Merge tag 'fsnotify_for_v4.18-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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-wbt.h"
46
47 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
48 struct dentry *blk_debugfs_root;
49 #endif
50
51 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
52 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
53 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
54 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
55 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
56
57 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
58
59 /*
60  * For the allocated request tables
61  */
62 struct kmem_cache *request_cachep;
63
64 /*
65  * For queue allocation
66  */
67 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
68
69 /*
70  * Controlling structure to kblockd
71  */
72 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
73
74 /**
75  * blk_queue_flag_set - atomically set a queue flag
76  * @flag: flag to be set
77  * @q: request queue
78  */
79 void blk_queue_flag_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
80 {
81         unsigned long flags;
82
83         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
84         queue_flag_set(flag, q);
85         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
86 }
87 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_set);
88
89 /**
90  * blk_queue_flag_clear - atomically clear a queue flag
91  * @flag: flag to be cleared
92  * @q: request queue
93  */
94 void blk_queue_flag_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
95 {
96         unsigned long flags;
97
98         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
99         queue_flag_clear(flag, q);
100         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
101 }
102 EXPORT_SYMBOL(blk_queue_flag_clear);
103
104 /**
105  * blk_queue_flag_test_and_set - atomically test and set a queue flag
106  * @flag: flag to be set
107  * @q: request queue
108  *
109  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
110  * the flag was already set.
111  */
112 bool blk_queue_flag_test_and_set(unsigned int flag, struct request_queue *q)
113 {
114         unsigned long flags;
115         bool res;
116
117         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
118         res = queue_flag_test_and_set(flag, q);
119         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
120
121         return res;
122 }
123 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_set);
124
125 /**
126  * blk_queue_flag_test_and_clear - atomically test and clear a queue flag
127  * @flag: flag to be cleared
128  * @q: request queue
129  *
130  * Returns the previous value of @flag - 0 if the flag was not set and 1 if
131  * the flag was set.
132  */
133 bool blk_queue_flag_test_and_clear(unsigned int flag, struct request_queue *q)
134 {
135         unsigned long flags;
136         bool res;
137
138         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
139         res = queue_flag_test_and_clear(flag, q);
140         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
141
142         return res;
143 }
144 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_flag_test_and_clear);
145
146 static void blk_clear_congested(struct request_list *rl, int sync)
147 {
148 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
149         clear_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
150 #else
151         /*
152          * If !CGROUP_WRITEBACK, all blkg's map to bdi->wb and we shouldn't
153          * flip its congestion state for events on other blkcgs.
154          */
155         if (rl == &rl->q->root_rl)
156                 clear_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
157 #endif
158 }
159
160 static void blk_set_congested(struct request_list *rl, int sync)
161 {
162 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
163         set_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
164 #else
165         /* see blk_clear_congested() */
166         if (rl == &rl->q->root_rl)
167                 set_wb_congested(rl->q->backing_dev_info->wb.congested, sync);
168 #endif
169 }
170
171 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
172 {
173         int nr;
174
175         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
176         if (nr > q->nr_requests)
177                 nr = q->nr_requests;
178         q->nr_congestion_on = nr;
179
180         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
181         if (nr < 1)
182                 nr = 1;
183         q->nr_congestion_off = nr;
184 }
185
186 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
187 {
188         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
189
190         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
191         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
192         rq->cpu = -1;
193         rq->q = q;
194         rq->__sector = (sector_t) -1;
195         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
196         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
197         rq->tag = -1;
198         rq->internal_tag = -1;
199         rq->start_time_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         /*
277          * XXX this code looks suspicious - it's not consistent with advancing
278          * req->bio in caller
279          */
280         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ))
281                 bio_endio(bio);
282 }
283
284 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
285 {
286         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: flags=%llx\n", msg,
287                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?",
288                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
289
290         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
291                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
292                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
293         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
294                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
295 }
296 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
297
298 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
299 {
300         struct request_queue *q;
301
302         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
303         spin_lock_irq(q->queue_lock);
304         __blk_run_queue(q);
305         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
306 }
307
308 /**
309  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
310  * @q:          The &struct request_queue in question
311  * @msecs:      Delay in msecs
312  *
313  * Description:
314  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
315  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
316  *   restarted around the specified time.
317  */
318 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
319 {
320         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
321         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
322
323         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
324                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
325                                    msecs_to_jiffies(msecs));
326 }
327 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
328
329 /**
330  * blk_start_queue_async - asynchronously restart a previously stopped queue
331  * @q:    The &struct request_queue in question
332  *
333  * Description:
334  *   blk_start_queue_async() will clear the stop flag on the queue, and
335  *   ensure that the request_fn for the queue is run from an async
336  *   context.
337  **/
338 void blk_start_queue_async(struct request_queue *q)
339 {
340         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
341         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
342
343         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
344         blk_run_queue_async(q);
345 }
346 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue_async);
347
348 /**
349  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
350  * @q:    The &struct request_queue in question
351  *
352  * Description:
353  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
354  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
355  *   entered. Also see blk_stop_queue().
356  **/
357 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
358 {
359         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
360         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
361
362         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
363         __blk_run_queue(q);
364 }
365 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
366
367 /**
368  * blk_stop_queue - stop a queue
369  * @q:    The &struct request_queue in question
370  *
371  * Description:
372  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
373  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
374  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
375  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
376  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
377  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
378  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
379  *   blk_start_queue() to restart queue operations.
380  **/
381 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
382 {
383         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
384         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
385
386         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
387         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
388 }
389 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
390
391 /**
392  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
393  * @q: the queue
394  *
395  * Description:
396  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
397  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
398  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
399  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
400  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
401  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
402  *     this function.
403  *
404  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
405  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
406  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
407  *
408  */
409 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
410 {
411         del_timer_sync(&q->timeout);
412         cancel_work_sync(&q->timeout_work);
413
414         if (q->mq_ops) {
415                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
416                 int i;
417
418                 cancel_delayed_work_sync(&q->requeue_work);
419                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
420                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->run_work);
421         } else {
422                 cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
423         }
424 }
425 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
426
427 /**
428  * blk_set_preempt_only - set QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY
429  * @q: request queue pointer
430  *
431  * Returns the previous value of the PREEMPT_ONLY flag - 0 if the flag was not
432  * set and 1 if the flag was already set.
433  */
434 int blk_set_preempt_only(struct request_queue *q)
435 {
436         return blk_queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY, q);
437 }
438 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_preempt_only);
439
440 void blk_clear_preempt_only(struct request_queue *q)
441 {
442         blk_queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_PREEMPT_ONLY, q);
443         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
444 }
445 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_clear_preempt_only);
446
447 /**
448  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
449  * @q:  The queue to run
450  *
451  * Description:
452  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
453  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
454  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
455  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
456  *    disabled. See also @blk_run_queue.
457  */
458 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
459 {
460         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
461         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
462
463         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
464                 return;
465
466         /*
467          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
468          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
469          * running such a request function concurrently. Keep track of the
470          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
471          * can wait until all these request_fn calls have finished.
472          */
473         q->request_fn_active++;
474         q->request_fn(q);
475         q->request_fn_active--;
476 }
477 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_run_queue_uncond);
478
479 /**
480  * __blk_run_queue - run a single device queue
481  * @q:  The queue to run
482  *
483  * Description:
484  *    See @blk_run_queue.
485  */
486 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
487 {
488         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
489         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
490
491         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
492                 return;
493
494         __blk_run_queue_uncond(q);
495 }
496 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
497
498 /**
499  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
500  * @q:  The queue to run
501  *
502  * Description:
503  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
504  *    of us.
505  *
506  * Note:
507  *    Since it is not allowed to run q->delay_work after blk_cleanup_queue()
508  *    has canceled q->delay_work, callers must hold the queue lock to avoid
509  *    race conditions between blk_cleanup_queue() and blk_run_queue_async().
510  */
511 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
512 {
513         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
514         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
515
516         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
517                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
518 }
519 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
520
521 /**
522  * blk_run_queue - run a single device queue
523  * @q: The queue to run
524  *
525  * Description:
526  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
527  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
528  */
529 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
530 {
531         unsigned long flags;
532
533         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
534
535         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
536         __blk_run_queue(q);
537         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
538 }
539 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
540
541 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
542 {
543         kobject_put(&q->kobj);
544 }
545 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
546
547 /**
548  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
549  * @q: queue to drain
550  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
551  *
552  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
553  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
554  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
555  */
556 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
557         __releases(q->queue_lock)
558         __acquires(q->queue_lock)
559 {
560         int i;
561
562         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
563         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
564
565         while (true) {
566                 bool drain = false;
567
568                 /*
569                  * The caller might be trying to drain @q before its
570                  * elevator is initialized.
571                  */
572                 if (q->elevator)
573                         elv_drain_elevator(q);
574
575                 blkcg_drain_queue(q);
576
577                 /*
578                  * This function might be called on a queue which failed
579                  * driver init after queue creation or is not yet fully
580                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
581                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
582                  * something on it and @q has request_fn set.
583                  */
584                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
585                         __blk_run_queue(q);
586
587                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
588                 drain |= q->request_fn_active;
589
590                 /*
591                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
592                  * multiple places and there's no single counter which can
593                  * be drained.  Check all the queues and counters.
594                  */
595                 if (drain_all) {
596                         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
597                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
598                         for (i = 0; i < 2; i++) {
599                                 drain |= q->nr_rqs[i];
600                                 drain |= q->in_flight[i];
601                                 if (fq)
602                                     drain |= !list_empty(&fq->flush_queue[i]);
603                         }
604                 }
605
606                 if (!drain)
607                         break;
608
609                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
610
611                 msleep(10);
612
613                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
614         }
615
616         /*
617          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
618          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
619          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
620          */
621         if (q->request_fn) {
622                 struct request_list *rl;
623
624                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
625                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
626                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
627         }
628 }
629
630 void blk_drain_queue(struct request_queue *q)
631 {
632         spin_lock_irq(q->queue_lock);
633         __blk_drain_queue(q, true);
634         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
635 }
636
637 /**
638  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
639  * @q: queue of interest
640  *
641  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
642  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
643  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
644  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
645  * inside queue or RCU read lock.
646  */
647 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
648 {
649         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
650
651         spin_lock_irq(q->queue_lock);
652         q->bypass_depth++;
653         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
654         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
655
656         /*
657          * Queues start drained.  Skip actual draining till init is
658          * complete.  This avoids lenghty delays during queue init which
659          * can happen many times during boot.
660          */
661         if (blk_queue_init_done(q)) {
662                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
663                 __blk_drain_queue(q, false);
664                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
665
666                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
667                 synchronize_rcu();
668         }
669 }
670 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
671
672 /**
673  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
674  * @q: queue of interest
675  *
676  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
677  *
678  * Note: although blk_queue_bypass_start() is only called for blk-sq queues,
679  * this function is called for both blk-sq and blk-mq queues.
680  */
681 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
682 {
683         spin_lock_irq(q->queue_lock);
684         if (!--q->bypass_depth)
685                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
686         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
687         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
688 }
689 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
690
691 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
692 {
693         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
694
695         /*
696          * When queue DYING flag is set, we need to block new req
697          * entering queue, so we call blk_freeze_queue_start() to
698          * prevent I/O from crossing blk_queue_enter().
699          */
700         blk_freeze_queue_start(q);
701
702         if (q->mq_ops)
703                 blk_mq_wake_waiters(q);
704         else {
705                 struct request_list *rl;
706
707                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
708                 blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
709                         if (rl->rq_pool) {
710                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
711                                 wake_up_all(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
712                         }
713                 }
714                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
715         }
716
717         /* Make blk_queue_enter() reexamine the DYING flag. */
718         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
719 }
720 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
721
722 /**
723  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
724  * @q: request queue to shutdown
725  *
726  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
727  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
728  */
729 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
730 {
731         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
732
733         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
734         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
735         blk_set_queue_dying(q);
736         spin_lock_irq(lock);
737
738         /*
739          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
740          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
741          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
742          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
743          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
744          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
745          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
746          */
747         q->bypass_depth++;
748         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
749
750         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
751         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
752         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
753         spin_unlock_irq(lock);
754         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
755
756         /*
757          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
758          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
759          */
760         blk_freeze_queue(q);
761         spin_lock_irq(lock);
762         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
763         spin_unlock_irq(lock);
764
765         /*
766          * make sure all in-progress dispatch are completed because
767          * blk_freeze_queue() can only complete all requests, and
768          * dispatch may still be in-progress since we dispatch requests
769          * from more than one contexts
770          */
771         if (q->mq_ops)
772                 blk_mq_quiesce_queue(q);
773
774         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
775         blk_flush_integrity();
776
777         /* @q won't process any more request, flush async actions */
778         del_timer_sync(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer);
779         blk_sync_queue(q);
780
781         /*
782          * I/O scheduler exit is only safe after the sysfs scheduler attribute
783          * has been removed.
784          */
785         WARN_ON_ONCE(q->kobj.state_in_sysfs);
786
787         /*
788          * Since the I/O scheduler exit code may access cgroup information,
789          * perform I/O scheduler exit before disassociating from the block
790          * cgroup controller.
791          */
792         if (q->elevator) {
793                 ioc_clear_queue(q);
794                 elevator_exit(q, q->elevator);
795                 q->elevator = NULL;
796         }
797
798         /*
799          * Remove all references to @q from the block cgroup controller before
800          * restoring @q->queue_lock to avoid that restoring this pointer causes
801          * e.g. blkcg_print_blkgs() to crash.
802          */
803         blkcg_exit_queue(q);
804
805         /*
806          * Since the cgroup code may dereference the @q->backing_dev_info
807          * pointer, only decrease its reference count after having removed the
808          * association with the block cgroup controller.
809          */
810         bdi_put(q->backing_dev_info);
811
812         if (q->mq_ops)
813                 blk_mq_free_queue(q);
814         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
815
816         spin_lock_irq(lock);
817         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
818                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
819         spin_unlock_irq(lock);
820
821         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
822         blk_put_queue(q);
823 }
824 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
825
826 /* Allocate memory local to the request queue */
827 static void *alloc_request_simple(gfp_t gfp_mask, void *data)
828 {
829         struct request_queue *q = data;
830
831         return kmem_cache_alloc_node(request_cachep, gfp_mask, q->node);
832 }
833
834 static void free_request_simple(void *element, void *data)
835 {
836         kmem_cache_free(request_cachep, element);
837 }
838
839 static void *alloc_request_size(gfp_t gfp_mask, void *data)
840 {
841         struct request_queue *q = data;
842         struct request *rq;
843
844         rq = kmalloc_node(sizeof(struct request) + q->cmd_size, gfp_mask,
845                         q->node);
846         if (rq && q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, rq, gfp_mask) < 0) {
847                 kfree(rq);
848                 rq = NULL;
849         }
850         return rq;
851 }
852
853 static void free_request_size(void *element, void *data)
854 {
855         struct request_queue *q = data;
856
857         if (q->exit_rq_fn)
858                 q->exit_rq_fn(q, element);
859         kfree(element);
860 }
861
862 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
863                 gfp_t gfp_mask)
864 {
865         if (unlikely(rl->rq_pool) || q->mq_ops)
866                 return 0;
867
868         rl->q = q;
869         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
870         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
871         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
872         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
873
874         if (q->cmd_size) {
875                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
876                                 alloc_request_size, free_request_size,
877                                 q, gfp_mask, q->node);
878         } else {
879                 rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ,
880                                 alloc_request_simple, free_request_simple,
881                                 q, gfp_mask, q->node);
882         }
883         if (!rl->rq_pool)
884                 return -ENOMEM;
885
886         if (rl != &q->root_rl)
887                 WARN_ON_ONCE(!blk_get_queue(q));
888
889         return 0;
890 }
891
892 void blk_exit_rl(struct request_queue *q, struct request_list *rl)
893 {
894         if (rl->rq_pool) {
895                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
896                 if (rl != &q->root_rl)
897                         blk_put_queue(q);
898         }
899 }
900
901 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
902 {
903         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE, NULL);
904 }
905 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
906
907 /**
908  * blk_queue_enter() - try to increase q->q_usage_counter
909  * @q: request queue pointer
910  * @flags: BLK_MQ_REQ_NOWAIT and/or BLK_MQ_REQ_PREEMPT
911  */
912 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, blk_mq_req_flags_t flags)
913 {
914         const bool preempt = flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT;
915
916         while (true) {
917                 bool success = false;
918
919                 rcu_read_lock();
920                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter)) {
921                         /*
922                          * The code that sets the PREEMPT_ONLY flag is
923                          * responsible for ensuring that that flag is globally
924                          * visible before the queue is unfrozen.
925                          */
926                         if (preempt || !blk_queue_preempt_only(q)) {
927                                 success = true;
928                         } else {
929                                 percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
930                         }
931                 }
932                 rcu_read_unlock();
933
934                 if (success)
935                         return 0;
936
937                 if (flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
938                         return -EBUSY;
939
940                 /*
941                  * read pair of barrier in blk_freeze_queue_start(),
942                  * we need to order reading __PERCPU_REF_DEAD flag of
943                  * .q_usage_counter and reading .mq_freeze_depth or
944                  * queue dying flag, otherwise the following wait may
945                  * never return if the two reads are reordered.
946                  */
947                 smp_rmb();
948
949                 wait_event(q->mq_freeze_wq,
950                            (atomic_read(&q->mq_freeze_depth) == 0 &&
951                             (preempt || !blk_queue_preempt_only(q))) ||
952                            blk_queue_dying(q));
953                 if (blk_queue_dying(q))
954                         return -ENODEV;
955         }
956 }
957
958 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
959 {
960         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
961 }
962
963 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
964 {
965         struct request_queue *q =
966                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
967
968         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
969 }
970
971 static void blk_rq_timed_out_timer(struct timer_list *t)
972 {
973         struct request_queue *q = from_timer(q, t, timeout);
974
975         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
976 }
977
978 /**
979  * blk_alloc_queue_node - allocate a request queue
980  * @gfp_mask: memory allocation flags
981  * @node_id: NUMA node to allocate memory from
982  * @lock: For legacy queues, pointer to a spinlock that will be used to e.g.
983  *        serialize calls to the legacy .request_fn() callback. Ignored for
984  *        blk-mq request queues.
985  *
986  * Note: pass the queue lock as the third argument to this function instead of
987  * setting the queue lock pointer explicitly to avoid triggering a sporadic
988  * crash in the blkcg code. This function namely calls blkcg_init_queue() and
989  * the queue lock pointer must be set before blkcg_init_queue() is called.
990  */
991 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id,
992                                            spinlock_t *lock)
993 {
994         struct request_queue *q;
995         int ret;
996
997         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
998                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
999         if (!q)
1000                 return NULL;
1001
1002         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
1003         q->last_merge = NULL;
1004         q->end_sector = 0;
1005         q->boundary_rq = NULL;
1006
1007         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
1008         if (q->id < 0)
1009                 goto fail_q;
1010
1011         ret = bioset_init(&q->bio_split, BIO_POOL_SIZE, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
1012         if (ret)
1013                 goto fail_id;
1014
1015         q->backing_dev_info = bdi_alloc_node(gfp_mask, node_id);
1016         if (!q->backing_dev_info)
1017                 goto fail_split;
1018
1019         q->stats = blk_alloc_queue_stats();
1020         if (!q->stats)
1021                 goto fail_stats;
1022
1023         q->backing_dev_info->ra_pages =
1024                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_SIZE;
1025         q->backing_dev_info->capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
1026         q->backing_dev_info->name = "block";
1027         q->node = node_id;
1028
1029         timer_setup(&q->backing_dev_info->laptop_mode_wb_timer,
1030                     laptop_mode_timer_fn, 0);
1031         timer_setup(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, 0);
1032         INIT_WORK(&q->timeout_work, NULL);
1033         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
1034         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
1035         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
1036 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1037         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
1038 #endif
1039         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
1040
1041         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
1042
1043 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_IO_TRACE
1044         mutex_init(&q->blk_trace_mutex);
1045 #endif
1046         mutex_init(&q->sysfs_lock);
1047         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
1048
1049         if (!q->mq_ops)
1050                 q->queue_lock = lock ? : &q->__queue_lock;
1051
1052         /*
1053          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
1054          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
1055          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
1056          * registered by blk_register_queue().
1057          */
1058         q->bypass_depth = 1;
1059         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
1060
1061         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
1062
1063         /*
1064          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
1065          * See blk_register_queue() for details.
1066          */
1067         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
1068                                 blk_queue_usage_counter_release,
1069                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
1070                 goto fail_bdi;
1071
1072         if (blkcg_init_queue(q))
1073                 goto fail_ref;
1074
1075         return q;
1076
1077 fail_ref:
1078         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
1079 fail_bdi:
1080         blk_free_queue_stats(q->stats);
1081 fail_stats:
1082         bdi_put(q->backing_dev_info);
1083 fail_split:
1084         bioset_exit(&q->bio_split);
1085 fail_id:
1086         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
1087 fail_q:
1088         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
1089         return NULL;
1090 }
1091 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
1092
1093 /**
1094  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
1095  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
1096  *        placed on the queue.
1097  * @lock: Request queue spin lock
1098  *
1099  * Description:
1100  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
1101  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
1102  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
1103  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
1104  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
1105  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
1106  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
1107  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
1108  *
1109  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
1110  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
1111  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
1112  *    get dealt with eventually.
1113  *
1114  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
1115  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
1116  *    disabling is needed for it.
1117  *
1118  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
1119  *    it didn't succeed.
1120  *
1121  * Note:
1122  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
1123  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
1124  **/
1125
1126 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
1127 {
1128         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
1129 }
1130 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
1131
1132 struct request_queue *
1133 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
1134 {
1135         struct request_queue *q;
1136
1137         q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id, lock);
1138         if (!q)
1139                 return NULL;
1140
1141         q->request_fn = rfn;
1142         if (blk_init_allocated_queue(q) < 0) {
1143                 blk_cleanup_queue(q);
1144                 return NULL;
1145         }
1146
1147         return q;
1148 }
1149 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
1150
1151 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio);
1152
1153
1154 int blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q)
1155 {
1156         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1157
1158         q->fq = blk_alloc_flush_queue(q, NUMA_NO_NODE, q->cmd_size);
1159         if (!q->fq)
1160                 return -ENOMEM;
1161
1162         if (q->init_rq_fn && q->init_rq_fn(q, q->fq->flush_rq, GFP_KERNEL))
1163                 goto out_free_flush_queue;
1164
1165         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
1166                 goto out_exit_flush_rq;
1167
1168         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
1169         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
1170
1171         /*
1172          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
1173          */
1174         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
1175
1176         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
1177
1178         if (elevator_init(q))
1179                 goto out_exit_flush_rq;
1180         return 0;
1181
1182 out_exit_flush_rq:
1183         if (q->exit_rq_fn)
1184                 q->exit_rq_fn(q, q->fq->flush_rq);
1185 out_free_flush_queue:
1186         blk_free_flush_queue(q->fq);
1187         return -ENOMEM;
1188 }
1189 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
1190
1191 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
1192 {
1193         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
1194                 __blk_get_queue(q);
1195                 return true;
1196         }
1197
1198         return false;
1199 }
1200 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
1201
1202 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
1203 {
1204         if (rq->rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1205                 elv_put_request(rl->q, rq);
1206                 if (rq->elv.icq)
1207                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
1208         }
1209
1210         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
1211 }
1212
1213 /*
1214  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
1215  * should be given priority access to a request.
1216  */
1217 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1218 {
1219         if (!ioc)
1220                 return 0;
1221
1222         /*
1223          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
1224          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
1225          * lose wakeups.
1226          */
1227         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
1228                 (ioc->nr_batch_requests > 0
1229                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
1230 }
1231
1232 /*
1233  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
1234  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
1235  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
1236  * a nice run.
1237  */
1238 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
1239 {
1240         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
1241                 return;
1242
1243         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
1244         ioc->last_waited = jiffies;
1245 }
1246
1247 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
1248 {
1249         struct request_queue *q = rl->q;
1250
1251         if (rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
1252                 blk_clear_congested(rl, sync);
1253
1254         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
1255                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
1256                         wake_up(&rl->wait[sync]);
1257
1258                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
1259         }
1260 }
1261
1262 /*
1263  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
1264  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
1265  */
1266 static void freed_request(struct request_list *rl, bool sync,
1267                 req_flags_t rq_flags)
1268 {
1269         struct request_queue *q = rl->q;
1270
1271         q->nr_rqs[sync]--;
1272         rl->count[sync]--;
1273         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV)
1274                 q->nr_rqs_elvpriv--;
1275
1276         __freed_request(rl, sync);
1277
1278         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
1279                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
1280 }
1281
1282 int blk_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
1283 {
1284         struct request_list *rl;
1285         int on_thresh, off_thresh;
1286
1287         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1288
1289         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1290         q->nr_requests = nr;
1291         blk_queue_congestion_threshold(q);
1292         on_thresh = queue_congestion_on_threshold(q);
1293         off_thresh = queue_congestion_off_threshold(q);
1294
1295         blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
1296                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= on_thresh)
1297                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1298                 else if (rl->count[BLK_RW_SYNC] < off_thresh)
1299                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
1300
1301                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= on_thresh)
1302                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1303                 else if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] < off_thresh)
1304                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
1305
1306                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= q->nr_requests) {
1307                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1308                 } else {
1309                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1310                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
1311                 }
1312
1313                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= q->nr_requests) {
1314                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1315                 } else {
1316                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1317                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
1318                 }
1319         }
1320
1321         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1322         return 0;
1323 }
1324
1325 /**
1326  * __get_request - get a free request
1327  * @rl: request list to allocate from
1328  * @op: operation and flags
1329  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1330  * @flags: BLQ_MQ_REQ_* flags
1331  * @gfp_mask: allocator flags
1332  *
1333  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
1334  * pressure or if @q is dead.
1335  *
1336  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1337  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1338  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1339  */
1340 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, unsigned int op,
1341                 struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags, gfp_t gfp_mask)
1342 {
1343         struct request_queue *q = rl->q;
1344         struct request *rq;
1345         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
1346         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1347         struct io_cq *icq = NULL;
1348         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1349         int may_queue;
1350         req_flags_t rq_flags = RQF_ALLOCED;
1351
1352         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1353
1354         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
1355                 return ERR_PTR(-ENODEV);
1356
1357         may_queue = elv_may_queue(q, op);
1358         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
1359                 goto rq_starved;
1360
1361         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
1362                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
1363                         /*
1364                          * The queue will fill after this allocation, so set
1365                          * it as full, and mark this process as "batching".
1366                          * This process will be allowed to complete a batch of
1367                          * requests, others will be blocked.
1368                          */
1369                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
1370                                 ioc_set_batching(q, ioc);
1371                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
1372                         } else {
1373                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
1374                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
1375                                         /*
1376                                          * The queue is full and the allocating
1377                                          * process is not a "batcher", and not
1378                                          * exempted by the IO scheduler
1379                                          */
1380                                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1381                                 }
1382                         }
1383                 }
1384                 blk_set_congested(rl, is_sync);
1385         }
1386
1387         /*
1388          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
1389          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
1390          * allocated with any setting of ->nr_requests
1391          */
1392         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
1393                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1394
1395         q->nr_rqs[is_sync]++;
1396         rl->count[is_sync]++;
1397         rl->starved[is_sync] = 0;
1398
1399         /*
1400          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
1401          * so, mark @rq_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
1402          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
1403          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
1404          * makes creating new ones safe.
1405          *
1406          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
1407          * This allows a request to share the flush and elevator data.
1408          *
1409          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
1410          * it will be created after releasing queue_lock.
1411          */
1412         if (!op_is_flush(op) && !blk_queue_bypass(q)) {
1413                 rq_flags |= RQF_ELVPRIV;
1414                 q->nr_rqs_elvpriv++;
1415                 if (et->icq_cache && ioc)
1416                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
1417         }
1418
1419         if (blk_queue_io_stat(q))
1420                 rq_flags |= RQF_IO_STAT;
1421         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1422
1423         /* allocate and init request */
1424         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
1425         if (!rq)
1426                 goto fail_alloc;
1427
1428         blk_rq_init(q, rq);
1429         blk_rq_set_rl(rq, rl);
1430         rq->cmd_flags = op;
1431         rq->rq_flags = rq_flags;
1432         if (flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT)
1433                 rq->rq_flags |= RQF_PREEMPT;
1434
1435         /* init elvpriv */
1436         if (rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
1437                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
1438                         if (ioc)
1439                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
1440                         if (!icq)
1441                                 goto fail_elvpriv;
1442                 }
1443
1444                 rq->elv.icq = icq;
1445                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
1446                         goto fail_elvpriv;
1447
1448                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
1449                 if (icq)
1450                         get_io_context(icq->ioc);
1451         }
1452 out:
1453         /*
1454          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1455          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1456          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1457          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1458          */
1459         if (ioc_batching(q, ioc))
1460                 ioc->nr_batch_requests--;
1461
1462         trace_block_getrq(q, bio, op);
1463         return rq;
1464
1465 fail_elvpriv:
1466         /*
1467          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1468          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1469          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1470          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1471          */
1472         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: dev %s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1473                            __func__, dev_name(q->backing_dev_info->dev));
1474
1475         rq->rq_flags &= ~RQF_ELVPRIV;
1476         rq->elv.icq = NULL;
1477
1478         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1479         q->nr_rqs_elvpriv--;
1480         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1481         goto out;
1482
1483 fail_alloc:
1484         /*
1485          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1486          * might have messed up.
1487          *
1488          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1489          * queue, but this is pretty rare.
1490          */
1491         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1492         freed_request(rl, is_sync, rq_flags);
1493
1494         /*
1495          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1496          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1497          * freeing of a request in the other direction will notice
1498          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1499          * READ and WRITE
1500          */
1501 rq_starved:
1502         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1503                 rl->starved[is_sync] = 1;
1504         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1505 }
1506
1507 /**
1508  * get_request - get a free request
1509  * @q: request_queue to allocate request from
1510  * @op: operation and flags
1511  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1512  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags.
1513  * @gfp: allocator flags
1514  *
1515  * Get a free request from @q.  If %BLK_MQ_REQ_NOWAIT is set in @flags,
1516  * this function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1517  *
1518  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1519  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1520  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1521  */
1522 static struct request *get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1523                 struct bio *bio, blk_mq_req_flags_t flags, gfp_t gfp)
1524 {
1525         const bool is_sync = op_is_sync(op);
1526         DEFINE_WAIT(wait);
1527         struct request_list *rl;
1528         struct request *rq;
1529
1530         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1531         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1532
1533         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1534 retry:
1535         rq = __get_request(rl, op, bio, flags, gfp);
1536         if (!IS_ERR(rq))
1537                 return rq;
1538
1539         if (op & REQ_NOWAIT) {
1540                 blk_put_rl(rl);
1541                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
1542         }
1543
1544         if ((flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1545                 blk_put_rl(rl);
1546                 return rq;
1547         }
1548
1549         /* wait on @rl and retry */
1550         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1551                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1552
1553         trace_block_sleeprq(q, bio, op);
1554
1555         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1556         io_schedule();
1557
1558         /*
1559          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1560          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1561          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1562          */
1563         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1564
1565         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1566         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1567
1568         goto retry;
1569 }
1570
1571 /* flags: BLK_MQ_REQ_PREEMPT and/or BLK_MQ_REQ_NOWAIT. */
1572 static struct request *blk_old_get_request(struct request_queue *q,
1573                                 unsigned int op, blk_mq_req_flags_t flags)
1574 {
1575         struct request *rq;
1576         gfp_t gfp_mask = flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT ? GFP_ATOMIC : GFP_NOIO;
1577         int ret = 0;
1578
1579         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1580
1581         /* create ioc upfront */
1582         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1583
1584         ret = blk_queue_enter(q, flags);
1585         if (ret)
1586                 return ERR_PTR(ret);
1587         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1588         rq = get_request(q, op, NULL, flags, gfp_mask);
1589         if (IS_ERR(rq)) {
1590                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1591                 blk_queue_exit(q);
1592                 return rq;
1593         }
1594
1595         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1596         rq->__data_len = 0;
1597         rq->__sector = (sector_t) -1;
1598         rq->bio = rq->biotail = NULL;
1599         return rq;
1600 }
1601
1602 /**
1603  * blk_get_request - allocate a request
1604  * @q: request queue to allocate a request for
1605  * @op: operation (REQ_OP_*) and REQ_* flags, e.g. REQ_SYNC.
1606  * @flags: BLK_MQ_REQ_* flags, e.g. BLK_MQ_REQ_NOWAIT.
1607  */
1608 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
1609                                 blk_mq_req_flags_t flags)
1610 {
1611         struct request *req;
1612
1613         WARN_ON_ONCE(op & REQ_NOWAIT);
1614         WARN_ON_ONCE(flags & ~(BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_PREEMPT));
1615
1616         if (q->mq_ops) {
1617                 req = blk_mq_alloc_request(q, op, flags);
1618                 if (!IS_ERR(req) && q->mq_ops->initialize_rq_fn)
1619                         q->mq_ops->initialize_rq_fn(req);
1620         } else {
1621                 req = blk_old_get_request(q, op, flags);
1622                 if (!IS_ERR(req) && q->initialize_rq_fn)
1623                         q->initialize_rq_fn(req);
1624         }
1625
1626         return req;
1627 }
1628 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1629
1630 /**
1631  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1632  * @q:          request queue where request should be inserted
1633  * @rq:         request to be inserted
1634  *
1635  * Description:
1636  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1637  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1638  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1639  */
1640 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1641 {
1642         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1643         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
1644
1645         blk_delete_timer(rq);
1646         blk_clear_rq_complete(rq);
1647         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1648         wbt_requeue(q->rq_wb, rq);
1649
1650         if (rq->rq_flags & RQF_QUEUED)
1651                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1652
1653         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1654
1655         elv_requeue_request(q, rq);
1656 }
1657 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1658
1659 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1660                              int where)
1661 {
1662         blk_account_io_start(rq, true);
1663         __elv_add_request(q, rq, where);
1664 }
1665
1666 static void part_round_stats_single(struct request_queue *q, int cpu,
1667                                     struct hd_struct *part, unsigned long now,
1668                                     unsigned int inflight)
1669 {
1670         if (inflight) {
1671                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1672                                 inflight * (now - part->stamp));
1673                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1674         }
1675         part->stamp = now;
1676 }
1677
1678 /**
1679  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1680  * @q: target block queue
1681  * @cpu: cpu number for stats access
1682  * @part: target partition
1683  *
1684  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1685  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1686  * time it has been in this state for.
1687  *
1688  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1689  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1690  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1691  * function to do a round-off before returning the results when reading
1692  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1693  * the current jiffies and restarts the counters again.
1694  */
1695 void part_round_stats(struct request_queue *q, int cpu, struct hd_struct *part)
1696 {
1697         struct hd_struct *part2 = NULL;
1698         unsigned long now = jiffies;
1699         unsigned int inflight[2];
1700         int stats = 0;
1701
1702         if (part->stamp != now)
1703                 stats |= 1;
1704
1705         if (part->partno) {
1706                 part2 = &part_to_disk(part)->part0;
1707                 if (part2->stamp != now)
1708                         stats |= 2;
1709         }
1710
1711         if (!stats)
1712                 return;
1713
1714         part_in_flight(q, part, inflight);
1715
1716         if (stats & 2)
1717                 part_round_stats_single(q, cpu, part2, now, inflight[1]);
1718         if (stats & 1)
1719                 part_round_stats_single(q, cpu, part, now, inflight[0]);
1720 }
1721 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1722
1723 #ifdef CONFIG_PM
1724 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1725 {
1726         if (rq->q->dev && !(rq->rq_flags & RQF_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1727                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1728 }
1729 #else
1730 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1731 #endif
1732
1733 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1734 {
1735         req_flags_t rq_flags = req->rq_flags;
1736
1737         if (unlikely(!q))
1738                 return;
1739
1740         if (q->mq_ops) {
1741                 blk_mq_free_request(req);
1742                 return;
1743         }
1744
1745         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
1746
1747         blk_req_zone_write_unlock(req);
1748         blk_pm_put_request(req);
1749
1750         elv_completed_request(q, req);
1751
1752         /* this is a bio leak */
1753         WARN_ON(req->bio != NULL);
1754
1755         wbt_done(q->rq_wb, req);
1756
1757         /*
1758          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1759          * it didn't come out of our reserved rq pools
1760          */
1761         if (rq_flags & RQF_ALLOCED) {
1762                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1763                 bool sync = op_is_sync(req->cmd_flags);
1764
1765                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1766                 BUG_ON(ELV_ON_HASH(req));
1767
1768                 blk_free_request(rl, req);
1769                 freed_request(rl, sync, rq_flags);
1770                 blk_put_rl(rl);
1771                 blk_queue_exit(q);
1772         }
1773 }
1774 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1775
1776 void blk_put_request(struct request *req)
1777 {
1778         struct request_queue *q = req->q;
1779
1780         if (q->mq_ops)
1781                 blk_mq_free_request(req);
1782         else {
1783                 unsigned long flags;
1784
1785                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1786                 __blk_put_request(q, req);
1787                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1788         }
1789 }
1790 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1791
1792 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1793                             struct bio *bio)
1794 {
1795         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1796
1797         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1798                 return false;
1799
1800         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1801
1802         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1803                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1804
1805         req->biotail->bi_next = bio;
1806         req->biotail = bio;
1807         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1808         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1809
1810         blk_account_io_start(req, false);
1811         return true;
1812 }
1813
1814 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1815                              struct bio *bio)
1816 {
1817         const int ff = bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
1818
1819         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1820                 return false;
1821
1822         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1823
1824         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1825                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1826
1827         bio->bi_next = req->bio;
1828         req->bio = bio;
1829
1830         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1831         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1832         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1833
1834         blk_account_io_start(req, false);
1835         return true;
1836 }
1837
1838 bool bio_attempt_discard_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1839                 struct bio *bio)
1840 {
1841         unsigned short segments = blk_rq_nr_discard_segments(req);
1842
1843         if (segments >= queue_max_discard_segments(q))
1844                 goto no_merge;
1845         if (blk_rq_sectors(req) + bio_sectors(bio) >
1846             blk_rq_get_max_sectors(req, blk_rq_pos(req)))
1847                 goto no_merge;
1848
1849         req->biotail->bi_next = bio;
1850         req->biotail = bio;
1851         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1852         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1853         req->nr_phys_segments = segments + 1;
1854
1855         blk_account_io_start(req, false);
1856         return true;
1857 no_merge:
1858         req_set_nomerge(q, req);
1859         return false;
1860 }
1861
1862 /**
1863  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1864  * @q: request_queue new bio is being queued at
1865  * @bio: new bio being queued
1866  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1867  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
1868  * another request associated with @q is found on the plug list
1869  * (optional, may be %NULL)
1870  *
1871  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1872  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1873  * otherwise %false.
1874  *
1875  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1876  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1877  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1878  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1879  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1880  * merging parameters without querying the elevator.
1881  *
1882  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
1883  */
1884 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1885                             unsigned int *request_count,
1886                             struct request **same_queue_rq)
1887 {
1888         struct blk_plug *plug;
1889         struct request *rq;
1890         struct list_head *plug_list;
1891
1892         plug = current->plug;
1893         if (!plug)
1894                 return false;
1895         *request_count = 0;
1896
1897         if (q->mq_ops)
1898                 plug_list = &plug->mq_list;
1899         else
1900                 plug_list = &plug->list;
1901
1902         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
1903                 bool merged = false;
1904
1905                 if (rq->q == q) {
1906                         (*request_count)++;
1907                         /*
1908                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
1909                          * rq in the same queue, there should be only one such
1910                          * rq in a queue
1911                          **/
1912                         if (same_queue_rq)
1913                                 *same_queue_rq = rq;
1914                 }
1915
1916                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1917                         continue;
1918
1919                 switch (blk_try_merge(rq, bio)) {
1920                 case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1921                         merged = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1922                         break;
1923                 case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1924                         merged = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1925                         break;
1926                 case ELEVATOR_DISCARD_MERGE:
1927                         merged = bio_attempt_discard_merge(q, rq, bio);
1928                         break;
1929                 default:
1930                         break;
1931                 }
1932
1933                 if (merged)
1934                         return true;
1935         }
1936
1937         return false;
1938 }
1939
1940 unsigned int blk_plug_queued_count(struct request_queue *q)
1941 {
1942         struct blk_plug *plug;
1943         struct request *rq;
1944         struct list_head *plug_list;
1945         unsigned int ret = 0;
1946
1947         plug = current->plug;
1948         if (!plug)
1949                 goto out;
1950
1951         if (q->mq_ops)
1952                 plug_list = &plug->mq_list;
1953         else
1954                 plug_list = &plug->list;
1955
1956         list_for_each_entry(rq, plug_list, queuelist) {
1957                 if (rq->q == q)
1958                         ret++;
1959         }
1960 out:
1961         return ret;
1962 }
1963
1964 void blk_init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1965 {
1966         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1967
1968         if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
1969                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1970
1971         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1972         if (ioprio_valid(bio_prio(bio)))
1973                 req->ioprio = bio_prio(bio);
1974         else if (ioc)
1975                 req->ioprio = ioc->ioprio;
1976         else
1977                 req->ioprio = IOPRIO_PRIO_VALUE(IOPRIO_CLASS_NONE, 0);
1978         req->write_hint = bio->bi_write_hint;
1979         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1980 }
1981 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_init_request_from_bio);
1982
1983 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1984 {
1985         struct blk_plug *plug;
1986         int where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1987         struct request *req, *free;
1988         unsigned int request_count = 0;
1989         unsigned int wb_acct;
1990
1991         /*
1992          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1993          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1994          * ISA dma in theory)
1995          */
1996         blk_queue_bounce(q, &bio);
1997
1998         blk_queue_split(q, &bio);
1999
2000         if (!bio_integrity_prep(bio))
2001                 return BLK_QC_T_NONE;
2002
2003         if (op_is_flush(bio->bi_opf)) {
2004                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
2005                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2006                 goto get_rq;
2007         }
2008
2009         /*
2010          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
2011          * any locks.
2012          */
2013         if (!blk_queue_nomerges(q)) {
2014                 if (blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count, NULL))
2015                         return BLK_QC_T_NONE;
2016         } else
2017                 request_count = blk_plug_queued_count(q);
2018
2019         spin_lock_irq(q->queue_lock);
2020
2021         switch (elv_merge(q, &req, bio)) {
2022         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
2023                 if (!bio_attempt_back_merge(q, req, bio))
2024                         break;
2025                 elv_bio_merged(q, req, bio);
2026                 free = attempt_back_merge(q, req);
2027                 if (free)
2028                         __blk_put_request(q, free);
2029                 else
2030                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_BACK_MERGE);
2031                 goto out_unlock;
2032         case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
2033                 if (!bio_attempt_front_merge(q, req, bio))
2034                         break;
2035                 elv_bio_merged(q, req, bio);
2036                 free = attempt_front_merge(q, req);
2037                 if (free)
2038                         __blk_put_request(q, free);
2039                 else
2040                         elv_merged_request(q, req, ELEVATOR_FRONT_MERGE);
2041                 goto out_unlock;
2042         default:
2043                 break;
2044         }
2045
2046 get_rq:
2047         wb_acct = wbt_wait(q->rq_wb, bio, q->queue_lock);
2048
2049         /*
2050          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
2051          * Returns with the queue unlocked.
2052          */
2053         blk_queue_enter_live(q);
2054         req = get_request(q, bio->bi_opf, bio, 0, GFP_NOIO);
2055         if (IS_ERR(req)) {
2056                 blk_queue_exit(q);
2057                 __wbt_done(q->rq_wb, wb_acct);
2058                 if (PTR_ERR(req) == -ENOMEM)
2059                         bio->bi_status = BLK_STS_RESOURCE;
2060                 else
2061                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
2062                 bio_endio(bio);
2063                 goto out_unlock;
2064         }
2065
2066         wbt_track(req, wb_acct);
2067
2068         /*
2069          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
2070          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
2071          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
2072          * often, and the elevators are able to handle it.
2073          */
2074         blk_init_request_from_bio(req, bio);
2075
2076         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
2077                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
2078
2079         plug = current->plug;
2080         if (plug) {
2081                 /*
2082                  * If this is the first request added after a plug, fire
2083                  * of a plug trace.
2084                  *
2085                  * @request_count may become stale because of schedule
2086                  * out, so check plug list again.
2087                  */
2088                 if (!request_count || list_empty(&plug->list))
2089                         trace_block_plug(q);
2090                 else {
2091                         struct request *last = list_entry_rq(plug->list.prev);
2092                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT ||
2093                             blk_rq_bytes(last) >= BLK_PLUG_FLUSH_SIZE) {
2094                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
2095                                 trace_block_plug(q);
2096                         }
2097                 }
2098                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
2099                 blk_account_io_start(req, true);
2100         } else {
2101                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
2102                 add_acct_request(q, req, where);
2103                 __blk_run_queue(q);
2104 out_unlock:
2105                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
2106         }
2107
2108         return BLK_QC_T_NONE;
2109 }
2110
2111 static void handle_bad_sector(struct bio *bio, sector_t maxsector)
2112 {
2113         char b[BDEVNAME_SIZE];
2114
2115         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
2116         printk(KERN_INFO "%s: rw=%d, want=%Lu, limit=%Lu\n",
2117                         bio_devname(bio, b), bio->bi_opf,
2118                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
2119                         (long long)maxsector);
2120 }
2121
2122 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
2123
2124 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
2125
2126 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
2127 {
2128         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
2129 }
2130 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
2131
2132 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
2133 {
2134         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
2135 }
2136
2137 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
2138 {
2139         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
2140                                                 NULL, &fail_make_request);
2141
2142         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
2143 }
2144
2145 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
2146
2147 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2148
2149 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
2150                                         unsigned int bytes)
2151 {
2152         return false;
2153 }
2154
2155 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
2156
2157 static inline bool bio_check_ro(struct bio *bio, struct hd_struct *part)
2158 {
2159         if (part->policy && op_is_write(bio_op(bio))) {
2160                 char b[BDEVNAME_SIZE];
2161
2162                 printk(KERN_ERR
2163                        "generic_make_request: Trying to write "
2164                         "to read-only block-device %s (partno %d)\n",
2165                         bio_devname(bio, b), part->partno);
2166                 return true;
2167         }
2168
2169         return false;
2170 }
2171
2172 static noinline int should_fail_bio(struct bio *bio)
2173 {
2174         if (should_fail_request(&bio->bi_disk->part0, bio->bi_iter.bi_size))
2175                 return -EIO;
2176         return 0;
2177 }
2178 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_fail_bio, ERRNO);
2179
2180 /*
2181  * Check whether this bio extends beyond the end of the device or partition.
2182  * This may well happen - the kernel calls bread() without checking the size of
2183  * the device, e.g., when mounting a file system.
2184  */
2185 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, sector_t maxsector)
2186 {
2187         unsigned int nr_sectors = bio_sectors(bio);
2188
2189         if (nr_sectors && maxsector &&
2190             (nr_sectors > maxsector ||
2191              bio->bi_iter.bi_sector > maxsector - nr_sectors)) {
2192                 handle_bad_sector(bio, maxsector);
2193                 return -EIO;
2194         }
2195         return 0;
2196 }
2197
2198 /*
2199  * Remap block n of partition p to block n+start(p) of the disk.
2200  */
2201 static inline int blk_partition_remap(struct bio *bio)
2202 {
2203         struct hd_struct *p;
2204         int ret = -EIO;
2205
2206         rcu_read_lock();
2207         p = __disk_get_part(bio->bi_disk, bio->bi_partno);
2208         if (unlikely(!p))
2209                 goto out;
2210         if (unlikely(should_fail_request(p, bio->bi_iter.bi_size)))
2211                 goto out;
2212         if (unlikely(bio_check_ro(bio, p)))
2213                 goto out;
2214
2215         /*
2216          * Zone reset does not include bi_size so bio_sectors() is always 0.
2217          * Include a test for the reset op code and perform the remap if needed.
2218          */
2219         if (bio_sectors(bio) || bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_RESET) {
2220                 if (bio_check_eod(bio, part_nr_sects_read(p)))
2221                         goto out;
2222                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
2223                 trace_block_bio_remap(bio->bi_disk->queue, bio, part_devt(p),
2224                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
2225         }
2226         bio->bi_partno = 0;
2227         ret = 0;
2228 out:
2229         rcu_read_unlock();
2230         return ret;
2231 }
2232
2233 static noinline_for_stack bool
2234 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
2235 {
2236         struct request_queue *q;
2237         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
2238         blk_status_t status = BLK_STS_IOERR;
2239         char b[BDEVNAME_SIZE];
2240
2241         might_sleep();
2242
2243         q = bio->bi_disk->queue;
2244         if (unlikely(!q)) {
2245                 printk(KERN_ERR
2246                        "generic_make_request: Trying to access "
2247                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
2248                         bio_devname(bio, b), (long long)bio->bi_iter.bi_sector);
2249                 goto end_io;
2250         }
2251
2252         /*
2253          * For a REQ_NOWAIT based request, return -EOPNOTSUPP
2254          * if queue is not a request based queue.
2255          */
2256         if ((bio->bi_opf & REQ_NOWAIT) && !queue_is_rq_based(q))
2257                 goto not_supported;
2258
2259         if (should_fail_bio(bio))
2260                 goto end_io;
2261
2262         if (bio->bi_partno) {
2263                 if (unlikely(blk_partition_remap(bio)))
2264                         goto end_io;
2265         } else {
2266                 if (unlikely(bio_check_ro(bio, &bio->bi_disk->part0)))
2267                         goto end_io;
2268                 if (unlikely(bio_check_eod(bio, get_capacity(bio->bi_disk))))
2269                         goto end_io;
2270         }
2271
2272         /*
2273          * Filter flush bio's early so that make_request based
2274          * drivers without flush support don't have to worry
2275          * about them.
2276          */
2277         if (op_is_flush(bio->bi_opf) &&
2278             !test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags)) {
2279                 bio->bi_opf &= ~(REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
2280                 if (!nr_sectors) {
2281                         status = BLK_STS_OK;
2282                         goto end_io;
2283                 }
2284         }
2285
2286         switch (bio_op(bio)) {
2287         case REQ_OP_DISCARD:
2288                 if (!blk_queue_discard(q))
2289                         goto not_supported;
2290                 break;
2291         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
2292                 if (!blk_queue_secure_erase(q))
2293                         goto not_supported;
2294                 break;
2295         case REQ_OP_WRITE_SAME:
2296                 if (!q->limits.max_write_same_sectors)
2297                         goto not_supported;
2298                 break;
2299         case REQ_OP_ZONE_REPORT:
2300         case REQ_OP_ZONE_RESET:
2301                 if (!blk_queue_is_zoned(q))
2302                         goto not_supported;
2303                 break;
2304         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
2305                 if (!q->limits.max_write_zeroes_sectors)
2306                         goto not_supported;
2307                 break;
2308         default:
2309                 break;
2310         }
2311
2312         /*
2313          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
2314          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
2315          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
2316          * layer knows how to live with it.
2317          */
2318         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
2319
2320         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
2321                 return false;
2322
2323         if (!bio_flagged(bio, BIO_TRACE_COMPLETION)) {
2324                 trace_block_bio_queue(q, bio);
2325                 /* Now that enqueuing has been traced, we need to trace
2326                  * completion as well.
2327                  */
2328                 bio_set_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
2329         }
2330         return true;
2331
2332 not_supported:
2333         status = BLK_STS_NOTSUPP;
2334 end_io:
2335         bio->bi_status = status;
2336         bio_endio(bio);
2337         return false;
2338 }
2339
2340 /**
2341  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
2342  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2343  *
2344  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
2345  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
2346  * to be done.
2347  *
2348  * generic_make_request() does not return any status.  The
2349  * success/failure status of the request, along with notification of
2350  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
2351  * function described (one day) else where.
2352  *
2353  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
2354  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
2355  * set to describe the device address, and the
2356  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
2357  * completion notification should be signaled.
2358  *
2359  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
2360  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
2361  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
2362  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
2363  */
2364 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
2365 {
2366         /*
2367          * bio_list_on_stack[0] contains bios submitted by the current
2368          * make_request_fn.
2369          * bio_list_on_stack[1] contains bios that were submitted before
2370          * the current make_request_fn, but that haven't been processed
2371          * yet.
2372          */
2373         struct bio_list bio_list_on_stack[2];
2374         blk_mq_req_flags_t flags = 0;
2375         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2376         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
2377
2378         if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
2379                 flags = BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
2380         if (bio_flagged(bio, BIO_QUEUE_ENTERED))
2381                 blk_queue_enter_live(q);
2382         else if (blk_queue_enter(q, flags) < 0) {
2383                 if (!blk_queue_dying(q) && (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT))
2384                         bio_wouldblock_error(bio);
2385                 else
2386                         bio_io_error(bio);
2387                 return ret;
2388         }
2389
2390         if (!generic_make_request_checks(bio))
2391                 goto out;
2392
2393         /*
2394          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
2395          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
2396          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
2397          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
2398          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
2399          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
2400          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
2401          * should be added at the tail
2402          */
2403         if (current->bio_list) {
2404                 bio_list_add(&current->bio_list[0], bio);
2405                 goto out;
2406         }
2407
2408         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
2409          * explanation.
2410          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
2411          * ensure that) so we have a list with a single bio.
2412          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
2413          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
2414          * thus initialising the bio_list of new bios to be
2415          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
2416          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
2417          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
2418          * from the top.  In this case we really did just take the bio
2419          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
2420          * bio_list, and call into ->make_request() again.
2421          */
2422         BUG_ON(bio->bi_next);
2423         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2424         current->bio_list = bio_list_on_stack;
2425         do {
2426                 bool enter_succeeded = true;
2427
2428                 if (unlikely(q != bio->bi_disk->queue)) {
2429                         if (q)
2430                                 blk_queue_exit(q);
2431                         q = bio->bi_disk->queue;
2432                         flags = 0;
2433                         if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
2434                                 flags = BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
2435                         if (blk_queue_enter(q, flags) < 0) {
2436                                 enter_succeeded = false;
2437                                 q = NULL;
2438                         }
2439                 }
2440
2441                 if (enter_succeeded) {
2442                         struct bio_list lower, same;
2443
2444                         /* Create a fresh bio_list for all subordinate requests */
2445                         bio_list_on_stack[1] = bio_list_on_stack[0];
2446                         bio_list_init(&bio_list_on_stack[0]);
2447                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2448
2449                         /* sort new bios into those for a lower level
2450                          * and those for the same level
2451                          */
2452                         bio_list_init(&lower);
2453                         bio_list_init(&same);
2454                         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0])) != NULL)
2455                                 if (q == bio->bi_disk->queue)
2456                                         bio_list_add(&same, bio);
2457                                 else
2458                                         bio_list_add(&lower, bio);
2459                         /* now assemble so we handle the lowest level first */
2460                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &lower);
2461                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &same);
2462                         bio_list_merge(&bio_list_on_stack[0], &bio_list_on_stack[1]);
2463                 } else {
2464                         if (unlikely(!blk_queue_dying(q) &&
2465                                         (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)))
2466                                 bio_wouldblock_error(bio);
2467                         else
2468                                 bio_io_error(bio);
2469                 }
2470                 bio = bio_list_pop(&bio_list_on_stack[0]);
2471         } while (bio);
2472         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
2473
2474 out:
2475         if (q)
2476                 blk_queue_exit(q);
2477         return ret;
2478 }
2479 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
2480
2481 /**
2482  * direct_make_request - hand a buffer directly to its device driver for I/O
2483  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2484  *
2485  * This function behaves like generic_make_request(), but does not protect
2486  * against recursion.  Must only be used if the called driver is known
2487  * to not call generic_make_request (or direct_make_request) again from
2488  * its make_request function.  (Calling direct_make_request again from
2489  * a workqueue is perfectly fine as that doesn't recurse).
2490  */
2491 blk_qc_t direct_make_request(struct bio *bio)
2492 {
2493         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2494         bool nowait = bio->bi_opf & REQ_NOWAIT;
2495         blk_qc_t ret;
2496
2497         if (!generic_make_request_checks(bio))
2498                 return BLK_QC_T_NONE;
2499
2500         if (unlikely(blk_queue_enter(q, nowait ? BLK_MQ_REQ_NOWAIT : 0))) {
2501                 if (nowait && !blk_queue_dying(q))
2502                         bio->bi_status = BLK_STS_AGAIN;
2503                 else
2504                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
2505                 bio_endio(bio);
2506                 return BLK_QC_T_NONE;
2507         }
2508
2509         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2510         blk_queue_exit(q);
2511         return ret;
2512 }
2513 EXPORT_SYMBOL_GPL(direct_make_request);
2514
2515 /**
2516  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
2517  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
2518  *
2519  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
2520  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
2521  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
2522  *
2523  */
2524 blk_qc_t submit_bio(struct bio *bio)
2525 {
2526         /*
2527          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
2528          * go through the normal accounting stuff before submission.
2529          */
2530         if (bio_has_data(bio)) {
2531                 unsigned int count;
2532
2533                 if (unlikely(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE_SAME))
2534                         count = queue_logical_block_size(bio->bi_disk->queue) >> 9;
2535                 else
2536                         count = bio_sectors(bio);
2537
2538                 if (op_is_write(bio_op(bio))) {
2539                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
2540                 } else {
2541                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
2542                         count_vm_events(PGPGIN, count);
2543                 }
2544
2545                 if (unlikely(block_dump)) {
2546                         char b[BDEVNAME_SIZE];
2547                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
2548                         current->comm, task_pid_nr(current),
2549                                 op_is_write(bio_op(bio)) ? "WRITE" : "READ",
2550                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
2551                                 bio_devname(bio, b), count);
2552                 }
2553         }
2554
2555         return generic_make_request(bio);
2556 }
2557 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
2558
2559 bool blk_poll(struct request_queue *q, blk_qc_t cookie)
2560 {
2561         if (!q->poll_fn || !blk_qc_t_valid(cookie))
2562                 return false;
2563
2564         if (current->plug)
2565                 blk_flush_plug_list(current->plug, false);
2566         return q->poll_fn(q, cookie);
2567 }
2568 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_poll);
2569
2570 /**
2571  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
2572  *                              for new the queue limits
2573  * @q:  the queue
2574  * @rq: the request being checked
2575  *
2576  * Description:
2577  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
2578  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
2579  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
2580  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
2581  *    the insertion using this generic function.
2582  *
2583  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
2584  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
2585  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
2586  */
2587 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
2588                                       struct request *rq)
2589 {
2590         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, req_op(rq))) {
2591                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
2592                 return -EIO;
2593         }
2594
2595         /*
2596          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
2597          * may differ from that of other stacking queues.
2598          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
2599          * limitation.
2600          */
2601         blk_recalc_rq_segments(rq);
2602         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
2603                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
2604                 return -EIO;
2605         }
2606
2607         return 0;
2608 }
2609
2610 /**
2611  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
2612  * @q:  the queue to submit the request
2613  * @rq: the request being queued
2614  */
2615 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
2616 {
2617         unsigned long flags;
2618         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
2619
2620         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
2621                 return BLK_STS_IOERR;
2622
2623         if (rq->rq_disk &&
2624             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
2625                 return BLK_STS_IOERR;
2626
2627         if (q->mq_ops) {
2628                 if (blk_queue_io_stat(q))
2629                         blk_account_io_start(rq, true);
2630                 /*
2631                  * Since we have a scheduler attached on the top device,
2632                  * bypass a potential scheduler on the bottom device for
2633                  * insert.
2634                  */
2635                 return blk_mq_request_issue_directly(rq);
2636         }
2637
2638         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2639         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
2640                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2641                 return BLK_STS_IOERR;
2642         }
2643
2644         /*
2645          * Submitting request must be dequeued before calling this function
2646          * because it will be linked to another request_queue
2647          */
2648         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
2649
2650         if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
2651                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2652
2653         add_acct_request(q, rq, where);
2654         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
2655                 __blk_run_queue(q);
2656         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2657
2658         return BLK_STS_OK;
2659 }
2660 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
2661
2662 /**
2663  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
2664  * @rq: request to examine
2665  *
2666  * Description:
2667  *     A request could be merge of IOs which require different failure
2668  *     handling.  This function determines the number of bytes which
2669  *     can be failed from the beginning of the request without
2670  *     crossing into area which need to be retried further.
2671  *
2672  * Return:
2673  *     The number of bytes to fail.
2674  */
2675 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
2676 {
2677         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
2678         unsigned int bytes = 0;
2679         struct bio *bio;
2680
2681         if (!(rq->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE))
2682                 return blk_rq_bytes(rq);
2683
2684         /*
2685          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2686          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2687          * which have all the failfast bits that the first one has -
2688          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2689          * one.
2690          */
2691         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2692                 if ((bio->bi_opf & ff) != ff)
2693                         break;
2694                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
2695         }
2696
2697         /* this could lead to infinite loop */
2698         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2699         return bytes;
2700 }
2701 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2702
2703 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2704 {
2705         if (blk_do_io_stat(req)) {
2706                 const int rw = rq_data_dir(req);
2707                 struct hd_struct *part;
2708                 int cpu;
2709
2710                 cpu = part_stat_lock();
2711                 part = req->part;
2712                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2713                 part_stat_unlock();
2714         }
2715 }
2716
2717 void blk_account_io_done(struct request *req, u64 now)
2718 {
2719         /*
2720          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2721          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2722          * containing request is enough.
2723          */
2724         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->rq_flags & RQF_FLUSH_SEQ)) {
2725                 unsigned long duration;
2726                 const int rw = rq_data_dir(req);
2727                 struct hd_struct *part;
2728                 int cpu;
2729
2730                 duration = nsecs_to_jiffies(now - req->start_time_ns);
2731                 cpu = part_stat_lock();
2732                 part = req->part;
2733
2734                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2735                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2736                 part_round_stats(req->q, cpu, part);
2737                 part_dec_in_flight(req->q, part, rw);
2738
2739                 hd_struct_put(part);
2740                 part_stat_unlock();
2741         }
2742 }
2743
2744 #ifdef CONFIG_PM
2745 /*
2746  * Don't process normal requests when queue is suspended
2747  * or in the process of suspending/resuming
2748  */
2749 static bool blk_pm_allow_request(struct request *rq)
2750 {
2751         switch (rq->q->rpm_status) {
2752         case RPM_RESUMING:
2753         case RPM_SUSPENDING:
2754                 return rq->rq_flags & RQF_PM;
2755         case RPM_SUSPENDED:
2756                 return false;
2757         }
2758
2759         return true;
2760 }
2761 #else
2762 static bool blk_pm_allow_request(struct request *rq)
2763 {
2764         return true;
2765 }
2766 #endif
2767
2768 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
2769 {
2770         struct hd_struct *part;
2771         int rw = rq_data_dir(rq);
2772         int cpu;
2773
2774         if (!blk_do_io_stat(rq))
2775                 return;
2776
2777         cpu = part_stat_lock();
2778
2779         if (!new_io) {
2780                 part = rq->part;
2781                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
2782         } else {
2783                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
2784                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
2785                         /*
2786                          * The partition is already being removed,
2787                          * the request will be accounted on the disk only
2788                          *
2789                          * We take a reference on disk->part0 although that
2790                          * partition will never be deleted, so we can treat
2791                          * it as any other partition.
2792                          */
2793                         part = &rq->rq_disk->part0;
2794                         hd_struct_get(part);
2795                 }
2796                 part_round_stats(rq->q, cpu, part);
2797                 part_inc_in_flight(rq->q, part, rw);
2798                 rq->part = part;
2799         }
2800
2801         part_stat_unlock();
2802 }
2803
2804 static struct request *elv_next_request(struct request_queue *q)
2805 {
2806         struct request *rq;
2807         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
2808
2809         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2810
2811         while (1) {
2812                 list_for_each_entry(rq, &q->queue_head, queuelist) {
2813                         if (blk_pm_allow_request(rq))
2814                                 return rq;
2815
2816                         if (rq->rq_flags & RQF_SOFTBARRIER)
2817                                 break;
2818                 }
2819
2820                 /*
2821                  * Flush request is running and flush request isn't queueable
2822                  * in the drive, we can hold the queue till flush request is
2823                  * finished. Even we don't do this, driver can't dispatch next
2824                  * requests and will requeue them. And this can improve
2825                  * throughput too. For example, we have request flush1, write1,
2826                  * flush 2. flush1 is dispatched, then queue is hold, write1
2827                  * isn't inserted to queue. After flush1 is finished, flush2
2828                  * will be dispatched. Since disk cache is already clean,
2829                  * flush2 will be finished very soon, so looks like flush2 is
2830                  * folded to flush1.
2831                  * Since the queue is hold, a flag is set to indicate the queue
2832                  * should be restarted later. Please see flush_end_io() for
2833                  * details.
2834                  */
2835                 if (fq->flush_pending_idx != fq->flush_running_idx &&
2836                                 !queue_flush_queueable(q)) {
2837                         fq->flush_queue_delayed = 1;
2838                         return NULL;
2839                 }
2840                 if (unlikely(blk_queue_bypass(q)) ||
2841                     !q->elevator->type->ops.sq.elevator_dispatch_fn(q, 0))
2842                         return NULL;
2843         }
2844 }
2845
2846 /**
2847  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2848  * @q: request queue to peek at
2849  *
2850  * Description:
2851  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2852  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2853  *     processing it.
2854  *
2855  * Return:
2856  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2857  *     otherwise.
2858  */
2859 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2860 {
2861         struct request *rq;
2862         int ret;
2863
2864         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
2865         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
2866
2867         while ((rq = elv_next_request(q)) != NULL) {
2868                 if (!(rq->rq_flags & RQF_STARTED)) {
2869                         /*
2870                          * This is the first time the device driver
2871                          * sees this request (possibly after
2872                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2873                          */
2874                         if (rq->rq_flags & RQF_SORTED)
2875                                 elv_activate_rq(q, rq);
2876
2877                         /*
2878                          * just mark as started even if we don't start
2879                          * it, a request that has been delayed should
2880                          * not be passed by new incoming requests
2881                          */
2882                         rq->rq_flags |= RQF_STARTED;
2883                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2884                 }
2885
2886                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2887                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2888                         q->boundary_rq = NULL;
2889                 }
2890
2891                 if (rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)
2892                         break;
2893
2894                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2895                         /*
2896                          * make sure space for the drain appears we
2897                          * know we can do this because max_hw_segments
2898                          * has been adjusted to be one fewer than the
2899                          * device can handle
2900                          */
2901                         rq->nr_phys_segments++;
2902                 }
2903
2904                 if (!q->prep_rq_fn)
2905                         break;
2906
2907                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2908                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2909                         break;
2910                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2911                         /*
2912                          * the request may have been (partially) prepped.
2913                          * we need to keep this request in the front to
2914                          * avoid resource deadlock.  RQF_STARTED will
2915                          * prevent other fs requests from passing this one.
2916                          */
2917                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2918                             !(rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)) {
2919                                 /*
2920                                  * remove the space for the drain we added
2921                                  * so that we don't add it again
2922                                  */
2923                                 --rq->nr_phys_segments;
2924                         }
2925
2926                         rq = NULL;
2927                         break;
2928                 } else if (ret == BLKPREP_KILL || ret == BLKPREP_INVALID) {
2929                         rq->rq_flags |= RQF_QUIET;
2930                         /*
2931                          * Mark this request as started so we don't trigger
2932                          * any debug logic in the end I/O path.
2933                          */
2934                         blk_start_request(rq);
2935                         __blk_end_request_all(rq, ret == BLKPREP_INVALID ?
2936                                         BLK_STS_TARGET : BLK_STS_IOERR);
2937                 } else {
2938                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2939                         break;
2940                 }
2941         }
2942
2943         return rq;
2944 }
2945 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2946
2947 static void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2948 {
2949         struct request_queue *q = rq->q;
2950
2951         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2952         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2953
2954         list_del_init(&rq->queuelist);
2955
2956         /*
2957          * the time frame between a request being removed from the lists
2958          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2959          * the driver side.
2960          */
2961         if (blk_account_rq(rq))
2962                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2963 }
2964
2965 /**
2966  * blk_start_request - start request processing on the driver
2967  * @req: request to dequeue
2968  *
2969  * Description:
2970  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2971  *     request to the driver.
2972  */
2973 void blk_start_request(struct request *req)
2974 {
2975         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
2976         WARN_ON_ONCE(req->q->mq_ops);
2977
2978         blk_dequeue_request(req);
2979
2980         if (test_bit(QUEUE_FLAG_STATS, &req->q->queue_flags)) {
2981                 req->io_start_time_ns = ktime_get_ns();
2982 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_THROTTLING_LOW
2983                 req->throtl_size = blk_rq_sectors(req);
2984 #endif
2985                 req->rq_flags |= RQF_STATS;
2986                 wbt_issue(req->q->rq_wb, req);
2987         }
2988
2989         BUG_ON(blk_rq_is_complete(req));
2990         blk_add_timer(req);
2991 }
2992 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2993
2994 /**
2995  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
2996  * @q: request queue to fetch a request from
2997  *
2998  * Description:
2999  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
3000  *     return and LLD can start processing it immediately.
3001  *
3002  * Return:
3003  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
3004  *     otherwise.
3005  */
3006 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
3007 {
3008         struct request *rq;
3009
3010         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
3011         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3012
3013         rq = blk_peek_request(q);
3014         if (rq)
3015                 blk_start_request(rq);
3016         return rq;
3017 }
3018 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
3019
3020 /*
3021  * Steal bios from a request and add them to a bio list.
3022  * The request must not have been partially completed before.
3023  */
3024 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq)
3025 {
3026         if (rq->bio) {
3027                 if (list->tail)
3028                         list->tail->bi_next = rq->bio;
3029                 else
3030                         list->head = rq->bio;
3031                 list->tail = rq->biotail;
3032
3033                 rq->bio = NULL;
3034                 rq->biotail = NULL;
3035         }
3036
3037         rq->__data_len = 0;
3038 }
3039 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_steal_bios);
3040
3041 /**
3042  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
3043  * @req:      the request being processed
3044  * @error:    block status code
3045  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
3046  *
3047  * Description:
3048  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
3049  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
3050  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
3051  *
3052  *     This special helper function is only for request stacking drivers
3053  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
3054  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
3055  *
3056  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
3057  *     %false return from this function.
3058  *
3059  * Return:
3060  *     %false - this request doesn't have any more data
3061  *     %true  - this request has more data
3062  **/
3063 bool blk_update_request(struct request *req, blk_status_t error,
3064                 unsigned int nr_bytes)
3065 {
3066         int total_bytes;
3067
3068         trace_block_rq_complete(req, blk_status_to_errno(error), nr_bytes);
3069
3070         if (!req->bio)
3071                 return false;
3072
3073         if (unlikely(error && !blk_rq_is_passthrough(req) &&
3074                      !(req->rq_flags & RQF_QUIET)))
3075                 print_req_error(req, error);
3076
3077         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
3078
3079         total_bytes = 0;
3080         while (req->bio) {
3081                 struct bio *bio = req->bio;
3082                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
3083
3084                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size) {
3085                         req->bio = bio->bi_next;
3086                         bio->bi_next = NULL;
3087                 }
3088
3089                 /* Completion has already been traced */
3090                 bio_clear_flag(bio, BIO_TRACE_COMPLETION);
3091                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
3092
3093                 total_bytes += bio_bytes;
3094                 nr_bytes -= bio_bytes;
3095
3096                 if (!nr_bytes)
3097                         break;
3098         }
3099
3100         /*
3101          * completely done
3102          */
3103         if (!req->bio) {
3104                 /*
3105                  * Reset counters so that the request stacking driver
3106                  * can find how many bytes remain in the request
3107                  * later.
3108                  */
3109                 req->__data_len = 0;
3110                 return false;
3111         }
3112
3113         req->__data_len -= total_bytes;
3114
3115         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
3116         if (!blk_rq_is_passthrough(req))
3117                 req->__sector += total_bytes >> 9;
3118
3119         /* mixed attributes always follow the first bio */
3120         if (req->rq_flags & RQF_MIXED_MERGE) {
3121                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
3122                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_opf & REQ_FAILFAST_MASK;
3123         }
3124
3125         if (!(req->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)) {
3126                 /*
3127                  * If total number of sectors is less than the first segment
3128                  * size, something has gone terribly wrong.
3129                  */
3130                 if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
3131                         blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
3132                         req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
3133                 }
3134
3135                 /* recalculate the number of segments */
3136                 blk_recalc_rq_segments(req);
3137         }
3138
3139         return true;
3140 }
3141 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
3142
3143 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3144                                     unsigned int nr_bytes,
3145                                     unsigned int bidi_bytes)
3146 {
3147         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
3148                 return true;
3149
3150         /* Bidi request must be completed as a whole */
3151         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
3152             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
3153                 return true;
3154
3155         if (blk_queue_add_random(rq->q))
3156                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
3157
3158         return false;
3159 }
3160
3161 /**
3162  * blk_unprep_request - unprepare a request
3163  * @req:        the request
3164  *
3165  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
3166  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
3167  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
3168  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
3169  * lock is held when calling this.
3170  */
3171 void blk_unprep_request(struct request *req)
3172 {
3173         struct request_queue *q = req->q;
3174
3175         req->rq_flags &= ~RQF_DONTPREP;
3176         if (q->unprep_rq_fn)
3177                 q->unprep_rq_fn(q, req);
3178 }
3179 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
3180
3181 void blk_finish_request(struct request *req, blk_status_t error)
3182 {
3183         struct request_queue *q = req->q;
3184         u64 now = ktime_get_ns();
3185
3186         lockdep_assert_held(req->q->queue_lock);
3187         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3188
3189         if (req->rq_flags & RQF_STATS)
3190                 blk_stat_add(req, now);
3191
3192         if (req->rq_flags & RQF_QUEUED)
3193                 blk_queue_end_tag(q, req);
3194
3195         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
3196
3197         if (unlikely(laptop_mode) && !blk_rq_is_passthrough(req))
3198                 laptop_io_completion(req->q->backing_dev_info);
3199
3200         blk_delete_timer(req);
3201
3202         if (req->rq_flags & RQF_DONTPREP)
3203                 blk_unprep_request(req);
3204
3205         blk_account_io_done(req, now);
3206
3207         if (req->end_io) {
3208                 wbt_done(req->q->rq_wb, req);
3209                 req->end_io(req, error);
3210         } else {
3211                 if (blk_bidi_rq(req))
3212                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
3213
3214                 __blk_put_request(q, req);
3215         }
3216 }
3217 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_request);
3218
3219 /**
3220  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
3221  * @rq:         the request to complete
3222  * @error:      block status code
3223  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3224  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3225  *
3226  * Description:
3227  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
3228  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
3229  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
3230  *     just ignored.
3231  *
3232  * Return:
3233  *     %false - we are done with this request
3234  *     %true  - still buffers pending for this request
3235  **/
3236 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3237                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3238 {
3239         struct request_queue *q = rq->q;
3240         unsigned long flags;
3241
3242         WARN_ON_ONCE(q->mq_ops);
3243
3244         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3245                 return true;
3246
3247         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
3248         blk_finish_request(rq, error);
3249         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
3250
3251         return false;
3252 }
3253
3254 /**
3255  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
3256  * @rq:         the request to complete
3257  * @error:      block status code
3258  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
3259  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
3260  *
3261  * Description:
3262  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
3263  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
3264  *
3265  * Return:
3266  *     %false - we are done with this request
3267  *     %true  - still buffers pending for this request
3268  **/
3269 static bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3270                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
3271 {
3272         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3273         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3274
3275         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
3276                 return true;
3277
3278         blk_finish_request(rq, error);
3279
3280         return false;
3281 }
3282
3283 /**
3284  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3285  * @rq:       the request being processed
3286  * @error:    block status code
3287  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3288  *
3289  * Description:
3290  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
3291  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
3292  *
3293  * Return:
3294  *     %false - we are done with this request
3295  *     %true  - still buffers pending for this request
3296  **/
3297 bool blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3298                 unsigned int nr_bytes)
3299 {
3300         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3301         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3302 }
3303 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
3304
3305 /**
3306  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3307  * @rq: the request to finish
3308  * @error: block status code
3309  *
3310  * Description:
3311  *     Completely finish @rq.
3312  */
3313 void blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3314 {
3315         bool pending;
3316         unsigned int bidi_bytes = 0;
3317
3318         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3319                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3320
3321         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3322         BUG_ON(pending);
3323 }
3324 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
3325
3326 /**
3327  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
3328  * @rq:       the request being processed
3329  * @error:    block status code
3330  * @nr_bytes: number of bytes to complete
3331  *
3332  * Description:
3333  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
3334  *
3335  * Return:
3336  *     %false - we are done with this request
3337  *     %true  - still buffers pending for this request
3338  **/
3339 bool __blk_end_request(struct request *rq, blk_status_t error,
3340                 unsigned int nr_bytes)
3341 {
3342         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3343         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3344
3345         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
3346 }
3347 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
3348
3349 /**
3350  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
3351  * @rq: the request to finish
3352  * @error:    block status code
3353  *
3354  * Description:
3355  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
3356  */
3357 void __blk_end_request_all(struct request *rq, blk_status_t error)
3358 {
3359         bool pending;
3360         unsigned int bidi_bytes = 0;
3361
3362         lockdep_assert_held(rq->q->queue_lock);
3363         WARN_ON_ONCE(rq->q->mq_ops);
3364
3365         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
3366                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
3367
3368         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
3369         BUG_ON(pending);
3370 }
3371 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
3372
3373 /**
3374  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
3375  * @rq: the request to finish the current chunk for
3376  * @error:    block status code
3377  *
3378  * Description:
3379  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
3380  *     be called with queue lock held.
3381  *
3382  * Return:
3383  *     %false - we are done with this request
3384  *     %true  - still buffers pending for this request
3385  */
3386 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, blk_status_t error)
3387 {
3388         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
3389 }
3390 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
3391
3392 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
3393                      struct bio *bio)
3394 {
3395         if (bio_has_data(bio))
3396                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
3397         else if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
3398                 rq->nr_phys_segments = 1;
3399
3400         rq->__data_len = bio->bi_iter.bi_size;
3401         rq->bio = rq->biotail = bio;
3402
3403         if (bio->bi_disk)
3404                 rq->rq_disk = bio->bi_disk;
3405 }
3406
3407 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
3408 /**
3409  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
3410  * @rq: the request to be flushed
3411  *
3412  * Description:
3413  *     Flush all pages in @rq.
3414  */
3415 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
3416 {
3417         struct req_iterator iter;
3418         struct bio_vec bvec;
3419
3420         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
3421                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
3422 }
3423 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
3424 #endif
3425
3426 /**
3427  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
3428  * @q : the queue of the device being checked
3429  *
3430  * Description:
3431  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
3432  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
3433  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
3434  *
3435  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
3436  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
3437  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
3438  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
3439  *    on burst I/O load.
3440  *
3441  * Return:
3442  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
3443  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
3444  */
3445 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
3446 {
3447         if (q->lld_busy_fn)
3448                 return q->lld_busy_fn(q);
3449
3450         return 0;
3451 }
3452 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
3453
3454 /**
3455  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
3456  * @rq: the clone request to be cleaned up
3457  *
3458  * Description:
3459  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
3460  */
3461 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
3462 {
3463         struct bio *bio;
3464
3465         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
3466                 rq->bio = bio->bi_next;
3467
3468                 bio_put(bio);
3469         }
3470 }
3471 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
3472
3473 /*
3474  * Copy attributes of the original request to the clone request.
3475  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
3476  */
3477 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
3478 {
3479         dst->cpu = src->cpu;
3480         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
3481         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
3482         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
3483         dst->ioprio = src->ioprio;
3484         dst->extra_len = src->extra_len;
3485 }
3486
3487 /**
3488  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
3489  * @rq: the request to be setup
3490  * @rq_src: original request to be cloned
3491  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
3492  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
3493  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
3494  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
3495  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
3496  *
3497  * Description:
3498  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
3499  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
3500  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
3501  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
3502  *     and the cloned bios just point same pages.
3503  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
3504  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
3505  */
3506 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
3507                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
3508                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
3509                       void *data)
3510 {
3511         struct bio *bio, *bio_src;
3512
3513         if (!bs)
3514                 bs = &fs_bio_set;
3515
3516         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
3517                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
3518                 if (!bio)
3519                         goto free_and_out;
3520
3521                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
3522                         goto free_and_out;
3523
3524                 if (rq->bio) {
3525                         rq->biotail->bi_next = bio;
3526                         rq->biotail = bio;
3527                 } else
3528                         rq->bio = rq->biotail = bio;
3529         }
3530
3531         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
3532
3533         return 0;
3534
3535 free_and_out:
3536         if (bio)
3537                 bio_put(bio);
3538         blk_rq_unprep_clone(rq);
3539
3540         return -ENOMEM;
3541 }
3542 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
3543
3544 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
3545 {
3546         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
3547 }
3548 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
3549
3550 int kblockd_schedule_work_on(int cpu, struct work_struct *work)
3551 {
3552         return queue_work_on(cpu, kblockd_workqueue, work);
3553 }
3554 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work_on);
3555
3556 int kblockd_mod_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3557                                 unsigned long delay)
3558 {
3559         return mod_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
3560 }
3561 EXPORT_SYMBOL(kblockd_mod_delayed_work_on);
3562
3563 /**
3564  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
3565  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
3566  *
3567  * Description:
3568  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
3569  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
3570  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
3571  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
3572  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
3573  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
3574  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
3575  *   this kind of deadlock.
3576  */
3577 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
3578 {
3579         struct task_struct *tsk = current;
3580
3581         /*
3582          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
3583          */
3584         if (tsk->plug)
3585                 return;
3586
3587         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
3588         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
3589         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
3590         /*
3591          * Store ordering should not be needed here, since a potential
3592          * preempt will imply a full memory barrier
3593          */
3594         tsk->plug = plug;
3595 }
3596 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
3597
3598 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
3599 {
3600         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
3601         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
3602
3603         return !(rqa->q < rqb->q ||
3604                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
3605 }
3606
3607 /*
3608  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
3609  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
3610  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
3611  * plugger did not intend it.
3612  */
3613 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
3614                             bool from_schedule)
3615         __releases(q->queue_lock)
3616 {
3617         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
3618
3619         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
3620
3621         if (from_schedule)
3622                 blk_run_queue_async(q);
3623         else
3624                 __blk_run_queue(q);
3625         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3626 }
3627
3628 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3629 {
3630         LIST_HEAD(callbacks);
3631
3632         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
3633                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
3634
3635                 while (!list_empty(&callbacks)) {
3636                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
3637                                                           struct blk_plug_cb,
3638                                                           list);
3639                         list_del(&cb->list);
3640                         cb->callback(cb, from_schedule);
3641                 }
3642         }
3643 }
3644
3645 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
3646                                       int size)
3647 {
3648         struct blk_plug *plug = current->plug;
3649         struct blk_plug_cb *cb;
3650
3651         if (!plug)
3652                 return NULL;
3653
3654         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
3655                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
3656                         return cb;
3657
3658         /* Not currently on the callback list */
3659         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
3660         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
3661         if (cb) {
3662                 cb->data = data;
3663                 cb->callback = unplug;
3664                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
3665         }
3666         return cb;
3667 }
3668 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
3669
3670 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3671 {
3672         struct request_queue *q;
3673         struct request *rq;
3674         LIST_HEAD(list);
3675         unsigned int depth;
3676
3677         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
3678
3679         if (!list_empty(&plug->mq_list))
3680                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
3681
3682         if (list_empty(&plug->list))
3683                 return;
3684
3685         list_splice_init(&plug->list, &list);
3686
3687         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
3688
3689         q = NULL;
3690         depth = 0;
3691
3692         while (!list_empty(&list)) {
3693                 rq = list_entry_rq(list.next);
3694                 list_del_init(&rq->queuelist);
3695                 BUG_ON(!rq->q);
3696                 if (rq->q != q) {
3697                         /*
3698                          * This drops the queue lock
3699                          */
3700                         if (q)
3701                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3702                         q = rq->q;
3703                         depth = 0;
3704                         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3705                 }
3706
3707                 /*
3708                  * Short-circuit if @q is dead
3709                  */
3710                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3711                         __blk_end_request_all(rq, BLK_STS_IOERR);
3712                         continue;
3713                 }
3714
3715                 /*
3716                  * rq is already accounted, so use raw insert
3717                  */
3718                 if (op_is_flush(rq->cmd_flags))
3719                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3720                 else
3721                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3722
3723                 depth++;
3724         }
3725
3726         /*
3727          * This drops the queue lock
3728          */
3729         if (q)
3730                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3731 }
3732
3733 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3734 {
3735         if (plug != current->plug)
3736                 return;
3737         blk_flush_plug_list(plug, false);
3738
3739         current->plug = NULL;
3740 }
3741 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3742
3743 #ifdef CONFIG_PM
3744 /**
3745  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3746  * @q: the queue of the device
3747  * @dev: the device the queue belongs to
3748  *
3749  * Description:
3750  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3751  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3752  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3753  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3754  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3755  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3756  *
3757  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3758  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3759  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3760  *    not need to touch other autosuspend settings.
3761  *
3762  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3763  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3764  */
3765 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3766 {
3767         /* not support for RQF_PM and ->rpm_status in blk-mq yet */
3768         if (q->mq_ops)
3769                 return;
3770
3771         q->dev = dev;
3772         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3773         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3774         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3775 }
3776 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3777
3778 /**
3779  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3780  * @q: the queue of the device
3781  *
3782  * Description:
3783  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3784  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3785  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3786  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3787  *    proceed to suspend the device.
3788  *
3789  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3790  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3791  *
3792  *    This function should be called near the start of the device's
3793  *    runtime_suspend callback.
3794  *
3795  * Return:
3796  *    0         - OK to runtime suspend the device
3797  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3798  */
3799 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3800 {
3801         int ret = 0;
3802
3803         if (!q->dev)
3804                 return ret;
3805
3806         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3807         if (q->nr_pending) {
3808                 ret = -EBUSY;
3809                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3810         } else {
3811                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3812         }
3813         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3814         return ret;
3815 }
3816 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3817
3818 /**
3819  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3820  * @q: the queue of the device
3821  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3822  *
3823  * Description:
3824  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3825  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3826  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3827  *
3828  *    This function should be called near the end of the device's
3829  *    runtime_suspend callback.
3830  */
3831 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3832 {
3833         if (!q->dev)
3834                 return;
3835
3836         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3837         if (!err) {
3838                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3839         } else {
3840                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3841                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3842         }
3843         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3844 }
3845 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3846
3847 /**
3848  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3849  * @q: the queue of the device
3850  *
3851  * Description:
3852  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3853  *    runtime resume of the device.
3854  *
3855  *    This function should be called near the start of the device's
3856  *    runtime_resume callback.
3857  */
3858 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3859 {
3860         if (!q->dev)
3861                 return;
3862
3863         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3864         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3865         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3866 }
3867 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3868
3869 /**
3870  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3871  * @q: the queue of the device
3872  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3873  *
3874  * Description:
3875  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3876  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3877  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3878  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3879  *
3880  *    This function should be called near the end of the device's
3881  *    runtime_resume callback.
3882  */
3883 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3884 {
3885         if (!q->dev)
3886                 return;
3887
3888         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3889         if (!err) {
3890                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3891                 __blk_run_queue(q);
3892                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3893                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3894         } else {
3895                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3896         }
3897         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3898 }
3899 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3900
3901 /**
3902  * blk_set_runtime_active - Force runtime status of the queue to be active
3903  * @q: the queue of the device
3904  *
3905  * If the device is left runtime suspended during system suspend the resume
3906  * hook typically resumes the device and corrects runtime status
3907  * accordingly. However, that does not affect the queue runtime PM status
3908  * which is still "suspended". This prevents processing requests from the
3909  * queue.
3910  *
3911  * This function can be used in driver's resume hook to correct queue
3912  * runtime PM status and re-enable peeking requests from the queue. It
3913  * should be called before first request is added to the queue.
3914  */
3915 void blk_set_runtime_active(struct request_queue *q)
3916 {
3917         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3918         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3919         pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3920         pm_request_autosuspend(q->dev);
3921         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3922 }
3923 EXPORT_SYMBOL(blk_set_runtime_active);
3924 #endif
3925
3926 int __init blk_dev_init(void)
3927 {
3928         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_LAST >= (1 << REQ_OP_BITS));
3929         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3930                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
3931         BUILD_BUG_ON(REQ_OP_BITS + REQ_FLAG_BITS > 8 *
3932                         FIELD_SIZEOF(struct bio, bi_opf));
3933
3934         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3935         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3936                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3937         if (!kblockd_workqueue)
3938                 panic("Failed to create kblockd\n");
3939
3940         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3941                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3942
3943         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
3944                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3945
3946 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
3947         blk_debugfs_root = debugfs_create_dir("block", NULL);
3948 #endif
3949
3950         return 0;
3951 }