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