Merge branch 'akpm' (fixes from Andrew)
[linux-drm-fsl-dcu.git] / block / blk-core.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
3  * Copyright (C) 1994,      Karl Keyte: Added support for disk statistics
4  * Elevator latency, (C) 2000  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
5  * Queue request tables / lock, selectable elevator, Jens Axboe <axboe@suse.de>
6  * kernel-doc documentation started by NeilBrown <neilb@cse.unsw.edu.au>
7  *      -  July2000
8  * bio rewrite, highmem i/o, etc, Jens Axboe <axboe@suse.de> - may 2001
9  */
10
11 /*
12  * This handles all read/write requests to block devices
13  */
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/backing-dev.h>
17 #include <linux/bio.h>
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/blk-mq.h>
20 #include <linux/highmem.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/kernel_stat.h>
23 #include <linux/string.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/completion.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/swap.h>
28 #include <linux/writeback.h>
29 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/list_sort.h>
32 #include <linux/delay.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/pm_runtime.h>
35
36 #define CREATE_TRACE_POINTS
37 #include <trace/events/block.h>
38
39 #include "blk.h"
40 #include "blk-cgroup.h"
41
42 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
43 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
44 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
45 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
46
47 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
48
49 /*
50  * For the allocated request tables
51  */
52 struct kmem_cache *request_cachep = NULL;
53
54 /*
55  * For queue allocation
56  */
57 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
58
59 /*
60  * Controlling structure to kblockd
61  */
62 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
63
64 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
65 {
66         int nr;
67
68         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
69         if (nr > q->nr_requests)
70                 nr = q->nr_requests;
71         q->nr_congestion_on = nr;
72
73         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
74         if (nr < 1)
75                 nr = 1;
76         q->nr_congestion_off = nr;
77 }
78
79 /**
80  * blk_get_backing_dev_info - get the address of a queue's backing_dev_info
81  * @bdev:       device
82  *
83  * Locates the passed device's request queue and returns the address of its
84  * backing_dev_info
85  *
86  * Will return NULL if the request queue cannot be located.
87  */
88 struct backing_dev_info *blk_get_backing_dev_info(struct block_device *bdev)
89 {
90         struct backing_dev_info *ret = NULL;
91         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
92
93         if (q)
94                 ret = &q->backing_dev_info;
95         return ret;
96 }
97 EXPORT_SYMBOL(blk_get_backing_dev_info);
98
99 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
100 {
101         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
102
103         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
104         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
105         rq->cpu = -1;
106         rq->q = q;
107         rq->__sector = (sector_t) -1;
108         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
109         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
110         rq->cmd = rq->__cmd;
111         rq->cmd_len = BLK_MAX_CDB;
112         rq->tag = -1;
113         rq->start_time = jiffies;
114         set_start_time_ns(rq);
115         rq->part = NULL;
116 }
117 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
118
119 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
120                           unsigned int nbytes, int error)
121 {
122         if (error)
123                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
124         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
125                 error = -EIO;
126
127         if (unlikely(rq->cmd_flags & REQ_QUIET))
128                 set_bit(BIO_QUIET, &bio->bi_flags);
129
130         bio_advance(bio, nbytes);
131
132         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
133         if (bio->bi_size == 0 && !(rq->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ))
134                 bio_endio(bio, error);
135 }
136
137 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
138 {
139         int bit;
140
141         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: type=%x, flags=%llx\n", msg,
142                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?", rq->cmd_type,
143                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
144
145         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
146                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
147                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
148         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, buffer %p, len %u\n",
149                rq->bio, rq->biotail, rq->buffer, blk_rq_bytes(rq));
150
151         if (rq->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
152                 printk(KERN_INFO "  cdb: ");
153                 for (bit = 0; bit < BLK_MAX_CDB; bit++)
154                         printk("%02x ", rq->cmd[bit]);
155                 printk("\n");
156         }
157 }
158 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
159
160 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
161 {
162         struct request_queue *q;
163
164         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
165         spin_lock_irq(q->queue_lock);
166         __blk_run_queue(q);
167         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
168 }
169
170 /**
171  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
172  * @q:          The &struct request_queue in question
173  * @msecs:      Delay in msecs
174  *
175  * Description:
176  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
177  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
178  *   restarted around the specified time. Queue lock must be held.
179  */
180 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
181 {
182         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
183                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
184                                    msecs_to_jiffies(msecs));
185 }
186 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
187
188 /**
189  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
190  * @q:    The &struct request_queue in question
191  *
192  * Description:
193  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
194  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
195  *   entered. Also see blk_stop_queue(). Queue lock must be held.
196  **/
197 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
198 {
199         WARN_ON(!irqs_disabled());
200
201         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
202         __blk_run_queue(q);
203 }
204 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
205
206 /**
207  * blk_stop_queue - stop a queue
208  * @q:    The &struct request_queue in question
209  *
210  * Description:
211  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
212  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
213  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
214  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
215  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
216  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
217  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
218  *   blk_start_queue() to restart queue operations. Queue lock must be held.
219  **/
220 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
221 {
222         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
223         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
224 }
225 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
226
227 /**
228  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
229  * @q: the queue
230  *
231  * Description:
232  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
233  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
234  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
235  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
236  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
237  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
238  *     this function.
239  *
240  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
241  *     out of elevator or throttling code. That would require elevaotor_exit()
242  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
243  *
244  */
245 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
246 {
247         del_timer_sync(&q->timeout);
248         cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
249 }
250 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
251
252 /**
253  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
254  * @q:  The queue to run
255  *
256  * Description:
257  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
258  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
259  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
260  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
261  *    disabled. See also @blk_run_queue.
262  */
263 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
264 {
265         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
266                 return;
267
268         /*
269          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
270          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
271          * running such a request function concurrently. Keep track of the
272          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
273          * can wait until all these request_fn calls have finished.
274          */
275         q->request_fn_active++;
276         q->request_fn(q);
277         q->request_fn_active--;
278 }
279
280 /**
281  * __blk_run_queue - run a single device queue
282  * @q:  The queue to run
283  *
284  * Description:
285  *    See @blk_run_queue. This variant must be called with the queue lock
286  *    held and interrupts disabled.
287  */
288 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
289 {
290         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
291                 return;
292
293         __blk_run_queue_uncond(q);
294 }
295 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
296
297 /**
298  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
299  * @q:  The queue to run
300  *
301  * Description:
302  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
303  *    of us. The caller must hold the queue lock.
304  */
305 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
306 {
307         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
308                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
309 }
310 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
311
312 /**
313  * blk_run_queue - run a single device queue
314  * @q: The queue to run
315  *
316  * Description:
317  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
318  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
319  */
320 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
321 {
322         unsigned long flags;
323
324         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
325         __blk_run_queue(q);
326         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
327 }
328 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
329
330 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
331 {
332         kobject_put(&q->kobj);
333 }
334 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
335
336 /**
337  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
338  * @q: queue to drain
339  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
340  *
341  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
342  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
343  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
344  */
345 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
346         __releases(q->queue_lock)
347         __acquires(q->queue_lock)
348 {
349         int i;
350
351         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
352
353         while (true) {
354                 bool drain = false;
355
356                 /*
357                  * The caller might be trying to drain @q before its
358                  * elevator is initialized.
359                  */
360                 if (q->elevator)
361                         elv_drain_elevator(q);
362
363                 blkcg_drain_queue(q);
364
365                 /*
366                  * This function might be called on a queue which failed
367                  * driver init after queue creation or is not yet fully
368                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
369                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
370                  * something on it and @q has request_fn set.
371                  */
372                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
373                         __blk_run_queue(q);
374
375                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
376                 drain |= q->request_fn_active;
377
378                 /*
379                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
380                  * multiple places and there's no single counter which can
381                  * be drained.  Check all the queues and counters.
382                  */
383                 if (drain_all) {
384                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
385                         for (i = 0; i < 2; i++) {
386                                 drain |= q->nr_rqs[i];
387                                 drain |= q->in_flight[i];
388                                 drain |= !list_empty(&q->flush_queue[i]);
389                         }
390                 }
391
392                 if (!drain)
393                         break;
394
395                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
396
397                 msleep(10);
398
399                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
400         }
401
402         /*
403          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
404          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
405          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
406          */
407         if (q->request_fn) {
408                 struct request_list *rl;
409
410                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
411                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
412                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
413         }
414 }
415
416 /**
417  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
418  * @q: queue of interest
419  *
420  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
421  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
422  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
423  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
424  * inside queue or RCU read lock.
425  */
426 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
427 {
428         bool drain;
429
430         spin_lock_irq(q->queue_lock);
431         drain = !q->bypass_depth++;
432         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
433         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
434
435         if (drain) {
436                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
437                 __blk_drain_queue(q, false);
438                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
439
440                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
441                 synchronize_rcu();
442         }
443 }
444 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
445
446 /**
447  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
448  * @q: queue of interest
449  *
450  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
451  */
452 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
453 {
454         spin_lock_irq(q->queue_lock);
455         if (!--q->bypass_depth)
456                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
457         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
458         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
459 }
460 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
461
462 /**
463  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
464  * @q: request queue to shutdown
465  *
466  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
467  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
468  */
469 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
470 {
471         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
472
473         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
474         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
475         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DYING, q);
476         spin_lock_irq(lock);
477
478         /*
479          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
480          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
481          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
482          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
483          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
484          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
485          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
486          */
487         q->bypass_depth++;
488         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
489
490         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
491         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
492         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
493         spin_unlock_irq(lock);
494         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
495
496         /*
497          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
498          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
499          */
500         spin_lock_irq(lock);
501         __blk_drain_queue(q, true);
502         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
503         spin_unlock_irq(lock);
504
505         /* @q won't process any more request, flush async actions */
506         del_timer_sync(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer);
507         blk_sync_queue(q);
508
509         spin_lock_irq(lock);
510         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
511                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
512         spin_unlock_irq(lock);
513
514         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
515         blk_put_queue(q);
516 }
517 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
518
519 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
520                 gfp_t gfp_mask)
521 {
522         if (unlikely(rl->rq_pool))
523                 return 0;
524
525         rl->q = q;
526         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
527         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
528         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
529         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
530
531         rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ, mempool_alloc_slab,
532                                           mempool_free_slab, request_cachep,
533                                           gfp_mask, q->node);
534         if (!rl->rq_pool)
535                 return -ENOMEM;
536
537         return 0;
538 }
539
540 void blk_exit_rl(struct request_list *rl)
541 {
542         if (rl->rq_pool)
543                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
544 }
545
546 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
547 {
548         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
549 }
550 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
551
552 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
553 {
554         struct request_queue *q;
555         int err;
556
557         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
558                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
559         if (!q)
560                 return NULL;
561
562         if (percpu_counter_init(&q->mq_usage_counter, 0))
563                 goto fail_q;
564
565         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
566         if (q->id < 0)
567                 goto fail_c;
568
569         q->backing_dev_info.ra_pages =
570                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_CACHE_SIZE;
571         q->backing_dev_info.state = 0;
572         q->backing_dev_info.capabilities = BDI_CAP_MAP_COPY;
573         q->backing_dev_info.name = "block";
574         q->node = node_id;
575
576         err = bdi_init(&q->backing_dev_info);
577         if (err)
578                 goto fail_id;
579
580         setup_timer(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer,
581                     laptop_mode_timer_fn, (unsigned long) q);
582         setup_timer(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, (unsigned long) q);
583         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
584         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
585         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
586 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
587         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
588 #endif
589         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_queue[0]);
590         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_queue[1]);
591         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_data_in_flight);
592         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
593
594         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
595
596         mutex_init(&q->sysfs_lock);
597         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
598
599         /*
600          * By default initialize queue_lock to internal lock and driver can
601          * override it later if need be.
602          */
603         q->queue_lock = &q->__queue_lock;
604
605         /*
606          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
607          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
608          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
609          * registered by blk_register_queue().
610          */
611         q->bypass_depth = 1;
612         __set_bit(QUEUE_FLAG_BYPASS, &q->queue_flags);
613
614         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
615
616         if (blkcg_init_queue(q))
617                 goto fail_bdi;
618
619         return q;
620
621 fail_bdi:
622         bdi_destroy(&q->backing_dev_info);
623 fail_id:
624         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
625 fail_c:
626         percpu_counter_destroy(&q->mq_usage_counter);
627 fail_q:
628         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
629         return NULL;
630 }
631 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
632
633 /**
634  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
635  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
636  *        placed on the queue.
637  * @lock: Request queue spin lock
638  *
639  * Description:
640  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
641  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
642  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
643  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
644  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
645  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
646  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
647  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
648  *
649  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
650  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
651  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
652  *    get dealt with eventually.
653  *
654  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
655  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
656  *    disabling is needed for it.
657  *
658  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
659  *    it didn't succeed.
660  *
661  * Note:
662  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
663  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
664  **/
665
666 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
667 {
668         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
669 }
670 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
671
672 struct request_queue *
673 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
674 {
675         struct request_queue *uninit_q, *q;
676
677         uninit_q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
678         if (!uninit_q)
679                 return NULL;
680
681         q = blk_init_allocated_queue(uninit_q, rfn, lock);
682         if (!q)
683                 blk_cleanup_queue(uninit_q);
684
685         return q;
686 }
687 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
688
689 struct request_queue *
690 blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q, request_fn_proc *rfn,
691                          spinlock_t *lock)
692 {
693         if (!q)
694                 return NULL;
695
696         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
697                 return NULL;
698
699         q->request_fn           = rfn;
700         q->prep_rq_fn           = NULL;
701         q->unprep_rq_fn         = NULL;
702         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
703
704         /* Override internal queue lock with supplied lock pointer */
705         if (lock)
706                 q->queue_lock           = lock;
707
708         /*
709          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
710          */
711         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
712
713         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
714
715         /* Protect q->elevator from elevator_change */
716         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
717
718         /* init elevator */
719         if (elevator_init(q, NULL)) {
720                 mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
721                 return NULL;
722         }
723
724         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
725
726         return q;
727 }
728 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
729
730 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
731 {
732         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
733                 __blk_get_queue(q);
734                 return true;
735         }
736
737         return false;
738 }
739 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
740
741 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
742 {
743         if (rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV) {
744                 elv_put_request(rl->q, rq);
745                 if (rq->elv.icq)
746                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
747         }
748
749         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
750 }
751
752 /*
753  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
754  * should be given priority access to a request.
755  */
756 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
757 {
758         if (!ioc)
759                 return 0;
760
761         /*
762          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
763          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
764          * lose wakeups.
765          */
766         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
767                 (ioc->nr_batch_requests > 0
768                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
769 }
770
771 /*
772  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
773  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
774  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
775  * a nice run.
776  */
777 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
778 {
779         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
780                 return;
781
782         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
783         ioc->last_waited = jiffies;
784 }
785
786 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
787 {
788         struct request_queue *q = rl->q;
789
790         /*
791          * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up root
792          * blkcg anyway, just use root blkcg state.
793          */
794         if (rl == &q->root_rl &&
795             rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
796                 blk_clear_queue_congested(q, sync);
797
798         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
799                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
800                         wake_up(&rl->wait[sync]);
801
802                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
803         }
804 }
805
806 /*
807  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
808  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
809  */
810 static void freed_request(struct request_list *rl, unsigned int flags)
811 {
812         struct request_queue *q = rl->q;
813         int sync = rw_is_sync(flags);
814
815         q->nr_rqs[sync]--;
816         rl->count[sync]--;
817         if (flags & REQ_ELVPRIV)
818                 q->nr_rqs_elvpriv--;
819
820         __freed_request(rl, sync);
821
822         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
823                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
824 }
825
826 /*
827  * Determine if elevator data should be initialized when allocating the
828  * request associated with @bio.
829  */
830 static bool blk_rq_should_init_elevator(struct bio *bio)
831 {
832         if (!bio)
833                 return true;
834
835         /*
836          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
837          * This allows a request to share the flush and elevator data.
838          */
839         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
840                 return false;
841
842         return true;
843 }
844
845 /**
846  * rq_ioc - determine io_context for request allocation
847  * @bio: request being allocated is for this bio (can be %NULL)
848  *
849  * Determine io_context to use for request allocation for @bio.  May return
850  * %NULL if %current->io_context doesn't exist.
851  */
852 static struct io_context *rq_ioc(struct bio *bio)
853 {
854 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
855         if (bio && bio->bi_ioc)
856                 return bio->bi_ioc;
857 #endif
858         return current->io_context;
859 }
860
861 /**
862  * __get_request - get a free request
863  * @rl: request list to allocate from
864  * @rw_flags: RW and SYNC flags
865  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
866  * @gfp_mask: allocation mask
867  *
868  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
869  * pressure or if @q is dead.
870  *
871  * Must be callled with @q->queue_lock held and,
872  * Returns %NULL on failure, with @q->queue_lock held.
873  * Returns !%NULL on success, with @q->queue_lock *not held*.
874  */
875 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, int rw_flags,
876                                      struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
877 {
878         struct request_queue *q = rl->q;
879         struct request *rq;
880         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
881         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
882         struct io_cq *icq = NULL;
883         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
884         int may_queue;
885
886         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
887                 return NULL;
888
889         may_queue = elv_may_queue(q, rw_flags);
890         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
891                 goto rq_starved;
892
893         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
894                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
895                         /*
896                          * The queue will fill after this allocation, so set
897                          * it as full, and mark this process as "batching".
898                          * This process will be allowed to complete a batch of
899                          * requests, others will be blocked.
900                          */
901                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
902                                 ioc_set_batching(q, ioc);
903                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
904                         } else {
905                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
906                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
907                                         /*
908                                          * The queue is full and the allocating
909                                          * process is not a "batcher", and not
910                                          * exempted by the IO scheduler
911                                          */
912                                         return NULL;
913                                 }
914                         }
915                 }
916                 /*
917                  * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up
918                  * root blkcg anyway, just use root blkcg state.
919                  */
920                 if (rl == &q->root_rl)
921                         blk_set_queue_congested(q, is_sync);
922         }
923
924         /*
925          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
926          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
927          * allocated with any setting of ->nr_requests
928          */
929         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
930                 return NULL;
931
932         q->nr_rqs[is_sync]++;
933         rl->count[is_sync]++;
934         rl->starved[is_sync] = 0;
935
936         /*
937          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
938          * so, mark @rw_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
939          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
940          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
941          * makes creating new ones safe.
942          *
943          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
944          * it will be created after releasing queue_lock.
945          */
946         if (blk_rq_should_init_elevator(bio) && !blk_queue_bypass(q)) {
947                 rw_flags |= REQ_ELVPRIV;
948                 q->nr_rqs_elvpriv++;
949                 if (et->icq_cache && ioc)
950                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
951         }
952
953         if (blk_queue_io_stat(q))
954                 rw_flags |= REQ_IO_STAT;
955         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
956
957         /* allocate and init request */
958         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
959         if (!rq)
960                 goto fail_alloc;
961
962         blk_rq_init(q, rq);
963         blk_rq_set_rl(rq, rl);
964         rq->cmd_flags = rw_flags | REQ_ALLOCED;
965
966         /* init elvpriv */
967         if (rw_flags & REQ_ELVPRIV) {
968                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
969                         if (ioc)
970                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
971                         if (!icq)
972                                 goto fail_elvpriv;
973                 }
974
975                 rq->elv.icq = icq;
976                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
977                         goto fail_elvpriv;
978
979                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
980                 if (icq)
981                         get_io_context(icq->ioc);
982         }
983 out:
984         /*
985          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
986          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
987          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
988          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
989          */
990         if (ioc_batching(q, ioc))
991                 ioc->nr_batch_requests--;
992
993         trace_block_getrq(q, bio, rw_flags & 1);
994         return rq;
995
996 fail_elvpriv:
997         /*
998          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
999          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1000          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1001          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1002          */
1003         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1004                            dev_name(q->backing_dev_info.dev));
1005
1006         rq->cmd_flags &= ~REQ_ELVPRIV;
1007         rq->elv.icq = NULL;
1008
1009         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1010         q->nr_rqs_elvpriv--;
1011         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1012         goto out;
1013
1014 fail_alloc:
1015         /*
1016          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1017          * might have messed up.
1018          *
1019          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1020          * queue, but this is pretty rare.
1021          */
1022         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1023         freed_request(rl, rw_flags);
1024
1025         /*
1026          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1027          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1028          * freeing of a request in the other direction will notice
1029          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1030          * READ and WRITE
1031          */
1032 rq_starved:
1033         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1034                 rl->starved[is_sync] = 1;
1035         return NULL;
1036 }
1037
1038 /**
1039  * get_request - get a free request
1040  * @q: request_queue to allocate request from
1041  * @rw_flags: RW and SYNC flags
1042  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1043  * @gfp_mask: allocation mask
1044  *
1045  * Get a free request from @q.  If %__GFP_WAIT is set in @gfp_mask, this
1046  * function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1047  *
1048  * Must be callled with @q->queue_lock held and,
1049  * Returns %NULL on failure, with @q->queue_lock held.
1050  * Returns !%NULL on success, with @q->queue_lock *not held*.
1051  */
1052 static struct request *get_request(struct request_queue *q, int rw_flags,
1053                                    struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
1054 {
1055         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
1056         DEFINE_WAIT(wait);
1057         struct request_list *rl;
1058         struct request *rq;
1059
1060         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1061 retry:
1062         rq = __get_request(rl, rw_flags, bio, gfp_mask);
1063         if (rq)
1064                 return rq;
1065
1066         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1067                 blk_put_rl(rl);
1068                 return NULL;
1069         }
1070
1071         /* wait on @rl and retry */
1072         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1073                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1074
1075         trace_block_sleeprq(q, bio, rw_flags & 1);
1076
1077         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1078         io_schedule();
1079
1080         /*
1081          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1082          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1083          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1084          */
1085         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1086
1087         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1088         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1089
1090         goto retry;
1091 }
1092
1093 static struct request *blk_old_get_request(struct request_queue *q, int rw,
1094                 gfp_t gfp_mask)
1095 {
1096         struct request *rq;
1097
1098         BUG_ON(rw != READ && rw != WRITE);
1099
1100         /* create ioc upfront */
1101         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1102
1103         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1104         rq = get_request(q, rw, NULL, gfp_mask);
1105         if (!rq)
1106                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1107         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1108
1109         return rq;
1110 }
1111
1112 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp_mask)
1113 {
1114         if (q->mq_ops)
1115                 return blk_mq_alloc_request(q, rw, gfp_mask, false);
1116         else
1117                 return blk_old_get_request(q, rw, gfp_mask);
1118 }
1119 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1120
1121 /**
1122  * blk_make_request - given a bio, allocate a corresponding struct request.
1123  * @q: target request queue
1124  * @bio:  The bio describing the memory mappings that will be submitted for IO.
1125  *        It may be a chained-bio properly constructed by block/bio layer.
1126  * @gfp_mask: gfp flags to be used for memory allocation
1127  *
1128  * blk_make_request is the parallel of generic_make_request for BLOCK_PC
1129  * type commands. Where the struct request needs to be farther initialized by
1130  * the caller. It is passed a &struct bio, which describes the memory info of
1131  * the I/O transfer.
1132  *
1133  * The caller of blk_make_request must make sure that bi_io_vec
1134  * are set to describe the memory buffers. That bio_data_dir() will return
1135  * the needed direction of the request. (And all bio's in the passed bio-chain
1136  * are properly set accordingly)
1137  *
1138  * If called under none-sleepable conditions, mapped bio buffers must not
1139  * need bouncing, by calling the appropriate masked or flagged allocator,
1140  * suitable for the target device. Otherwise the call to blk_queue_bounce will
1141  * BUG.
1142  *
1143  * WARNING: When allocating/cloning a bio-chain, careful consideration should be
1144  * given to how you allocate bios. In particular, you cannot use __GFP_WAIT for
1145  * anything but the first bio in the chain. Otherwise you risk waiting for IO
1146  * completion of a bio that hasn't been submitted yet, thus resulting in a
1147  * deadlock. Alternatively bios should be allocated using bio_kmalloc() instead
1148  * of bio_alloc(), as that avoids the mempool deadlock.
1149  * If possible a big IO should be split into smaller parts when allocation
1150  * fails. Partial allocation should not be an error, or you risk a live-lock.
1151  */
1152 struct request *blk_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1153                                  gfp_t gfp_mask)
1154 {
1155         struct request *rq = blk_get_request(q, bio_data_dir(bio), gfp_mask);
1156
1157         if (unlikely(!rq))
1158                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1159
1160         for_each_bio(bio) {
1161                 struct bio *bounce_bio = bio;
1162                 int ret;
1163
1164                 blk_queue_bounce(q, &bounce_bio);
1165                 ret = blk_rq_append_bio(q, rq, bounce_bio);
1166                 if (unlikely(ret)) {
1167                         blk_put_request(rq);
1168                         return ERR_PTR(ret);
1169                 }
1170         }
1171
1172         return rq;
1173 }
1174 EXPORT_SYMBOL(blk_make_request);
1175
1176 /**
1177  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1178  * @q:          request queue where request should be inserted
1179  * @rq:         request to be inserted
1180  *
1181  * Description:
1182  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1183  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1184  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1185  */
1186 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1187 {
1188         blk_delete_timer(rq);
1189         blk_clear_rq_complete(rq);
1190         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1191
1192         if (blk_rq_tagged(rq))
1193                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1194
1195         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1196
1197         elv_requeue_request(q, rq);
1198 }
1199 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1200
1201 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1202                              int where)
1203 {
1204         blk_account_io_start(rq, true);
1205         __elv_add_request(q, rq, where);
1206 }
1207
1208 static void part_round_stats_single(int cpu, struct hd_struct *part,
1209                                     unsigned long now)
1210 {
1211         if (now == part->stamp)
1212                 return;
1213
1214         if (part_in_flight(part)) {
1215                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1216                                 part_in_flight(part) * (now - part->stamp));
1217                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1218         }
1219         part->stamp = now;
1220 }
1221
1222 /**
1223  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1224  * @cpu: cpu number for stats access
1225  * @part: target partition
1226  *
1227  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1228  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1229  * time it has been in this state for.
1230  *
1231  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1232  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1233  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1234  * function to do a round-off before returning the results when reading
1235  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1236  * the current jiffies and restarts the counters again.
1237  */
1238 void part_round_stats(int cpu, struct hd_struct *part)
1239 {
1240         unsigned long now = jiffies;
1241
1242         if (part->partno)
1243                 part_round_stats_single(cpu, &part_to_disk(part)->part0, now);
1244         part_round_stats_single(cpu, part, now);
1245 }
1246 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1247
1248 #ifdef CONFIG_PM_RUNTIME
1249 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1250 {
1251         if (rq->q->dev && !(rq->cmd_flags & REQ_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1252                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1253 }
1254 #else
1255 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1256 #endif
1257
1258 /*
1259  * queue lock must be held
1260  */
1261 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1262 {
1263         if (unlikely(!q))
1264                 return;
1265
1266         blk_pm_put_request(req);
1267
1268         elv_completed_request(q, req);
1269
1270         /* this is a bio leak */
1271         WARN_ON(req->bio != NULL);
1272
1273         /*
1274          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1275          * it didn't come out of our reserved rq pools
1276          */
1277         if (req->cmd_flags & REQ_ALLOCED) {
1278                 unsigned int flags = req->cmd_flags;
1279                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1280
1281                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1282                 BUG_ON(!hlist_unhashed(&req->hash));
1283
1284                 blk_free_request(rl, req);
1285                 freed_request(rl, flags);
1286                 blk_put_rl(rl);
1287         }
1288 }
1289 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1290
1291 void blk_put_request(struct request *req)
1292 {
1293         struct request_queue *q = req->q;
1294
1295         if (q->mq_ops)
1296                 blk_mq_free_request(req);
1297         else {
1298                 unsigned long flags;
1299
1300                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1301                 __blk_put_request(q, req);
1302                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1303         }
1304 }
1305 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1306
1307 /**
1308  * blk_add_request_payload - add a payload to a request
1309  * @rq: request to update
1310  * @page: page backing the payload
1311  * @len: length of the payload.
1312  *
1313  * This allows to later add a payload to an already submitted request by
1314  * a block driver.  The driver needs to take care of freeing the payload
1315  * itself.
1316  *
1317  * Note that this is a quite horrible hack and nothing but handling of
1318  * discard requests should ever use it.
1319  */
1320 void blk_add_request_payload(struct request *rq, struct page *page,
1321                 unsigned int len)
1322 {
1323         struct bio *bio = rq->bio;
1324
1325         bio->bi_io_vec->bv_page = page;
1326         bio->bi_io_vec->bv_offset = 0;
1327         bio->bi_io_vec->bv_len = len;
1328
1329         bio->bi_size = len;
1330         bio->bi_vcnt = 1;
1331         bio->bi_phys_segments = 1;
1332
1333         rq->__data_len = rq->resid_len = len;
1334         rq->nr_phys_segments = 1;
1335         rq->buffer = bio_data(bio);
1336 }
1337 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_add_request_payload);
1338
1339 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1340                             struct bio *bio)
1341 {
1342         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1343
1344         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1345                 return false;
1346
1347         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1348
1349         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1350                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1351
1352         req->biotail->bi_next = bio;
1353         req->biotail = bio;
1354         req->__data_len += bio->bi_size;
1355         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1356
1357         blk_account_io_start(req, false);
1358         return true;
1359 }
1360
1361 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1362                              struct bio *bio)
1363 {
1364         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1365
1366         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1367                 return false;
1368
1369         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1370
1371         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1372                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1373
1374         bio->bi_next = req->bio;
1375         req->bio = bio;
1376
1377         /*
1378          * may not be valid. if the low level driver said
1379          * it didn't need a bounce buffer then it better
1380          * not touch req->buffer either...
1381          */
1382         req->buffer = bio_data(bio);
1383         req->__sector = bio->bi_sector;
1384         req->__data_len += bio->bi_size;
1385         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1386
1387         blk_account_io_start(req, false);
1388         return true;
1389 }
1390
1391 /**
1392  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1393  * @q: request_queue new bio is being queued at
1394  * @bio: new bio being queued
1395  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1396  *
1397  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1398  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1399  * otherwise %false.
1400  *
1401  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1402  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1403  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1404  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1405  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1406  * merging parameters without querying the elevator.
1407  */
1408 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1409                             unsigned int *request_count)
1410 {
1411         struct blk_plug *plug;
1412         struct request *rq;
1413         bool ret = false;
1414         struct list_head *plug_list;
1415
1416         if (blk_queue_nomerges(q))
1417                 goto out;
1418
1419         plug = current->plug;
1420         if (!plug)
1421                 goto out;
1422         *request_count = 0;
1423
1424         if (q->mq_ops)
1425                 plug_list = &plug->mq_list;
1426         else
1427                 plug_list = &plug->list;
1428
1429         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
1430                 int el_ret;
1431
1432                 if (rq->q == q)
1433                         (*request_count)++;
1434
1435                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1436                         continue;
1437
1438                 el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
1439                 if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1440                         ret = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1441                         if (ret)
1442                                 break;
1443                 } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1444                         ret = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1445                         if (ret)
1446                                 break;
1447                 }
1448         }
1449 out:
1450         return ret;
1451 }
1452
1453 void init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1454 {
1455         req->cmd_type = REQ_TYPE_FS;
1456
1457         req->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_COMMON_MASK;
1458         if (bio->bi_rw & REQ_RAHEAD)
1459                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1460
1461         req->errors = 0;
1462         req->__sector = bio->bi_sector;
1463         req->ioprio = bio_prio(bio);
1464         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1465 }
1466
1467 void blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1468 {
1469         const bool sync = !!(bio->bi_rw & REQ_SYNC);
1470         struct blk_plug *plug;
1471         int el_ret, rw_flags, where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1472         struct request *req;
1473         unsigned int request_count = 0;
1474
1475         /*
1476          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1477          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1478          * ISA dma in theory)
1479          */
1480         blk_queue_bounce(q, &bio);
1481
1482         if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
1483                 bio_endio(bio, -EIO);
1484                 return;
1485         }
1486
1487         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) {
1488                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1489                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1490                 goto get_rq;
1491         }
1492
1493         /*
1494          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
1495          * any locks.
1496          */
1497         if (blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count))
1498                 return;
1499
1500         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1501
1502         el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
1503         if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1504                 if (bio_attempt_back_merge(q, req, bio)) {
1505                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1506                         if (!attempt_back_merge(q, req))
1507                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1508                         goto out_unlock;
1509                 }
1510         } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1511                 if (bio_attempt_front_merge(q, req, bio)) {
1512                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1513                         if (!attempt_front_merge(q, req))
1514                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1515                         goto out_unlock;
1516                 }
1517         }
1518
1519 get_rq:
1520         /*
1521          * This sync check and mask will be re-done in init_request_from_bio(),
1522          * but we need to set it earlier to expose the sync flag to the
1523          * rq allocator and io schedulers.
1524          */
1525         rw_flags = bio_data_dir(bio);
1526         if (sync)
1527                 rw_flags |= REQ_SYNC;
1528
1529         /*
1530          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1531          * Returns with the queue unlocked.
1532          */
1533         req = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
1534         if (unlikely(!req)) {
1535                 bio_endio(bio, -ENODEV);        /* @q is dead */
1536                 goto out_unlock;
1537         }
1538
1539         /*
1540          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1541          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1542          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1543          * often, and the elevators are able to handle it.
1544          */
1545         init_request_from_bio(req, bio);
1546
1547         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
1548                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
1549
1550         plug = current->plug;
1551         if (plug) {
1552                 /*
1553                  * If this is the first request added after a plug, fire
1554                  * of a plug trace.
1555                  */
1556                 if (!request_count)
1557                         trace_block_plug(q);
1558                 else {
1559                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
1560                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
1561                                 trace_block_plug(q);
1562                         }
1563                 }
1564                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
1565                 blk_account_io_start(req, true);
1566         } else {
1567                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1568                 add_acct_request(q, req, where);
1569                 __blk_run_queue(q);
1570 out_unlock:
1571                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1572         }
1573 }
1574 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bio);       /* for device mapper only */
1575
1576 /*
1577  * If bio->bi_dev is a partition, remap the location
1578  */
1579 static inline void blk_partition_remap(struct bio *bio)
1580 {
1581         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
1582
1583         if (bio_sectors(bio) && bdev != bdev->bd_contains) {
1584                 struct hd_struct *p = bdev->bd_part;
1585
1586                 bio->bi_sector += p->start_sect;
1587                 bio->bi_bdev = bdev->bd_contains;
1588
1589                 trace_block_bio_remap(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1590                                       bdev->bd_dev,
1591                                       bio->bi_sector - p->start_sect);
1592         }
1593 }
1594
1595 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1596 {
1597         char b[BDEVNAME_SIZE];
1598
1599         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1600         printk(KERN_INFO "%s: rw=%ld, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1601                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1602                         bio->bi_rw,
1603                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
1604                         (long long)(i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9));
1605
1606         set_bit(BIO_EOF, &bio->bi_flags);
1607 }
1608
1609 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1610
1611 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1612
1613 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1614 {
1615         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1616 }
1617 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1618
1619 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
1620 {
1621         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
1622 }
1623
1624 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1625 {
1626         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
1627                                                 NULL, &fail_make_request);
1628
1629         return IS_ERR(dir) ? PTR_ERR(dir) : 0;
1630 }
1631
1632 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1633
1634 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1635
1636 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
1637                                         unsigned int bytes)
1638 {
1639         return false;
1640 }
1641
1642 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1643
1644 /*
1645  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1646  */
1647 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1648 {
1649         sector_t maxsector;
1650
1651         if (!nr_sectors)
1652                 return 0;
1653
1654         /* Test device or partition size, when known. */
1655         maxsector = i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9;
1656         if (maxsector) {
1657                 sector_t sector = bio->bi_sector;
1658
1659                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
1660                         /*
1661                          * This may well happen - the kernel calls bread()
1662                          * without checking the size of the device, e.g., when
1663                          * mounting a device.
1664                          */
1665                         handle_bad_sector(bio);
1666                         return 1;
1667                 }
1668         }
1669
1670         return 0;
1671 }
1672
1673 static noinline_for_stack bool
1674 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
1675 {
1676         struct request_queue *q;
1677         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
1678         int err = -EIO;
1679         char b[BDEVNAME_SIZE];
1680         struct hd_struct *part;
1681
1682         might_sleep();
1683
1684         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1685                 goto end_io;
1686
1687         q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1688         if (unlikely(!q)) {
1689                 printk(KERN_ERR
1690                        "generic_make_request: Trying to access "
1691                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
1692                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1693                         (long long) bio->bi_sector);
1694                 goto end_io;
1695         }
1696
1697         if (likely(bio_is_rw(bio) &&
1698                    nr_sectors > queue_max_hw_sectors(q))) {
1699                 printk(KERN_ERR "bio too big device %s (%u > %u)\n",
1700                        bdevname(bio->bi_bdev, b),
1701                        bio_sectors(bio),
1702                        queue_max_hw_sectors(q));
1703                 goto end_io;
1704         }
1705
1706         part = bio->bi_bdev->bd_part;
1707         if (should_fail_request(part, bio->bi_size) ||
1708             should_fail_request(&part_to_disk(part)->part0,
1709                                 bio->bi_size))
1710                 goto end_io;
1711
1712         /*
1713          * If this device has partitions, remap block n
1714          * of partition p to block n+start(p) of the disk.
1715          */
1716         blk_partition_remap(bio);
1717
1718         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1719                 goto end_io;
1720
1721         /*
1722          * Filter flush bio's early so that make_request based
1723          * drivers without flush support don't have to worry
1724          * about them.
1725          */
1726         if ((bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) && !q->flush_flags) {
1727                 bio->bi_rw &= ~(REQ_FLUSH | REQ_FUA);
1728                 if (!nr_sectors) {
1729                         err = 0;
1730                         goto end_io;
1731                 }
1732         }
1733
1734         if ((bio->bi_rw & REQ_DISCARD) &&
1735             (!blk_queue_discard(q) ||
1736              ((bio->bi_rw & REQ_SECURE) && !blk_queue_secdiscard(q)))) {
1737                 err = -EOPNOTSUPP;
1738                 goto end_io;
1739         }
1740
1741         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME && !bdev_write_same(bio->bi_bdev)) {
1742                 err = -EOPNOTSUPP;
1743                 goto end_io;
1744         }
1745
1746         /*
1747          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
1748          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
1749          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
1750          * layer knows how to live with it.
1751          */
1752         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
1753
1754         if (blk_throtl_bio(q, bio))
1755                 return false;   /* throttled, will be resubmitted later */
1756
1757         trace_block_bio_queue(q, bio);
1758         return true;
1759
1760 end_io:
1761         bio_endio(bio, err);
1762         return false;
1763 }
1764
1765 /**
1766  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
1767  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1768  *
1769  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
1770  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
1771  * to be done.
1772  *
1773  * generic_make_request() does not return any status.  The
1774  * success/failure status of the request, along with notification of
1775  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
1776  * function described (one day) else where.
1777  *
1778  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1779  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1780  * set to describe the device address, and the
1781  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1782  * completion notification should be signaled.
1783  *
1784  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1785  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
1786  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
1787  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
1788  */
1789 void generic_make_request(struct bio *bio)
1790 {
1791         struct bio_list bio_list_on_stack;
1792
1793         if (!generic_make_request_checks(bio))
1794                 return;
1795
1796         /*
1797          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1798          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1799          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1800          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1801          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1802          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1803          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1804          * should be added at the tail
1805          */
1806         if (current->bio_list) {
1807                 bio_list_add(current->bio_list, bio);
1808                 return;
1809         }
1810
1811         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1812          * explanation.
1813          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1814          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1815          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1816          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1817          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1818          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1819          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1820          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1821          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1822          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1823          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1824          */
1825         BUG_ON(bio->bi_next);
1826         bio_list_init(&bio_list_on_stack);
1827         current->bio_list = &bio_list_on_stack;
1828         do {
1829                 struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1830
1831                 q->make_request_fn(q, bio);
1832
1833                 bio = bio_list_pop(current->bio_list);
1834         } while (bio);
1835         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1836 }
1837 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1838
1839 /**
1840  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1841  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
1842  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1843  *
1844  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1845  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1846  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1847  *
1848  */
1849 void submit_bio(int rw, struct bio *bio)
1850 {
1851         bio->bi_rw |= rw;
1852
1853         /*
1854          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1855          * go through the normal accounting stuff before submission.
1856          */
1857         if (bio_has_data(bio)) {
1858                 unsigned int count;
1859
1860                 if (unlikely(rw & REQ_WRITE_SAME))
1861                         count = bdev_logical_block_size(bio->bi_bdev) >> 9;
1862                 else
1863                         count = bio_sectors(bio);
1864
1865                 if (rw & WRITE) {
1866                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1867                 } else {
1868                         task_io_account_read(bio->bi_size);
1869                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1870                 }
1871
1872                 if (unlikely(block_dump)) {
1873                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1874                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1875                         current->comm, task_pid_nr(current),
1876                                 (rw & WRITE) ? "WRITE" : "READ",
1877                                 (unsigned long long)bio->bi_sector,
1878                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1879                                 count);
1880                 }
1881         }
1882
1883         generic_make_request(bio);
1884 }
1885 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1886
1887 /**
1888  * blk_rq_check_limits - Helper function to check a request for the queue limit
1889  * @q:  the queue
1890  * @rq: the request being checked
1891  *
1892  * Description:
1893  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1894  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1895  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1896  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1897  *    the insertion using this generic function.
1898  *
1899  *    This function should also be useful for request stacking drivers
1900  *    in some cases below, so export this function.
1901  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1902  *    limits while requests are in the queue (e.g. dm's table swapping).
1903  *    Such request stacking drivers should check those requests agaist
1904  *    the new queue limits again when they dispatch those requests,
1905  *    although such checkings are also done against the old queue limits
1906  *    when submitting requests.
1907  */
1908 int blk_rq_check_limits(struct request_queue *q, struct request *rq)
1909 {
1910         if (!rq_mergeable(rq))
1911                 return 0;
1912
1913         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, rq->cmd_flags)) {
1914                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
1915                 return -EIO;
1916         }
1917
1918         /*
1919          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1920          * may differ from that of other stacking queues.
1921          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1922          * limitation.
1923          */
1924         blk_recalc_rq_segments(rq);
1925         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1926                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
1927                 return -EIO;
1928         }
1929
1930         return 0;
1931 }
1932 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_check_limits);
1933
1934 /**
1935  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1936  * @q:  the queue to submit the request
1937  * @rq: the request being queued
1938  */
1939 int blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1940 {
1941         unsigned long flags;
1942         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
1943
1944         if (blk_rq_check_limits(q, rq))
1945                 return -EIO;
1946
1947         if (rq->rq_disk &&
1948             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1949                 return -EIO;
1950
1951         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1952         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1953                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1954                 return -ENODEV;
1955         }
1956
1957         /*
1958          * Submitting request must be dequeued before calling this function
1959          * because it will be linked to another request_queue
1960          */
1961         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1962
1963         if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH|REQ_FUA))
1964                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1965
1966         add_acct_request(q, rq, where);
1967         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
1968                 __blk_run_queue(q);
1969         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1970
1971         return 0;
1972 }
1973 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1974
1975 /**
1976  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1977  * @rq: request to examine
1978  *
1979  * Description:
1980  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1981  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1982  *     can be failed from the beginning of the request without
1983  *     crossing into area which need to be retried further.
1984  *
1985  * Return:
1986  *     The number of bytes to fail.
1987  *
1988  * Context:
1989  *     queue_lock must be held.
1990  */
1991 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1992 {
1993         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1994         unsigned int bytes = 0;
1995         struct bio *bio;
1996
1997         if (!(rq->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE))
1998                 return blk_rq_bytes(rq);
1999
2000         /*
2001          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2002          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2003          * which have all the failfast bits that the first one has -
2004          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2005          * one.
2006          */
2007         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2008                 if ((bio->bi_rw & ff) != ff)
2009                         break;
2010                 bytes += bio->bi_size;
2011         }
2012
2013         /* this could lead to infinite loop */
2014         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2015         return bytes;
2016 }
2017 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2018
2019 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2020 {
2021         if (blk_do_io_stat(req)) {
2022                 const int rw = rq_data_dir(req);
2023                 struct hd_struct *part;
2024                 int cpu;
2025
2026                 cpu = part_stat_lock();
2027                 part = req->part;
2028                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2029                 part_stat_unlock();
2030         }
2031 }
2032
2033 void blk_account_io_done(struct request *req)
2034 {
2035         /*
2036          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2037          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2038          * containing request is enough.
2039          */
2040         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ)) {
2041                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
2042                 const int rw = rq_data_dir(req);
2043                 struct hd_struct *part;
2044                 int cpu;
2045
2046                 cpu = part_stat_lock();
2047                 part = req->part;
2048
2049                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2050                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2051                 part_round_stats(cpu, part);
2052                 part_dec_in_flight(part, rw);
2053
2054                 hd_struct_put(part);
2055                 part_stat_unlock();
2056         }
2057 }
2058
2059 #ifdef CONFIG_PM_RUNTIME
2060 /*
2061  * Don't process normal requests when queue is suspended
2062  * or in the process of suspending/resuming
2063  */
2064 static struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2065                                            struct request *rq)
2066 {
2067         if (q->dev && (q->rpm_status == RPM_SUSPENDED ||
2068             (q->rpm_status != RPM_ACTIVE && !(rq->cmd_flags & REQ_PM))))
2069                 return NULL;
2070         else
2071                 return rq;
2072 }
2073 #else
2074 static inline struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2075                                                   struct request *rq)
2076 {
2077         return rq;
2078 }
2079 #endif
2080
2081 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
2082 {
2083         struct hd_struct *part;
2084         int rw = rq_data_dir(rq);
2085         int cpu;
2086
2087         if (!blk_do_io_stat(rq))
2088                 return;
2089
2090         cpu = part_stat_lock();
2091
2092         if (!new_io) {
2093                 part = rq->part;
2094                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
2095         } else {
2096                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
2097                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
2098                         /*
2099                          * The partition is already being removed,
2100                          * the request will be accounted on the disk only
2101                          *
2102                          * We take a reference on disk->part0 although that
2103                          * partition will never be deleted, so we can treat
2104                          * it as any other partition.
2105                          */
2106                         part = &rq->rq_disk->part0;
2107                         hd_struct_get(part);
2108                 }
2109                 part_round_stats(cpu, part);
2110                 part_inc_in_flight(part, rw);
2111                 rq->part = part;
2112         }
2113
2114         part_stat_unlock();
2115 }
2116
2117 /**
2118  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2119  * @q: request queue to peek at
2120  *
2121  * Description:
2122  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2123  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2124  *     processing it.
2125  *
2126  * Return:
2127  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2128  *     otherwise.
2129  *
2130  * Context:
2131  *     queue_lock must be held.
2132  */
2133 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2134 {
2135         struct request *rq;
2136         int ret;
2137
2138         while ((rq = __elv_next_request(q)) != NULL) {
2139
2140                 rq = blk_pm_peek_request(q, rq);
2141                 if (!rq)
2142                         break;
2143
2144                 if (!(rq->cmd_flags & REQ_STARTED)) {
2145                         /*
2146                          * This is the first time the device driver
2147                          * sees this request (possibly after
2148                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2149                          */
2150                         if (rq->cmd_flags & REQ_SORTED)
2151                                 elv_activate_rq(q, rq);
2152
2153                         /*
2154                          * just mark as started even if we don't start
2155                          * it, a request that has been delayed should
2156                          * not be passed by new incoming requests
2157                          */
2158                         rq->cmd_flags |= REQ_STARTED;
2159                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2160                 }
2161
2162                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2163                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2164                         q->boundary_rq = NULL;
2165                 }
2166
2167                 if (rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2168                         break;
2169
2170                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2171                         /*
2172                          * make sure space for the drain appears we
2173                          * know we can do this because max_hw_segments
2174                          * has been adjusted to be one fewer than the
2175                          * device can handle
2176                          */
2177                         rq->nr_phys_segments++;
2178                 }
2179
2180                 if (!q->prep_rq_fn)
2181                         break;
2182
2183                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2184                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2185                         break;
2186                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2187                         /*
2188                          * the request may have been (partially) prepped.
2189                          * we need to keep this request in the front to
2190                          * avoid resource deadlock.  REQ_STARTED will
2191                          * prevent other fs requests from passing this one.
2192                          */
2193                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2194                             !(rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)) {
2195                                 /*
2196                                  * remove the space for the drain we added
2197                                  * so that we don't add it again
2198                                  */
2199                                 --rq->nr_phys_segments;
2200                         }
2201
2202                         rq = NULL;
2203                         break;
2204                 } else if (ret == BLKPREP_KILL) {
2205                         rq->cmd_flags |= REQ_QUIET;
2206                         /*
2207                          * Mark this request as started so we don't trigger
2208                          * any debug logic in the end I/O path.
2209                          */
2210                         blk_start_request(rq);
2211                         __blk_end_request_all(rq, -EIO);
2212                 } else {
2213                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2214                         break;
2215                 }
2216         }
2217
2218         return rq;
2219 }
2220 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2221
2222 void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2223 {
2224         struct request_queue *q = rq->q;
2225
2226         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2227         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2228
2229         list_del_init(&rq->queuelist);
2230
2231         /*
2232          * the time frame between a request being removed from the lists
2233          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2234          * the driver side.
2235          */
2236         if (blk_account_rq(rq)) {
2237                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2238                 set_io_start_time_ns(rq);
2239         }
2240 }
2241
2242 /**
2243  * blk_start_request - start request processing on the driver
2244  * @req: request to dequeue
2245  *
2246  * Description:
2247  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2248  *     request to the driver.
2249  *
2250  *     Block internal functions which don't want to start timer should
2251  *     call blk_dequeue_request().
2252  *
2253  * Context:
2254  *     queue_lock must be held.
2255  */
2256 void blk_start_request(struct request *req)
2257 {
2258         blk_dequeue_request(req);
2259
2260         /*
2261          * We are now handing the request to the hardware, initialize
2262          * resid_len to full count and add the timeout handler.
2263          */
2264         req->resid_len = blk_rq_bytes(req);
2265         if (unlikely(blk_bidi_rq(req)))
2266                 req->next_rq->resid_len = blk_rq_bytes(req->next_rq);
2267
2268         BUG_ON(test_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &req->atomic_flags));
2269         blk_add_timer(req);
2270 }
2271 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2272
2273 /**
2274  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
2275  * @q: request queue to fetch a request from
2276  *
2277  * Description:
2278  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
2279  *     return and LLD can start processing it immediately.
2280  *
2281  * Return:
2282  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2283  *     otherwise.
2284  *
2285  * Context:
2286  *     queue_lock must be held.
2287  */
2288 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
2289 {
2290         struct request *rq;
2291
2292         rq = blk_peek_request(q);
2293         if (rq)
2294                 blk_start_request(rq);
2295         return rq;
2296 }
2297 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
2298
2299 /**
2300  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
2301  * @req:      the request being processed
2302  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2303  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
2304  *
2305  * Description:
2306  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
2307  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
2308  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
2309  *
2310  *     This special helper function is only for request stacking drivers
2311  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
2312  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
2313  *
2314  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
2315  *     %false return from this function.
2316  *
2317  * Return:
2318  *     %false - this request doesn't have any more data
2319  *     %true  - this request has more data
2320  **/
2321 bool blk_update_request(struct request *req, int error, unsigned int nr_bytes)
2322 {
2323         int total_bytes;
2324
2325         if (!req->bio)
2326                 return false;
2327
2328         trace_block_rq_complete(req->q, req);
2329
2330         /*
2331          * For fs requests, rq is just carrier of independent bio's
2332          * and each partial completion should be handled separately.
2333          * Reset per-request error on each partial completion.
2334          *
2335          * TODO: tj: This is too subtle.  It would be better to let
2336          * low level drivers do what they see fit.
2337          */
2338         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2339                 req->errors = 0;
2340
2341         if (error && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS &&
2342             !(req->cmd_flags & REQ_QUIET)) {
2343                 char *error_type;
2344
2345                 switch (error) {
2346                 case -ENOLINK:
2347                         error_type = "recoverable transport";
2348                         break;
2349                 case -EREMOTEIO:
2350                         error_type = "critical target";
2351                         break;
2352                 case -EBADE:
2353                         error_type = "critical nexus";
2354                         break;
2355                 case -ETIMEDOUT:
2356                         error_type = "timeout";
2357                         break;
2358                 case -ENOSPC:
2359                         error_type = "critical space allocation";
2360                         break;
2361                 case -ENODATA:
2362                         error_type = "critical medium";
2363                         break;
2364                 case -EIO:
2365                 default:
2366                         error_type = "I/O";
2367                         break;
2368                 }
2369                 printk_ratelimited(KERN_ERR "end_request: %s error, dev %s, sector %llu\n",
2370                                    error_type, req->rq_disk ?
2371                                    req->rq_disk->disk_name : "?",
2372                                    (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
2373
2374         }
2375
2376         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
2377
2378         total_bytes = 0;
2379         while (req->bio) {
2380                 struct bio *bio = req->bio;
2381                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_size, nr_bytes);
2382
2383                 if (bio_bytes == bio->bi_size)
2384                         req->bio = bio->bi_next;
2385
2386                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
2387
2388                 total_bytes += bio_bytes;
2389                 nr_bytes -= bio_bytes;
2390
2391                 if (!nr_bytes)
2392                         break;
2393         }
2394
2395         /*
2396          * completely done
2397          */
2398         if (!req->bio) {
2399                 /*
2400                  * Reset counters so that the request stacking driver
2401                  * can find how many bytes remain in the request
2402                  * later.
2403                  */
2404                 req->__data_len = 0;
2405                 return false;
2406         }
2407
2408         req->__data_len -= total_bytes;
2409         req->buffer = bio_data(req->bio);
2410
2411         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
2412         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2413                 req->__sector += total_bytes >> 9;
2414
2415         /* mixed attributes always follow the first bio */
2416         if (req->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE) {
2417                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
2418                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
2419         }
2420
2421         /*
2422          * If total number of sectors is less than the first segment
2423          * size, something has gone terribly wrong.
2424          */
2425         if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
2426                 blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
2427                 req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
2428         }
2429
2430         /* recalculate the number of segments */
2431         blk_recalc_rq_segments(req);
2432
2433         return true;
2434 }
2435 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
2436
2437 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, int error,
2438                                     unsigned int nr_bytes,
2439                                     unsigned int bidi_bytes)
2440 {
2441         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
2442                 return true;
2443
2444         /* Bidi request must be completed as a whole */
2445         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
2446             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
2447                 return true;
2448
2449         if (blk_queue_add_random(rq->q))
2450                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
2451
2452         return false;
2453 }
2454
2455 /**
2456  * blk_unprep_request - unprepare a request
2457  * @req:        the request
2458  *
2459  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
2460  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
2461  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
2462  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
2463  * lock is held when calling this.
2464  */
2465 void blk_unprep_request(struct request *req)
2466 {
2467         struct request_queue *q = req->q;
2468
2469         req->cmd_flags &= ~REQ_DONTPREP;
2470         if (q->unprep_rq_fn)
2471                 q->unprep_rq_fn(q, req);
2472 }
2473 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
2474
2475 /*
2476  * queue lock must be held
2477  */
2478 static void blk_finish_request(struct request *req, int error)
2479 {
2480         if (blk_rq_tagged(req))
2481                 blk_queue_end_tag(req->q, req);
2482
2483         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
2484
2485         if (unlikely(laptop_mode) && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2486                 laptop_io_completion(&req->q->backing_dev_info);
2487
2488         blk_delete_timer(req);
2489
2490         if (req->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2491                 blk_unprep_request(req);
2492
2493         blk_account_io_done(req);
2494
2495         if (req->end_io)
2496                 req->end_io(req, error);
2497         else {
2498                 if (blk_bidi_rq(req))
2499                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
2500
2501                 __blk_put_request(req->q, req);
2502         }
2503 }
2504
2505 /**
2506  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
2507  * @rq:         the request to complete
2508  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2509  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2510  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2511  *
2512  * Description:
2513  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
2514  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
2515  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
2516  *     just ignored.
2517  *
2518  * Return:
2519  *     %false - we are done with this request
2520  *     %true  - still buffers pending for this request
2521  **/
2522 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2523                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2524 {
2525         struct request_queue *q = rq->q;
2526         unsigned long flags;
2527
2528         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2529                 return true;
2530
2531         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2532         blk_finish_request(rq, error);
2533         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2534
2535         return false;
2536 }
2537
2538 /**
2539  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
2540  * @rq:         the request to complete
2541  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2542  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2543  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2544  *
2545  * Description:
2546  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
2547  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
2548  *
2549  * Return:
2550  *     %false - we are done with this request
2551  *     %true  - still buffers pending for this request
2552  **/
2553 bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2554                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2555 {
2556         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2557                 return true;
2558
2559         blk_finish_request(rq, error);
2560
2561         return false;
2562 }
2563
2564 /**
2565  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2566  * @rq:       the request being processed
2567  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2568  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2569  *
2570  * Description:
2571  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
2572  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
2573  *
2574  * Return:
2575  *     %false - we are done with this request
2576  *     %true  - still buffers pending for this request
2577  **/
2578 bool blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2579 {
2580         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2581 }
2582 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
2583
2584 /**
2585  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2586  * @rq: the request to finish
2587  * @error: %0 for success, < %0 for error
2588  *
2589  * Description:
2590  *     Completely finish @rq.
2591  */
2592 void blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2593 {
2594         bool pending;
2595         unsigned int bidi_bytes = 0;
2596
2597         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2598                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2599
2600         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2601         BUG_ON(pending);
2602 }
2603 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
2604
2605 /**
2606  * blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2607  * @rq: the request to finish the current chunk for
2608  * @error: %0 for success, < %0 for error
2609  *
2610  * Description:
2611  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.
2612  *
2613  * Return:
2614  *     %false - we are done with this request
2615  *     %true  - still buffers pending for this request
2616  */
2617 bool blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2618 {
2619         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2620 }
2621 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_cur);
2622
2623 /**
2624  * blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2625  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2626  * @error: must be negative errno
2627  *
2628  * Description:
2629  *     Complete @rq till the next failure boundary.
2630  *
2631  * Return:
2632  *     %false - we are done with this request
2633  *     %true  - still buffers pending for this request
2634  */
2635 bool blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2636 {
2637         WARN_ON(error >= 0);
2638         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2639 }
2640 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request_err);
2641
2642 /**
2643  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2644  * @rq:       the request being processed
2645  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2646  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2647  *
2648  * Description:
2649  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
2650  *
2651  * Return:
2652  *     %false - we are done with this request
2653  *     %true  - still buffers pending for this request
2654  **/
2655 bool __blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2656 {
2657         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2658 }
2659 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
2660
2661 /**
2662  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2663  * @rq: the request to finish
2664  * @error: %0 for success, < %0 for error
2665  *
2666  * Description:
2667  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
2668  */
2669 void __blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2670 {
2671         bool pending;
2672         unsigned int bidi_bytes = 0;
2673
2674         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2675                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2676
2677         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2678         BUG_ON(pending);
2679 }
2680 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
2681
2682 /**
2683  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2684  * @rq: the request to finish the current chunk for
2685  * @error: %0 for success, < %0 for error
2686  *
2687  * Description:
2688  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
2689  *     be called with queue lock held.
2690  *
2691  * Return:
2692  *     %false - we are done with this request
2693  *     %true  - still buffers pending for this request
2694  */
2695 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2696 {
2697         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2698 }
2699 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
2700
2701 /**
2702  * __blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2703  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2704  * @error: must be negative errno
2705  *
2706  * Description:
2707  *     Complete @rq till the next failure boundary.  Must be called
2708  *     with queue lock held.
2709  *
2710  * Return:
2711  *     %false - we are done with this request
2712  *     %true  - still buffers pending for this request
2713  */
2714 bool __blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2715 {
2716         WARN_ON(error >= 0);
2717         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2718 }
2719 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_end_request_err);
2720
2721 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
2722                      struct bio *bio)
2723 {
2724         /* Bit 0 (R/W) is identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw */
2725         rq->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_WRITE;
2726
2727         if (bio_has_data(bio)) {
2728                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
2729                 rq->buffer = bio_data(bio);
2730         }
2731         rq->__data_len = bio->bi_size;
2732         rq->bio = rq->biotail = bio;
2733
2734         if (bio->bi_bdev)
2735                 rq->rq_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
2736 }
2737
2738 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
2739 /**
2740  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
2741  * @rq: the request to be flushed
2742  *
2743  * Description:
2744  *     Flush all pages in @rq.
2745  */
2746 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
2747 {
2748         struct req_iterator iter;
2749         struct bio_vec *bvec;
2750
2751         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
2752                 flush_dcache_page(bvec->bv_page);
2753 }
2754 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
2755 #endif
2756
2757 /**
2758  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
2759  * @q : the queue of the device being checked
2760  *
2761  * Description:
2762  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
2763  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
2764  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
2765  *
2766  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
2767  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
2768  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
2769  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
2770  *    on burst I/O load.
2771  *
2772  * Return:
2773  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
2774  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
2775  */
2776 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
2777 {
2778         if (q->lld_busy_fn)
2779                 return q->lld_busy_fn(q);
2780
2781         return 0;
2782 }
2783 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
2784
2785 /**
2786  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
2787  * @rq: the clone request to be cleaned up
2788  *
2789  * Description:
2790  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
2791  */
2792 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
2793 {
2794         struct bio *bio;
2795
2796         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
2797                 rq->bio = bio->bi_next;
2798
2799                 bio_put(bio);
2800         }
2801 }
2802 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
2803
2804 /*
2805  * Copy attributes of the original request to the clone request.
2806  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->buffer, ->sense) are not copied.
2807  */
2808 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
2809 {
2810         dst->cpu = src->cpu;
2811         dst->cmd_flags = (src->cmd_flags & REQ_CLONE_MASK) | REQ_NOMERGE;
2812         dst->cmd_type = src->cmd_type;
2813         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
2814         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
2815         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
2816         dst->ioprio = src->ioprio;
2817         dst->extra_len = src->extra_len;
2818 }
2819
2820 /**
2821  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
2822  * @rq: the request to be setup
2823  * @rq_src: original request to be cloned
2824  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
2825  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
2826  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
2827  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
2828  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
2829  *
2830  * Description:
2831  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
2832  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->buffer, ->sense)
2833  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
2834  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
2835  *     and the cloned bios just point same pages.
2836  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
2837  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
2838  */
2839 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
2840                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
2841                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
2842                       void *data)
2843 {
2844         struct bio *bio, *bio_src;
2845
2846         if (!bs)
2847                 bs = fs_bio_set;
2848
2849         blk_rq_init(NULL, rq);
2850
2851         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
2852                 bio = bio_clone_bioset(bio_src, gfp_mask, bs);
2853                 if (!bio)
2854                         goto free_and_out;
2855
2856                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
2857                         goto free_and_out;
2858
2859                 if (rq->bio) {
2860                         rq->biotail->bi_next = bio;
2861                         rq->biotail = bio;
2862                 } else
2863                         rq->bio = rq->biotail = bio;
2864         }
2865
2866         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
2867
2868         return 0;
2869
2870 free_and_out:
2871         if (bio)
2872                 bio_put(bio);
2873         blk_rq_unprep_clone(rq);
2874
2875         return -ENOMEM;
2876 }
2877 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
2878
2879 int kblockd_schedule_work(struct request_queue *q, struct work_struct *work)
2880 {
2881         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
2882 }
2883 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
2884
2885 int kblockd_schedule_delayed_work(struct request_queue *q,
2886                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
2887 {
2888         return queue_delayed_work(kblockd_workqueue, dwork, delay);
2889 }
2890 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work);
2891
2892 #define PLUG_MAGIC      0x91827364
2893
2894 /**
2895  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
2896  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
2897  *
2898  * Description:
2899  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
2900  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
2901  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
2902  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
2903  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
2904  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
2905  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
2906  *   this kind of deadlock.
2907  */
2908 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
2909 {
2910         struct task_struct *tsk = current;
2911
2912         plug->magic = PLUG_MAGIC;
2913         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
2914         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
2915         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
2916
2917         /*
2918          * If this is a nested plug, don't actually assign it. It will be
2919          * flushed on its own.
2920          */
2921         if (!tsk->plug) {
2922                 /*
2923                  * Store ordering should not be needed here, since a potential
2924                  * preempt will imply a full memory barrier
2925                  */
2926                 tsk->plug = plug;
2927         }
2928 }
2929 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
2930
2931 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
2932 {
2933         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
2934         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
2935
2936         return !(rqa->q < rqb->q ||
2937                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
2938 }
2939
2940 /*
2941  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
2942  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
2943  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
2944  * plugger did not intend it.
2945  */
2946 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
2947                             bool from_schedule)
2948         __releases(q->queue_lock)
2949 {
2950         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
2951
2952         if (from_schedule)
2953                 blk_run_queue_async(q);
2954         else
2955                 __blk_run_queue(q);
2956         spin_unlock(q->queue_lock);
2957 }
2958
2959 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
2960 {
2961         LIST_HEAD(callbacks);
2962
2963         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
2964                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
2965
2966                 while (!list_empty(&callbacks)) {
2967                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
2968                                                           struct blk_plug_cb,
2969                                                           list);
2970                         list_del(&cb->list);
2971                         cb->callback(cb, from_schedule);
2972                 }
2973         }
2974 }
2975
2976 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
2977                                       int size)
2978 {
2979         struct blk_plug *plug = current->plug;
2980         struct blk_plug_cb *cb;
2981
2982         if (!plug)
2983                 return NULL;
2984
2985         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
2986                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
2987                         return cb;
2988
2989         /* Not currently on the callback list */
2990         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
2991         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
2992         if (cb) {
2993                 cb->data = data;
2994                 cb->callback = unplug;
2995                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
2996         }
2997         return cb;
2998 }
2999 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
3000
3001 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3002 {
3003         struct request_queue *q;
3004         unsigned long flags;
3005         struct request *rq;
3006         LIST_HEAD(list);
3007         unsigned int depth;
3008
3009         BUG_ON(plug->magic != PLUG_MAGIC);
3010
3011         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
3012
3013         if (!list_empty(&plug->mq_list))
3014                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
3015
3016         if (list_empty(&plug->list))
3017                 return;
3018
3019         list_splice_init(&plug->list, &list);
3020
3021         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
3022
3023         q = NULL;
3024         depth = 0;
3025
3026         /*
3027          * Save and disable interrupts here, to avoid doing it for every
3028          * queue lock we have to take.
3029          */
3030         local_irq_save(flags);
3031         while (!list_empty(&list)) {
3032                 rq = list_entry_rq(list.next);
3033                 list_del_init(&rq->queuelist);
3034                 BUG_ON(!rq->q);
3035                 if (rq->q != q) {
3036                         /*
3037                          * This drops the queue lock
3038                          */
3039                         if (q)
3040                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3041                         q = rq->q;
3042                         depth = 0;
3043                         spin_lock(q->queue_lock);
3044                 }
3045
3046                 /*
3047                  * Short-circuit if @q is dead
3048                  */
3049                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3050                         __blk_end_request_all(rq, -ENODEV);
3051                         continue;
3052                 }
3053
3054                 /*
3055                  * rq is already accounted, so use raw insert
3056                  */
3057                 if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
3058                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3059                 else
3060                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3061
3062                 depth++;
3063         }
3064
3065         /*
3066          * This drops the queue lock
3067          */
3068         if (q)
3069                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3070
3071         local_irq_restore(flags);
3072 }
3073
3074 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3075 {
3076         blk_flush_plug_list(plug, false);
3077
3078         if (plug == current->plug)
3079                 current->plug = NULL;
3080 }
3081 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3082
3083 #ifdef CONFIG_PM_RUNTIME
3084 /**
3085  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3086  * @q: the queue of the device
3087  * @dev: the device the queue belongs to
3088  *
3089  * Description:
3090  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3091  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3092  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3093  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3094  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3095  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3096  *
3097  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3098  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3099  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3100  *    not need to touch other autosuspend settings.
3101  *
3102  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3103  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3104  */
3105 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3106 {
3107         q->dev = dev;
3108         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3109         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3110         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3111 }
3112 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3113
3114 /**
3115  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3116  * @q: the queue of the device
3117  *
3118  * Description:
3119  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3120  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3121  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3122  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3123  *    proceed to suspend the device.
3124  *
3125  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3126  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3127  *
3128  *    This function should be called near the start of the device's
3129  *    runtime_suspend callback.
3130  *
3131  * Return:
3132  *    0         - OK to runtime suspend the device
3133  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3134  */
3135 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3136 {
3137         int ret = 0;
3138
3139         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3140         if (q->nr_pending) {
3141                 ret = -EBUSY;
3142                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3143         } else {
3144                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3145         }
3146         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3147         return ret;
3148 }
3149 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3150
3151 /**
3152  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3153  * @q: the queue of the device
3154  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3155  *
3156  * Description:
3157  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3158  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3159  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3160  *
3161  *    This function should be called near the end of the device's
3162  *    runtime_suspend callback.
3163  */
3164 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3165 {
3166         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3167         if (!err) {
3168                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3169         } else {
3170                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3171                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3172         }
3173         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3174 }
3175 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3176
3177 /**
3178  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3179  * @q: the queue of the device
3180  *
3181  * Description:
3182  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3183  *    runtime resume of the device.
3184  *
3185  *    This function should be called near the start of the device's
3186  *    runtime_resume callback.
3187  */
3188 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3189 {
3190         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3191         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3192         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3193 }
3194 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3195
3196 /**
3197  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3198  * @q: the queue of the device
3199  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3200  *
3201  * Description:
3202  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3203  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3204  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3205  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3206  *
3207  *    This function should be called near the end of the device's
3208  *    runtime_resume callback.
3209  */
3210 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3211 {
3212         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3213         if (!err) {
3214                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3215                 __blk_run_queue(q);
3216                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3217                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3218         } else {
3219                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3220         }
3221         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3222 }
3223 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3224 #endif
3225
3226 int __init blk_dev_init(void)
3227 {
3228         BUILD_BUG_ON(__REQ_NR_BITS > 8 *
3229                         sizeof(((struct request *)0)->cmd_flags));
3230
3231         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3232         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3233                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI |
3234                                             WQ_POWER_EFFICIENT, 0);
3235         if (!kblockd_workqueue)
3236                 panic("Failed to create kblockd\n");
3237
3238         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3239                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3240
3241         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("blkdev_queue",
3242                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3243
3244         return 0;
3245 }