c50227796a26cd29a892907a20c6aa5438775966
[cascardo/linux.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/blk-mq.h>
20 #include <linux/highmem.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/kernel_stat.h>
23 #include <linux/string.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/completion.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/swap.h>
28 #include <linux/writeback.h>
29 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/list_sort.h>
32 #include <linux/delay.h>
33 #include <linux/ratelimit.h>
34 #include <linux/pm_runtime.h>
35 #include <linux/blk-cgroup.h>
36
37 #define CREATE_TRACE_POINTS
38 #include <trace/events/block.h>
39
40 #include "blk.h"
41 #include "blk-mq.h"
42
43 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
44 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
45 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
46 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_split);
47 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_unplug);
48
49 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
50
51 /*
52  * For the allocated request tables
53  */
54 struct kmem_cache *request_cachep;
55
56 /*
57  * For queue allocation
58  */
59 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
60
61 /*
62  * Controlling structure to kblockd
63  */
64 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
65
66 static void blk_clear_congested(struct request_list *rl, int sync)
67 {
68 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
69         clear_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
70 #else
71         /*
72          * If !CGROUP_WRITEBACK, all blkg's map to bdi->wb and we shouldn't
73          * flip its congestion state for events on other blkcgs.
74          */
75         if (rl == &rl->q->root_rl)
76                 clear_wb_congested(rl->q->backing_dev_info.wb.congested, sync);
77 #endif
78 }
79
80 static void blk_set_congested(struct request_list *rl, int sync)
81 {
82 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
83         set_wb_congested(rl->blkg->wb_congested, sync);
84 #else
85         /* see blk_clear_congested() */
86         if (rl == &rl->q->root_rl)
87                 set_wb_congested(rl->q->backing_dev_info.wb.congested, sync);
88 #endif
89 }
90
91 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
92 {
93         int nr;
94
95         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
96         if (nr > q->nr_requests)
97                 nr = q->nr_requests;
98         q->nr_congestion_on = nr;
99
100         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
101         if (nr < 1)
102                 nr = 1;
103         q->nr_congestion_off = nr;
104 }
105
106 /**
107  * blk_get_backing_dev_info - get the address of a queue's backing_dev_info
108  * @bdev:       device
109  *
110  * Locates the passed device's request queue and returns the address of its
111  * backing_dev_info.  This function can only be called if @bdev is opened
112  * and the return value is never NULL.
113  */
114 struct backing_dev_info *blk_get_backing_dev_info(struct block_device *bdev)
115 {
116         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
117
118         return &q->backing_dev_info;
119 }
120 EXPORT_SYMBOL(blk_get_backing_dev_info);
121
122 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
123 {
124         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
125
126         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
127         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
128         rq->cpu = -1;
129         rq->q = q;
130         rq->__sector = (sector_t) -1;
131         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
132         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
133         rq->cmd = rq->__cmd;
134         rq->cmd_len = BLK_MAX_CDB;
135         rq->tag = -1;
136         rq->start_time = jiffies;
137         set_start_time_ns(rq);
138         rq->part = NULL;
139 }
140 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
141
142 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
143                           unsigned int nbytes, int error)
144 {
145         if (error)
146                 bio->bi_error = error;
147
148         if (unlikely(rq->cmd_flags & REQ_QUIET))
149                 bio_set_flag(bio, BIO_QUIET);
150
151         bio_advance(bio, nbytes);
152
153         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
154         if (bio->bi_iter.bi_size == 0 && !(rq->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ))
155                 bio_endio(bio);
156 }
157
158 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
159 {
160         int bit;
161
162         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: type=%x, flags=%llx\n", msg,
163                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?", rq->cmd_type,
164                 (unsigned long long) rq->cmd_flags);
165
166         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
167                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
168                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
169         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, len %u\n",
170                rq->bio, rq->biotail, blk_rq_bytes(rq));
171
172         if (rq->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
173                 printk(KERN_INFO "  cdb: ");
174                 for (bit = 0; bit < BLK_MAX_CDB; bit++)
175                         printk("%02x ", rq->cmd[bit]);
176                 printk("\n");
177         }
178 }
179 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
180
181 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
182 {
183         struct request_queue *q;
184
185         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
186         spin_lock_irq(q->queue_lock);
187         __blk_run_queue(q);
188         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
189 }
190
191 /**
192  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
193  * @q:          The &struct request_queue in question
194  * @msecs:      Delay in msecs
195  *
196  * Description:
197  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
198  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
199  *   restarted around the specified time. Queue lock must be held.
200  */
201 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
202 {
203         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
204                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
205                                    msecs_to_jiffies(msecs));
206 }
207 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
208
209 /**
210  * blk_start_queue_async - asynchronously restart a previously stopped queue
211  * @q:    The &struct request_queue in question
212  *
213  * Description:
214  *   blk_start_queue_async() will clear the stop flag on the queue, and
215  *   ensure that the request_fn for the queue is run from an async
216  *   context.
217  **/
218 void blk_start_queue_async(struct request_queue *q)
219 {
220         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
221         blk_run_queue_async(q);
222 }
223 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue_async);
224
225 /**
226  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
227  * @q:    The &struct request_queue in question
228  *
229  * Description:
230  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
231  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
232  *   entered. Also see blk_stop_queue(). Queue lock must be held.
233  **/
234 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
235 {
236         WARN_ON(!irqs_disabled());
237
238         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
239         __blk_run_queue(q);
240 }
241 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
242
243 /**
244  * blk_stop_queue - stop a queue
245  * @q:    The &struct request_queue in question
246  *
247  * Description:
248  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
249  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
250  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
251  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
252  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
253  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
254  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
255  *   blk_start_queue() to restart queue operations. Queue lock must be held.
256  **/
257 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
258 {
259         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
260         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
261 }
262 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
263
264 /**
265  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
266  * @q: the queue
267  *
268  * Description:
269  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
270  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
271  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
272  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
273  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
274  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
275  *     this function.
276  *
277  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
278  *     out of elevator or throttling code. That would require elevator_exit()
279  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
280  *
281  */
282 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
283 {
284         del_timer_sync(&q->timeout);
285
286         if (q->mq_ops) {
287                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
288                 int i;
289
290                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
291                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->run_work);
292                         cancel_delayed_work_sync(&hctx->delay_work);
293                 }
294         } else {
295                 cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
296         }
297 }
298 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
299
300 /**
301  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
302  * @q:  The queue to run
303  *
304  * Description:
305  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
306  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
307  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
308  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
309  *    disabled. See also @blk_run_queue.
310  */
311 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
312 {
313         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
314                 return;
315
316         /*
317          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
318          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
319          * running such a request function concurrently. Keep track of the
320          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
321          * can wait until all these request_fn calls have finished.
322          */
323         q->request_fn_active++;
324         q->request_fn(q);
325         q->request_fn_active--;
326 }
327 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_run_queue_uncond);
328
329 /**
330  * __blk_run_queue - run a single device queue
331  * @q:  The queue to run
332  *
333  * Description:
334  *    See @blk_run_queue. This variant must be called with the queue lock
335  *    held and interrupts disabled.
336  */
337 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
338 {
339         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
340                 return;
341
342         __blk_run_queue_uncond(q);
343 }
344 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
345
346 /**
347  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
348  * @q:  The queue to run
349  *
350  * Description:
351  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
352  *    of us. The caller must hold the queue lock.
353  */
354 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
355 {
356         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
357                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
358 }
359 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
360
361 /**
362  * blk_run_queue - run a single device queue
363  * @q: The queue to run
364  *
365  * Description:
366  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
367  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
368  */
369 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
370 {
371         unsigned long flags;
372
373         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
374         __blk_run_queue(q);
375         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
376 }
377 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
378
379 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
380 {
381         kobject_put(&q->kobj);
382 }
383 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
384
385 /**
386  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
387  * @q: queue to drain
388  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
389  *
390  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
391  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
392  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
393  */
394 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
395         __releases(q->queue_lock)
396         __acquires(q->queue_lock)
397 {
398         int i;
399
400         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
401
402         while (true) {
403                 bool drain = false;
404
405                 /*
406                  * The caller might be trying to drain @q before its
407                  * elevator is initialized.
408                  */
409                 if (q->elevator)
410                         elv_drain_elevator(q);
411
412                 blkcg_drain_queue(q);
413
414                 /*
415                  * This function might be called on a queue which failed
416                  * driver init after queue creation or is not yet fully
417                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
418                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
419                  * something on it and @q has request_fn set.
420                  */
421                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
422                         __blk_run_queue(q);
423
424                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
425                 drain |= q->request_fn_active;
426
427                 /*
428                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
429                  * multiple places and there's no single counter which can
430                  * be drained.  Check all the queues and counters.
431                  */
432                 if (drain_all) {
433                         struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(q, NULL);
434                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
435                         for (i = 0; i < 2; i++) {
436                                 drain |= q->nr_rqs[i];
437                                 drain |= q->in_flight[i];
438                                 if (fq)
439                                     drain |= !list_empty(&fq->flush_queue[i]);
440                         }
441                 }
442
443                 if (!drain)
444                         break;
445
446                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
447
448                 msleep(10);
449
450                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
451         }
452
453         /*
454          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
455          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
456          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
457          */
458         if (q->request_fn) {
459                 struct request_list *rl;
460
461                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
462                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
463                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
464         }
465 }
466
467 /**
468  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
469  * @q: queue of interest
470  *
471  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
472  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
473  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
474  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
475  * inside queue or RCU read lock.
476  */
477 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
478 {
479         spin_lock_irq(q->queue_lock);
480         q->bypass_depth++;
481         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
482         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
483
484         /*
485          * Queues start drained.  Skip actual draining till init is
486          * complete.  This avoids lenghty delays during queue init which
487          * can happen many times during boot.
488          */
489         if (blk_queue_init_done(q)) {
490                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
491                 __blk_drain_queue(q, false);
492                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
493
494                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
495                 synchronize_rcu();
496         }
497 }
498 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
499
500 /**
501  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
502  * @q: queue of interest
503  *
504  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
505  */
506 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
507 {
508         spin_lock_irq(q->queue_lock);
509         if (!--q->bypass_depth)
510                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
511         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
512         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
513 }
514 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
515
516 void blk_set_queue_dying(struct request_queue *q)
517 {
518         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DYING, q);
519
520         if (q->mq_ops)
521                 blk_mq_wake_waiters(q);
522         else {
523                 struct request_list *rl;
524
525                 blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
526                         if (rl->rq_pool) {
527                                 wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
528                                 wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
529                         }
530                 }
531         }
532 }
533 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_set_queue_dying);
534
535 /**
536  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
537  * @q: request queue to shutdown
538  *
539  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
540  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
541  */
542 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
543 {
544         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
545
546         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
547         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
548         blk_set_queue_dying(q);
549         spin_lock_irq(lock);
550
551         /*
552          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
553          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
554          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
555          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
556          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
557          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
558          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
559          */
560         q->bypass_depth++;
561         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
562
563         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
564         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
565         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
566         spin_unlock_irq(lock);
567         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
568
569         /*
570          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
571          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
572          */
573         blk_freeze_queue(q);
574         spin_lock_irq(lock);
575         if (!q->mq_ops)
576                 __blk_drain_queue(q, true);
577         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
578         spin_unlock_irq(lock);
579
580         /* for synchronous bio-based driver finish in-flight integrity i/o */
581         blk_flush_integrity();
582
583         /* @q won't process any more request, flush async actions */
584         del_timer_sync(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer);
585         blk_sync_queue(q);
586
587         if (q->mq_ops)
588                 blk_mq_free_queue(q);
589         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
590
591         spin_lock_irq(lock);
592         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
593                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
594         spin_unlock_irq(lock);
595
596         bdi_unregister(&q->backing_dev_info);
597
598         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
599         blk_put_queue(q);
600 }
601 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
602
603 /* Allocate memory local to the request queue */
604 static void *alloc_request_struct(gfp_t gfp_mask, void *data)
605 {
606         int nid = (int)(long)data;
607         return kmem_cache_alloc_node(request_cachep, gfp_mask, nid);
608 }
609
610 static void free_request_struct(void *element, void *unused)
611 {
612         kmem_cache_free(request_cachep, element);
613 }
614
615 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
616                 gfp_t gfp_mask)
617 {
618         if (unlikely(rl->rq_pool))
619                 return 0;
620
621         rl->q = q;
622         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
623         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
624         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
625         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
626
627         rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ, alloc_request_struct,
628                                           free_request_struct,
629                                           (void *)(long)q->node, gfp_mask,
630                                           q->node);
631         if (!rl->rq_pool)
632                 return -ENOMEM;
633
634         return 0;
635 }
636
637 void blk_exit_rl(struct request_list *rl)
638 {
639         if (rl->rq_pool)
640                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
641 }
642
643 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
644 {
645         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
646 }
647 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
648
649 int blk_queue_enter(struct request_queue *q, bool nowait)
650 {
651         while (true) {
652                 int ret;
653
654                 if (percpu_ref_tryget_live(&q->q_usage_counter))
655                         return 0;
656
657                 if (nowait)
658                         return -EBUSY;
659
660                 ret = wait_event_interruptible(q->mq_freeze_wq,
661                                 !atomic_read(&q->mq_freeze_depth) ||
662                                 blk_queue_dying(q));
663                 if (blk_queue_dying(q))
664                         return -ENODEV;
665                 if (ret)
666                         return ret;
667         }
668 }
669
670 void blk_queue_exit(struct request_queue *q)
671 {
672         percpu_ref_put(&q->q_usage_counter);
673 }
674
675 static void blk_queue_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
676 {
677         struct request_queue *q =
678                 container_of(ref, struct request_queue, q_usage_counter);
679
680         wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
681 }
682
683 static void blk_rq_timed_out_timer(unsigned long data)
684 {
685         struct request_queue *q = (struct request_queue *)data;
686
687         kblockd_schedule_work(&q->timeout_work);
688 }
689
690 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
691 {
692         struct request_queue *q;
693         int err;
694
695         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
696                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
697         if (!q)
698                 return NULL;
699
700         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
701         if (q->id < 0)
702                 goto fail_q;
703
704         q->bio_split = bioset_create(BIO_POOL_SIZE, 0);
705         if (!q->bio_split)
706                 goto fail_id;
707
708         q->backing_dev_info.ra_pages =
709                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_SIZE;
710         q->backing_dev_info.capabilities = BDI_CAP_CGROUP_WRITEBACK;
711         q->backing_dev_info.name = "block";
712         q->node = node_id;
713
714         err = bdi_init(&q->backing_dev_info);
715         if (err)
716                 goto fail_split;
717
718         setup_timer(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer,
719                     laptop_mode_timer_fn, (unsigned long) q);
720         setup_timer(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, (unsigned long) q);
721         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
722         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
723         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
724 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
725         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
726 #endif
727         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
728
729         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
730
731         mutex_init(&q->sysfs_lock);
732         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
733
734         /*
735          * By default initialize queue_lock to internal lock and driver can
736          * override it later if need be.
737          */
738         q->queue_lock = &q->__queue_lock;
739
740         /*
741          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
742          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
743          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
744          * registered by blk_register_queue().
745          */
746         q->bypass_depth = 1;
747         __set_bit(QUEUE_FLAG_BYPASS, &q->queue_flags);
748
749         init_waitqueue_head(&q->mq_freeze_wq);
750
751         /*
752          * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
753          * See blk_register_queue() for details.
754          */
755         if (percpu_ref_init(&q->q_usage_counter,
756                                 blk_queue_usage_counter_release,
757                                 PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
758                 goto fail_bdi;
759
760         if (blkcg_init_queue(q))
761                 goto fail_ref;
762
763         return q;
764
765 fail_ref:
766         percpu_ref_exit(&q->q_usage_counter);
767 fail_bdi:
768         bdi_destroy(&q->backing_dev_info);
769 fail_split:
770         bioset_free(q->bio_split);
771 fail_id:
772         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
773 fail_q:
774         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
775         return NULL;
776 }
777 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
778
779 /**
780  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
781  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
782  *        placed on the queue.
783  * @lock: Request queue spin lock
784  *
785  * Description:
786  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
787  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
788  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
789  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
790  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
791  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
792  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
793  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
794  *
795  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
796  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
797  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
798  *    get dealt with eventually.
799  *
800  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
801  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
802  *    disabling is needed for it.
803  *
804  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
805  *    it didn't succeed.
806  *
807  * Note:
808  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
809  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
810  **/
811
812 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
813 {
814         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
815 }
816 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
817
818 struct request_queue *
819 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
820 {
821         struct request_queue *uninit_q, *q;
822
823         uninit_q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
824         if (!uninit_q)
825                 return NULL;
826
827         q = blk_init_allocated_queue(uninit_q, rfn, lock);
828         if (!q)
829                 blk_cleanup_queue(uninit_q);
830
831         return q;
832 }
833 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
834
835 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio);
836
837 struct request_queue *
838 blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q, request_fn_proc *rfn,
839                          spinlock_t *lock)
840 {
841         if (!q)
842                 return NULL;
843
844         q->fq = blk_alloc_flush_queue(q, NUMA_NO_NODE, 0);
845         if (!q->fq)
846                 return NULL;
847
848         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
849                 goto fail;
850
851         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_timeout_work);
852         q->request_fn           = rfn;
853         q->prep_rq_fn           = NULL;
854         q->unprep_rq_fn         = NULL;
855         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
856
857         /* Override internal queue lock with supplied lock pointer */
858         if (lock)
859                 q->queue_lock           = lock;
860
861         /*
862          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
863          */
864         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
865
866         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
867
868         /* Protect q->elevator from elevator_change */
869         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
870
871         /* init elevator */
872         if (elevator_init(q, NULL)) {
873                 mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
874                 goto fail;
875         }
876
877         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
878
879         return q;
880
881 fail:
882         blk_free_flush_queue(q->fq);
883         return NULL;
884 }
885 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
886
887 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
888 {
889         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
890                 __blk_get_queue(q);
891                 return true;
892         }
893
894         return false;
895 }
896 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
897
898 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
899 {
900         if (rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV) {
901                 elv_put_request(rl->q, rq);
902                 if (rq->elv.icq)
903                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
904         }
905
906         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
907 }
908
909 /*
910  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
911  * should be given priority access to a request.
912  */
913 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
914 {
915         if (!ioc)
916                 return 0;
917
918         /*
919          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
920          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
921          * lose wakeups.
922          */
923         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
924                 (ioc->nr_batch_requests > 0
925                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
926 }
927
928 /*
929  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
930  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
931  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
932  * a nice run.
933  */
934 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
935 {
936         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
937                 return;
938
939         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
940         ioc->last_waited = jiffies;
941 }
942
943 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
944 {
945         struct request_queue *q = rl->q;
946
947         if (rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
948                 blk_clear_congested(rl, sync);
949
950         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
951                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
952                         wake_up(&rl->wait[sync]);
953
954                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
955         }
956 }
957
958 /*
959  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
960  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
961  */
962 static void freed_request(struct request_list *rl, unsigned int flags)
963 {
964         struct request_queue *q = rl->q;
965         int sync = rw_is_sync(flags);
966
967         q->nr_rqs[sync]--;
968         rl->count[sync]--;
969         if (flags & REQ_ELVPRIV)
970                 q->nr_rqs_elvpriv--;
971
972         __freed_request(rl, sync);
973
974         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
975                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
976 }
977
978 int blk_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
979 {
980         struct request_list *rl;
981         int on_thresh, off_thresh;
982
983         spin_lock_irq(q->queue_lock);
984         q->nr_requests = nr;
985         blk_queue_congestion_threshold(q);
986         on_thresh = queue_congestion_on_threshold(q);
987         off_thresh = queue_congestion_off_threshold(q);
988
989         blk_queue_for_each_rl(rl, q) {
990                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= on_thresh)
991                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
992                 else if (rl->count[BLK_RW_SYNC] < off_thresh)
993                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_SYNC);
994
995                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= on_thresh)
996                         blk_set_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
997                 else if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] < off_thresh)
998                         blk_clear_congested(rl, BLK_RW_ASYNC);
999
1000                 if (rl->count[BLK_RW_SYNC] >= q->nr_requests) {
1001                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1002                 } else {
1003                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_SYNC);
1004                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
1005                 }
1006
1007                 if (rl->count[BLK_RW_ASYNC] >= q->nr_requests) {
1008                         blk_set_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1009                 } else {
1010                         blk_clear_rl_full(rl, BLK_RW_ASYNC);
1011                         wake_up(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
1012                 }
1013         }
1014
1015         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1016         return 0;
1017 }
1018
1019 /*
1020  * Determine if elevator data should be initialized when allocating the
1021  * request associated with @bio.
1022  */
1023 static bool blk_rq_should_init_elevator(struct bio *bio)
1024 {
1025         if (!bio)
1026                 return true;
1027
1028         /*
1029          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
1030          * This allows a request to share the flush and elevator data.
1031          */
1032         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
1033                 return false;
1034
1035         return true;
1036 }
1037
1038 /**
1039  * rq_ioc - determine io_context for request allocation
1040  * @bio: request being allocated is for this bio (can be %NULL)
1041  *
1042  * Determine io_context to use for request allocation for @bio.  May return
1043  * %NULL if %current->io_context doesn't exist.
1044  */
1045 static struct io_context *rq_ioc(struct bio *bio)
1046 {
1047 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
1048         if (bio && bio->bi_ioc)
1049                 return bio->bi_ioc;
1050 #endif
1051         return current->io_context;
1052 }
1053
1054 /**
1055  * __get_request - get a free request
1056  * @rl: request list to allocate from
1057  * @rw_flags: RW and SYNC flags
1058  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1059  * @gfp_mask: allocation mask
1060  *
1061  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
1062  * pressure or if @q is dead.
1063  *
1064  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1065  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1066  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1067  */
1068 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, int rw_flags,
1069                                      struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
1070 {
1071         struct request_queue *q = rl->q;
1072         struct request *rq;
1073         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
1074         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
1075         struct io_cq *icq = NULL;
1076         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
1077         int may_queue;
1078
1079         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
1080                 return ERR_PTR(-ENODEV);
1081
1082         may_queue = elv_may_queue(q, rw_flags);
1083         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
1084                 goto rq_starved;
1085
1086         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
1087                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
1088                         /*
1089                          * The queue will fill after this allocation, so set
1090                          * it as full, and mark this process as "batching".
1091                          * This process will be allowed to complete a batch of
1092                          * requests, others will be blocked.
1093                          */
1094                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
1095                                 ioc_set_batching(q, ioc);
1096                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
1097                         } else {
1098                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
1099                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
1100                                         /*
1101                                          * The queue is full and the allocating
1102                                          * process is not a "batcher", and not
1103                                          * exempted by the IO scheduler
1104                                          */
1105                                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1106                                 }
1107                         }
1108                 }
1109                 blk_set_congested(rl, is_sync);
1110         }
1111
1112         /*
1113          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
1114          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
1115          * allocated with any setting of ->nr_requests
1116          */
1117         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
1118                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1119
1120         q->nr_rqs[is_sync]++;
1121         rl->count[is_sync]++;
1122         rl->starved[is_sync] = 0;
1123
1124         /*
1125          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
1126          * so, mark @rw_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
1127          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
1128          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
1129          * makes creating new ones safe.
1130          *
1131          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
1132          * it will be created after releasing queue_lock.
1133          */
1134         if (blk_rq_should_init_elevator(bio) && !blk_queue_bypass(q)) {
1135                 rw_flags |= REQ_ELVPRIV;
1136                 q->nr_rqs_elvpriv++;
1137                 if (et->icq_cache && ioc)
1138                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
1139         }
1140
1141         if (blk_queue_io_stat(q))
1142                 rw_flags |= REQ_IO_STAT;
1143         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1144
1145         /* allocate and init request */
1146         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
1147         if (!rq)
1148                 goto fail_alloc;
1149
1150         blk_rq_init(q, rq);
1151         blk_rq_set_rl(rq, rl);
1152         rq->cmd_flags = rw_flags | REQ_ALLOCED;
1153
1154         /* init elvpriv */
1155         if (rw_flags & REQ_ELVPRIV) {
1156                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
1157                         if (ioc)
1158                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
1159                         if (!icq)
1160                                 goto fail_elvpriv;
1161                 }
1162
1163                 rq->elv.icq = icq;
1164                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
1165                         goto fail_elvpriv;
1166
1167                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
1168                 if (icq)
1169                         get_io_context(icq->ioc);
1170         }
1171 out:
1172         /*
1173          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1174          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1175          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1176          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1177          */
1178         if (ioc_batching(q, ioc))
1179                 ioc->nr_batch_requests--;
1180
1181         trace_block_getrq(q, bio, rw_flags & 1);
1182         return rq;
1183
1184 fail_elvpriv:
1185         /*
1186          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1187          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1188          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1189          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1190          */
1191         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: dev %s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1192                            __func__, dev_name(q->backing_dev_info.dev));
1193
1194         rq->cmd_flags &= ~REQ_ELVPRIV;
1195         rq->elv.icq = NULL;
1196
1197         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1198         q->nr_rqs_elvpriv--;
1199         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1200         goto out;
1201
1202 fail_alloc:
1203         /*
1204          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1205          * might have messed up.
1206          *
1207          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1208          * queue, but this is pretty rare.
1209          */
1210         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1211         freed_request(rl, rw_flags);
1212
1213         /*
1214          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1215          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1216          * freeing of a request in the other direction will notice
1217          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1218          * READ and WRITE
1219          */
1220 rq_starved:
1221         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1222                 rl->starved[is_sync] = 1;
1223         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1224 }
1225
1226 /**
1227  * get_request - get a free request
1228  * @q: request_queue to allocate request from
1229  * @rw_flags: RW and SYNC flags
1230  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1231  * @gfp_mask: allocation mask
1232  *
1233  * Get a free request from @q.  If %__GFP_DIRECT_RECLAIM is set in @gfp_mask,
1234  * this function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1235  *
1236  * Must be called with @q->queue_lock held and,
1237  * Returns ERR_PTR on failure, with @q->queue_lock held.
1238  * Returns request pointer on success, with @q->queue_lock *not held*.
1239  */
1240 static struct request *get_request(struct request_queue *q, int rw_flags,
1241                                    struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
1242 {
1243         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
1244         DEFINE_WAIT(wait);
1245         struct request_list *rl;
1246         struct request *rq;
1247
1248         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1249 retry:
1250         rq = __get_request(rl, rw_flags, bio, gfp_mask);
1251         if (!IS_ERR(rq))
1252                 return rq;
1253
1254         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1255                 blk_put_rl(rl);
1256                 return rq;
1257         }
1258
1259         /* wait on @rl and retry */
1260         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1261                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1262
1263         trace_block_sleeprq(q, bio, rw_flags & 1);
1264
1265         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1266         io_schedule();
1267
1268         /*
1269          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1270          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1271          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1272          */
1273         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1274
1275         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1276         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1277
1278         goto retry;
1279 }
1280
1281 static struct request *blk_old_get_request(struct request_queue *q, int rw,
1282                 gfp_t gfp_mask)
1283 {
1284         struct request *rq;
1285
1286         BUG_ON(rw != READ && rw != WRITE);
1287
1288         /* create ioc upfront */
1289         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1290
1291         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1292         rq = get_request(q, rw, NULL, gfp_mask);
1293         if (IS_ERR(rq))
1294                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1295         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1296
1297         return rq;
1298 }
1299
1300 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp_mask)
1301 {
1302         if (q->mq_ops)
1303                 return blk_mq_alloc_request(q, rw,
1304                         (gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM) ?
1305                                 0 : BLK_MQ_REQ_NOWAIT);
1306         else
1307                 return blk_old_get_request(q, rw, gfp_mask);
1308 }
1309 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1310
1311 /**
1312  * blk_make_request - given a bio, allocate a corresponding struct request.
1313  * @q: target request queue
1314  * @bio:  The bio describing the memory mappings that will be submitted for IO.
1315  *        It may be a chained-bio properly constructed by block/bio layer.
1316  * @gfp_mask: gfp flags to be used for memory allocation
1317  *
1318  * blk_make_request is the parallel of generic_make_request for BLOCK_PC
1319  * type commands. Where the struct request needs to be farther initialized by
1320  * the caller. It is passed a &struct bio, which describes the memory info of
1321  * the I/O transfer.
1322  *
1323  * The caller of blk_make_request must make sure that bi_io_vec
1324  * are set to describe the memory buffers. That bio_data_dir() will return
1325  * the needed direction of the request. (And all bio's in the passed bio-chain
1326  * are properly set accordingly)
1327  *
1328  * If called under none-sleepable conditions, mapped bio buffers must not
1329  * need bouncing, by calling the appropriate masked or flagged allocator,
1330  * suitable for the target device. Otherwise the call to blk_queue_bounce will
1331  * BUG.
1332  *
1333  * WARNING: When allocating/cloning a bio-chain, careful consideration should be
1334  * given to how you allocate bios. In particular, you cannot use
1335  * __GFP_DIRECT_RECLAIM for anything but the first bio in the chain. Otherwise
1336  * you risk waiting for IO completion of a bio that hasn't been submitted yet,
1337  * thus resulting in a deadlock. Alternatively bios should be allocated using
1338  * bio_kmalloc() instead of bio_alloc(), as that avoids the mempool deadlock.
1339  * If possible a big IO should be split into smaller parts when allocation
1340  * fails. Partial allocation should not be an error, or you risk a live-lock.
1341  */
1342 struct request *blk_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1343                                  gfp_t gfp_mask)
1344 {
1345         struct request *rq = blk_get_request(q, bio_data_dir(bio), gfp_mask);
1346
1347         if (IS_ERR(rq))
1348                 return rq;
1349
1350         blk_rq_set_block_pc(rq);
1351
1352         for_each_bio(bio) {
1353                 struct bio *bounce_bio = bio;
1354                 int ret;
1355
1356                 blk_queue_bounce(q, &bounce_bio);
1357                 ret = blk_rq_append_bio(q, rq, bounce_bio);
1358                 if (unlikely(ret)) {
1359                         blk_put_request(rq);
1360                         return ERR_PTR(ret);
1361                 }
1362         }
1363
1364         return rq;
1365 }
1366 EXPORT_SYMBOL(blk_make_request);
1367
1368 /**
1369  * blk_rq_set_block_pc - initialize a request to type BLOCK_PC
1370  * @rq:         request to be initialized
1371  *
1372  */
1373 void blk_rq_set_block_pc(struct request *rq)
1374 {
1375         rq->cmd_type = REQ_TYPE_BLOCK_PC;
1376         rq->__data_len = 0;
1377         rq->__sector = (sector_t) -1;
1378         rq->bio = rq->biotail = NULL;
1379         memset(rq->__cmd, 0, sizeof(rq->__cmd));
1380 }
1381 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_set_block_pc);
1382
1383 /**
1384  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1385  * @q:          request queue where request should be inserted
1386  * @rq:         request to be inserted
1387  *
1388  * Description:
1389  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1390  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1391  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1392  */
1393 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1394 {
1395         blk_delete_timer(rq);
1396         blk_clear_rq_complete(rq);
1397         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1398
1399         if (rq->cmd_flags & REQ_QUEUED)
1400                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1401
1402         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1403
1404         elv_requeue_request(q, rq);
1405 }
1406 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1407
1408 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1409                              int where)
1410 {
1411         blk_account_io_start(rq, true);
1412         __elv_add_request(q, rq, where);
1413 }
1414
1415 static void part_round_stats_single(int cpu, struct hd_struct *part,
1416                                     unsigned long now)
1417 {
1418         int inflight;
1419
1420         if (now == part->stamp)
1421                 return;
1422
1423         inflight = part_in_flight(part);
1424         if (inflight) {
1425                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1426                                 inflight * (now - part->stamp));
1427                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1428         }
1429         part->stamp = now;
1430 }
1431
1432 /**
1433  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1434  * @cpu: cpu number for stats access
1435  * @part: target partition
1436  *
1437  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1438  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1439  * time it has been in this state for.
1440  *
1441  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1442  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1443  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1444  * function to do a round-off before returning the results when reading
1445  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1446  * the current jiffies and restarts the counters again.
1447  */
1448 void part_round_stats(int cpu, struct hd_struct *part)
1449 {
1450         unsigned long now = jiffies;
1451
1452         if (part->partno)
1453                 part_round_stats_single(cpu, &part_to_disk(part)->part0, now);
1454         part_round_stats_single(cpu, part, now);
1455 }
1456 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1457
1458 #ifdef CONFIG_PM
1459 static void blk_pm_put_request(struct request *rq)
1460 {
1461         if (rq->q->dev && !(rq->cmd_flags & REQ_PM) && !--rq->q->nr_pending)
1462                 pm_runtime_mark_last_busy(rq->q->dev);
1463 }
1464 #else
1465 static inline void blk_pm_put_request(struct request *rq) {}
1466 #endif
1467
1468 /*
1469  * queue lock must be held
1470  */
1471 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1472 {
1473         if (unlikely(!q))
1474                 return;
1475
1476         if (q->mq_ops) {
1477                 blk_mq_free_request(req);
1478                 return;
1479         }
1480
1481         blk_pm_put_request(req);
1482
1483         elv_completed_request(q, req);
1484
1485         /* this is a bio leak */
1486         WARN_ON(req->bio != NULL);
1487
1488         /*
1489          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1490          * it didn't come out of our reserved rq pools
1491          */
1492         if (req->cmd_flags & REQ_ALLOCED) {
1493                 unsigned int flags = req->cmd_flags;
1494                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1495
1496                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1497                 BUG_ON(ELV_ON_HASH(req));
1498
1499                 blk_free_request(rl, req);
1500                 freed_request(rl, flags);
1501                 blk_put_rl(rl);
1502         }
1503 }
1504 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1505
1506 void blk_put_request(struct request *req)
1507 {
1508         struct request_queue *q = req->q;
1509
1510         if (q->mq_ops)
1511                 blk_mq_free_request(req);
1512         else {
1513                 unsigned long flags;
1514
1515                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1516                 __blk_put_request(q, req);
1517                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1518         }
1519 }
1520 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1521
1522 /**
1523  * blk_add_request_payload - add a payload to a request
1524  * @rq: request to update
1525  * @page: page backing the payload
1526  * @offset: offset in page
1527  * @len: length of the payload.
1528  *
1529  * This allows to later add a payload to an already submitted request by
1530  * a block driver.  The driver needs to take care of freeing the payload
1531  * itself.
1532  *
1533  * Note that this is a quite horrible hack and nothing but handling of
1534  * discard requests should ever use it.
1535  */
1536 void blk_add_request_payload(struct request *rq, struct page *page,
1537                 int offset, unsigned int len)
1538 {
1539         struct bio *bio = rq->bio;
1540
1541         bio->bi_io_vec->bv_page = page;
1542         bio->bi_io_vec->bv_offset = offset;
1543         bio->bi_io_vec->bv_len = len;
1544
1545         bio->bi_iter.bi_size = len;
1546         bio->bi_vcnt = 1;
1547         bio->bi_phys_segments = 1;
1548
1549         rq->__data_len = rq->resid_len = len;
1550         rq->nr_phys_segments = 1;
1551 }
1552 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_add_request_payload);
1553
1554 bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1555                             struct bio *bio)
1556 {
1557         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1558
1559         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1560                 return false;
1561
1562         trace_block_bio_backmerge(q, req, bio);
1563
1564         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1565                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1566
1567         req->biotail->bi_next = bio;
1568         req->biotail = bio;
1569         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1570         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1571
1572         blk_account_io_start(req, false);
1573         return true;
1574 }
1575
1576 bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1577                              struct bio *bio)
1578 {
1579         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1580
1581         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1582                 return false;
1583
1584         trace_block_bio_frontmerge(q, req, bio);
1585
1586         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1587                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1588
1589         bio->bi_next = req->bio;
1590         req->bio = bio;
1591
1592         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1593         req->__data_len += bio->bi_iter.bi_size;
1594         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1595
1596         blk_account_io_start(req, false);
1597         return true;
1598 }
1599
1600 /**
1601  * blk_attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1602  * @q: request_queue new bio is being queued at
1603  * @bio: new bio being queued
1604  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1605  * @same_queue_rq: pointer to &struct request that gets filled in when
1606  * another request associated with @q is found on the plug list
1607  * (optional, may be %NULL)
1608  *
1609  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1610  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1611  * otherwise %false.
1612  *
1613  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1614  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1615  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1616  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1617  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1618  * merging parameters without querying the elevator.
1619  *
1620  * Caller must ensure !blk_queue_nomerges(q) beforehand.
1621  */
1622 bool blk_attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1623                             unsigned int *request_count,
1624                             struct request **same_queue_rq)
1625 {
1626         struct blk_plug *plug;
1627         struct request *rq;
1628         bool ret = false;
1629         struct list_head *plug_list;
1630
1631         plug = current->plug;
1632         if (!plug)
1633                 goto out;
1634         *request_count = 0;
1635
1636         if (q->mq_ops)
1637                 plug_list = &plug->mq_list;
1638         else
1639                 plug_list = &plug->list;
1640
1641         list_for_each_entry_reverse(rq, plug_list, queuelist) {
1642                 int el_ret;
1643
1644                 if (rq->q == q) {
1645                         (*request_count)++;
1646                         /*
1647                          * Only blk-mq multiple hardware queues case checks the
1648                          * rq in the same queue, there should be only one such
1649                          * rq in a queue
1650                          **/
1651                         if (same_queue_rq)
1652                                 *same_queue_rq = rq;
1653                 }
1654
1655                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1656                         continue;
1657
1658                 el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
1659                 if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1660                         ret = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1661                         if (ret)
1662                                 break;
1663                 } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1664                         ret = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1665                         if (ret)
1666                                 break;
1667                 }
1668         }
1669 out:
1670         return ret;
1671 }
1672
1673 unsigned int blk_plug_queued_count(struct request_queue *q)
1674 {
1675         struct blk_plug *plug;
1676         struct request *rq;
1677         struct list_head *plug_list;
1678         unsigned int ret = 0;
1679
1680         plug = current->plug;
1681         if (!plug)
1682                 goto out;
1683
1684         if (q->mq_ops)
1685                 plug_list = &plug->mq_list;
1686         else
1687                 plug_list = &plug->list;
1688
1689         list_for_each_entry(rq, plug_list, queuelist) {
1690                 if (rq->q == q)
1691                         ret++;
1692         }
1693 out:
1694         return ret;
1695 }
1696
1697 void init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1698 {
1699         req->cmd_type = REQ_TYPE_FS;
1700
1701         req->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_COMMON_MASK;
1702         if (bio->bi_rw & REQ_RAHEAD)
1703                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1704
1705         req->errors = 0;
1706         req->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1707         req->ioprio = bio_prio(bio);
1708         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1709 }
1710
1711 static blk_qc_t blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1712 {
1713         const bool sync = !!(bio->bi_rw & REQ_SYNC);
1714         struct blk_plug *plug;
1715         int el_ret, rw_flags, where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1716         struct request *req;
1717         unsigned int request_count = 0;
1718
1719         /*
1720          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1721          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1722          * ISA dma in theory)
1723          */
1724         blk_queue_bounce(q, &bio);
1725
1726         blk_queue_split(q, &bio, q->bio_split);
1727
1728         if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
1729                 bio->bi_error = -EIO;
1730                 bio_endio(bio);
1731                 return BLK_QC_T_NONE;
1732         }
1733
1734         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) {
1735                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1736                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1737                 goto get_rq;
1738         }
1739
1740         /*
1741          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
1742          * any locks.
1743          */
1744         if (!blk_queue_nomerges(q)) {
1745                 if (blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count, NULL))
1746                         return BLK_QC_T_NONE;
1747         } else
1748                 request_count = blk_plug_queued_count(q);
1749
1750         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1751
1752         el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
1753         if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1754                 if (bio_attempt_back_merge(q, req, bio)) {
1755                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1756                         if (!attempt_back_merge(q, req))
1757                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1758                         goto out_unlock;
1759                 }
1760         } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1761                 if (bio_attempt_front_merge(q, req, bio)) {
1762                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1763                         if (!attempt_front_merge(q, req))
1764                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1765                         goto out_unlock;
1766                 }
1767         }
1768
1769 get_rq:
1770         /*
1771          * This sync check and mask will be re-done in init_request_from_bio(),
1772          * but we need to set it earlier to expose the sync flag to the
1773          * rq allocator and io schedulers.
1774          */
1775         rw_flags = bio_data_dir(bio);
1776         if (sync)
1777                 rw_flags |= REQ_SYNC;
1778
1779         /*
1780          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1781          * Returns with the queue unlocked.
1782          */
1783         req = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
1784         if (IS_ERR(req)) {
1785                 bio->bi_error = PTR_ERR(req);
1786                 bio_endio(bio);
1787                 goto out_unlock;
1788         }
1789
1790         /*
1791          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1792          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1793          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1794          * often, and the elevators are able to handle it.
1795          */
1796         init_request_from_bio(req, bio);
1797
1798         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
1799                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
1800
1801         plug = current->plug;
1802         if (plug) {
1803                 /*
1804                  * If this is the first request added after a plug, fire
1805                  * of a plug trace.
1806                  */
1807                 if (!request_count)
1808                         trace_block_plug(q);
1809                 else {
1810                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
1811                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
1812                                 trace_block_plug(q);
1813                         }
1814                 }
1815                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
1816                 blk_account_io_start(req, true);
1817         } else {
1818                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1819                 add_acct_request(q, req, where);
1820                 __blk_run_queue(q);
1821 out_unlock:
1822                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1823         }
1824
1825         return BLK_QC_T_NONE;
1826 }
1827
1828 /*
1829  * If bio->bi_dev is a partition, remap the location
1830  */
1831 static inline void blk_partition_remap(struct bio *bio)
1832 {
1833         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
1834
1835         if (bio_sectors(bio) && bdev != bdev->bd_contains) {
1836                 struct hd_struct *p = bdev->bd_part;
1837
1838                 bio->bi_iter.bi_sector += p->start_sect;
1839                 bio->bi_bdev = bdev->bd_contains;
1840
1841                 trace_block_bio_remap(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1842                                       bdev->bd_dev,
1843                                       bio->bi_iter.bi_sector - p->start_sect);
1844         }
1845 }
1846
1847 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1848 {
1849         char b[BDEVNAME_SIZE];
1850
1851         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1852         printk(KERN_INFO "%s: rw=%ld, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1853                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1854                         bio->bi_rw,
1855                         (unsigned long long)bio_end_sector(bio),
1856                         (long long)(i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9));
1857 }
1858
1859 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1860
1861 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1862
1863 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1864 {
1865         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1866 }
1867 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1868
1869 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
1870 {
1871         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
1872 }
1873
1874 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1875 {
1876         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
1877                                                 NULL, &fail_make_request);
1878
1879         return PTR_ERR_OR_ZERO(dir);
1880 }
1881
1882 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1883
1884 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1885
1886 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
1887                                         unsigned int bytes)
1888 {
1889         return false;
1890 }
1891
1892 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1893
1894 /*
1895  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1896  */
1897 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1898 {
1899         sector_t maxsector;
1900
1901         if (!nr_sectors)
1902                 return 0;
1903
1904         /* Test device or partition size, when known. */
1905         maxsector = i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9;
1906         if (maxsector) {
1907                 sector_t sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1908
1909                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
1910                         /*
1911                          * This may well happen - the kernel calls bread()
1912                          * without checking the size of the device, e.g., when
1913                          * mounting a device.
1914                          */
1915                         handle_bad_sector(bio);
1916                         return 1;
1917                 }
1918         }
1919
1920         return 0;
1921 }
1922
1923 static noinline_for_stack bool
1924 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
1925 {
1926         struct request_queue *q;
1927         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
1928         int err = -EIO;
1929         char b[BDEVNAME_SIZE];
1930         struct hd_struct *part;
1931
1932         might_sleep();
1933
1934         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1935                 goto end_io;
1936
1937         q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1938         if (unlikely(!q)) {
1939                 printk(KERN_ERR
1940                        "generic_make_request: Trying to access "
1941                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
1942                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1943                         (long long) bio->bi_iter.bi_sector);
1944                 goto end_io;
1945         }
1946
1947         part = bio->bi_bdev->bd_part;
1948         if (should_fail_request(part, bio->bi_iter.bi_size) ||
1949             should_fail_request(&part_to_disk(part)->part0,
1950                                 bio->bi_iter.bi_size))
1951                 goto end_io;
1952
1953         /*
1954          * If this device has partitions, remap block n
1955          * of partition p to block n+start(p) of the disk.
1956          */
1957         blk_partition_remap(bio);
1958
1959         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1960                 goto end_io;
1961
1962         /*
1963          * Filter flush bio's early so that make_request based
1964          * drivers without flush support don't have to worry
1965          * about them.
1966          */
1967         if ((bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) && !q->flush_flags) {
1968                 bio->bi_rw &= ~(REQ_FLUSH | REQ_FUA);
1969                 if (!nr_sectors) {
1970                         err = 0;
1971                         goto end_io;
1972                 }
1973         }
1974
1975         if ((bio->bi_rw & REQ_DISCARD) &&
1976             (!blk_queue_discard(q) ||
1977              ((bio->bi_rw & REQ_SECURE) && !blk_queue_secdiscard(q)))) {
1978                 err = -EOPNOTSUPP;
1979                 goto end_io;
1980         }
1981
1982         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME && !bdev_write_same(bio->bi_bdev)) {
1983                 err = -EOPNOTSUPP;
1984                 goto end_io;
1985         }
1986
1987         /*
1988          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
1989          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
1990          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
1991          * layer knows how to live with it.
1992          */
1993         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
1994
1995         if (!blkcg_bio_issue_check(q, bio))
1996                 return false;
1997
1998         trace_block_bio_queue(q, bio);
1999         return true;
2000
2001 end_io:
2002         bio->bi_error = err;
2003         bio_endio(bio);
2004         return false;
2005 }
2006
2007 /**
2008  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
2009  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
2010  *
2011  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
2012  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
2013  * to be done.
2014  *
2015  * generic_make_request() does not return any status.  The
2016  * success/failure status of the request, along with notification of
2017  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
2018  * function described (one day) else where.
2019  *
2020  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
2021  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
2022  * set to describe the device address, and the
2023  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
2024  * completion notification should be signaled.
2025  *
2026  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
2027  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
2028  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
2029  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
2030  */
2031 blk_qc_t generic_make_request(struct bio *bio)
2032 {
2033         struct bio_list bio_list_on_stack;
2034         blk_qc_t ret = BLK_QC_T_NONE;
2035
2036         if (!generic_make_request_checks(bio))
2037                 goto out;
2038
2039         /*
2040          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
2041          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
2042          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
2043          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
2044          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
2045          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
2046          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
2047          * should be added at the tail
2048          */
2049         if (current->bio_list) {
2050                 bio_list_add(current->bio_list, bio);
2051                 goto out;
2052         }
2053
2054         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
2055          * explanation.
2056          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
2057          * ensure that) so we have a list with a single bio.
2058          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
2059          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
2060          * thus initialising the bio_list of new bios to be
2061          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
2062          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
2063          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
2064          * from the top.  In this case we really did just take the bio
2065          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
2066          * bio_list, and call into ->make_request() again.
2067          */
2068         BUG_ON(bio->bi_next);
2069         bio_list_init(&bio_list_on_stack);
2070         current->bio_list = &bio_list_on_stack;
2071         do {
2072                 struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
2073
2074                 if (likely(blk_queue_enter(q, false) == 0)) {
2075                         ret = q->make_request_fn(q, bio);
2076
2077                         blk_queue_exit(q);
2078
2079                         bio = bio_list_pop(current->bio_list);
2080                 } else {
2081                         struct bio *bio_next = bio_list_pop(current->bio_list);
2082
2083                         bio_io_error(bio);
2084                         bio = bio_next;
2085                 }
2086         } while (bio);
2087         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
2088
2089 out:
2090         return ret;
2091 }
2092 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
2093
2094 /**
2095  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
2096  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
2097  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
2098  *
2099  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
2100  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
2101  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
2102  *
2103  */
2104 blk_qc_t submit_bio(int rw, struct bio *bio)
2105 {
2106         bio->bi_rw |= rw;
2107
2108         /*
2109          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
2110          * go through the normal accounting stuff before submission.
2111          */
2112         if (bio_has_data(bio)) {
2113                 unsigned int count;
2114
2115                 if (unlikely(rw & REQ_WRITE_SAME))
2116                         count = bdev_logical_block_size(bio->bi_bdev) >> 9;
2117                 else
2118                         count = bio_sectors(bio);
2119
2120                 if (rw & WRITE) {
2121                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
2122                 } else {
2123                         task_io_account_read(bio->bi_iter.bi_size);
2124                         count_vm_events(PGPGIN, count);
2125                 }
2126
2127                 if (unlikely(block_dump)) {
2128                         char b[BDEVNAME_SIZE];
2129                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
2130                         current->comm, task_pid_nr(current),
2131                                 (rw & WRITE) ? "WRITE" : "READ",
2132                                 (unsigned long long)bio->bi_iter.bi_sector,
2133                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
2134                                 count);
2135                 }
2136         }
2137
2138         return generic_make_request(bio);
2139 }
2140 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
2141
2142 /**
2143  * blk_cloned_rq_check_limits - Helper function to check a cloned request
2144  *                              for new the queue limits
2145  * @q:  the queue
2146  * @rq: the request being checked
2147  *
2148  * Description:
2149  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
2150  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
2151  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
2152  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
2153  *    the insertion using this generic function.
2154  *
2155  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
2156  *    limits when retrying requests on other queues. Those requests need
2157  *    to be checked against the new queue limits again during dispatch.
2158  */
2159 static int blk_cloned_rq_check_limits(struct request_queue *q,
2160                                       struct request *rq)
2161 {
2162         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, rq->cmd_flags)) {
2163                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
2164                 return -EIO;
2165         }
2166
2167         /*
2168          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
2169          * may differ from that of other stacking queues.
2170          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
2171          * limitation.
2172          */
2173         blk_recalc_rq_segments(rq);
2174         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
2175                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
2176                 return -EIO;
2177         }
2178
2179         return 0;
2180 }
2181
2182 /**
2183  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
2184  * @q:  the queue to submit the request
2185  * @rq: the request being queued
2186  */
2187 int blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
2188 {
2189         unsigned long flags;
2190         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
2191
2192         if (blk_cloned_rq_check_limits(q, rq))
2193                 return -EIO;
2194
2195         if (rq->rq_disk &&
2196             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
2197                 return -EIO;
2198
2199         if (q->mq_ops) {
2200                 if (blk_queue_io_stat(q))
2201                         blk_account_io_start(rq, true);
2202                 blk_mq_insert_request(rq, false, true, false);
2203                 return 0;
2204         }
2205
2206         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2207         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
2208                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2209                 return -ENODEV;
2210         }
2211
2212         /*
2213          * Submitting request must be dequeued before calling this function
2214          * because it will be linked to another request_queue
2215          */
2216         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
2217
2218         if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH|REQ_FUA))
2219                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
2220
2221         add_acct_request(q, rq, where);
2222         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
2223                 __blk_run_queue(q);
2224         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2225
2226         return 0;
2227 }
2228 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
2229
2230 /**
2231  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
2232  * @rq: request to examine
2233  *
2234  * Description:
2235  *     A request could be merge of IOs which require different failure
2236  *     handling.  This function determines the number of bytes which
2237  *     can be failed from the beginning of the request without
2238  *     crossing into area which need to be retried further.
2239  *
2240  * Return:
2241  *     The number of bytes to fail.
2242  *
2243  * Context:
2244  *     queue_lock must be held.
2245  */
2246 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
2247 {
2248         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
2249         unsigned int bytes = 0;
2250         struct bio *bio;
2251
2252         if (!(rq->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE))
2253                 return blk_rq_bytes(rq);
2254
2255         /*
2256          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2257          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2258          * which have all the failfast bits that the first one has -
2259          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2260          * one.
2261          */
2262         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2263                 if ((bio->bi_rw & ff) != ff)
2264                         break;
2265                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
2266         }
2267
2268         /* this could lead to infinite loop */
2269         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2270         return bytes;
2271 }
2272 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2273
2274 void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2275 {
2276         if (blk_do_io_stat(req)) {
2277                 const int rw = rq_data_dir(req);
2278                 struct hd_struct *part;
2279                 int cpu;
2280
2281                 cpu = part_stat_lock();
2282                 part = req->part;
2283                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2284                 part_stat_unlock();
2285         }
2286 }
2287
2288 void blk_account_io_done(struct request *req)
2289 {
2290         /*
2291          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2292          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2293          * containing request is enough.
2294          */
2295         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ)) {
2296                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
2297                 const int rw = rq_data_dir(req);
2298                 struct hd_struct *part;
2299                 int cpu;
2300
2301                 cpu = part_stat_lock();
2302                 part = req->part;
2303
2304                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2305                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2306                 part_round_stats(cpu, part);
2307                 part_dec_in_flight(part, rw);
2308
2309                 hd_struct_put(part);
2310                 part_stat_unlock();
2311         }
2312 }
2313
2314 #ifdef CONFIG_PM
2315 /*
2316  * Don't process normal requests when queue is suspended
2317  * or in the process of suspending/resuming
2318  */
2319 static struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2320                                            struct request *rq)
2321 {
2322         if (q->dev && (q->rpm_status == RPM_SUSPENDED ||
2323             (q->rpm_status != RPM_ACTIVE && !(rq->cmd_flags & REQ_PM))))
2324                 return NULL;
2325         else
2326                 return rq;
2327 }
2328 #else
2329 static inline struct request *blk_pm_peek_request(struct request_queue *q,
2330                                                   struct request *rq)
2331 {
2332         return rq;
2333 }
2334 #endif
2335
2336 void blk_account_io_start(struct request *rq, bool new_io)
2337 {
2338         struct hd_struct *part;
2339         int rw = rq_data_dir(rq);
2340         int cpu;
2341
2342         if (!blk_do_io_stat(rq))
2343                 return;
2344
2345         cpu = part_stat_lock();
2346
2347         if (!new_io) {
2348                 part = rq->part;
2349                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
2350         } else {
2351                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
2352                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
2353                         /*
2354                          * The partition is already being removed,
2355                          * the request will be accounted on the disk only
2356                          *
2357                          * We take a reference on disk->part0 although that
2358                          * partition will never be deleted, so we can treat
2359                          * it as any other partition.
2360                          */
2361                         part = &rq->rq_disk->part0;
2362                         hd_struct_get(part);
2363                 }
2364                 part_round_stats(cpu, part);
2365                 part_inc_in_flight(part, rw);
2366                 rq->part = part;
2367         }
2368
2369         part_stat_unlock();
2370 }
2371
2372 /**
2373  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2374  * @q: request queue to peek at
2375  *
2376  * Description:
2377  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2378  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2379  *     processing it.
2380  *
2381  * Return:
2382  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2383  *     otherwise.
2384  *
2385  * Context:
2386  *     queue_lock must be held.
2387  */
2388 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2389 {
2390         struct request *rq;
2391         int ret;
2392
2393         while ((rq = __elv_next_request(q)) != NULL) {
2394
2395                 rq = blk_pm_peek_request(q, rq);
2396                 if (!rq)
2397                         break;
2398
2399                 if (!(rq->cmd_flags & REQ_STARTED)) {
2400                         /*
2401                          * This is the first time the device driver
2402                          * sees this request (possibly after
2403                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2404                          */
2405                         if (rq->cmd_flags & REQ_SORTED)
2406                                 elv_activate_rq(q, rq);
2407
2408                         /*
2409                          * just mark as started even if we don't start
2410                          * it, a request that has been delayed should
2411                          * not be passed by new incoming requests
2412                          */
2413                         rq->cmd_flags |= REQ_STARTED;
2414                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2415                 }
2416
2417                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2418                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2419                         q->boundary_rq = NULL;
2420                 }
2421
2422                 if (rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2423                         break;
2424
2425                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2426                         /*
2427                          * make sure space for the drain appears we
2428                          * know we can do this because max_hw_segments
2429                          * has been adjusted to be one fewer than the
2430                          * device can handle
2431                          */
2432                         rq->nr_phys_segments++;
2433                 }
2434
2435                 if (!q->prep_rq_fn)
2436                         break;
2437
2438                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2439                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2440                         break;
2441                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2442                         /*
2443                          * the request may have been (partially) prepped.
2444                          * we need to keep this request in the front to
2445                          * avoid resource deadlock.  REQ_STARTED will
2446                          * prevent other fs requests from passing this one.
2447                          */
2448                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2449                             !(rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)) {
2450                                 /*
2451                                  * remove the space for the drain we added
2452                                  * so that we don't add it again
2453                                  */
2454                                 --rq->nr_phys_segments;
2455                         }
2456
2457                         rq = NULL;
2458                         break;
2459                 } else if (ret == BLKPREP_KILL || ret == BLKPREP_INVALID) {
2460                         int err = (ret == BLKPREP_INVALID) ? -EREMOTEIO : -EIO;
2461
2462                         rq->cmd_flags |= REQ_QUIET;
2463                         /*
2464                          * Mark this request as started so we don't trigger
2465                          * any debug logic in the end I/O path.
2466                          */
2467                         blk_start_request(rq);
2468                         __blk_end_request_all(rq, err);
2469                 } else {
2470                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2471                         break;
2472                 }
2473         }
2474
2475         return rq;
2476 }
2477 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2478
2479 void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2480 {
2481         struct request_queue *q = rq->q;
2482
2483         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2484         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2485
2486         list_del_init(&rq->queuelist);
2487
2488         /*
2489          * the time frame between a request being removed from the lists
2490          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2491          * the driver side.
2492          */
2493         if (blk_account_rq(rq)) {
2494                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2495                 set_io_start_time_ns(rq);
2496         }
2497 }
2498
2499 /**
2500  * blk_start_request - start request processing on the driver
2501  * @req: request to dequeue
2502  *
2503  * Description:
2504  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2505  *     request to the driver.
2506  *
2507  *     Block internal functions which don't want to start timer should
2508  *     call blk_dequeue_request().
2509  *
2510  * Context:
2511  *     queue_lock must be held.
2512  */
2513 void blk_start_request(struct request *req)
2514 {
2515         blk_dequeue_request(req);
2516
2517         /*
2518          * We are now handing the request to the hardware, initialize
2519          * resid_len to full count and add the timeout handler.
2520          */
2521         req->resid_len = blk_rq_bytes(req);
2522         if (unlikely(blk_bidi_rq(req)))
2523                 req->next_rq->resid_len = blk_rq_bytes(req->next_rq);
2524
2525         BUG_ON(test_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &req->atomic_flags));
2526         blk_add_timer(req);
2527 }
2528 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2529
2530 /**
2531  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
2532  * @q: request queue to fetch a request from
2533  *
2534  * Description:
2535  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
2536  *     return and LLD can start processing it immediately.
2537  *
2538  * Return:
2539  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2540  *     otherwise.
2541  *
2542  * Context:
2543  *     queue_lock must be held.
2544  */
2545 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
2546 {
2547         struct request *rq;
2548
2549         rq = blk_peek_request(q);
2550         if (rq)
2551                 blk_start_request(rq);
2552         return rq;
2553 }
2554 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
2555
2556 /**
2557  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
2558  * @req:      the request being processed
2559  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2560  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
2561  *
2562  * Description:
2563  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
2564  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
2565  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
2566  *
2567  *     This special helper function is only for request stacking drivers
2568  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
2569  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
2570  *
2571  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
2572  *     %false return from this function.
2573  *
2574  * Return:
2575  *     %false - this request doesn't have any more data
2576  *     %true  - this request has more data
2577  **/
2578 bool blk_update_request(struct request *req, int error, unsigned int nr_bytes)
2579 {
2580         int total_bytes;
2581
2582         trace_block_rq_complete(req->q, req, nr_bytes);
2583
2584         if (!req->bio)
2585                 return false;
2586
2587         /*
2588          * For fs requests, rq is just carrier of independent bio's
2589          * and each partial completion should be handled separately.
2590          * Reset per-request error on each partial completion.
2591          *
2592          * TODO: tj: This is too subtle.  It would be better to let
2593          * low level drivers do what they see fit.
2594          */
2595         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2596                 req->errors = 0;
2597
2598         if (error && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS &&
2599             !(req->cmd_flags & REQ_QUIET)) {
2600                 char *error_type;
2601
2602                 switch (error) {
2603                 case -ENOLINK:
2604                         error_type = "recoverable transport";
2605                         break;
2606                 case -EREMOTEIO:
2607                         error_type = "critical target";
2608                         break;
2609                 case -EBADE:
2610                         error_type = "critical nexus";
2611                         break;
2612                 case -ETIMEDOUT:
2613                         error_type = "timeout";
2614                         break;
2615                 case -ENOSPC:
2616                         error_type = "critical space allocation";
2617                         break;
2618                 case -ENODATA:
2619                         error_type = "critical medium";
2620                         break;
2621                 case -EIO:
2622                 default:
2623                         error_type = "I/O";
2624                         break;
2625                 }
2626                 printk_ratelimited(KERN_ERR "%s: %s error, dev %s, sector %llu\n",
2627                                    __func__, error_type, req->rq_disk ?
2628                                    req->rq_disk->disk_name : "?",
2629                                    (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
2630
2631         }
2632
2633         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
2634
2635         total_bytes = 0;
2636         while (req->bio) {
2637                 struct bio *bio = req->bio;
2638                 unsigned bio_bytes = min(bio->bi_iter.bi_size, nr_bytes);
2639
2640                 if (bio_bytes == bio->bi_iter.bi_size)
2641                         req->bio = bio->bi_next;
2642
2643                 req_bio_endio(req, bio, bio_bytes, error);
2644
2645                 total_bytes += bio_bytes;
2646                 nr_bytes -= bio_bytes;
2647
2648                 if (!nr_bytes)
2649                         break;
2650         }
2651
2652         /*
2653          * completely done
2654          */
2655         if (!req->bio) {
2656                 /*
2657                  * Reset counters so that the request stacking driver
2658                  * can find how many bytes remain in the request
2659                  * later.
2660                  */
2661                 req->__data_len = 0;
2662                 return false;
2663         }
2664
2665         req->__data_len -= total_bytes;
2666
2667         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
2668         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2669                 req->__sector += total_bytes >> 9;
2670
2671         /* mixed attributes always follow the first bio */
2672         if (req->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE) {
2673                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
2674                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
2675         }
2676
2677         /*
2678          * If total number of sectors is less than the first segment
2679          * size, something has gone terribly wrong.
2680          */
2681         if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
2682                 blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
2683                 req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
2684         }
2685
2686         /* recalculate the number of segments */
2687         blk_recalc_rq_segments(req);
2688
2689         return true;
2690 }
2691 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
2692
2693 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, int error,
2694                                     unsigned int nr_bytes,
2695                                     unsigned int bidi_bytes)
2696 {
2697         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
2698                 return true;
2699
2700         /* Bidi request must be completed as a whole */
2701         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
2702             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
2703                 return true;
2704
2705         if (blk_queue_add_random(rq->q))
2706                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
2707
2708         return false;
2709 }
2710
2711 /**
2712  * blk_unprep_request - unprepare a request
2713  * @req:        the request
2714  *
2715  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
2716  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
2717  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
2718  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
2719  * lock is held when calling this.
2720  */
2721 void blk_unprep_request(struct request *req)
2722 {
2723         struct request_queue *q = req->q;
2724
2725         req->cmd_flags &= ~REQ_DONTPREP;
2726         if (q->unprep_rq_fn)
2727                 q->unprep_rq_fn(q, req);
2728 }
2729 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
2730
2731 /*
2732  * queue lock must be held
2733  */
2734 void blk_finish_request(struct request *req, int error)
2735 {
2736         if (req->cmd_flags & REQ_QUEUED)
2737                 blk_queue_end_tag(req->q, req);
2738
2739         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
2740
2741         if (unlikely(laptop_mode) && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2742                 laptop_io_completion(&req->q->backing_dev_info);
2743
2744         blk_delete_timer(req);
2745
2746         if (req->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2747                 blk_unprep_request(req);
2748
2749         blk_account_io_done(req);
2750
2751         if (req->end_io)
2752                 req->end_io(req, error);
2753         else {
2754                 if (blk_bidi_rq(req))
2755                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
2756
2757                 __blk_put_request(req->q, req);
2758         }
2759 }
2760 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_request);
2761
2762 /**
2763  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
2764  * @rq:         the request to complete
2765  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2766  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2767  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2768  *
2769  * Description:
2770  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
2771  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
2772  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
2773  *     just ignored.
2774  *
2775  * Return:
2776  *     %false - we are done with this request
2777  *     %true  - still buffers pending for this request
2778  **/
2779 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2780                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2781 {
2782         struct request_queue *q = rq->q;
2783         unsigned long flags;
2784
2785         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2786                 return true;
2787
2788         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2789         blk_finish_request(rq, error);
2790         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2791
2792         return false;
2793 }
2794
2795 /**
2796  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
2797  * @rq:         the request to complete
2798  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2799  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2800  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2801  *
2802  * Description:
2803  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
2804  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
2805  *
2806  * Return:
2807  *     %false - we are done with this request
2808  *     %true  - still buffers pending for this request
2809  **/
2810 bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2811                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2812 {
2813         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2814                 return true;
2815
2816         blk_finish_request(rq, error);
2817
2818         return false;
2819 }
2820
2821 /**
2822  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2823  * @rq:       the request being processed
2824  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2825  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2826  *
2827  * Description:
2828  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
2829  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
2830  *
2831  * Return:
2832  *     %false - we are done with this request
2833  *     %true  - still buffers pending for this request
2834  **/
2835 bool blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2836 {
2837         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2838 }
2839 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
2840
2841 /**
2842  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2843  * @rq: the request to finish
2844  * @error: %0 for success, < %0 for error
2845  *
2846  * Description:
2847  *     Completely finish @rq.
2848  */
2849 void blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2850 {
2851         bool pending;
2852         unsigned int bidi_bytes = 0;
2853
2854         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2855                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2856
2857         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2858         BUG_ON(pending);
2859 }
2860 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
2861
2862 /**
2863  * blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2864  * @rq: the request to finish the current chunk for
2865  * @error: %0 for success, < %0 for error
2866  *
2867  * Description:
2868  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.
2869  *
2870  * Return:
2871  *     %false - we are done with this request
2872  *     %true  - still buffers pending for this request
2873  */
2874 bool blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2875 {
2876         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2877 }
2878 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_cur);
2879
2880 /**
2881  * blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2882  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2883  * @error: must be negative errno
2884  *
2885  * Description:
2886  *     Complete @rq till the next failure boundary.
2887  *
2888  * Return:
2889  *     %false - we are done with this request
2890  *     %true  - still buffers pending for this request
2891  */
2892 bool blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2893 {
2894         WARN_ON(error >= 0);
2895         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2896 }
2897 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request_err);
2898
2899 /**
2900  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2901  * @rq:       the request being processed
2902  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2903  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2904  *
2905  * Description:
2906  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
2907  *
2908  * Return:
2909  *     %false - we are done with this request
2910  *     %true  - still buffers pending for this request
2911  **/
2912 bool __blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2913 {
2914         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2915 }
2916 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
2917
2918 /**
2919  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2920  * @rq: the request to finish
2921  * @error: %0 for success, < %0 for error
2922  *
2923  * Description:
2924  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
2925  */
2926 void __blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2927 {
2928         bool pending;
2929         unsigned int bidi_bytes = 0;
2930
2931         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2932                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2933
2934         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2935         BUG_ON(pending);
2936 }
2937 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
2938
2939 /**
2940  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2941  * @rq: the request to finish the current chunk for
2942  * @error: %0 for success, < %0 for error
2943  *
2944  * Description:
2945  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
2946  *     be called with queue lock held.
2947  *
2948  * Return:
2949  *     %false - we are done with this request
2950  *     %true  - still buffers pending for this request
2951  */
2952 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2953 {
2954         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2955 }
2956 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
2957
2958 /**
2959  * __blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2960  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2961  * @error: must be negative errno
2962  *
2963  * Description:
2964  *     Complete @rq till the next failure boundary.  Must be called
2965  *     with queue lock held.
2966  *
2967  * Return:
2968  *     %false - we are done with this request
2969  *     %true  - still buffers pending for this request
2970  */
2971 bool __blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2972 {
2973         WARN_ON(error >= 0);
2974         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2975 }
2976 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_end_request_err);
2977
2978 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
2979                      struct bio *bio)
2980 {
2981         /* Bit 0 (R/W) is identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw */
2982         rq->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_WRITE;
2983
2984         if (bio_has_data(bio))
2985                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
2986
2987         rq->__data_len = bio->bi_iter.bi_size;
2988         rq->bio = rq->biotail = bio;
2989
2990         if (bio->bi_bdev)
2991                 rq->rq_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
2992 }
2993
2994 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
2995 /**
2996  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
2997  * @rq: the request to be flushed
2998  *
2999  * Description:
3000  *     Flush all pages in @rq.
3001  */
3002 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
3003 {
3004         struct req_iterator iter;
3005         struct bio_vec bvec;
3006
3007         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
3008                 flush_dcache_page(bvec.bv_page);
3009 }
3010 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
3011 #endif
3012
3013 /**
3014  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
3015  * @q : the queue of the device being checked
3016  *
3017  * Description:
3018  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
3019  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
3020  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
3021  *
3022  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
3023  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
3024  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
3025  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
3026  *    on burst I/O load.
3027  *
3028  * Return:
3029  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
3030  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
3031  */
3032 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
3033 {
3034         if (q->lld_busy_fn)
3035                 return q->lld_busy_fn(q);
3036
3037         return 0;
3038 }
3039 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
3040
3041 /**
3042  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
3043  * @rq: the clone request to be cleaned up
3044  *
3045  * Description:
3046  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
3047  */
3048 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
3049 {
3050         struct bio *bio;
3051
3052         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
3053                 rq->bio = bio->bi_next;
3054
3055                 bio_put(bio);
3056         }
3057 }
3058 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
3059
3060 /*
3061  * Copy attributes of the original request to the clone request.
3062  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->sense) are not copied.
3063  */
3064 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
3065 {
3066         dst->cpu = src->cpu;
3067         dst->cmd_flags |= (src->cmd_flags & REQ_CLONE_MASK) | REQ_NOMERGE;
3068         dst->cmd_type = src->cmd_type;
3069         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
3070         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
3071         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
3072         dst->ioprio = src->ioprio;
3073         dst->extra_len = src->extra_len;
3074 }
3075
3076 /**
3077  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
3078  * @rq: the request to be setup
3079  * @rq_src: original request to be cloned
3080  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
3081  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
3082  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
3083  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
3084  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
3085  *
3086  * Description:
3087  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
3088  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->sense)
3089  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
3090  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
3091  *     and the cloned bios just point same pages.
3092  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
3093  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
3094  */
3095 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
3096                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
3097                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
3098                       void *data)
3099 {
3100         struct bio *bio, *bio_src;
3101
3102         if (!bs)
3103                 bs = fs_bio_set;
3104
3105         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
3106                 bio = bio_clone_fast(bio_src, gfp_mask, bs);
3107                 if (!bio)
3108                         goto free_and_out;
3109
3110                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
3111                         goto free_and_out;
3112
3113                 if (rq->bio) {
3114                         rq->biotail->bi_next = bio;
3115                         rq->biotail = bio;
3116                 } else
3117                         rq->bio = rq->biotail = bio;
3118         }
3119
3120         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
3121
3122         return 0;
3123
3124 free_and_out:
3125         if (bio)
3126                 bio_put(bio);
3127         blk_rq_unprep_clone(rq);
3128
3129         return -ENOMEM;
3130 }
3131 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
3132
3133 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
3134 {
3135         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
3136 }
3137 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
3138
3139 int kblockd_schedule_delayed_work(struct delayed_work *dwork,
3140                                   unsigned long delay)
3141 {
3142         return queue_delayed_work(kblockd_workqueue, dwork, delay);
3143 }
3144 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work);
3145
3146 int kblockd_schedule_delayed_work_on(int cpu, struct delayed_work *dwork,
3147                                      unsigned long delay)
3148 {
3149         return queue_delayed_work_on(cpu, kblockd_workqueue, dwork, delay);
3150 }
3151 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work_on);
3152
3153 /**
3154  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
3155  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
3156  *
3157  * Description:
3158  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
3159  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
3160  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
3161  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
3162  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
3163  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
3164  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
3165  *   this kind of deadlock.
3166  */
3167 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
3168 {
3169         struct task_struct *tsk = current;
3170
3171         /*
3172          * If this is a nested plug, don't actually assign it.
3173          */
3174         if (tsk->plug)
3175                 return;
3176
3177         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
3178         INIT_LIST_HEAD(&plug->mq_list);
3179         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
3180         /*
3181          * Store ordering should not be needed here, since a potential
3182          * preempt will imply a full memory barrier
3183          */
3184         tsk->plug = plug;
3185 }
3186 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
3187
3188 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
3189 {
3190         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
3191         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
3192
3193         return !(rqa->q < rqb->q ||
3194                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
3195 }
3196
3197 /*
3198  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
3199  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
3200  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
3201  * plugger did not intend it.
3202  */
3203 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
3204                             bool from_schedule)
3205         __releases(q->queue_lock)
3206 {
3207         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
3208
3209         if (from_schedule)
3210                 blk_run_queue_async(q);
3211         else
3212                 __blk_run_queue(q);
3213         spin_unlock(q->queue_lock);
3214 }
3215
3216 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3217 {
3218         LIST_HEAD(callbacks);
3219
3220         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
3221                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
3222
3223                 while (!list_empty(&callbacks)) {
3224                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
3225                                                           struct blk_plug_cb,
3226                                                           list);
3227                         list_del(&cb->list);
3228                         cb->callback(cb, from_schedule);
3229                 }
3230         }
3231 }
3232
3233 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
3234                                       int size)
3235 {
3236         struct blk_plug *plug = current->plug;
3237         struct blk_plug_cb *cb;
3238
3239         if (!plug)
3240                 return NULL;
3241
3242         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
3243                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
3244                         return cb;
3245
3246         /* Not currently on the callback list */
3247         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
3248         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
3249         if (cb) {
3250                 cb->data = data;
3251                 cb->callback = unplug;
3252                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
3253         }
3254         return cb;
3255 }
3256 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
3257
3258 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
3259 {
3260         struct request_queue *q;
3261         unsigned long flags;
3262         struct request *rq;
3263         LIST_HEAD(list);
3264         unsigned int depth;
3265
3266         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
3267
3268         if (!list_empty(&plug->mq_list))
3269                 blk_mq_flush_plug_list(plug, from_schedule);
3270
3271         if (list_empty(&plug->list))
3272                 return;
3273
3274         list_splice_init(&plug->list, &list);
3275
3276         list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
3277
3278         q = NULL;
3279         depth = 0;
3280
3281         /*
3282          * Save and disable interrupts here, to avoid doing it for every
3283          * queue lock we have to take.
3284          */
3285         local_irq_save(flags);
3286         while (!list_empty(&list)) {
3287                 rq = list_entry_rq(list.next);
3288                 list_del_init(&rq->queuelist);
3289                 BUG_ON(!rq->q);
3290                 if (rq->q != q) {
3291                         /*
3292                          * This drops the queue lock
3293                          */
3294                         if (q)
3295                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3296                         q = rq->q;
3297                         depth = 0;
3298                         spin_lock(q->queue_lock);
3299                 }
3300
3301                 /*
3302                  * Short-circuit if @q is dead
3303                  */
3304                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3305                         __blk_end_request_all(rq, -ENODEV);
3306                         continue;
3307                 }
3308
3309                 /*
3310                  * rq is already accounted, so use raw insert
3311                  */
3312                 if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
3313                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3314                 else
3315                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3316
3317                 depth++;
3318         }
3319
3320         /*
3321          * This drops the queue lock
3322          */
3323         if (q)
3324                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3325
3326         local_irq_restore(flags);
3327 }
3328
3329 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3330 {
3331         if (plug != current->plug)
3332                 return;
3333         blk_flush_plug_list(plug, false);
3334
3335         current->plug = NULL;
3336 }
3337 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3338
3339 bool blk_poll(struct request_queue *q, blk_qc_t cookie)
3340 {
3341         struct blk_plug *plug;
3342         long state;
3343
3344         if (!q->mq_ops || !q->mq_ops->poll || !blk_qc_t_valid(cookie) ||
3345             !test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
3346                 return false;
3347
3348         plug = current->plug;
3349         if (plug)
3350                 blk_flush_plug_list(plug, false);
3351
3352         state = current->state;
3353         while (!need_resched()) {
3354                 unsigned int queue_num = blk_qc_t_to_queue_num(cookie);
3355                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx = q->queue_hw_ctx[queue_num];
3356                 int ret;
3357
3358                 hctx->poll_invoked++;
3359
3360                 ret = q->mq_ops->poll(hctx, blk_qc_t_to_tag(cookie));
3361                 if (ret > 0) {
3362                         hctx->poll_success++;
3363                         set_current_state(TASK_RUNNING);
3364                         return true;
3365                 }
3366
3367                 if (signal_pending_state(state, current))
3368                         set_current_state(TASK_RUNNING);
3369
3370                 if (current->state == TASK_RUNNING)
3371                         return true;
3372                 if (ret < 0)
3373                         break;
3374                 cpu_relax();
3375         }
3376
3377         return false;
3378 }
3379
3380 #ifdef CONFIG_PM
3381 /**
3382  * blk_pm_runtime_init - Block layer runtime PM initialization routine
3383  * @q: the queue of the device
3384  * @dev: the device the queue belongs to
3385  *
3386  * Description:
3387  *    Initialize runtime-PM-related fields for @q and start auto suspend for
3388  *    @dev. Drivers that want to take advantage of request-based runtime PM
3389  *    should call this function after @dev has been initialized, and its
3390  *    request queue @q has been allocated, and runtime PM for it can not happen
3391  *    yet(either due to disabled/forbidden or its usage_count > 0). In most
3392  *    cases, driver should call this function before any I/O has taken place.
3393  *
3394  *    This function takes care of setting up using auto suspend for the device,
3395  *    the autosuspend delay is set to -1 to make runtime suspend impossible
3396  *    until an updated value is either set by user or by driver. Drivers do
3397  *    not need to touch other autosuspend settings.
3398  *
3399  *    The block layer runtime PM is request based, so only works for drivers
3400  *    that use request as their IO unit instead of those directly use bio's.
3401  */
3402 void blk_pm_runtime_init(struct request_queue *q, struct device *dev)
3403 {
3404         q->dev = dev;
3405         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3406         pm_runtime_set_autosuspend_delay(q->dev, -1);
3407         pm_runtime_use_autosuspend(q->dev);
3408 }
3409 EXPORT_SYMBOL(blk_pm_runtime_init);
3410
3411 /**
3412  * blk_pre_runtime_suspend - Pre runtime suspend check
3413  * @q: the queue of the device
3414  *
3415  * Description:
3416  *    This function will check if runtime suspend is allowed for the device
3417  *    by examining if there are any requests pending in the queue. If there
3418  *    are requests pending, the device can not be runtime suspended; otherwise,
3419  *    the queue's status will be updated to SUSPENDING and the driver can
3420  *    proceed to suspend the device.
3421  *
3422  *    For the not allowed case, we mark last busy for the device so that
3423  *    runtime PM core will try to autosuspend it some time later.
3424  *
3425  *    This function should be called near the start of the device's
3426  *    runtime_suspend callback.
3427  *
3428  * Return:
3429  *    0         - OK to runtime suspend the device
3430  *    -EBUSY    - Device should not be runtime suspended
3431  */
3432 int blk_pre_runtime_suspend(struct request_queue *q)
3433 {
3434         int ret = 0;
3435
3436         if (!q->dev)
3437                 return ret;
3438
3439         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3440         if (q->nr_pending) {
3441                 ret = -EBUSY;
3442                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3443         } else {
3444                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDING;
3445         }
3446         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3447         return ret;
3448 }
3449 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_suspend);
3450
3451 /**
3452  * blk_post_runtime_suspend - Post runtime suspend processing
3453  * @q: the queue of the device
3454  * @err: return value of the device's runtime_suspend function
3455  *
3456  * Description:
3457  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3458  *    device's runtime suspend function and mark last busy for the device so
3459  *    that PM core will try to auto suspend the device at a later time.
3460  *
3461  *    This function should be called near the end of the device's
3462  *    runtime_suspend callback.
3463  */
3464 void blk_post_runtime_suspend(struct request_queue *q, int err)
3465 {
3466         if (!q->dev)
3467                 return;
3468
3469         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3470         if (!err) {
3471                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3472         } else {
3473                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3474                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3475         }
3476         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3477 }
3478 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_suspend);
3479
3480 /**
3481  * blk_pre_runtime_resume - Pre runtime resume processing
3482  * @q: the queue of the device
3483  *
3484  * Description:
3485  *    Update the queue's runtime status to RESUMING in preparation for the
3486  *    runtime resume of the device.
3487  *
3488  *    This function should be called near the start of the device's
3489  *    runtime_resume callback.
3490  */
3491 void blk_pre_runtime_resume(struct request_queue *q)
3492 {
3493         if (!q->dev)
3494                 return;
3495
3496         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3497         q->rpm_status = RPM_RESUMING;
3498         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3499 }
3500 EXPORT_SYMBOL(blk_pre_runtime_resume);
3501
3502 /**
3503  * blk_post_runtime_resume - Post runtime resume processing
3504  * @q: the queue of the device
3505  * @err: return value of the device's runtime_resume function
3506  *
3507  * Description:
3508  *    Update the queue's runtime status according to the return value of the
3509  *    device's runtime_resume function. If it is successfully resumed, process
3510  *    the requests that are queued into the device's queue when it is resuming
3511  *    and then mark last busy and initiate autosuspend for it.
3512  *
3513  *    This function should be called near the end of the device's
3514  *    runtime_resume callback.
3515  */
3516 void blk_post_runtime_resume(struct request_queue *q, int err)
3517 {
3518         if (!q->dev)
3519                 return;
3520
3521         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3522         if (!err) {
3523                 q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3524                 __blk_run_queue(q);
3525                 pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3526                 pm_request_autosuspend(q->dev);
3527         } else {
3528                 q->rpm_status = RPM_SUSPENDED;
3529         }
3530         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3531 }
3532 EXPORT_SYMBOL(blk_post_runtime_resume);
3533
3534 /**
3535  * blk_set_runtime_active - Force runtime status of the queue to be active
3536  * @q: the queue of the device
3537  *
3538  * If the device is left runtime suspended during system suspend the resume
3539  * hook typically resumes the device and corrects runtime status
3540  * accordingly. However, that does not affect the queue runtime PM status
3541  * which is still "suspended". This prevents processing requests from the
3542  * queue.
3543  *
3544  * This function can be used in driver's resume hook to correct queue
3545  * runtime PM status and re-enable peeking requests from the queue. It
3546  * should be called before first request is added to the queue.
3547  */
3548 void blk_set_runtime_active(struct request_queue *q)
3549 {
3550         spin_lock_irq(q->queue_lock);
3551         q->rpm_status = RPM_ACTIVE;
3552         pm_runtime_mark_last_busy(q->dev);
3553         pm_request_autosuspend(q->dev);
3554         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
3555 }
3556 EXPORT_SYMBOL(blk_set_runtime_active);
3557 #endif
3558
3559 int __init blk_dev_init(void)
3560 {
3561         BUILD_BUG_ON(__REQ_NR_BITS > 8 *
3562                         FIELD_SIZEOF(struct request, cmd_flags));
3563
3564         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3565         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3566                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3567         if (!kblockd_workqueue)
3568                 panic("Failed to create kblockd\n");
3569
3570         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3571                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3572
3573         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("request_queue",
3574                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3575
3576         return 0;
3577 }