33eded00c5b1c9c80f44e62da2709750d4703c1b
[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 - run a single device queue
297  * @q:  The queue to run
298  *
299  * Description:
300  *    See @blk_run_queue. This variant must be called with the queue lock
301  *    held and interrupts disabled.
302  */
303 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
304 {
305         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
306                 return;
307
308         q->request_fn(q);
309 }
310 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
311
312 /**
313  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
314  * @q:  The queue to run
315  *
316  * Description:
317  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
318  *    of us.
319  */
320 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
321 {
322         if (likely(!blk_queue_stopped(q))) {
323                 __cancel_delayed_work(&q->delay_work);
324                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
325         }
326 }
327 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
328
329 /**
330  * blk_run_queue - run a single device queue
331  * @q: The queue to run
332  *
333  * Description:
334  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
335  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
336  */
337 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
338 {
339         unsigned long flags;
340
341         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
342         __blk_run_queue(q);
343         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
344 }
345 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
346
347 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
348 {
349         kobject_put(&q->kobj);
350 }
351 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
352
353 /**
354  * blk_drain_queue - drain requests from request_queue
355  * @q: queue to drain
356  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
357  *
358  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
359  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
360  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
361  */
362 void blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
363 {
364         int i;
365
366         while (true) {
367                 bool drain = false;
368
369                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
370
371                 /*
372                  * The caller might be trying to drain @q before its
373                  * elevator is initialized.
374                  */
375                 if (q->elevator)
376                         elv_drain_elevator(q);
377
378                 blkcg_drain_queue(q);
379
380                 /*
381                  * This function might be called on a queue which failed
382                  * driver init after queue creation or is not yet fully
383                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
384                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
385                  * something on it and @q has request_fn set.
386                  */
387                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
388                         __blk_run_queue(q);
389
390                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
391
392                 /*
393                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
394                  * multiple places and there's no single counter which can
395                  * be drained.  Check all the queues and counters.
396                  */
397                 if (drain_all) {
398                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
399                         for (i = 0; i < 2; i++) {
400                                 drain |= q->nr_rqs[i];
401                                 drain |= q->in_flight[i];
402                                 drain |= !list_empty(&q->flush_queue[i]);
403                         }
404                 }
405
406                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
407
408                 if (!drain)
409                         break;
410                 msleep(10);
411         }
412
413         /*
414          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
415          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
416          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
417          */
418         if (q->request_fn) {
419                 struct request_list *rl;
420
421                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
422
423                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
424                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
425                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
426
427                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
428         }
429 }
430
431 /**
432  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
433  * @q: queue of interest
434  *
435  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
436  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
437  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
438  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
439  * inside queue or RCU read lock.
440  */
441 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
442 {
443         bool drain;
444
445         spin_lock_irq(q->queue_lock);
446         drain = !q->bypass_depth++;
447         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
448         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
449
450         if (drain) {
451                 blk_drain_queue(q, false);
452                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
453                 synchronize_rcu();
454         }
455 }
456 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
457
458 /**
459  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
460  * @q: queue of interest
461  *
462  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
463  */
464 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
465 {
466         spin_lock_irq(q->queue_lock);
467         if (!--q->bypass_depth)
468                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
469         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
470         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
471 }
472 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
473
474 /**
475  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
476  * @q: request queue to shutdown
477  *
478  * Mark @q DEAD, drain all pending requests, destroy and put it.  All
479  * future requests will be failed immediately with -ENODEV.
480  */
481 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
482 {
483         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
484
485         /* mark @q DEAD, no new request or merges will be allowed afterwards */
486         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
487         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
488         spin_lock_irq(lock);
489
490         /*
491          * Dead queue is permanently in bypass mode till released.  Note
492          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
493          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
494          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
495          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
496          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
497          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
498          */
499         q->bypass_depth++;
500         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
501
502         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
503         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
504         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
505         spin_unlock_irq(lock);
506         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
507
508         /* drain all requests queued before DEAD marking */
509         blk_drain_queue(q, true);
510
511         /* @q won't process any more request, flush async actions */
512         del_timer_sync(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer);
513         blk_sync_queue(q);
514
515         spin_lock_irq(lock);
516         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
517                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
518         spin_unlock_irq(lock);
519
520         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
521         blk_put_queue(q);
522 }
523 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
524
525 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
526                 gfp_t gfp_mask)
527 {
528         if (unlikely(rl->rq_pool))
529                 return 0;
530
531         rl->q = q;
532         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
533         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
534         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
535         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
536
537         rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ, mempool_alloc_slab,
538                                           mempool_free_slab, request_cachep,
539                                           gfp_mask, q->node);
540         if (!rl->rq_pool)
541                 return -ENOMEM;
542
543         return 0;
544 }
545
546 void blk_exit_rl(struct request_list *rl)
547 {
548         if (rl->rq_pool)
549                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
550 }
551
552 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
553 {
554         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, -1);
555 }
556 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
557
558 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
559 {
560         struct request_queue *q;
561         int err;
562
563         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
564                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
565         if (!q)
566                 return NULL;
567
568         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
569         if (q->id < 0)
570                 goto fail_q;
571
572         q->backing_dev_info.ra_pages =
573                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_CACHE_SIZE;
574         q->backing_dev_info.state = 0;
575         q->backing_dev_info.capabilities = BDI_CAP_MAP_COPY;
576         q->backing_dev_info.name = "block";
577         q->node = node_id;
578
579         err = bdi_init(&q->backing_dev_info);
580         if (err)
581                 goto fail_id;
582
583         setup_timer(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer,
584                     laptop_mode_timer_fn, (unsigned long) q);
585         setup_timer(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, (unsigned long) q);
586         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
587         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
588         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
589 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
590         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
591 #endif
592         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_queue[0]);
593         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_queue[1]);
594         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_data_in_flight);
595         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
596
597         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
598
599         mutex_init(&q->sysfs_lock);
600         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
601
602         /*
603          * By default initialize queue_lock to internal lock and driver can
604          * override it later if need be.
605          */
606         q->queue_lock = &q->__queue_lock;
607
608         /*
609          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
610          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
611          * init.  The initial bypass will be finished at the end of
612          * blk_init_allocated_queue().
613          */
614         q->bypass_depth = 1;
615         __set_bit(QUEUE_FLAG_BYPASS, &q->queue_flags);
616
617         if (blkcg_init_queue(q))
618                 goto fail_id;
619
620         return q;
621
622 fail_id:
623         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
624 fail_q:
625         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
626         return NULL;
627 }
628 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
629
630 /**
631  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
632  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
633  *        placed on the queue.
634  * @lock: Request queue spin lock
635  *
636  * Description:
637  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
638  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
639  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
640  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
641  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
642  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
643  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
644  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
645  *
646  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
647  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
648  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
649  *    get dealt with eventually.
650  *
651  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
652  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
653  *    disabling is needed for it.
654  *
655  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
656  *    it didn't succeed.
657  *
658  * Note:
659  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
660  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
661  **/
662
663 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
664 {
665         return blk_init_queue_node(rfn, lock, -1);
666 }
667 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
668
669 struct request_queue *
670 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
671 {
672         struct request_queue *uninit_q, *q;
673
674         uninit_q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
675         if (!uninit_q)
676                 return NULL;
677
678         q = blk_init_allocated_queue(uninit_q, rfn, lock);
679         if (!q)
680                 blk_cleanup_queue(uninit_q);
681
682         return q;
683 }
684 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
685
686 struct request_queue *
687 blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q, request_fn_proc *rfn,
688                          spinlock_t *lock)
689 {
690         if (!q)
691                 return NULL;
692
693         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
694                 return NULL;
695
696         q->request_fn           = rfn;
697         q->prep_rq_fn           = NULL;
698         q->unprep_rq_fn         = NULL;
699         q->queue_flags          = QUEUE_FLAG_DEFAULT;
700
701         /* Override internal queue lock with supplied lock pointer */
702         if (lock)
703                 q->queue_lock           = lock;
704
705         /*
706          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
707          */
708         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
709
710         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
711
712         /* init elevator */
713         if (elevator_init(q, NULL))
714                 return NULL;
715
716         /* all done, end the initial bypass */
717         blk_queue_bypass_end(q);
718         return q;
719 }
720 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
721
722 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
723 {
724         if (likely(!blk_queue_dead(q))) {
725                 __blk_get_queue(q);
726                 return true;
727         }
728
729         return false;
730 }
731 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
732
733 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
734 {
735         if (rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV) {
736                 elv_put_request(rl->q, rq);
737                 if (rq->elv.icq)
738                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
739         }
740
741         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
742 }
743
744 /*
745  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
746  * should be given priority access to a request.
747  */
748 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
749 {
750         if (!ioc)
751                 return 0;
752
753         /*
754          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
755          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
756          * lose wakeups.
757          */
758         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
759                 (ioc->nr_batch_requests > 0
760                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
761 }
762
763 /*
764  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
765  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
766  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
767  * a nice run.
768  */
769 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
770 {
771         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
772                 return;
773
774         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
775         ioc->last_waited = jiffies;
776 }
777
778 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
779 {
780         struct request_queue *q = rl->q;
781
782         /*
783          * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up root
784          * blkcg anyway, just use root blkcg state.
785          */
786         if (rl == &q->root_rl &&
787             rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
788                 blk_clear_queue_congested(q, sync);
789
790         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
791                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
792                         wake_up(&rl->wait[sync]);
793
794                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
795         }
796 }
797
798 /*
799  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
800  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
801  */
802 static void freed_request(struct request_list *rl, unsigned int flags)
803 {
804         struct request_queue *q = rl->q;
805         int sync = rw_is_sync(flags);
806
807         q->nr_rqs[sync]--;
808         rl->count[sync]--;
809         if (flags & REQ_ELVPRIV)
810                 q->nr_rqs_elvpriv--;
811
812         __freed_request(rl, sync);
813
814         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
815                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
816 }
817
818 /*
819  * Determine if elevator data should be initialized when allocating the
820  * request associated with @bio.
821  */
822 static bool blk_rq_should_init_elevator(struct bio *bio)
823 {
824         if (!bio)
825                 return true;
826
827         /*
828          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
829          * This allows a request to share the flush and elevator data.
830          */
831         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
832                 return false;
833
834         return true;
835 }
836
837 /**
838  * rq_ioc - determine io_context for request allocation
839  * @bio: request being allocated is for this bio (can be %NULL)
840  *
841  * Determine io_context to use for request allocation for @bio.  May return
842  * %NULL if %current->io_context doesn't exist.
843  */
844 static struct io_context *rq_ioc(struct bio *bio)
845 {
846 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
847         if (bio && bio->bi_ioc)
848                 return bio->bi_ioc;
849 #endif
850         return current->io_context;
851 }
852
853 /**
854  * __get_request - get a free request
855  * @rl: request list to allocate from
856  * @rw_flags: RW and SYNC flags
857  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
858  * @gfp_mask: allocation mask
859  *
860  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
861  * pressure or if @q is dead.
862  *
863  * Must be callled with @q->queue_lock held and,
864  * Returns %NULL on failure, with @q->queue_lock held.
865  * Returns !%NULL on success, with @q->queue_lock *not held*.
866  */
867 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, int rw_flags,
868                                      struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
869 {
870         struct request_queue *q = rl->q;
871         struct request *rq;
872         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
873         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
874         struct io_cq *icq = NULL;
875         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
876         int may_queue;
877
878         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
879                 return NULL;
880
881         may_queue = elv_may_queue(q, rw_flags);
882         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
883                 goto rq_starved;
884
885         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
886                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
887                         /*
888                          * The queue will fill after this allocation, so set
889                          * it as full, and mark this process as "batching".
890                          * This process will be allowed to complete a batch of
891                          * requests, others will be blocked.
892                          */
893                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
894                                 ioc_set_batching(q, ioc);
895                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
896                         } else {
897                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
898                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
899                                         /*
900                                          * The queue is full and the allocating
901                                          * process is not a "batcher", and not
902                                          * exempted by the IO scheduler
903                                          */
904                                         return NULL;
905                                 }
906                         }
907                 }
908                 /*
909                  * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up
910                  * root blkcg anyway, just use root blkcg state.
911                  */
912                 if (rl == &q->root_rl)
913                         blk_set_queue_congested(q, is_sync);
914         }
915
916         /*
917          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
918          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
919          * allocated with any setting of ->nr_requests
920          */
921         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
922                 return NULL;
923
924         q->nr_rqs[is_sync]++;
925         rl->count[is_sync]++;
926         rl->starved[is_sync] = 0;
927
928         /*
929          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
930          * so, mark @rw_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
931          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
932          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
933          * makes creating new ones safe.
934          *
935          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
936          * it will be created after releasing queue_lock.
937          */
938         if (blk_rq_should_init_elevator(bio) && !blk_queue_bypass(q)) {
939                 rw_flags |= REQ_ELVPRIV;
940                 q->nr_rqs_elvpriv++;
941                 if (et->icq_cache && ioc)
942                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
943         }
944
945         if (blk_queue_io_stat(q))
946                 rw_flags |= REQ_IO_STAT;
947         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
948
949         /* allocate and init request */
950         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
951         if (!rq)
952                 goto fail_alloc;
953
954         blk_rq_init(q, rq);
955         blk_rq_set_rl(rq, rl);
956         rq->cmd_flags = rw_flags | REQ_ALLOCED;
957
958         /* init elvpriv */
959         if (rw_flags & REQ_ELVPRIV) {
960                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
961                         if (ioc)
962                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
963                         if (!icq)
964                                 goto fail_elvpriv;
965                 }
966
967                 rq->elv.icq = icq;
968                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
969                         goto fail_elvpriv;
970
971                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
972                 if (icq)
973                         get_io_context(icq->ioc);
974         }
975 out:
976         /*
977          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
978          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
979          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
980          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
981          */
982         if (ioc_batching(q, ioc))
983                 ioc->nr_batch_requests--;
984
985         trace_block_getrq(q, bio, rw_flags & 1);
986         return rq;
987
988 fail_elvpriv:
989         /*
990          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
991          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
992          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
993          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
994          */
995         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
996                            dev_name(q->backing_dev_info.dev));
997
998         rq->cmd_flags &= ~REQ_ELVPRIV;
999         rq->elv.icq = NULL;
1000
1001         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1002         q->nr_rqs_elvpriv--;
1003         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1004         goto out;
1005
1006 fail_alloc:
1007         /*
1008          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1009          * might have messed up.
1010          *
1011          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1012          * queue, but this is pretty rare.
1013          */
1014         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1015         freed_request(rl, rw_flags);
1016
1017         /*
1018          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1019          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1020          * freeing of a request in the other direction will notice
1021          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1022          * READ and WRITE
1023          */
1024 rq_starved:
1025         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1026                 rl->starved[is_sync] = 1;
1027         return NULL;
1028 }
1029
1030 /**
1031  * get_request - get a free request
1032  * @q: request_queue to allocate request from
1033  * @rw_flags: RW and SYNC flags
1034  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1035  * @gfp_mask: allocation mask
1036  *
1037  * Get a free request from @q.  If %__GFP_WAIT is set in @gfp_mask, this
1038  * function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1039  *
1040  * Must be callled with @q->queue_lock held and,
1041  * Returns %NULL on failure, with @q->queue_lock held.
1042  * Returns !%NULL on success, with @q->queue_lock *not held*.
1043  */
1044 static struct request *get_request(struct request_queue *q, int rw_flags,
1045                                    struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
1046 {
1047         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
1048         DEFINE_WAIT(wait);
1049         struct request_list *rl;
1050         struct request *rq;
1051
1052         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1053 retry:
1054         rq = __get_request(rl, rw_flags, bio, gfp_mask);
1055         if (rq)
1056                 return rq;
1057
1058         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT) || unlikely(blk_queue_dead(q))) {
1059                 blk_put_rl(rl);
1060                 return NULL;
1061         }
1062
1063         /* wait on @rl and retry */
1064         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1065                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1066
1067         trace_block_sleeprq(q, bio, rw_flags & 1);
1068
1069         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1070         io_schedule();
1071
1072         /*
1073          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1074          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1075          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1076          */
1077         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1078
1079         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1080         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1081
1082         goto retry;
1083 }
1084
1085 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp_mask)
1086 {
1087         struct request *rq;
1088
1089         BUG_ON(rw != READ && rw != WRITE);
1090
1091         /* create ioc upfront */
1092         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1093
1094         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1095         rq = get_request(q, rw, NULL, gfp_mask);
1096         if (!rq)
1097                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1098         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1099
1100         return rq;
1101 }
1102 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1103
1104 /**
1105  * blk_make_request - given a bio, allocate a corresponding struct request.
1106  * @q: target request queue
1107  * @bio:  The bio describing the memory mappings that will be submitted for IO.
1108  *        It may be a chained-bio properly constructed by block/bio layer.
1109  * @gfp_mask: gfp flags to be used for memory allocation
1110  *
1111  * blk_make_request is the parallel of generic_make_request for BLOCK_PC
1112  * type commands. Where the struct request needs to be farther initialized by
1113  * the caller. It is passed a &struct bio, which describes the memory info of
1114  * the I/O transfer.
1115  *
1116  * The caller of blk_make_request must make sure that bi_io_vec
1117  * are set to describe the memory buffers. That bio_data_dir() will return
1118  * the needed direction of the request. (And all bio's in the passed bio-chain
1119  * are properly set accordingly)
1120  *
1121  * If called under none-sleepable conditions, mapped bio buffers must not
1122  * need bouncing, by calling the appropriate masked or flagged allocator,
1123  * suitable for the target device. Otherwise the call to blk_queue_bounce will
1124  * BUG.
1125  *
1126  * WARNING: When allocating/cloning a bio-chain, careful consideration should be
1127  * given to how you allocate bios. In particular, you cannot use __GFP_WAIT for
1128  * anything but the first bio in the chain. Otherwise you risk waiting for IO
1129  * completion of a bio that hasn't been submitted yet, thus resulting in a
1130  * deadlock. Alternatively bios should be allocated using bio_kmalloc() instead
1131  * of bio_alloc(), as that avoids the mempool deadlock.
1132  * If possible a big IO should be split into smaller parts when allocation
1133  * fails. Partial allocation should not be an error, or you risk a live-lock.
1134  */
1135 struct request *blk_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1136                                  gfp_t gfp_mask)
1137 {
1138         struct request *rq = blk_get_request(q, bio_data_dir(bio), gfp_mask);
1139
1140         if (unlikely(!rq))
1141                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1142
1143         for_each_bio(bio) {
1144                 struct bio *bounce_bio = bio;
1145                 int ret;
1146
1147                 blk_queue_bounce(q, &bounce_bio);
1148                 ret = blk_rq_append_bio(q, rq, bounce_bio);
1149                 if (unlikely(ret)) {
1150                         blk_put_request(rq);
1151                         return ERR_PTR(ret);
1152                 }
1153         }
1154
1155         return rq;
1156 }
1157 EXPORT_SYMBOL(blk_make_request);
1158
1159 /**
1160  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1161  * @q:          request queue where request should be inserted
1162  * @rq:         request to be inserted
1163  *
1164  * Description:
1165  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1166  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1167  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1168  */
1169 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1170 {
1171         blk_delete_timer(rq);
1172         blk_clear_rq_complete(rq);
1173         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1174
1175         if (blk_rq_tagged(rq))
1176                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1177
1178         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1179
1180         elv_requeue_request(q, rq);
1181 }
1182 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1183
1184 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1185                              int where)
1186 {
1187         drive_stat_acct(rq, 1);
1188         __elv_add_request(q, rq, where);
1189 }
1190
1191 static void part_round_stats_single(int cpu, struct hd_struct *part,
1192                                     unsigned long now)
1193 {
1194         if (now == part->stamp)
1195                 return;
1196
1197         if (part_in_flight(part)) {
1198                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1199                                 part_in_flight(part) * (now - part->stamp));
1200                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1201         }
1202         part->stamp = now;
1203 }
1204
1205 /**
1206  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1207  * @cpu: cpu number for stats access
1208  * @part: target partition
1209  *
1210  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1211  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1212  * time it has been in this state for.
1213  *
1214  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1215  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1216  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1217  * function to do a round-off before returning the results when reading
1218  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1219  * the current jiffies and restarts the counters again.
1220  */
1221 void part_round_stats(int cpu, struct hd_struct *part)
1222 {
1223         unsigned long now = jiffies;
1224
1225         if (part->partno)
1226                 part_round_stats_single(cpu, &part_to_disk(part)->part0, now);
1227         part_round_stats_single(cpu, part, now);
1228 }
1229 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1230
1231 /*
1232  * queue lock must be held
1233  */
1234 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1235 {
1236         if (unlikely(!q))
1237                 return;
1238         if (unlikely(--req->ref_count))
1239                 return;
1240
1241         elv_completed_request(q, req);
1242
1243         /* this is a bio leak */
1244         WARN_ON(req->bio != NULL);
1245
1246         /*
1247          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1248          * it didn't come out of our reserved rq pools
1249          */
1250         if (req->cmd_flags & REQ_ALLOCED) {
1251                 unsigned int flags = req->cmd_flags;
1252                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1253
1254                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1255                 BUG_ON(!hlist_unhashed(&req->hash));
1256
1257                 blk_free_request(rl, req);
1258                 freed_request(rl, flags);
1259                 blk_put_rl(rl);
1260         }
1261 }
1262 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1263
1264 void blk_put_request(struct request *req)
1265 {
1266         unsigned long flags;
1267         struct request_queue *q = req->q;
1268
1269         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1270         __blk_put_request(q, req);
1271         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1272 }
1273 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1274
1275 /**
1276  * blk_add_request_payload - add a payload to a request
1277  * @rq: request to update
1278  * @page: page backing the payload
1279  * @len: length of the payload.
1280  *
1281  * This allows to later add a payload to an already submitted request by
1282  * a block driver.  The driver needs to take care of freeing the payload
1283  * itself.
1284  *
1285  * Note that this is a quite horrible hack and nothing but handling of
1286  * discard requests should ever use it.
1287  */
1288 void blk_add_request_payload(struct request *rq, struct page *page,
1289                 unsigned int len)
1290 {
1291         struct bio *bio = rq->bio;
1292
1293         bio->bi_io_vec->bv_page = page;
1294         bio->bi_io_vec->bv_offset = 0;
1295         bio->bi_io_vec->bv_len = len;
1296
1297         bio->bi_size = len;
1298         bio->bi_vcnt = 1;
1299         bio->bi_phys_segments = 1;
1300
1301         rq->__data_len = rq->resid_len = len;
1302         rq->nr_phys_segments = 1;
1303         rq->buffer = bio_data(bio);
1304 }
1305 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_add_request_payload);
1306
1307 static bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1308                                    struct bio *bio)
1309 {
1310         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1311
1312         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1313                 return false;
1314
1315         trace_block_bio_backmerge(q, bio);
1316
1317         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1318                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1319
1320         req->biotail->bi_next = bio;
1321         req->biotail = bio;
1322         req->__data_len += bio->bi_size;
1323         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1324
1325         drive_stat_acct(req, 0);
1326         return true;
1327 }
1328
1329 static bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q,
1330                                     struct request *req, struct bio *bio)
1331 {
1332         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1333
1334         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1335                 return false;
1336
1337         trace_block_bio_frontmerge(q, bio);
1338
1339         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1340                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1341
1342         bio->bi_next = req->bio;
1343         req->bio = bio;
1344
1345         /*
1346          * may not be valid. if the low level driver said
1347          * it didn't need a bounce buffer then it better
1348          * not touch req->buffer either...
1349          */
1350         req->buffer = bio_data(bio);
1351         req->__sector = bio->bi_sector;
1352         req->__data_len += bio->bi_size;
1353         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1354
1355         drive_stat_acct(req, 0);
1356         return true;
1357 }
1358
1359 /**
1360  * attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1361  * @q: request_queue new bio is being queued at
1362  * @bio: new bio being queued
1363  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1364  *
1365  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1366  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1367  * otherwise %false.
1368  *
1369  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1370  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1371  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1372  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1373  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1374  * merging parameters without querying the elevator.
1375  */
1376 static bool attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1377                                unsigned int *request_count)
1378 {
1379         struct blk_plug *plug;
1380         struct request *rq;
1381         bool ret = false;
1382
1383         plug = current->plug;
1384         if (!plug)
1385                 goto out;
1386         *request_count = 0;
1387
1388         list_for_each_entry_reverse(rq, &plug->list, queuelist) {
1389                 int el_ret;
1390
1391                 if (rq->q == q)
1392                         (*request_count)++;
1393
1394                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1395                         continue;
1396
1397                 el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
1398                 if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1399                         ret = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1400                         if (ret)
1401                                 break;
1402                 } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1403                         ret = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1404                         if (ret)
1405                                 break;
1406                 }
1407         }
1408 out:
1409         return ret;
1410 }
1411
1412 void init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1413 {
1414         req->cmd_type = REQ_TYPE_FS;
1415
1416         req->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_COMMON_MASK;
1417         if (bio->bi_rw & REQ_RAHEAD)
1418                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1419
1420         req->errors = 0;
1421         req->__sector = bio->bi_sector;
1422         req->ioprio = bio_prio(bio);
1423         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1424 }
1425
1426 void blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1427 {
1428         const bool sync = !!(bio->bi_rw & REQ_SYNC);
1429         struct blk_plug *plug;
1430         int el_ret, rw_flags, where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1431         struct request *req;
1432         unsigned int request_count = 0;
1433
1434         /*
1435          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1436          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1437          * ISA dma in theory)
1438          */
1439         blk_queue_bounce(q, &bio);
1440
1441         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) {
1442                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1443                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1444                 goto get_rq;
1445         }
1446
1447         /*
1448          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
1449          * any locks.
1450          */
1451         if (attempt_plug_merge(q, bio, &request_count))
1452                 return;
1453
1454         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1455
1456         el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
1457         if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1458                 if (bio_attempt_back_merge(q, req, bio)) {
1459                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1460                         if (!attempt_back_merge(q, req))
1461                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1462                         goto out_unlock;
1463                 }
1464         } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1465                 if (bio_attempt_front_merge(q, req, bio)) {
1466                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1467                         if (!attempt_front_merge(q, req))
1468                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1469                         goto out_unlock;
1470                 }
1471         }
1472
1473 get_rq:
1474         /*
1475          * This sync check and mask will be re-done in init_request_from_bio(),
1476          * but we need to set it earlier to expose the sync flag to the
1477          * rq allocator and io schedulers.
1478          */
1479         rw_flags = bio_data_dir(bio);
1480         if (sync)
1481                 rw_flags |= REQ_SYNC;
1482
1483         /*
1484          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1485          * Returns with the queue unlocked.
1486          */
1487         req = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
1488         if (unlikely(!req)) {
1489                 bio_endio(bio, -ENODEV);        /* @q is dead */
1490                 goto out_unlock;
1491         }
1492
1493         /*
1494          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1495          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1496          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1497          * often, and the elevators are able to handle it.
1498          */
1499         init_request_from_bio(req, bio);
1500
1501         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
1502                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
1503
1504         plug = current->plug;
1505         if (plug) {
1506                 /*
1507                  * If this is the first request added after a plug, fire
1508                  * of a plug trace. If others have been added before, check
1509                  * if we have multiple devices in this plug. If so, make a
1510                  * note to sort the list before dispatch.
1511                  */
1512                 if (list_empty(&plug->list))
1513                         trace_block_plug(q);
1514                 else {
1515                         if (!plug->should_sort) {
1516                                 struct request *__rq;
1517
1518                                 __rq = list_entry_rq(plug->list.prev);
1519                                 if (__rq->q != q)
1520                                         plug->should_sort = 1;
1521                         }
1522                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
1523                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
1524                                 trace_block_plug(q);
1525                         }
1526                 }
1527                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
1528                 drive_stat_acct(req, 1);
1529         } else {
1530                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1531                 add_acct_request(q, req, where);
1532                 __blk_run_queue(q);
1533 out_unlock:
1534                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1535         }
1536 }
1537 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bio);       /* for device mapper only */
1538
1539 /*
1540  * If bio->bi_dev is a partition, remap the location
1541  */
1542 static inline void blk_partition_remap(struct bio *bio)
1543 {
1544         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
1545
1546         if (bio_sectors(bio) && bdev != bdev->bd_contains) {
1547                 struct hd_struct *p = bdev->bd_part;
1548
1549                 bio->bi_sector += p->start_sect;
1550                 bio->bi_bdev = bdev->bd_contains;
1551
1552                 trace_block_bio_remap(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1553                                       bdev->bd_dev,
1554                                       bio->bi_sector - p->start_sect);
1555         }
1556 }
1557
1558 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1559 {
1560         char b[BDEVNAME_SIZE];
1561
1562         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1563         printk(KERN_INFO "%s: rw=%ld, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1564                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1565                         bio->bi_rw,
1566                         (unsigned long long)bio->bi_sector + bio_sectors(bio),
1567                         (long long)(i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9));
1568
1569         set_bit(BIO_EOF, &bio->bi_flags);
1570 }
1571
1572 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1573
1574 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1575
1576 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1577 {
1578         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1579 }
1580 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1581
1582 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
1583 {
1584         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
1585 }
1586
1587 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1588 {
1589         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
1590                                                 NULL, &fail_make_request);
1591
1592         return IS_ERR(dir) ? PTR_ERR(dir) : 0;
1593 }
1594
1595 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1596
1597 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1598
1599 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
1600                                         unsigned int bytes)
1601 {
1602         return false;
1603 }
1604
1605 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1606
1607 /*
1608  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1609  */
1610 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1611 {
1612         sector_t maxsector;
1613
1614         if (!nr_sectors)
1615                 return 0;
1616
1617         /* Test device or partition size, when known. */
1618         maxsector = i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9;
1619         if (maxsector) {
1620                 sector_t sector = bio->bi_sector;
1621
1622                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
1623                         /*
1624                          * This may well happen - the kernel calls bread()
1625                          * without checking the size of the device, e.g., when
1626                          * mounting a device.
1627                          */
1628                         handle_bad_sector(bio);
1629                         return 1;
1630                 }
1631         }
1632
1633         return 0;
1634 }
1635
1636 static noinline_for_stack bool
1637 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
1638 {
1639         struct request_queue *q;
1640         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
1641         int err = -EIO;
1642         char b[BDEVNAME_SIZE];
1643         struct hd_struct *part;
1644
1645         might_sleep();
1646
1647         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1648                 goto end_io;
1649
1650         q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1651         if (unlikely(!q)) {
1652                 printk(KERN_ERR
1653                        "generic_make_request: Trying to access "
1654                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
1655                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1656                         (long long) bio->bi_sector);
1657                 goto end_io;
1658         }
1659
1660         if (likely(bio_is_rw(bio) &&
1661                    nr_sectors > queue_max_hw_sectors(q))) {
1662                 printk(KERN_ERR "bio too big device %s (%u > %u)\n",
1663                        bdevname(bio->bi_bdev, b),
1664                        bio_sectors(bio),
1665                        queue_max_hw_sectors(q));
1666                 goto end_io;
1667         }
1668
1669         part = bio->bi_bdev->bd_part;
1670         if (should_fail_request(part, bio->bi_size) ||
1671             should_fail_request(&part_to_disk(part)->part0,
1672                                 bio->bi_size))
1673                 goto end_io;
1674
1675         /*
1676          * If this device has partitions, remap block n
1677          * of partition p to block n+start(p) of the disk.
1678          */
1679         blk_partition_remap(bio);
1680
1681         if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio))
1682                 goto end_io;
1683
1684         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1685                 goto end_io;
1686
1687         /*
1688          * Filter flush bio's early so that make_request based
1689          * drivers without flush support don't have to worry
1690          * about them.
1691          */
1692         if ((bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) && !q->flush_flags) {
1693                 bio->bi_rw &= ~(REQ_FLUSH | REQ_FUA);
1694                 if (!nr_sectors) {
1695                         err = 0;
1696                         goto end_io;
1697                 }
1698         }
1699
1700         if ((bio->bi_rw & REQ_DISCARD) &&
1701             (!blk_queue_discard(q) ||
1702              ((bio->bi_rw & REQ_SECURE) && !blk_queue_secdiscard(q)))) {
1703                 err = -EOPNOTSUPP;
1704                 goto end_io;
1705         }
1706
1707         /*
1708          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
1709          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
1710          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
1711          * layer knows how to live with it.
1712          */
1713         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
1714
1715         if (blk_throtl_bio(q, bio))
1716                 return false;   /* throttled, will be resubmitted later */
1717
1718         trace_block_bio_queue(q, bio);
1719         return true;
1720
1721 end_io:
1722         bio_endio(bio, err);
1723         return false;
1724 }
1725
1726 /**
1727  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
1728  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1729  *
1730  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
1731  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
1732  * to be done.
1733  *
1734  * generic_make_request() does not return any status.  The
1735  * success/failure status of the request, along with notification of
1736  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
1737  * function described (one day) else where.
1738  *
1739  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1740  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1741  * set to describe the device address, and the
1742  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1743  * completion notification should be signaled.
1744  *
1745  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1746  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
1747  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
1748  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
1749  */
1750 void generic_make_request(struct bio *bio)
1751 {
1752         struct bio_list bio_list_on_stack;
1753
1754         if (!generic_make_request_checks(bio))
1755                 return;
1756
1757         /*
1758          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1759          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1760          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1761          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1762          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1763          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1764          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1765          * should be added at the tail
1766          */
1767         if (current->bio_list) {
1768                 bio_list_add(current->bio_list, bio);
1769                 return;
1770         }
1771
1772         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1773          * explanation.
1774          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1775          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1776          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1777          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1778          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1779          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1780          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1781          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1782          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1783          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1784          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1785          */
1786         BUG_ON(bio->bi_next);
1787         bio_list_init(&bio_list_on_stack);
1788         current->bio_list = &bio_list_on_stack;
1789         do {
1790                 struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1791
1792                 q->make_request_fn(q, bio);
1793
1794                 bio = bio_list_pop(current->bio_list);
1795         } while (bio);
1796         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1797 }
1798 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1799
1800 /**
1801  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1802  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
1803  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1804  *
1805  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1806  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1807  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1808  *
1809  */
1810 void submit_bio(int rw, struct bio *bio)
1811 {
1812         int count = bio_sectors(bio);
1813
1814         bio->bi_rw |= rw;
1815
1816         /*
1817          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1818          * go through the normal accounting stuff before submission.
1819          */
1820         if (bio_has_data(bio)) {
1821                 if (rw & WRITE) {
1822                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1823                 } else {
1824                         task_io_account_read(bio->bi_size);
1825                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1826                 }
1827
1828                 if (unlikely(block_dump)) {
1829                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1830                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1831                         current->comm, task_pid_nr(current),
1832                                 (rw & WRITE) ? "WRITE" : "READ",
1833                                 (unsigned long long)bio->bi_sector,
1834                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1835                                 count);
1836                 }
1837         }
1838
1839         generic_make_request(bio);
1840 }
1841 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1842
1843 /**
1844  * blk_rq_check_limits - Helper function to check a request for the queue limit
1845  * @q:  the queue
1846  * @rq: the request being checked
1847  *
1848  * Description:
1849  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1850  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1851  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1852  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1853  *    the insertion using this generic function.
1854  *
1855  *    This function should also be useful for request stacking drivers
1856  *    in some cases below, so export this function.
1857  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1858  *    limits while requests are in the queue (e.g. dm's table swapping).
1859  *    Such request stacking drivers should check those requests agaist
1860  *    the new queue limits again when they dispatch those requests,
1861  *    although such checkings are also done against the old queue limits
1862  *    when submitting requests.
1863  */
1864 int blk_rq_check_limits(struct request_queue *q, struct request *rq)
1865 {
1866         if (!rq_mergeable(rq))
1867                 return 0;
1868
1869         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, rq->cmd_flags)) {
1870                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
1871                 return -EIO;
1872         }
1873
1874         /*
1875          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1876          * may differ from that of other stacking queues.
1877          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1878          * limitation.
1879          */
1880         blk_recalc_rq_segments(rq);
1881         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1882                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
1883                 return -EIO;
1884         }
1885
1886         return 0;
1887 }
1888 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_check_limits);
1889
1890 /**
1891  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1892  * @q:  the queue to submit the request
1893  * @rq: the request being queued
1894  */
1895 int blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1896 {
1897         unsigned long flags;
1898         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
1899
1900         if (blk_rq_check_limits(q, rq))
1901                 return -EIO;
1902
1903         if (rq->rq_disk &&
1904             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1905                 return -EIO;
1906
1907         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1908         if (unlikely(blk_queue_dead(q))) {
1909                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1910                 return -ENODEV;
1911         }
1912
1913         /*
1914          * Submitting request must be dequeued before calling this function
1915          * because it will be linked to another request_queue
1916          */
1917         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1918
1919         if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH|REQ_FUA))
1920                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1921
1922         add_acct_request(q, rq, where);
1923         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
1924                 __blk_run_queue(q);
1925         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1926
1927         return 0;
1928 }
1929 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1930
1931 /**
1932  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1933  * @rq: request to examine
1934  *
1935  * Description:
1936  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1937  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1938  *     can be failed from the beginning of the request without
1939  *     crossing into area which need to be retried further.
1940  *
1941  * Return:
1942  *     The number of bytes to fail.
1943  *
1944  * Context:
1945  *     queue_lock must be held.
1946  */
1947 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1948 {
1949         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1950         unsigned int bytes = 0;
1951         struct bio *bio;
1952
1953         if (!(rq->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE))
1954                 return blk_rq_bytes(rq);
1955
1956         /*
1957          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1958          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1959          * which have all the failfast bits that the first one has -
1960          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1961          * one.
1962          */
1963         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1964                 if ((bio->bi_rw & ff) != ff)
1965                         break;
1966                 bytes += bio->bi_size;
1967         }
1968
1969         /* this could lead to infinite loop */
1970         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1971         return bytes;
1972 }
1973 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1974
1975 static void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
1976 {
1977         if (blk_do_io_stat(req)) {
1978                 const int rw = rq_data_dir(req);
1979                 struct hd_struct *part;
1980                 int cpu;
1981
1982                 cpu = part_stat_lock();
1983                 part = req->part;
1984                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
1985                 part_stat_unlock();
1986         }
1987 }
1988
1989 static void blk_account_io_done(struct request *req)
1990 {
1991         /*
1992          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
1993          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
1994          * containing request is enough.
1995          */
1996         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ)) {
1997                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
1998                 const int rw = rq_data_dir(req);
1999                 struct hd_struct *part;
2000                 int cpu;
2001
2002                 cpu = part_stat_lock();
2003                 part = req->part;
2004
2005                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2006                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2007                 part_round_stats(cpu, part);
2008                 part_dec_in_flight(part, rw);
2009
2010                 hd_struct_put(part);
2011                 part_stat_unlock();
2012         }
2013 }
2014
2015 /**
2016  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2017  * @q: request queue to peek at
2018  *
2019  * Description:
2020  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2021  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2022  *     processing it.
2023  *
2024  * Return:
2025  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2026  *     otherwise.
2027  *
2028  * Context:
2029  *     queue_lock must be held.
2030  */
2031 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2032 {
2033         struct request *rq;
2034         int ret;
2035
2036         while ((rq = __elv_next_request(q)) != NULL) {
2037                 if (!(rq->cmd_flags & REQ_STARTED)) {
2038                         /*
2039                          * This is the first time the device driver
2040                          * sees this request (possibly after
2041                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2042                          */
2043                         if (rq->cmd_flags & REQ_SORTED)
2044                                 elv_activate_rq(q, rq);
2045
2046                         /*
2047                          * just mark as started even if we don't start
2048                          * it, a request that has been delayed should
2049                          * not be passed by new incoming requests
2050                          */
2051                         rq->cmd_flags |= REQ_STARTED;
2052                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2053                 }
2054
2055                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2056                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2057                         q->boundary_rq = NULL;
2058                 }
2059
2060                 if (rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2061                         break;
2062
2063                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2064                         /*
2065                          * make sure space for the drain appears we
2066                          * know we can do this because max_hw_segments
2067                          * has been adjusted to be one fewer than the
2068                          * device can handle
2069                          */
2070                         rq->nr_phys_segments++;
2071                 }
2072
2073                 if (!q->prep_rq_fn)
2074                         break;
2075
2076                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2077                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2078                         break;
2079                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2080                         /*
2081                          * the request may have been (partially) prepped.
2082                          * we need to keep this request in the front to
2083                          * avoid resource deadlock.  REQ_STARTED will
2084                          * prevent other fs requests from passing this one.
2085                          */
2086                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2087                             !(rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)) {
2088                                 /*
2089                                  * remove the space for the drain we added
2090                                  * so that we don't add it again
2091                                  */
2092                                 --rq->nr_phys_segments;
2093                         }
2094
2095                         rq = NULL;
2096                         break;
2097                 } else if (ret == BLKPREP_KILL) {
2098                         rq->cmd_flags |= REQ_QUIET;
2099                         /*
2100                          * Mark this request as started so we don't trigger
2101                          * any debug logic in the end I/O path.
2102                          */
2103                         blk_start_request(rq);
2104                         __blk_end_request_all(rq, -EIO);
2105                 } else {
2106                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2107                         break;
2108                 }
2109         }
2110
2111         return rq;
2112 }
2113 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2114
2115 void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2116 {
2117         struct request_queue *q = rq->q;
2118
2119         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2120         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2121
2122         list_del_init(&rq->queuelist);
2123
2124         /*
2125          * the time frame between a request being removed from the lists
2126          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2127          * the driver side.
2128          */
2129         if (blk_account_rq(rq)) {
2130                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2131                 set_io_start_time_ns(rq);
2132         }
2133 }
2134
2135 /**
2136  * blk_start_request - start request processing on the driver
2137  * @req: request to dequeue
2138  *
2139  * Description:
2140  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2141  *     request to the driver.
2142  *
2143  *     Block internal functions which don't want to start timer should
2144  *     call blk_dequeue_request().
2145  *
2146  * Context:
2147  *     queue_lock must be held.
2148  */
2149 void blk_start_request(struct request *req)
2150 {
2151         blk_dequeue_request(req);
2152
2153         /*
2154          * We are now handing the request to the hardware, initialize
2155          * resid_len to full count and add the timeout handler.
2156          */
2157         req->resid_len = blk_rq_bytes(req);
2158         if (unlikely(blk_bidi_rq(req)))
2159                 req->next_rq->resid_len = blk_rq_bytes(req->next_rq);
2160
2161         blk_add_timer(req);
2162 }
2163 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2164
2165 /**
2166  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
2167  * @q: request queue to fetch a request from
2168  *
2169  * Description:
2170  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
2171  *     return and LLD can start processing it immediately.
2172  *
2173  * Return:
2174  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2175  *     otherwise.
2176  *
2177  * Context:
2178  *     queue_lock must be held.
2179  */
2180 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
2181 {
2182         struct request *rq;
2183
2184         rq = blk_peek_request(q);
2185         if (rq)
2186                 blk_start_request(rq);
2187         return rq;
2188 }
2189 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
2190
2191 /**
2192  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
2193  * @req:      the request being processed
2194  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2195  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
2196  *
2197  * Description:
2198  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
2199  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
2200  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
2201  *
2202  *     This special helper function is only for request stacking drivers
2203  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
2204  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
2205  *
2206  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
2207  *     %false return from this function.
2208  *
2209  * Return:
2210  *     %false - this request doesn't have any more data
2211  *     %true  - this request has more data
2212  **/
2213 bool blk_update_request(struct request *req, int error, unsigned int nr_bytes)
2214 {
2215         int total_bytes, bio_nbytes, next_idx = 0;
2216         struct bio *bio;
2217
2218         if (!req->bio)
2219                 return false;
2220
2221         trace_block_rq_complete(req->q, req);
2222
2223         /*
2224          * For fs requests, rq is just carrier of independent bio's
2225          * and each partial completion should be handled separately.
2226          * Reset per-request error on each partial completion.
2227          *
2228          * TODO: tj: This is too subtle.  It would be better to let
2229          * low level drivers do what they see fit.
2230          */
2231         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2232                 req->errors = 0;
2233
2234         if (error && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS &&
2235             !(req->cmd_flags & REQ_QUIET)) {
2236                 char *error_type;
2237
2238                 switch (error) {
2239                 case -ENOLINK:
2240                         error_type = "recoverable transport";
2241                         break;
2242                 case -EREMOTEIO:
2243                         error_type = "critical target";
2244                         break;
2245                 case -EBADE:
2246                         error_type = "critical nexus";
2247                         break;
2248                 case -EIO:
2249                 default:
2250                         error_type = "I/O";
2251                         break;
2252                 }
2253                 printk(KERN_ERR "end_request: %s error, dev %s, sector %llu\n",
2254                        error_type, req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
2255                        (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
2256         }
2257
2258         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
2259
2260         total_bytes = bio_nbytes = 0;
2261         while ((bio = req->bio) != NULL) {
2262                 int nbytes;
2263
2264                 if (nr_bytes >= bio->bi_size) {
2265                         req->bio = bio->bi_next;
2266                         nbytes = bio->bi_size;
2267                         req_bio_endio(req, bio, nbytes, error);
2268                         next_idx = 0;
2269                         bio_nbytes = 0;
2270                 } else {
2271                         int idx = bio->bi_idx + next_idx;
2272
2273                         if (unlikely(idx >= bio->bi_vcnt)) {
2274                                 blk_dump_rq_flags(req, "__end_that");
2275                                 printk(KERN_ERR "%s: bio idx %d >= vcnt %d\n",
2276                                        __func__, idx, bio->bi_vcnt);
2277                                 break;
2278                         }
2279
2280                         nbytes = bio_iovec_idx(bio, idx)->bv_len;
2281                         BIO_BUG_ON(nbytes > bio->bi_size);
2282
2283                         /*
2284                          * not a complete bvec done
2285                          */
2286                         if (unlikely(nbytes > nr_bytes)) {
2287                                 bio_nbytes += nr_bytes;
2288                                 total_bytes += nr_bytes;
2289                                 break;
2290                         }
2291
2292                         /*
2293                          * advance to the next vector
2294                          */
2295                         next_idx++;
2296                         bio_nbytes += nbytes;
2297                 }
2298
2299                 total_bytes += nbytes;
2300                 nr_bytes -= nbytes;
2301
2302                 bio = req->bio;
2303                 if (bio) {
2304                         /*
2305                          * end more in this run, or just return 'not-done'
2306                          */
2307                         if (unlikely(nr_bytes <= 0))
2308                                 break;
2309                 }
2310         }
2311
2312         /*
2313          * completely done
2314          */
2315         if (!req->bio) {
2316                 /*
2317                  * Reset counters so that the request stacking driver
2318                  * can find how many bytes remain in the request
2319                  * later.
2320                  */
2321                 req->__data_len = 0;
2322                 return false;
2323         }
2324
2325         /*
2326          * if the request wasn't completed, update state
2327          */
2328         if (bio_nbytes) {
2329                 req_bio_endio(req, bio, bio_nbytes, error);
2330                 bio->bi_idx += next_idx;
2331                 bio_iovec(bio)->bv_offset += nr_bytes;
2332                 bio_iovec(bio)->bv_len -= nr_bytes;
2333         }
2334
2335         req->__data_len -= total_bytes;
2336         req->buffer = bio_data(req->bio);
2337
2338         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
2339         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2340                 req->__sector += total_bytes >> 9;
2341
2342         /* mixed attributes always follow the first bio */
2343         if (req->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE) {
2344                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
2345                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
2346         }
2347
2348         /*
2349          * If total number of sectors is less than the first segment
2350          * size, something has gone terribly wrong.
2351          */
2352         if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
2353                 blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
2354                 req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
2355         }
2356
2357         /* recalculate the number of segments */
2358         blk_recalc_rq_segments(req);
2359
2360         return true;
2361 }
2362 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
2363
2364 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, int error,
2365                                     unsigned int nr_bytes,
2366                                     unsigned int bidi_bytes)
2367 {
2368         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
2369                 return true;
2370
2371         /* Bidi request must be completed as a whole */
2372         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
2373             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
2374                 return true;
2375
2376         if (blk_queue_add_random(rq->q))
2377                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
2378
2379         return false;
2380 }
2381
2382 /**
2383  * blk_unprep_request - unprepare a request
2384  * @req:        the request
2385  *
2386  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
2387  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
2388  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
2389  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
2390  * lock is held when calling this.
2391  */
2392 void blk_unprep_request(struct request *req)
2393 {
2394         struct request_queue *q = req->q;
2395
2396         req->cmd_flags &= ~REQ_DONTPREP;
2397         if (q->unprep_rq_fn)
2398                 q->unprep_rq_fn(q, req);
2399 }
2400 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
2401
2402 /*
2403  * queue lock must be held
2404  */
2405 static void blk_finish_request(struct request *req, int error)
2406 {
2407         if (blk_rq_tagged(req))
2408                 blk_queue_end_tag(req->q, req);
2409
2410         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
2411
2412         if (unlikely(laptop_mode) && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2413                 laptop_io_completion(&req->q->backing_dev_info);
2414
2415         blk_delete_timer(req);
2416
2417         if (req->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2418                 blk_unprep_request(req);
2419
2420
2421         blk_account_io_done(req);
2422
2423         if (req->end_io)
2424                 req->end_io(req, error);
2425         else {
2426                 if (blk_bidi_rq(req))
2427                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
2428
2429                 __blk_put_request(req->q, req);
2430         }
2431 }
2432
2433 /**
2434  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
2435  * @rq:         the request to complete
2436  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2437  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2438  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2439  *
2440  * Description:
2441  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
2442  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
2443  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
2444  *     just ignored.
2445  *
2446  * Return:
2447  *     %false - we are done with this request
2448  *     %true  - still buffers pending for this request
2449  **/
2450 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2451                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2452 {
2453         struct request_queue *q = rq->q;
2454         unsigned long flags;
2455
2456         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2457                 return true;
2458
2459         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2460         blk_finish_request(rq, error);
2461         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2462
2463         return false;
2464 }
2465
2466 /**
2467  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
2468  * @rq:         the request to complete
2469  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2470  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2471  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2472  *
2473  * Description:
2474  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
2475  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
2476  *
2477  * Return:
2478  *     %false - we are done with this request
2479  *     %true  - still buffers pending for this request
2480  **/
2481 bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2482                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2483 {
2484         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2485                 return true;
2486
2487         blk_finish_request(rq, error);
2488
2489         return false;
2490 }
2491
2492 /**
2493  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2494  * @rq:       the request being processed
2495  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2496  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2497  *
2498  * Description:
2499  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
2500  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
2501  *
2502  * Return:
2503  *     %false - we are done with this request
2504  *     %true  - still buffers pending for this request
2505  **/
2506 bool blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2507 {
2508         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2509 }
2510 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
2511
2512 /**
2513  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2514  * @rq: the request to finish
2515  * @error: %0 for success, < %0 for error
2516  *
2517  * Description:
2518  *     Completely finish @rq.
2519  */
2520 void blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2521 {
2522         bool pending;
2523         unsigned int bidi_bytes = 0;
2524
2525         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2526                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2527
2528         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2529         BUG_ON(pending);
2530 }
2531 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
2532
2533 /**
2534  * blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2535  * @rq: the request to finish the current chunk for
2536  * @error: %0 for success, < %0 for error
2537  *
2538  * Description:
2539  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.
2540  *
2541  * Return:
2542  *     %false - we are done with this request
2543  *     %true  - still buffers pending for this request
2544  */
2545 bool blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2546 {
2547         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2548 }
2549 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_cur);
2550
2551 /**
2552  * blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2553  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2554  * @error: must be negative errno
2555  *
2556  * Description:
2557  *     Complete @rq till the next failure boundary.
2558  *
2559  * Return:
2560  *     %false - we are done with this request
2561  *     %true  - still buffers pending for this request
2562  */
2563 bool blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2564 {
2565         WARN_ON(error >= 0);
2566         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2567 }
2568 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request_err);
2569
2570 /**
2571  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2572  * @rq:       the request being processed
2573  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2574  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2575  *
2576  * Description:
2577  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
2578  *
2579  * Return:
2580  *     %false - we are done with this request
2581  *     %true  - still buffers pending for this request
2582  **/
2583 bool __blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2584 {
2585         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2586 }
2587 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
2588
2589 /**
2590  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2591  * @rq: the request to finish
2592  * @error: %0 for success, < %0 for error
2593  *
2594  * Description:
2595  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
2596  */
2597 void __blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2598 {
2599         bool pending;
2600         unsigned int bidi_bytes = 0;
2601
2602         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2603                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2604
2605         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2606         BUG_ON(pending);
2607 }
2608 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
2609
2610 /**
2611  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2612  * @rq: the request to finish the current chunk for
2613  * @error: %0 for success, < %0 for error
2614  *
2615  * Description:
2616  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
2617  *     be called with queue lock held.
2618  *
2619  * Return:
2620  *     %false - we are done with this request
2621  *     %true  - still buffers pending for this request
2622  */
2623 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2624 {
2625         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2626 }
2627 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
2628
2629 /**
2630  * __blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2631  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2632  * @error: must be negative errno
2633  *
2634  * Description:
2635  *     Complete @rq till the next failure boundary.  Must be called
2636  *     with queue lock held.
2637  *
2638  * Return:
2639  *     %false - we are done with this request
2640  *     %true  - still buffers pending for this request
2641  */
2642 bool __blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2643 {
2644         WARN_ON(error >= 0);
2645         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2646 }
2647 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_end_request_err);
2648
2649 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
2650                      struct bio *bio)
2651 {
2652         /* Bit 0 (R/W) is identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw */
2653         rq->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_WRITE;
2654
2655         if (bio_has_data(bio)) {
2656                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
2657                 rq->buffer = bio_data(bio);
2658         }
2659         rq->__data_len = bio->bi_size;
2660         rq->bio = rq->biotail = bio;
2661
2662         if (bio->bi_bdev)
2663                 rq->rq_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
2664 }
2665
2666 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
2667 /**
2668  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
2669  * @rq: the request to be flushed
2670  *
2671  * Description:
2672  *     Flush all pages in @rq.
2673  */
2674 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
2675 {
2676         struct req_iterator iter;
2677         struct bio_vec *bvec;
2678
2679         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
2680                 flush_dcache_page(bvec->bv_page);
2681 }
2682 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
2683 #endif
2684
2685 /**
2686  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
2687  * @q : the queue of the device being checked
2688  *
2689  * Description:
2690  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
2691  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
2692  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
2693  *
2694  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
2695  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
2696  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
2697  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
2698  *    on burst I/O load.
2699  *
2700  * Return:
2701  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
2702  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
2703  */
2704 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
2705 {
2706         if (q->lld_busy_fn)
2707                 return q->lld_busy_fn(q);
2708
2709         return 0;
2710 }
2711 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
2712
2713 /**
2714  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
2715  * @rq: the clone request to be cleaned up
2716  *
2717  * Description:
2718  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
2719  */
2720 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
2721 {
2722         struct bio *bio;
2723
2724         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
2725                 rq->bio = bio->bi_next;
2726
2727                 bio_put(bio);
2728         }
2729 }
2730 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
2731
2732 /*
2733  * Copy attributes of the original request to the clone request.
2734  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->buffer, ->sense) are not copied.
2735  */
2736 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
2737 {
2738         dst->cpu = src->cpu;
2739         dst->cmd_flags = (src->cmd_flags & REQ_CLONE_MASK) | REQ_NOMERGE;
2740         dst->cmd_type = src->cmd_type;
2741         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
2742         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
2743         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
2744         dst->ioprio = src->ioprio;
2745         dst->extra_len = src->extra_len;
2746 }
2747
2748 /**
2749  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
2750  * @rq: the request to be setup
2751  * @rq_src: original request to be cloned
2752  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
2753  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
2754  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
2755  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
2756  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
2757  *
2758  * Description:
2759  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
2760  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->buffer, ->sense)
2761  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
2762  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
2763  *     and the cloned bios just point same pages.
2764  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
2765  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
2766  */
2767 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
2768                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
2769                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
2770                       void *data)
2771 {
2772         struct bio *bio, *bio_src;
2773
2774         if (!bs)
2775                 bs = fs_bio_set;
2776
2777         blk_rq_init(NULL, rq);
2778
2779         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
2780                 bio = bio_clone_bioset(bio_src, gfp_mask, bs);
2781                 if (!bio)
2782                         goto free_and_out;
2783
2784                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
2785                         goto free_and_out;
2786
2787                 if (rq->bio) {
2788                         rq->biotail->bi_next = bio;
2789                         rq->biotail = bio;
2790                 } else
2791                         rq->bio = rq->biotail = bio;
2792         }
2793
2794         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
2795
2796         return 0;
2797
2798 free_and_out:
2799         if (bio)
2800                 bio_put(bio);
2801         blk_rq_unprep_clone(rq);
2802
2803         return -ENOMEM;
2804 }
2805 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
2806
2807 int kblockd_schedule_work(struct request_queue *q, struct work_struct *work)
2808 {
2809         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
2810 }
2811 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
2812
2813 int kblockd_schedule_delayed_work(struct request_queue *q,
2814                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
2815 {
2816         return queue_delayed_work(kblockd_workqueue, dwork, delay);
2817 }
2818 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work);
2819
2820 #define PLUG_MAGIC      0x91827364
2821
2822 /**
2823  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
2824  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
2825  *
2826  * Description:
2827  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
2828  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
2829  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
2830  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
2831  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
2832  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
2833  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
2834  *   this kind of deadlock.
2835  */
2836 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
2837 {
2838         struct task_struct *tsk = current;
2839
2840         plug->magic = PLUG_MAGIC;
2841         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
2842         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
2843         plug->should_sort = 0;
2844
2845         /*
2846          * If this is a nested plug, don't actually assign it. It will be
2847          * flushed on its own.
2848          */
2849         if (!tsk->plug) {
2850                 /*
2851                  * Store ordering should not be needed here, since a potential
2852                  * preempt will imply a full memory barrier
2853                  */
2854                 tsk->plug = plug;
2855         }
2856 }
2857 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
2858
2859 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
2860 {
2861         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
2862         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
2863
2864         return !(rqa->q <= rqb->q);
2865 }
2866
2867 /*
2868  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
2869  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
2870  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
2871  * plugger did not intend it.
2872  */
2873 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
2874                             bool from_schedule)
2875         __releases(q->queue_lock)
2876 {
2877         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
2878
2879         /*
2880          * Don't mess with dead queue.
2881          */
2882         if (unlikely(blk_queue_dead(q))) {
2883                 spin_unlock(q->queue_lock);
2884                 return;
2885         }
2886
2887         /*
2888          * If we are punting this to kblockd, then we can safely drop
2889          * the queue_lock before waking kblockd (which needs to take
2890          * this lock).
2891          */
2892         if (from_schedule) {
2893                 spin_unlock(q->queue_lock);
2894                 blk_run_queue_async(q);
2895         } else {
2896                 __blk_run_queue(q);
2897                 spin_unlock(q->queue_lock);
2898         }
2899
2900 }
2901
2902 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
2903 {
2904         LIST_HEAD(callbacks);
2905
2906         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
2907                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
2908
2909                 while (!list_empty(&callbacks)) {
2910                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
2911                                                           struct blk_plug_cb,
2912                                                           list);
2913                         list_del(&cb->list);
2914                         cb->callback(cb, from_schedule);
2915                 }
2916         }
2917 }
2918
2919 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
2920                                       int size)
2921 {
2922         struct blk_plug *plug = current->plug;
2923         struct blk_plug_cb *cb;
2924
2925         if (!plug)
2926                 return NULL;
2927
2928         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
2929                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
2930                         return cb;
2931
2932         /* Not currently on the callback list */
2933         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
2934         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
2935         if (cb) {
2936                 cb->data = data;
2937                 cb->callback = unplug;
2938                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
2939         }
2940         return cb;
2941 }
2942 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
2943
2944 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
2945 {
2946         struct request_queue *q;
2947         unsigned long flags;
2948         struct request *rq;
2949         LIST_HEAD(list);
2950         unsigned int depth;
2951
2952         BUG_ON(plug->magic != PLUG_MAGIC);
2953
2954         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
2955         if (list_empty(&plug->list))
2956                 return;
2957
2958         list_splice_init(&plug->list, &list);
2959
2960         if (plug->should_sort) {
2961                 list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
2962                 plug->should_sort = 0;
2963         }
2964
2965         q = NULL;
2966         depth = 0;
2967
2968         /*
2969          * Save and disable interrupts here, to avoid doing it for every
2970          * queue lock we have to take.
2971          */
2972         local_irq_save(flags);
2973         while (!list_empty(&list)) {
2974                 rq = list_entry_rq(list.next);
2975                 list_del_init(&rq->queuelist);
2976                 BUG_ON(!rq->q);
2977                 if (rq->q != q) {
2978                         /*
2979                          * This drops the queue lock
2980                          */
2981                         if (q)
2982                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
2983                         q = rq->q;
2984                         depth = 0;
2985                         spin_lock(q->queue_lock);
2986                 }
2987
2988                 /*
2989                  * Short-circuit if @q is dead
2990                  */
2991                 if (unlikely(blk_queue_dead(q))) {
2992                         __blk_end_request_all(rq, -ENODEV);
2993                         continue;
2994                 }
2995
2996                 /*
2997                  * rq is already accounted, so use raw insert
2998                  */
2999                 if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
3000                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3001                 else
3002                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3003
3004                 depth++;
3005         }
3006
3007         /*
3008          * This drops the queue lock
3009          */
3010         if (q)
3011                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3012
3013         local_irq_restore(flags);
3014 }
3015
3016 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3017 {
3018         blk_flush_plug_list(plug, false);
3019
3020         if (plug == current->plug)
3021                 current->plug = NULL;
3022 }
3023 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3024
3025 int __init blk_dev_init(void)
3026 {
3027         BUILD_BUG_ON(__REQ_NR_BITS > 8 *
3028                         sizeof(((struct request *)0)->cmd_flags));
3029
3030         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3031         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3032                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3033         if (!kblockd_workqueue)
3034                 panic("Failed to create kblockd\n");
3035
3036         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3037                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3038
3039         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("blkdev_queue",
3040                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3041
3042         return 0;
3043 }