1127 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
1128
1129 struct request_queue *
1130 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
1131 {
1132         struct request_queue *q;
1133
1134         q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id, lock);
1135         if (!q)
1136                 return NULL;
1137
1138         q->request_fn = rfn;
1139         if (blk_init_allocated_queue(q) < 0) {
1140                 blk_cleanup_queue(q);
1141                 return NULL;
1142         }
1143
1144         return q;
1145 }
1146 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
1147
1148 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio);
1149
1150
1151 int blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q)
1152 {
1153         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1154
1155         q->fq = blk_alloc_flush_queue(q, NUMA_NO_NODE, q->cmd_size);
1156         if (!q->fq)
1157                 return -ENOMEM;
1158
1159         if (q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, q->fq->flush_rq, GFP_KERNEL))
1160                 goto out_free_flush_queue;
1161
1162         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
1163                 goto out_exit_flush_rq;
1164
1165         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
1166         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
1167
1168         /*
1169          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
1170          */
1171         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
1172
1173         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
1174
1175         /* Protect q->elevator from elevator_change */
1176         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
1177
1178         /* init elevator */
1179         if (elevator_init(q, NULL)) {
1180                 mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
1181                 goto out_exit_flush_rq;
1182         }
1183
1184         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
1185         return 0;
1186
1187 out_exit_flush_rq:
1188         if (q->exit_rq_fn)
1189                 q->exit_rq_fn(q, q->fq->flush_rq);
1190 out_free_flush_queue:
1191         blk_free_flush_queue(q->fq);
1192         return -ENOMEM;
1193 }
1194 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
1195
1196 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
1197 {
1198         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
1199                 __blk_get_queue(q);
1200                 return true;
1201         }
1202
1203         return false;
1204 }
1205 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
1206
1207 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
1208 {
1209         if (rq->rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1210                 elv_put_request(rl->q, rq);
1211                 if (rq->elv.icq)
1212                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
1213         }
1214
1215         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
1216 }
1217
1218 /*
1219  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
1220  * should be given priority access to a request.
1221  */
1222 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1223 {
1224         if (!ioc)
1225                 return 0;
1226
1227         /*
1228          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
1229          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
1230          * lose wakeups.
1231          */
1232         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
1233                 (ioc->nr_batch_requests > 0
1234                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
1235 }
1236
1237 /*
1238  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
1239  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
1240  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
1241  * a nice run.
1242  */
1243 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1244 {
1245         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
1246                 return;
1247
1248         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
1249         ioc->last_waited = jiffies;
1250 }
1251
1252 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
1253 {
1254         struct request_queue *q = rl->q;
1255
1256         if (rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
1257                 blk_clear_congested(rl, sync);
1258
1259         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
1260                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
1261                         wake_up(&rl->wait[sync]);
1262
1263                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
1264         }
1265 }
1266
1267 /*
1268  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
1269  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
1270  */
1271 static void freed_request(struct request_list *rl, bool sync,
1272                 req_flags_t rq_flags)
1273 {
1274         struct request_queue *q = rl->q;
1275
1276         q->nr_rqs[sync]--;
1277         rl->count[sync]--;
1278         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV)
1279                 q->nr_rqs_elvpriv--;
1280
1281         __freed_request(rl, sync);
1282
1283         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
1284                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
1285 }
1286
1287 int blk_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
1288 {
1289         struct request_list *rl;
1290         int on_thresh, off_thresh;
1291
1292         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1293
1294         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1295         q->nr_requests = nr;
1296         blk_queue_congestion_threshold(q);
1297         on_thresh = queue_congestion_on_threshold(q);
1298         off_thresh = queue_congestion_off_threshold(q);
1299
1300         blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
1301                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= on_thresh)
1302                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1303                 else if (rl->count[BLK_RW_SYNC] < off_thresh)
1304                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1305
1306                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= on_thresh)
1307                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1308                 else if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] < off_thresh)
1309                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1310
1311                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= q->nr_requests) {
1312                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1313                 } else {
1314                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1315                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
1316                 }
1317
1318                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= q->nr_requests) {
1319                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1320                 } else {
1321                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1322                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
1323                 }
1324         }
1325
1326         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1327         return 0;
1328 }
1329
1330 /**
1331  * __get_request - get a free request
1332  * @rl: request list to allocate from
1333  * @op: operation and flags
1334  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1335  * @flags: BLQ_MQ_REQ_* flags
1336  *
1337  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
1338  * pressure or if @q is dead.
1339  *
1340  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1341  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1342  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1343  */
1344 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, unsigned int op,
1345                                      struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags)
1346 {
1347         struct request_queue *q = rl->q;
1348         struct request *rq;
1349         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
1350         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1351         struct io_cq *icq = NULL;
1352         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1353         int may_queue;
1354         gfp_t gfp_mask = flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT ? GFP_ATOMIC :
1355                          __GFP_DIRECT_RECLAIM;
1356         req_flags_t rq_flags = RQF_ALLOCED;
1357
1358         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1359
1360         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
1361                 return ERR_PTR(-ENODEV);
1362
1363         may_queue = elv_may_queue(q, op);
1364         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
1365                 goto rq_starved;
1366
1367         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
1368                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
1369                         /*
1370                          * The queue will fill after this allocation, so set
1371                          * it as full, and mark this process as "batching".
1372                          * This process will be allowed to complete a batch of
1373                          * requests, others will be blocked.
1374                          */
1375                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
1376                                 ioc_set_batching(q, ioc);
1377                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
1378                         } else {
1379                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
1380                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
1381                                         /*
1382                                          * The queue is full and the allocating
1383                                          * process is not a "batcher", and not
1384                                          * exempted by the IO scheduler
1385                                          */
1386                                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1387                                 }
1388                         }
1389                 }
1390                 blk_set_congested(rl, is_sync);
1391         }
1392
1393         /*
1394          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
1395          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
1396          * allocated with any setting of ->nr_requests
1397          */
1398         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
1399                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1400
1401         q->nr_rqs[is_sync]++;
1402         rl->count[is_sync]++;
1403         rl->starved[is_sync] = 0;
1404
1405         /*
1406          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
1407          * so, mark @rq_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
1408          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
1409          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
1410          * makes creating new ones safe.
1411          *
1412          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
1413          * This allows a request to share the flush and elevator data.
1414          *
1415          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
1416          * it will be created after releasing queue_lock.
1417          */
1418         if (!op_is_flush(op) && !blk_queue_bypass(q)) {
1419                 rq_flags |= RQF_ELVPRIV;
1420                 q->nr_rqs_elvpriv++;
1421                 if (et->icq_cache && ioc)
1422                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
1423         }
1424
1425         if (blk_queue_io_stat(q))
1426                 rq_flags |= RQF_IO_STAT;
1427         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1428
1429         /* allocate and init request */
1430         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
1431         if (!rq)
1432                 goto fail_alloc;
1433
1434         blk_rq_init(q, rq);
1435         blk_rq_set_rl(rq, rl);
1436         rq->cmd_flags = op;
1437         rq->rq_flags = rq_flags;
1438         if (flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT)
1439                 rq->rq_flags |= RQF_PREEMPT;
1440
1441         /* init elvpriv */
1442         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1443                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
1444                         if (ioc)
1445                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
1446                         if (!icq)
1447                                 goto fail_elvpriv;
1448                 }
1449
1450                 rq->elv.icq = icq;
1451                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
1452                         goto fail_elvpriv;
1453
1454                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
1455                 if (icq)
1456                         get_io_context(icq->ioc);
1457         }
1458 out:
1459         /*
1460          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1461          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1462          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1463          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1464          */
1465         if (ioc_batching(q, ioc))
1466                 ioc->nr_batch_requests--;
1467
1468         trace_block_getrq(q, bio, op);
1469         return rq;
1470
1471 fail_elvpriv:
1472         /*
1473          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1474          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1475          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1476          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1477          */
1478         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: dev %s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1479                            __func__, dev_name(q->backing_dev_info->dev));
1480
1481         rq->rq_flags &= ~RQF_ELVPRIV;
1482         rq->elv.icq = NULL;
1483
1484         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1485         q->nr_rqs_elvpriv--;
1486         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1487         goto out;
1488
1489 fail_alloc:
1490         /*
1491          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1492          * might have messed up.
1493          *
1494          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1495          * queue, but this is pretty rare.
1496          */
1497         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1498         freed_request(rl, is_sync, rq_flags);
1499
1500         /*
1501          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1502          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1503          * freeing of a request in the other direction will notice
1504          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1505          * READ and WRITE
1506          */
1507 rq_starved:
1508         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1509                 rl->starved[is_sync] = 1;
1510         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1511 }
1512
1513 /**
1514  * get_request - get a free request
1515  * @q: request_queue to allocate request from
1516  * @op: operation and flags
1517  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1518  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags.
1519  *
1520  * Get a free request from @q.  If %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set in @gfp_mask,
1521  * this function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1522  *
1523  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1524  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1525  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1526  */
1527 static struct request *get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1528                                    struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags)
1529 {
1530         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1531         DEFINE_WAIT(wait);
1532         struct request_list *rl;
1533         struct request *rq;
1534
1535         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1536         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1537
1538         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1539 retry:
1540         rq = __get_request(rl, op, bio, flags);
1541         if (!IS_ERR(rq))
1542                 return rq;
1543
1544         if (op & REQ_NOWAIT) {
1545                 blk_put_rl(rl);
1546                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
1547         }
1548
1549         if ((flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1550                 blk_put_rl(rl);
1551                 return rq;
1552         }
1553
1554         /* wait on @rl and retry */
1555         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1556                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1557
1558         trace_block_sleeprq(q, bio, op);
1559
1560         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1561         io_schedule();
1562
1563         /*
1564          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1565          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1566          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1567          */
1568         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1569
1570         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1571         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1572
1573         goto retry;
1574 }
1575
1576 /* flags: BLK_MQ_REQ_PREEMPT and/or BLK_MQ_REQ_NOWAIT. */
1577 static struct request *blk_old_get_request(struct request_queue *q,
1578                                 unsigned int op, blk_mq_req_flags_t flags)
1579 {
1580         struct request *rq;
1581         gfp_t gfp_mask = flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT ? GFP_ATOMIC :
1582                          __GFP_DIRECT_RECLAIM;
1583         int ret = 0;
1584
1585         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1586
1587         /* create ioc upfront */
1588         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1589
1590         ret = blk_queue_enter(q, flags);
1591         if (ret)
1592                 return ERR_PTR(ret);
1593         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1594         rq = get_request(q, op, NULL, flags);
1595         if (IS_ERR(rq)) {
1596                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1597                 blk_queue_exit(q);
1598                 return rq;
1599         }
1600
1601         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1602         rq->__data_len = 0;
1603         rq->__sector = (sector_t) -1;
1604         rq->bio = rq->biotail = NULL;
1605         return rq;
1606 }
1607
1608 /**
1609  * blk_get_request_flags - allocate a request
1610  * @q: request queue to allocate a request for
1611  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
1612  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
1613  */
1614 struct request *blk_get_request_flags(struct request_queue *q, unsigned int op,
1615                                       blk_mq_req_flags_t flags)
1616 {
1617         struct request *req;
1618
1619         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
1620         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
1621
1622         if (q->mq_ops) {
1623                 req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
1624                 if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
1625                         q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
1626         } else {
1627                 req = blk_old_get_request(q, op, flags);
1628                 if (!IS_ERR(req) && q->initialize_rq_fn)
1629                         q->initialize_rq_fn(req);
1630         }
1631
1632         return req;
1633 }
1634 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request_flags);
1635
1636 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1637                                 gfp_t gfp_mask)
1638 {
1639         return blk_get_request_flags(q, op, gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM ?
1640                                      0 : BLK_MQ_REQ_NOWAIT);
1641 }
1642 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1643
1644 /**
1645  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1646  * @q:          request queue where request should be inserted
1647  * @rq:         request to be inserted
1648  *
1649  * Description:
1650  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1651  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1652  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1653  */
1654 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1655 {
1656         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1657         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1658
1659         blk_delete_timer(rq);
1660         blk_clear_rq_complete(rq);
1661         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1662         wbt_requeue(q->rq_wb, &rq->issue_stat);
1663
1664         if (rq->rq_flags & RQF_QUEUED)
1665                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1666
1667         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1668
1669         elv_requeue_request(q, rq);
1670 }
1671 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1672
1673 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1674                              int where)
1675 {
1676         blk_account_io_start(rq, true);
1677         __elv_add_request(q, rq, where);
1678 }
1679
1680 static void part_round_stats_single(struct request_queue *q, int cpu,
1681                                     struct hd_struct *part, unsigned long now,
1682                                     unsigned int inflight)
1683 {
1684         if (inflight) {
1685                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1686                                 inflight * (now - part->stamp));
1687                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1688         }
1689         part->stamp = now;
1690 }
1691
1692 /**
1693  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1694  * @q: target block queue
1695  * @cpu: cpu number for stats access
1696  * @part: target partition
1697  *
1698  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1699  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1700  * time it has been in this state for.
1701  *
1702  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1703  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1704  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1705  * function to do a round-off before returning the results when reading
1706  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1707  * the current jiffies and restarts the counters again.
1708  */
1709 void part_round_stats(struct request_queue *q, int cpu, struct hd_struct *part)
1710 {
1711         struct hd_struct *part2 = NULL;
1712         unsigned long now = jiffies;
1713         unsigned int inflight[2];
1714         int stats = 0;
1715
1716         if (part->stamp != now)
1717                 stats |= 1;
1718
1719         if (part->partno) {
1720                 part2 = &part_to_disk(part)->part0;
1721                 if (part2->stamp != now)
1722                         stats |= 2;
1723         }
1724
1725         if (!stats)
1726                 return;
1727
1728         part_in_flight(q, part, inflight);
1729
1730         if (stats & 2)
1731                 part_round_stats_single(q, cpu, part2, now, inflight[1]);
1732         if (stats & 1)
1733                 part_round_stats_single(q, cpu, part, now, inflight[0]);
1734 }
1735 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1736
1737 #ifdef CONFIG_PM
1738 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1739 {
1740         if (rq->q->dev && !(rq->rq_flags & RQF_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1741                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1742 }
1743 #else
1744 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1745 #endif
1746
1747 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1748 {
1749         req_flags_t rq_flags = req->rq_flags;
1750
1751         if (unlikely(!q))
1752                 return;
1753
1754         if (q->mq_ops) {
1755                 blk_mq_free_request(req);
1756                 return;
1757         }
1758
1759         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1760
1761         blk_req_zone_write_unlock(req);
1762         blk_pm_put_request(req);
1763
1764         elv_completed_request(q, req);
1765
1766         /* this is a bio leak */
1767         WARN_ON(req->bio != NULL);
1768
1769         wbt_done(q->rq_wb, &req->issue_stat);
1770
1771         /*
1772          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1773          * it didn't come out of our reserved rq pools
1774          */
1775         if (rq_flags & RQF_ALLOCED) {
1776                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1777                 bool sync = op_is_sync(req->cmd_flags);
1778
1779                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1780                 BUG_ON(ELV_ON_HASH(req));
1781
1782                 blk_free_request(rl, req);
1783                 freed_request(rl, sync, rq_flags);
1784                 blk_put_rl(rl);
1785                 blk_queue_exit(q);
1786         }
1787 }
1788 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1789
1790 void blk_put_request(struct request *req)
1791 {
1792         struct request_queue *q = req->q;
1793
1794         if (q->mq_ops)
1795                 blk_mq_free_request(req);
1796         else {
1797                 unsigned long flags;
1798
1799                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1800                 __blk_put_request(q, req);
1801                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1802         }
1803 }
1804 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1805
1806 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1807                             struct bio *bio)
1808 {
1809         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1810
1811         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1812                 return false;
1813
1814         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1815
1816         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1817                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1818
1819         req->biotail->bi_next = bio;
1820         req->biotail = bio;
1821         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1822         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1823
1824         blk_account_io_start(req, false);
1825         return true;
1826 }
1827
1828 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1829                              struct bio *bio)
1830 {
1831         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1832
1833         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1834                 return false;
1835
1836         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1837
1838         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1839                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1840
1841         bio->bi_next = req->bio;
1842         req->bio = bio;
1843
1844         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1845         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1846         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1847
1848         blk_account_io_start(req, false);
1849         return true;
1850 }
1851
1852 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1853                 struct bio *bio)
1854 {
1855         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
1856
1857         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
1858                 goto no_merge;
1859         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
1860             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
1861                 goto no_merge;
1862
1863         req->biotail->bi_next = bio;
1864         req->biotail = bio;
1865         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1866         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1867         req->nr_phys_segments = segments + 1;
1868
1869         blk_account_io_start(req, false);
1870         return true;
1871 no_merge:
1872         req_set_nomerge(q, req);
1873         return false;
1874 }
1875
1876 /**
1877  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1878  * @q: request_queue new bio is being queued at
1879  * @bio: new bio being queued
1880  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1881  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
1882  * another request associated with @q is found on the plug list
1883  * (optional, may be %NULL)
1884  *
1885  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1886  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1887  * otherwise %false.
1888  *
1889  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1890  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1891  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1892  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1893  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1894  * merging parameters without querying the elevator.
1895  *
1896  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
1897  */
1898 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1899                             unsigned int *request_count,
1900                             struct request **same_queue_rq)
1901 {
1902         struct blk_plug *plug;
1903         struct request *rq;
1904         struct list_head *plug_list;
1905
1906         plug = current->plug;
1907         if (!plug)
1908                 return false;
1909         *request_count = 0;
1910
1911         if (q->mq_ops)
1912                 plug_list = &plug->mq_list;
1913         else
1914                 plug_list = &plug->list;
1915
1916         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
1917                 bool merged = false;
1918
1919                 if (rq->q == q) {
1920                         (*request_count)++;
1921                         /*
1922                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
1923                          * rq in the same queue, there should be only one such
1924                          * rq in a queue
1925                          **/
1926                         if (same_queue_rq)
1927                                 *same_queue_rq = rq;
1928                 }
1929
1930                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1931                         continue;
1932
1933                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
1934                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1935                         merged = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1936                         break;
1937                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1938                         merged = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1939                         break;
1940                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
1941                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
1942                         break;
1943                 default:
1944                         break;
1945                 }
1946
1947                 if (merged)
1948                         return true;
1949         }
1950
1951         return false;
1952 }
1953
1954 unsigned int blk_plug_queued_count(struct request_queue *q)
1955 {
1956         struct blk_plug *plug;
1957         struct request *rq;
1958         struct list_head *plug_list;
1959         unsigned int ret = 0;
1960
1961         plug = current->plug;
1962         if (!plug)
1963                 goto out;
1964
1965         if (q->mq_ops)
1966                 plug_list = &plug->mq_list;
1967         else
1968                 plug_list = &plug->list;
1969
1970         list_for_each_entry(rq, plug_list, queuelist) {
1971                 if (rq->q == q)
1972                         ret++;
1973         }
1974 out:
1975         return ret;
1976 }
1977
1978 void blk_init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1979 {
1980         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1981
1982         if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
1983                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1984
1985         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1986         if (ioprio_valid(bio_prio(bio)))
1987                 req->ioprio = bio_prio(bio);
1988         else if (ioc)
1989                 req->ioprio = ioc->ioprio;
1990         else
1991                 req->ioprio = IOPRIO_PRIO_VALUE(IOPRIO_CLASS_NONE, 0);
1992         req->write_hint = bio->bi_write_hint;
1993         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1994 }
1995 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_init_request_from_bio);
1996
1997 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1998 {
1999         struct blk_plug *plug;
2000         int where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
2001         struct request *req, *free;
2002         unsigned int request_count = 0;
2003         unsigned int wb_acct;
2004
2005         /*
2006          * low level driver can indicate that it wants pages above a
2007          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
2008          * ISA dma in theory)
2009          */
2010         blk_queue_bounce(q, &bio);
2011
2012         blk_queue_split(q, &bio);
2013
2014         if (!bio_integrity_prep(bio))
2015                 return BLK_QC_T_NONE;
2016
2017         if (op_is_flush(bio->bi_opf)) {
2018                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
2019                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2020                 goto get_rq;
2021         }
2022
2023         /*
2024          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
2025          * any locks.
2026          */
2027         if (!blk_queue_nomerges(q)) {
2028                 if (blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count, NULL))
2029                         return BLK_QC_T_NONE;
2030         } else
2031                 request_count = blk_plug_queued_count(q);
2032
2033         spin_lock_irq(q->queue_lock);
2034
2035         switch (elv_merge(q, &req, bio)) {
2036         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
2037                 if (!bio_attempt_back_merge(q, req, bio))
2038                         break;
2039                 elv_bio_merged(q, req, bio);
2040                 free = attempt_back_merge(q, req);
2041                 if (free)
2042                         __blk_put_request(q, free);
2043                 else
2044                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_BACK_MERGE);
2045                 goto out_unlock;
2046         case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
2047                 if (!bio_attempt_front_merge(q, req, bio))
2048                         break;
2049                 elv_bio_merged(q, req, bio);
2050                 free = attempt_front_merge(q, req);
2051                 if (free)
2052                         __blk_put_request(q, free);
2053                 else
2054                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_FRONT_MERGE);
2055                 goto out_unlock;
2056         default:
2057                 break;
2058         }
2059
2060 get_rq:
2061         wb_acct = wbt_wait(q->rq_wb, bio, q->queue_lock);
2062
2063         /*
2064          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
2065          * Returns with the queue unlocked.
2066          */
2067         blk_queue_enter_live(q);
2068         req = get_request(q, bio->bi_opf, bio, 0);
2069         if (IS_ERR(req)) {
2070                 blk_queue_exit(q);
2071                 __wbt_done(q->rq_wb, wb_acct);
2072                 if (PTR_ERR(req) == -ENOMEM)
2073                         bio->bi_status = BLK_STS_RESOURCE;
2074                 else
2075                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
2076                 bio_endio(bio);
2077                 goto out_unlock;
2078         }
2079
2080         wbt_track(&req->issue_stat, wb_acct);
2081
2082         /*
2083          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
2084          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
2085          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
2086          * often, and the elevators are able to handle it.
2087          */
2088         blk_init_request_from_bio(req, bio);
2089
2090         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
2091                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
2092
2093         plug = current->plug;
2094         if (plug) {
2095                 /*
2096                  * If this is the first request added after a plug, fire
2097                  * of a plug trace.
2098                  *
2099                  * @request_count may become stale because of schedule
2100                  * out, so check plug list again.
2101                  */
2102                 if (!request_count || list_empty(&plug->list))
2103                         trace_block_plug(q);
2104                 else {
2105                         struct request *last = list_entry_rq(plug->list.prev);
2106                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT ||
2107                             blk_rq_bytes(last) >= BLK_PLUG_FLUSH_SIZE) {
2108                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
2109                                 trace_block_plug(q);
2110                         }
2111                 }
2112                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
2113                 blk_account_io_start(req, true);
2114         } else {
2115                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
2116                 add_acct_request(q, req, where);
2117                 __blk_run_queue(q);
2118 out_unlock:
2119                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
2120         }
2121
2122         return BLK_QC_T_NONE;
2123 }
2124
2125 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
2126 {
2127         char b[BDEVNAME_SIZE];
2128
2129         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
2130         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
2131                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
2132                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
2133                         (long long)maxsector);
2134 }
2135
2136 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
2137
2138 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
2139
2140 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
2141 {
2142         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
2143 }
2144 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
2145
2146 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
2147 {
2148         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
2149 }
2150
2151 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
2152 {
2153         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
2154                                                 NULL, &fail_make_request);
2155
2156         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
2157 }
2158
2159 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
2160
2161 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2162
2163 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
2164                                         unsigned int bytes)
2165 {
2166         return false;
2167 }
2168
2169 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2170
2171 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio, struct hd_struct *part)
2172 {
2173         if (part->policy && op_is_write(bio_op(bio))) {
2174                 char b[BDEVNAME_SIZE];
2175
2176                 printk(KERN_ERR
2177                        "generic_make_request: Trying to write "
2178                         "to read-only block-device %s (partno %d)\n",
2179                         bio_devname(bio, b), part->partno);
2180                 return true;
2181         }
2182
2183         return false;
2184 }
2185
2186 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
2187 {
2188         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
2189                 return -EIO;
2190         return 0;
2191 }
2192 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
2193
2194 /*
2195  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
2196  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
2197  * the device, e.g., when mounting a file system.
2198  */
2199 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, sector_t maxsector)
2200 {
2201         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
2202
2203         if (nr_sectors && maxsector &&
2204             (nr_sectors > maxsector ||
2205              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
2206                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
2207                 return -EIO;
2208         }
2209         return 0;
2210 }
2211
2212 /*
2213  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
2214  */
2215 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
2216 {
2217         struct hd_struct *p;
2218         int ret = -EIO;
2219
2220         rcu_read_lock();
2221         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
2222         if (unlikely(!p))
2223                 goto out;
2224         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
2225                 goto out;
2226         if (unlikely(bio_check_ro(bio, p)))
2227                 goto out;
2228
2229         /*
2230          * Zone reset does not include bi_size so bio_sectors() is always 0.
2231          * Include a test for the reset op code and perform the remap if needed.
2232          */
2233         if (bio_sectors(bio) || bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_RESET) {
2234                 if (bio_check_eod(bio, part_nr_sects_read(p)))
2235                         goto out;
2236                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
2237                 bio->bi_partno = 0;
2238                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
2239                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
2240         }
2241         ret = 0;
2242 out:
2243         rcu_read_unlock();
2244         return ret;
2245 }
2246
2247 static noinline_for_stack bool
2248 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
2249 {
2250         struct request_queue *q;
2251         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
2252         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
2253         char b[BDEVNAME_SIZE];
2254
2255         might_sleep();
2256
2257         q = bio->bi_disk->queue;
2258         if (unlikely(!q)) {
2259                 printk(KERN_ERR
2260                        "generic_make_request: Trying to access "
2261                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
2262                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
2263                 goto end_io;
2264         }
2265
2266         /*
2267          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
2268          * if queue is not a request based queue.
2269          */
2270         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_rq_based(q))
2271                 goto not_supported;
2272
2273         if (should_fail_bio(bio))
2274                 goto end_io;
2275
2276         if (bio->bi_partno) {
2277                 if (unlikely(blk_partition_remap(bio)))
2278                         goto end_io;
2279         } else {
2280                 if (unlikely(bio_check_ro(bio, &bio->bi_disk->part0)))
2281                         goto end_io;
2282                 if (unlikely(bio_check_eod(bio, get_capacity(bio->bi_disk))))
2283                         goto end_io;
2284         }
2285
2286         /*
2287          * Filter flush bio's early so that make_request based
2288          * drivers without flush support don't have to worry
2289          * about them.
2290          */
2291         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
2292             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
2293                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
2294                 if (!nr_sectors) {
2295                         status = BLK_STS_OK;
2296                         goto end_io;
2297                 }
2298         }
2299
2300         switch (bio_op(bio)) {
2301         case REQ_OP_DISCARD:
2302                 if (!blk_queue_discard(q))
2303                         goto not_supported;
2304                 break;
2305         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
2306                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
2307                         goto not_supported;
2308                 break;
2309         case REQ_OP_WRITE_SAME:
2310                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
2311                         goto not_supported;
2312                 break;
2313         case REQ_OP_ZONE_REPORT:
2314         case REQ_OP_ZONE_RESET:
2315                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
2316                         goto not_supported;
2317                 break;
2318         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
2319                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
2320                         goto not_supported;
2321                 break;
2322         default:
2323                 break;
2324         }
2325
2326         /*
2327          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
2328          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
2329          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
2330          * layer knows how to live with it.
2331          */
2332         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
2333
2334         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
2335                 return false;
2336
2337         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
2338                 trace_block_bio_queue(q, bio);
2339                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
2340                  * completion as well.
2341                  */
2342                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
2343         }
2344         return true;
2345
2346 not_supported:
2347         status = BLK_STS_NOTSUPP;
2348 end_io:
2349         bio->bi_status = status;
2350         bio_endio(bio);
2351         return false;
2352 }
2353
2354 /**
2355  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
2356  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2357  *
2358  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
2359  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
2360  * to be done.
2361  *
2362  * generic_make_request() does not return any status.  The
2363  * success/failure status of the request, along with notification of
2364  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
2365  * function described (one day) else where.
2366  *
2367  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
2368  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
2369  * set to describe the device address, and the
2370  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
2371  * completion notification should be signaled.
2372  *
2373  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
2374  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
2375  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
2376  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
2377  */
2378 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
2379 {
2380         /*
2381          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
2382          * make_request_fn.
2383          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
2384          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
2385          * yet.
2386          */
2387         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
2388         blk_mq_req_flags_t flags = 0;
2389         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2390         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
2391
2392         if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
2393                 flags = BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
2394         if (blk_queue_enter(q, flags) < 0) {
2395                 if (!blk_queue_dying(q) && (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT))
2396                         bio_wouldblock_error(bio);
2397                 else
2398                         bio_io_error(bio);
2399                 return ret;
2400         }
2401
2402         if (!generic_make_request_checks(bio))
2403                 goto out;
2404
2405         /*
2406          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
2407          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
2408          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
2409          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
2410          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
2411          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
2412          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
2413          * should be added at the tail
2414          */
2415         if (current->bio_list) {
2416                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
2417                 goto out;
2418         }
2419
2420         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
2421          * explanation.
2422          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
2423          * ensure that) so we have a list with a single bio.
2424          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
2425          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
2426          * thus initialising the bio_list of new bios to be
2427          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
2428          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
2429          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
2430          * from the top.  In this case we really did just take the bio
2431          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
2432          * bio_list, and call into ->make_request() again.
2433          */
2434         BUG_ON(bio->bi_next);
2435         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2436         current->bio_list = bio_list_on_stack;
2437         do {
2438                 bool enter_succeeded = true;
2439
2440                 if (unlikely(q != bio->bi_disk->queue)) {
2441                         if (q)
2442                                 blk_queue_exit(q);
2443                         q = bio->bi_disk->queue;
2444                         flags = 0;
2445                         if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
2446                                 flags = BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
2447                         if (blk_queue_enter(q, flags) < 0) {
2448                                 enter_succeeded = false;
2449                                 q = NULL;
2450                         }
2451                 }
2452
2453                 if (enter_succeeded) {
2454                         struct bio_list lower, same;
2455
2456                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
2457                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
2458                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2459                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2460
2461                         /* sort new bios into those for a lower level
2462                          * and those for the same level
2463                          */
2464                         bio_list_init(&lower);
2465                         bio_list_init(&same);
2466                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
2467                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
2468                                         bio_list_add(&same, bio);
2469                                 else
2470                                         bio_list_add(&lower, bio);
2471                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
2472                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
2473                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
2474                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
2475                 } else {
2476                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
2477                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
2478                                 bio_wouldblock_error(bio);
2479                         else
2480                                 bio_io_error(bio);
2481                 }
2482                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
2483         } while (bio);
2484         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
2485
2486 out:
2487         if (q)
2488                 blk_queue_exit(q);
2489         return ret;
2490 }
2491 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
2492
2493 /**
2494  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
2495  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2496  *
2497  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
2498  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
2499  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
2500  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
2501  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
2502  */
2503 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
2504 {
2505         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2506         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
2507         blk_qc_t ret;
2508
2509         if (!generic_make_request_checks(bio))
2510                 return BLK_QC_T_NONE;
2511
2512         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
2513                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
2514                         bio->bi_status = BLK_STS_AGAIN;
2515                 else
2516                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
2517                 bio_endio(bio);
2518                 return BLK_QC_T_NONE;
2519         }
2520
2521         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2522         blk_queue_exit(q);
2523         return ret;
2524 }
2525 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
2526
2527 /**
2528  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
2529  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
2530  *
2531  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
2532  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
2533  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
2534  *
2535  */
2536 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
2537 {
2538         /*
2539          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
2540          * go through the normal accounting stuff before submission.
2541          */
2542         if (bio_has_data(bio)) {
2543                 unsigned int count;
2544
2545                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
2546                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue) >> 9;
2547                 else
2548                         count = bio_sectors(bio);
2549
2550                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
2551                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
2552                 } else {
2553                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
2554                         count_vm_events(PGPGIN, count);
2555                 }
2556
2557                 if (unlikely(block_dump)) {
2558                         char b[BDEVNAME_SIZE];
2559                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
2560                         current->comm, task_pid_nr(current),
2561                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
2562                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
2563                                 bio_devname(bio, b), count);
2564                 }
2565         }
2566
2567         return generic_make_request(bio);
2568 }
2569 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
2570
2571 bool blk_poll(struct request_queue *q, blk_qc_t cookie)
2572 {
2573         if (!q->poll_fn || !blk_qc_t_valid(cookie))
2574                 return false;
2575
2576         if (current->plug)
2577                 blk_flush_plug_list(current->plug, false);
2578         return q->poll_fn(q, cookie);
2579 }
2580 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_poll);
2581
2582 /**
2583  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
2584  *                              for new the queue limits
2585  * @q:  the queue
2586  * @rq: the request being checked
2587  *
2588  * Description:
2589  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
2590  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
2591  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
2592  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
2593  *    the insertion using this generic function.
2594  *
2595  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
2596  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
2597  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
2598  */
2599 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
2600                                       struct request *rq)
2601 {
2602         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
2603                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
2604                 return -EIO;
2605         }
2606
2607         /*
2608          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
2609          * may differ from that of other stacking queues.
2610          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
2611          * limitation.
2612          */
2613         blk_recalc_rq_segments(rq);
2614         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
2615                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
2616                 return -EIO;
2617         }
2618
2619         return 0;
2620 }
2621
2622 /**
2623  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
2624  * @q:  the queue to submit the request
2625  * @rq: the request being queued
2626  */
2627 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
2628 {
2629         unsigned long flags;
2630         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
2631
2632         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
2633                 return BLK_STS_IOERR;
2634
2635         if (rq->rq_disk &&
2636             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
2637                 return BLK_STS_IOERR;
2638
2639         if (q->mq_ops) {
2640                 if (blk_queue_io_stat(q))
2641                         blk_account_io_start(rq, true);
2642                 /*
2643                  * Since we have a scheduler attached on the top device,
2644                  * bypass a potential scheduler on the bottom device for
2645                  * insert.
2646                  */
2647                 return blk_mq_request_issue_directly(rq);
2648         }
2649
2650         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2651         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
2652                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2653                 return BLK_STS_IOERR;
2654         }
2655
2656         /*
2657          * Submitting request must be dequeued before calling this function
2658          * because it will be linked to another request_queue
2659          */
2660         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
2661
2662         if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
2663                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2664
2665         add_acct_request(q, rq, where);
2666         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
2667                 __blk_run_queue(q);
2668         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2669
2670         return BLK_STS_OK;
2671 }
2672 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
2673
2674 /**
2675  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
2676  * @rq: request to examine
2677  *
2678  * Description:
2679  *     A request could be merge of IOs which require different failure
2680  *     handling.  This function determines the number of bytes which
2681  *     can be failed from the beginning of the request without
2682  *     crossing into area which need to be retried further.
2683  *
2684  * Return:
2685  *     The number of bytes to fail.
2686  */
2687 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
2688 {
2689         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
2690         unsigned int bytes = 0;
2691         struct bio *bio;
2692
2693         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
2694                 return blk_rq_bytes(rq);
2695
2696         /*
2697          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2698          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2699          * which have all the failfast bits that the first one has -
2700          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2701          * one.
2702          */
2703         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2704                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
2705                         break;
2706                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
2707         }
2708
2709         /* this could lead to infinite loop */
2710         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2711         return bytes;
2712 }
2713 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2714
2715 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2716 {
2717         if (blk_do_io_stat(req)) {
2718                 const int rw = rq_data_dir(req);
2719                 struct hd_struct *part;
2720                 int cpu;
2721
2722                 cpu = part_stat_lock();
2723                 part = req->part;
2724                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2725                 part_stat_unlock();
2726         }
2727 }
2728
2729 void blk_account_io_done(struct request *req)
2730 {
2731         /*
2732          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2733          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2734          * containing request is enough.
2735          */
2736         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
2737                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
2738                 const int rw = rq_data_dir(req);
2739                 struct hd_struct *part;
2740                 int cpu;
2741
2742                 cpu = part_stat_lock();
2743                 part = req->part;
2744
2745                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2746                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2747                 part_round_stats(req->q, cpu, part);
2748                 part_dec_in_flight(req->q, part, rw);
2749
2750                 hd_struct_put(part);
2751                 part_stat_unlock();
2752         }
2753 }
2754
2755 #ifdef CONFIG_PM
2756 /*
2757  * Don't process normal requests when queue is suspended
2758  * or in the process of suspending/resuming
2759  */
2760 static bool blk_pm_allow_request(struct request *rq)
2761 {
2762         switch (rq->q->rpm_status) {
2763         case RPM_RESUMING:
2764         case RPM_SUSPENDING:
2765                 return rq->rq_flags & RQF_PM;
2766         case RPM_SUSPENDED:
2767                 return false;
2768         }
2769
2770         return true;
2771 }
2772 #else
2773 static bool blk_pm_allow_request(struct request *rq)
2774 {
2775         return true;
2776 }
2777 #endif
2778
2779 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
2780 {
2781         struct hd_struct *part;
2782         int rw = rq_data_dir(rq);
2783         int cpu;
2784
2785         if (!blk_do_io_stat(rq))
2786                 return;
2787
2788         cpu = part_stat_lock();
2789
2790         if (!new_io) {
2791                 part = rq->part;
2792                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
2793         } else {
2794                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
2795                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
2796                         /*
2797                          * The partition is already being removed,
2798                          * the request will be accounted on the disk only
2799                          *
2800                          * We take a reference on disk->part0 although that
2801                          * partition will never be deleted, so we can treat
2802                          * it as any other partition.
2803                          */
2804                         part = &rq->rq_disk->part0;
2805                         hd_struct_get(part);
2806                 }
2807                 part_round_stats(rq->q, cpu, part);
2808                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
2809                 rq->part = part;
2810         }
2811
2812         part_stat_unlock();
2813 }
2814
2815 static struct request *elv_next_request(struct request_queue *q)
2816 {
2817         struct request *rq;
2818         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
2819
2820         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2821
2822         while (1) {
2823                 list_for_each_entry(rq, &q->queue_head, queuelist) {
2824                         if (blk_pm_allow_request(rq))
2825                                 return rq;
2826
2827                         if (rq->rq_flags & RQF_SOFTBARRIER)
2828                                 break;
2829                 }
2830
2831                 /*
2832                  * Flush request is running and flush request isn't queueable
2833                  * in the drive, we can hold the queue till flush request is
2834                  * finished. Even we don't do this, driver can't dispatch next
2835                  * requests and will requeue them. And this can improve
2836                  * throughput too. For example, we have request flush1, write1,
2837                  * flush 2. flush1 is dispatched, then queue is hold, write1
2838                  * isn't inserted to queue. After flush1 is finished, flush2
2839                  * will be dispatched. Since disk cache is already clean,
2840                  * flush2 will be finished very soon, so looks like flush2 is
2841                  * folded to flush1.
2842                  * Since the queue is hold, a flag is set to indicate the queue
2843                  * should be restarted later. Please see flush_end_io() for
2844                  * details.
2845                  */
2846                 if (fq->flush_pending_idx != fq->flush_running_idx &&
2847                                 !queue_flush_queueable(q)) {
2848                         fq->flush_queue_delayed = 1;
2849                         return NULL;
2850                 }
2851                 if (unlikely(blk_queue_bypass(q)) ||
2852                     !q->elevator->type->ops.sq.elevator_dispatch_fn(q, 0))
2853                         return NULL;
2854         }
2855 }
2856
2857 /**
2858  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2859  * @q: request queue to peek at
2860  *
2861  * Description:
2862  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2863  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2864  *     processing it.
2865  *
2866  * Return:
2867  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2868  *     otherwise.
2869  */
2870 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2871 {
2872         struct request *rq;
2873         int ret;
2874
2875         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
2876         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2877
2878         while ((rq = elv_next_request(q)) != NULL) {
2879                 if (!(rq->rq_flags & RQF_STARTED)) {
2880                         /*
2881                          * This is the first time the device driver
2882                          * sees this request (possibly after
2883                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2884                          */
2885                         if (rq->rq_flags & RQF_SORTED)
2886                                 elv_activate_rq(q, rq);
2887
2888                         /*
2889                          * just mark as started even if we don't start
2890                          * it, a request that has been delayed should
2891                          * not be passed by new incoming requests
2892                          */
2893                         rq->rq_flags |= RQF_STARTED;
2894                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2895                 }
2896
2897                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2898                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2899                         q->boundary_rq = NULL;
2900                 }
2901
2902                 if (rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)
2903                         break;
2904
2905                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2906                         /*
2907                          * make sure space for the drain appears we
2908                          * know we can do this because max_hw_segments
2909                          * has been adjusted to be one fewer than the
2910                          * device can handle
2911                          */
2912                         rq->nr_phys_segments++;
2913                 }
2914
2915                 if (!q->prep_rq_fn)
2916                         break;
2917
2918                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2919                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2920                         break;
2921                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2922                         /*
2923                          * the request may have been (partially) prepped.
2924                          * we need to keep this request in the front to
2925                          * avoid resource deadlock.  RQF_STARTED will
2926                          * prevent other fs requests from passing this one.
2927                          */
2928                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2929                             !(rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)) {
2930                                 /*
2931                                  * remove the space for the drain we added
2932                                  * so that we don't add it again
2933                                  */
2934                                 --rq->nr_phys_segments;
2935                         }
2936
2937                         rq = NULL;
2938                         break;
2939                 } else if (ret == BLKPREP_KILL || ret == BLKPREP_INVALID) {
2940                         rq->rq_flags |= RQF_QUIET;
2941                         /*
2942                          * Mark this request as started so we don't trigger
2943                          * any debug logic in the end I/O path.
2944                          */
2945                         blk_start_request(rq);
2946                         __blk_end_request_all(rq, ret == BLKPREP_INVALID ?
2947                                         BLK_STS_TARGET : BLK_STS_IOERR);
2948                 } else {
2949                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2950                         break;
2951                 }
2952         }
2953
2954         return rq;
2955 }
2956 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2957
2958 static void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2959 {
2960         struct request_queue *q = rq->q;
2961
2962         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2963         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2964
2965         list_del_init(&rq->queuelist);
2966
2967         /*
2968          * the time frame between a request being removed from the lists
2969          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2970          * the driver side.
2971          */
2972         if (blk_account_rq(rq)) {
2973                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2974                 set_io_start_time_ns(rq);
2975         }
2976 }
2977
2978 /**
2979  * blk_start_request - start request processing on the driver
2980  * @req: request to dequeue
2981  *
2982  * Description:
2983  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2984  *     request to the driver.
2985  */
2986 void blk_start_request(struct request *req)
2987 {
2988         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
2989         WARN_ON_ONCE(req->q->mq_ops);
2990
2991         blk_dequeue_request(req);
2992
2993         if (test_bit(QUEUE_FLAG_STATS, &req->q->queue_flags)) {
2994                 blk_stat_set_issue(&req->issue_stat, blk_rq_sectors(req));
2995                 req->rq_flags |= RQF_STATS;
2996                 wbt_issue(req->q->rq_wb, &req->issue_stat);
2997         }
2998
2999         BUG_ON(blk_rq_is_complete(req));
3000         blk_add_timer(req);
3001 }
3002 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
3003
3004 /**
3005  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
3006  * @q: request queue to fetch a request from
3007  *
3008  * Description:
3009  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
3010  *     return and LLD can start processing it immediately.
3011  *
3012  * Return:
3013  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
3014  *     otherwise.
3015  */
3016 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
3017 {
3018         struct request *rq;
3019
3020         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
3021         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3022
3023         rq = blk_peek_request(q);
3024         if (rq)
3025                 blk_start_request(rq);
3026         return rq;
3027 }
3028 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
3029
3030 /*
3031  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
3032  * The request must not have been partially completed before.
3033  */
3034 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
3035 {
3036         if (rq->bio) {
3037                 if (list->tail)
3038                         list->tail->bi_next = rq->bio;
3039                 else
3040                         list->head = rq->bio;
3041                 list->tail = rq->biotail;
3042
3043                 rq->bio = NULL;
3044                 rq->biotail = NULL;
3045         }
3046
3047         rq->__data_len = 0;
3048 }
3049 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
3050
3051 /**
3052  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
3053  * @req:      the request being processed
3054  * @error:    block status code
3055  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
3056  *
3057  * Description:
3058  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
3059  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
3060  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
3061  *
3062  *     This special helper function is only for request stacking drivers
3063  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
3064  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
3065  *
3066  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
3067  *     %false return from this function.
3068  *
3069  * Return:
3070  *     %false - this request doesn't have any more data
3071  *     %true  - this request has more data
3072  **/
3073 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
3074                 unsigned int nr_bytes)
3075 {
3076         int total_bytes;
3077
3078         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
3079
3080         if (!req->bio)
3081                 return false;
3082
3083         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
3084                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
3085                 print_req_error(req, error);
3086
3087         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
3088
3089         total_bytes = 0;
3090         while (req->bio) {
3091                 struct bio *bio = req->bio;
3092                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
3093
3094                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
3095                         req->bio = bio->bi_next;
3096
3097                 /* Completion has already been traced */
3098                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
3099                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
3100
3101                 total_bytes += bio_bytes;
3102                 nr_bytes -= bio_bytes;
3103
3104                 if (!nr_bytes)
3105                         break;
3106         }
3107
3108         /*
3109          * completely done
3110          */
3111         if (!req->bio) {
3112                 /*
3113                  * Reset counters so that the request stacking driver
3114                  * can find how many bytes remain in the request
3115                  * later.
3116                  */
3117                 req->__data_len = 0;
3118                 return false;
3119         }
3120
3121         req->__data_len -= total_bytes;
3122
3123         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
3124         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
3125                 req->__sector += total_bytes >> 9;
3126
3127         /* mixed attributes always follow the first bio */
3128         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
3129                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
3130                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
3131         }
3132
3133         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
3134                 /*
3135                  * If total number of sectors is less than the first segment
3136                  * size, something has gone terribly wrong.
3137                  */
3138                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
3139                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
3140                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
3141                 }
3142
3143                 /* recalculate the number of segments */
3144                 blk_recalc_rq_segments(req);
3145         }
3146
3147         return true;
3148 }
3149 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
3150
3151 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3152                                     unsigned int nr_bytes,
3153                                     unsigned int bidi_bytes)
3154 {
3155         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
3156                 return true;
3157
3158         /* Bidi request must be completed as a whole */
3159         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
3160             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
3161                 return true;
3162
3163         if (blk_queue_add_random(rq->q))
3164                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
3165
3166         return false;
3167 }
3168
3169 /**
3170  * blk_unprep_request - unprepare a request
3171  * @req:        the request
3172  *
3173  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
3174  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
3175  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
3176  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
3177  * lock is held when calling this.
3178  */
3179 void blk_unprep_request(struct request *req)
3180 {
3181         struct request_queue *q = req->q;
3182
3183         req->rq_flags &= ~RQF_DONTPREP;
3184         if (q->unprep_rq_fn)
3185                 q->unprep_rq_fn(q, req);
3186 }
3187 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
3188
3189 void blk_finish_request(struct request *req, blk_status_t error)
3190 {
3191         struct request_queue *q = req->q;
3192
3193         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
3194         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3195
3196         if (req->rq_flags & RQF_STATS)
3197                 blk_stat_add(req);
3198
3199         if (req->rq_flags & RQF_QUEUED)
3200                 blk_queue_end_tag(q, req);
3201
3202         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
3203
3204         if (unlikely(laptop_mode) && !blk_rq_is_passthrough(req))
3205                 laptop_io_completion(req->q->backing_dev_info);
3206
3207         blk_delete_timer(req);
3208
3209         if (req->rq_flags & RQF_DONTPREP)
3210                 blk_unprep_request(req);
3211
3212         blk_account_io_done(req);
3213
3214         if (req->end_io) {
3215                 wbt_done(req->q->rq_wb, &req->issue_stat);
3216                 req->end_io(req, error);
3217         } else {
3218                 if (blk_bidi_rq(req))
3219                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
3220
3221                 __blk_put_request(q, req);
3222         }
3223 }
3224 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_request);
3225
3226 /**
3227  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
3228  * @rq:         the request to complete
3229  * @error:      block status code
3230  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3231  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3232  *
3233  * Description:
3234  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
3235  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
3236  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
3237  *     just ignored.
3238  *
3239  * Return:
3240  *     %false - we are done with this request
3241  *     %true  - still buffers pending for this request
3242  **/
3243 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3244                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3245 {
3246         struct request_queue *q = rq->q;
3247         unsigned long flags;
3248
3249         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3250
3251         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3252                 return true;
3253
3254         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
3255         blk_finish_request(rq, error);
3256         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
3257
3258         return false;
3259 }
3260
3261 /**
3262  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
3263  * @rq:         the request to complete
3264  * @error:      block status code
3265  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3266  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3267  *
3268  * Description:
3269  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
3270  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
3271  *
3272  * Return:
3273  *     %false - we are done with this request
3274  *     %true  - still buffers pending for this request
3275  **/
3276 static bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3277                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3278 {
3279         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3280         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3281
3282         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3283                 return true;
3284
3285         blk_finish_request(rq, error);
3286
3287         return false;
3288 }
3289
3290 /**
3291  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3292  * @rq:       the request being processed
3293  * @error:    block status code
3294  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3295  *
3296  * Description:
3297  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
3298  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
3299  *
3300  * Return:
3301  *     %false - we are done with this request
3302  *     %true  - still buffers pending for this request
3303  **/
3304 bool blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3305                 unsigned int nr_bytes)
3306 {
3307         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3308         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3309 }
3310 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
3311
3312 /**
3313  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3314  * @rq: the request to finish
3315  * @error: block status code
3316  *
3317  * Description:
3318  *     Completely finish @rq.
3319  */
3320 void blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3321 {
3322         bool pending;
3323         unsigned int bidi_bytes = 0;
3324
3325         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3326                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3327
3328         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3329         BUG_ON(pending);
3330 }
3331 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
3332
3333 /**
3334  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3335  * @rq:       the request being processed
3336  * @error:    block status code
3337  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3338  *
3339  * Description:
3340  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
3341  *
3342  * Return:
3343  *     %false - we are done with this request
3344  *     %true  - still buffers pending for this request
3345  **/
3346 bool __blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3347                 unsigned int nr_bytes)
3348 {
3349         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3350         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3351
3352         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3353 }
3354 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
3355
3356 /**
3357  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3358  * @rq: the request to finish
3359  * @error:    block status code
3360  *
3361  * Description:
3362  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
3363  */
3364 void __blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3365 {
3366         bool pending;
3367         unsigned int bidi_bytes = 0;
3368
3369         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3370         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3371
3372         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3373                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3374
3375         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3376         BUG_ON(pending);
3377 }
3378 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
3379
3380 /**
3381  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
3382  * @rq: the request to finish the current chunk for
3383  * @error:    block status code
3384  *
3385  * Description:
3386  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
3387  *     be called with queue lock held.
3388  *
3389  * Return:
3390  *     %false - we are done with this request
3391  *     %true  - still buffers pending for this request
3392  */
3393 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, blk_status_t error)
3394 {
3395         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
3396 }
3397 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
3398
3399 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
3400                      struct bio *bio)
3401 {
3402         if (bio_has_data(bio))
3403                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
3404         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
3405                 rq->nr_phys_segments = 1;
3406
3407         rq->__data_len = bio->bi_iter.bi_size;
3408         rq->bio = rq->biotail = bio;
3409
3410         if (bio->bi_disk)
3411                 rq->rq_disk = bio->bi_disk;
3412 }
3413
3414 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
3415 /**
3416  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
3417  * @rq: the request to be flushed
3418  *
3419  * Description:
3420  *     Flush all pages in @rq.
3421  */
3422 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
3423 {
3424         struct req_iterator iter;
3425         struct bio_vec bvec;
3426
3427         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
3428                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
3429 }
3430 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
3431 #endif
3432
3433 /**
3434  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
3435  * @q : the queue of the device being checked
3436  *
3437  * Description:
3438  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
3439  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
3440  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
3441  *
3442  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
3443  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
3444  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
3445  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
3446  *    on burst I/O load.
3447  *
3448  * Return:
3449  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
3450  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
3451  */
3452 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
3453 {
3454         if (q->lld_busy_fn)
3455                 return q->lld_busy_fn(q);
3456
3457         return 0;
3458 }
3459 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
3460
3461 /**
3462  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
3463  * @rq: the clone request to be cleaned up
3464  *
3465  * Description:
3466  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
3467  */
3468 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
3469 {
3470         struct bio *bio;
3471
3472         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
3473                 rq->bio = bio->bi_next;
3474
3475                 bio_put(bio);
3476         }
3477 }
3478 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
3479
3480 /*
3481  * Copy attributes of the original request to the clone request.
3482  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
3483  */
3484 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
3485 {
3486         dst->cpu = src->cpu;
3487         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
3488         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
3489         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
3490         dst->ioprio = src->ioprio;
3491         dst->extra_len = src->extra_len;
3492 }
3493
3494 /**
3495  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
3496  * @rq: the request to be setup
3497  * @rq_src: original request to be cloned
3498  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
3499  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
3500  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
3501  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
3502  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
3503  *
3504  * Description:
3505  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
3506  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
3507  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
3508  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
3509  *     and the cloned bios just point same pages.
3510  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
3511  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
3512  */
3513 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
3514                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
3515                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
3516                       void *data)
3517 {
3518         struct bio *bio, *bio_src;
3519
3520         if (!bs)
3521                 bs = fs_bio_set;
3522
3523         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
3524                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
3525                 if (!bio)
3526                         goto free_and_out;
3527
3528                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
3529                         goto free_and_out;
3530
3531                 if (rq->bio) {
3532                         rq->biotail->bi_next = bio;
3533                         rq->biotail = bio;
3534                 } else
3535                         rq->bio = rq->biotail = bio;
3536         }
3537
3538         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
3539
3540         return 0;
3541
3542 free_and_out:
3543         if (bio)
3544                 bio_put(bio);
3545         blk_rq_unprep_clone(rq);
3546
3547         return -ENOMEM;
3548 }
3549 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
3550
3551 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
3552 {
3553         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
3554 }
3555 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
3556
3557 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
3558 {
3559         return queue_work_on(cpu, kblockd_workqueue, work);
3560 }
3561 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work_on);
3562
3563 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3564                                 unsigned long delay)
3565 {
3566         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
3567 }
3568 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
3569
3570 /**
3571  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
3572  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
3573  *
3574  * Description:
3575  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
3576  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
3577  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
3578  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
3579  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
3580  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
3581  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
3582  *   this kind of deadlock.
3583  */
3584 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
3585 {
3586         struct task_struct *tsk = current;
3587
3588         /*
3589          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
3590          */
3591         if (tsk->plug)
3592                 return;
3593
3594         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
3595         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
3596         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
3597         /*
3598          * Store ordering should not be needed here, since a potential
3599          * preempt will imply a full memory barrier
3600          */
3601         tsk->plug = plug;
3602 }
3603 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
3604
3605 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
3606 {
3607         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
3608         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
3609
3610         return !(rqa->q < rqb->q ||
3611                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
3612 }
3613
3614 /*
3615  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
3616  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
3617  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
3618  * plugger did not intend it.
3619  */
3620 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
3621                             bool from_schedule)
3622         __releases(q->queue_lock)
3623 {
3624         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
3625
3626         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
3627
3628         if (from_schedule)
3629                 blk_run_queue_async(q);
3630         else
3631                 __blk_run_queue(q);
3632         spin_unlock(q->queue_lock);
3633 }
3634
3635 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3636 {
3637         LIST_HEAD(callbacks);
3638
3639         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
3640                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
3641
3642                 while (!list_empty(&callbacks)) {
3643                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
3644                                                           struct blk_plug_cb,
3645                                                           list);
3646                         list_del(&cb->list);
3647                         cb->callback(cb, from_schedule);
3648                 }
3649         }
3650 }
3651
3652 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
3653                                       int size)
3654 {
3655         struct blk_plug *plug = current->plug;
3656         struct blk_plug_cb *cb;
3657
3658         if (!plug)
3659                 return NULL;
3660
3661         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
3662                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
3663                         return cb;
3664
3665         /* Not currently on the callback list */
3666         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
3667         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
3668         if (cb) {
3669                 cb->data = data;
3670                 cb->callback = unplug;
3671                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
3672         }
3673         return cb;
3674 }
3675 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
3676
3677 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3678 {
3679         struct request_queue *q;
3680         unsigned long flags;
3681         struct request *rq;
3682         LIST_HEAD(list);
3683         unsigned int depth;
3684
3685         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
3686
3687         if (!list_empty(&plug->mq_list))
3688                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
3689
3690         if (list_empty(&plug->list))
3691                 return;
3692
3693         list_splice_init(&plug->list, &list);
3694
3695         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
3696
3697         q = NULL;
3698         depth = 0;
3699
3700         /*
3701          * Save and disable interrupts here, to avoid doing it for every
3702          * queue lock we have to take.
3703          */
3704         local_irq_save(flags);
3705         while (!list_empty(&list)) {
3706                 rq = list_entry_rq(list.next);
3707                 list_del_init(&rq->queuelist);
3708                 BUG_ON(!rq->q);
3709                 if (rq->q != q) {
3710                         /*
3711                          * This drops the queue lock
3712                          */
3713                         if (q)
3714                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3715                         q = rq->q;
3716                         depth = 0;
3717                         spin_lock(q->queue_lock);
3718                 }
3719
3720                 /*
3721                  * Short-circuit if @q is dead
3722                  */
3723                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3724                         __blk_end_request_all(rq, BLK_STS_IOERR);
3725                         continue;
3726                 }
3727
3728                 /*
3729                  * rq is already accounted, so use raw insert
3730                  */
3731                 if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
3732                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3733                 else
3734                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3735
3736                 depth++;
3737         }
3738
3739         /*
3740          * This drops the queue lock
3741          */
3742         if (q)
3743                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3744
3745         local_irq_restore(flags);
3746 }
3747
3748 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3749 {
3750         if (plug != current->plug)
3751                 return;
3752         blk_flush_plug_list(plug, false);
3753
3754         current->plug = NULL;
3755 }
3756 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3757
3758 #ifdef CONFIG_PM
3759 /**
3760  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3761  * @q: the queue of the device
3762  * @dev: the device the queue belongs to
3763  *
3764  * Description:
3765  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3766  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3767  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3768  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3769  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3770  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3771  *
3772  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3773  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3774  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3775  *    not need to touch other autosuspend settings.
3776  *
3777  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3778  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3779  */
3780 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3781 {
3782         /* not support for RQF_PM and ->rpm_status in blk-mq yet */
3783         if (q->mq_ops)
3784                 return;
3785
3786         q->dev = dev;
3787         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3788         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3789         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3790 }
3791 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3792
3793 /**
3794  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3795  * @q: the queue of the device
3796  *
3797  * Description:
3798  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3799  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3800  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3801  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3802  *    proceed to suspend the device.
3803  *
3804  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3805  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3806  *
3807  *    This function should be called near the start of the device's
3808  *    runtime_suspend callback.
3809  *
3810  * Return:
3811  *    0         - OK to runtime suspend the device
3812  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3813  */
3814 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3815 {
3816         int ret = 0;
3817
3818         if (!q->dev)
3819                 return ret;
3820
3821         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3822         if (q->nr_pending) {
3823                 ret = -EBUSY;
3824                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3825         } else {
3826                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3827         }
3828         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3829         return ret;
3830 }
3831 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3832
3833 /**
3834  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3835  * @q: the queue of the device
3836  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3837  *
3838  * Description:
3839  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3840  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3841  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3842  *
3843  *    This function should be called near the end of the device's
3844  *    runtime_suspend callback.
3845  */
3846 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3847 {
3848         if (!q->dev)
3849                 return;
3850
3851         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3852         if (!err) {
3853                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3854         } else {
3855                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3856                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3857         }
3858         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3859 }
3860 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3861
3862 /**
3863  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3864  * @q: the queue of the device
3865  *
3866  * Description:
3867  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3868  *    runtime resume of the device.
3869  *
3870  *    This function should be called near the start of the device's
3871  *    runtime_resume callback.
3872  */
3873 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3874 {
3875         if (!q->dev)
3876                 return;
3877
3878         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3879         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3880         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3881 }
3882 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3883
3884 /**
3885  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3886  * @q: the queue of the device
3887  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3888  *
3889  * Description:
3890  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3891  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3892  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3893  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3894  *
3895  *    This function should be called near the end of the device's
3896  *    runtime_resume callback.
3897  */
3898 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3899 {
3900         if (!q->dev)
3901                 return;
3902
3903         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3904         if (!err) {
3905                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3906                 __blk_run_queue(q);
3907                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3908                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3909         } else {
3910                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3911         }
3912         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3913 }
3914 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3915
3916 /**
3917  * blk_set_runtime_active - Force runtime status of the queue to be active
3918  * @q: the queue of the device
3919  *
3920  * If the device is left runtime suspended during system suspend the resume
3921  * hook typically resumes the device and corrects runtime status
3922  * accordingly. However, that does not affect the queue runtime PM status
3923  * which is still "suspended". This prevents processing requests from the
3924  * queue.
3925  *
3926  * This function can be used in driver's resume hook to correct queue
3927  * runtime PM status and re-enable peeking requests from the queue. It
3928  * should be called before first request is added to the queue.
3929  */
3930 void blk_set_runtime_active(struct request_queue *q)
3931 {
3932         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3933         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3934         pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3935         pm_request_autosuspend(q->dev);
3936         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3937 }
3938 EXPORT_SYMBOL(blk_set_runtime_active);
3939 #endif
3940
3941 int __init blk_dev_init(void)
3942 {
3943         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
3944         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3945                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
3946         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3947                         FIELD_SIZEOF(struct bio, bi_opf));
3948
3949         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3950         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3951                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3952         if (!kblockd_workqueue)
3953                 panic("Failed to create kblockd\n");
3954
3955         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3956                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3957
3958         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
3959                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3960
3961 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
3962         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
3963 #endif
3964
3965         return 0;
3966 }