acf3bf6a44d1c39f4f9260cf47476217783ed3f0
[linux-3.10.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/highmem.h>
20 #include <linux/mm.h>
21 #include <linux/kernel_stat.h>
22 #include <linux/string.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/completion.h>
25 #include <linux/slab.h>
26 #include <linux/swap.h>
27 #include <linux/writeback.h>
28 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30 #include <linux/list_sort.h>
31 #include <linux/delay.h>
32 #include <linux/ratelimit.h>
33 #include <linux/pm_runtime.h>
34
35 #define CREATE_TRACE_POINTS
36 #include <trace/events/block.h>
37
38 #include "blk.h"
39 #include "blk-cgroup.h"
40
41 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
42 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
43 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
44 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
45
46 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
47
48 /*
49  * For the allocated request tables
50  */
51 static struct kmem_cache *request_cachep;
52
53 /*
54  * For queue allocation
55  */
56 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
57
58 /*
59  * Controlling structure to kblockd
60  */
61 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
62
63 static void drive_stat_acct(struct request *rq, int new_io)
64 {
65         struct hd_struct *part;
66         int rw = rq_data_dir(rq);
67         int cpu;
68
69         if (!blk_do_io_stat(rq))
70                 return;
71
72         cpu = part_stat_lock();
73
74         if (!new_io) {
75                 part = rq->part;
76                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
77         } else {
78                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
79                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
80                         /*
81                          * The partition is already being removed,
82                          * the request will be accounted on the disk only
83                          *
84                          * We take a reference on disk->part0 although that
85                          * partition will never be deleted, so we can treat
86                          * it as any other partition.
87                          */
88                         part = &rq->rq_disk->part0;
89                         hd_struct_get(part);
90                 }
91                 part_round_stats(cpu, part);
92                 part_inc_in_flight(part, rw);
93                 rq->part = part;
94         }
95
96         part_stat_unlock();
97 }
98
99 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
100 {
101         int nr;
102
103         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
104         if (nr > q->nr_requests)
105                 nr = q->nr_requests;
106         q->nr_congestion_on = nr;
107
108         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
109         if (nr < 1)
110                 nr = 1;
111         q->nr_congestion_off = nr;
112 }
113
114 /**
115  * blk_get_backing_dev_info - get the address of a queue's backing_dev_info
116  * @bdev:       device
117  *
118  * Locates the passed device's request queue and returns the address of its
119  * backing_dev_info
120  *
121  * Will return NULL if the request queue cannot be located.
122  */
123 struct backing_dev_info *blk_get_backing_dev_info(struct block_device *bdev)
124 {
125         struct backing_dev_info *ret = NULL;
126         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
127
128         if (q)
129                 ret = &q->backing_dev_info;
130         return ret;
131 }
132 EXPORT_SYMBOL(blk_get_backing_dev_info);
133
134 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
135 {
136         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
137
138         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
139         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
140         rq->cpu = -1;
141         rq->q = q;
142         rq->__sector = (sector_t) -1;
143         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
144         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
145         rq->cmd = rq->__cmd;
146         rq->cmd_len = BLK_MAX_CDB;
147         rq->tag = -1;
148         rq->ref_count = 1;
149         rq->start_time = jiffies;
150         set_start_time_ns(rq);
151         rq->part = NULL;
152 }
153 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
154
155 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
156                           unsigned int nbytes, int error)
157 {
158         if (error)
159                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
160         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
161                 error = -EIO;
162
163         if (unlikely(rq->cmd_flags & REQ_QUIET))
164                 set_bit(BIO_QUIET, &bio->bi_flags);
165
166         bio_advance(bio, nbytes);
167
168         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
169         if (bio->bi_size == 0 && !(rq->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ))
170                 bio_endio(bio, error);
171 }
172
173 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
174 {
175         int bit;
176
177         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: type=%x, flags=%x\n", msg,
178                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?", rq->cmd_type,
179                 rq->cmd_flags);
180
181         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
182                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
183                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
184         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, buffer %p, len %u\n",
185                rq->bio, rq->biotail, rq->buffer, blk_rq_bytes(rq));
186
187         if (rq->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
188                 printk(KERN_INFO "  cdb: ");
189                 for (bit = 0; bit < BLK_MAX_CDB; bit++)
190                         printk("%02x ", rq->cmd[bit]);
191                 printk("\n");
192         }
193 }
194 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
195
196 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
197 {
198         struct request_queue *q;
199
200         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
201         spin_lock_irq(q->queue_lock);
202         __blk_run_queue(q);
203         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
204 }
205
206 /**
207  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
208  * @q:          The &struct request_queue in question
209  * @msecs:      Delay in msecs
210  *
211  * Description:
212  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
213  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
214  *   restarted around the specified time. Queue lock must be held.
215  */
216 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
217 {
218         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
219                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
220                                    msecs_to_jiffies(msecs));
221 }
222 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
223
224 /**
225  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
226  * @q:    The &struct request_queue in question
227  *
228  * Description:
229  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
230  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
231  *   entered. Also see blk_stop_queue(). Queue lock must be held.
232  **/
233 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
234 {
235         WARN_ON(!irqs_disabled());
236
237         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
238         __blk_run_queue(q);
239 }
240 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
241
242 /**
243  * blk_stop_queue - stop a queue
244  * @q:    The &struct request_queue in question
245  *
246  * Description:
247  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
248  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
249  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
250  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
251  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
252  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
253  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
254  *   blk_start_queue() to restart queue operations. Queue lock must be held.
255  **/
256 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
257 {
258         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
259         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
260 }
261 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
262
263 /**
264  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
265  * @q: the queue
266  *
267  * Description:
268  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
269  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
270  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
271  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
272  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
273  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
274  *     this function.
275  *
276  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
277  *     out of elevator or throttling code. That would require elevaotor_exit()
278  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
279  *
280  */
281 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
282 {
283         del_timer_sync(&q->timeout);
284         cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
285 }
286 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
287
288 /**
289  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
290  * @q:  The queue to run
291  *
292  * Description:
293  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
294  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
295  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
296  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
297  *    disabled. See also @blk_run_queue.
298  */
299 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
300 {
301         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
302                 return;
303
304         /*
305          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
306          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
307          * running such a request function concurrently. Keep track of the
308          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
309          * can wait until all these request_fn calls have finished.
310          */
311         q->request_fn_active++;
312         q->request_fn(q);
313         q->request_fn_active--;
314 }
315
316 /**
317  * __blk_run_queue - run a single device queue
318  * @q:  The queue to run
319  *
320  * Description:
321  *    See @blk_run_queue. This variant must be called with the queue lock
322  *    held and interrupts disabled.
323  */
324 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
325 {
326         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
327                 return;
328
329         __blk_run_queue_uncond(q);
330 }
331 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
332
333 /**
334  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
335  * @q:  The queue to run
336  *
337  * Description:
338  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
339  *    of us. The caller must hold the queue lock.
340  */
341 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
342 {
343         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
344                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
345 }
346 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
347
348 /**
349  * blk_run_queue - run a single device queue
350  * @q: The queue to run
351  *
352  * Description:
353  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
354  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
355  */
356 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
357 {
358         unsigned long flags;
359
360         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
361         __blk_run_queue(q);
362         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
363 }
364 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
365
366 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
367 {
368         kobject_put(&q->kobj);
369 }
370 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
371
372 /**
373  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
374  * @q: queue to drain
375  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
376  *
377  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
378  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
379  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
380  */
381 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
382         __releases(q->queue_lock)
383         __acquires(q->queue_lock)
384 {
385         int i;
386
387         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
388
389         while (true) {
390                 bool drain = false;
391
392                 /*
393                  * The caller might be trying to drain @q before its
394                  * elevator is initialized.
395                  */
396                 if (q->elevator)
397                         elv_drain_elevator(q);
398
399                 blkcg_drain_queue(q);
400
401                 /*
402                  * This function might be called on a queue which failed
403                  * driver init after queue creation or is not yet fully
404                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
405                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
406                  * something on it and @q has request_fn set.
407                  */
408                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
409                         __blk_run_queue(q);
410
411                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
412                 drain |= q->request_fn_active;
413
414                 /*
415                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
416                  * multiple places and there's no single counter which can
417                  * be drained.  Check all the queues and counters.
418                  */
419                 if (drain_all) {
420                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
421                         for (i = 0; i < 2; i++) {
422                                 drain |= q->nr_rqs[i];
423                                 drain |= q->in_flight[i];
424                                 drain |= !list_empty(&q->flush_queue[i]);
425                         }
426                 }
427
428                 if (!drain)
429                         break;
430
431                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
432
433                 msleep(10);
434
435                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
436         }
437
438         /*
439          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
440          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
441          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
442          */
443         if (q->request_fn) {
444                 struct request_list *rl;
445
446                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
447                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
448                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
449         }
450 }
451
452 /**
453  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
454  * @q: queue of interest
455  *
456  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
457  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
458  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
459  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
460  * inside queue or RCU read lock.
461  */
462 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
463 {
464         bool drain;
465
466         spin_lock_irq(q->queue_lock);
467         drain = !q->bypass_depth++;
468         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
469         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
470
471         if (drain) {
472                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
473                 __blk_drain_queue(q, false);
474                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
475
476                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
477                 synchronize_rcu();
478         }
479 }
480 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
481
482 /**
483  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
484  * @q: queue of interest
485  *
486  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
487  */
488 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
489 {
490         spin_lock_irq(q->queue_lock);
491         if (!--q->bypass_depth)
492                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
493         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
494         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
495 }
496 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
497
498 /**
499  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
500  * @q: request queue to shutdown
501  *
502  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
503  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
504  */
505 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
506 {
507         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
508
509         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
510         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
511         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DYING, q);
512         spin_lock_irq(lock);
513
514         /*
515          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
516          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
517          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
518          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
519          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
520          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
521          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
522          */
523         q->bypass_depth++;
524         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
525
526         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
527         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
528         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
529         spin_unlock_irq(lock);
530         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
531
532         /*
533          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
534          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
535          */
536         spin_lock_irq(lock);
537         __blk_drain_queue(q, true);
538         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
539         spin_unlock_irq(lock);
540
541         /* @q won't process any more request, flush async actions */
542         del_timer_sync(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer);
543         blk_sync_queue(q);
544
545         spin_lock_irq(lock);
546         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
547                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
548         spin_unlock_irq(lock);
549
550         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
551         blk_put_queue(q);
552 }
553 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
554
555 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
556                 gfp_t gfp_mask)
557 {
558         if (unlikely(rl->rq_pool))
559                 return 0;
560
561         rl->q = q;
562         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
563         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
564         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
565         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
566
567         rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ, mempool_alloc_slab,
568                                           mempool_free_slab, request_cachep,
569                                           gfp_mask, q->node);
570         if (!rl->rq_pool)
571                 return -ENOMEM;
572
573         return 0;
574 }
575
576 void blk_exit_rl(struct request_list *rl)
577 {
578         if (rl->rq_pool)
579                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
580 }
581
582 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
583 {
584         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
585 }
586 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
587
588 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
589 {
590         struct request_queue *q;
591         int err;
592
593         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
594                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
595         if (!q)
596                 return NULL;
597
598         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
599         if (q->id < 0)
600                 goto fail_q;
601
602         q->backing_dev_info.ra_pages =
603                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_CACHE_SIZE;
604         q->backing_dev_info.state = 0;
605         q->backing_dev_info.capabilities = BDI_CAP_MAP_COPY;
606         q->backing_dev_info.name = "block";
607         q->node = node_id;
608
609         err = bdi_init(&q->backing_dev_info);
610         if (err)
611                 goto fail_id;
612
613         setup_timer(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer,
614                     laptop_mode_timer_fn, (unsigned long) q);
615         setup_timer(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, (unsigned long) q);
616         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
617         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
618         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
619 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
620         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
621 #endif
622         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_queue[0]);
623         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_queue[1]);
624         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_data_in_flight);
625         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
626
627         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
628
629         mutex_init(&q->sysfs_lock);
630         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
631
632         /*
633          * By default initialize queue_lock to internal lock and driver can
634          * override it later if need be.
635          */
636         q->queue_lock = &q->__queue_lock;
637
638         /*
639          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
640          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
641          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
642          * registered by blk_register_queue().
643          */
644         q->bypass_depth = 1;
645         __set_bit(QUEUE_FLAG_BYPASS, &q->queue_flags);
646
647         if (blkcg_init_queue(q))
648                 goto fail_bdi;
649
650         return q;
651
652 fail_bdi:
653         bdi_destroy(&q->backing_dev_info);
654 fail_id:
655         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
656 fail_q:
657         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
658         return NULL;
659 }
660 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
661
662 /**
663  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
664  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
665  *        placed on the queue.
666  * @lock: Request queue spin lock
667  *
668  * Description:
669  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
670  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
671  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
672  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
673  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
674  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
675  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
676  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
677  *
678  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
679  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
680  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
681  *    get dealt with eventually.
682  *
683  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
684  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
685  *    disabling is needed for it.
686  *
687  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
688  *    it didn't succeed.
689  *
690  * Note:
691  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
692  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
693  **/
694
695 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
696 {
697         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
698 }
699 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
700
701 struct request_queue *
702 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
703 {
704         struct request_queue *uninit_q, *q;
705
706         uninit_q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
707         if (!uninit_q)
708                 return NULL;
709
710         q = blk_init_allocated_queue(uninit_q, rfn, lock);
711         if (!q)
712                 blk_cleanup_queue(uninit_q);
713
714         return q;
715 }
716 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
717
718 struct request_queue *
719 blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q, request_fn_proc *rfn,
720                          spinlock_t *lock)
721 {
722         if (!q)
723                 return NULL;
724
725         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
726                 return NULL;
727
728         q->request_fn           = rfn;
729         q->prep_rq_fn           = NULL;
730         q->unprep_rq_fn         = NULL;
731         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
732
733         /* Override internal queue lock with supplied lock pointer */
734         if (lock)
735                 q->queue_lock           = lock;
736
737         /*
738          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
739          */
740         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
741
742         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
743
744         /* init elevator */
745         if (elevator_init(q, NULL))
746                 return NULL;
747         return q;
748 }
749 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
750
751 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
752 {
753         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
754                 __blk_get_queue(q);
755                 return true;
756         }
757
758         return false;
759 }
760 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
761
762 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
763 {
764         if (rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV) {
765                 elv_put_request(rl->q, rq);
766                 if (rq->elv.icq)
767                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
768         }
769
770         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
771 }
772
773 /*
774  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
775  * should be given priority access to a request.
776  */
777 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
778 {
779         if (!ioc)
780                 return 0;
781
782         /*
783          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
784          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
785          * lose wakeups.
786          */
787         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
788                 (ioc->nr_batch_requests > 0
789                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
790 }
791
792 /*
793  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
794  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
795  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
796  * a nice run.
797  */
798 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
799 {
800         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
801                 return;
802
803         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
804         ioc->last_waited = jiffies;
805 }
806
807 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
808 {
809         struct request_queue *q = rl->q;
810
811         /*
812          * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up root
813          * blkcg anyway, just use root blkcg state.
814          */
815         if (rl == &q->root_rl &&
816             rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
817                 blk_clear_queue_congested(q, sync);
818
819         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
820                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
821                         wake_up(&rl->wait[sync]);
822
823                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
824         }
825 }
826
827 /*
828  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
829  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
830  */
831 static void freed_request(struct request_list *rl, unsigned int flags)
832 {
833         struct request_queue *q = rl->q;
834         int sync = rw_is_sync(flags);
835
836         q->nr_rqs[sync]--;
837         rl->count[sync]--;
838         if (flags & REQ_ELVPRIV)
839                 q->nr_rqs_elvpriv--;
840
841         __freed_request(rl, sync);
842
843         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
844                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
845 }
846
847 /*
848  * Determine if elevator data should be initialized when allocating the
849  * request associated with @bio.
850  */
851 static bool blk_rq_should_init_elevator(struct bio *bio)
852 {
853         if (!bio)
854                 return true;
855
856         /*
857          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
858          * This allows a request to share the flush and elevator data.
859          */
860         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
861                 return false;
862
863         return true;
864 }
865
866 /**
867  * rq_ioc - determine io_context for request allocation
868  * @bio: request being allocated is for this bio (can be %NULL)
869  *
870  * Determine io_context to use for request allocation for @bio.  May return
871  * %NULL if %current->io_context doesn't exist.
872  */
873 static struct io_context *rq_ioc(struct bio *bio)
874 {
875 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
876         if (bio && bio->bi_ioc)
877                 return bio->bi_ioc;
878 #endif
879         return current->io_context;
880 }
881
882 /**
883  * __get_request - get a free request
884  * @rl: request list to allocate from
885  * @rw_flags: RW and SYNC flags
886  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
887  * @gfp_mask: allocation mask
888  *
889  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
890  * pressure or if @q is dead.
891  *
892  * Must be callled with @q->queue_lock held and,
893  * Returns %NULL on failure, with @q->queue_lock held.
894  * Returns !%NULL on success, with @q->queue_lock *not held*.
895  */
896 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, int rw_flags,
897                                      struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
898 {
899         struct request_queue *q = rl->q;
900         struct request *rq;
901         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
902         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
903         struct io_cq *icq = NULL;
904         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
905         int may_queue;
906
907         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
908                 return NULL;
909
910         may_queue = elv_may_queue(q, rw_flags);
911         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
912                 goto rq_starved;
913
914         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
915                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
916                         /*
917                          * The queue will fill after this allocation, so set
918                          * it as full, and mark this process as "batching".
919                          * This process will be allowed to complete a batch of
920                          * requests, others will be blocked.
921                          */
922                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
923                                 ioc_set_batching(q, ioc);
924                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
925                         } else {
926                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
927                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
928                                         /*
929                                          * The queue is full and the allocating
930                                          * process is not a "batcher", and not
931                                          * exempted by the IO scheduler
932                                          */
933                                         return NULL;
934                                 }
935                         }
936                 }
937                 /*
938                  * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up
939                  * root blkcg anyway, just use root blkcg state.
940                  */
941                 if (rl == &q->root_rl)
942                         blk_set_queue_congested(q, is_sync);
943         }
944
945         /*
946          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
947          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
948          * allocated with any setting of ->nr_requests
949          */
950         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
951                 return NULL;
952
953         q->nr_rqs[is_sync]++;
954         rl->count[is_sync]++;
955         rl->starved[is_sync] = 0;
956
957         /*
958          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
959          * so, mark @rw_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
960          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
961          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
962          * makes creating new ones safe.
963          *
964          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
965          * it will be created after releasing queue_lock.
966          */
967         if (blk_rq_should_init_elevator(bio) && !blk_queue_bypass(q)) {
968                 rw_flags |= REQ_ELVPRIV;
969                 q->nr_rqs_elvpriv++;
970                 if (et->icq_cache && ioc)
971                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
972         }
973
974         if (blk_queue_io_stat(q))
975                 rw_flags |= REQ_IO_STAT;
976         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
977
978         /* allocate and init request */
979         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
980         if (!rq)
981                 goto fail_alloc;
982
983         blk_rq_init(q, rq);
984         blk_rq_set_rl(rq, rl);
985         rq->cmd_flags = rw_flags | REQ_ALLOCED;
986
987         /* init elvpriv */
988         if (rw_flags & REQ_ELVPRIV) {
989                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
990                         if (ioc)
991                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
992                         if (!icq)
993                                 goto fail_elvpriv;
994                 }
995
996                 rq->elv.icq = icq;
997                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
998                         goto fail_elvpriv;
999
1000                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
1001                 if (icq)
1002                         get_io_context(icq->ioc);
1003         }
1004 out:
1005         /*
1006          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1007          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1008          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1009          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1010          */
1011         if (ioc_batching(q, ioc))
1012                 ioc->nr_batch_requests--;
1013
1014         trace_block_getrq(q, bio, rw_flags & 1);
1015         return rq;
1016
1017 fail_elvpriv:
1018         /*
1019          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1020          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1021          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1022          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1023          */
1024         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1025                            dev_name(q->backing_dev_info.dev));
1026
1027         rq->cmd_flags &= ~REQ_ELVPRIV;
1028         rq->elv.icq = NULL;
1029
1030         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1031         q->nr_rqs_elvpriv--;
1032         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1033         goto out;
1034
1035 fail_alloc:
1036         /*
1037          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1038          * might have messed up.
1039          *
1040          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1041          * queue, but this is pretty rare.
1042          */
1043         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1044         freed_request(rl, rw_flags);
1045
1046         /*
1047          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1048          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1049          * freeing of a request in the other direction will notice
1050          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1051          * READ and WRITE
1052          */
1053 rq_starved:
1054         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1055                 rl->starved[is_sync] = 1;
1056         return NULL;
1057 }
1058
1059 /**
1060  * get_request - get a free request
1061  * @q: request_queue to allocate request from
1062  * @rw_flags: RW and SYNC flags
1063  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1064  * @gfp_mask: allocation mask
1065  *
1066  * Get a free request from @q.  If %__GFP_WAIT is set in @gfp_mask, this
1067  * function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1068  *
1069  * Must be callled with @q->queue_lock held and,
1070  * Returns %NULL on failure, with @q->queue_lock held.
1071  * Returns !%NULL on success, with @q->queue_lock *not held*.
1072  */
1073 static struct request *get_request(struct request_queue *q, int rw_flags,
1074                                    struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
1075 {
1076         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
1077         DEFINE_WAIT(wait);
1078         struct request_list *rl;
1079         struct request *rq;
1080
1081         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1082 retry:
1083         rq = __get_request(rl, rw_flags, bio, gfp_mask);
1084         if (rq)
1085                 return rq;
1086
1087         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1088                 blk_put_rl(rl);
1089                 return NULL;
1090         }
1091
1092         /* wait on @rl and retry */
1093         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1094                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1095
1096         trace_block_sleeprq(q, bio, rw_flags & 1);
1097
1098         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1099         io_schedule();
1100
1101         /*
1102          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1103          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1104          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1105          */
1106         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1107
1108         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1109         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1110
1111         goto retry;
1112 }
1113
1114 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp_mask)
1115 {
1116         struct request *rq;
1117
1118         BUG_ON(rw != READ && rw != WRITE);
1119
1120         /* create ioc upfront */
1121         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1122
1123         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1124         rq = get_request(q, rw, NULL, gfp_mask);
1125         if (!rq)
1126                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1127         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1128
1129         return rq;
1130 }
1131 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1132
1133 /**
1134  * blk_make_request - given a bio, allocate a corresponding struct request.
1135  * @q: target request queue
1136  * @bio:  The bio describing the memory mappings that will be submitted for IO.
1137  *        It may be a chained-bio properly constructed by block/bio layer.
1138  * @gfp_mask: gfp flags to be used for memory allocation
1139  *
1140  * blk_make_request is the parallel of generic_make_request for BLOCK_PC
1141  * type commands. Where the struct request needs to be farther initialized by
1142  * the caller. It is passed a &struct bio, which describes the memory info of
1143  * the I/O transfer.
1144  *
1145  * The caller of blk_make_request must make sure that bi_io_vec
1146  * are set to describe the memory buffers. That bio_data_dir() will return
1147  * the needed direction of the request. (And all bio's in the passed bio-chain
1148  * are properly set accordingly)
1149  *
1150  * If called under none-sleepable conditions, mapped bio buffers must not
1151  * need bouncing, by calling the appropriate masked or flagged allocator,
1152  * suitable for the target device. Otherwise the call to blk_queue_bounce will
1153  * BUG.
1154  *
1155  * WARNING: When allocating/cloning a bio-chain, careful consideration should be
1156  * given to how you allocate bios. In particular, you cannot use __GFP_WAIT for
1157  * anything but the first bio in the chain. Otherwise you risk waiting for IO
1158  * completion of a bio that hasn't been submitted yet, thus resulting in a
1159  * deadlock. Alternatively bios should be allocated using bio_kmalloc() instead
1160  * of bio_alloc(), as that avoids the mempool deadlock.
1161  * If possible a big IO should be split into smaller parts when allocation
1162  * fails. Partial allocation should not be an error, or you risk a live-lock.
1163  */
1164 struct request *blk_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1165                                  gfp_t gfp_mask)
1166 {
1167         struct request *rq = blk_get_request(q, bio_data_dir(bio), gfp_mask);
1168
1169         if (unlikely(!rq))
1170                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1171
1172         for_each_bio(bio) {
1173                 struct bio *bounce_bio = bio;
1174                 int ret;
1175
1176                 blk_queue_bounce(q, &bounce_bio);
1177                 ret = blk_rq_append_bio(q, rq, bounce_bio);
1178                 if (unlikely(ret)) {
1179                         blk_put_request(rq);
1180                         return ERR_PTR(ret);
1181                 }
1182         }
1183
1184         return rq;
1185 }
1186 EXPORT_SYMBOL(blk_make_request);
1187
1188 /**
1189  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1190  * @q:          request queue where request should be inserted
1191  * @rq:         request to be inserted
1192  *
1193  * Description:
1194  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1195  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1196  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1197  */
1198 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1199 {
1200         blk_delete_timer(rq);
1201         blk_clear_rq_complete(rq);
1202         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1203
1204         if (blk_rq_tagged(rq))
1205                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1206
1207         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1208
1209         elv_requeue_request(q, rq);
1210 }
1211 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1212
1213 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1214                              int where)
1215 {
1216         drive_stat_acct(rq, 1);
1217         __elv_add_request(q, rq, where);
1218 }
1219
1220 static void part_round_stats_single(int cpu, struct hd_struct *part,
1221                                     unsigned long now)
1222 {
1223         if (now == part->stamp)
1224                 return;
1225
1226         if (part_in_flight(part)) {
1227                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1228                                 part_in_flight(part) * (now - part->stamp));
1229                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1230         }
1231         part->stamp = now;
1232 }
1233
1234 /**
1235  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1236  * @cpu: cpu number for stats access
1237  * @part: target partition
1238  *
1239  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1240  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1241  * time it has been in this state for.
1242  *
1243  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1244  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1245  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1246  * function to do a round-off before returning the results when reading
1247  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1248  * the current jiffies and restarts the counters again.
1249  */
1250 void part_round_stats(int cpu, struct hd_struct *part)
1251 {
1252         unsigned long now = jiffies;
1253
1254         if (part->partno)
1255                 part_round_stats_single(cpu, &part_to_disk(part)->part0, now);
1256         part_round_stats_single(cpu, part, now);
1257 }
1258 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1259
1260 #ifdef CONFIG_PM_RUNTIME
1261 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1262 {
1263         if (rq->q->dev && !(rq->cmd_flags & REQ_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1264                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1265 }
1266 #else
1267 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1268 #endif
1269
1270 /*
1271  * queue lock must be held
1272  */
1273 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1274 {
1275         if (unlikely(!q))
1276                 return;
1277         if (unlikely(--req->ref_count))
1278                 return;
1279
1280         blk_pm_put_request(req);
1281
1282         elv_completed_request(q, req);
1283
1284         /* this is a bio leak */
1285         WARN_ON(req->bio != NULL);
1286
1287         /*
1288          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1289          * it didn't come out of our reserved rq pools
1290          */
1291         if (req->cmd_flags & REQ_ALLOCED) {
1292                 unsigned int flags = req->cmd_flags;
1293                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1294
1295                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1296                 BUG_ON(!hlist_unhashed(&req->hash));
1297
1298                 blk_free_request(rl, req);
1299                 freed_request(rl, flags);
1300                 blk_put_rl(rl);
1301         }
1302 }
1303 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1304
1305 void blk_put_request(struct request *req)
1306 {
1307         unsigned long flags;
1308         struct request_queue *q = req->q;
1309
1310         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1311         __blk_put_request(q, req);
1312         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1313 }
1314 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1315
1316 /**
1317  * blk_add_request_payload - add a payload to a request
1318  * @rq: request to update
1319  * @page: page backing the payload
1320  * @len: length of the payload.
1321  *
1322  * This allows to later add a payload to an already submitted request by
1323  * a block driver.  The driver needs to take care of freeing the payload
1324  * itself.
1325  *
1326  * Note that this is a quite horrible hack and nothing but handling of
1327  * discard requests should ever use it.
1328  */
1329 void blk_add_request_payload(struct request *rq, struct page *page,
1330                 unsigned int len)
1331 {
1332         struct bio *bio = rq->bio;
1333
1334         bio->bi_io_vec->bv_page = page;
1335         bio->bi_io_vec->bv_offset = 0;
1336         bio->bi_io_vec->bv_len = len;
1337
1338         bio->bi_size = len;
1339         bio->bi_vcnt = 1;
1340         bio->bi_phys_segments = 1;
1341
1342         rq->__data_len = rq->resid_len = len;
1343         rq->nr_phys_segments = 1;
1344         rq->buffer = bio_data(bio);
1345 }
1346 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_add_request_payload);
1347
1348 static bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1349                                    struct bio *bio)
1350 {
1351         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1352
1353         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1354                 return false;
1355
1356         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1357
1358         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1359                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1360
1361         req->biotail->bi_next = bio;
1362         req->biotail = bio;
1363         req->__data_len += bio->bi_size;
1364         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1365
1366         drive_stat_acct(req, 0);
1367         return true;
1368 }
1369
1370 static bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q,
1371                                     struct request *req, struct bio *bio)
1372 {
1373         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1374
1375         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1376                 return false;
1377
1378         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1379
1380         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1381                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1382
1383         bio->bi_next = req->bio;
1384         req->bio = bio;
1385
1386         /*
1387          * may not be valid. if the low level driver said
1388          * it didn't need a bounce buffer then it better
1389          * not touch req->buffer either...
1390          */
1391         req->buffer = bio_data(bio);
1392         req->__sector = bio->bi_sector;
1393         req->__data_len += bio->bi_size;
1394         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1395
1396         drive_stat_acct(req, 0);
1397         return true;
1398 }
1399
1400 /**
1401  * attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1402  * @q: request_queue new bio is being queued at
1403  * @bio: new bio being queued
1404  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1405  *
1406  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1407  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1408  * otherwise %false.
1409  *
1410  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1411  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1412  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1413  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1414  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1415  * merging parameters without querying the elevator.
1416  */
1417 static bool attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1418                                unsigned int *request_count)
1419 {
1420         struct blk_plug *plug;
1421         struct request *rq;
1422         bool ret = false;
1423
1424         plug = current->plug;
1425         if (!plug)
1426                 goto out;
1427         *request_count = 0;
1428
1429         list_for_each_entry_reverse(rq, &plug->list, queuelist) {
1430                 int el_ret;
1431
1432                 if (rq->q == q)
1433                         (*request_count)++;
1434
1435                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1436                         continue;
1437
1438                 el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
1439                 if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1440                         ret = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1441                         if (ret)
1442                                 break;
1443                 } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1444                         ret = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1445                         if (ret)
1446                                 break;
1447                 }
1448         }
1449 out:
1450         return ret;
1451 }
1452
1453 void init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1454 {
1455         req->cmd_type = REQ_TYPE_FS;
1456
1457         req->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_COMMON_MASK;
1458         if (bio->bi_rw & REQ_RAHEAD)
1459                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1460
1461         req->errors = 0;
1462         req->__sector = bio->bi_sector;
1463         req->ioprio = bio_prio(bio);
1464         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1465 }
1466
1467 void blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1468 {
1469         const bool sync = !!(bio->bi_rw & REQ_SYNC);
1470         struct blk_plug *plug;
1471         int el_ret, rw_flags, where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1472         struct request *req;
1473         unsigned int request_count = 0;
1474
1475         /*
1476          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1477          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1478          * ISA dma in theory)
1479          */
1480         blk_queue_bounce(q, &bio);
1481
1482         if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
1483                 bio_endio(bio, -EIO);
1484                 return;
1485         }
1486
1487         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) {
1488                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1489                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1490                 goto get_rq;
1491         }
1492
1493         /*
1494          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
1495          * any locks.
1496          */
1497         if (attempt_plug_merge(q, bio, &request_count))
1498                 return;
1499
1500         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1501
1502         el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
1503         if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1504                 if (bio_attempt_back_merge(q, req, bio)) {
1505                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1506                         if (!attempt_back_merge(q, req))
1507                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1508                         goto out_unlock;
1509                 }
1510         } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1511                 if (bio_attempt_front_merge(q, req, bio)) {
1512                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1513                         if (!attempt_front_merge(q, req))
1514                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1515                         goto out_unlock;
1516                 }
1517         }
1518
1519 get_rq:
1520         /*
1521          * This sync check and mask will be re-done in init_request_from_bio(),
1522          * but we need to set it earlier to expose the sync flag to the
1523          * rq allocator and io schedulers.
1524          */
1525         rw_flags = bio_data_dir(bio);
1526         if (sync)
1527                 rw_flags |= REQ_SYNC;
1528
1529         /*
1530          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1531          * Returns with the queue unlocked.
1532          */
1533         req = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
1534         if (unlikely(!req)) {
1535                 bio_endio(bio, -ENODEV);        /* @q is dead */
1536                 goto out_unlock;
1537         }
1538
1539         /*
1540          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1541          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1542          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1543          * often, and the elevators are able to handle it.
1544          */
1545         init_request_from_bio(req, bio);
1546
1547         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
1548                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
1549
1550         plug = current->plug;
1551         if (plug) {
1552                 /*
1553                  * If this is the first request added after a plug, fire
1554                  * of a plug trace. If others have been added before, check
1555                  * if we have multiple devices in this plug. If so, make a
1556                  * note to sort the list before dispatch.
1557                  */
1558                 if (list_empty(&plug->list))
1559                         trace_block_plug(q);
1560                 else {
1561                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
1562                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
1563                                 trace_block_plug(q);
1564                         }
1565                 }
1566                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
1567                 drive_stat_acct(req, 1);
1568         } else {
1569                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1570                 add_acct_request(q, req, where);
1571                 __blk_run_queue(q);
1572 out_unlock:
1573                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1574         }
1575 }
1576 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bio);       /* for device mapper only */
1577
1578 /*
1579  * If bio->bi_dev is a partition, remap the location
1580  */
1581 static inline void blk_partition_remap(struct bio *bio)
1582 {
1583         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
1584
1585         if (bio_sectors(bio) && bdev != bdev->bd_contains) {
1586                 struct hd_struct *p = bdev->bd_part;
1587
1588                 bio->bi_sector += p->start_sect;
1589                 bio->bi_bdev = bdev->bd_contains;
1590
1591                 trace_block_bio_remap(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1592                                       bdev->bd_dev,
1593                                       bio->bi_sector - p->start_sect);
1594         }
1595 }
1596
1597 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1598 {
1599         char b[BDEVNAME_SIZE];
1600
1601         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1602         printk(KERN_INFO "%s: rw=%ld, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1603                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1604                         bio->bi_rw,
1605                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
1606                         (long long)(i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9));
1607
1608         set_bit(BIO_EOF, &bio->bi_flags);
1609 }
1610
1611 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1612
1613 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1614
1615 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1616 {
1617         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1618 }
1619 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1620
1621 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
1622 {
1623         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
1624 }
1625
1626 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1627 {
1628         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
1629                                                 NULL, &fail_make_request);
1630
1631         return IS_ERR(dir) ? PTR_ERR(dir) : 0;
1632 }
1633
1634 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1635
1636 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1637
1638 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
1639                                         unsigned int bytes)
1640 {
1641         return false;
1642 }
1643
1644 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1645
1646 /*
1647  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1648  */
1649 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1650 {
1651         sector_t maxsector;
1652
1653         if (!nr_sectors)
1654                 return 0;
1655
1656         /* Test device or partition size, when known. */
1657         maxsector = i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9;
1658         if (maxsector) {
1659                 sector_t sector = bio->bi_sector;
1660
1661                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
1662                         /*
1663                          * This may well happen - the kernel calls bread()
1664                          * without checking the size of the device, e.g., when
1665                          * mounting a device.
1666                          */
1667                         handle_bad_sector(bio);
1668                         return 1;
1669                 }
1670         }
1671
1672         return 0;
1673 }
1674
1675 static noinline_for_stack bool
1676 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
1677 {
1678         struct request_queue *q;
1679         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
1680         int err = -EIO;
1681         char b[BDEVNAME_SIZE];
1682         struct hd_struct *part;
1683
1684         might_sleep();
1685
1686         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1687                 goto end_io;
1688
1689         q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1690         if (unlikely(!q)) {
1691                 printk(KERN_ERR
1692                        "generic_make_request: Trying to access "
1693                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
1694                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1695                         (long long) bio->bi_sector);
1696                 goto end_io;
1697         }
1698
1699         if (likely(bio_is_rw(bio) &&
1700                    nr_sectors > queue_max_hw_sectors(q))) {
1701                 printk(KERN_ERR "bio too big device %s (%u > %u)\n",
1702                        bdevname(bio->bi_bdev, b),
1703                        bio_sectors(bio),
1704                        queue_max_hw_sectors(q));
1705                 goto end_io;
1706         }
1707
1708         part = bio->bi_bdev->bd_part;
1709         if (should_fail_request(part, bio->bi_size) ||
1710             should_fail_request(&part_to_disk(part)->part0,
1711                                 bio->bi_size))
1712                 goto end_io;
1713
1714         /*
1715          * If this device has partitions, remap block n
1716          * of partition p to block n+start(p) of the disk.
1717          */
1718         blk_partition_remap(bio);
1719
1720         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1721                 goto end_io;
1722
1723         /*
1724          * Filter flush bio's early so that make_request based
1725          * drivers without flush support don't have to worry
1726          * about them.
1727          */
1728         if ((bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) && !q->flush_flags) {
1729                 bio->bi_rw &= ~(REQ_FLUSH | REQ_FUA);
1730                 if (!nr_sectors) {
1731                         err = 0;
1732                         goto end_io;
1733                 }
1734         }
1735
1736         if ((bio->bi_rw & REQ_DISCARD) &&
1737             (!blk_queue_discard(q) ||
1738              ((bio->bi_rw & REQ_SECURE) && !blk_queue_secdiscard(q)))) {
1739                 err = -EOPNOTSUPP;
1740                 goto end_io;
1741         }
1742
1743         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME && !bdev_write_same(bio->bi_bdev)) {
1744                 err = -EOPNOTSUPP;
1745                 goto end_io;
1746         }
1747
1748         /*
1749          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
1750          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
1751          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
1752          * layer knows how to live with it.
1753          */
1754         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
1755
1756         if (blk_throtl_bio(q, bio))
1757                 return false;   /* throttled, will be resubmitted later */
1758
1759         trace_block_bio_queue(q, bio);
1760         return true;
1761
1762 end_io:
1763         bio_endio(bio, err);
1764         return false;
1765 }
1766
1767 /**
1768  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
1769  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1770  *
1771  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
1772  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
1773  * to be done.
1774  *
1775  * generic_make_request() does not return any status.  The
1776  * success/failure status of the request, along with notification of
1777  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
1778  * function described (one day) else where.
1779  *
1780  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1781  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1782  * set to describe the device address, and the
1783  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1784  * completion notification should be signaled.
1785  *
1786  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1787  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
1788  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
1789  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
1790  */
1791 void generic_make_request(struct bio *bio)
1792 {
1793         struct bio_list bio_list_on_stack;
1794
1795         if (!generic_make_request_checks(bio))
1796                 return;
1797
1798         /*
1799          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1800          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1801          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1802          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1803          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1804          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1805          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1806          * should be added at the tail
1807          */
1808         if (current->bio_list) {
1809                 bio_list_add(current->bio_list, bio);
1810                 return;
1811         }
1812
1813         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1814          * explanation.
1815          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1816          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1817          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1818          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1819          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1820          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1821          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1822          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1823          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1824          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1825          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1826          */
1827         BUG_ON(bio->bi_next);
1828         bio_list_init(&bio_list_on_stack);
1829         current->bio_list = &bio_list_on_stack;
1830         do {
1831                 struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1832
1833                 q->make_request_fn(q, bio);
1834
1835                 bio = bio_list_pop(current->bio_list);
1836         } while (bio);
1837         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1838 }
1839 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1840
1841 /**
1842  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1843  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
1844  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1845  *
1846  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1847  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1848  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1849  *
1850  */
1851 void submit_bio(int rw, struct bio *bio)
1852 {
1853         bio->bi_rw |= rw;
1854
1855         /*
1856          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1857          * go through the normal accounting stuff before submission.
1858          */
1859         if (bio_has_data(bio)) {
1860                 unsigned int count;
1861
1862                 if (unlikely(rw & REQ_WRITE_SAME))
1863                         count = bdev_logical_block_size(bio->bi_bdev) >> 9;
1864                 else
1865                         count = bio_sectors(bio);
1866
1867                 if (rw & WRITE) {
1868                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1869                 } else {
1870                         task_io_account_read(bio->bi_size);
1871                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1872                 }
1873
1874                 if (unlikely(block_dump)) {
1875                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1876                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1877                         current->comm, task_pid_nr(current),
1878                                 (rw & WRITE) ? "WRITE" : "READ",
1879                                 (unsigned long long)bio->bi_sector,
1880                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1881                                 count);
1882                 }
1883         }
1884
1885         generic_make_request(bio);
1886 }
1887 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1888
1889 /**
1890  * blk_rq_check_limits - Helper function to check a request for the queue limit
1891  * @q:  the queue
1892  * @rq: the request being checked
1893  *
1894  * Description:
1895  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1896  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1897  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1898  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1899  *    the insertion using this generic function.
1900  *
1901  *    This function should also be useful for request stacking drivers
1902  *    in some cases below, so export this function.
1903  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1904  *    limits while requests are in the queue (e.g. dm's table swapping).
1905  *    Such request stacking drivers should check those requests agaist
1906  *    the new queue limits again when they dispatch those requests,
1907  *    although such checkings are also done against the old queue limits
1908  *    when submitting requests.
1909  */
1910 int blk_rq_check_limits(struct request_queue *q, struct request *rq)
1911 {
1912         if (!rq_mergeable(rq))
1913                 return 0;
1914
1915         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, rq->cmd_flags)) {
1916                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
1917                 return -EIO;
1918         }
1919
1920         /*
1921          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1922          * may differ from that of other stacking queues.
1923          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1924          * limitation.
1925          */
1926         blk_recalc_rq_segments(rq);
1927         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1928                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
1929                 return -EIO;
1930         }
1931
1932         return 0;
1933 }
1934 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_check_limits);
1935
1936 /**
1937  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1938  * @q:  the queue to submit the request
1939  * @rq: the request being queued
1940  */
1941 int blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1942 {
1943         unsigned long flags;
1944         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
1945
1946         if (blk_rq_check_limits(q, rq))
1947                 return -EIO;
1948
1949         if (rq->rq_disk &&
1950             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1951                 return -EIO;
1952
1953         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1954         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1955                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1956                 return -ENODEV;
1957         }
1958
1959         /*
1960          * Submitting request must be dequeued before calling this function
1961          * because it will be linked to another request_queue
1962          */
1963         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1964
1965         if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH|REQ_FUA))
1966                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1967
1968         add_acct_request(q, rq, where);
1969         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
1970                 __blk_run_queue(q);
1971         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1972
1973         return 0;
1974 }
1975 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1976
1977 /**
1978  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1979  * @rq: request to examine
1980  *
1981  * Description:
1982  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1983  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1984  *     can be failed from the beginning of the request without
1985  *     crossing into area which need to be retried further.
1986  *
1987  * Return:
1988  *     The number of bytes to fail.
1989  *
1990  * Context:
1991  *     queue_lock must be held.
1992  */
1993 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1994 {
1995         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1996         unsigned int bytes = 0;
1997         struct bio *bio;
1998
1999         if (!(rq->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE))
2000                 return blk_rq_bytes(rq);
2001
2002         /*
2003          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2004          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2005          * which have all the failfast bits that the first one has -
2006          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2007          * one.
2008          */
2009         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2010                 if ((bio->bi_rw & ff) != ff)
2011                         break;
2012                 bytes += bio->bi_size;
2013         }
2014
2015         /* this could lead to infinite loop */
2016         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2017         return bytes;
2018 }
2019 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2020
2021 static void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2022 {
2023         if (blk_do_io_stat(req)) {
2024                 const int rw = rq_data_dir(req);
2025                 struct hd_struct *part;
2026                 int cpu;
2027
2028                 cpu = part_stat_lock();
2029                 part = req->part;
2030                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2031                 part_stat_unlock();
2032         }
2033 }
2034
2035 static void blk_account_io_done(struct request *req)
2036 {
2037         /*
2038          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2039          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2040          * containing request is enough.
2041          */
2042         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ)) {
2043                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
2044                 const int rw = rq_data_dir(req);
2045                 struct hd_struct *part;
2046                 int cpu;
2047
2048                 cpu = part_stat_lock();
2049                 part = req->part;
2050
2051                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2052                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2053                 part_round_stats(cpu, part);
2054                 part_dec_in_flight(part, rw);
2055
2056                 hd_struct_put(part);
2057                 part_stat_unlock();
2058         }
2059 }
2060
2061 #ifdef CONFIG_PM_RUNTIME
2062 /*
2063  * Don't process normal requests when queue is suspended
2064  * or in the process of suspending/resuming
2065  */
2066 static struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2067                                            struct request *rq)
2068 {
2069         if (q->dev && (q->rpm_status == RPM_SUSPENDED ||
2070             (q->rpm_status != RPM_ACTIVE && !(rq->cmd_flags & REQ_PM))))
2071                 return NULL;
2072         else
2073                 return rq;
2074 }
2075 #else
2076 static inline struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2077                                                   struct request *rq)
2078 {
2079         return rq;
2080 }
2081 #endif
2082
2083 /**
2084  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2085  * @q: request queue to peek at
2086  *
2087  * Description:
2088  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2089  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2090  *     processing it.
2091  *
2092  * Return:
2093  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2094  *     otherwise.
2095  *
2096  * Context:
2097  *     queue_lock must be held.
2098  */
2099 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2100 {
2101         struct request *rq;
2102         int ret;
2103
2104         while ((rq = __elv_next_request(q)) != NULL) {
2105
2106                 rq = blk_pm_peek_request(q, rq);
2107                 if (!rq)
2108                         break;
2109
2110                 if (!(rq->cmd_flags & REQ_STARTED)) {
2111                         /*
2112                          * This is the first time the device driver
2113                          * sees this request (possibly after
2114                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2115                          */
2116                         if (rq->cmd_flags & REQ_SORTED)
2117                                 elv_activate_rq(q, rq);
2118
2119                         /*
2120                          * just mark as started even if we don't start
2121                          * it, a request that has been delayed should
2122                          * not be passed by new incoming requests
2123                          */
2124                         rq->cmd_flags |= REQ_STARTED;
2125                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2126                 }
2127
2128                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2129                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2130                         q->boundary_rq = NULL;
2131                 }
2132
2133                 if (rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2134                         break;
2135
2136                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2137                         /*
2138                          * make sure space for the drain appears we
2139                          * know we can do this because max_hw_segments
2140                          * has been adjusted to be one fewer than the
2141                          * device can handle
2142                          */
2143                         rq->nr_phys_segments++;
2144                 }
2145
2146                 if (!q->prep_rq_fn)
2147                         break;
2148
2149                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2150                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2151                         break;
2152                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2153                         /*
2154                          * the request may have been (partially) prepped.
2155                          * we need to keep this request in the front to
2156                          * avoid resource deadlock.  REQ_STARTED will
2157                          * prevent other fs requests from passing this one.
2158                          */
2159                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2160                             !(rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)) {
2161                                 /*
2162                                  * remove the space for the drain we added
2163                                  * so that we don't add it again
2164                                  */
2165                                 --rq->nr_phys_segments;
2166                         }
2167
2168                         rq = NULL;
2169                         break;
2170                 } else if (ret == BLKPREP_KILL) {
2171                         rq->cmd_flags |= REQ_QUIET;
2172                         /*
2173                          * Mark this request as started so we don't trigger
2174                          * any debug logic in the end I/O path.
2175                          */
2176                         blk_start_request(rq);
2177                         __blk_end_request_all(rq, -EIO);
2178                 } else {
2179                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2180                         break;
2181                 }
2182         }
2183
2184         return rq;
2185 }
2186 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2187
2188 void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2189 {
2190         struct request_queue *q = rq->q;
2191
2192         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2193         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2194
2195         list_del_init(&rq->queuelist);
2196
2197         /*
2198          * the time frame between a request being removed from the lists
2199          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2200          * the driver side.
2201          */
2202         if (blk_account_rq(rq)) {
2203                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2204                 set_io_start_time_ns(rq);
2205         }
2206 }
2207
2208 /**
2209  * blk_start_request - start request processing on the driver
2210  * @req: request to dequeue
2211  *
2212  * Description:
2213  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2214  *     request to the driver.
2215  *
2216  *     Block internal functions which don't want to start timer should
2217  *     call blk_dequeue_request().
2218  *
2219  * Context:
2220  *     queue_lock must be held.
2221  */
2222 void blk_start_request(struct request *req)
2223 {
2224         blk_dequeue_request(req);
2225
2226         /*
2227          * We are now handing the request to the hardware, initialize
2228          * resid_len to full count and add the timeout handler.
2229          */
2230         req->resid_len = blk_rq_bytes(req);
2231         if (unlikely(blk_bidi_rq(req)))
2232                 req->next_rq->resid_len = blk_rq_bytes(req->next_rq);
2233
2234         BUG_ON(test_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &req->atomic_flags));
2235         blk_add_timer(req);
2236 }
2237 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2238
2239 /**
2240  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
2241  * @q: request queue to fetch a request from
2242  *
2243  * Description:
2244  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
2245  *     return and LLD can start processing it immediately.
2246  *
2247  * Return:
2248  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2249  *     otherwise.
2250  *
2251  * Context:
2252  *     queue_lock must be held.
2253  */
2254 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
2255 {
2256         struct request *rq;
2257
2258         rq = blk_peek_request(q);
2259         if (rq)
2260                 blk_start_request(rq);
2261         return rq;
2262 }
2263 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
2264
2265 /**
2266  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
2267  * @req:      the request being processed
2268  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2269  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
2270  *
2271  * Description:
2272  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
2273  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
2274  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
2275  *
2276  *     This special helper function is only for request stacking drivers
2277  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
2278  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
2279  *
2280  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
2281  *     %false return from this function.
2282  *
2283  * Return:
2284  *     %false - this request doesn't have any more data
2285  *     %true  - this request has more data
2286  **/
2287 bool blk_update_request(struct request *req, int error, unsigned int nr_bytes)
2288 {
2289         int total_bytes;
2290
2291         if (!req->bio)
2292                 return false;
2293
2294         trace_block_rq_complete(req->q, req);
2295
2296         /*
2297          * For fs requests, rq is just carrier of independent bio's
2298          * and each partial completion should be handled separately.
2299          * Reset per-request error on each partial completion.
2300          *
2301          * TODO: tj: This is too subtle.  It would be better to let
2302          * low level drivers do what they see fit.
2303          */
2304         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2305                 req->errors = 0;
2306
2307         if (error && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS &&
2308             !(req->cmd_flags & REQ_QUIET)) {
2309                 char *error_type;
2310
2311                 switch (error) {
2312                 case -ENOLINK:
2313                         error_type = "recoverable transport";
2314                         break;
2315                 case -EREMOTEIO:
2316                         error_type = "critical target";
2317                         break;
2318                 case -EBADE:
2319                         error_type = "critical nexus";
2320                         break;
2321                 case -EIO:
2322                 default:
2323                         error_type = "I/O";
2324                         break;
2325                 }
2326                 printk_ratelimited(KERN_ERR "end_request: %s error, dev %s, sector %llu\n",
2327                                    error_type, req->rq_disk ?
2328                                    req->rq_disk->disk_name : "?",
2329                                    (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
2330
2331         }
2332
2333         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
2334
2335         total_bytes = 0;
2336         while (req->bio) {
2337                 struct bio *bio = req->bio;
2338                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_size, nr_bytes);
2339
2340                 if (bio_bytes == bio->bi_size)
2341                         req->bio = bio->bi_next;
2342
2343                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
2344
2345                 total_bytes += bio_bytes;
2346                 nr_bytes -= bio_bytes;
2347
2348                 if (!nr_bytes)
2349                         break;
2350         }
2351
2352         /*
2353          * completely done
2354          */
2355         if (!req->bio) {
2356                 /*
2357                  * Reset counters so that the request stacking driver
2358                  * can find how many bytes remain in the request
2359                  * later.
2360                  */
2361                 req->__data_len = 0;
2362                 return false;
2363         }
2364
2365         req->__data_len -= total_bytes;
2366         req->buffer = bio_data(req->bio);
2367
2368         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
2369         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2370                 req->__sector += total_bytes >> 9;
2371
2372         /* mixed attributes always follow the first bio */
2373         if (req->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE) {
2374                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
2375                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
2376         }
2377
2378         /*
2379          * If total number of sectors is less than the first segment
2380          * size, something has gone terribly wrong.
2381          */
2382         if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
2383                 blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
2384                 req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
2385         }
2386
2387         /* recalculate the number of segments */
2388         blk_recalc_rq_segments(req);
2389
2390         return true;
2391 }
2392 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
2393
2394 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, int error,
2395                                     unsigned int nr_bytes,
2396                                     unsigned int bidi_bytes)
2397 {
2398         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
2399                 return true;
2400
2401         /* Bidi request must be completed as a whole */
2402         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
2403             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
2404                 return true;
2405
2406         if (blk_queue_add_random(rq->q))
2407                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
2408
2409         return false;
2410 }
2411
2412 /**
2413  * blk_unprep_request - unprepare a request
2414  * @req:        the request
2415  *
2416  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
2417  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
2418  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
2419  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
2420  * lock is held when calling this.
2421  */
2422 void blk_unprep_request(struct request *req)
2423 {
2424         struct request_queue *q = req->q;
2425
2426         req->cmd_flags &= ~REQ_DONTPREP;
2427         if (q->unprep_rq_fn)
2428                 q->unprep_rq_fn(q, req);
2429 }
2430 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
2431
2432 /*
2433  * queue lock must be held
2434  */
2435 static void blk_finish_request(struct request *req, int error)
2436 {
2437         if (blk_rq_tagged(req))
2438                 blk_queue_end_tag(req->q, req);
2439
2440         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
2441
2442         if (unlikely(laptop_mode) && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2443                 laptop_io_completion(&req->q->backing_dev_info);
2444
2445         blk_delete_timer(req);
2446
2447         if (req->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2448                 blk_unprep_request(req);
2449
2450
2451         blk_account_io_done(req);
2452
2453         if (req->end_io)
2454                 req->end_io(req, error);
2455         else {
2456                 if (blk_bidi_rq(req))
2457                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
2458
2459                 __blk_put_request(req->q, req);
2460         }
2461 }
2462
2463 /**
2464  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
2465  * @rq:         the request to complete
2466  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2467  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2468  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2469  *
2470  * Description:
2471  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
2472  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
2473  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
2474  *     just ignored.
2475  *
2476  * Return:
2477  *     %false - we are done with this request
2478  *     %true  - still buffers pending for this request
2479  **/
2480 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2481                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2482 {
2483         struct request_queue *q = rq->q;
2484         unsigned long flags;
2485
2486         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2487                 return true;
2488
2489         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2490         blk_finish_request(rq, error);
2491         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2492
2493         return false;
2494 }
2495
2496 /**
2497  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
2498  * @rq:         the request to complete
2499  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2500  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2501  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2502  *
2503  * Description:
2504  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
2505  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
2506  *
2507  * Return:
2508  *     %false - we are done with this request
2509  *     %true  - still buffers pending for this request
2510  **/
2511 bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2512                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2513 {
2514         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2515                 return true;
2516
2517         blk_finish_request(rq, error);
2518
2519         return false;
2520 }
2521
2522 /**
2523  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2524  * @rq:       the request being processed
2525  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2526  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2527  *
2528  * Description:
2529  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
2530  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
2531  *
2532  * Return:
2533  *     %false - we are done with this request
2534  *     %true  - still buffers pending for this request
2535  **/
2536 bool blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2537 {
2538         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2539 }
2540 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
2541
2542 /**
2543  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2544  * @rq: the request to finish
2545  * @error: %0 for success, < %0 for error
2546  *
2547  * Description:
2548  *     Completely finish @rq.
2549  */
2550 void blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2551 {
2552         bool pending;
2553         unsigned int bidi_bytes = 0;
2554
2555         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2556                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2557
2558         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2559         BUG_ON(pending);
2560 }
2561 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
2562
2563 /**
2564  * blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2565  * @rq: the request to finish the current chunk for
2566  * @error: %0 for success, < %0 for error
2567  *
2568  * Description:
2569  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.
2570  *
2571  * Return:
2572  *     %false - we are done with this request
2573  *     %true  - still buffers pending for this request
2574  */
2575 bool blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2576 {
2577         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2578 }
2579 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_cur);
2580
2581 /**
2582  * blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2583  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2584  * @error: must be negative errno
2585  *
2586  * Description:
2587  *     Complete @rq till the next failure boundary.
2588  *
2589  * Return:
2590  *     %false - we are done with this request
2591  *     %true  - still buffers pending for this request
2592  */
2593 bool blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2594 {
2595         WARN_ON(error >= 0);
2596         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2597 }
2598 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request_err);
2599
2600 /**
2601  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2602  * @rq:       the request being processed
2603  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2604  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2605  *
2606  * Description:
2607  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
2608  *
2609  * Return:
2610  *     %false - we are done with this request
2611  *     %true  - still buffers pending for this request
2612  **/
2613 bool __blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2614 {
2615         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2616 }
2617 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
2618
2619 /**
2620  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2621  * @rq: the request to finish
2622  * @error: %0 for success, < %0 for error
2623  *
2624  * Description:
2625  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
2626  */
2627 void __blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2628 {
2629         bool pending;
2630         unsigned int bidi_bytes = 0;
2631
2632         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2633                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2634
2635         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2636         BUG_ON(pending);
2637 }
2638 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
2639
2640 /**
2641  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2642  * @rq: the request to finish the current chunk for
2643  * @error: %0 for success, < %0 for error
2644  *
2645  * Description:
2646  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
2647  *     be called with queue lock held.
2648  *
2649  * Return:
2650  *     %false - we are done with this request
2651  *     %true  - still buffers pending for this request
2652  */
2653 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2654 {
2655         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2656 }
2657 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
2658
2659 /**
2660  * __blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2661  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2662  * @error: must be negative errno
2663  *
2664  * Description:
2665  *     Complete @rq till the next failure boundary.  Must be called
2666  *     with queue lock held.
2667  *
2668  * Return:
2669  *     %false - we are done with this request
2670  *     %true  - still buffers pending for this request
2671  */
2672 bool __blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2673 {
2674         WARN_ON(error >= 0);
2675         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2676 }
2677 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_end_request_err);
2678
2679 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
2680                      struct bio *bio)
2681 {
2682         /* Bit 0 (R/W) is identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw */
2683         rq->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_WRITE;
2684
2685         if (bio_has_data(bio)) {
2686                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
2687                 rq->buffer = bio_data(bio);
2688         }
2689         rq->__data_len = bio->bi_size;
2690         rq->bio = rq->biotail = bio;
2691
2692         if (bio->bi_bdev)
2693                 rq->rq_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
2694 }
2695
2696 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
2697 /**
2698  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
2699  * @rq: the request to be flushed
2700  *
2701  * Description:
2702  *     Flush all pages in @rq.
2703  */
2704 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
2705 {
2706         struct req_iterator iter;
2707         struct bio_vec *bvec;
2708
2709         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
2710                 flush_dcache_page(bvec->bv_page);
2711 }
2712 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
2713 #endif
2714
2715 /**
2716  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
2717  * @q : the queue of the device being checked
2718  *
2719  * Description:
2720  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
2721  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
2722  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
2723  *
2724  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
2725  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
2726  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
2727  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
2728  *    on burst I/O load.
2729  *
2730  * Return:
2731  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
2732  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
2733  */
2734 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
2735 {
2736         if (q->lld_busy_fn)
2737                 return q->lld_busy_fn(q);
2738
2739         return 0;
2740 }
2741 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
2742
2743 /**
2744  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
2745  * @rq: the clone request to be cleaned up
2746  *
2747  * Description:
2748  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
2749  */
2750 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
2751 {
2752         struct bio *bio;
2753
2754         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
2755                 rq->bio = bio->bi_next;
2756
2757                 bio_put(bio);
2758         }
2759 }
2760 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
2761
2762 /*
2763  * Copy attributes of the original request to the clone request.
2764  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->buffer, ->sense) are not copied.
2765  */
2766 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
2767 {
2768         dst->cpu = src->cpu;
2769         dst->cmd_flags = (src->cmd_flags & REQ_CLONE_MASK) | REQ_NOMERGE;
2770         dst->cmd_type = src->cmd_type;
2771         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
2772         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
2773         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
2774         dst->ioprio = src->ioprio;
2775         dst->extra_len = src->extra_len;
2776 }
2777
2778 /**
2779  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
2780  * @rq: the request to be setup
2781  * @rq_src: original request to be cloned
2782  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
2783  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
2784  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
2785  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
2786  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
2787  *
2788  * Description:
2789  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
2790  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->buffer, ->sense)
2791  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
2792  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
2793  *     and the cloned bios just point same pages.
2794  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
2795  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
2796  */
2797 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
2798                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
2799                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
2800                       void *data)
2801 {
2802         struct bio *bio, *bio_src;
2803
2804         if (!bs)
2805                 bs = fs_bio_set;
2806
2807         blk_rq_init(NULL, rq);
2808
2809         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
2810                 bio = bio_clone_bioset(bio_src, gfp_mask, bs);
2811                 if (!bio)
2812                         goto free_and_out;
2813
2814                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
2815                         goto free_and_out;
2816
2817                 if (rq->bio) {
2818                         rq->biotail->bi_next = bio;
2819                         rq->biotail = bio;
2820                 } else
2821                         rq->bio = rq->biotail = bio;
2822         }
2823
2824         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
2825
2826         return 0;
2827
2828 free_and_out:
2829         if (bio)
2830                 bio_put(bio);
2831         blk_rq_unprep_clone(rq);
2832
2833         return -ENOMEM;
2834 }
2835 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
2836
2837 int kblockd_schedule_work(struct request_queue *q, struct work_struct *work)
2838 {
2839         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
2840 }
2841 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
2842
2843 int kblockd_schedule_delayed_work(struct request_queue *q,
2844                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
2845 {
2846         return queue_delayed_work(kblockd_workqueue, dwork, delay);
2847 }
2848 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work);
2849
2850 #define PLUG_MAGIC      0x91827364
2851
2852 /**
2853  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
2854  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
2855  *
2856  * Description:
2857  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
2858  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
2859  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
2860  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
2861  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
2862  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
2863  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
2864  *   this kind of deadlock.
2865  */
2866 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
2867 {
2868         struct task_struct *tsk = current;
2869
2870         plug->magic = PLUG_MAGIC;
2871         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
2872         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
2873
2874         /*
2875          * If this is a nested plug, don't actually assign it. It will be
2876          * flushed on its own.
2877          */
2878         if (!tsk->plug) {
2879                 /*
2880                  * Store ordering should not be needed here, since a potential
2881                  * preempt will imply a full memory barrier
2882                  */
2883                 tsk->plug = plug;
2884         }
2885 }
2886 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
2887
2888 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
2889 {
2890         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
2891         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
2892
2893         return !(rqa->q < rqb->q ||
2894                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
2895 }
2896
2897 /*
2898  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
2899  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
2900  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
2901  * plugger did not intend it.
2902  */
2903 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
2904                             bool from_schedule)
2905         __releases(q->queue_lock)
2906 {
2907         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
2908
2909         if (from_schedule)
2910                 blk_run_queue_async(q);
2911         else
2912                 __blk_run_queue(q);
2913         spin_unlock(q->queue_lock);
2914 }
2915
2916 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
2917 {
2918         LIST_HEAD(callbacks);
2919
2920         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
2921                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
2922
2923                 while (!list_empty(&callbacks)) {
2924                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
2925                                                           struct blk_plug_cb,
2926                                                           list);
2927                         list_del(&cb->list);
2928                         cb->callback(cb, from_schedule);
2929                 }
2930         }
2931 }
2932
2933 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
2934                                       int size)
2935 {
2936         struct blk_plug *plug = current->plug;
2937         struct blk_plug_cb *cb;
2938
2939         if (!plug)
2940                 return NULL;
2941
2942         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
2943                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
2944                         return cb;
2945
2946         /* Not currently on the callback list */
2947         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
2948         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
2949         if (cb) {
2950                 cb->data = data;
2951                 cb->callback = unplug;
2952                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
2953         }
2954         return cb;
2955 }
2956 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
2957
2958 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
2959 {
2960         struct request_queue *q;
2961         unsigned long flags;
2962         struct request *rq;
2963         LIST_HEAD(list);
2964         unsigned int depth;
2965
2966         BUG_ON(plug->magic != PLUG_MAGIC);
2967
2968         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
2969         if (list_empty(&plug->list))
2970                 return;
2971
2972         list_splice_init(&plug->list, &list);
2973
2974         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
2975
2976         q = NULL;
2977         depth = 0;
2978
2979         /*
2980          * Save and disable interrupts here, to avoid doing it for every
2981          * queue lock we have to take.
2982          */
2983         local_irq_save(flags);
2984         while (!list_empty(&list)) {
2985                 rq = list_entry_rq(list.next);
2986                 list_del_init(&rq->queuelist);
2987                 BUG_ON(!rq->q);
2988                 if (rq->q != q) {
2989                         /*
2990                          * This drops the queue lock
2991                          */
2992                         if (q)
2993                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
2994                         q = rq->q;
2995                         depth = 0;
2996                         spin_lock(q->queue_lock);
2997                 }
2998
2999                 /*
3000                  * Short-circuit if @q is dead
3001                  */
3002                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3003                         __blk_end_request_all(rq, -ENODEV);
3004                         continue;
3005                 }
3006
3007                 /*
3008                  * rq is already accounted, so use raw insert
3009                  */
3010                 if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
3011                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3012                 else
3013                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3014
3015                 depth++;
3016         }
3017
3018         /*
3019          * This drops the queue lock
3020          */
3021         if (q)
3022                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3023
3024         local_irq_restore(flags);
3025 }
3026
3027 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3028 {
3029         blk_flush_plug_list(plug, false);
3030
3031         if (plug == current->plug)
3032                 current->plug = NULL;
3033 }
3034 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3035
3036 #ifdef CONFIG_PM_RUNTIME
3037 /**
3038  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3039  * @q: the queue of the device
3040  * @dev: the device the queue belongs to
3041  *
3042  * Description:
3043  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3044  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3045  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3046  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3047  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3048  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3049  *
3050  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3051  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3052  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3053  *    not need to touch other autosuspend settings.
3054  *
3055  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3056  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3057  */
3058 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3059 {
3060         q->dev = dev;
3061         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3062         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3063         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3064 }
3065 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3066
3067 /**
3068  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3069  * @q: the queue of the device
3070  *
3071  * Description:
3072  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3073  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3074  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3075  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3076  *    proceed to suspend the device.
3077  *
3078  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3079  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3080  *
3081  *    This function should be called near the start of the device's
3082  *    runtime_suspend callback.
3083  *
3084  * Return:
3085  *    0         - OK to runtime suspend the device
3086  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3087  */
3088 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3089 {
3090         int ret = 0;
3091
3092         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3093         if (q->nr_pending) {
3094                 ret = -EBUSY;
3095                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3096         } else {
3097                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3098         }
3099         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3100         return ret;
3101 }
3102 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3103
3104 /**
3105  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3106  * @q: the queue of the device
3107  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3108  *
3109  * Description:
3110  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3111  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3112  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3113  *
3114  *    This function should be called near the end of the device's
3115  *    runtime_suspend callback.
3116  */
3117 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3118 {
3119         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3120         if (!err) {
3121                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3122         } else {
3123                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3124                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3125         }
3126         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3127 }
3128 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3129
3130 /**
3131  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3132  * @q: the queue of the device
3133  *
3134  * Description:
3135  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3136  *    runtime resume of the device.
3137  *
3138  *    This function should be called near the start of the device's
3139  *    runtime_resume callback.
3140  */
3141 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3142 {
3143         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3144         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3145         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3146 }
3147 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3148
3149 /**
3150  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3151  * @q: the queue of the device
3152  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3153  *
3154  * Description:
3155  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3156  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3157  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3158  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3159  *
3160  *    This function should be called near the end of the device's
3161  *    runtime_resume callback.
3162  */
3163 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3164 {
3165         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3166         if (!err) {
3167                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3168                 __blk_run_queue(q);
3169                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3170                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3171         } else {
3172                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3173         }
3174         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3175 }
3176 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3177 #endif
3178
3179 int __init blk_dev_init(void)
3180 {
3181         BUILD_BUG_ON(__REQ_NR_BITS > 8 *
3182                         sizeof(((struct request *)0)->cmd_flags));
3183
3184         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3185         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3186                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3187         if (!kblockd_workqueue)
3188                 panic("Failed to create kblockd\n");
3189
3190         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3191                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3192
3193         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("blkdev_queue",
3194                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3195
3196         return 0;
3197 }