]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - block/blk-core.c
blk-mq: replace timeout synchronization with a RCU and generation based scheme
[linux.git] / block / blk-core.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
3  * Copyright (C) 1994,      Karl Keyte: Added support for disk statistics
4  * Elevator latency, (C) 2000  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
5  * Queue request tables / lock, selectable elevator, Jens Axboe <axboe@suse.de>
6  * kernel-doc documentation started by NeilBrown <neilb@cse.unsw.edu.au>
7  *      -  July2000
8  * bio rewrite, highmem i/o, etc, Jens Axboe <axboe@suse.de> - may 2001
9  */
10
11 /*
12  * This handles all read/write requests to block devices
13  */
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/backing-dev.h>
17 #include <linux/bio.h>
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/blk-mq.h>
20 #include <linux/highmem.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/kernel_stat.h>
23 #include <linux/string.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/completion.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/swap.h>
28 #include <linux/writeback.h>
29 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/list_sort.h>
32 #include <linux/delay.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/pm_runtime.h>
35 #include <linux/blk-cgroup.h>
36 #include <linux/debugfs.h>
37
38 #define CREATE_TRACE_POINTS
39 #include <trace/events/block.h>
40
41 #include "blk.h"
42 #include "blk-mq.h"
43 #include "blk-mq-sched.h"
44 #include "blk-wbt.h"
45
46 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
47 struct dentry *blk_debugfs_root;
48 #endif
49
50 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
51 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
52 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
53 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
54 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
55
56 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
57
58 /*
59  * For the allocated request tables
60  */
61 struct kmem_cache *request_cachep;
62
63 /*
64  * For queue allocation
65  */
66 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
67
68 /*
69  * Controlling structure to kblockd
70  */
71 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
72
73 static void blk_clear_congested(struct request_list *rl, int sync)
74 {
75 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
76         clear_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
77 #else
78         /*
79          * If !CGROUP_WRITEBACK, all blkg's map to bdi->wb and we shouldn't
80          * flip its congestion state for events on other blkcgs.
81          */
82         if (rl == &rl->q->root_rl)
83                 clear_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
84 #endif
85 }
86
87 static void blk_set_congested(struct request_list *rl, int sync)
88 {
89 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
90         set_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
91 #else
92         /* see blk_clear_congested() */
93         if (rl == &rl->q->root_rl)
94                 set_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
95 #endif
96 }
97
98 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
99 {
100         int nr;
101
102         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
103         if (nr > q->nr_requests)
104                 nr = q->nr_requests;
105         q->nr_congestion_on = nr;
106
107         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
108         if (nr < 1)
109                 nr = 1;
110         q->nr_congestion_off = nr;
111 }
112
113 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
114 {
115         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
116
117         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
118         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
119         rq->cpu = -1;
120         rq->q = q;
121         rq->__sector = (sector_t) -1;
122         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
123         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
124         rq->tag = -1;
125         rq->internal_tag = -1;
126         rq->start_time = jiffies;
127         set_start_time_ns(rq);
128         rq->part = NULL;
129         seqcount_init(&rq->gstate_seq);
130         u64_stats_init(&rq->aborted_gstate_sync);
131 }
132 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
133
134 static const struct {
135         int             errno;
136         const char      *name;
137 } blk_errors[] = {
138         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
139         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
140         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
141         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
142         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
143         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
144         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
145         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
146         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
147         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
148         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
149
150         /* device mapper special case, should not leak out: */
151         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
152
153         /* everything else not covered above: */
154         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
155 };
156
157 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
158 {
159         int i;
160
161         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
162                 if (blk_errors[i].errno == errno)
163                         return (__force blk_status_t)i;
164         }
165
166         return BLK_STS_IOERR;
167 }
168 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
169
170 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
171 {
172         int idx = (__force int)status;
173
174         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
175                 return -EIO;
176         return blk_errors[idx].errno;
177 }
178 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
179
180 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status)
181 {
182         int idx = (__force int)status;
183
184         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
185                 return;
186
187         printk_ratelimited(KERN_ERR "%s: %s error, dev %s, sector %llu\n",
188                            __func__, blk_errors[idx].name, req->rq_disk ?
189                            req->rq_disk->disk_name : "?",
190                            (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
191 }
192
193 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
194                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
195 {
196         if (error)
197                 bio->bi_status = error;
198
199         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
200                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
201
202         bio_advance(bio, nbytes);
203
204         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
205         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
206                 bio_endio(bio);
207 }
208
209 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
210 {
211         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
212                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
213                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
214
215         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
216                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
217                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
218         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
219                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
220 }
221 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
222
223 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
224 {
225         struct request_queue *q;
226
227         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
228         spin_lock_irq(q->queue_lock);
229         __blk_run_queue(q);
230         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
231 }
232
233 /**
234  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
235  * @q:          The &struct request_queue in question
236  * @msecs:      Delay in msecs
237  *
238  * Description:
239  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
240  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
241  *   restarted around the specified time.
242  */
243 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
244 {
245         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
246         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
247
248         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
249                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
250                                    msecs_to_jiffies(msecs));
251 }
252 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
253
254 /**
255  * blk_start_queue_async - asynchronously restart a previously stopped queue
256  * @q:    The &struct request_queue in question
257  *
258  * Description:
259  *   blk_start_queue_async() will clear the stop flag on the queue, and
260  *   ensure that the request_fn for the queue is run from an async
261  *   context.
262  **/
263 void blk_start_queue_async(struct request_queue *q)
264 {
265         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
266         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
267
268         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
269         blk_run_queue_async(q);
270 }
271 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue_async);
272
273 /**
274  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
275  * @q:    The &struct request_queue in question
276  *
277  * Description:
278  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
279  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
280  *   entered. Also see blk_stop_queue().
281  **/
282 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
283 {
284         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
285         WARN_ON(!in_interrupt() && !irqs_disabled());
286         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
287
288         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
289         __blk_run_queue(q);
290 }
291 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
292
293 /**
294  * blk_stop_queue - stop a queue
295  * @q:    The &struct request_queue in question
296  *
297  * Description:
298  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
299  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
300  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
301  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
302  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
303  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
304  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
305  *   blk_start_queue() to restart queue operations.
306  **/
307 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
308 {
309         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
310         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
311
312         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
313         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
314 }
315 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
316
317 /**
318  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
319  * @q: the queue
320  *
321  * Description:
322  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
323  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
324  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
325  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
326  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
327  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
328  *     this function.
329  *
330  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
331  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
332  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
333  *
334  */
335 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
336 {
337         del_timer_sync(&q->timeout);
338         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
339
340         if (q->mq_ops) {
341                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
342                 int i;
343
344                 cancel_delayed_work_sync(&q->requeue_work);
345                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
346                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->run_work);
347         } else {
348                 cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
349         }
350 }
351 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
352
353 /**
354  * blk_set_preempt_only - set QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY
355  * @q: request queue pointer
356  *
357  * Returns the previous value of the PREEMPT_ONLY flag - 0 if the flag was not
358  * set and 1 if the flag was already set.
359  */
360 int blk_set_preempt_only(struct request_queue *q)
361 {
362         unsigned long flags;
363         int res;
364
365         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
366         res = queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY, q);
367         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
368
369         return res;
370 }
371 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_preempt_only);
372
373 void blk_clear_preempt_only(struct request_queue *q)
374 {
375         unsigned long flags;
376
377         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
378         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY, q);
379         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
380         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
381 }
382 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_preempt_only);
383
384 /**
385  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
386  * @q:  The queue to run
387  *
388  * Description:
389  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
390  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
391  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
392  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
393  *    disabled. See also @blk_run_queue.
394  */
395 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
396 {
397         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
398         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
399
400         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
401                 return;
402
403         /*
404          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
405          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
406          * running such a request function concurrently. Keep track of the
407          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
408          * can wait until all these request_fn calls have finished.
409          */
410         q->request_fn_active++;
411         q->request_fn(q);
412         q->request_fn_active--;
413 }
414 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_run_queue_uncond);
415
416 /**
417  * __blk_run_queue - run a single device queue
418  * @q:  The queue to run
419  *
420  * Description:
421  *    See @blk_run_queue.
422  */
423 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
424 {
425         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
426         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
427
428         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
429                 return;
430
431         __blk_run_queue_uncond(q);
432 }
433 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
434
435 /**
436  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
437  * @q:  The queue to run
438  *
439  * Description:
440  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
441  *    of us.
442  *
443  * Note:
444  *    Since it is not allowed to run q->delay_work after blk_cleanup_queue()
445  *    has canceled q->delay_work, callers must hold the queue lock to avoid
446  *    race conditions between blk_cleanup_queue() and blk_run_queue_async().
447  */
448 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
449 {
450         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
451         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
452
453         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
454                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
455 }
456 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
457
458 /**
459  * blk_run_queue - run a single device queue
460  * @q: The queue to run
461  *
462  * Description:
463  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
464  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
465  */
466 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
467 {
468         unsigned long flags;
469
470         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
471
472         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
473         __blk_run_queue(q);
474         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
475 }
476 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
477
478 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
479 {
480         kobject_put(&q->kobj);
481 }
482 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
483
484 /**
485  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
486  * @q: queue to drain
487  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
488  *
489  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
490  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
491  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
492  */
493 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
494         __releases(q->queue_lock)
495         __acquires(q->queue_lock)
496 {
497         int i;
498
499         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
500         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
501
502         while (true) {
503                 bool drain = false;
504
505                 /*
506                  * The caller might be trying to drain @q before its
507                  * elevator is initialized.
508                  */
509                 if (q->elevator)
510                         elv_drain_elevator(q);
511
512                 blkcg_drain_queue(q);
513
514                 /*
515                  * This function might be called on a queue which failed
516                  * driver init after queue creation or is not yet fully
517                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
518                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
519                  * something on it and @q has request_fn set.
520                  */
521                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
522                         __blk_run_queue(q);
523
524                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
525                 drain |= q->request_fn_active;
526
527                 /*
528                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
529                  * multiple places and there's no single counter which can
530                  * be drained.  Check all the queues and counters.
531                  */
532                 if (drain_all) {
533                         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
534                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
535                         for (i = 0; i < 2; i++) {
536                                 drain |= q->nr_rqs[i];
537                                 drain |= q->in_flight[i];
538                                 if (fq)
539                                     drain |= !list_empty(&fq->flush_queue[i]);
540                         }
541                 }
542
543                 if (!drain)
544                         break;
545
546                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
547
548                 msleep(10);
549
550                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
551         }
552
553         /*
554          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
555          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
556          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
557          */
558         if (q->request_fn) {
559                 struct request_list *rl;
560
561                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
562                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
563                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
564         }
565 }
566
567 /**
568  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
569  * @q: queue of interest
570  *
571  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
572  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
573  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
574  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
575  * inside queue or RCU read lock.
576  */
577 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
578 {
579         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
580
581         spin_lock_irq(q->queue_lock);
582         q->bypass_depth++;
583         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
584         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
585
586         /*
587          * Queues start drained.  Skip actual draining till init is
588          * complete.  This avoids lenghty delays during queue init which
589          * can happen many times during boot.
590          */
591         if (blk_queue_init_done(q)) {
592                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
593                 __blk_drain_queue(q, false);
594                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
595
596                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
597                 synchronize_rcu();
598         }
599 }
600 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
601
602 /**
603  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
604  * @q: queue of interest
605  *
606  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
607  *
608  * Note: although blk_queue_bypass_start() is only called for blk-sq queues,
609  * this function is called for both blk-sq and blk-mq queues.
610  */
611 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
612 {
613         spin_lock_irq(q->queue_lock);
614         if (!--q->bypass_depth)
615                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
616         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
617         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
618 }
619 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
620
621 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
622 {
623         spin_lock_irq(q->queue_lock);
624         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
625         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
626
627         /*
628          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
629          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
630          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
631          */
632         blk_freeze_queue_start(q);
633
634         if (q->mq_ops)
635                 blk_mq_wake_waiters(q);
636         else {
637                 struct request_list *rl;
638
639                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
640                 blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
641                         if (rl->rq_pool) {
642                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
643                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
644                         }
645                 }
646                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
647         }
648
649         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
650         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
651 }
652 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
653
654 /**
655  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
656  * @q: request queue to shutdown
657  *
658  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
659  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
660  */
661 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
662 {
663         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
664
665         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
666         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
667         blk_set_queue_dying(q);
668         spin_lock_irq(lock);
669
670         /*
671          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
672          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
673          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
674          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
675          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
676          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
677          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
678          */
679         q->bypass_depth++;
680         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
681
682         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
683         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
684         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
685         spin_unlock_irq(lock);
686         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
687
688         /*
689          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
690          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
691          */
692         blk_freeze_queue(q);
693         spin_lock_irq(lock);
694         if (!q->mq_ops)
695                 __blk_drain_queue(q, true);
696         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
697         spin_unlock_irq(lock);
698
699         /*
700          * make sure all in-progress dispatch are completed because
701          * blk_freeze_queue() can only complete all requests, and
702          * dispatch may still be in-progress since we dispatch requests
703          * from more than one contexts
704          */
705         if (q->mq_ops)
706                 blk_mq_quiesce_queue(q);
707
708         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
709         blk_flush_integrity();
710
711         /* @q won't process any more request, flush async actions */
712         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
713         blk_sync_queue(q);
714
715         if (q->mq_ops)
716                 blk_mq_free_queue(q);
717         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
718
719         spin_lock_irq(lock);
720         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
721                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
722         spin_unlock_irq(lock);
723
724         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
725         blk_put_queue(q);
726 }
727 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
728
729 /* Allocate memory local to the request queue */
730 static void *alloc_request_simple(gfp_t gfp_mask, void *data)
731 {
732         struct request_queue *q = data;
733
734         return kmem_cache_alloc_node(request_cachep, gfp_mask, q->node);
735 }
736
737 static void free_request_simple(void *element, void *data)
738 {
739         kmem_cache_free(request_cachep, element);
740 }
741
742 static void *alloc_request_size(gfp_t gfp_mask, void *data)
743 {
744         struct request_queue *q = data;
745         struct request *rq;
746
747         rq = kmalloc_node(sizeof(struct request) + q->cmd_size, gfp_mask,
748                         q->node);
749         if (rq && q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, rq, gfp_mask) < 0) {
750                 kfree(rq);
751                 rq = NULL;
752         }
753         return rq;
754 }
755
756 static void free_request_size(void *element, void *data)
757 {
758         struct request_queue *q = data;
759
760         if (q->exit_rq_fn)
761                 q->exit_rq_fn(q, element);
762         kfree(element);
763 }
764
765 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
766                 gfp_t gfp_mask)
767 {
768         if (unlikely(rl->rq_pool) || q->mq_ops)
769                 return 0;
770
771         rl->q = q;
772         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
773         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
774         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
775         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
776
777         if (q->cmd_size) {
778                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
779                                 alloc_request_size, free_request_size,
780                                 q, gfp_mask, q->node);
781         } else {
782                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
783                                 alloc_request_simple, free_request_simple,
784                                 q, gfp_mask, q->node);
785         }
786         if (!rl->rq_pool)
787                 return -ENOMEM;
788
789         if (rl != &q->root_rl)
790                 WARN_ON_ONCE(!blk_get_queue(q));
791
792         return 0;
793 }
794
795 void blk_exit_rl(struct request_queue *q, struct request_list *rl)
796 {
797         if (rl->rq_pool) {
798                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
799                 if (rl != &q->root_rl)
800                         blk_put_queue(q);
801         }
802 }
803
804 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
805 {
806         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
807 }
808 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
809
810 /**
811  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
812  * @q: request queue pointer
813  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
814  */
815 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
816 {
817         const bool preempt = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
818
819         while (true) {
820                 bool success = false;
821                 int ret;
822
823                 rcu_read_lock_sched();
824                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
825                         /*
826                          * The code that sets the PREEMPT_ONLY flag is
827                          * responsible for ensuring that that flag is globally
828                          * visible before the queue is unfrozen.
829                          */
830                         if (preempt || !blk_queue_preempt_only(q)) {
831                                 success = true;
832                         } else {
833                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
834                         }
835                 }
836                 rcu_read_unlock_sched();
837
838                 if (success)
839                         return 0;
840
841                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
842                         return -EBUSY;
843
844                 /*
845                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
846                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
847                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
848                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
849                  * never return if the two reads are reordered.
850                  */
851                 smp_rmb();
852
853                 ret = wait_event_interruptible(q->mq_freeze_wq,
854                                 (atomic_read(&q->mq_freeze_depth) == 0 &&
855                                  (preempt || !blk_queue_preempt_only(q))) ||
856                                 blk_queue_dying(q));
857                 if (blk_queue_dying(q))
858                         return -ENODEV;
859                 if (ret)
860                         return ret;
861         }
862 }
863
864 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
865 {
866         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
867 }
868
869 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
870 {
871         struct request_queue *q =
872                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
873
874         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
875 }
876
877 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
878 {
879         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
880
881         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
882 }
883
884 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
885 {
886         struct request_queue *q;
887
888         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
889                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
890         if (!q)
891                 return NULL;
892
893         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
894         if (q->id < 0)
895                 goto fail_q;
896
897         q->bio_split = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
898         if (!q->bio_split)
899                 goto fail_id;
900
901         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(gfp_mask, node_id);
902         if (!q->backing_dev_info)
903                 goto fail_split;
904
905         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
906         if (!q->stats)
907                 goto fail_stats;
908
909         q->backing_dev_info->ra_pages =
910                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_SIZE;
911         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
912         q->backing_dev_info->name = "block";
913         q->node = node_id;
914
915         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
916                     laptop_mode_timer_fn, 0);
917         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
918         INIT_WORK(&q->timeout_work, NULL);
919         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
920         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
921         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
922 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
923         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
924 #endif
925         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
926
927         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
928
929 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
930         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
931 #endif
932         mutex_init(&q->sysfs_lock);
933         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
934
935         /*
936          * By default initialize queue_lock to internal lock and driver can
937          * override it later if need be.
938          */
939         q->queue_lock = &q->__queue_lock;
940
941         /*
942          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
943          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
944          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
945          * registered by blk_register_queue().
946          */
947         q->bypass_depth = 1;
948         __set_bit(QUEUE_FLAG_BYPASS, &q->queue_flags);
949
950         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
951
952         /*
953          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
954          * See blk_register_queue() for details.
955          */
956         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
957                                 blk_queue_usage_counter_release,
958                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
959                 goto fail_bdi;
960
961         if (blkcg_init_queue(q))
962                 goto fail_ref;
963
964         return q;
965
966 fail_ref:
967         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
968 fail_bdi:
969         blk_free_queue_stats(q->stats);
970 fail_stats:
971         bdi_put(q->backing_dev_info);
972 fail_split:
973         bioset_free(q->bio_split);
974 fail_id:
975         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
976 fail_q:
977         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
978         return NULL;
979 }
980 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
981
982 /**
983  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
984  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
985  *        placed on the queue.
986  * @lock: Request queue spin lock
987  *
988  * Description:
989  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
990  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
991  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
992  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
993  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
994  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
995  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
996  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
997  *
998  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
999  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
1000  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
1001  *    get dealt with eventually.
1002  *
1003  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
1004  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
1005  *    disabling is needed for it.
1006  *
1007  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
1008  *    it didn't succeed.
1009  *
1010  * Note:
1011  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
1012  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
1013  **/
1014
1015 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
1016 {
1017         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
1018 }
1019 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
1020
1021 struct request_queue *
1022 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
1023 {
1024         struct request_queue *q;
1025
1026         q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
1027         if (!q)
1028                 return NULL;
1029
1030         q->request_fn = rfn;
1031         if (lock)
1032                 q->queue_lock = lock;
1033         if (blk_init_allocated_queue(q) < 0) {
1034                 blk_cleanup_queue(q);
1035                 return NULL;
1036         }
1037
1038         return q;
1039 }
1040 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
1041
1042 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio);
1043
1044
1045 int blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q)
1046 {
1047         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1048
1049         q->fq = blk_alloc_flush_queue(q, NUMA_NO_NODE, q->cmd_size);
1050         if (!q->fq)
1051                 return -ENOMEM;
1052
1053         if (q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, q->fq->flush_rq, GFP_KERNEL))
1054                 goto out_free_flush_queue;
1055
1056         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
1057                 goto out_exit_flush_rq;
1058
1059         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
1060         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
1061
1062         /*
1063          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
1064          */
1065         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
1066
1067         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
1068
1069         /* Protect q->elevator from elevator_change */
1070         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
1071
1072         /* init elevator */
1073         if (elevator_init(q, NULL)) {
1074                 mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
1075                 goto out_exit_flush_rq;
1076         }
1077
1078         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
1079         return 0;
1080
1081 out_exit_flush_rq:
1082         if (q->exit_rq_fn)
1083                 q->exit_rq_fn(q, q->fq->flush_rq);
1084 out_free_flush_queue:
1085         blk_free_flush_queue(q->fq);
1086         return -ENOMEM;
1087 }
1088 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
1089
1090 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
1091 {
1092         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
1093                 __blk_get_queue(q);
1094                 return true;
1095         }
1096
1097         return false;
1098 }
1099 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
1100
1101 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
1102 {
1103         if (rq->rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1104                 elv_put_request(rl->q, rq);
1105                 if (rq->elv.icq)
1106                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
1107         }
1108
1109         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
1110 }
1111
1112 /*
1113  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
1114  * should be given priority access to a request.
1115  */
1116 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1117 {
1118         if (!ioc)
1119                 return 0;
1120
1121         /*
1122          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
1123          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
1124          * lose wakeups.
1125          */
1126         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
1127                 (ioc->nr_batch_requests > 0
1128                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
1129 }
1130
1131 /*
1132  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
1133  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
1134  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
1135  * a nice run.
1136  */
1137 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1138 {
1139         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
1140                 return;
1141
1142         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
1143         ioc->last_waited = jiffies;
1144 }
1145
1146 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
1147 {
1148         struct request_queue *q = rl->q;
1149
1150         if (rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
1151                 blk_clear_congested(rl, sync);
1152
1153         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
1154                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
1155                         wake_up(&rl->wait[sync]);
1156
1157                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
1158         }
1159 }
1160
1161 /*
1162  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
1163  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
1164  */
1165 static void freed_request(struct request_list *rl, bool sync,
1166                 req_flags_t rq_flags)
1167 {
1168         struct request_queue *q = rl->q;
1169
1170         q->nr_rqs[sync]--;
1171         rl->count[sync]--;
1172         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV)
1173                 q->nr_rqs_elvpriv--;
1174
1175         __freed_request(rl, sync);
1176
1177         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
1178                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
1179 }
1180
1181 int blk_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
1182 {
1183         struct request_list *rl;
1184         int on_thresh, off_thresh;
1185
1186         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1187
1188         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1189         q->nr_requests = nr;
1190         blk_queue_congestion_threshold(q);
1191         on_thresh = queue_congestion_on_threshold(q);
1192         off_thresh = queue_congestion_off_threshold(q);
1193
1194         blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
1195                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= on_thresh)
1196                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1197                 else if (rl->count[BLK_RW_SYNC] < off_thresh)
1198                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1199
1200                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= on_thresh)
1201                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1202                 else if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] < off_thresh)
1203                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1204
1205                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= q->nr_requests) {
1206                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1207                 } else {
1208                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1209                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
1210                 }
1211
1212                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= q->nr_requests) {
1213                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1214                 } else {
1215                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1216                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
1217                 }
1218         }
1219
1220         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 /**
1225  * __get_request - get a free request
1226  * @rl: request list to allocate from
1227  * @op: operation and flags
1228  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1229  * @flags: BLQ_MQ_REQ_* flags
1230  *
1231  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
1232  * pressure or if @q is dead.
1233  *
1234  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1235  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1236  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1237  */
1238 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, unsigned int op,
1239                                      struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags)
1240 {
1241         struct request_queue *q = rl->q;
1242         struct request *rq;
1243         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
1244         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1245         struct io_cq *icq = NULL;
1246         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1247         int may_queue;
1248         gfp_t gfp_mask = flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT ? GFP_ATOMIC :
1249                          __GFP_DIRECT_RECLAIM;
1250         req_flags_t rq_flags = RQF_ALLOCED;
1251
1252         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1253
1254         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
1255                 return ERR_PTR(-ENODEV);
1256
1257         may_queue = elv_may_queue(q, op);
1258         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
1259                 goto rq_starved;
1260
1261         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
1262                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
1263                         /*
1264                          * The queue will fill after this allocation, so set
1265                          * it as full, and mark this process as "batching".
1266                          * This process will be allowed to complete a batch of
1267                          * requests, others will be blocked.
1268                          */
1269                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
1270                                 ioc_set_batching(q, ioc);
1271                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
1272                         } else {
1273                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
1274                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
1275                                         /*
1276                                          * The queue is full and the allocating
1277                                          * process is not a "batcher", and not
1278                                          * exempted by the IO scheduler
1279                                          */
1280                                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1281                                 }
1282                         }
1283                 }
1284                 blk_set_congested(rl, is_sync);
1285         }
1286
1287         /*
1288          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
1289          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
1290          * allocated with any setting of ->nr_requests
1291          */
1292         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
1293                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1294
1295         q->nr_rqs[is_sync]++;
1296         rl->count[is_sync]++;
1297         rl->starved[is_sync] = 0;
1298
1299         /*
1300          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
1301          * so, mark @rq_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
1302          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
1303          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
1304          * makes creating new ones safe.
1305          *
1306          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
1307          * This allows a request to share the flush and elevator data.
1308          *
1309          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
1310          * it will be created after releasing queue_lock.
1311          */
1312         if (!op_is_flush(op) && !blk_queue_bypass(q)) {
1313                 rq_flags |= RQF_ELVPRIV;
1314                 q->nr_rqs_elvpriv++;
1315                 if (et->icq_cache && ioc)
1316                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
1317         }
1318
1319         if (blk_queue_io_stat(q))
1320                 rq_flags |= RQF_IO_STAT;
1321         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1322
1323         /* allocate and init request */
1324         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
1325         if (!rq)
1326                 goto fail_alloc;
1327
1328         blk_rq_init(q, rq);
1329         blk_rq_set_rl(rq, rl);
1330         rq->cmd_flags = op;
1331         rq->rq_flags = rq_flags;
1332         if (flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT)
1333                 rq->rq_flags |= RQF_PREEMPT;
1334
1335         /* init elvpriv */
1336         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1337                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
1338                         if (ioc)
1339                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
1340                         if (!icq)
1341                                 goto fail_elvpriv;
1342                 }
1343
1344                 rq->elv.icq = icq;
1345                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
1346                         goto fail_elvpriv;
1347
1348                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
1349                 if (icq)
1350                         get_io_context(icq->ioc);
1351         }
1352 out:
1353         /*
1354          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1355          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1356          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1357          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1358          */
1359         if (ioc_batching(q, ioc))
1360                 ioc->nr_batch_requests--;
1361
1362         trace_block_getrq(q, bio, op);
1363         return rq;
1364
1365 fail_elvpriv:
1366         /*
1367          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1368          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1369          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1370          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1371          */
1372         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: dev %s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1373                            __func__, dev_name(q->backing_dev_info->dev));
1374
1375         rq->rq_flags &= ~RQF_ELVPRIV;
1376         rq->elv.icq = NULL;
1377
1378         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1379         q->nr_rqs_elvpriv--;
1380         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1381         goto out;
1382
1383 fail_alloc:
1384         /*
1385          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1386          * might have messed up.
1387          *
1388          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1389          * queue, but this is pretty rare.
1390          */
1391         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1392         freed_request(rl, is_sync, rq_flags);
1393
1394         /*
1395          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1396          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1397          * freeing of a request in the other direction will notice
1398          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1399          * READ and WRITE
1400          */
1401 rq_starved:
1402         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1403                 rl->starved[is_sync] = 1;
1404         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1405 }
1406
1407 /**
1408  * get_request - get a free request
1409  * @q: request_queue to allocate request from
1410  * @op: operation and flags
1411  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1412  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags.
1413  *
1414  * Get a free request from @q.  If %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set in @gfp_mask,
1415  * this function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1416  *
1417  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1418  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1419  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1420  */
1421 static struct request *get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1422                                    struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags)
1423 {
1424         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1425         DEFINE_WAIT(wait);
1426         struct request_list *rl;
1427         struct request *rq;
1428
1429         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1430         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1431
1432         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1433 retry:
1434         rq = __get_request(rl, op, bio, flags);
1435         if (!IS_ERR(rq))
1436                 return rq;
1437
1438         if (op & REQ_NOWAIT) {
1439                 blk_put_rl(rl);
1440                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
1441         }
1442
1443         if ((flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1444                 blk_put_rl(rl);
1445                 return rq;
1446         }
1447
1448         /* wait on @rl and retry */
1449         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1450                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1451
1452         trace_block_sleeprq(q, bio, op);
1453
1454         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1455         io_schedule();
1456
1457         /*
1458          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1459          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1460          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1461          */
1462         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1463
1464         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1465         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1466
1467         goto retry;
1468 }
1469
1470 /* flags: BLK_MQ_REQ_PREEMPT and/or BLK_MQ_REQ_NOWAIT. */
1471 static struct request *blk_old_get_request(struct request_queue *q,
1472                                 unsigned int op, blk_mq_req_flags_t flags)
1473 {
1474         struct request *rq;
1475         gfp_t gfp_mask = flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT ? GFP_ATOMIC :
1476                          __GFP_DIRECT_RECLAIM;
1477         int ret = 0;
1478
1479         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1480
1481         /* create ioc upfront */
1482         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1483
1484         ret = blk_queue_enter(q, flags);
1485         if (ret)
1486                 return ERR_PTR(ret);
1487         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1488         rq = get_request(q, op, NULL, flags);
1489         if (IS_ERR(rq)) {
1490                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1491                 blk_queue_exit(q);
1492                 return rq;
1493         }
1494
1495         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1496         rq->__data_len = 0;
1497         rq->__sector = (sector_t) -1;
1498         rq->bio = rq->biotail = NULL;
1499         return rq;
1500 }
1501
1502 /**
1503  * blk_get_request_flags - allocate a request
1504  * @q: request queue to allocate a request for
1505  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
1506  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
1507  */
1508 struct request *blk_get_request_flags(struct request_queue *q, unsigned int op,
1509                                       blk_mq_req_flags_t flags)
1510 {
1511         struct request *req;
1512
1513         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
1514         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
1515
1516         if (q->mq_ops) {
1517                 req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
1518                 if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
1519                         q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
1520         } else {
1521                 req = blk_old_get_request(q, op, flags);
1522                 if (!IS_ERR(req) && q->initialize_rq_fn)
1523                         q->initialize_rq_fn(req);
1524         }
1525
1526         return req;
1527 }
1528 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request_flags);
1529
1530 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1531                                 gfp_t gfp_mask)
1532 {
1533         return blk_get_request_flags(q, op, gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM ?
1534                                      0 : BLK_MQ_REQ_NOWAIT);
1535 }
1536 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1537
1538 /**
1539  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1540  * @q:          request queue where request should be inserted
1541  * @rq:         request to be inserted
1542  *
1543  * Description:
1544  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1545  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1546  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1547  */
1548 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1549 {
1550         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1551         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1552
1553         blk_delete_timer(rq);
1554         blk_clear_rq_complete(rq);
1555         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1556         wbt_requeue(q->rq_wb, &rq->issue_stat);
1557
1558         if (rq->rq_flags & RQF_QUEUED)
1559                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1560
1561         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1562
1563         elv_requeue_request(q, rq);
1564 }
1565 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1566
1567 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1568                              int where)
1569 {
1570         blk_account_io_start(rq, true);
1571         __elv_add_request(q, rq, where);
1572 }
1573
1574 static void part_round_stats_single(struct request_queue *q, int cpu,
1575                                     struct hd_struct *part, unsigned long now,
1576                                     unsigned int inflight)
1577 {
1578         if (inflight) {
1579                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1580                                 inflight * (now - part->stamp));
1581                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1582         }
1583         part->stamp = now;
1584 }
1585
1586 /**
1587  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1588  * @q: target block queue
1589  * @cpu: cpu number for stats access
1590  * @part: target partition
1591  *
1592  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1593  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1594  * time it has been in this state for.
1595  *
1596  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1597  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1598  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1599  * function to do a round-off before returning the results when reading
1600  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1601  * the current jiffies and restarts the counters again.
1602  */
1603 void part_round_stats(struct request_queue *q, int cpu, struct hd_struct *part)
1604 {
1605         struct hd_struct *part2 = NULL;
1606         unsigned long now = jiffies;
1607         unsigned int inflight[2];
1608         int stats = 0;
1609
1610         if (part->stamp != now)
1611                 stats |= 1;
1612
1613         if (part->partno) {
1614                 part2 = &part_to_disk(part)->part0;
1615                 if (part2->stamp != now)
1616                         stats |= 2;
1617         }
1618
1619         if (!stats)
1620                 return;
1621
1622         part_in_flight(q, part, inflight);
1623
1624         if (stats & 2)
1625                 part_round_stats_single(q, cpu, part2, now, inflight[1]);
1626         if (stats & 1)
1627                 part_round_stats_single(q, cpu, part, now, inflight[0]);
1628 }
1629 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1630
1631 #ifdef CONFIG_PM
1632 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1633 {
1634         if (rq->q->dev && !(rq->rq_flags & RQF_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1635                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1636 }
1637 #else
1638 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1639 #endif
1640
1641 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1642 {
1643         req_flags_t rq_flags = req->rq_flags;
1644
1645         if (unlikely(!q))
1646                 return;
1647
1648         if (q->mq_ops) {
1649                 blk_mq_free_request(req);
1650                 return;
1651         }
1652
1653         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1654
1655         blk_req_zone_write_unlock(req);
1656         blk_pm_put_request(req);
1657
1658         elv_completed_request(q, req);
1659
1660         /* this is a bio leak */
1661         WARN_ON(req->bio != NULL);
1662
1663         wbt_done(q->rq_wb, &req->issue_stat);
1664
1665         /*
1666          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1667          * it didn't come out of our reserved rq pools
1668          */
1669         if (rq_flags & RQF_ALLOCED) {
1670                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1671                 bool sync = op_is_sync(req->cmd_flags);
1672
1673                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1674                 BUG_ON(ELV_ON_HASH(req));
1675
1676                 blk_free_request(rl, req);
1677                 freed_request(rl, sync, rq_flags);
1678                 blk_put_rl(rl);
1679                 blk_queue_exit(q);
1680         }
1681 }
1682 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1683
1684 void blk_put_request(struct request *req)
1685 {
1686         struct request_queue *q = req->q;
1687
1688         if (q->mq_ops)
1689                 blk_mq_free_request(req);
1690         else {
1691                 unsigned long flags;
1692
1693                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1694                 __blk_put_request(q, req);
1695                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1696         }
1697 }
1698 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1699
1700 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1701                             struct bio *bio)
1702 {
1703         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1704
1705         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1706                 return false;
1707
1708         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1709
1710         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1711                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1712
1713         req->biotail->bi_next = bio;
1714         req->biotail = bio;
1715         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1716         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1717
1718         blk_account_io_start(req, false);
1719         return true;
1720 }
1721
1722 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1723                              struct bio *bio)
1724 {
1725         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1726
1727         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1728                 return false;
1729
1730         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1731
1732         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1733                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1734
1735         bio->bi_next = req->bio;
1736         req->bio = bio;
1737
1738         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1739         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1740         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1741
1742         blk_account_io_start(req, false);
1743         return true;
1744 }
1745
1746 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1747                 struct bio *bio)
1748 {
1749         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
1750
1751         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
1752                 goto no_merge;
1753         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
1754             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
1755                 goto no_merge;
1756
1757         req->biotail->bi_next = bio;
1758         req->biotail = bio;
1759         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1760         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1761         req->nr_phys_segments = segments + 1;
1762
1763         blk_account_io_start(req, false);
1764         return true;
1765 no_merge:
1766         req_set_nomerge(q, req);
1767         return false;
1768 }
1769
1770 /**
1771  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1772  * @q: request_queue new bio is being queued at
1773  * @bio: new bio being queued
1774  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1775  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
1776  * another request associated with @q is found on the plug list
1777  * (optional, may be %NULL)
1778  *
1779  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1780  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1781  * otherwise %false.
1782  *
1783  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1784  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1785  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1786  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1787  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1788  * merging parameters without querying the elevator.
1789  *
1790  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
1791  */
1792 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1793                             unsigned int *request_count,
1794                             struct request **same_queue_rq)
1795 {
1796         struct blk_plug *plug;
1797         struct request *rq;
1798         struct list_head *plug_list;
1799
1800         plug = current->plug;
1801         if (!plug)
1802                 return false;
1803         *request_count = 0;
1804
1805         if (q->mq_ops)
1806                 plug_list = &plug->mq_list;
1807         else
1808                 plug_list = &plug->list;
1809
1810         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
1811                 bool merged = false;
1812
1813                 if (rq->q == q) {
1814                         (*request_count)++;
1815                         /*
1816                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
1817                          * rq in the same queue, there should be only one such
1818                          * rq in a queue
1819                          **/
1820                         if (same_queue_rq)
1821                                 *same_queue_rq = rq;
1822                 }
1823
1824                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1825                         continue;
1826
1827                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
1828                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1829                         merged = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1830                         break;
1831                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1832                         merged = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1833                         break;
1834                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
1835                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
1836                         break;
1837                 default:
1838                         break;
1839                 }
1840
1841                 if (merged)
1842                         return true;
1843         }
1844
1845         return false;
1846 }
1847
1848 unsigned int blk_plug_queued_count(struct request_queue *q)
1849 {
1850         struct blk_plug *plug;
1851         struct request *rq;
1852         struct list_head *plug_list;
1853         unsigned int ret = 0;
1854
1855         plug = current->plug;
1856         if (!plug)
1857                 goto out;
1858
1859         if (q->mq_ops)
1860                 plug_list = &plug->mq_list;
1861         else
1862                 plug_list = &plug->list;
1863
1864         list_for_each_entry(rq, plug_list, queuelist) {
1865                 if (rq->q == q)
1866                         ret++;
1867         }
1868 out:
1869         return ret;
1870 }
1871
1872 void blk_init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1873 {
1874         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1875
1876         if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
1877                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1878
1879         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1880         if (ioprio_valid(bio_prio(bio)))
1881                 req->ioprio = bio_prio(bio);
1882         else if (ioc)
1883                 req->ioprio = ioc->ioprio;
1884         else
1885                 req->ioprio = IOPRIO_PRIO_VALUE(IOPRIO_CLASS_NONE, 0);
1886         req->write_hint = bio->bi_write_hint;
1887         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1888 }
1889 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_init_request_from_bio);
1890
1891 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1892 {
1893         struct blk_plug *plug;
1894         int where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1895         struct request *req, *free;
1896         unsigned int request_count = 0;
1897         unsigned int wb_acct;
1898
1899         /*
1900          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1901          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1902          * ISA dma in theory)
1903          */
1904         blk_queue_bounce(q, &bio);
1905
1906         blk_queue_split(q, &bio);
1907
1908         if (!bio_integrity_prep(bio))
1909                 return BLK_QC_T_NONE;
1910
1911         if (op_is_flush(bio->bi_opf)) {
1912                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1913                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1914                 goto get_rq;
1915         }
1916
1917         /*
1918          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
1919          * any locks.
1920          */
1921         if (!blk_queue_nomerges(q)) {
1922                 if (blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count, NULL))
1923                         return BLK_QC_T_NONE;
1924         } else
1925                 request_count = blk_plug_queued_count(q);
1926
1927         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1928
1929         switch (elv_merge(q, &req, bio)) {
1930         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1931                 if (!bio_attempt_back_merge(q, req, bio))
1932                         break;
1933                 elv_bio_merged(q, req, bio);
1934                 free = attempt_back_merge(q, req);
1935                 if (free)
1936                         __blk_put_request(q, free);
1937                 else
1938                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_BACK_MERGE);
1939                 goto out_unlock;
1940         case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1941                 if (!bio_attempt_front_merge(q, req, bio))
1942                         break;
1943                 elv_bio_merged(q, req, bio);
1944                 free = attempt_front_merge(q, req);
1945                 if (free)
1946                         __blk_put_request(q, free);
1947                 else
1948                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_FRONT_MERGE);
1949                 goto out_unlock;
1950         default:
1951                 break;
1952         }
1953
1954 get_rq:
1955         wb_acct = wbt_wait(q->rq_wb, bio, q->queue_lock);
1956
1957         /*
1958          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1959          * Returns with the queue unlocked.
1960          */
1961         blk_queue_enter_live(q);
1962         req = get_request(q, bio->bi_opf, bio, 0);
1963         if (IS_ERR(req)) {
1964                 blk_queue_exit(q);
1965                 __wbt_done(q->rq_wb, wb_acct);
1966                 if (PTR_ERR(req) == -ENOMEM)
1967                         bio->bi_status = BLK_STS_RESOURCE;
1968                 else
1969                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
1970                 bio_endio(bio);
1971                 goto out_unlock;
1972         }
1973
1974         wbt_track(&req->issue_stat, wb_acct);
1975
1976         /*
1977          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1978          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1979          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1980          * often, and the elevators are able to handle it.
1981          */
1982         blk_init_request_from_bio(req, bio);
1983
1984         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
1985                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
1986
1987         plug = current->plug;
1988         if (plug) {
1989                 /*
1990                  * If this is the first request added after a plug, fire
1991                  * of a plug trace.
1992                  *
1993                  * @request_count may become stale because of schedule
1994                  * out, so check plug list again.
1995                  */
1996                 if (!request_count || list_empty(&plug->list))
1997                         trace_block_plug(q);
1998                 else {
1999                         struct request *last = list_entry_rq(plug->list.prev);
2000                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT ||
2001                             blk_rq_bytes(last) >= BLK_PLUG_FLUSH_SIZE) {
2002                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
2003                                 trace_block_plug(q);
2004                         }
2005                 }
2006                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
2007                 blk_account_io_start(req, true);
2008         } else {
2009                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
2010                 add_acct_request(q, req, where);
2011                 __blk_run_queue(q);
2012 out_unlock:
2013                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
2014         }
2015
2016         return BLK_QC_T_NONE;
2017 }
2018
2019 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
2020 {
2021         char b[BDEVNAME_SIZE];
2022
2023         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
2024         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
2025                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
2026                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
2027                         (long long)get_capacity(bio->bi_disk));
2028 }
2029
2030 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
2031
2032 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
2033
2034 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
2035 {
2036         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
2037 }
2038 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
2039
2040 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
2041 {
2042         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
2043 }
2044
2045 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
2046 {
2047         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
2048                                                 NULL, &fail_make_request);
2049
2050         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
2051 }
2052
2053 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
2054
2055 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2056
2057 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
2058                                         unsigned int bytes)
2059 {
2060         return false;
2061 }
2062
2063 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2064
2065 /*
2066  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
2067  */
2068 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
2069 {
2070         struct hd_struct *p;
2071         int ret = 0;
2072
2073         /*
2074          * Zone reset does not include bi_size so bio_sectors() is always 0.
2075          * Include a test for the reset op code and perform the remap if needed.
2076          */
2077         if (!bio->bi_partno ||
2078             (!bio_sectors(bio) && bio_op(bio) != REQ_OP_ZONE_RESET))
2079                 return 0;
2080
2081         rcu_read_lock();
2082         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
2083         if (likely(p && !should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size))) {
2084                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
2085                 bio->bi_partno = 0;
2086                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
2087                                 bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
2088         } else {
2089                 printk("%s: fail for partition %d\n", __func__, bio->bi_partno);
2090                 ret = -EIO;
2091         }
2092         rcu_read_unlock();
2093
2094         return ret;
2095 }
2096
2097 /*
2098  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
2099  */
2100 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
2101 {
2102         sector_t maxsector;
2103
2104         if (!nr_sectors)
2105                 return 0;
2106
2107         /* Test device or partition size, when known. */
2108         maxsector = get_capacity(bio->bi_disk);
2109         if (maxsector) {
2110                 sector_t sector = bio->bi_iter.bi_sector;
2111
2112                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
2113                         /*
2114                          * This may well happen - the kernel calls bread()
2115                          * without checking the size of the device, e.g., when
2116                          * mounting a device.
2117                          */
2118                         handle_bad_sector(bio);
2119                         return 1;
2120                 }
2121         }
2122
2123         return 0;
2124 }
2125
2126 static noinline_for_stack bool
2127 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
2128 {
2129         struct request_queue *q;
2130         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
2131         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
2132         char b[BDEVNAME_SIZE];
2133
2134         might_sleep();
2135
2136         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
2137                 goto end_io;
2138
2139         q = bio->bi_disk->queue;
2140         if (unlikely(!q)) {
2141                 printk(KERN_ERR
2142                        "generic_make_request: Trying to access "
2143                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
2144                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
2145                 goto end_io;
2146         }
2147
2148         /*
2149          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
2150          * if queue is not a request based queue.
2151          */
2152
2153         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_rq_based(q))
2154                 goto not_supported;
2155
2156         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
2157                 goto end_io;
2158
2159         if (blk_partition_remap(bio))
2160                 goto end_io;
2161
2162         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
2163                 goto end_io;
2164
2165         /*
2166          * Filter flush bio's early so that make_request based
2167          * drivers without flush support don't have to worry
2168          * about them.
2169          */
2170         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
2171             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
2172                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
2173                 if (!nr_sectors) {
2174                         status = BLK_STS_OK;
2175                         goto end_io;
2176                 }
2177         }
2178
2179         switch (bio_op(bio)) {
2180         case REQ_OP_DISCARD:
2181                 if (!blk_queue_discard(q))
2182                         goto not_supported;
2183                 break;
2184         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
2185                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
2186                         goto not_supported;
2187                 break;
2188         case REQ_OP_WRITE_SAME:
2189                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
2190                         goto not_supported;
2191                 break;
2192         case REQ_OP_ZONE_REPORT:
2193         case REQ_OP_ZONE_RESET:
2194                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
2195                         goto not_supported;
2196                 break;
2197         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
2198                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
2199                         goto not_supported;
2200                 break;
2201         default:
2202                 break;
2203         }
2204
2205         /*
2206          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
2207          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
2208          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
2209          * layer knows how to live with it.
2210          */
2211         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
2212
2213         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
2214                 return false;
2215
2216         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
2217                 trace_block_bio_queue(q, bio);
2218                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
2219                  * completion as well.
2220                  */
2221                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
2222         }
2223         return true;
2224
2225 not_supported:
2226         status = BLK_STS_NOTSUPP;
2227 end_io:
2228         bio->bi_status = status;
2229         bio_endio(bio);
2230         return false;
2231 }
2232
2233 /**
2234  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
2235  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2236  *
2237  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
2238  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
2239  * to be done.
2240  *
2241  * generic_make_request() does not return any status.  The
2242  * success/failure status of the request, along with notification of
2243  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
2244  * function described (one day) else where.
2245  *
2246  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
2247  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
2248  * set to describe the device address, and the
2249  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
2250  * completion notification should be signaled.
2251  *
2252  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
2253  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
2254  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
2255  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
2256  */
2257 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
2258 {
2259         /*
2260          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
2261          * make_request_fn.
2262          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
2263          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
2264          * yet.
2265          */
2266         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
2267         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
2268
2269         if (!generic_make_request_checks(bio))
2270                 goto out;
2271
2272         /*
2273          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
2274          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
2275          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
2276          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
2277          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
2278          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
2279          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
2280          * should be added at the tail
2281          */
2282         if (current->bio_list) {
2283                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
2284                 goto out;
2285         }
2286
2287         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
2288          * explanation.
2289          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
2290          * ensure that) so we have a list with a single bio.
2291          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
2292          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
2293          * thus initialising the bio_list of new bios to be
2294          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
2295          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
2296          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
2297          * from the top.  In this case we really did just take the bio
2298          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
2299          * bio_list, and call into ->make_request() again.
2300          */
2301         BUG_ON(bio->bi_next);
2302         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2303         current->bio_list = bio_list_on_stack;
2304         do {
2305                 struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2306                 blk_mq_req_flags_t flags = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT ?
2307                         BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0;
2308
2309                 if (likely(blk_queue_enter(q, flags) == 0)) {
2310                         struct bio_list lower, same;
2311
2312                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
2313                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
2314                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2315                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2316
2317                         blk_queue_exit(q);
2318
2319                         /* sort new bios into those for a lower level
2320                          * and those for the same level
2321                          */
2322                         bio_list_init(&lower);
2323                         bio_list_init(&same);
2324                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
2325                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
2326                                         bio_list_add(&same, bio);
2327                                 else
2328                                         bio_list_add(&lower, bio);
2329                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
2330                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
2331                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
2332                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
2333                 } else {
2334                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
2335                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
2336                                 bio_wouldblock_error(bio);
2337                         else
2338                                 bio_io_error(bio);
2339                 }
2340                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
2341         } while (bio);
2342         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
2343
2344 out:
2345         return ret;
2346 }
2347 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
2348
2349 /**
2350  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
2351  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2352  *
2353  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
2354  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
2355  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
2356  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
2357  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
2358  */
2359 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
2360 {
2361         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2362         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
2363         blk_qc_t ret;
2364
2365         if (!generic_make_request_checks(bio))
2366                 return BLK_QC_T_NONE;
2367
2368         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
2369                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
2370                         bio->bi_status = BLK_STS_AGAIN;
2371                 else
2372                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
2373                 bio_endio(bio);
2374                 return BLK_QC_T_NONE;
2375         }
2376
2377         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2378         blk_queue_exit(q);
2379         return ret;
2380 }
2381 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
2382
2383 /**
2384  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
2385  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
2386  *
2387  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
2388  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
2389  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
2390  *
2391  */
2392 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
2393 {
2394         /*
2395          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
2396          * go through the normal accounting stuff before submission.
2397          */
2398         if (bio_has_data(bio)) {
2399                 unsigned int count;
2400
2401                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
2402                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue);
2403                 else
2404                         count = bio_sectors(bio);
2405
2406                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
2407                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
2408                 } else {
2409                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
2410                         count_vm_events(PGPGIN, count);
2411                 }
2412
2413                 if (unlikely(block_dump)) {
2414                         char b[BDEVNAME_SIZE];
2415                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
2416                         current->comm, task_pid_nr(current),
2417                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
2418                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
2419                                 bio_devname(bio, b), count);
2420                 }
2421         }
2422
2423         return generic_make_request(bio);
2424 }
2425 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
2426
2427 bool blk_poll(struct request_queue *q, blk_qc_t cookie)
2428 {
2429         if (!q->poll_fn || !blk_qc_t_valid(cookie))
2430                 return false;
2431
2432         if (current->plug)
2433                 blk_flush_plug_list(current->plug, false);
2434         return q->poll_fn(q, cookie);
2435 }
2436 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_poll);
2437
2438 /**
2439  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
2440  *                              for new the queue limits
2441  * @q:  the queue
2442  * @rq: the request being checked
2443  *
2444  * Description:
2445  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
2446  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
2447  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
2448  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
2449  *    the insertion using this generic function.
2450  *
2451  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
2452  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
2453  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
2454  */
2455 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
2456                                       struct request *rq)
2457 {
2458         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
2459                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
2460                 return -EIO;
2461         }
2462
2463         /*
2464          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
2465          * may differ from that of other stacking queues.
2466          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
2467          * limitation.
2468          */
2469         blk_recalc_rq_segments(rq);
2470         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
2471                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
2472                 return -EIO;
2473         }
2474
2475         return 0;
2476 }
2477
2478 /**
2479  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
2480  * @q:  the queue to submit the request
2481  * @rq: the request being queued
2482  */
2483 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
2484 {
2485         unsigned long flags;
2486         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
2487
2488         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
2489                 return BLK_STS_IOERR;
2490
2491         if (rq->rq_disk &&
2492             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
2493                 return BLK_STS_IOERR;
2494
2495         if (q->mq_ops) {
2496                 if (blk_queue_io_stat(q))
2497                         blk_account_io_start(rq, true);
2498                 /*
2499                  * Since we have a scheduler attached on the top device,
2500                  * bypass a potential scheduler on the bottom device for
2501                  * insert.
2502                  */
2503                 blk_mq_request_bypass_insert(rq, true);
2504                 return BLK_STS_OK;
2505         }
2506
2507         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2508         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
2509                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2510                 return BLK_STS_IOERR;
2511         }
2512
2513         /*
2514          * Submitting request must be dequeued before calling this function
2515          * because it will be linked to another request_queue
2516          */
2517         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
2518
2519         if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
2520                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2521
2522         add_acct_request(q, rq, where);
2523         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
2524                 __blk_run_queue(q);
2525         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2526
2527         return BLK_STS_OK;
2528 }
2529 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
2530
2531 /**
2532  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
2533  * @rq: request to examine
2534  *
2535  * Description:
2536  *     A request could be merge of IOs which require different failure
2537  *     handling.  This function determines the number of bytes which
2538  *     can be failed from the beginning of the request without
2539  *     crossing into area which need to be retried further.
2540  *
2541  * Return:
2542  *     The number of bytes to fail.
2543  */
2544 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
2545 {
2546         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
2547         unsigned int bytes = 0;
2548         struct bio *bio;
2549
2550         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
2551                 return blk_rq_bytes(rq);
2552
2553         /*
2554          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2555          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2556          * which have all the failfast bits that the first one has -
2557          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2558          * one.
2559          */
2560         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2561                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
2562                         break;
2563                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
2564         }
2565
2566         /* this could lead to infinite loop */
2567         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2568         return bytes;
2569 }
2570 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2571
2572 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2573 {
2574         if (blk_do_io_stat(req)) {
2575                 const int rw = rq_data_dir(req);
2576                 struct hd_struct *part;
2577                 int cpu;
2578
2579                 cpu = part_stat_lock();
2580                 part = req->part;
2581                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2582                 part_stat_unlock();
2583         }
2584 }
2585
2586 void blk_account_io_done(struct request *req)
2587 {
2588         /*
2589          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2590          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2591          * containing request is enough.
2592          */
2593         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
2594                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
2595                 const int rw = rq_data_dir(req);
2596                 struct hd_struct *part;
2597                 int cpu;
2598
2599                 cpu = part_stat_lock();
2600                 part = req->part;
2601
2602                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2603                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2604                 part_round_stats(req->q, cpu, part);
2605                 part_dec_in_flight(req->q, part, rw);
2606
2607                 hd_struct_put(part);
2608                 part_stat_unlock();
2609         }
2610 }
2611
2612 #ifdef CONFIG_PM
2613 /*
2614  * Don't process normal requests when queue is suspended
2615  * or in the process of suspending/resuming
2616  */
2617 static bool blk_pm_allow_request(struct request *rq)
2618 {
2619         switch (rq->q->rpm_status) {
2620         case RPM_RESUMING:
2621         case RPM_SUSPENDING:
2622                 return rq->rq_flags & RQF_PM;
2623         case RPM_SUSPENDED:
2624                 return false;
2625         }
2626
2627         return true;
2628 }
2629 #else
2630 static bool blk_pm_allow_request(struct request *rq)
2631 {
2632         return true;
2633 }
2634 #endif
2635
2636 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
2637 {
2638         struct hd_struct *part;
2639         int rw = rq_data_dir(rq);
2640         int cpu;
2641
2642         if (!blk_do_io_stat(rq))
2643                 return;
2644
2645         cpu = part_stat_lock();
2646
2647         if (!new_io) {
2648                 part = rq->part;
2649                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
2650         } else {
2651                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
2652                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
2653                         /*
2654                          * The partition is already being removed,
2655                          * the request will be accounted on the disk only
2656                          *
2657                          * We take a reference on disk->part0 although that
2658                          * partition will never be deleted, so we can treat
2659                          * it as any other partition.
2660                          */
2661                         part = &rq->rq_disk->part0;
2662                         hd_struct_get(part);
2663                 }
2664                 part_round_stats(rq->q, cpu, part);
2665                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
2666                 rq->part = part;
2667         }
2668
2669         part_stat_unlock();
2670 }
2671
2672 static struct request *elv_next_request(struct request_queue *q)
2673 {
2674         struct request *rq;
2675         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
2676
2677         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2678
2679         while (1) {
2680                 list_for_each_entry(rq, &q->queue_head, queuelist) {
2681                         if (blk_pm_allow_request(rq))
2682                                 return rq;
2683
2684                         if (rq->rq_flags & RQF_SOFTBARRIER)
2685                                 break;
2686                 }
2687
2688                 /*
2689                  * Flush request is running and flush request isn't queueable
2690                  * in the drive, we can hold the queue till flush request is
2691                  * finished. Even we don't do this, driver can't dispatch next
2692                  * requests and will requeue them. And this can improve
2693                  * throughput too. For example, we have request flush1, write1,
2694                  * flush 2. flush1 is dispatched, then queue is hold, write1
2695                  * isn't inserted to queue. After flush1 is finished, flush2
2696                  * will be dispatched. Since disk cache is already clean,
2697                  * flush2 will be finished very soon, so looks like flush2 is
2698                  * folded to flush1.
2699                  * Since the queue is hold, a flag is set to indicate the queue
2700                  * should be restarted later. Please see flush_end_io() for
2701                  * details.
2702                  */
2703                 if (fq->flush_pending_idx != fq->flush_running_idx &&
2704                                 !queue_flush_queueable(q)) {
2705                         fq->flush_queue_delayed = 1;
2706                         return NULL;
2707                 }
2708                 if (unlikely(blk_queue_bypass(q)) ||
2709                     !q->elevator->type->ops.sq.elevator_dispatch_fn(q, 0))
2710                         return NULL;
2711         }
2712 }
2713
2714 /**
2715  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2716  * @q: request queue to peek at
2717  *
2718  * Description:
2719  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2720  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2721  *     processing it.
2722  *
2723  * Return:
2724  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2725  *     otherwise.
2726  */
2727 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2728 {
2729         struct request *rq;
2730         int ret;
2731
2732         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
2733         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2734
2735         while ((rq = elv_next_request(q)) != NULL) {
2736                 if (!(rq->rq_flags & RQF_STARTED)) {
2737                         /*
2738                          * This is the first time the device driver
2739                          * sees this request (possibly after
2740                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2741                          */
2742                         if (rq->rq_flags & RQF_SORTED)
2743                                 elv_activate_rq(q, rq);
2744
2745                         /*
2746                          * just mark as started even if we don't start
2747                          * it, a request that has been delayed should
2748                          * not be passed by new incoming requests
2749                          */
2750                         rq->rq_flags |= RQF_STARTED;
2751                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2752                 }
2753
2754                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2755                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2756                         q->boundary_rq = NULL;
2757                 }
2758
2759                 if (rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)
2760                         break;
2761
2762                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2763                         /*
2764                          * make sure space for the drain appears we
2765                          * know we can do this because max_hw_segments
2766                          * has been adjusted to be one fewer than the
2767                          * device can handle
2768                          */
2769                         rq->nr_phys_segments++;
2770                 }
2771
2772                 if (!q->prep_rq_fn)
2773                         break;
2774
2775                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2776                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2777                         break;
2778                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2779                         /*
2780                          * the request may have been (partially) prepped.
2781                          * we need to keep this request in the front to
2782                          * avoid resource deadlock.  RQF_STARTED will
2783                          * prevent other fs requests from passing this one.
2784                          */
2785                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2786                             !(rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)) {
2787                                 /*
2788                                  * remove the space for the drain we added
2789                                  * so that we don't add it again
2790                                  */
2791                                 --rq->nr_phys_segments;
2792                         }
2793
2794                         rq = NULL;
2795                         break;
2796                 } else if (ret == BLKPREP_KILL || ret == BLKPREP_INVALID) {
2797                         rq->rq_flags |= RQF_QUIET;
2798                         /*
2799                          * Mark this request as started so we don't trigger
2800                          * any debug logic in the end I/O path.
2801                          */
2802                         blk_start_request(rq);
2803                         __blk_end_request_all(rq, ret == BLKPREP_INVALID ?
2804                                         BLK_STS_TARGET : BLK_STS_IOERR);
2805                 } else {
2806                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2807                         break;
2808                 }
2809         }
2810
2811         return rq;
2812 }
2813 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2814
2815 static void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2816 {
2817         struct request_queue *q = rq->q;
2818
2819         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2820         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2821
2822         list_del_init(&rq->queuelist);
2823
2824         /*
2825          * the time frame between a request being removed from the lists
2826          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2827          * the driver side.
2828          */
2829         if (blk_account_rq(rq)) {
2830                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2831                 set_io_start_time_ns(rq);
2832         }
2833 }
2834
2835 /**
2836  * blk_start_request - start request processing on the driver
2837  * @req: request to dequeue
2838  *
2839  * Description:
2840  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2841  *     request to the driver.
2842  */
2843 void blk_start_request(struct request *req)
2844 {
2845         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
2846         WARN_ON_ONCE(req->q->mq_ops);
2847
2848         blk_dequeue_request(req);
2849
2850         if (test_bit(QUEUE_FLAG_STATS, &req->q->queue_flags)) {
2851                 blk_stat_set_issue(&req->issue_stat, blk_rq_sectors(req));
2852                 req->rq_flags |= RQF_STATS;
2853                 wbt_issue(req->q->rq_wb, &req->issue_stat);
2854         }
2855
2856         BUG_ON(test_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &req->atomic_flags));
2857         blk_add_timer(req);
2858 }
2859 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2860
2861 /**
2862  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
2863  * @q: request queue to fetch a request from
2864  *
2865  * Description:
2866  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
2867  *     return and LLD can start processing it immediately.
2868  *
2869  * Return:
2870  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2871  *     otherwise.
2872  */
2873 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
2874 {
2875         struct request *rq;
2876
2877         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
2878         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2879
2880         rq = blk_peek_request(q);
2881         if (rq)
2882                 blk_start_request(rq);
2883         return rq;
2884 }
2885 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
2886
2887 /*
2888  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
2889  * The request must not have been partially completed before.
2890  */
2891 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
2892 {
2893         if (rq->bio) {
2894                 if (list->tail)
2895                         list->tail->bi_next = rq->bio;
2896                 else
2897                         list->head = rq->bio;
2898                 list->tail = rq->biotail;
2899
2900                 rq->bio = NULL;
2901                 rq->biotail = NULL;
2902         }
2903
2904         rq->__data_len = 0;
2905 }
2906 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
2907
2908 /**
2909  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
2910  * @req:      the request being processed
2911  * @error:    block status code
2912  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
2913  *
2914  * Description:
2915  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
2916  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
2917  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
2918  *
2919  *     This special helper function is only for request stacking drivers
2920  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
2921  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
2922  *
2923  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
2924  *     %false return from this function.
2925  *
2926  * Return:
2927  *     %false - this request doesn't have any more data
2928  *     %true  - this request has more data
2929  **/
2930 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
2931                 unsigned int nr_bytes)
2932 {
2933         int total_bytes;
2934
2935         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
2936
2937         if (!req->bio)
2938                 return false;
2939
2940         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
2941                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
2942                 print_req_error(req, error);
2943
2944         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
2945
2946         total_bytes = 0;
2947         while (req->bio) {
2948                 struct bio *bio = req->bio;
2949                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
2950
2951                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
2952                         req->bio = bio->bi_next;
2953
2954                 /* Completion has already been traced */
2955                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
2956                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
2957
2958                 total_bytes += bio_bytes;
2959                 nr_bytes -= bio_bytes;
2960
2961                 if (!nr_bytes)
2962                         break;
2963         }
2964
2965         /*
2966          * completely done
2967          */
2968         if (!req->bio) {
2969                 /*
2970                  * Reset counters so that the request stacking driver
2971                  * can find how many bytes remain in the request
2972                  * later.
2973                  */
2974                 req->__data_len = 0;
2975                 return false;
2976         }
2977
2978         req->__data_len -= total_bytes;
2979
2980         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
2981         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
2982                 req->__sector += total_bytes >> 9;
2983
2984         /* mixed attributes always follow the first bio */
2985         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
2986                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
2987                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
2988         }
2989
2990         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
2991                 /*
2992                  * If total number of sectors is less than the first segment
2993                  * size, something has gone terribly wrong.
2994                  */
2995                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
2996                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
2997                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
2998                 }
2999
3000                 /* recalculate the number of segments */
3001                 blk_recalc_rq_segments(req);
3002         }
3003
3004         return true;
3005 }
3006 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
3007
3008 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3009                                     unsigned int nr_bytes,
3010                                     unsigned int bidi_bytes)
3011 {
3012         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
3013                 return true;
3014
3015         /* Bidi request must be completed as a whole */
3016         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
3017             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
3018                 return true;
3019
3020         if (blk_queue_add_random(rq->q))
3021                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
3022
3023         return false;
3024 }
3025
3026 /**
3027  * blk_unprep_request - unprepare a request
3028  * @req:        the request
3029  *
3030  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
3031  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
3032  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
3033  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
3034  * lock is held when calling this.
3035  */
3036 void blk_unprep_request(struct request *req)
3037 {
3038         struct request_queue *q = req->q;
3039
3040         req->rq_flags &= ~RQF_DONTPREP;
3041         if (q->unprep_rq_fn)
3042                 q->unprep_rq_fn(q, req);
3043 }
3044 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
3045
3046 void blk_finish_request(struct request *req, blk_status_t error)
3047 {
3048         struct request_queue *q = req->q;
3049
3050         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
3051         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3052
3053         if (req->rq_flags & RQF_STATS)
3054                 blk_stat_add(req);
3055
3056         if (req->rq_flags & RQF_QUEUED)
3057                 blk_queue_end_tag(q, req);
3058
3059         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
3060
3061         if (unlikely(laptop_mode) && !blk_rq_is_passthrough(req))
3062                 laptop_io_completion(req->q->backing_dev_info);
3063
3064         blk_delete_timer(req);
3065
3066         if (req->rq_flags & RQF_DONTPREP)
3067                 blk_unprep_request(req);
3068
3069         blk_account_io_done(req);
3070
3071         if (req->end_io) {
3072                 wbt_done(req->q->rq_wb, &req->issue_stat);
3073                 req->end_io(req, error);
3074         } else {
3075                 if (blk_bidi_rq(req))
3076                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
3077
3078                 __blk_put_request(q, req);
3079         }
3080 }
3081 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_request);
3082
3083 /**
3084  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
3085  * @rq:         the request to complete
3086  * @error:      block status code
3087  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3088  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3089  *
3090  * Description:
3091  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
3092  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
3093  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
3094  *     just ignored.
3095  *
3096  * Return:
3097  *     %false - we are done with this request
3098  *     %true  - still buffers pending for this request
3099  **/
3100 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3101                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3102 {
3103         struct request_queue *q = rq->q;
3104         unsigned long flags;
3105
3106         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3107
3108         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3109                 return true;
3110
3111         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
3112         blk_finish_request(rq, error);
3113         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
3114
3115         return false;
3116 }
3117
3118 /**
3119  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
3120  * @rq:         the request to complete
3121  * @error:      block status code
3122  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3123  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3124  *
3125  * Description:
3126  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
3127  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
3128  *
3129  * Return:
3130  *     %false - we are done with this request
3131  *     %true  - still buffers pending for this request
3132  **/
3133 static bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3134                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3135 {
3136         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3137         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3138
3139         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3140                 return true;
3141
3142         blk_finish_request(rq, error);
3143
3144         return false;
3145 }
3146
3147 /**
3148  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3149  * @rq:       the request being processed
3150  * @error:    block status code
3151  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3152  *
3153  * Description:
3154  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
3155  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
3156  *
3157  * Return:
3158  *     %false - we are done with this request
3159  *     %true  - still buffers pending for this request
3160  **/
3161 bool blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3162                 unsigned int nr_bytes)
3163 {
3164         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3165         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3166 }
3167 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
3168
3169 /**
3170  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3171  * @rq: the request to finish
3172  * @error: block status code
3173  *
3174  * Description:
3175  *     Completely finish @rq.
3176  */
3177 void blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3178 {
3179         bool pending;
3180         unsigned int bidi_bytes = 0;
3181
3182         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3183                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3184
3185         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3186         BUG_ON(pending);
3187 }
3188 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
3189
3190 /**
3191  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3192  * @rq:       the request being processed
3193  * @error:    block status code
3194  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3195  *
3196  * Description:
3197  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
3198  *
3199  * Return:
3200  *     %false - we are done with this request
3201  *     %true  - still buffers pending for this request
3202  **/
3203 bool __blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3204                 unsigned int nr_bytes)
3205 {
3206         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3207         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3208
3209         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3210 }
3211 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
3212
3213 /**
3214  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3215  * @rq: the request to finish
3216  * @error:    block status code
3217  *
3218  * Description:
3219  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
3220  */
3221 void __blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3222 {
3223         bool pending;
3224         unsigned int bidi_bytes = 0;
3225
3226         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3227         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3228
3229         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3230                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3231
3232         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3233         BUG_ON(pending);
3234 }
3235 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
3236
3237 /**
3238  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
3239  * @rq: the request to finish the current chunk for
3240  * @error:    block status code
3241  *
3242  * Description:
3243  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
3244  *     be called with queue lock held.
3245  *
3246  * Return:
3247  *     %false - we are done with this request
3248  *     %true  - still buffers pending for this request
3249  */
3250 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, blk_status_t error)
3251 {
3252         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
3253 }
3254 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
3255
3256 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
3257                      struct bio *bio)
3258 {
3259         if (bio_has_data(bio))
3260                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
3261
3262         rq->__data_len = bio->bi_iter.bi_size;
3263         rq->bio = rq->biotail = bio;
3264
3265         if (bio->bi_disk)
3266                 rq->rq_disk = bio->bi_disk;
3267 }
3268
3269 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
3270 /**
3271  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
3272  * @rq: the request to be flushed
3273  *
3274  * Description:
3275  *     Flush all pages in @rq.
3276  */
3277 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
3278 {
3279         struct req_iterator iter;
3280         struct bio_vec bvec;
3281
3282         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
3283                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
3284 }
3285 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
3286 #endif
3287
3288 /**
3289  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
3290  * @q : the queue of the device being checked
3291  *
3292  * Description:
3293  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
3294  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
3295  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
3296  *
3297  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
3298  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
3299  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
3300  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
3301  *    on burst I/O load.
3302  *
3303  * Return:
3304  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
3305  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
3306  */
3307 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
3308 {
3309         if (q->lld_busy_fn)
3310                 return q->lld_busy_fn(q);
3311
3312         return 0;
3313 }
3314 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
3315
3316 /**
3317  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
3318  * @rq: the clone request to be cleaned up
3319  *
3320  * Description:
3321  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
3322  */
3323 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
3324 {
3325         struct bio *bio;
3326
3327         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
3328                 rq->bio = bio->bi_next;
3329
3330                 bio_put(bio);
3331         }
3332 }
3333 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
3334
3335 /*
3336  * Copy attributes of the original request to the clone request.
3337  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
3338  */
3339 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
3340 {
3341         dst->cpu = src->cpu;
3342         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
3343         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
3344         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
3345         dst->ioprio = src->ioprio;
3346         dst->extra_len = src->extra_len;
3347 }
3348
3349 /**
3350  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
3351  * @rq: the request to be setup
3352  * @rq_src: original request to be cloned
3353  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
3354  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
3355  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
3356  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
3357  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
3358  *
3359  * Description:
3360  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
3361  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
3362  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
3363  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
3364  *     and the cloned bios just point same pages.
3365  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
3366  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
3367  */
3368 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
3369                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
3370                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
3371                       void *data)
3372 {
3373         struct bio *bio, *bio_src;
3374
3375         if (!bs)
3376                 bs = fs_bio_set;
3377
3378         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
3379                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
3380                 if (!bio)
3381                         goto free_and_out;
3382
3383                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
3384                         goto free_and_out;
3385
3386                 if (rq->bio) {
3387                         rq->biotail->bi_next = bio;
3388                         rq->biotail = bio;
3389                 } else
3390                         rq->bio = rq->biotail = bio;
3391         }
3392
3393         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
3394
3395         return 0;
3396
3397 free_and_out:
3398         if (bio)
3399                 bio_put(bio);
3400         blk_rq_unprep_clone(rq);
3401
3402         return -ENOMEM;
3403 }
3404 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
3405
3406 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
3407 {
3408         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
3409 }
3410 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
3411
3412 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
3413 {
3414         return queue_work_on(cpu, kblockd_workqueue, work);
3415 }
3416 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work_on);
3417
3418 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3419                                 unsigned long delay)
3420 {
3421         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
3422 }
3423 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
3424
3425 int kblockd_schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork,
3426                                   unsigned long delay)
3427 {
3428         return queue_delayed_work(kblockd_workqueue, dwork, delay);
3429 }
3430 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work);
3431
3432 int kblockd_schedule_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3433                                      unsigned long delay)
3434 {
3435         return queue_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
3436 }
3437 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work_on);
3438
3439 /**
3440  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
3441  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
3442  *
3443  * Description:
3444  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
3445  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
3446  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
3447  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
3448  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
3449  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
3450  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
3451  *   this kind of deadlock.
3452  */
3453 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
3454 {
3455         struct task_struct *tsk = current;
3456
3457         /*
3458          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
3459          */
3460         if (tsk->plug)
3461                 return;
3462
3463         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
3464         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
3465         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
3466         /*
3467          * Store ordering should not be needed here, since a potential
3468          * preempt will imply a full memory barrier
3469          */
3470         tsk->plug = plug;
3471 }
3472 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
3473
3474 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
3475 {
3476         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
3477         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
3478
3479         return !(rqa->q < rqb->q ||
3480                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
3481 }
3482
3483 /*
3484  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
3485  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
3486  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
3487  * plugger did not intend it.
3488  */
3489 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
3490                             bool from_schedule)
3491         __releases(q->queue_lock)
3492 {
3493         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
3494
3495         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
3496
3497         if (from_schedule)
3498                 blk_run_queue_async(q);
3499         else
3500                 __blk_run_queue(q);
3501         spin_unlock(q->queue_lock);
3502 }
3503
3504 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3505 {
3506         LIST_HEAD(callbacks);
3507
3508         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
3509                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
3510
3511                 while (!list_empty(&callbacks)) {
3512                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
3513                                                           struct blk_plug_cb,
3514                                                           list);
3515                         list_del(&cb->list);
3516                         cb->callback(cb, from_schedule);
3517                 }
3518         }
3519 }
3520
3521 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
3522                                       int size)
3523 {
3524         struct blk_plug *plug = current->plug;
3525         struct blk_plug_cb *cb;
3526
3527         if (!plug)
3528                 return NULL;
3529
3530         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
3531                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
3532                         return cb;
3533
3534         /* Not currently on the callback list */
3535         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
3536         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
3537         if (cb) {
3538                 cb->data = data;
3539                 cb->callback = unplug;
3540                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
3541         }
3542         return cb;
3543 }
3544 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
3545
3546 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3547 {
3548         struct request_queue *q;
3549         unsigned long flags;
3550         struct request *rq;
3551         LIST_HEAD(list);
3552         unsigned int depth;
3553
3554         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
3555
3556         if (!list_empty(&plug->mq_list))
3557                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
3558
3559         if (list_empty(&plug->list))
3560                 return;
3561
3562         list_splice_init(&plug->list, &list);
3563
3564         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
3565
3566         q = NULL;
3567         depth = 0;
3568
3569         /*
3570          * Save and disable interrupts here, to avoid doing it for every
3571          * queue lock we have to take.
3572          */
3573         local_irq_save(flags);
3574         while (!list_empty(&list)) {
3575                 rq = list_entry_rq(list.next);
3576                 list_del_init(&rq->queuelist);
3577                 BUG_ON(!rq->q);
3578                 if (rq->q != q) {
3579                         /*
3580                          * This drops the queue lock
3581                          */
3582                         if (q)
3583                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3584                         q = rq->q;
3585                         depth = 0;
3586                         spin_lock(q->queue_lock);
3587                 }
3588
3589                 /*
3590                  * Short-circuit if @q is dead
3591                  */
3592                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3593                         __blk_end_request_all(rq, BLK_STS_IOERR);
3594                         continue;
3595                 }
3596
3597                 /*
3598                  * rq is already accounted, so use raw insert
3599                  */
3600                 if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
3601                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3602                 else
3603                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3604
3605                 depth++;
3606         }
3607
3608         /*
3609          * This drops the queue lock
3610          */
3611         if (q)
3612                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3613
3614         local_irq_restore(flags);
3615 }
3616
3617 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3618 {
3619         if (plug != current->plug)
3620                 return;
3621         blk_flush_plug_list(plug, false);
3622
3623         current->plug = NULL;
3624 }
3625 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3626
3627 #ifdef CONFIG_PM
3628 /**
3629  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3630  * @q: the queue of the device
3631  * @dev: the device the queue belongs to
3632  *
3633  * Description:
3634  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3635  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3636  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3637  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3638  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3639  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3640  *
3641  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3642  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3643  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3644  *    not need to touch other autosuspend settings.
3645  *
3646  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3647  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3648  */
3649 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3650 {
3651         /* not support for RQF_PM and ->rpm_status in blk-mq yet */
3652         if (q->mq_ops)
3653                 return;
3654
3655         q->dev = dev;
3656         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3657         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3658         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3659 }
3660 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3661
3662 /**
3663  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3664  * @q: the queue of the device
3665  *
3666  * Description:
3667  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3668  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3669  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3670  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3671  *    proceed to suspend the device.
3672  *
3673  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3674  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3675  *
3676  *    This function should be called near the start of the device's
3677  *    runtime_suspend callback.
3678  *
3679  * Return:
3680  *    0         - OK to runtime suspend the device
3681  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3682  */
3683 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3684 {
3685         int ret = 0;
3686
3687         if (!q->dev)
3688                 return ret;
3689
3690         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3691         if (q->nr_pending) {
3692                 ret = -EBUSY;
3693                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3694         } else {
3695                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3696         }
3697         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3698         return ret;
3699 }
3700 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3701
3702 /**
3703  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3704  * @q: the queue of the device
3705  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3706  *
3707  * Description:
3708  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3709  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3710  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3711  *
3712  *    This function should be called near the end of the device's
3713  *    runtime_suspend callback.
3714  */
3715 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3716 {
3717         if (!q->dev)
3718                 return;
3719
3720         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3721         if (!err) {
3722                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3723         } else {
3724                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3725                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3726         }
3727         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3728 }
3729 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3730
3731 /**
3732  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3733  * @q: the queue of the device
3734  *
3735  * Description:
3736  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3737  *    runtime resume of the device.
3738  *
3739  *    This function should be called near the start of the device's
3740  *    runtime_resume callback.
3741  */
3742 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3743 {
3744         if (!q->dev)
3745                 return;
3746
3747         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3748         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3749         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3750 }
3751 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3752
3753 /**
3754  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3755  * @q: the queue of the device
3756  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3757  *
3758  * Description:
3759  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3760  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3761  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3762  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3763  *
3764  *    This function should be called near the end of the device's
3765  *    runtime_resume callback.
3766  */
3767 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3768 {
3769         if (!q->dev)
3770                 return;
3771
3772         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3773         if (!err) {
3774                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3775                 __blk_run_queue(q);
3776                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3777                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3778         } else {
3779                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3780         }
3781         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3782 }
3783 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3784
3785 /**
3786  * blk_set_runtime_active - Force runtime status of the queue to be active
3787  * @q: the queue of the device
3788  *
3789  * If the device is left runtime suspended during system suspend the resume
3790  * hook typically resumes the device and corrects runtime status
3791  * accordingly. However, that does not affect the queue runtime PM status
3792  * which is still "suspended". This prevents processing requests from the
3793  * queue.
3794  *
3795  * This function can be used in driver's resume hook to correct queue
3796  * runtime PM status and re-enable peeking requests from the queue. It
3797  * should be called before first request is added to the queue.
3798  */
3799 void blk_set_runtime_active(struct request_queue *q)
3800 {
3801         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3802         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3803         pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3804         pm_request_autosuspend(q->dev);
3805         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3806 }
3807 EXPORT_SYMBOL(blk_set_runtime_active);
3808 #endif
3809
3810 int __init blk_dev_init(void)
3811 {
3812         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
3813         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3814                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
3815         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3816                         FIELD_SIZEOF(struct bio, bi_opf));
3817
3818         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3819         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3820                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3821         if (!kblockd_workqueue)
3822                 panic("Failed to create kblockd\n");
3823
3824         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3825                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3826
3827         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
3828                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3829
3830 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
3831         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
3832 #endif
3833
3834         return 0;
3835 }