Merge tag 'drm-misc-fixes-2018-09-19' of git://anongit.freedesktop.org/drm/drm-misc...
[linux-2.6-microblaze.git] / block / blk-core.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
3  * Copyright (C) 1994,      Karl Keyte: Added support for disk statistics
4  * Elevator latency, (C) 2000  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
5  * Queue request tables / lock, selectable elevator, Jens Axboe <axboe@suse.de>
6  * kernel-doc documentation started by NeilBrown <neilb@cse.unsw.edu.au>
7  *      -  July2000
8  * bio rewrite, highmem i/o, etc, Jens Axboe <axboe@suse.de> - may 2001
9  */
10
11 /*
12  * This handles all read/write requests to block devices
13  */
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/backing-dev.h>
17 #include <linux/bio.h>
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/blk-mq.h>
20 #include <linux/highmem.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/kernel_stat.h>
23 #include <linux/string.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/completion.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/swap.h>
28 #include <linux/writeback.h>
29 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/list_sort.h>
32 #include <linux/delay.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/pm_runtime.h>
35 #include <linux/blk-cgroup.h>
36 #include <linux/debugfs.h>
37 #include <linux/bpf.h>
38
39 #define CREATE_TRACE_POINTS
40 #include <trace/events/block.h>
41
42 #include "blk.h"
43 #include "blk-mq.h"
44 #include "blk-mq-sched.h"
45 #include "blk-rq-qos.h"
46
47 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
48 struct dentry *blk_debugfs_root;
49 #endif
50
51 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
52 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
53 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
54 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
55 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
56
57 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
58
59 /*
60  * For the allocated request tables
61  */
62 struct kmem_cache *request_cachep;
63
64 /*
65  * For queue allocation
66  */
67 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
68
69 /*
70  * Controlling structure to kblockd
71  */
72 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
73
74 /**
75  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
76  * @flag: flag to be set
77  * @q: request queue
78  */
79 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
80 {
81         unsigned long flags;
82
83         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
84         queue_flag_set(flag, q);
85         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
86 }
87 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
88
89 /**
90  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
91  * @flag: flag to be cleared
92  * @q: request queue
93  */
94 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
95 {
96         unsigned long flags;
97
98         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
99         queue_flag_clear(flag, q);
100         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
101 }
102 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
103
104 /**
105  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
106  * @flag: flag to be set
107  * @q: request queue
108  *
109  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
110  * the flag was already set.
111  */
112 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
113 {
114         unsigned long flags;
115         bool res;
116
117         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
118         res = queue_flag_test_and_set(flag, q);
119         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
120
121         return res;
122 }
123 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
124
125 /**
126  * blk_queue_flag_test_and_clear - atomically test and clear a queue flag
127  * @flag: flag to be cleared
128  * @q: request queue
129  *
130  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
131  * the flag was set.
132  */
133 bool blk_queue_flag_test_and_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
134 {
135         unsigned long flags;
136         bool res;
137
138         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
139         res = queue_flag_test_and_clear(flag, q);
140         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
141
142         return res;
143 }
144 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_clear);
145
146 static void blk_clear_congested(struct request_list *rl, int sync)
147 {
148 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
149         clear_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
150 #else
151         /*
152          * If !CGROUP_WRITEBACK, all blkg's map to bdi->wb and we shouldn't
153          * flip its congestion state for events on other blkcgs.
154          */
155         if (rl == &rl->q->root_rl)
156                 clear_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
157 #endif
158 }
159
160 static void blk_set_congested(struct request_list *rl, int sync)
161 {
162 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
163         set_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
164 #else
165         /* see blk_clear_congested() */
166         if (rl == &rl->q->root_rl)
167                 set_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
168 #endif
169 }
170
171 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
172 {
173         int nr;
174
175         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
176         if (nr > q->nr_requests)
177                 nr = q->nr_requests;
178         q->nr_congestion_on = nr;
179
180         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
181         if (nr < 1)
182                 nr = 1;
183         q->nr_congestion_off = nr;
184 }
185
186 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
187 {
188         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
189
190         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
191         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
192         rq->cpu = -1;
193         rq->q = q;
194         rq->__sector = (sector_t) -1;
195         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
196         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
197         rq->tag = -1;
198         rq->internal_tag = -1;
199         rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
200         rq->part = NULL;
201 }
202 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
203
204 static const struct {
205         int             errno;
206         const char      *name;
207 } blk_errors[] = {
208         [BLK_STS_OK]            = { 0,          "" },
209         [BLK_STS_NOTSUPP]       = { -EOPNOTSUPP, "operation not supported" },
210         [BLK_STS_TIMEOUT]       = { -ETIMEDOUT, "timeout" },
211         [BLK_STS_NOSPC]         = { -ENOSPC,    "critical space allocation" },
212         [BLK_STS_TRANSPORT]     = { -ENOLINK,   "recoverable transport" },
213         [BLK_STS_TARGET]        = { -EREMOTEIO, "critical target" },
214         [BLK_STS_NEXUS]         = { -EBADE,     "critical nexus" },
215         [BLK_STS_MEDIUM]        = { -ENODATA,   "critical medium" },
216         [BLK_STS_PROTECTION]    = { -EILSEQ,    "protection" },
217         [BLK_STS_RESOURCE]      = { -ENOMEM,    "kernel resource" },
218         [BLK_STS_DEV_RESOURCE]  = { -EBUSY,     "device resource" },
219         [BLK_STS_AGAIN]         = { -EAGAIN,    "nonblocking retry" },
220
221         /* device mapper special case, should not leak out: */
222         [BLK_STS_DM_REQUEUE]    = { -EREMCHG, "dm internal retry" },
223
224         /* everything else not covered above: */
225         [BLK_STS_IOERR]         = { -EIO,       "I/O" },
226 };
227
228 blk_status_t errno_to_blk_status(int errno)
229 {
230         int i;
231
232         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(blk_errors); i++) {
233                 if (blk_errors[i].errno == errno)
234                         return (__force blk_status_t)i;
235         }
236
237         return BLK_STS_IOERR;
238 }
239 EXPORT_SYMBOL_GPL(errno_to_blk_status);
240
241 int blk_status_to_errno(blk_status_t status)
242 {
243         int idx = (__force int)status;
244
245         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
246                 return -EIO;
247         return blk_errors[idx].errno;
248 }
249 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_status_to_errno);
250
251 static void print_req_error(struct request *req, blk_status_t status)
252 {
253         int idx = (__force int)status;
254
255         if (WARN_ON_ONCE(idx >= ARRAY_SIZE(blk_errors)))
256                 return;
257
258         printk_ratelimited(KERN_ERR "%s: %s error, dev %s, sector %llu\n",
259                            __func__, blk_errors[idx].name, req->rq_disk ?
260                            req->rq_disk->disk_name : "?",
261                            (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
262 }
263
264 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
265                           unsigned int nbytes, blk_status_t error)
266 {
267         if (error)
268                 bio->bi_status = error;
269
270         if (unlikely(rq->rq_flags & RQF_QUIET))
271                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
272
273         bio_advance(bio, nbytes);
274
275         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
276         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
277                 bio_endio(bio);
278 }
279
280 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
281 {
282         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
283                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
284                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
285
286         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
287                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
288                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
289         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
290                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
291 }
292 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
293
294 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
295 {
296         struct request_queue *q;
297
298         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
299         spin_lock_irq(q->queue_lock);
300         __blk_run_queue(q);
301         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
302 }
303
304 /**
305  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
306  * @q:          The &struct request_queue in question
307  * @msecs:      Delay in msecs
308  *
309  * Description:
310  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
311  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
312  *   restarted around the specified time.
313  */
314 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
315 {
316         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
317         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
318
319         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
320                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
321                                    msecs_to_jiffies(msecs));
322 }
323 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
324
325 /**
326  * blk_start_queue_async - asynchronously restart a previously stopped queue
327  * @q:    The &struct request_queue in question
328  *
329  * Description:
330  *   blk_start_queue_async() will clear the stop flag on the queue, and
331  *   ensure that the request_fn for the queue is run from an async
332  *   context.
333  **/
334 void blk_start_queue_async(struct request_queue *q)
335 {
336         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
337         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
338
339         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
340         blk_run_queue_async(q);
341 }
342 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue_async);
343
344 /**
345  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
346  * @q:    The &struct request_queue in question
347  *
348  * Description:
349  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
350  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
351  *   entered. Also see blk_stop_queue().
352  **/
353 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
354 {
355         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
356         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
357
358         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
359         __blk_run_queue(q);
360 }
361 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
362
363 /**
364  * blk_stop_queue - stop a queue
365  * @q:    The &struct request_queue in question
366  *
367  * Description:
368  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
369  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
370  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
371  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
372  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
373  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
374  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
375  *   blk_start_queue() to restart queue operations.
376  **/
377 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
378 {
379         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
380         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
381
382         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
383         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
384 }
385 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
386
387 /**
388  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
389  * @q: the queue
390  *
391  * Description:
392  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
393  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
394  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
395  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
396  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
397  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
398  *     this function.
399  *
400  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
401  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
402  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
403  *
404  */
405 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
406 {
407         del_timer_sync(&q->timeout);
408         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
409
410         if (q->mq_ops) {
411                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
412                 int i;
413
414                 cancel_delayed_work_sync(&q->requeue_work);
415                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
416                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->run_work);
417         } else {
418                 cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
419         }
420 }
421 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
422
423 /**
424  * blk_set_preempt_only - set QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY
425  * @q: request queue pointer
426  *
427  * Returns the previous value of the PREEMPT_ONLY flag - 0 if the flag was not
428  * set and 1 if the flag was already set.
429  */
430 int blk_set_preempt_only(struct request_queue *q)
431 {
432         return blk_queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY, q);
433 }
434 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_preempt_only);
435
436 void blk_clear_preempt_only(struct request_queue *q)
437 {
438         blk_queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY, q);
439         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
440 }
441 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_preempt_only);
442
443 /**
444  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
445  * @q:  The queue to run
446  *
447  * Description:
448  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
449  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
450  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
451  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
452  *    disabled. See also @blk_run_queue.
453  */
454 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
455 {
456         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
457         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
458
459         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
460                 return;
461
462         /*
463          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
464          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
465          * running such a request function concurrently. Keep track of the
466          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
467          * can wait until all these request_fn calls have finished.
468          */
469         q->request_fn_active++;
470         q->request_fn(q);
471         q->request_fn_active--;
472 }
473 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_run_queue_uncond);
474
475 /**
476  * __blk_run_queue - run a single device queue
477  * @q:  The queue to run
478  *
479  * Description:
480  *    See @blk_run_queue.
481  */
482 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
483 {
484         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
485         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
486
487         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
488                 return;
489
490         __blk_run_queue_uncond(q);
491 }
492 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
493
494 /**
495  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
496  * @q:  The queue to run
497  *
498  * Description:
499  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
500  *    of us.
501  *
502  * Note:
503  *    Since it is not allowed to run q->delay_work after blk_cleanup_queue()
504  *    has canceled q->delay_work, callers must hold the queue lock to avoid
505  *    race conditions between blk_cleanup_queue() and blk_run_queue_async().
506  */
507 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
508 {
509         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
510         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
511
512         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
513                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
514 }
515 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
516
517 /**
518  * blk_run_queue - run a single device queue
519  * @q: The queue to run
520  *
521  * Description:
522  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
523  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
524  */
525 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
526 {
527         unsigned long flags;
528
529         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
530
531         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
532         __blk_run_queue(q);
533         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
534 }
535 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
536
537 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
538 {
539         kobject_put(&q->kobj);
540 }
541 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
542
543 /**
544  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
545  * @q: queue to drain
546  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
547  *
548  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
549  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
550  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
551  */
552 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
553         __releases(q->queue_lock)
554         __acquires(q->queue_lock)
555 {
556         int i;
557
558         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
559         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
560
561         while (true) {
562                 bool drain = false;
563
564                 /*
565                  * The caller might be trying to drain @q before its
566                  * elevator is initialized.
567                  */
568                 if (q->elevator)
569                         elv_drain_elevator(q);
570
571                 blkcg_drain_queue(q);
572
573                 /*
574                  * This function might be called on a queue which failed
575                  * driver init after queue creation or is not yet fully
576                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
577                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
578                  * something on it and @q has request_fn set.
579                  */
580                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
581                         __blk_run_queue(q);
582
583                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
584                 drain |= q->request_fn_active;
585
586                 /*
587                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
588                  * multiple places and there's no single counter which can
589                  * be drained.  Check all the queues and counters.
590                  */
591                 if (drain_all) {
592                         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
593                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
594                         for (i = 0; i < 2; i++) {
595                                 drain |= q->nr_rqs[i];
596                                 drain |= q->in_flight[i];
597                                 if (fq)
598                                     drain |= !list_empty(&fq->flush_queue[i]);
599                         }
600                 }
601
602                 if (!drain)
603                         break;
604
605                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
606
607                 msleep(10);
608
609                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
610         }
611
612         /*
613          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
614          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
615          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
616          */
617         if (q->request_fn) {
618                 struct request_list *rl;
619
620                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
621                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
622                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
623         }
624 }
625
626 void blk_drain_queue(struct request_queue *q)
627 {
628         spin_lock_irq(q->queue_lock);
629         __blk_drain_queue(q, true);
630         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
631 }
632
633 /**
634  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
635  * @q: queue of interest
636  *
637  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
638  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
639  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
640  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
641  * inside queue or RCU read lock.
642  */
643 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
644 {
645         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
646
647         spin_lock_irq(q->queue_lock);
648         q->bypass_depth++;
649         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
650         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
651
652         /*
653          * Queues start drained.  Skip actual draining till init is
654          * complete.  This avoids lenghty delays during queue init which
655          * can happen many times during boot.
656          */
657         if (blk_queue_init_done(q)) {
658                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
659                 __blk_drain_queue(q, false);
660                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
661
662                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
663                 synchronize_rcu();
664         }
665 }
666 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
667
668 /**
669  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
670  * @q: queue of interest
671  *
672  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
673  *
674  * Note: although blk_queue_bypass_start() is only called for blk-sq queues,
675  * this function is called for both blk-sq and blk-mq queues.
676  */
677 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
678 {
679         spin_lock_irq(q->queue_lock);
680         if (!--q->bypass_depth)
681                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
682         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
683         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
684 }
685 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
686
687 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
688 {
689         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
690
691         /*
692          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
693          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
694          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
695          */
696         blk_freeze_queue_start(q);
697
698         if (q->mq_ops)
699                 blk_mq_wake_waiters(q);
700         else {
701                 struct request_list *rl;
702
703                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
704                 blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
705                         if (rl->rq_pool) {
706                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
707                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
708                         }
709                 }
710                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
711         }
712
713         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
714         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
715 }
716 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
717
718 /* Unconfigure the I/O scheduler and dissociate from the cgroup controller. */
719 void blk_exit_queue(struct request_queue *q)
720 {
721         /*
722          * Since the I/O scheduler exit code may access cgroup information,
723          * perform I/O scheduler exit before disassociating from the block
724          * cgroup controller.
725          */
726         if (q->elevator) {
727                 ioc_clear_queue(q);
728                 elevator_exit(q, q->elevator);
729                 q->elevator = NULL;
730         }
731
732         /*
733          * Remove all references to @q from the block cgroup controller before
734          * restoring @q->queue_lock to avoid that restoring this pointer causes
735          * e.g. blkcg_print_blkgs() to crash.
736          */
737         blkcg_exit_queue(q);
738
739         /*
740          * Since the cgroup code may dereference the @q->backing_dev_info
741          * pointer, only decrease its reference count after having removed the
742          * association with the block cgroup controller.
743          */
744         bdi_put(q->backing_dev_info);
745 }
746
747 /**
748  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
749  * @q: request queue to shutdown
750  *
751  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
752  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
753  */
754 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
755 {
756         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
757
758         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
759         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
760         blk_set_queue_dying(q);
761         spin_lock_irq(lock);
762
763         /*
764          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
765          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
766          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
767          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
768          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
769          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
770          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
771          */
772         q->bypass_depth++;
773         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
774
775         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
776         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
777         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
778         spin_unlock_irq(lock);
779         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
780
781         /*
782          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
783          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
784          */
785         blk_freeze_queue(q);
786         spin_lock_irq(lock);
787         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
788         spin_unlock_irq(lock);
789
790         /*
791          * make sure all in-progress dispatch are completed because
792          * blk_freeze_queue() can only complete all requests, and
793          * dispatch may still be in-progress since we dispatch requests
794          * from more than one contexts.
795          *
796          * No need to quiesce queue if it isn't initialized yet since
797          * blk_freeze_queue() should be enough for cases of passthrough
798          * request.
799          */
800         if (q->mq_ops && blk_queue_init_done(q))
801                 blk_mq_quiesce_queue(q);
802
803         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
804         blk_flush_integrity();
805
806         /* @q won't process any more request, flush async actions */
807         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
808         blk_sync_queue(q);
809
810         /*
811          * I/O scheduler exit is only safe after the sysfs scheduler attribute
812          * has been removed.
813          */
814         WARN_ON_ONCE(q->kobj.state_in_sysfs);
815
816         blk_exit_queue(q);
817
818         if (q->mq_ops)
819                 blk_mq_free_queue(q);
820         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
821
822         spin_lock_irq(lock);
823         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
824                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
825         spin_unlock_irq(lock);
826
827         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
828         blk_put_queue(q);
829 }
830 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
831
832 /* Allocate memory local to the request queue */
833 static void *alloc_request_simple(gfp_t gfp_mask, void *data)
834 {
835         struct request_queue *q = data;
836
837         return kmem_cache_alloc_node(request_cachep, gfp_mask, q->node);
838 }
839
840 static void free_request_simple(void *element, void *data)
841 {
842         kmem_cache_free(request_cachep, element);
843 }
844
845 static void *alloc_request_size(gfp_t gfp_mask, void *data)
846 {
847         struct request_queue *q = data;
848         struct request *rq;
849
850         rq = kmalloc_node(sizeof(struct request) + q->cmd_size, gfp_mask,
851                         q->node);
852         if (rq && q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, rq, gfp_mask) < 0) {
853                 kfree(rq);
854                 rq = NULL;
855         }
856         return rq;
857 }
858
859 static void free_request_size(void *element, void *data)
860 {
861         struct request_queue *q = data;
862
863         if (q->exit_rq_fn)
864                 q->exit_rq_fn(q, element);
865         kfree(element);
866 }
867
868 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
869                 gfp_t gfp_mask)
870 {
871         if (unlikely(rl->rq_pool) || q->mq_ops)
872                 return 0;
873
874         rl->q = q;
875         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
876         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
877         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
878         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
879
880         if (q->cmd_size) {
881                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
882                                 alloc_request_size, free_request_size,
883                                 q, gfp_mask, q->node);
884         } else {
885                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
886                                 alloc_request_simple, free_request_simple,
887                                 q, gfp_mask, q->node);
888         }
889         if (!rl->rq_pool)
890                 return -ENOMEM;
891
892         if (rl != &q->root_rl)
893                 WARN_ON_ONCE(!blk_get_queue(q));
894
895         return 0;
896 }
897
898 void blk_exit_rl(struct request_queue *q, struct request_list *rl)
899 {
900         if (rl->rq_pool) {
901                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
902                 if (rl != &q->root_rl)
903                         blk_put_queue(q);
904         }
905 }
906
907 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
908 {
909         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE, NULL);
910 }
911 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
912
913 /**
914  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
915  * @q: request queue pointer
916  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
917  */
918 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
919 {
920         const bool preempt = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
921
922         while (true) {
923                 bool success = false;
924
925                 rcu_read_lock();
926                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
927                         /*
928                          * The code that sets the PREEMPT_ONLY flag is
929                          * responsible for ensuring that that flag is globally
930                          * visible before the queue is unfrozen.
931                          */
932                         if (preempt || !blk_queue_preempt_only(q)) {
933                                 success = true;
934                         } else {
935                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
936                         }
937                 }
938                 rcu_read_unlock();
939
940                 if (success)
941                         return 0;
942
943                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
944                         return -EBUSY;
945
946                 /*
947                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
948                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
949                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
950                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
951                  * never return if the two reads are reordered.
952                  */
953                 smp_rmb();
954
955                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
956                            (atomic_read(&q->mq_freeze_depth) == 0 &&
957                             (preempt || !blk_queue_preempt_only(q))) ||
958                            blk_queue_dying(q));
959                 if (blk_queue_dying(q))
960                         return -ENODEV;
961         }
962 }
963
964 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
965 {
966         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
967 }
968
969 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
970 {
971         struct request_queue *q =
972                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
973
974         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
975 }
976
977 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
978 {
979         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
980
981         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
982 }
983
984 /**
985  * blk_alloc_queue_node - allocate a request queue
986  * @gfp_mask: memory allocation flags
987  * @node_id: NUMA node to allocate memory from
988  * @lock: For legacy queues, pointer to a spinlock that will be used to e.g.
989  *        serialize calls to the legacy .request_fn() callback. Ignored for
990  *        blk-mq request queues.
991  *
992  * Note: pass the queue lock as the third argument to this function instead of
993  * setting the queue lock pointer explicitly to avoid triggering a sporadic
994  * crash in the blkcg code. This function namely calls blkcg_init_queue() and
995  * the queue lock pointer must be set before blkcg_init_queue() is called.
996  */
997 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id,
998                                            spinlock_t *lock)
999 {
1000         struct request_queue *q;
1001         int ret;
1002
1003         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
1004                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
1005         if (!q)
1006                 return NULL;
1007
1008         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
1009         q->last_merge = NULL;
1010         q->end_sector = 0;
1011         q->boundary_rq = NULL;
1012
1013         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
1014         if (q->id < 0)
1015                 goto fail_q;
1016
1017         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
1018         if (ret)
1019                 goto fail_id;
1020
1021         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(gfp_mask, node_id);
1022         if (!q->backing_dev_info)
1023                 goto fail_split;
1024
1025         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
1026         if (!q->stats)
1027                 goto fail_stats;
1028
1029         q->backing_dev_info->ra_pages =
1030                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_SIZE;
1031         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
1032         q->backing_dev_info->name = "block";
1033         q->node = node_id;
1034
1035         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
1036                     laptop_mode_timer_fn, 0);
1037         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
1038         INIT_WORK(&q->timeout_work, NULL);
1039         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
1040         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
1041 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1042         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
1043 #endif
1044         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
1045
1046         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
1047
1048 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
1049         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
1050 #endif
1051         mutex_init(&q->sysfs_lock);
1052         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
1053
1054         if (!q->mq_ops)
1055                 q->queue_lock = lock ? : &q->__queue_lock;
1056
1057         /*
1058          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
1059          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
1060          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
1061          * registered by blk_register_queue().
1062          */
1063         q->bypass_depth = 1;
1064         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
1065
1066         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
1067
1068         /*
1069          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
1070          * See blk_register_queue() for details.
1071          */
1072         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
1073                                 blk_queue_usage_counter_release,
1074                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
1075                 goto fail_bdi;
1076
1077         if (blkcg_init_queue(q))
1078                 goto fail_ref;
1079
1080         return q;
1081
1082 fail_ref:
1083         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
1084 fail_bdi:
1085         blk_free_queue_stats(q->stats);
1086 fail_stats:
1087         bdi_put(q->backing_dev_info);
1088 fail_split:
1089         bioset_exit(&q->bio_split);
1090 fail_id:
1091         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
1092 fail_q:
1093         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
1094         return NULL;
1095 }
1096 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
1097
1098 /**
1099  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
1100  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
1101  *        placed on the queue.
1102  * @lock: Request queue spin lock
1103  *
1104  * Description:
1105  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
1106  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
1107  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
1108  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
1109  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
1110  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
1111  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
1112  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
1113  *
1114  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
1115  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
1116  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
1117  *    get dealt with eventually.
1118  *
1119  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
1120  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
1121  *    disabling is needed for it.
1122  *
1123  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
1124  *    it didn't succeed.
1125  *
1126  * Note:
1127  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
1128  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
1129  **/
1130
1131 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
1132 {
1133         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
1134 }
1135 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
1136
1137 struct request_queue *
1138 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
1139 {
1140         struct request_queue *q;
1141
1142         q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id, lock);
1143         if (!q)
1144                 return NULL;
1145
1146         q->request_fn = rfn;
1147         if (blk_init_allocated_queue(q) < 0) {
1148                 blk_cleanup_queue(q);
1149                 return NULL;
1150         }
1151
1152         return q;
1153 }
1154 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
1155
1156 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio);
1157
1158
1159 int blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q)
1160 {
1161         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1162
1163         q->fq = blk_alloc_flush_queue(q, NUMA_NO_NODE, q->cmd_size);
1164         if (!q->fq)
1165                 return -ENOMEM;
1166
1167         if (q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, q->fq->flush_rq, GFP_KERNEL))
1168                 goto out_free_flush_queue;
1169
1170         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
1171                 goto out_exit_flush_rq;
1172
1173         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
1174         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
1175
1176         /*
1177          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
1178          */
1179         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
1180
1181         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
1182
1183         if (elevator_init(q))
1184                 goto out_exit_flush_rq;
1185         return 0;
1186
1187 out_exit_flush_rq:
1188         if (q->exit_rq_fn)
1189                 q->exit_rq_fn(q, q->fq->flush_rq);
1190 out_free_flush_queue:
1191         blk_free_flush_queue(q->fq);
1192         q->fq = NULL;
1193         return -ENOMEM;
1194 }
1195 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
1196
1197 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
1198 {
1199         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
1200                 __blk_get_queue(q);
1201                 return true;
1202         }
1203
1204         return false;
1205 }
1206 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
1207
1208 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
1209 {
1210         if (rq->rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1211                 elv_put_request(rl->q, rq);
1212                 if (rq->elv.icq)
1213                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
1214         }
1215
1216         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
1217 }
1218
1219 /*
1220  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
1221  * should be given priority access to a request.
1222  */
1223 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1224 {
1225         if (!ioc)
1226                 return 0;
1227
1228         /*
1229          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
1230          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
1231          * lose wakeups.
1232          */
1233         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
1234                 (ioc->nr_batch_requests > 0
1235                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
1236 }
1237
1238 /*
1239  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
1240  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
1241  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
1242  * a nice run.
1243  */
1244 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1245 {
1246         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
1247                 return;
1248
1249         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
1250         ioc->last_waited = jiffies;
1251 }
1252
1253 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
1254 {
1255         struct request_queue *q = rl->q;
1256
1257         if (rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
1258                 blk_clear_congested(rl, sync);
1259
1260         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
1261                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
1262                         wake_up(&rl->wait[sync]);
1263
1264                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
1265         }
1266 }
1267
1268 /*
1269  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
1270  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
1271  */
1272 static void freed_request(struct request_list *rl, bool sync,
1273                 req_flags_t rq_flags)
1274 {
1275         struct request_queue *q = rl->q;
1276
1277         q->nr_rqs[sync]--;
1278         rl->count[sync]--;
1279         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV)
1280                 q->nr_rqs_elvpriv--;
1281
1282         __freed_request(rl, sync);
1283
1284         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
1285                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
1286 }
1287
1288 int blk_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
1289 {
1290         struct request_list *rl;
1291         int on_thresh, off_thresh;
1292
1293         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1294
1295         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1296         q->nr_requests = nr;
1297         blk_queue_congestion_threshold(q);
1298         on_thresh = queue_congestion_on_threshold(q);
1299         off_thresh = queue_congestion_off_threshold(q);
1300
1301         blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
1302                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= on_thresh)
1303                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1304                 else if (rl->count[BLK_RW_SYNC] < off_thresh)
1305                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1306
1307                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= on_thresh)
1308                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1309                 else if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] < off_thresh)
1310                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1311
1312                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= q->nr_requests) {
1313                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1314                 } else {
1315                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1316                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
1317                 }
1318
1319                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= q->nr_requests) {
1320                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1321                 } else {
1322                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1323                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
1324                 }
1325         }
1326
1327         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1328         return 0;
1329 }
1330
1331 /**
1332  * __get_request - get a free request
1333  * @rl: request list to allocate from
1334  * @op: operation and flags
1335  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1336  * @flags: BLQ_MQ_REQ_* flags
1337  * @gfp_mask: allocator flags
1338  *
1339  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
1340  * pressure or if @q is dead.
1341  *
1342  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1343  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1344  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1345  */
1346 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, unsigned int op,
1347                 struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags, gfp_t gfp_mask)
1348 {
1349         struct request_queue *q = rl->q;
1350         struct request *rq;
1351         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
1352         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1353         struct io_cq *icq = NULL;
1354         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1355         int may_queue;
1356         req_flags_t rq_flags = RQF_ALLOCED;
1357
1358         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1359
1360         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
1361                 return ERR_PTR(-ENODEV);
1362
1363         may_queue = elv_may_queue(q, op);
1364         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
1365                 goto rq_starved;
1366
1367         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
1368                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
1369                         /*
1370                          * The queue will fill after this allocation, so set
1371                          * it as full, and mark this process as "batching".
1372                          * This process will be allowed to complete a batch of
1373                          * requests, others will be blocked.
1374                          */
1375                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
1376                                 ioc_set_batching(q, ioc);
1377                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
1378                         } else {
1379                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
1380                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
1381                                         /*
1382                                          * The queue is full and the allocating
1383                                          * process is not a "batcher", and not
1384                                          * exempted by the IO scheduler
1385                                          */
1386                                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1387                                 }
1388                         }
1389                 }
1390                 blk_set_congested(rl, is_sync);
1391         }
1392
1393         /*
1394          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
1395          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
1396          * allocated with any setting of ->nr_requests
1397          */
1398         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
1399                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1400
1401         q->nr_rqs[is_sync]++;
1402         rl->count[is_sync]++;
1403         rl->starved[is_sync] = 0;
1404
1405         /*
1406          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
1407          * so, mark @rq_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
1408          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
1409          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
1410          * makes creating new ones safe.
1411          *
1412          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
1413          * This allows a request to share the flush and elevator data.
1414          *
1415          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
1416          * it will be created after releasing queue_lock.
1417          */
1418         if (!op_is_flush(op) && !blk_queue_bypass(q)) {
1419                 rq_flags |= RQF_ELVPRIV;
1420                 q->nr_rqs_elvpriv++;
1421                 if (et->icq_cache && ioc)
1422                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
1423         }
1424
1425         if (blk_queue_io_stat(q))
1426                 rq_flags |= RQF_IO_STAT;
1427         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1428
1429         /* allocate and init request */
1430         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
1431         if (!rq)
1432                 goto fail_alloc;
1433
1434         blk_rq_init(q, rq);
1435         blk_rq_set_rl(rq, rl);
1436         rq->cmd_flags = op;
1437         rq->rq_flags = rq_flags;
1438         if (flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT)
1439                 rq->rq_flags |= RQF_PREEMPT;
1440
1441         /* init elvpriv */
1442         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1443                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
1444                         if (ioc)
1445                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
1446                         if (!icq)
1447                                 goto fail_elvpriv;
1448                 }
1449
1450                 rq->elv.icq = icq;
1451                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
1452                         goto fail_elvpriv;
1453
1454                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
1455                 if (icq)
1456                         get_io_context(icq->ioc);
1457         }
1458 out:
1459         /*
1460          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1461          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1462          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1463          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1464          */
1465         if (ioc_batching(q, ioc))
1466                 ioc->nr_batch_requests--;
1467
1468         trace_block_getrq(q, bio, op);
1469         return rq;
1470
1471 fail_elvpriv:
1472         /*
1473          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1474          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1475          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1476          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1477          */
1478         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: dev %s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1479                            __func__, dev_name(q->backing_dev_info->dev));
1480
1481         rq->rq_flags &= ~RQF_ELVPRIV;
1482         rq->elv.icq = NULL;
1483
1484         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1485         q->nr_rqs_elvpriv--;
1486         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1487         goto out;
1488
1489 fail_alloc:
1490         /*
1491          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1492          * might have messed up.
1493          *
1494          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1495          * queue, but this is pretty rare.
1496          */
1497         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1498         freed_request(rl, is_sync, rq_flags);
1499
1500         /*
1501          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1502          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1503          * freeing of a request in the other direction will notice
1504          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1505          * READ and WRITE
1506          */
1507 rq_starved:
1508         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1509                 rl->starved[is_sync] = 1;
1510         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1511 }
1512
1513 /**
1514  * get_request - get a free request
1515  * @q: request_queue to allocate request from
1516  * @op: operation and flags
1517  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1518  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags.
1519  * @gfp: allocator flags
1520  *
1521  * Get a free request from @q.  If %BLK_MQ_REQ_NOWAIT is set in @flags,
1522  * this function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1523  *
1524  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1525  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1526  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1527  */
1528 static struct request *get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1529                 struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags, gfp_t gfp)
1530 {
1531         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1532         DEFINE_WAIT(wait);
1533         struct request_list *rl;
1534         struct request *rq;
1535
1536         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1537         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1538
1539         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1540 retry:
1541         rq = __get_request(rl, op, bio, flags, gfp);
1542         if (!IS_ERR(rq))
1543                 return rq;
1544
1545         if (op & REQ_NOWAIT) {
1546                 blk_put_rl(rl);
1547                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
1548         }
1549
1550         if ((flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1551                 blk_put_rl(rl);
1552                 return rq;
1553         }
1554
1555         /* wait on @rl and retry */
1556         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1557                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1558
1559         trace_block_sleeprq(q, bio, op);
1560
1561         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1562         io_schedule();
1563
1564         /*
1565          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1566          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1567          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1568          */
1569         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1570
1571         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1572         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1573
1574         goto retry;
1575 }
1576
1577 /* flags: BLK_MQ_REQ_PREEMPT and/or BLK_MQ_REQ_NOWAIT. */
1578 static struct request *blk_old_get_request(struct request_queue *q,
1579                                 unsigned int op, blk_mq_req_flags_t flags)
1580 {
1581         struct request *rq;
1582         gfp_t gfp_mask = flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT ? GFP_ATOMIC : GFP_NOIO;
1583         int ret = 0;
1584
1585         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1586
1587         /* create ioc upfront */
1588         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1589
1590         ret = blk_queue_enter(q, flags);
1591         if (ret)
1592                 return ERR_PTR(ret);
1593         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1594         rq = get_request(q, op, NULL, flags, gfp_mask);
1595         if (IS_ERR(rq)) {
1596                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1597                 blk_queue_exit(q);
1598                 return rq;
1599         }
1600
1601         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1602         rq->__data_len = 0;
1603         rq->__sector = (sector_t) -1;
1604         rq->bio = rq->biotail = NULL;
1605         return rq;
1606 }
1607
1608 /**
1609  * blk_get_request - allocate a request
1610  * @q: request queue to allocate a request for
1611  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
1612  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
1613  */
1614 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1615                                 blk_mq_req_flags_t flags)
1616 {
1617         struct request *req;
1618
1619         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
1620         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
1621
1622         if (q->mq_ops) {
1623                 req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
1624                 if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
1625                         q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
1626         } else {
1627                 req = blk_old_get_request(q, op, flags);
1628                 if (!IS_ERR(req) && q->initialize_rq_fn)
1629                         q->initialize_rq_fn(req);
1630         }
1631
1632         return req;
1633 }
1634 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1635
1636 /**
1637  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1638  * @q:          request queue where request should be inserted
1639  * @rq:         request to be inserted
1640  *
1641  * Description:
1642  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1643  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1644  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1645  */
1646 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1647 {
1648         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1649         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1650
1651         blk_delete_timer(rq);
1652         blk_clear_rq_complete(rq);
1653         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1654         rq_qos_requeue(q, rq);
1655
1656         if (rq->rq_flags & RQF_QUEUED)
1657                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1658
1659         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1660
1661         elv_requeue_request(q, rq);
1662 }
1663 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1664
1665 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1666                              int where)
1667 {
1668         blk_account_io_start(rq, true);
1669         __elv_add_request(q, rq, where);
1670 }
1671
1672 static void part_round_stats_single(struct request_queue *q, int cpu,
1673                                     struct hd_struct *part, unsigned long now,
1674                                     unsigned int inflight)
1675 {
1676         if (inflight) {
1677                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1678                                 inflight * (now - part->stamp));
1679                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1680         }
1681         part->stamp = now;
1682 }
1683
1684 /**
1685  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1686  * @q: target block queue
1687  * @cpu: cpu number for stats access
1688  * @part: target partition
1689  *
1690  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1691  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1692  * time it has been in this state for.
1693  *
1694  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1695  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1696  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1697  * function to do a round-off before returning the results when reading
1698  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1699  * the current jiffies and restarts the counters again.
1700  */
1701 void part_round_stats(struct request_queue *q, int cpu, struct hd_struct *part)
1702 {
1703         struct hd_struct *part2 = NULL;
1704         unsigned long now = jiffies;
1705         unsigned int inflight[2];
1706         int stats = 0;
1707
1708         if (part->stamp != now)
1709                 stats |= 1;
1710
1711         if (part->partno) {
1712                 part2 = &part_to_disk(part)->part0;
1713                 if (part2->stamp != now)
1714                         stats |= 2;
1715         }
1716
1717         if (!stats)
1718                 return;
1719
1720         part_in_flight(q, part, inflight);
1721
1722         if (stats & 2)
1723                 part_round_stats_single(q, cpu, part2, now, inflight[1]);
1724         if (stats & 1)
1725                 part_round_stats_single(q, cpu, part, now, inflight[0]);
1726 }
1727 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1728
1729 #ifdef CONFIG_PM
1730 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1731 {
1732         if (rq->q->dev && !(rq->rq_flags & RQF_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1733                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1734 }
1735 #else
1736 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1737 #endif
1738
1739 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1740 {
1741         req_flags_t rq_flags = req->rq_flags;
1742
1743         if (unlikely(!q))
1744                 return;
1745
1746         if (q->mq_ops) {
1747                 blk_mq_free_request(req);
1748                 return;
1749         }
1750
1751         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1752
1753         blk_req_zone_write_unlock(req);
1754         blk_pm_put_request(req);
1755
1756         elv_completed_request(q, req);
1757
1758         /* this is a bio leak */
1759         WARN_ON(req->bio != NULL);
1760
1761         rq_qos_done(q, req);
1762
1763         /*
1764          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1765          * it didn't come out of our reserved rq pools
1766          */
1767         if (rq_flags & RQF_ALLOCED) {
1768                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1769                 bool sync = op_is_sync(req->cmd_flags);
1770
1771                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1772                 BUG_ON(ELV_ON_HASH(req));
1773
1774                 blk_free_request(rl, req);
1775                 freed_request(rl, sync, rq_flags);
1776                 blk_put_rl(rl);
1777                 blk_queue_exit(q);
1778         }
1779 }
1780 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1781
1782 void blk_put_request(struct request *req)
1783 {
1784         struct request_queue *q = req->q;
1785
1786         if (q->mq_ops)
1787                 blk_mq_free_request(req);
1788         else {
1789                 unsigned long flags;
1790
1791                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1792                 __blk_put_request(q, req);
1793                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1794         }
1795 }
1796 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1797
1798 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1799                             struct bio *bio)
1800 {
1801         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1802
1803         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1804                 return false;
1805
1806         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1807
1808         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1809                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1810
1811         req->biotail->bi_next = bio;
1812         req->biotail = bio;
1813         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1814         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1815
1816         blk_account_io_start(req, false);
1817         return true;
1818 }
1819
1820 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1821                              struct bio *bio)
1822 {
1823         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1824
1825         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1826                 return false;
1827
1828         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1829
1830         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1831                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1832
1833         bio->bi_next = req->bio;
1834         req->bio = bio;
1835
1836         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1837         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1838         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1839
1840         blk_account_io_start(req, false);
1841         return true;
1842 }
1843
1844 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1845                 struct bio *bio)
1846 {
1847         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
1848
1849         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
1850                 goto no_merge;
1851         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
1852             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
1853                 goto no_merge;
1854
1855         req->biotail->bi_next = bio;
1856         req->biotail = bio;
1857         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1858         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1859         req->nr_phys_segments = segments + 1;
1860
1861         blk_account_io_start(req, false);
1862         return true;
1863 no_merge:
1864         req_set_nomerge(q, req);
1865         return false;
1866 }
1867
1868 /**
1869  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1870  * @q: request_queue new bio is being queued at
1871  * @bio: new bio being queued
1872  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1873  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
1874  * another request associated with @q is found on the plug list
1875  * (optional, may be %NULL)
1876  *
1877  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1878  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1879  * otherwise %false.
1880  *
1881  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1882  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1883  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1884  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1885  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1886  * merging parameters without querying the elevator.
1887  *
1888  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
1889  */
1890 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1891                             unsigned int *request_count,
1892                             struct request **same_queue_rq)
1893 {
1894         struct blk_plug *plug;
1895         struct request *rq;
1896         struct list_head *plug_list;
1897
1898         plug = current->plug;
1899         if (!plug)
1900                 return false;
1901         *request_count = 0;
1902
1903         if (q->mq_ops)
1904                 plug_list = &plug->mq_list;
1905         else
1906                 plug_list = &plug->list;
1907
1908         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
1909                 bool merged = false;
1910
1911                 if (rq->q == q) {
1912                         (*request_count)++;
1913                         /*
1914                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
1915                          * rq in the same queue, there should be only one such
1916                          * rq in a queue
1917                          **/
1918                         if (same_queue_rq)
1919                                 *same_queue_rq = rq;
1920                 }
1921
1922                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1923                         continue;
1924
1925                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
1926                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1927                         merged = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1928                         break;
1929                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1930                         merged = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1931                         break;
1932                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
1933                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
1934                         break;
1935                 default:
1936                         break;
1937                 }
1938
1939                 if (merged)
1940                         return true;
1941         }
1942
1943         return false;
1944 }
1945
1946 unsigned int blk_plug_queued_count(struct request_queue *q)
1947 {
1948         struct blk_plug *plug;
1949         struct request *rq;
1950         struct list_head *plug_list;
1951         unsigned int ret = 0;
1952
1953         plug = current->plug;
1954         if (!plug)
1955                 goto out;
1956
1957         if (q->mq_ops)
1958                 plug_list = &plug->mq_list;
1959         else
1960                 plug_list = &plug->list;
1961
1962         list_for_each_entry(rq, plug_list, queuelist) {
1963                 if (rq->q == q)
1964                         ret++;
1965         }
1966 out:
1967         return ret;
1968 }
1969
1970 void blk_init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1971 {
1972         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1973
1974         if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
1975                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1976
1977         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1978         if (ioprio_valid(bio_prio(bio)))
1979                 req->ioprio = bio_prio(bio);
1980         else if (ioc)
1981                 req->ioprio = ioc->ioprio;
1982         else
1983                 req->ioprio = IOPRIO_PRIO_VALUE(IOPRIO_CLASS_NONE, 0);
1984         req->write_hint = bio->bi_write_hint;
1985         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1986 }
1987 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_init_request_from_bio);
1988
1989 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1990 {
1991         struct blk_plug *plug;
1992         int where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1993         struct request *req, *free;
1994         unsigned int request_count = 0;
1995
1996         /*
1997          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1998          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1999          * ISA dma in theory)
2000          */
2001         blk_queue_bounce(q, &bio);
2002
2003         blk_queue_split(q, &bio);
2004
2005         if (!bio_integrity_prep(bio))
2006                 return BLK_QC_T_NONE;
2007
2008         if (op_is_flush(bio->bi_opf)) {
2009                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
2010                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2011                 goto get_rq;
2012         }
2013
2014         /*
2015          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
2016          * any locks.
2017          */
2018         if (!blk_queue_nomerges(q)) {
2019                 if (blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count, NULL))
2020                         return BLK_QC_T_NONE;
2021         } else
2022                 request_count = blk_plug_queued_count(q);
2023
2024         spin_lock_irq(q->queue_lock);
2025
2026         switch (elv_merge(q, &req, bio)) {
2027         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
2028                 if (!bio_attempt_back_merge(q, req, bio))
2029                         break;
2030                 elv_bio_merged(q, req, bio);
2031                 free = attempt_back_merge(q, req);
2032                 if (free)
2033                         __blk_put_request(q, free);
2034                 else
2035                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_BACK_MERGE);
2036                 goto out_unlock;
2037         case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
2038                 if (!bio_attempt_front_merge(q, req, bio))
2039                         break;
2040                 elv_bio_merged(q, req, bio);
2041                 free = attempt_front_merge(q, req);
2042                 if (free)
2043                         __blk_put_request(q, free);
2044                 else
2045                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_FRONT_MERGE);
2046                 goto out_unlock;
2047         default:
2048                 break;
2049         }
2050
2051 get_rq:
2052         rq_qos_throttle(q, bio, q->queue_lock);
2053
2054         /*
2055          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
2056          * Returns with the queue unlocked.
2057          */
2058         blk_queue_enter_live(q);
2059         req = get_request(q, bio->bi_opf, bio, 0, GFP_NOIO);
2060         if (IS_ERR(req)) {
2061                 blk_queue_exit(q);
2062                 rq_qos_cleanup(q, bio);
2063                 if (PTR_ERR(req) == -ENOMEM)
2064                         bio->bi_status = BLK_STS_RESOURCE;
2065                 else
2066                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
2067                 bio_endio(bio);
2068                 goto out_unlock;
2069         }
2070
2071         rq_qos_track(q, req, bio);
2072
2073         /*
2074          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
2075          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
2076          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
2077          * often, and the elevators are able to handle it.
2078          */
2079         blk_init_request_from_bio(req, bio);
2080
2081         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
2082                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
2083
2084         plug = current->plug;
2085         if (plug) {
2086                 /*
2087                  * If this is the first request added after a plug, fire
2088                  * of a plug trace.
2089                  *
2090                  * @request_count may become stale because of schedule
2091                  * out, so check plug list again.
2092                  */
2093                 if (!request_count || list_empty(&plug->list))
2094                         trace_block_plug(q);
2095                 else {
2096                         struct request *last = list_entry_rq(plug->list.prev);
2097                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT ||
2098                             blk_rq_bytes(last) >= BLK_PLUG_FLUSH_SIZE) {
2099                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
2100                                 trace_block_plug(q);
2101                         }
2102                 }
2103                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
2104                 blk_account_io_start(req, true);
2105         } else {
2106                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
2107                 add_acct_request(q, req, where);
2108                 __blk_run_queue(q);
2109 out_unlock:
2110                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
2111         }
2112
2113         return BLK_QC_T_NONE;
2114 }
2115
2116 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
2117 {
2118         char b[BDEVNAME_SIZE];
2119
2120         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
2121         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
2122                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
2123                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
2124                         (long long)maxsector);
2125 }
2126
2127 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
2128
2129 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
2130
2131 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
2132 {
2133         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
2134 }
2135 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
2136
2137 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
2138 {
2139         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
2140 }
2141
2142 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
2143 {
2144         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
2145                                                 NULL, &fail_make_request);
2146
2147         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
2148 }
2149
2150 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
2151
2152 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2153
2154 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
2155                                         unsigned int bytes)
2156 {
2157         return false;
2158 }
2159
2160 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2161
2162 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio, struct hd_struct *part)
2163 {
2164         const int op = bio_op(bio);
2165
2166         if (part->policy && op_is_write(op)) {
2167                 char b[BDEVNAME_SIZE];
2168
2169                 if (op_is_flush(bio->bi_opf) && !bio_sectors(bio))
2170                         return false;
2171
2172                 WARN_ONCE(1,
2173                        "generic_make_request: Trying to write "
2174                         "to read-only block-device %s (partno %d)\n",
2175                         bio_devname(bio, b), part->partno);
2176                 /* Older lvm-tools actually trigger this */
2177                 return false;
2178         }
2179
2180         return false;
2181 }
2182
2183 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
2184 {
2185         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
2186                 return -EIO;
2187         return 0;
2188 }
2189 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
2190
2191 /*
2192  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
2193  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
2194  * the device, e.g., when mounting a file system.
2195  */
2196 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, sector_t maxsector)
2197 {
2198         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
2199
2200         if (nr_sectors && maxsector &&
2201             (nr_sectors > maxsector ||
2202              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
2203                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
2204                 return -EIO;
2205         }
2206         return 0;
2207 }
2208
2209 /*
2210  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
2211  */
2212 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
2213 {
2214         struct hd_struct *p;
2215         int ret = -EIO;
2216
2217         rcu_read_lock();
2218         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
2219         if (unlikely(!p))
2220                 goto out;
2221         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
2222                 goto out;
2223         if (unlikely(bio_check_ro(bio, p)))
2224                 goto out;
2225
2226         /*
2227          * Zone reset does not include bi_size so bio_sectors() is always 0.
2228          * Include a test for the reset op code and perform the remap if needed.
2229          */
2230         if (bio_sectors(bio) || bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_RESET) {
2231                 if (bio_check_eod(bio, part_nr_sects_read(p)))
2232                         goto out;
2233                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
2234                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
2235                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
2236         }
2237         bio->bi_partno = 0;
2238         ret = 0;
2239 out:
2240         rcu_read_unlock();
2241         return ret;
2242 }
2243
2244 static noinline_for_stack bool
2245 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
2246 {
2247         struct request_queue *q;
2248         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
2249         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
2250         char b[BDEVNAME_SIZE];
2251
2252         might_sleep();
2253
2254         q = bio->bi_disk->queue;
2255         if (unlikely(!q)) {
2256                 printk(KERN_ERR
2257                        "generic_make_request: Trying to access "
2258                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
2259                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
2260                 goto end_io;
2261         }
2262
2263         /*
2264          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
2265          * if queue is not a request based queue.
2266          */
2267         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_rq_based(q))
2268                 goto not_supported;
2269
2270         if (should_fail_bio(bio))
2271                 goto end_io;
2272
2273         if (bio->bi_partno) {
2274                 if (unlikely(blk_partition_remap(bio)))
2275                         goto end_io;
2276         } else {
2277                 if (unlikely(bio_check_ro(bio, &bio->bi_disk->part0)))
2278                         goto end_io;
2279                 if (unlikely(bio_check_eod(bio, get_capacity(bio->bi_disk))))
2280                         goto end_io;
2281         }
2282
2283         /*
2284          * Filter flush bio's early so that make_request based
2285          * drivers without flush support don't have to worry
2286          * about them.
2287          */
2288         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
2289             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
2290                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
2291                 if (!nr_sectors) {
2292                         status = BLK_STS_OK;
2293                         goto end_io;
2294                 }
2295         }
2296
2297         switch (bio_op(bio)) {
2298         case REQ_OP_DISCARD:
2299                 if (!blk_queue_discard(q))
2300                         goto not_supported;
2301                 break;
2302         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
2303                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
2304                         goto not_supported;
2305                 break;
2306         case REQ_OP_WRITE_SAME:
2307                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
2308                         goto not_supported;
2309                 break;
2310         case REQ_OP_ZONE_REPORT:
2311         case REQ_OP_ZONE_RESET:
2312                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
2313                         goto not_supported;
2314                 break;
2315         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
2316                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
2317                         goto not_supported;
2318                 break;
2319         default:
2320                 break;
2321         }
2322
2323         /*
2324          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
2325          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
2326          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
2327          * layer knows how to live with it.
2328          */
2329         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
2330
2331         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
2332                 return false;
2333
2334         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
2335                 trace_block_bio_queue(q, bio);
2336                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
2337                  * completion as well.
2338                  */
2339                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
2340         }
2341         return true;
2342
2343 not_supported:
2344         status = BLK_STS_NOTSUPP;
2345 end_io:
2346         bio->bi_status = status;
2347         bio_endio(bio);
2348         return false;
2349 }
2350
2351 /**
2352  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
2353  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2354  *
2355  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
2356  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
2357  * to be done.
2358  *
2359  * generic_make_request() does not return any status.  The
2360  * success/failure status of the request, along with notification of
2361  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
2362  * function described (one day) else where.
2363  *
2364  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
2365  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
2366  * set to describe the device address, and the
2367  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
2368  * completion notification should be signaled.
2369  *
2370  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
2371  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
2372  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
2373  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
2374  */
2375 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
2376 {
2377         /*
2378          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
2379          * make_request_fn.
2380          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
2381          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
2382          * yet.
2383          */
2384         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
2385         blk_mq_req_flags_t flags = 0;
2386         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2387         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
2388
2389         if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
2390                 flags = BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
2391         if (bio_flagged(bio, BIO_QUEUE_ENTERED))
2392                 blk_queue_enter_live(q);
2393         else if (blk_queue_enter(q, flags) < 0) {
2394                 if (!blk_queue_dying(q) && (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT))
2395                         bio_wouldblock_error(bio);
2396                 else
2397                         bio_io_error(bio);
2398                 return ret;
2399         }
2400
2401         if (!generic_make_request_checks(bio))
2402                 goto out;
2403
2404         /*
2405          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
2406          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
2407          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
2408          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
2409          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
2410          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
2411          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
2412          * should be added at the tail
2413          */
2414         if (current->bio_list) {
2415                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
2416                 goto out;
2417         }
2418
2419         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
2420          * explanation.
2421          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
2422          * ensure that) so we have a list with a single bio.
2423          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
2424          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
2425          * thus initialising the bio_list of new bios to be
2426          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
2427          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
2428          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
2429          * from the top.  In this case we really did just take the bio
2430          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
2431          * bio_list, and call into ->make_request() again.
2432          */
2433         BUG_ON(bio->bi_next);
2434         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2435         current->bio_list = bio_list_on_stack;
2436         do {
2437                 bool enter_succeeded = true;
2438
2439                 if (unlikely(q != bio->bi_disk->queue)) {
2440                         if (q)
2441                                 blk_queue_exit(q);
2442                         q = bio->bi_disk->queue;
2443                         flags = 0;
2444                         if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
2445                                 flags = BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
2446                         if (blk_queue_enter(q, flags) < 0) {
2447                                 enter_succeeded = false;
2448                                 q = NULL;
2449                         }
2450                 }
2451
2452                 if (enter_succeeded) {
2453                         struct bio_list lower, same;
2454
2455                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
2456                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
2457                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2458                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2459
2460                         /* sort new bios into those for a lower level
2461                          * and those for the same level
2462                          */
2463                         bio_list_init(&lower);
2464                         bio_list_init(&same);
2465                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
2466                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
2467                                         bio_list_add(&same, bio);
2468                                 else
2469                                         bio_list_add(&lower, bio);
2470                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
2471                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
2472                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
2473                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
2474                 } else {
2475                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
2476                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
2477                                 bio_wouldblock_error(bio);
2478                         else
2479                                 bio_io_error(bio);
2480                 }
2481                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
2482         } while (bio);
2483         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
2484
2485 out:
2486         if (q)
2487                 blk_queue_exit(q);
2488         return ret;
2489 }
2490 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
2491
2492 /**
2493  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
2494  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2495  *
2496  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
2497  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
2498  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
2499  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
2500  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
2501  */
2502 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
2503 {
2504         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2505         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
2506         blk_qc_t ret;
2507
2508         if (!generic_make_request_checks(bio))
2509                 return BLK_QC_T_NONE;
2510
2511         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
2512                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
2513                         bio->bi_status = BLK_STS_AGAIN;
2514                 else
2515                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
2516                 bio_endio(bio);
2517                 return BLK_QC_T_NONE;
2518         }
2519
2520         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2521         blk_queue_exit(q);
2522         return ret;
2523 }
2524 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
2525
2526 /**
2527  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
2528  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
2529  *
2530  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
2531  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
2532  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
2533  *
2534  */
2535 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
2536 {
2537         /*
2538          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
2539          * go through the normal accounting stuff before submission.
2540          */
2541         if (bio_has_data(bio)) {
2542                 unsigned int count;
2543
2544                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
2545                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue) >> 9;
2546                 else
2547                         count = bio_sectors(bio);
2548
2549                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
2550                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
2551                 } else {
2552                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
2553                         count_vm_events(PGPGIN, count);
2554                 }
2555
2556                 if (unlikely(block_dump)) {
2557                         char b[BDEVNAME_SIZE];
2558                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
2559                         current->comm, task_pid_nr(current),
2560                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
2561                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
2562                                 bio_devname(bio, b), count);
2563                 }
2564         }
2565
2566         return generic_make_request(bio);
2567 }
2568 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
2569
2570 bool blk_poll(struct request_queue *q, blk_qc_t cookie)
2571 {
2572         if (!q->poll_fn || !blk_qc_t_valid(cookie))
2573                 return false;
2574
2575         if (current->plug)
2576                 blk_flush_plug_list(current->plug, false);
2577         return q->poll_fn(q, cookie);
2578 }
2579 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_poll);
2580
2581 /**
2582  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
2583  *                              for new the queue limits
2584  * @q:  the queue
2585  * @rq: the request being checked
2586  *
2587  * Description:
2588  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
2589  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
2590  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
2591  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
2592  *    the insertion using this generic function.
2593  *
2594  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
2595  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
2596  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
2597  */
2598 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
2599                                       struct request *rq)
2600 {
2601         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
2602                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
2603                 return -EIO;
2604         }
2605
2606         /*
2607          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
2608          * may differ from that of other stacking queues.
2609          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
2610          * limitation.
2611          */
2612         blk_recalc_rq_segments(rq);
2613         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
2614                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
2615                 return -EIO;
2616         }
2617
2618         return 0;
2619 }
2620
2621 /**
2622  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
2623  * @q:  the queue to submit the request
2624  * @rq: the request being queued
2625  */
2626 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
2627 {
2628         unsigned long flags;
2629         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
2630
2631         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
2632                 return BLK_STS_IOERR;
2633
2634         if (rq->rq_disk &&
2635             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
2636                 return BLK_STS_IOERR;
2637
2638         if (q->mq_ops) {
2639                 if (blk_queue_io_stat(q))
2640                         blk_account_io_start(rq, true);
2641                 /*
2642                  * Since we have a scheduler attached on the top device,
2643                  * bypass a potential scheduler on the bottom device for
2644                  * insert.
2645                  */
2646                 return blk_mq_request_issue_directly(rq);
2647         }
2648
2649         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2650         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
2651                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2652                 return BLK_STS_IOERR;
2653         }
2654
2655         /*
2656          * Submitting request must be dequeued before calling this function
2657          * because it will be linked to another request_queue
2658          */
2659         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
2660
2661         if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
2662                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2663
2664         add_acct_request(q, rq, where);
2665         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
2666                 __blk_run_queue(q);
2667         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2668
2669         return BLK_STS_OK;
2670 }
2671 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
2672
2673 /**
2674  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
2675  * @rq: request to examine
2676  *
2677  * Description:
2678  *     A request could be merge of IOs which require different failure
2679  *     handling.  This function determines the number of bytes which
2680  *     can be failed from the beginning of the request without
2681  *     crossing into area which need to be retried further.
2682  *
2683  * Return:
2684  *     The number of bytes to fail.
2685  */
2686 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
2687 {
2688         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
2689         unsigned int bytes = 0;
2690         struct bio *bio;
2691
2692         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
2693                 return blk_rq_bytes(rq);
2694
2695         /*
2696          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2697          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2698          * which have all the failfast bits that the first one has -
2699          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2700          * one.
2701          */
2702         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2703                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
2704                         break;
2705                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
2706         }
2707
2708         /* this could lead to infinite loop */
2709         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2710         return bytes;
2711 }
2712 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2713
2714 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2715 {
2716         if (blk_do_io_stat(req)) {
2717                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
2718                 struct hd_struct *part;
2719                 int cpu;
2720
2721                 cpu = part_stat_lock();
2722                 part = req->part;
2723                 part_stat_add(cpu, part, sectors[sgrp], bytes >> 9);
2724                 part_stat_unlock();
2725         }
2726 }
2727
2728 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
2729 {
2730         /*
2731          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2732          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2733          * containing request is enough.
2734          */
2735         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
2736                 unsigned long duration;
2737                 const int sgrp = op_stat_group(req_op(req));
2738                 struct hd_struct *part;
2739                 int cpu;
2740
2741                 duration = nsecs_to_jiffies(now - req->start_time_ns);
2742                 cpu = part_stat_lock();
2743                 part = req->part;
2744
2745                 part_stat_inc(cpu, part, ios[sgrp]);
2746                 part_stat_add(cpu, part, ticks[sgrp], duration);
2747                 part_round_stats(req->q, cpu, part);
2748                 part_dec_in_flight(req->q, part, rq_data_dir(req));
2749
2750                 hd_struct_put(part);
2751                 part_stat_unlock();
2752         }
2753 }
2754
2755 #ifdef CONFIG_PM
2756 /*
2757  * Don't process normal requests when queue is suspended
2758  * or in the process of suspending/resuming
2759  */
2760 static bool blk_pm_allow_request(struct request *rq)
2761 {
2762         switch (rq->q->rpm_status) {
2763         case RPM_RESUMING:
2764         case RPM_SUSPENDING:
2765                 return rq->rq_flags & RQF_PM;
2766         case RPM_SUSPENDED:
2767                 return false;
2768         default:
2769                 return true;
2770         }
2771 }
2772 #else
2773 static bool blk_pm_allow_request(struct request *rq)
2774 {
2775         return true;
2776 }
2777 #endif
2778
2779 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
2780 {
2781         struct hd_struct *part;
2782         int rw = rq_data_dir(rq);
2783         int cpu;
2784
2785         if (!blk_do_io_stat(rq))
2786                 return;
2787
2788         cpu = part_stat_lock();
2789
2790         if (!new_io) {
2791                 part = rq->part;
2792                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
2793         } else {
2794                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
2795                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
2796                         /*
2797                          * The partition is already being removed,
2798                          * the request will be accounted on the disk only
2799                          *
2800                          * We take a reference on disk->part0 although that
2801                          * partition will never be deleted, so we can treat
2802                          * it as any other partition.
2803                          */
2804                         part = &rq->rq_disk->part0;
2805                         hd_struct_get(part);
2806                 }
2807                 part_round_stats(rq->q, cpu, part);
2808                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
2809                 rq->part = part;
2810         }
2811
2812         part_stat_unlock();
2813 }
2814
2815 static struct request *elv_next_request(struct request_queue *q)
2816 {
2817         struct request *rq;
2818         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
2819
2820         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2821
2822         while (1) {
2823                 list_for_each_entry(rq, &q->queue_head, queuelist) {
2824                         if (blk_pm_allow_request(rq))
2825                                 return rq;
2826
2827                         if (rq->rq_flags & RQF_SOFTBARRIER)
2828                                 break;
2829                 }
2830
2831                 /*
2832                  * Flush request is running and flush request isn't queueable
2833                  * in the drive, we can hold the queue till flush request is
2834                  * finished. Even we don't do this, driver can't dispatch next
2835                  * requests and will requeue them. And this can improve
2836                  * throughput too. For example, we have request flush1, write1,
2837                  * flush 2. flush1 is dispatched, then queue is hold, write1
2838                  * isn't inserted to queue. After flush1 is finished, flush2
2839                  * will be dispatched. Since disk cache is already clean,
2840                  * flush2 will be finished very soon, so looks like flush2 is
2841                  * folded to flush1.
2842                  * Since the queue is hold, a flag is set to indicate the queue
2843                  * should be restarted later. Please see flush_end_io() for
2844                  * details.
2845                  */
2846                 if (fq->flush_pending_idx != fq->flush_running_idx &&
2847                                 !queue_flush_queueable(q)) {
2848                         fq->flush_queue_delayed = 1;
2849                         return NULL;
2850                 }
2851                 if (unlikely(blk_queue_bypass(q)) ||
2852                     !q->elevator->type->ops.sq.elevator_dispatch_fn(q, 0))
2853                         return NULL;
2854         }
2855 }
2856
2857 /**
2858  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2859  * @q: request queue to peek at
2860  *
2861  * Description:
2862  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2863  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2864  *     processing it.
2865  *
2866  * Return:
2867  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2868  *     otherwise.
2869  */
2870 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2871 {
2872         struct request *rq;
2873         int ret;
2874
2875         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
2876         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2877
2878         while ((rq = elv_next_request(q)) != NULL) {
2879                 if (!(rq->rq_flags & RQF_STARTED)) {
2880                         /*
2881                          * This is the first time the device driver
2882                          * sees this request (possibly after
2883                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2884                          */
2885                         if (rq->rq_flags & RQF_SORTED)
2886                                 elv_activate_rq(q, rq);
2887
2888                         /*
2889                          * just mark as started even if we don't start
2890                          * it, a request that has been delayed should
2891                          * not be passed by new incoming requests
2892                          */
2893                         rq->rq_flags |= RQF_STARTED;
2894                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2895                 }
2896
2897                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2898                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2899                         q->boundary_rq = NULL;
2900                 }
2901
2902                 if (rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)
2903                         break;
2904
2905                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2906                         /*
2907                          * make sure space for the drain appears we
2908                          * know we can do this because max_hw_segments
2909                          * has been adjusted to be one fewer than the
2910                          * device can handle
2911                          */
2912                         rq->nr_phys_segments++;
2913                 }
2914
2915                 if (!q->prep_rq_fn)
2916                         break;
2917
2918                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2919                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2920                         break;
2921                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2922                         /*
2923                          * the request may have been (partially) prepped.
2924                          * we need to keep this request in the front to
2925                          * avoid resource deadlock.  RQF_STARTED will
2926                          * prevent other fs requests from passing this one.
2927                          */
2928                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2929                             !(rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)) {
2930                                 /*
2931                                  * remove the space for the drain we added
2932                                  * so that we don't add it again
2933                                  */
2934                                 --rq->nr_phys_segments;
2935                         }
2936
2937                         rq = NULL;
2938                         break;
2939                 } else if (ret == BLKPREP_KILL || ret == BLKPREP_INVALID) {
2940                         rq->rq_flags |= RQF_QUIET;
2941                         /*
2942                          * Mark this request as started so we don't trigger
2943                          * any debug logic in the end I/O path.
2944                          */
2945                         blk_start_request(rq);
2946                         __blk_end_request_all(rq, ret == BLKPREP_INVALID ?
2947                                         BLK_STS_TARGET : BLK_STS_IOERR);
2948                 } else {
2949                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2950                         break;
2951                 }
2952         }
2953
2954         return rq;
2955 }
2956 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2957
2958 static void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2959 {
2960         struct request_queue *q = rq->q;
2961
2962         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2963         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2964
2965         list_del_init(&rq->queuelist);
2966
2967         /*
2968          * the time frame between a request being removed from the lists
2969          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2970          * the driver side.
2971          */
2972         if (blk_account_rq(rq))
2973                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2974 }
2975
2976 /**
2977  * blk_start_request - start request processing on the driver
2978  * @req: request to dequeue
2979  *
2980  * Description:
2981  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2982  *     request to the driver.
2983  */
2984 void blk_start_request(struct request *req)
2985 {
2986         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
2987         WARN_ON_ONCE(req->q->mq_ops);
2988
2989         blk_dequeue_request(req);
2990
2991         if (test_bit(QUEUE_FLAG_STATS, &req->q->queue_flags)) {
2992                 req->io_start_time_ns = ktime_get_ns();
2993 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_THROTTLING_LOW
2994                 req->throtl_size = blk_rq_sectors(req);
2995 #endif
2996                 req->rq_flags |= RQF_STATS;
2997                 rq_qos_issue(req->q, req);
2998         }
2999
3000         BUG_ON(blk_rq_is_complete(req));
3001         blk_add_timer(req);
3002 }
3003 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
3004
3005 /**
3006  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
3007  * @q: request queue to fetch a request from
3008  *
3009  * Description:
3010  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
3011  *     return and LLD can start processing it immediately.
3012  *
3013  * Return:
3014  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
3015  *     otherwise.
3016  */
3017 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
3018 {
3019         struct request *rq;
3020
3021         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
3022         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3023
3024         rq = blk_peek_request(q);
3025         if (rq)
3026                 blk_start_request(rq);
3027         return rq;
3028 }
3029 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
3030
3031 /*
3032  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
3033  * The request must not have been partially completed before.
3034  */
3035 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
3036 {
3037         if (rq->bio) {
3038                 if (list->tail)
3039                         list->tail->bi_next = rq->bio;
3040                 else
3041                         list->head = rq->bio;
3042                 list->tail = rq->biotail;
3043
3044                 rq->bio = NULL;
3045                 rq->biotail = NULL;
3046         }
3047
3048         rq->__data_len = 0;
3049 }
3050 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
3051
3052 /**
3053  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
3054  * @req:      the request being processed
3055  * @error:    block status code
3056  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
3057  *
3058  * Description:
3059  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
3060  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
3061  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
3062  *
3063  *     This special helper function is only for request stacking drivers
3064  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
3065  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
3066  *
3067  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
3068  *     %false return from this function.
3069  *
3070  * Note:
3071  *      The RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag is ignored on purpose in both
3072  *      blk_rq_bytes() and in blk_update_request().
3073  *
3074  * Return:
3075  *     %false - this request doesn't have any more data
3076  *     %true  - this request has more data
3077  **/
3078 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
3079                 unsigned int nr_bytes)
3080 {
3081         int total_bytes;
3082
3083         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
3084
3085         if (!req->bio)
3086                 return false;
3087
3088         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
3089                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
3090                 print_req_error(req, error);
3091
3092         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
3093
3094         total_bytes = 0;
3095         while (req->bio) {
3096                 struct bio *bio = req->bio;
3097                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
3098
3099                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
3100                         req->bio = bio->bi_next;
3101
3102                 /* Completion has already been traced */
3103                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
3104                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
3105
3106                 total_bytes += bio_bytes;
3107                 nr_bytes -= bio_bytes;
3108
3109                 if (!nr_bytes)
3110                         break;
3111         }
3112
3113         /*
3114          * completely done
3115          */
3116         if (!req->bio) {
3117                 /*
3118                  * Reset counters so that the request stacking driver
3119                  * can find how many bytes remain in the request
3120                  * later.
3121                  */
3122                 req->__data_len = 0;
3123                 return false;
3124         }
3125
3126         req->__data_len -= total_bytes;
3127
3128         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
3129         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
3130                 req->__sector += total_bytes >> 9;
3131
3132         /* mixed attributes always follow the first bio */
3133         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
3134                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
3135                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
3136         }
3137
3138         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
3139                 /*
3140                  * If total number of sectors is less than the first segment
3141                  * size, something has gone terribly wrong.
3142                  */
3143                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
3144                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
3145                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
3146                 }
3147
3148                 /* recalculate the number of segments */
3149                 blk_recalc_rq_segments(req);
3150         }
3151
3152         return true;
3153 }
3154 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
3155
3156 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3157                                     unsigned int nr_bytes,
3158                                     unsigned int bidi_bytes)
3159 {
3160         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
3161                 return true;
3162
3163         /* Bidi request must be completed as a whole */
3164         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
3165             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
3166                 return true;
3167
3168         if (blk_queue_add_random(rq->q))
3169                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
3170
3171         return false;
3172 }
3173
3174 /**
3175  * blk_unprep_request - unprepare a request
3176  * @req:        the request
3177  *
3178  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
3179  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
3180  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
3181  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
3182  * lock is held when calling this.
3183  */
3184 void blk_unprep_request(struct request *req)
3185 {
3186         struct request_queue *q = req->q;
3187
3188         req->rq_flags &= ~RQF_DONTPREP;
3189         if (q->unprep_rq_fn)
3190                 q->unprep_rq_fn(q, req);
3191 }
3192 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
3193
3194 void blk_finish_request(struct request *req, blk_status_t error)
3195 {
3196         struct request_queue *q = req->q;
3197         u64 now = ktime_get_ns();
3198
3199         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
3200         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3201
3202         if (req->rq_flags & RQF_STATS)
3203                 blk_stat_add(req, now);
3204
3205         if (req->rq_flags & RQF_QUEUED)
3206                 blk_queue_end_tag(q, req);
3207
3208         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
3209
3210         if (unlikely(laptop_mode) && !blk_rq_is_passthrough(req))
3211                 laptop_io_completion(req->q->backing_dev_info);
3212
3213         blk_delete_timer(req);
3214
3215         if (req->rq_flags & RQF_DONTPREP)
3216                 blk_unprep_request(req);
3217
3218         blk_account_io_done(req, now);
3219
3220         if (req->end_io) {
3221                 rq_qos_done(q, req);
3222                 req->end_io(req, error);
3223         } else {
3224                 if (blk_bidi_rq(req))
3225                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
3226
3227                 __blk_put_request(q, req);
3228         }
3229 }
3230 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_request);
3231
3232 /**
3233  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
3234  * @rq:         the request to complete
3235  * @error:      block status code
3236  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3237  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3238  *
3239  * Description:
3240  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
3241  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
3242  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
3243  *     just ignored.
3244  *
3245  * Return:
3246  *     %false - we are done with this request
3247  *     %true  - still buffers pending for this request
3248  **/
3249 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3250                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3251 {
3252         struct request_queue *q = rq->q;
3253         unsigned long flags;
3254
3255         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3256
3257         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3258                 return true;
3259
3260         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
3261         blk_finish_request(rq, error);
3262         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
3263
3264         return false;
3265 }
3266
3267 /**
3268  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
3269  * @rq:         the request to complete
3270  * @error:      block status code
3271  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3272  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3273  *
3274  * Description:
3275  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
3276  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
3277  *
3278  * Return:
3279  *     %false - we are done with this request
3280  *     %true  - still buffers pending for this request
3281  **/
3282 static bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3283                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3284 {
3285         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3286         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3287
3288         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3289                 return true;
3290
3291         blk_finish_request(rq, error);
3292
3293         return false;
3294 }
3295
3296 /**
3297  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3298  * @rq:       the request being processed
3299  * @error:    block status code
3300  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3301  *
3302  * Description:
3303  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
3304  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
3305  *
3306  * Return:
3307  *     %false - we are done with this request
3308  *     %true  - still buffers pending for this request
3309  **/
3310 bool blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3311                 unsigned int nr_bytes)
3312 {
3313         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3314         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3315 }
3316 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
3317
3318 /**
3319  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3320  * @rq: the request to finish
3321  * @error: block status code
3322  *
3323  * Description:
3324  *     Completely finish @rq.
3325  */
3326 void blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3327 {
3328         bool pending;
3329         unsigned int bidi_bytes = 0;
3330
3331         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3332                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3333
3334         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3335         BUG_ON(pending);
3336 }
3337 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
3338
3339 /**
3340  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3341  * @rq:       the request being processed
3342  * @error:    block status code
3343  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3344  *
3345  * Description:
3346  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
3347  *
3348  * Return:
3349  *     %false - we are done with this request
3350  *     %true  - still buffers pending for this request
3351  **/
3352 bool __blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3353                 unsigned int nr_bytes)
3354 {
3355         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3356         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3357
3358         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3359 }
3360 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
3361
3362 /**
3363  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3364  * @rq: the request to finish
3365  * @error:    block status code
3366  *
3367  * Description:
3368  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
3369  */
3370 void __blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3371 {
3372         bool pending;
3373         unsigned int bidi_bytes = 0;
3374
3375         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3376         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3377
3378         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3379                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3380
3381         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3382         BUG_ON(pending);
3383 }
3384 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
3385
3386 /**
3387  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
3388  * @rq: the request to finish the current chunk for
3389  * @error:    block status code
3390  *
3391  * Description:
3392  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
3393  *     be called with queue lock held.
3394  *
3395  * Return:
3396  *     %false - we are done with this request
3397  *     %true  - still buffers pending for this request
3398  */
3399 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, blk_status_t error)
3400 {
3401         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
3402 }
3403 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
3404
3405 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
3406                      struct bio *bio)
3407 {
3408         if (bio_has_data(bio))
3409                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
3410         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
3411                 rq->nr_phys_segments = 1;
3412
3413         rq->__data_len = bio->bi_iter.bi_size;
3414         rq->bio = rq->biotail = bio;
3415
3416         if (bio->bi_disk)
3417                 rq->rq_disk = bio->bi_disk;
3418 }
3419
3420 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
3421 /**
3422  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
3423  * @rq: the request to be flushed
3424  *
3425  * Description:
3426  *     Flush all pages in @rq.
3427  */
3428 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
3429 {
3430         struct req_iterator iter;
3431         struct bio_vec bvec;
3432
3433         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
3434                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
3435 }
3436 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
3437 #endif
3438
3439 /**
3440  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
3441  * @q : the queue of the device being checked
3442  *
3443  * Description:
3444  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
3445  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
3446  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
3447  *
3448  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
3449  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
3450  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
3451  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
3452  *    on burst I/O load.
3453  *
3454  * Return:
3455  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
3456  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
3457  */
3458 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
3459 {
3460         if (q->lld_busy_fn)
3461                 return q->lld_busy_fn(q);
3462
3463         return 0;
3464 }
3465 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
3466
3467 /**
3468  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
3469  * @rq: the clone request to be cleaned up
3470  *
3471  * Description:
3472  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
3473  */
3474 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
3475 {
3476         struct bio *bio;
3477
3478         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
3479                 rq->bio = bio->bi_next;
3480
3481                 bio_put(bio);
3482         }
3483 }
3484 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
3485
3486 /*
3487  * Copy attributes of the original request to the clone request.
3488  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
3489  */
3490 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
3491 {
3492         dst->cpu = src->cpu;
3493         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
3494         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
3495         if (src->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD) {
3496                 dst->rq_flags |= RQF_SPECIAL_PAYLOAD;
3497                 dst->special_vec = src->special_vec;
3498         }
3499         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
3500         dst->ioprio = src->ioprio;
3501         dst->extra_len = src->extra_len;
3502 }
3503
3504 /**
3505  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
3506  * @rq: the request to be setup
3507  * @rq_src: original request to be cloned
3508  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
3509  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
3510  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
3511  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
3512  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
3513  *
3514  * Description:
3515  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
3516  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
3517  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
3518  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
3519  *     and the cloned bios just point same pages.
3520  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
3521  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
3522  */
3523 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
3524                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
3525                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
3526                       void *data)
3527 {
3528         struct bio *bio, *bio_src;
3529
3530         if (!bs)
3531                 bs = &fs_bio_set;
3532
3533         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
3534                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
3535                 if (!bio)
3536                         goto free_and_out;
3537
3538                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
3539                         goto free_and_out;
3540
3541                 if (rq->bio) {
3542                         rq->biotail->bi_next = bio;
3543                         rq->biotail = bio;
3544                 } else
3545                         rq->bio = rq->biotail = bio;
3546         }
3547
3548         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
3549
3550         return 0;
3551
3552 free_and_out:
3553         if (bio)
3554                 bio_put(bio);
3555         blk_rq_unprep_clone(rq);
3556
3557         return -ENOMEM;
3558 }
3559 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
3560
3561 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
3562 {
3563         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
3564 }
3565 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
3566
3567 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
3568 {
3569         return queue_work_on(cpu, kblockd_workqueue, work);
3570 }
3571 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work_on);
3572
3573 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3574                                 unsigned long delay)
3575 {
3576         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
3577 }
3578 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
3579
3580 /**
3581  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
3582  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
3583  *
3584  * Description:
3585  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
3586  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
3587  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
3588  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
3589  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
3590  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
3591  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
3592  *   this kind of deadlock.
3593  */
3594 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
3595 {
3596         struct task_struct *tsk = current;
3597
3598         /*
3599          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
3600          */
3601         if (tsk->plug)
3602                 return;
3603
3604         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
3605         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
3606         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
3607         /*
3608          * Store ordering should not be needed here, since a potential
3609          * preempt will imply a full memory barrier
3610          */
3611         tsk->plug = plug;
3612 }
3613 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
3614
3615 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
3616 {
3617         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
3618         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
3619
3620         return !(rqa->q < rqb->q ||
3621                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
3622 }
3623
3624 /*
3625  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
3626  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
3627  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
3628  * plugger did not intend it.
3629  */
3630 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
3631                             bool from_schedule)
3632         __releases(q->queue_lock)
3633 {
3634         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
3635
3636         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
3637
3638         if (from_schedule)
3639                 blk_run_queue_async(q);
3640         else
3641                 __blk_run_queue(q);
3642         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3643 }
3644
3645 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3646 {
3647         LIST_HEAD(callbacks);
3648
3649         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
3650                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
3651
3652                 while (!list_empty(&callbacks)) {
3653                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
3654                                                           struct blk_plug_cb,
3655                                                           list);
3656                         list_del(&cb->list);
3657                         cb->callback(cb, from_schedule);
3658                 }
3659         }
3660 }
3661
3662 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
3663                                       int size)
3664 {
3665         struct blk_plug *plug = current->plug;
3666         struct blk_plug_cb *cb;
3667
3668         if (!plug)
3669                 return NULL;
3670
3671         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
3672                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
3673                         return cb;
3674
3675         /* Not currently on the callback list */
3676         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
3677         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
3678         if (cb) {
3679                 cb->data = data;
3680                 cb->callback = unplug;
3681                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
3682         }
3683         return cb;
3684 }
3685 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
3686
3687 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3688 {
3689         struct request_queue *q;
3690         struct request *rq;
3691         LIST_HEAD(list);
3692         unsigned int depth;
3693
3694         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
3695
3696         if (!list_empty(&plug->mq_list))
3697                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
3698
3699         if (list_empty(&plug->list))
3700                 return;
3701
3702         list_splice_init(&plug->list, &list);
3703
3704         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
3705
3706         q = NULL;
3707         depth = 0;
3708
3709         while (!list_empty(&list)) {
3710                 rq = list_entry_rq(list.next);
3711                 list_del_init(&rq->queuelist);
3712                 BUG_ON(!rq->q);
3713                 if (rq->q != q) {
3714                         /*
3715                          * This drops the queue lock
3716                          */
3717                         if (q)
3718                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3719                         q = rq->q;
3720                         depth = 0;
3721                         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3722                 }
3723
3724                 /*
3725                  * Short-circuit if @q is dead
3726                  */
3727                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3728                         __blk_end_request_all(rq, BLK_STS_IOERR);
3729                         continue;
3730                 }
3731
3732                 /*
3733                  * rq is already accounted, so use raw insert
3734                  */
3735                 if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
3736                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3737                 else
3738                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3739
3740                 depth++;
3741         }
3742
3743         /*
3744          * This drops the queue lock
3745          */
3746         if (q)
3747                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3748 }
3749
3750 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3751 {
3752         if (plug != current->plug)
3753                 return;
3754         blk_flush_plug_list(plug, false);
3755
3756         current->plug = NULL;
3757 }
3758 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3759
3760 #ifdef CONFIG_PM
3761 /**
3762  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3763  * @q: the queue of the device
3764  * @dev: the device the queue belongs to
3765  *
3766  * Description:
3767  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3768  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3769  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3770  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3771  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3772  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3773  *
3774  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3775  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3776  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3777  *    not need to touch other autosuspend settings.
3778  *
3779  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3780  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3781  */
3782 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3783 {
3784         /* Don't enable runtime PM for blk-mq until it is ready */
3785         if (q->mq_ops) {
3786                 pm_runtime_disable(dev);
3787                 return;
3788         }
3789
3790         q->dev = dev;
3791         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3792         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3793         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3794 }
3795 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3796
3797 /**
3798  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3799  * @q: the queue of the device
3800  *
3801  * Description:
3802  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3803  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3804  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3805  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3806  *    proceed to suspend the device.
3807  *
3808  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3809  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3810  *
3811  *    This function should be called near the start of the device's
3812  *    runtime_suspend callback.
3813  *
3814  * Return:
3815  *    0         - OK to runtime suspend the device
3816  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3817  */
3818 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3819 {
3820         int ret = 0;
3821
3822         if (!q->dev)
3823                 return ret;
3824
3825         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3826         if (q->nr_pending) {
3827                 ret = -EBUSY;
3828                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3829         } else {
3830                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3831         }
3832         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3833         return ret;
3834 }
3835 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3836
3837 /**
3838  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3839  * @q: the queue of the device
3840  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3841  *
3842  * Description:
3843  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3844  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3845  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3846  *
3847  *    This function should be called near the end of the device's
3848  *    runtime_suspend callback.
3849  */
3850 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3851 {
3852         if (!q->dev)
3853                 return;
3854
3855         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3856         if (!err) {
3857                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3858         } else {
3859                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3860                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3861         }
3862         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3863 }
3864 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3865
3866 /**
3867  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3868  * @q: the queue of the device
3869  *
3870  * Description:
3871  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3872  *    runtime resume of the device.
3873  *
3874  *    This function should be called near the start of the device's
3875  *    runtime_resume callback.
3876  */
3877 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3878 {
3879         if (!q->dev)
3880                 return;
3881
3882         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3883         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3884         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3885 }
3886 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3887
3888 /**
3889  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3890  * @q: the queue of the device
3891  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3892  *
3893  * Description:
3894  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3895  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3896  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3897  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3898  *
3899  *    This function should be called near the end of the device's
3900  *    runtime_resume callback.
3901  */
3902 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3903 {
3904         if (!q->dev)
3905                 return;
3906
3907         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3908         if (!err) {
3909                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3910                 __blk_run_queue(q);
3911                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3912                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3913         } else {
3914                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3915         }
3916         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3917 }
3918 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3919
3920 /**
3921  * blk_set_runtime_active - Force runtime status of the queue to be active
3922  * @q: the queue of the device
3923  *
3924  * If the device is left runtime suspended during system suspend the resume
3925  * hook typically resumes the device and corrects runtime status
3926  * accordingly. However, that does not affect the queue runtime PM status
3927  * which is still "suspended". This prevents processing requests from the
3928  * queue.
3929  *
3930  * This function can be used in driver's resume hook to correct queue
3931  * runtime PM status and re-enable peeking requests from the queue. It
3932  * should be called before first request is added to the queue.
3933  */
3934 void blk_set_runtime_active(struct request_queue *q)
3935 {
3936         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3937         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3938         pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3939         pm_request_autosuspend(q->dev);
3940         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3941 }
3942 EXPORT_SYMBOL(blk_set_runtime_active);
3943 #endif
3944
3945 int __init blk_dev_init(void)
3946 {
3947         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
3948         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3949                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
3950         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3951                         FIELD_SIZEOF(struct bio, bi_opf));
3952
3953         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3954         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3955                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3956         if (!kblockd_workqueue)
3957                 panic("Failed to create kblockd\n");
3958
3959         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3960                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3961
3962         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
3963                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3964
3965 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
3966         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
3967 #endif
3968
3969         return 0;
3970 }