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