d5745b5833c9d76527809c41b4718c3df70407df
[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_id;
649
650         return q;
651
652 fail_id:
653         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
654 fail_q:
655         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
656         return NULL;
657 }
658 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
659
660 /**
661  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
662  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
663  *        placed on the queue.
664  * @lock: Request queue spin lock
665  *
666  * Description:
667  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
668  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
669  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
670  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
671  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
672  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
673  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
674  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
675  *
676  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
677  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
678  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
679  *    get dealt with eventually.
680  *
681  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
682  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
683  *    disabling is needed for it.
684  *
685  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
686  *    it didn't succeed.
687  *
688  * Note:
689  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
690  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
691  **/
692
693 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
694 {
695         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
696 }
697 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
698
699 struct request_queue *
700 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
701 {
702         struct request_queue *uninit_q, *q;
703
704         uninit_q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
705         if (!uninit_q)
706                 return NULL;
707
708         q = blk_init_allocated_queue(uninit_q, rfn, lock);
709         if (!q)
710                 blk_cleanup_queue(uninit_q);
711
712         return q;
713 }
714 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
715
716 struct request_queue *
717 blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q, request_fn_proc *rfn,
718                          spinlock_t *lock)
719 {
720         if (!q)
721                 return NULL;
722
723         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
724                 return NULL;
725
726         q->request_fn           = rfn;
727         q->prep_rq_fn           = NULL;
728         q->unprep_rq_fn         = NULL;
729         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
730
731         /* Override internal queue lock with supplied lock pointer */
732         if (lock)
733                 q->queue_lock           = lock;
734
735         /*
736          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
737          */
738         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
739
740         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
741
742         /* init elevator */
743         if (elevator_init(q, NULL))
744                 return NULL;
745         return q;
746 }
747 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
748
749 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
750 {
751         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
752                 __blk_get_queue(q);
753                 return true;
754         }
755
756         return false;
757 }
758 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
759
760 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
761 {
762         if (rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV) {
763                 elv_put_request(rl->q, rq);
764                 if (rq->elv.icq)
765                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
766         }
767
768         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
769 }
770
771 /*
772  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
773  * should be given priority access to a request.
774  */
775 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
776 {
777         if (!ioc)
778                 return 0;
779
780         /*
781          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
782          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
783          * lose wakeups.
784          */
785         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
786                 (ioc->nr_batch_requests > 0
787                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
788 }
789
790 /*
791  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
792  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
793  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
794  * a nice run.
795  */
796 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
797 {
798         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
799                 return;
800
801         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
802         ioc->last_waited = jiffies;
803 }
804
805 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
806 {
807         struct request_queue *q = rl->q;
808
809         /*
810          * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up root
811          * blkcg anyway, just use root blkcg state.
812          */
813         if (rl == &q->root_rl &&
814             rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
815                 blk_clear_queue_congested(q, sync);
816
817         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
818                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
819                         wake_up(&rl->wait[sync]);
820
821                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
822         }
823 }
824
825 /*
826  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
827  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
828  */
829 static void freed_request(struct request_list *rl, unsigned int flags)
830 {
831         struct request_queue *q = rl->q;
832         int sync = rw_is_sync(flags);
833
834         q->nr_rqs[sync]--;
835         rl->count[sync]--;
836         if (flags & REQ_ELVPRIV)
837                 q->nr_rqs_elvpriv--;
838
839         __freed_request(rl, sync);
840
841         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
842                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
843 }
844
845 /*
846  * Determine if elevator data should be initialized when allocating the
847  * request associated with @bio.
848  */
849 static bool blk_rq_should_init_elevator(struct bio *bio)
850 {
851         if (!bio)
852                 return true;
853
854         /*
855          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
856          * This allows a request to share the flush and elevator data.
857          */
858         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
859                 return false;
860
861         return true;
862 }
863
864 /**
865  * rq_ioc - determine io_context for request allocation
866  * @bio: request being allocated is for this bio (can be %NULL)
867  *
868  * Determine io_context to use for request allocation for @bio.  May return
869  * %NULL if %current->io_context doesn't exist.
870  */
871 static struct io_context *rq_ioc(struct bio *bio)
872 {
873 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
874         if (bio && bio->bi_ioc)
875                 return bio->bi_ioc;
876 #endif
877         return current->io_context;
878 }
879
880 /**
881  * __get_request - get a free request
882  * @rl: request list to allocate from
883  * @rw_flags: RW and SYNC flags
884  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
885  * @gfp_mask: allocation mask
886  *
887  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
888  * pressure or if @q is dead.
889  *
890  * Must be callled with @q->queue_lock held and,
891  * Returns %NULL on failure, with @q->queue_lock held.
892  * Returns !%NULL on success, with @q->queue_lock *not held*.
893  */
894 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, int rw_flags,
895                                      struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
896 {
897         struct request_queue *q = rl->q;
898         struct request *rq;
899         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
900         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
901         struct io_cq *icq = NULL;
902         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
903         int may_queue;
904
905         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
906                 return NULL;
907
908         may_queue = elv_may_queue(q, rw_flags);
909         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
910                 goto rq_starved;
911
912         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
913                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
914                         /*
915                          * The queue will fill after this allocation, so set
916                          * it as full, and mark this process as "batching".
917                          * This process will be allowed to complete a batch of
918                          * requests, others will be blocked.
919                          */
920                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
921                                 ioc_set_batching(q, ioc);
922                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
923                         } else {
924                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
925                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
926                                         /*
927                                          * The queue is full and the allocating
928                                          * process is not a "batcher", and not
929                                          * exempted by the IO scheduler
930                                          */
931                                         return NULL;
932                                 }
933                         }
934                 }
935                 /*
936                  * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up
937                  * root blkcg anyway, just use root blkcg state.
938                  */
939                 if (rl == &q->root_rl)
940                         blk_set_queue_congested(q, is_sync);
941         }
942
943         /*
944          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
945          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
946          * allocated with any setting of ->nr_requests
947          */
948         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
949                 return NULL;
950
951         q->nr_rqs[is_sync]++;
952         rl->count[is_sync]++;
953         rl->starved[is_sync] = 0;
954
955         /*
956          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
957          * so, mark @rw_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
958          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
959          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
960          * makes creating new ones safe.
961          *
962          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
963          * it will be created after releasing queue_lock.
964          */
965         if (blk_rq_should_init_elevator(bio) && !blk_queue_bypass(q)) {
966                 rw_flags |= REQ_ELVPRIV;
967                 q->nr_rqs_elvpriv++;
968                 if (et->icq_cache && ioc)
969                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
970         }
971
972         if (blk_queue_io_stat(q))
973                 rw_flags |= REQ_IO_STAT;
974         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
975
976         /* allocate and init request */
977         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
978         if (!rq)
979                 goto fail_alloc;
980
981         blk_rq_init(q, rq);
982         blk_rq_set_rl(rq, rl);
983         rq->cmd_flags = rw_flags | REQ_ALLOCED;
984
985         /* init elvpriv */
986         if (rw_flags & REQ_ELVPRIV) {
987                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
988                         if (ioc)
989                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
990                         if (!icq)
991                                 goto fail_elvpriv;
992                 }
993
994                 rq->elv.icq = icq;
995                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
996                         goto fail_elvpriv;
997
998                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
999                 if (icq)
1000                         get_io_context(icq->ioc);
1001         }
1002 out:
1003         /*
1004          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1005          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1006          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1007          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1008          */
1009         if (ioc_batching(q, ioc))
1010                 ioc->nr_batch_requests--;
1011
1012         trace_block_getrq(q, bio, rw_flags & 1);
1013         return rq;
1014
1015 fail_elvpriv:
1016         /*
1017          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1018          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1019          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1020          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1021          */
1022         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1023                            dev_name(q->backing_dev_info.dev));
1024
1025         rq->cmd_flags &= ~REQ_ELVPRIV;
1026         rq->elv.icq = NULL;
1027
1028         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1029         q->nr_rqs_elvpriv--;
1030         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1031         goto out;
1032
1033 fail_alloc:
1034         /*
1035          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1036          * might have messed up.
1037          *
1038          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1039          * queue, but this is pretty rare.
1040          */
1041         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1042         freed_request(rl, rw_flags);
1043
1044         /*
1045          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1046          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1047          * freeing of a request in the other direction will notice
1048          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1049          * READ and WRITE
1050          */
1051 rq_starved:
1052         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1053                 rl->starved[is_sync] = 1;
1054         return NULL;
1055 }
1056
1057 /**
1058  * get_request - get a free request
1059  * @q: request_queue to allocate request from
1060  * @rw_flags: RW and SYNC flags
1061  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1062  * @gfp_mask: allocation mask
1063  *
1064  * Get a free request from @q.  If %__GFP_WAIT is set in @gfp_mask, this
1065  * function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1066  *
1067  * Must be callled with @q->queue_lock held and,
1068  * Returns %NULL on failure, with @q->queue_lock held.
1069  * Returns !%NULL on success, with @q->queue_lock *not held*.
1070  */
1071 static struct request *get_request(struct request_queue *q, int rw_flags,
1072                                    struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
1073 {
1074         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
1075         DEFINE_WAIT(wait);
1076         struct request_list *rl;
1077         struct request *rq;
1078
1079         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1080 retry:
1081         rq = __get_request(rl, rw_flags, bio, gfp_mask);
1082         if (rq)
1083                 return rq;
1084
1085         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1086                 blk_put_rl(rl);
1087                 return NULL;
1088         }
1089
1090         /* wait on @rl and retry */
1091         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1092                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1093
1094         trace_block_sleeprq(q, bio, rw_flags & 1);
1095
1096         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1097         io_schedule();
1098
1099         /*
1100          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1101          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1102          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1103          */
1104         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1105
1106         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1107         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1108
1109         goto retry;
1110 }
1111
1112 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp_mask)
1113 {
1114         struct request *rq;
1115
1116         BUG_ON(rw != READ && rw != WRITE);
1117
1118         /* create ioc upfront */
1119         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1120
1121         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1122         rq = get_request(q, rw, NULL, gfp_mask);
1123         if (!rq)
1124                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1125         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1126
1127         return rq;
1128 }
1129 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1130
1131 /**
1132  * blk_make_request - given a bio, allocate a corresponding struct request.
1133  * @q: target request queue
1134  * @bio:  The bio describing the memory mappings that will be submitted for IO.
1135  *        It may be a chained-bio properly constructed by block/bio layer.
1136  * @gfp_mask: gfp flags to be used for memory allocation
1137  *
1138  * blk_make_request is the parallel of generic_make_request for BLOCK_PC
1139  * type commands. Where the struct request needs to be farther initialized by
1140  * the caller. It is passed a &struct bio, which describes the memory info of
1141  * the I/O transfer.
1142  *
1143  * The caller of blk_make_request must make sure that bi_io_vec
1144  * are set to describe the memory buffers. That bio_data_dir() will return
1145  * the needed direction of the request. (And all bio's in the passed bio-chain
1146  * are properly set accordingly)
1147  *
1148  * If called under none-sleepable conditions, mapped bio buffers must not
1149  * need bouncing, by calling the appropriate masked or flagged allocator,
1150  * suitable for the target device. Otherwise the call to blk_queue_bounce will
1151  * BUG.
1152  *
1153  * WARNING: When allocating/cloning a bio-chain, careful consideration should be
1154  * given to how you allocate bios. In particular, you cannot use __GFP_WAIT for
1155  * anything but the first bio in the chain. Otherwise you risk waiting for IO
1156  * completion of a bio that hasn't been submitted yet, thus resulting in a
1157  * deadlock. Alternatively bios should be allocated using bio_kmalloc() instead
1158  * of bio_alloc(), as that avoids the mempool deadlock.
1159  * If possible a big IO should be split into smaller parts when allocation
1160  * fails. Partial allocation should not be an error, or you risk a live-lock.
1161  */
1162 struct request *blk_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1163                                  gfp_t gfp_mask)
1164 {
1165         struct request *rq = blk_get_request(q, bio_data_dir(bio), gfp_mask);
1166
1167         if (unlikely(!rq))
1168                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1169
1170         for_each_bio(bio) {
1171                 struct bio *bounce_bio = bio;
1172                 int ret;
1173
1174                 blk_queue_bounce(q, &bounce_bio);
1175                 ret = blk_rq_append_bio(q, rq, bounce_bio);
1176                 if (unlikely(ret)) {
1177                         blk_put_request(rq);
1178                         return ERR_PTR(ret);
1179                 }
1180         }
1181
1182         return rq;
1183 }
1184 EXPORT_SYMBOL(blk_make_request);
1185
1186 /**
1187  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1188  * @q:          request queue where request should be inserted
1189  * @rq:         request to be inserted
1190  *
1191  * Description:
1192  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1193  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1194  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1195  */
1196 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1197 {
1198         blk_delete_timer(rq);
1199         blk_clear_rq_complete(rq);
1200         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1201
1202         if (blk_rq_tagged(rq))
1203                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1204
1205         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1206
1207         elv_requeue_request(q, rq);
1208 }
1209 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1210
1211 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1212                              int where)
1213 {
1214         drive_stat_acct(rq, 1);
1215         __elv_add_request(q, rq, where);
1216 }
1217
1218 static void part_round_stats_single(int cpu, struct hd_struct *part,
1219                                     unsigned long now)
1220 {
1221         if (now == part->stamp)
1222                 return;
1223
1224         if (part_in_flight(part)) {
1225                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1226                                 part_in_flight(part) * (now - part->stamp));
1227                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1228         }
1229         part->stamp = now;
1230 }
1231
1232 /**
1233  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1234  * @cpu: cpu number for stats access
1235  * @part: target partition
1236  *
1237  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1238  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1239  * time it has been in this state for.
1240  *
1241  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1242  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1243  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1244  * function to do a round-off before returning the results when reading
1245  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1246  * the current jiffies and restarts the counters again.
1247  */
1248 void part_round_stats(int cpu, struct hd_struct *part)
1249 {
1250         unsigned long now = jiffies;
1251
1252         if (part->partno)
1253                 part_round_stats_single(cpu, &part_to_disk(part)->part0, now);
1254         part_round_stats_single(cpu, part, now);
1255 }
1256 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1257
1258 #ifdef CONFIG_PM_RUNTIME
1259 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1260 {
1261         if (rq->q->dev && !(rq->cmd_flags & REQ_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1262                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1263 }
1264 #else
1265 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1266 #endif
1267
1268 /*
1269  * queue lock must be held
1270  */
1271 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1272 {
1273         if (unlikely(!q))
1274                 return;
1275         if (unlikely(--req->ref_count))
1276                 return;
1277
1278         blk_pm_put_request(req);
1279
1280         elv_completed_request(q, req);
1281
1282         /* this is a bio leak */
1283         WARN_ON(req->bio != NULL);
1284
1285         /*
1286          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1287          * it didn't come out of our reserved rq pools
1288          */
1289         if (req->cmd_flags & REQ_ALLOCED) {
1290                 unsigned int flags = req->cmd_flags;
1291                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1292
1293                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1294                 BUG_ON(!hlist_unhashed(&req->hash));
1295
1296                 blk_free_request(rl, req);
1297                 freed_request(rl, flags);
1298                 blk_put_rl(rl);
1299         }
1300 }
1301 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1302
1303 void blk_put_request(struct request *req)
1304 {
1305         unsigned long flags;
1306         struct request_queue *q = req->q;
1307
1308         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1309         __blk_put_request(q, req);
1310         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1311 }
1312 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1313
1314 /**
1315  * blk_add_request_payload - add a payload to a request
1316  * @rq: request to update
1317  * @page: page backing the payload
1318  * @len: length of the payload.
1319  *
1320  * This allows to later add a payload to an already submitted request by
1321  * a block driver.  The driver needs to take care of freeing the payload
1322  * itself.
1323  *
1324  * Note that this is a quite horrible hack and nothing but handling of
1325  * discard requests should ever use it.
1326  */
1327 void blk_add_request_payload(struct request *rq, struct page *page,
1328                 unsigned int len)
1329 {
1330         struct bio *bio = rq->bio;
1331
1332         bio->bi_io_vec->bv_page = page;
1333         bio->bi_io_vec->bv_offset = 0;
1334         bio->bi_io_vec->bv_len = len;
1335
1336         bio->bi_size = len;
1337         bio->bi_vcnt = 1;
1338         bio->bi_phys_segments = 1;
1339
1340         rq->__data_len = rq->resid_len = len;
1341         rq->nr_phys_segments = 1;
1342         rq->buffer = bio_data(bio);
1343 }
1344 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_add_request_payload);
1345
1346 static bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1347                                    struct bio *bio)
1348 {
1349         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1350
1351         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1352                 return false;
1353
1354         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1355
1356         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1357                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1358
1359         req->biotail->bi_next = bio;
1360         req->biotail = bio;
1361         req->__data_len += bio->bi_size;
1362         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1363
1364         drive_stat_acct(req, 0);
1365         return true;
1366 }
1367
1368 static bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q,
1369                                     struct request *req, struct bio *bio)
1370 {
1371         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1372
1373         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1374                 return false;
1375
1376         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1377
1378         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1379                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1380
1381         bio->bi_next = req->bio;
1382         req->bio = bio;
1383
1384         /*
1385          * may not be valid. if the low level driver said
1386          * it didn't need a bounce buffer then it better
1387          * not touch req->buffer either...
1388          */
1389         req->buffer = bio_data(bio);
1390         req->__sector = bio->bi_sector;
1391         req->__data_len += bio->bi_size;
1392         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1393
1394         drive_stat_acct(req, 0);
1395         return true;
1396 }
1397
1398 /**
1399  * attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1400  * @q: request_queue new bio is being queued at
1401  * @bio: new bio being queued
1402  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1403  *
1404  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1405  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1406  * otherwise %false.
1407  *
1408  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1409  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1410  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1411  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1412  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1413  * merging parameters without querying the elevator.
1414  */
1415 static bool attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1416                                unsigned int *request_count)
1417 {
1418         struct blk_plug *plug;
1419         struct request *rq;
1420         bool ret = false;
1421
1422         plug = current->plug;
1423         if (!plug)
1424                 goto out;
1425         *request_count = 0;
1426
1427         list_for_each_entry_reverse(rq, &plug->list, queuelist) {
1428                 int el_ret;
1429
1430                 if (rq->q == q)
1431                         (*request_count)++;
1432
1433                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1434                         continue;
1435
1436                 el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
1437                 if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1438                         ret = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1439                         if (ret)
1440                                 break;
1441                 } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1442                         ret = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1443                         if (ret)
1444                                 break;
1445                 }
1446         }
1447 out:
1448         return ret;
1449 }
1450
1451 void init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1452 {
1453         req->cmd_type = REQ_TYPE_FS;
1454
1455         req->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_COMMON_MASK;
1456         if (bio->bi_rw & REQ_RAHEAD)
1457                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1458
1459         req->errors = 0;
1460         req->__sector = bio->bi_sector;
1461         req->ioprio = bio_prio(bio);
1462         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1463 }
1464
1465 void blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1466 {
1467         const bool sync = !!(bio->bi_rw & REQ_SYNC);
1468         struct blk_plug *plug;
1469         int el_ret, rw_flags, where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1470         struct request *req;
1471         unsigned int request_count = 0;
1472
1473         /*
1474          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1475          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1476          * ISA dma in theory)
1477          */
1478         blk_queue_bounce(q, &bio);
1479
1480         if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
1481                 bio_endio(bio, -EIO);
1482                 return;
1483         }
1484
1485         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) {
1486                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1487                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1488                 goto get_rq;
1489         }
1490
1491         /*
1492          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
1493          * any locks.
1494          */
1495         if (attempt_plug_merge(q, bio, &request_count))
1496                 return;
1497
1498         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1499
1500         el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
1501         if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1502                 if (bio_attempt_back_merge(q, req, bio)) {
1503                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1504                         if (!attempt_back_merge(q, req))
1505                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1506                         goto out_unlock;
1507                 }
1508         } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1509                 if (bio_attempt_front_merge(q, req, bio)) {
1510                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1511                         if (!attempt_front_merge(q, req))
1512                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1513                         goto out_unlock;
1514                 }
1515         }
1516
1517 get_rq:
1518         /*
1519          * This sync check and mask will be re-done in init_request_from_bio(),
1520          * but we need to set it earlier to expose the sync flag to the
1521          * rq allocator and io schedulers.
1522          */
1523         rw_flags = bio_data_dir(bio);
1524         if (sync)
1525                 rw_flags |= REQ_SYNC;
1526
1527         /*
1528          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1529          * Returns with the queue unlocked.
1530          */
1531         req = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
1532         if (unlikely(!req)) {
1533                 bio_endio(bio, -ENODEV);        /* @q is dead */
1534                 goto out_unlock;
1535         }
1536
1537         /*
1538          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1539          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1540          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1541          * often, and the elevators are able to handle it.
1542          */
1543         init_request_from_bio(req, bio);
1544
1545         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
1546                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
1547
1548         plug = current->plug;
1549         if (plug) {
1550                 /*
1551                  * If this is the first request added after a plug, fire
1552                  * of a plug trace. If others have been added before, check
1553                  * if we have multiple devices in this plug. If so, make a
1554                  * note to sort the list before dispatch.
1555                  */
1556                 if (list_empty(&plug->list))
1557                         trace_block_plug(q);
1558                 else {
1559                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
1560                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
1561                                 trace_block_plug(q);
1562                         }
1563                 }
1564                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
1565                 drive_stat_acct(req, 1);
1566         } else {
1567                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1568                 add_acct_request(q, req, where);
1569                 __blk_run_queue(q);
1570 out_unlock:
1571                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1572         }
1573 }
1574 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bio);       /* for device mapper only */
1575
1576 /*
1577  * If bio->bi_dev is a partition, remap the location
1578  */
1579 static inline void blk_partition_remap(struct bio *bio)
1580 {
1581         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
1582
1583         if (bio_sectors(bio) && bdev != bdev->bd_contains) {
1584                 struct hd_struct *p = bdev->bd_part;
1585
1586                 bio->bi_sector += p->start_sect;
1587                 bio->bi_bdev = bdev->bd_contains;
1588
1589                 trace_block_bio_remap(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1590                                       bdev->bd_dev,
1591                                       bio->bi_sector - p->start_sect);
1592         }
1593 }
1594
1595 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1596 {
1597         char b[BDEVNAME_SIZE];
1598
1599         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1600         printk(KERN_INFO "%s: rw=%ld, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1601                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1602                         bio->bi_rw,
1603                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
1604                         (long long)(i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9));
1605
1606         set_bit(BIO_EOF, &bio->bi_flags);
1607 }
1608
1609 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1610
1611 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1612
1613 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1614 {
1615         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1616 }
1617 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1618
1619 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
1620 {
1621         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
1622 }
1623
1624 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1625 {
1626         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
1627                                                 NULL, &fail_make_request);
1628
1629         return IS_ERR(dir) ? PTR_ERR(dir) : 0;
1630 }
1631
1632 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1633
1634 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1635
1636 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
1637                                         unsigned int bytes)
1638 {
1639         return false;
1640 }
1641
1642 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1643
1644 /*
1645  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1646  */
1647 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1648 {
1649         sector_t maxsector;
1650
1651         if (!nr_sectors)
1652                 return 0;
1653
1654         /* Test device or partition size, when known. */
1655         maxsector = i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9;
1656         if (maxsector) {
1657                 sector_t sector = bio->bi_sector;
1658
1659                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
1660                         /*
1661                          * This may well happen - the kernel calls bread()
1662                          * without checking the size of the device, e.g., when
1663                          * mounting a device.
1664                          */
1665                         handle_bad_sector(bio);
1666                         return 1;
1667                 }
1668         }
1669
1670         return 0;
1671 }
1672
1673 static noinline_for_stack bool
1674 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
1675 {
1676         struct request_queue *q;
1677         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
1678         int err = -EIO;
1679         char b[BDEVNAME_SIZE];
1680         struct hd_struct *part;
1681
1682         might_sleep();
1683
1684         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1685                 goto end_io;
1686
1687         q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1688         if (unlikely(!q)) {
1689                 printk(KERN_ERR
1690                        "generic_make_request: Trying to access "
1691                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
1692                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1693                         (long long) bio->bi_sector);
1694                 goto end_io;
1695         }
1696
1697         if (likely(bio_is_rw(bio) &&
1698                    nr_sectors > queue_max_hw_sectors(q))) {
1699                 printk(KERN_ERR "bio too big device %s (%u > %u)\n",
1700                        bdevname(bio->bi_bdev, b),
1701                        bio_sectors(bio),
1702                        queue_max_hw_sectors(q));
1703                 goto end_io;
1704         }
1705
1706         part = bio->bi_bdev->bd_part;
1707         if (should_fail_request(part, bio->bi_size) ||
1708             should_fail_request(&part_to_disk(part)->part0,
1709                                 bio->bi_size))
1710                 goto end_io;
1711
1712         /*
1713          * If this device has partitions, remap block n
1714          * of partition p to block n+start(p) of the disk.
1715          */
1716         blk_partition_remap(bio);
1717
1718         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1719                 goto end_io;
1720
1721         /*
1722          * Filter flush bio's early so that make_request based
1723          * drivers without flush support don't have to worry
1724          * about them.
1725          */
1726         if ((bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) && !q->flush_flags) {
1727                 bio->bi_rw &= ~(REQ_FLUSH | REQ_FUA);
1728                 if (!nr_sectors) {
1729                         err = 0;
1730                         goto end_io;
1731                 }
1732         }
1733
1734         if ((bio->bi_rw & REQ_DISCARD) &&
1735             (!blk_queue_discard(q) ||
1736              ((bio->bi_rw & REQ_SECURE) && !blk_queue_secdiscard(q)))) {
1737                 err = -EOPNOTSUPP;
1738                 goto end_io;
1739         }
1740
1741         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME && !bdev_write_same(bio->bi_bdev)) {
1742                 err = -EOPNOTSUPP;
1743                 goto end_io;
1744         }
1745
1746         /*
1747          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
1748          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
1749          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
1750          * layer knows how to live with it.
1751          */
1752         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
1753
1754         if (blk_throtl_bio(q, bio))
1755                 return false;   /* throttled, will be resubmitted later */
1756
1757         trace_block_bio_queue(q, bio);
1758         return true;
1759
1760 end_io:
1761         bio_endio(bio, err);
1762         return false;
1763 }
1764
1765 /**
1766  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
1767  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1768  *
1769  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
1770  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
1771  * to be done.
1772  *
1773  * generic_make_request() does not return any status.  The
1774  * success/failure status of the request, along with notification of
1775  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
1776  * function described (one day) else where.
1777  *
1778  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1779  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1780  * set to describe the device address, and the
1781  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1782  * completion notification should be signaled.
1783  *
1784  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1785  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
1786  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
1787  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
1788  */
1789 void generic_make_request(struct bio *bio)
1790 {
1791         struct bio_list bio_list_on_stack;
1792
1793         if (!generic_make_request_checks(bio))
1794                 return;
1795
1796         /*
1797          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1798          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1799          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1800          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1801          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1802          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1803          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1804          * should be added at the tail
1805          */
1806         if (current->bio_list) {
1807                 bio_list_add(current->bio_list, bio);
1808                 return;
1809         }
1810
1811         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1812          * explanation.
1813          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1814          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1815          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1816          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1817          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1818          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1819          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1820          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1821          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1822          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1823          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1824          */
1825         BUG_ON(bio->bi_next);
1826         bio_list_init(&bio_list_on_stack);
1827         current->bio_list = &bio_list_on_stack;
1828         do {
1829                 struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1830
1831                 q->make_request_fn(q, bio);
1832
1833                 bio = bio_list_pop(current->bio_list);
1834         } while (bio);
1835         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1836 }
1837 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1838
1839 /**
1840  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1841  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
1842  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1843  *
1844  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1845  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1846  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1847  *
1848  */
1849 void submit_bio(int rw, struct bio *bio)
1850 {
1851         bio->bi_rw |= rw;
1852
1853         /*
1854          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1855          * go through the normal accounting stuff before submission.
1856          */
1857         if (bio_has_data(bio)) {
1858                 unsigned int count;
1859
1860                 if (unlikely(rw & REQ_WRITE_SAME))
1861                         count = bdev_logical_block_size(bio->bi_bdev) >> 9;
1862                 else
1863                         count = bio_sectors(bio);
1864
1865                 if (rw & WRITE) {
1866                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1867                 } else {
1868                         task_io_account_read(bio->bi_size);
1869                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1870                 }
1871
1872                 if (unlikely(block_dump)) {
1873                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1874                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1875                         current->comm, task_pid_nr(current),
1876                                 (rw & WRITE) ? "WRITE" : "READ",
1877                                 (unsigned long long)bio->bi_sector,
1878                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1879                                 count);
1880                 }
1881         }
1882
1883         generic_make_request(bio);
1884 }
1885 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1886
1887 /**
1888  * blk_rq_check_limits - Helper function to check a request for the queue limit
1889  * @q:  the queue
1890  * @rq: the request being checked
1891  *
1892  * Description:
1893  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1894  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1895  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1896  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1897  *    the insertion using this generic function.
1898  *
1899  *    This function should also be useful for request stacking drivers
1900  *    in some cases below, so export this function.
1901  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1902  *    limits while requests are in the queue (e.g. dm's table swapping).
1903  *    Such request stacking drivers should check those requests agaist
1904  *    the new queue limits again when they dispatch those requests,
1905  *    although such checkings are also done against the old queue limits
1906  *    when submitting requests.
1907  */
1908 int blk_rq_check_limits(struct request_queue *q, struct request *rq)
1909 {
1910         if (!rq_mergeable(rq))
1911                 return 0;
1912
1913         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, rq->cmd_flags)) {
1914                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
1915                 return -EIO;
1916         }
1917
1918         /*
1919          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1920          * may differ from that of other stacking queues.
1921          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1922          * limitation.
1923          */
1924         blk_recalc_rq_segments(rq);
1925         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1926                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
1927                 return -EIO;
1928         }
1929
1930         return 0;
1931 }
1932 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_check_limits);
1933
1934 /**
1935  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1936  * @q:  the queue to submit the request
1937  * @rq: the request being queued
1938  */
1939 int blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1940 {
1941         unsigned long flags;
1942         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
1943
1944         if (blk_rq_check_limits(q, rq))
1945                 return -EIO;
1946
1947         if (rq->rq_disk &&
1948             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1949                 return -EIO;
1950
1951         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1952         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1953                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1954                 return -ENODEV;
1955         }
1956
1957         /*
1958          * Submitting request must be dequeued before calling this function
1959          * because it will be linked to another request_queue
1960          */
1961         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1962
1963         if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH|REQ_FUA))
1964                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1965
1966         add_acct_request(q, rq, where);
1967         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
1968                 __blk_run_queue(q);
1969         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1970
1971         return 0;
1972 }
1973 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1974
1975 /**
1976  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1977  * @rq: request to examine
1978  *
1979  * Description:
1980  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1981  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1982  *     can be failed from the beginning of the request without
1983  *     crossing into area which need to be retried further.
1984  *
1985  * Return:
1986  *     The number of bytes to fail.
1987  *
1988  * Context:
1989  *     queue_lock must be held.
1990  */
1991 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1992 {
1993         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1994         unsigned int bytes = 0;
1995         struct bio *bio;
1996
1997         if (!(rq->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE))
1998                 return blk_rq_bytes(rq);
1999
2000         /*
2001          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2002          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2003          * which have all the failfast bits that the first one has -
2004          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2005          * one.
2006          */
2007         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2008                 if ((bio->bi_rw & ff) != ff)
2009                         break;
2010                 bytes += bio->bi_size;
2011         }
2012
2013         /* this could lead to infinite loop */
2014         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2015         return bytes;
2016 }
2017 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2018
2019 static void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2020 {
2021         if (blk_do_io_stat(req)) {
2022                 const int rw = rq_data_dir(req);
2023                 struct hd_struct *part;
2024                 int cpu;
2025
2026                 cpu = part_stat_lock();
2027                 part = req->part;
2028                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2029                 part_stat_unlock();
2030         }
2031 }
2032
2033 static void blk_account_io_done(struct request *req)
2034 {
2035         /*
2036          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2037          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2038          * containing request is enough.
2039          */
2040         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ)) {
2041                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
2042                 const int rw = rq_data_dir(req);
2043                 struct hd_struct *part;
2044                 int cpu;
2045
2046                 cpu = part_stat_lock();
2047                 part = req->part;
2048
2049                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2050                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2051                 part_round_stats(cpu, part);
2052                 part_dec_in_flight(part, rw);
2053
2054                 hd_struct_put(part);
2055                 part_stat_unlock();
2056         }
2057 }
2058
2059 #ifdef CONFIG_PM_RUNTIME
2060 /*
2061  * Don't process normal requests when queue is suspended
2062  * or in the process of suspending/resuming
2063  */
2064 static struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2065                                            struct request *rq)
2066 {
2067         if (q->dev && (q->rpm_status == RPM_SUSPENDED ||
2068             (q->rpm_status != RPM_ACTIVE && !(rq->cmd_flags & REQ_PM))))
2069                 return NULL;
2070         else
2071                 return rq;
2072 }
2073 #else
2074 static inline struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2075                                                   struct request *rq)
2076 {
2077         return rq;
2078 }
2079 #endif
2080
2081 /**
2082  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2083  * @q: request queue to peek at
2084  *
2085  * Description:
2086  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2087  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2088  *     processing it.
2089  *
2090  * Return:
2091  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2092  *     otherwise.
2093  *
2094  * Context:
2095  *     queue_lock must be held.
2096  */
2097 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2098 {
2099         struct request *rq;
2100         int ret;
2101
2102         while ((rq = __elv_next_request(q)) != NULL) {
2103
2104                 rq = blk_pm_peek_request(q, rq);
2105                 if (!rq)
2106                         break;
2107
2108                 if (!(rq->cmd_flags & REQ_STARTED)) {
2109                         /*
2110                          * This is the first time the device driver
2111                          * sees this request (possibly after
2112                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2113                          */
2114                         if (rq->cmd_flags & REQ_SORTED)
2115                                 elv_activate_rq(q, rq);
2116
2117                         /*
2118                          * just mark as started even if we don't start
2119                          * it, a request that has been delayed should
2120                          * not be passed by new incoming requests
2121                          */
2122                         rq->cmd_flags |= REQ_STARTED;
2123                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2124                 }
2125
2126                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2127                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2128                         q->boundary_rq = NULL;
2129                 }
2130
2131                 if (rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2132                         break;
2133
2134                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2135                         /*
2136                          * make sure space for the drain appears we
2137                          * know we can do this because max_hw_segments
2138                          * has been adjusted to be one fewer than the
2139                          * device can handle
2140                          */
2141                         rq->nr_phys_segments++;
2142                 }
2143
2144                 if (!q->prep_rq_fn)
2145                         break;
2146
2147                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2148                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2149                         break;
2150                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2151                         /*
2152                          * the request may have been (partially) prepped.
2153                          * we need to keep this request in the front to
2154                          * avoid resource deadlock.  REQ_STARTED will
2155                          * prevent other fs requests from passing this one.
2156                          */
2157                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2158                             !(rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)) {
2159                                 /*
2160                                  * remove the space for the drain we added
2161                                  * so that we don't add it again
2162                                  */
2163                                 --rq->nr_phys_segments;
2164                         }
2165
2166                         rq = NULL;
2167                         break;
2168                 } else if (ret == BLKPREP_KILL) {
2169                         rq->cmd_flags |= REQ_QUIET;
2170                         /*
2171                          * Mark this request as started so we don't trigger
2172                          * any debug logic in the end I/O path.
2173                          */
2174                         blk_start_request(rq);
2175                         __blk_end_request_all(rq, -EIO);
2176                 } else {
2177                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2178                         break;
2179                 }
2180         }
2181
2182         return rq;
2183 }
2184 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2185
2186 void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2187 {
2188         struct request_queue *q = rq->q;
2189
2190         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2191         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2192
2193         list_del_init(&rq->queuelist);
2194
2195         /*
2196          * the time frame between a request being removed from the lists
2197          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2198          * the driver side.
2199          */
2200         if (blk_account_rq(rq)) {
2201                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2202                 set_io_start_time_ns(rq);
2203         }
2204 }
2205
2206 /**
2207  * blk_start_request - start request processing on the driver
2208  * @req: request to dequeue
2209  *
2210  * Description:
2211  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2212  *     request to the driver.
2213  *
2214  *     Block internal functions which don't want to start timer should
2215  *     call blk_dequeue_request().
2216  *
2217  * Context:
2218  *     queue_lock must be held.
2219  */
2220 void blk_start_request(struct request *req)
2221 {
2222         blk_dequeue_request(req);
2223
2224         /*
2225          * We are now handing the request to the hardware, initialize
2226          * resid_len to full count and add the timeout handler.
2227          */
2228         req->resid_len = blk_rq_bytes(req);
2229         if (unlikely(blk_bidi_rq(req)))
2230                 req->next_rq->resid_len = blk_rq_bytes(req->next_rq);
2231
2232         blk_add_timer(req);
2233 }
2234 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2235
2236 /**
2237  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
2238  * @q: request queue to fetch a request from
2239  *
2240  * Description:
2241  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
2242  *     return and LLD can start processing it immediately.
2243  *
2244  * Return:
2245  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2246  *     otherwise.
2247  *
2248  * Context:
2249  *     queue_lock must be held.
2250  */
2251 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
2252 {
2253         struct request *rq;
2254
2255         rq = blk_peek_request(q);
2256         if (rq)
2257                 blk_start_request(rq);
2258         return rq;
2259 }
2260 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
2261
2262 /**
2263  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
2264  * @req:      the request being processed
2265  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2266  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
2267  *
2268  * Description:
2269  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
2270  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
2271  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
2272  *
2273  *     This special helper function is only for request stacking drivers
2274  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
2275  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
2276  *
2277  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
2278  *     %false return from this function.
2279  *
2280  * Return:
2281  *     %false - this request doesn't have any more data
2282  *     %true  - this request has more data
2283  **/
2284 bool blk_update_request(struct request *req, int error, unsigned int nr_bytes)
2285 {
2286         int total_bytes;
2287
2288         if (!req->bio)
2289                 return false;
2290
2291         trace_block_rq_complete(req->q, req);
2292
2293         /*
2294          * For fs requests, rq is just carrier of independent bio's
2295          * and each partial completion should be handled separately.
2296          * Reset per-request error on each partial completion.
2297          *
2298          * TODO: tj: This is too subtle.  It would be better to let
2299          * low level drivers do what they see fit.
2300          */
2301         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2302                 req->errors = 0;
2303
2304         if (error && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS &&
2305             !(req->cmd_flags & REQ_QUIET)) {
2306                 char *error_type;
2307
2308                 switch (error) {
2309                 case -ENOLINK:
2310                         error_type = "recoverable transport";
2311                         break;
2312                 case -EREMOTEIO:
2313                         error_type = "critical target";
2314                         break;
2315                 case -EBADE:
2316                         error_type = "critical nexus";
2317                         break;
2318                 case -EIO:
2319                 default:
2320                         error_type = "I/O";
2321                         break;
2322                 }
2323                 printk_ratelimited(KERN_ERR "end_request: %s error, dev %s, sector %llu\n",
2324                                    error_type, req->rq_disk ?
2325                                    req->rq_disk->disk_name : "?",
2326                                    (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
2327
2328         }
2329
2330         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
2331
2332         total_bytes = 0;
2333         while (req->bio) {
2334                 struct bio *bio = req->bio;
2335                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_size, nr_bytes);
2336
2337                 if (bio_bytes == bio->bi_size)
2338                         req->bio = bio->bi_next;
2339
2340                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
2341
2342                 total_bytes += bio_bytes;
2343                 nr_bytes -= bio_bytes;
2344
2345                 if (!nr_bytes)
2346                         break;
2347         }
2348
2349         /*
2350          * completely done
2351          */
2352         if (!req->bio) {
2353                 /*
2354                  * Reset counters so that the request stacking driver
2355                  * can find how many bytes remain in the request
2356                  * later.
2357                  */
2358                 req->__data_len = 0;
2359                 return false;
2360         }
2361
2362         req->__data_len -= total_bytes;
2363         req->buffer = bio_data(req->bio);
2364
2365         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
2366         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2367                 req->__sector += total_bytes >> 9;
2368
2369         /* mixed attributes always follow the first bio */
2370         if (req->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE) {
2371                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
2372                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
2373         }
2374
2375         /*
2376          * If total number of sectors is less than the first segment
2377          * size, something has gone terribly wrong.
2378          */
2379         if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
2380                 blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
2381                 req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
2382         }
2383
2384         /* recalculate the number of segments */
2385         blk_recalc_rq_segments(req);
2386
2387         return true;
2388 }
2389 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
2390
2391 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, int error,
2392                                     unsigned int nr_bytes,
2393                                     unsigned int bidi_bytes)
2394 {
2395         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
2396                 return true;
2397
2398         /* Bidi request must be completed as a whole */
2399         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
2400             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
2401                 return true;
2402
2403         if (blk_queue_add_random(rq->q))
2404                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
2405
2406         return false;
2407 }
2408
2409 /**
2410  * blk_unprep_request - unprepare a request
2411  * @req:        the request
2412  *
2413  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
2414  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
2415  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
2416  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
2417  * lock is held when calling this.
2418  */
2419 void blk_unprep_request(struct request *req)
2420 {
2421         struct request_queue *q = req->q;
2422
2423         req->cmd_flags &= ~REQ_DONTPREP;
2424         if (q->unprep_rq_fn)
2425                 q->unprep_rq_fn(q, req);
2426 }
2427 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
2428
2429 /*
2430  * queue lock must be held
2431  */
2432 static void blk_finish_request(struct request *req, int error)
2433 {
2434         if (blk_rq_tagged(req))
2435                 blk_queue_end_tag(req->q, req);
2436
2437         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
2438
2439         if (unlikely(laptop_mode) && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2440                 laptop_io_completion(&req->q->backing_dev_info);
2441
2442         blk_delete_timer(req);
2443
2444         if (req->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2445                 blk_unprep_request(req);
2446
2447
2448         blk_account_io_done(req);
2449
2450         if (req->end_io)
2451                 req->end_io(req, error);
2452         else {
2453                 if (blk_bidi_rq(req))
2454                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
2455
2456                 __blk_put_request(req->q, req);
2457         }
2458 }
2459
2460 /**
2461  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
2462  * @rq:         the request to complete
2463  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2464  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2465  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2466  *
2467  * Description:
2468  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
2469  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
2470  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
2471  *     just ignored.
2472  *
2473  * Return:
2474  *     %false - we are done with this request
2475  *     %true  - still buffers pending for this request
2476  **/
2477 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2478                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2479 {
2480         struct request_queue *q = rq->q;
2481         unsigned long flags;
2482
2483         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2484                 return true;
2485
2486         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2487         blk_finish_request(rq, error);
2488         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2489
2490         return false;
2491 }
2492
2493 /**
2494  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
2495  * @rq:         the request to complete
2496  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2497  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2498  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2499  *
2500  * Description:
2501  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
2502  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
2503  *
2504  * Return:
2505  *     %false - we are done with this request
2506  *     %true  - still buffers pending for this request
2507  **/
2508 bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2509                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2510 {
2511         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2512                 return true;
2513
2514         blk_finish_request(rq, error);
2515
2516         return false;
2517 }
2518
2519 /**
2520  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2521  * @rq:       the request being processed
2522  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2523  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2524  *
2525  * Description:
2526  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
2527  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
2528  *
2529  * Return:
2530  *     %false - we are done with this request
2531  *     %true  - still buffers pending for this request
2532  **/
2533 bool blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2534 {
2535         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2536 }
2537 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
2538
2539 /**
2540  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2541  * @rq: the request to finish
2542  * @error: %0 for success, < %0 for error
2543  *
2544  * Description:
2545  *     Completely finish @rq.
2546  */
2547 void blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2548 {
2549         bool pending;
2550         unsigned int bidi_bytes = 0;
2551
2552         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2553                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2554
2555         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2556         BUG_ON(pending);
2557 }
2558 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
2559
2560 /**
2561  * blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2562  * @rq: the request to finish the current chunk for
2563  * @error: %0 for success, < %0 for error
2564  *
2565  * Description:
2566  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.
2567  *
2568  * Return:
2569  *     %false - we are done with this request
2570  *     %true  - still buffers pending for this request
2571  */
2572 bool blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2573 {
2574         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2575 }
2576 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_cur);
2577
2578 /**
2579  * blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2580  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2581  * @error: must be negative errno
2582  *
2583  * Description:
2584  *     Complete @rq till the next failure boundary.
2585  *
2586  * Return:
2587  *     %false - we are done with this request
2588  *     %true  - still buffers pending for this request
2589  */
2590 bool blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2591 {
2592         WARN_ON(error >= 0);
2593         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2594 }
2595 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request_err);
2596
2597 /**
2598  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2599  * @rq:       the request being processed
2600  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2601  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2602  *
2603  * Description:
2604  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
2605  *
2606  * Return:
2607  *     %false - we are done with this request
2608  *     %true  - still buffers pending for this request
2609  **/
2610 bool __blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2611 {
2612         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2613 }
2614 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
2615
2616 /**
2617  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2618  * @rq: the request to finish
2619  * @error: %0 for success, < %0 for error
2620  *
2621  * Description:
2622  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
2623  */
2624 void __blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2625 {
2626         bool pending;
2627         unsigned int bidi_bytes = 0;
2628
2629         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2630                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2631
2632         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2633         BUG_ON(pending);
2634 }
2635 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
2636
2637 /**
2638  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2639  * @rq: the request to finish the current chunk for
2640  * @error: %0 for success, < %0 for error
2641  *
2642  * Description:
2643  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
2644  *     be called with queue lock held.
2645  *
2646  * Return:
2647  *     %false - we are done with this request
2648  *     %true  - still buffers pending for this request
2649  */
2650 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2651 {
2652         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2653 }
2654 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
2655
2656 /**
2657  * __blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2658  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2659  * @error: must be negative errno
2660  *
2661  * Description:
2662  *     Complete @rq till the next failure boundary.  Must be called
2663  *     with queue lock held.
2664  *
2665  * Return:
2666  *     %false - we are done with this request
2667  *     %true  - still buffers pending for this request
2668  */
2669 bool __blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2670 {
2671         WARN_ON(error >= 0);
2672         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2673 }
2674 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_end_request_err);
2675
2676 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
2677                      struct bio *bio)
2678 {
2679         /* Bit 0 (R/W) is identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw */
2680         rq->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_WRITE;
2681
2682         if (bio_has_data(bio)) {
2683                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
2684                 rq->buffer = bio_data(bio);
2685         }
2686         rq->__data_len = bio->bi_size;
2687         rq->bio = rq->biotail = bio;
2688
2689         if (bio->bi_bdev)
2690                 rq->rq_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
2691 }
2692
2693 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
2694 /**
2695  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
2696  * @rq: the request to be flushed
2697  *
2698  * Description:
2699  *     Flush all pages in @rq.
2700  */
2701 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
2702 {
2703         struct req_iterator iter;
2704         struct bio_vec *bvec;
2705
2706         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
2707                 flush_dcache_page(bvec->bv_page);
2708 }
2709 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
2710 #endif
2711
2712 /**
2713  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
2714  * @q : the queue of the device being checked
2715  *
2716  * Description:
2717  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
2718  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
2719  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
2720  *
2721  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
2722  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
2723  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
2724  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
2725  *    on burst I/O load.
2726  *
2727  * Return:
2728  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
2729  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
2730  */
2731 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
2732 {
2733         if (q->lld_busy_fn)
2734                 return q->lld_busy_fn(q);
2735
2736         return 0;
2737 }
2738 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
2739
2740 /**
2741  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
2742  * @rq: the clone request to be cleaned up
2743  *
2744  * Description:
2745  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
2746  */
2747 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
2748 {
2749         struct bio *bio;
2750
2751         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
2752                 rq->bio = bio->bi_next;
2753
2754                 bio_put(bio);
2755         }
2756 }
2757 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
2758
2759 /*
2760  * Copy attributes of the original request to the clone request.
2761  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->buffer, ->sense) are not copied.
2762  */
2763 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
2764 {
2765         dst->cpu = src->cpu;
2766         dst->cmd_flags = (src->cmd_flags & REQ_CLONE_MASK) | REQ_NOMERGE;
2767         dst->cmd_type = src->cmd_type;
2768         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
2769         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
2770         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
2771         dst->ioprio = src->ioprio;
2772         dst->extra_len = src->extra_len;
2773 }
2774
2775 /**
2776  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
2777  * @rq: the request to be setup
2778  * @rq_src: original request to be cloned
2779  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
2780  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
2781  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
2782  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
2783  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
2784  *
2785  * Description:
2786  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
2787  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->buffer, ->sense)
2788  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
2789  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
2790  *     and the cloned bios just point same pages.
2791  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
2792  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
2793  */
2794 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
2795                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
2796                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
2797                       void *data)
2798 {
2799         struct bio *bio, *bio_src;
2800
2801         if (!bs)
2802                 bs = fs_bio_set;
2803
2804         blk_rq_init(NULL, rq);
2805
2806         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
2807                 bio = bio_clone_bioset(bio_src, gfp_mask, bs);
2808                 if (!bio)
2809                         goto free_and_out;
2810
2811                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
2812                         goto free_and_out;
2813
2814                 if (rq->bio) {
2815                         rq->biotail->bi_next = bio;
2816                         rq->biotail = bio;
2817                 } else
2818                         rq->bio = rq->biotail = bio;
2819         }
2820
2821         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
2822
2823         return 0;
2824
2825 free_and_out:
2826         if (bio)
2827                 bio_put(bio);
2828         blk_rq_unprep_clone(rq);
2829
2830         return -ENOMEM;
2831 }
2832 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
2833
2834 int kblockd_schedule_work(struct request_queue *q, struct work_struct *work)
2835 {
2836         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
2837 }
2838 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
2839
2840 int kblockd_schedule_delayed_work(struct request_queue *q,
2841                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
2842 {
2843         return queue_delayed_work(kblockd_workqueue, dwork, delay);
2844 }
2845 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work);
2846
2847 #define PLUG_MAGIC      0x91827364
2848
2849 /**
2850  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
2851  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
2852  *
2853  * Description:
2854  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
2855  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
2856  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
2857  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
2858  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
2859  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
2860  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
2861  *   this kind of deadlock.
2862  */
2863 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
2864 {
2865         struct task_struct *tsk = current;
2866
2867         plug->magic = PLUG_MAGIC;
2868         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
2869         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
2870
2871         /*
2872          * If this is a nested plug, don't actually assign it. It will be
2873          * flushed on its own.
2874          */
2875         if (!tsk->plug) {
2876                 /*
2877                  * Store ordering should not be needed here, since a potential
2878                  * preempt will imply a full memory barrier
2879                  */
2880                 tsk->plug = plug;
2881         }
2882 }
2883 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
2884
2885 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
2886 {
2887         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
2888         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
2889
2890         return !(rqa->q < rqb->q ||
2891                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
2892 }
2893
2894 /*
2895  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
2896  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
2897  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
2898  * plugger did not intend it.
2899  */
2900 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
2901                             bool from_schedule)
2902         __releases(q->queue_lock)
2903 {
2904         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
2905
2906         if (from_schedule)
2907                 blk_run_queue_async(q);
2908         else
2909                 __blk_run_queue(q);
2910         spin_unlock(q->queue_lock);
2911 }
2912
2913 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
2914 {
2915         LIST_HEAD(callbacks);
2916
2917         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
2918                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
2919
2920                 while (!list_empty(&callbacks)) {
2921                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
2922                                                           struct blk_plug_cb,
2923                                                           list);
2924                         list_del(&cb->list);
2925                         cb->callback(cb, from_schedule);
2926                 }
2927         }
2928 }
2929
2930 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
2931                                       int size)
2932 {
2933         struct blk_plug *plug = current->plug;
2934         struct blk_plug_cb *cb;
2935
2936         if (!plug)
2937                 return NULL;
2938
2939         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
2940                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
2941                         return cb;
2942
2943         /* Not currently on the callback list */
2944         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
2945         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
2946         if (cb) {
2947                 cb->data = data;
2948                 cb->callback = unplug;
2949                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
2950         }
2951         return cb;
2952 }
2953 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
2954
2955 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
2956 {
2957         struct request_queue *q;
2958         unsigned long flags;
2959         struct request *rq;
2960         LIST_HEAD(list);
2961         unsigned int depth;
2962
2963         BUG_ON(plug->magic != PLUG_MAGIC);
2964
2965         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
2966         if (list_empty(&plug->list))
2967                 return;
2968
2969         list_splice_init(&plug->list, &list);
2970
2971         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
2972
2973         q = NULL;
2974         depth = 0;
2975
2976         /*
2977          * Save and disable interrupts here, to avoid doing it for every
2978          * queue lock we have to take.
2979          */
2980         local_irq_save(flags);
2981         while (!list_empty(&list)) {
2982                 rq = list_entry_rq(list.next);
2983                 list_del_init(&rq->queuelist);
2984                 BUG_ON(!rq->q);
2985                 if (rq->q != q) {
2986                         /*
2987                          * This drops the queue lock
2988                          */
2989                         if (q)
2990                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
2991                         q = rq->q;
2992                         depth = 0;
2993                         spin_lock(q->queue_lock);
2994                 }
2995
2996                 /*
2997                  * Short-circuit if @q is dead
2998                  */
2999                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3000                         __blk_end_request_all(rq, -ENODEV);
3001                         continue;
3002                 }
3003
3004                 /*
3005                  * rq is already accounted, so use raw insert
3006                  */
3007                 if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
3008                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3009                 else
3010                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3011
3012                 depth++;
3013         }
3014
3015         /*
3016          * This drops the queue lock
3017          */
3018         if (q)
3019                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3020
3021         local_irq_restore(flags);
3022 }
3023
3024 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3025 {
3026         blk_flush_plug_list(plug, false);
3027
3028         if (plug == current->plug)
3029                 current->plug = NULL;
3030 }
3031 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3032
3033 #ifdef CONFIG_PM_RUNTIME
3034 /**
3035  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3036  * @q: the queue of the device
3037  * @dev: the device the queue belongs to
3038  *
3039  * Description:
3040  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3041  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3042  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3043  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3044  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3045  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3046  *
3047  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3048  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3049  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3050  *    not need to touch other autosuspend settings.
3051  *
3052  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3053  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3054  */
3055 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3056 {
3057         q->dev = dev;
3058         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3059         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3060         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3061 }
3062 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3063
3064 /**
3065  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3066  * @q: the queue of the device
3067  *
3068  * Description:
3069  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3070  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3071  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3072  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3073  *    proceed to suspend the device.
3074  *
3075  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3076  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3077  *
3078  *    This function should be called near the start of the device's
3079  *    runtime_suspend callback.
3080  *
3081  * Return:
3082  *    0         - OK to runtime suspend the device
3083  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3084  */
3085 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3086 {
3087         int ret = 0;
3088
3089         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3090         if (q->nr_pending) {
3091                 ret = -EBUSY;
3092                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3093         } else {
3094                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3095         }
3096         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3097         return ret;
3098 }
3099 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3100
3101 /**
3102  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3103  * @q: the queue of the device
3104  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3105  *
3106  * Description:
3107  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3108  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3109  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3110  *
3111  *    This function should be called near the end of the device's
3112  *    runtime_suspend callback.
3113  */
3114 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3115 {
3116         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3117         if (!err) {
3118                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3119         } else {
3120                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3121                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3122         }
3123         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3124 }
3125 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3126
3127 /**
3128  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3129  * @q: the queue of the device
3130  *
3131  * Description:
3132  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3133  *    runtime resume of the device.
3134  *
3135  *    This function should be called near the start of the device's
3136  *    runtime_resume callback.
3137  */
3138 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3139 {
3140         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3141         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3142         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3143 }
3144 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3145
3146 /**
3147  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3148  * @q: the queue of the device
3149  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3150  *
3151  * Description:
3152  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3153  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3154  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3155  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3156  *
3157  *    This function should be called near the end of the device's
3158  *    runtime_resume callback.
3159  */
3160 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3161 {
3162         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3163         if (!err) {
3164                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3165                 __blk_run_queue(q);
3166                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3167                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3168         } else {
3169                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3170         }
3171         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3172 }
3173 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3174 #endif
3175
3176 int __init blk_dev_init(void)
3177 {
3178         BUILD_BUG_ON(__REQ_NR_BITS > 8 *
3179                         sizeof(((struct request *)0)->cmd_flags));
3180
3181         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3182         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3183                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3184         if (!kblockd_workqueue)
3185                 panic("Failed to create kblockd\n");
3186
3187         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3188                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3189
3190         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("blkdev_queue",
3191                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3192
3193         return 0;
3194 }