473015ee28a27723457b87b8b9e149b795d46e0c
[~shefty/rdma-dev.git] / block / blk-core.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
3  * Copyright (C) 1994,      Karl Keyte: Added support for disk statistics
4  * Elevator latency, (C) 2000  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
5  * Queue request tables / lock, selectable elevator, Jens Axboe <axboe@suse.de>
6  * kernel-doc documentation started by NeilBrown <neilb@cse.unsw.edu.au>
7  *      -  July2000
8  * bio rewrite, highmem i/o, etc, Jens Axboe <axboe@suse.de> - may 2001
9  */
10
11 /*
12  * This handles all read/write requests to block devices
13  */
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/backing-dev.h>
17 #include <linux/bio.h>
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/highmem.h>
20 #include <linux/mm.h>
21 #include <linux/kernel_stat.h>
22 #include <linux/string.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/completion.h>
25 #include <linux/slab.h>
26 #include <linux/swap.h>
27 #include <linux/writeback.h>
28 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30 #include <linux/list_sort.h>
31 #include <linux/delay.h>
32 #include <linux/ratelimit.h>
33
34 #define CREATE_TRACE_POINTS
35 #include <trace/events/block.h>
36
37 #include "blk.h"
38 #include "blk-cgroup.h"
39
40 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_remap);
41 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
42 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
43
44 DEFINE_IDA(blk_queue_ida);
45
46 /*
47  * For the allocated request tables
48  */
49 static struct kmem_cache *request_cachep;
50
51 /*
52  * For queue allocation
53  */
54 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
55
56 /*
57  * Controlling structure to kblockd
58  */
59 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
60
61 static void drive_stat_acct(struct request *rq, int new_io)
62 {
63         struct hd_struct *part;
64         int rw = rq_data_dir(rq);
65         int cpu;
66
67         if (!blk_do_io_stat(rq))
68                 return;
69
70         cpu = part_stat_lock();
71
72         if (!new_io) {
73                 part = rq->part;
74                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
75         } else {
76                 part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
77                 if (!hd_struct_try_get(part)) {
78                         /*
79                          * The partition is already being removed,
80                          * the request will be accounted on the disk only
81                          *
82                          * We take a reference on disk->part0 although that
83                          * partition will never be deleted, so we can treat
84                          * it as any other partition.
85                          */
86                         part = &rq->rq_disk->part0;
87                         hd_struct_get(part);
88                 }
89                 part_round_stats(cpu, part);
90                 part_inc_in_flight(part, rw);
91                 rq->part = part;
92         }
93
94         part_stat_unlock();
95 }
96
97 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
98 {
99         int nr;
100
101         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
102         if (nr > q->nr_requests)
103                 nr = q->nr_requests;
104         q->nr_congestion_on = nr;
105
106         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
107         if (nr < 1)
108                 nr = 1;
109         q->nr_congestion_off = nr;
110 }
111
112 /**
113  * blk_get_backing_dev_info - get the address of a queue's backing_dev_info
114  * @bdev:       device
115  *
116  * Locates the passed device's request queue and returns the address of its
117  * backing_dev_info
118  *
119  * Will return NULL if the request queue cannot be located.
120  */
121 struct backing_dev_info *blk_get_backing_dev_info(struct block_device *bdev)
122 {
123         struct backing_dev_info *ret = NULL;
124         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
125
126         if (q)
127                 ret = &q->backing_dev_info;
128         return ret;
129 }
130 EXPORT_SYMBOL(blk_get_backing_dev_info);
131
132 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
133 {
134         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
135
136         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
137         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
138         rq->cpu = -1;
139         rq->q = q;
140         rq->__sector = (sector_t) -1;
141         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
142         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
143         rq->cmd = rq->__cmd;
144         rq->cmd_len = BLK_MAX_CDB;
145         rq->tag = -1;
146         rq->ref_count = 1;
147         rq->start_time = jiffies;
148         set_start_time_ns(rq);
149         rq->part = NULL;
150 }
151 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
152
153 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
154                           unsigned int nbytes, int error)
155 {
156         if (error)
157                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
158         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
159                 error = -EIO;
160
161         if (unlikely(nbytes > bio->bi_size)) {
162                 printk(KERN_ERR "%s: want %u bytes done, %u left\n",
163                        __func__, nbytes, bio->bi_size);
164                 nbytes = bio->bi_size;
165         }
166
167         if (unlikely(rq->cmd_flags & REQ_QUIET))
168                 set_bit(BIO_QUIET, &bio->bi_flags);
169
170         bio->bi_size -= nbytes;
171         bio->bi_sector += (nbytes >> 9);
172
173         if (bio_integrity(bio))
174                 bio_integrity_advance(bio, nbytes);
175
176         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
177         if (bio->bi_size == 0 && !(rq->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ))
178                 bio_endio(bio, error);
179 }
180
181 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
182 {
183         int bit;
184
185         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: type=%x, flags=%x\n", msg,
186                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?", rq->cmd_type,
187                 rq->cmd_flags);
188
189         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
190                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
191                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
192         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, buffer %p, len %u\n",
193                rq->bio, rq->biotail, rq->buffer, blk_rq_bytes(rq));
194
195         if (rq->cmd_type == REQ_TYPE_BLOCK_PC) {
196                 printk(KERN_INFO "  cdb: ");
197                 for (bit = 0; bit < BLK_MAX_CDB; bit++)
198                         printk("%02x ", rq->cmd[bit]);
199                 printk("\n");
200         }
201 }
202 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
203
204 static void blk_delay_work(struct work_struct *work)
205 {
206         struct request_queue *q;
207
208         q = container_of(work, struct request_queue, delay_work.work);
209         spin_lock_irq(q->queue_lock);
210         __blk_run_queue(q);
211         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
212 }
213
214 /**
215  * blk_delay_queue - restart queueing after defined interval
216  * @q:          The &struct request_queue in question
217  * @msecs:      Delay in msecs
218  *
219  * Description:
220  *   Sometimes queueing needs to be postponed for a little while, to allow
221  *   resources to come back. This function will make sure that queueing is
222  *   restarted around the specified time. Queue lock must be held.
223  */
224 void blk_delay_queue(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
225 {
226         if (likely(!blk_queue_dead(q)))
227                 queue_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work,
228                                    msecs_to_jiffies(msecs));
229 }
230 EXPORT_SYMBOL(blk_delay_queue);
231
232 /**
233  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
234  * @q:    The &struct request_queue in question
235  *
236  * Description:
237  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
238  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
239  *   entered. Also see blk_stop_queue(). Queue lock must be held.
240  **/
241 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
242 {
243         WARN_ON(!irqs_disabled());
244
245         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
246         __blk_run_queue(q);
247 }
248 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
249
250 /**
251  * blk_stop_queue - stop a queue
252  * @q:    The &struct request_queue in question
253  *
254  * Description:
255  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
256  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
257  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
258  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
259  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
260  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
261  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
262  *   blk_start_queue() to restart queue operations. Queue lock must be held.
263  **/
264 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
265 {
266         cancel_delayed_work(&q->delay_work);
267         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
268 }
269 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
270
271 /**
272  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
273  * @q: the queue
274  *
275  * Description:
276  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
277  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
278  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
279  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
280  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
281  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
282  *     this function.
283  *
284  *     This function does not cancel any asynchronous activity arising
285  *     out of elevator or throttling code. That would require elevaotor_exit()
286  *     and blkcg_exit_queue() to be called with queue lock initialized.
287  *
288  */
289 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
290 {
291         del_timer_sync(&q->timeout);
292         cancel_delayed_work_sync(&q->delay_work);
293 }
294 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
295
296 /**
297  * __blk_run_queue_uncond - run a queue whether or not it has been stopped
298  * @q:  The queue to run
299  *
300  * Description:
301  *    Invoke request handling on a queue if there are any pending requests.
302  *    May be used to restart request handling after a request has completed.
303  *    This variant runs the queue whether or not the queue has been
304  *    stopped. Must be called with the queue lock held and interrupts
305  *    disabled. See also @blk_run_queue.
306  */
307 inline void __blk_run_queue_uncond(struct request_queue *q)
308 {
309         if (unlikely(blk_queue_dead(q)))
310                 return;
311
312         /*
313          * Some request_fn implementations, e.g. scsi_request_fn(), unlock
314          * the queue lock internally. As a result multiple threads may be
315          * running such a request function concurrently. Keep track of the
316          * number of active request_fn invocations such that blk_drain_queue()
317          * can wait until all these request_fn calls have finished.
318          */
319         q->request_fn_active++;
320         q->request_fn(q);
321         q->request_fn_active--;
322 }
323
324 /**
325  * __blk_run_queue - run a single device queue
326  * @q:  The queue to run
327  *
328  * Description:
329  *    See @blk_run_queue. This variant must be called with the queue lock
330  *    held and interrupts disabled.
331  */
332 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
333 {
334         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
335                 return;
336
337         __blk_run_queue_uncond(q);
338 }
339 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
340
341 /**
342  * blk_run_queue_async - run a single device queue in workqueue context
343  * @q:  The queue to run
344  *
345  * Description:
346  *    Tells kblockd to perform the equivalent of @blk_run_queue on behalf
347  *    of us. The caller must hold the queue lock.
348  */
349 void blk_run_queue_async(struct request_queue *q)
350 {
351         if (likely(!blk_queue_stopped(q) && !blk_queue_dead(q)))
352                 mod_delayed_work(kblockd_workqueue, &q->delay_work, 0);
353 }
354 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue_async);
355
356 /**
357  * blk_run_queue - run a single device queue
358  * @q: The queue to run
359  *
360  * Description:
361  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
362  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
363  */
364 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
365 {
366         unsigned long flags;
367
368         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
369         __blk_run_queue(q);
370         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
371 }
372 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
373
374 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
375 {
376         kobject_put(&q->kobj);
377 }
378 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
379
380 /**
381  * __blk_drain_queue - drain requests from request_queue
382  * @q: queue to drain
383  * @drain_all: whether to drain all requests or only the ones w/ ELVPRIV
384  *
385  * Drain requests from @q.  If @drain_all is set, all requests are drained.
386  * If not, only ELVPRIV requests are drained.  The caller is responsible
387  * for ensuring that no new requests which need to be drained are queued.
388  */
389 static void __blk_drain_queue(struct request_queue *q, bool drain_all)
390         __releases(q->queue_lock)
391         __acquires(q->queue_lock)
392 {
393         int i;
394
395         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
396
397         while (true) {
398                 bool drain = false;
399
400                 /*
401                  * The caller might be trying to drain @q before its
402                  * elevator is initialized.
403                  */
404                 if (q->elevator)
405                         elv_drain_elevator(q);
406
407                 blkcg_drain_queue(q);
408
409                 /*
410                  * This function might be called on a queue which failed
411                  * driver init after queue creation or is not yet fully
412                  * active yet.  Some drivers (e.g. fd and loop) get unhappy
413                  * in such cases.  Kick queue iff dispatch queue has
414                  * something on it and @q has request_fn set.
415                  */
416                 if (!list_empty(&q->queue_head) && q->request_fn)
417                         __blk_run_queue(q);
418
419                 drain |= q->nr_rqs_elvpriv;
420                 drain |= q->request_fn_active;
421
422                 /*
423                  * Unfortunately, requests are queued at and tracked from
424                  * multiple places and there's no single counter which can
425                  * be drained.  Check all the queues and counters.
426                  */
427                 if (drain_all) {
428                         drain |= !list_empty(&q->queue_head);
429                         for (i = 0; i < 2; i++) {
430                                 drain |= q->nr_rqs[i];
431                                 drain |= q->in_flight[i];
432                                 drain |= !list_empty(&q->flush_queue[i]);
433                         }
434                 }
435
436                 if (!drain)
437                         break;
438
439                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
440
441                 msleep(10);
442
443                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
444         }
445
446         /*
447          * With queue marked dead, any woken up waiter will fail the
448          * allocation path, so the wakeup chaining is lost and we're
449          * left with hung waiters. We need to wake up those waiters.
450          */
451         if (q->request_fn) {
452                 struct request_list *rl;
453
454                 blk_queue_for_each_rl(rl, q)
455                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rl->wait); i++)
456                                 wake_up_all(&rl->wait[i]);
457         }
458 }
459
460 /**
461  * blk_queue_bypass_start - enter queue bypass mode
462  * @q: queue of interest
463  *
464  * In bypass mode, only the dispatch FIFO queue of @q is used.  This
465  * function makes @q enter bypass mode and drains all requests which were
466  * throttled or issued before.  On return, it's guaranteed that no request
467  * is being throttled or has ELVPRIV set and blk_queue_bypass() %true
468  * inside queue or RCU read lock.
469  */
470 void blk_queue_bypass_start(struct request_queue *q)
471 {
472         bool drain;
473
474         spin_lock_irq(q->queue_lock);
475         drain = !q->bypass_depth++;
476         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
477         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
478
479         if (drain) {
480                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
481                 __blk_drain_queue(q, false);
482                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
483
484                 /* ensure blk_queue_bypass() is %true inside RCU read lock */
485                 synchronize_rcu();
486         }
487 }
488 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_start);
489
490 /**
491  * blk_queue_bypass_end - leave queue bypass mode
492  * @q: queue of interest
493  *
494  * Leave bypass mode and restore the normal queueing behavior.
495  */
496 void blk_queue_bypass_end(struct request_queue *q)
497 {
498         spin_lock_irq(q->queue_lock);
499         if (!--q->bypass_depth)
500                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
501         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
502         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
503 }
504 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bypass_end);
505
506 /**
507  * blk_cleanup_queue - shutdown a request queue
508  * @q: request queue to shutdown
509  *
510  * Mark @q DYING, drain all pending requests, mark @q DEAD, destroy and
511  * put it.  All future requests will be failed immediately with -ENODEV.
512  */
513 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
514 {
515         spinlock_t *lock = q->queue_lock;
516
517         /* mark @q DYING, no new request or merges will be allowed afterwards */
518         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
519         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DYING, q);
520         spin_lock_irq(lock);
521
522         /*
523          * A dying queue is permanently in bypass mode till released.  Note
524          * that, unlike blk_queue_bypass_start(), we aren't performing
525          * synchronize_rcu() after entering bypass mode to avoid the delay
526          * as some drivers create and destroy a lot of queues while
527          * probing.  This is still safe because blk_release_queue() will be
528          * called only after the queue refcnt drops to zero and nothing,
529          * RCU or not, would be traversing the queue by then.
530          */
531         q->bypass_depth++;
532         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
533
534         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOMERGES, q);
535         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NOXMERGES, q);
536         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DYING, q);
537         spin_unlock_irq(lock);
538         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
539
540         /*
541          * Drain all requests queued before DYING marking. Set DEAD flag to
542          * prevent that q->request_fn() gets invoked after draining finished.
543          */
544         spin_lock_irq(lock);
545         __blk_drain_queue(q, true);
546         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
547         spin_unlock_irq(lock);
548
549         /* @q won't process any more request, flush async actions */
550         del_timer_sync(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer);
551         blk_sync_queue(q);
552
553         spin_lock_irq(lock);
554         if (q->queue_lock != &q->__queue_lock)
555                 q->queue_lock = &q->__queue_lock;
556         spin_unlock_irq(lock);
557
558         /* @q is and will stay empty, shutdown and put */
559         blk_put_queue(q);
560 }
561 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
562
563 int blk_init_rl(struct request_list *rl, struct request_queue *q,
564                 gfp_t gfp_mask)
565 {
566         if (unlikely(rl->rq_pool))
567                 return 0;
568
569         rl->q = q;
570         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
571         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
572         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
573         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
574
575         rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ, mempool_alloc_slab,
576                                           mempool_free_slab, request_cachep,
577                                           gfp_mask, q->node);
578         if (!rl->rq_pool)
579                 return -ENOMEM;
580
581         return 0;
582 }
583
584 void blk_exit_rl(struct request_list *rl)
585 {
586         if (rl->rq_pool)
587                 mempool_destroy(rl->rq_pool);
588 }
589
590 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
591 {
592         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, NUMA_NO_NODE);
593 }
594 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
595
596 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
597 {
598         struct request_queue *q;
599         int err;
600
601         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
602                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
603         if (!q)
604                 return NULL;
605
606         q->id = ida_simple_get(&blk_queue_ida, 0, 0, gfp_mask);
607         if (q->id < 0)
608                 goto fail_q;
609
610         q->backing_dev_info.ra_pages =
611                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_CACHE_SIZE;
612         q->backing_dev_info.state = 0;
613         q->backing_dev_info.capabilities = BDI_CAP_MAP_COPY;
614         q->backing_dev_info.name = "block";
615         q->node = node_id;
616
617         err = bdi_init(&q->backing_dev_info);
618         if (err)
619                 goto fail_id;
620
621         setup_timer(&q->backing_dev_info.laptop_mode_wb_timer,
622                     laptop_mode_timer_fn, (unsigned long) q);
623         setup_timer(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, (unsigned long) q);
624         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
625         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
626         INIT_LIST_HEAD(&q->icq_list);
627 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
628         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
629 #endif
630         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_queue[0]);
631         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_queue[1]);
632         INIT_LIST_HEAD(&q->flush_data_in_flight);
633         INIT_DELAYED_WORK(&q->delay_work, blk_delay_work);
634
635         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
636
637         mutex_init(&q->sysfs_lock);
638         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
639
640         /*
641          * By default initialize queue_lock to internal lock and driver can
642          * override it later if need be.
643          */
644         q->queue_lock = &q->__queue_lock;
645
646         /*
647          * A queue starts its life with bypass turned on to avoid
648          * unnecessary bypass on/off overhead and nasty surprises during
649          * init.  The initial bypass will be finished when the queue is
650          * registered by blk_register_queue().
651          */
652         q->bypass_depth = 1;
653         __set_bit(QUEUE_FLAG_BYPASS, &q->queue_flags);
654
655         if (blkcg_init_queue(q))
656                 goto fail_id;
657
658         return q;
659
660 fail_id:
661         ida_simple_remove(&blk_queue_ida, q->id);
662 fail_q:
663         kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
664         return NULL;
665 }
666 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
667
668 /**
669  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
670  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
671  *        placed on the queue.
672  * @lock: Request queue spin lock
673  *
674  * Description:
675  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
676  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
677  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
678  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
679  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
680  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
681  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
682  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
683  *
684  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
685  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
686  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
687  *    get dealt with eventually.
688  *
689  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
690  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
691  *    disabling is needed for it.
692  *
693  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
694  *    it didn't succeed.
695  *
696  * Note:
697  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
698  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
699  **/
700
701 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
702 {
703         return blk_init_queue_node(rfn, lock, NUMA_NO_NODE);
704 }
705 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
706
707 struct request_queue *
708 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
709 {
710         struct request_queue *uninit_q, *q;
711
712         uninit_q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
713         if (!uninit_q)
714                 return NULL;
715
716         q = blk_init_allocated_queue(uninit_q, rfn, lock);
717         if (!q)
718                 blk_cleanup_queue(uninit_q);
719
720         return q;
721 }
722 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
723
724 struct request_queue *
725 blk_init_allocated_queue(struct request_queue *q, request_fn_proc *rfn,
726                          spinlock_t *lock)
727 {
728         if (!q)
729                 return NULL;
730
731         if (blk_init_rl(&q->root_rl, q, GFP_KERNEL))
732                 return NULL;
733
734         q->request_fn           = rfn;
735         q->prep_rq_fn           = NULL;
736         q->unprep_rq_fn         = NULL;
737         q->queue_flags          |= QUEUE_FLAG_DEFAULT;
738
739         /* Override internal queue lock with supplied lock pointer */
740         if (lock)
741                 q->queue_lock           = lock;
742
743         /*
744          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
745          */
746         blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
747
748         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
749
750         /* init elevator */
751         if (elevator_init(q, NULL))
752                 return NULL;
753         return q;
754 }
755 EXPORT_SYMBOL(blk_init_allocated_queue);
756
757 bool blk_get_queue(struct request_queue *q)
758 {
759         if (likely(!blk_queue_dying(q))) {
760                 __blk_get_queue(q);
761                 return true;
762         }
763
764         return false;
765 }
766 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
767
768 static inline void blk_free_request(struct request_list *rl, struct request *rq)
769 {
770         if (rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV) {
771                 elv_put_request(rl->q, rq);
772                 if (rq->elv.icq)
773                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
774         }
775
776         mempool_free(rq, rl->rq_pool);
777 }
778
779 /*
780  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
781  * should be given priority access to a request.
782  */
783 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
784 {
785         if (!ioc)
786                 return 0;
787
788         /*
789          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
790          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
791          * lose wakeups.
792          */
793         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
794                 (ioc->nr_batch_requests > 0
795                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
796 }
797
798 /*
799  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
800  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
801  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
802  * a nice run.
803  */
804 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
805 {
806         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
807                 return;
808
809         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
810         ioc->last_waited = jiffies;
811 }
812
813 static void __freed_request(struct request_list *rl, int sync)
814 {
815         struct request_queue *q = rl->q;
816
817         /*
818          * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up root
819          * blkcg anyway, just use root blkcg state.
820          */
821         if (rl == &q->root_rl &&
822             rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
823                 blk_clear_queue_congested(q, sync);
824
825         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
826                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
827                         wake_up(&rl->wait[sync]);
828
829                 blk_clear_rl_full(rl, sync);
830         }
831 }
832
833 /*
834  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
835  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
836  */
837 static void freed_request(struct request_list *rl, unsigned int flags)
838 {
839         struct request_queue *q = rl->q;
840         int sync = rw_is_sync(flags);
841
842         q->nr_rqs[sync]--;
843         rl->count[sync]--;
844         if (flags & REQ_ELVPRIV)
845                 q->nr_rqs_elvpriv--;
846
847         __freed_request(rl, sync);
848
849         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
850                 __freed_request(rl, sync ^ 1);
851 }
852
853 /*
854  * Determine if elevator data should be initialized when allocating the
855  * request associated with @bio.
856  */
857 static bool blk_rq_should_init_elevator(struct bio *bio)
858 {
859         if (!bio)
860                 return true;
861
862         /*
863          * Flush requests do not use the elevator so skip initialization.
864          * This allows a request to share the flush and elevator data.
865          */
866         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
867                 return false;
868
869         return true;
870 }
871
872 /**
873  * rq_ioc - determine io_context for request allocation
874  * @bio: request being allocated is for this bio (can be %NULL)
875  *
876  * Determine io_context to use for request allocation for @bio.  May return
877  * %NULL if %current->io_context doesn't exist.
878  */
879 static struct io_context *rq_ioc(struct bio *bio)
880 {
881 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
882         if (bio && bio->bi_ioc)
883                 return bio->bi_ioc;
884 #endif
885         return current->io_context;
886 }
887
888 /**
889  * __get_request - get a free request
890  * @rl: request list to allocate from
891  * @rw_flags: RW and SYNC flags
892  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
893  * @gfp_mask: allocation mask
894  *
895  * Get a free request from @q.  This function may fail under memory
896  * pressure or if @q is dead.
897  *
898  * Must be callled with @q->queue_lock held and,
899  * Returns %NULL on failure, with @q->queue_lock held.
900  * Returns !%NULL on success, with @q->queue_lock *not held*.
901  */
902 static struct request *__get_request(struct request_list *rl, int rw_flags,
903                                      struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
904 {
905         struct request_queue *q = rl->q;
906         struct request *rq;
907         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
908         struct io_context *ioc = rq_ioc(bio);
909         struct io_cq *icq = NULL;
910         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
911         int may_queue;
912
913         if (unlikely(blk_queue_dying(q)))
914                 return NULL;
915
916         may_queue = elv_may_queue(q, rw_flags);
917         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
918                 goto rq_starved;
919
920         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
921                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
922                         /*
923                          * The queue will fill after this allocation, so set
924                          * it as full, and mark this process as "batching".
925                          * This process will be allowed to complete a batch of
926                          * requests, others will be blocked.
927                          */
928                         if (!blk_rl_full(rl, is_sync)) {
929                                 ioc_set_batching(q, ioc);
930                                 blk_set_rl_full(rl, is_sync);
931                         } else {
932                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
933                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
934                                         /*
935                                          * The queue is full and the allocating
936                                          * process is not a "batcher", and not
937                                          * exempted by the IO scheduler
938                                          */
939                                         return NULL;
940                                 }
941                         }
942                 }
943                 /*
944                  * bdi isn't aware of blkcg yet.  As all async IOs end up
945                  * root blkcg anyway, just use root blkcg state.
946                  */
947                 if (rl == &q->root_rl)
948                         blk_set_queue_congested(q, is_sync);
949         }
950
951         /*
952          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
953          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
954          * allocated with any setting of ->nr_requests
955          */
956         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
957                 return NULL;
958
959         q->nr_rqs[is_sync]++;
960         rl->count[is_sync]++;
961         rl->starved[is_sync] = 0;
962
963         /*
964          * Decide whether the new request will be managed by elevator.  If
965          * so, mark @rw_flags and increment elvpriv.  Non-zero elvpriv will
966          * prevent the current elevator from being destroyed until the new
967          * request is freed.  This guarantees icq's won't be destroyed and
968          * makes creating new ones safe.
969          *
970          * Also, lookup icq while holding queue_lock.  If it doesn't exist,
971          * it will be created after releasing queue_lock.
972          */
973         if (blk_rq_should_init_elevator(bio) && !blk_queue_bypass(q)) {
974                 rw_flags |= REQ_ELVPRIV;
975                 q->nr_rqs_elvpriv++;
976                 if (et->icq_cache && ioc)
977                         icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
978         }
979
980         if (blk_queue_io_stat(q))
981                 rw_flags |= REQ_IO_STAT;
982         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
983
984         /* allocate and init request */
985         rq = mempool_alloc(rl->rq_pool, gfp_mask);
986         if (!rq)
987                 goto fail_alloc;
988
989         blk_rq_init(q, rq);
990         blk_rq_set_rl(rq, rl);
991         rq->cmd_flags = rw_flags | REQ_ALLOCED;
992
993         /* init elvpriv */
994         if (rw_flags & REQ_ELVPRIV) {
995                 if (unlikely(et->icq_cache && !icq)) {
996                         if (ioc)
997                                 icq = ioc_create_icq(ioc, q, gfp_mask);
998                         if (!icq)
999                                 goto fail_elvpriv;
1000                 }
1001
1002                 rq->elv.icq = icq;
1003                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, bio, gfp_mask)))
1004                         goto fail_elvpriv;
1005
1006                 /* @rq->elv.icq holds io_context until @rq is freed */
1007                 if (icq)
1008                         get_io_context(icq->ioc);
1009         }
1010 out:
1011         /*
1012          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
1013          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
1014          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
1015          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
1016          */
1017         if (ioc_batching(q, ioc))
1018                 ioc->nr_batch_requests--;
1019
1020         trace_block_getrq(q, bio, rw_flags & 1);
1021         return rq;
1022
1023 fail_elvpriv:
1024         /*
1025          * elvpriv init failed.  ioc, icq and elvpriv aren't mempool backed
1026          * and may fail indefinitely under memory pressure and thus
1027          * shouldn't stall IO.  Treat this request as !elvpriv.  This will
1028          * disturb iosched and blkcg but weird is bettern than dead.
1029          */
1030         printk_ratelimited(KERN_WARNING "%s: request aux data allocation failed, iosched may be disturbed\n",
1031                            dev_name(q->backing_dev_info.dev));
1032
1033         rq->cmd_flags &= ~REQ_ELVPRIV;
1034         rq->elv.icq = NULL;
1035
1036         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1037         q->nr_rqs_elvpriv--;
1038         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1039         goto out;
1040
1041 fail_alloc:
1042         /*
1043          * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything we
1044          * might have messed up.
1045          *
1046          * Allocating task should really be put onto the front of the wait
1047          * queue, but this is pretty rare.
1048          */
1049         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1050         freed_request(rl, rw_flags);
1051
1052         /*
1053          * in the very unlikely event that allocation failed and no
1054          * requests for this direction was pending, mark us starved so that
1055          * freeing of a request in the other direction will notice
1056          * us. another possible fix would be to split the rq mempool into
1057          * READ and WRITE
1058          */
1059 rq_starved:
1060         if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
1061                 rl->starved[is_sync] = 1;
1062         return NULL;
1063 }
1064
1065 /**
1066  * get_request - get a free request
1067  * @q: request_queue to allocate request from
1068  * @rw_flags: RW and SYNC flags
1069  * @bio: bio to allocate request for (can be %NULL)
1070  * @gfp_mask: allocation mask
1071  *
1072  * Get a free request from @q.  If %__GFP_WAIT is set in @gfp_mask, this
1073  * function keeps retrying under memory pressure and fails iff @q is dead.
1074  *
1075  * Must be callled with @q->queue_lock held and,
1076  * Returns %NULL on failure, with @q->queue_lock held.
1077  * Returns !%NULL on success, with @q->queue_lock *not held*.
1078  */
1079 static struct request *get_request(struct request_queue *q, int rw_flags,
1080                                    struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
1081 {
1082         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
1083         DEFINE_WAIT(wait);
1084         struct request_list *rl;
1085         struct request *rq;
1086
1087         rl = blk_get_rl(q, bio);        /* transferred to @rq on success */
1088 retry:
1089         rq = __get_request(rl, rw_flags, bio, gfp_mask);
1090         if (rq)
1091                 return rq;
1092
1093         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT) || unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1094                 blk_put_rl(rl);
1095                 return NULL;
1096         }
1097
1098         /* wait on @rl and retry */
1099         prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
1100                                   TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1101
1102         trace_block_sleeprq(q, bio, rw_flags & 1);
1103
1104         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1105         io_schedule();
1106
1107         /*
1108          * After sleeping, we become a "batching" process and will be able
1109          * to allocate at least one request, and up to a big batch of them
1110          * for a small period time.  See ioc_batching, ioc_set_batching
1111          */
1112         ioc_set_batching(q, current->io_context);
1113
1114         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1115         finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
1116
1117         goto retry;
1118 }
1119
1120 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp_mask)
1121 {
1122         struct request *rq;
1123
1124         BUG_ON(rw != READ && rw != WRITE);
1125
1126         /* create ioc upfront */
1127         create_io_context(gfp_mask, q->node);
1128
1129         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1130         rq = get_request(q, rw, NULL, gfp_mask);
1131         if (!rq)
1132                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1133         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
1134
1135         return rq;
1136 }
1137 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
1138
1139 /**
1140  * blk_make_request - given a bio, allocate a corresponding struct request.
1141  * @q: target request queue
1142  * @bio:  The bio describing the memory mappings that will be submitted for IO.
1143  *        It may be a chained-bio properly constructed by block/bio layer.
1144  * @gfp_mask: gfp flags to be used for memory allocation
1145  *
1146  * blk_make_request is the parallel of generic_make_request for BLOCK_PC
1147  * type commands. Where the struct request needs to be farther initialized by
1148  * the caller. It is passed a &struct bio, which describes the memory info of
1149  * the I/O transfer.
1150  *
1151  * The caller of blk_make_request must make sure that bi_io_vec
1152  * are set to describe the memory buffers. That bio_data_dir() will return
1153  * the needed direction of the request. (And all bio's in the passed bio-chain
1154  * are properly set accordingly)
1155  *
1156  * If called under none-sleepable conditions, mapped bio buffers must not
1157  * need bouncing, by calling the appropriate masked or flagged allocator,
1158  * suitable for the target device. Otherwise the call to blk_queue_bounce will
1159  * BUG.
1160  *
1161  * WARNING: When allocating/cloning a bio-chain, careful consideration should be
1162  * given to how you allocate bios. In particular, you cannot use __GFP_WAIT for
1163  * anything but the first bio in the chain. Otherwise you risk waiting for IO
1164  * completion of a bio that hasn't been submitted yet, thus resulting in a
1165  * deadlock. Alternatively bios should be allocated using bio_kmalloc() instead
1166  * of bio_alloc(), as that avoids the mempool deadlock.
1167  * If possible a big IO should be split into smaller parts when allocation
1168  * fails. Partial allocation should not be an error, or you risk a live-lock.
1169  */
1170 struct request *blk_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1171                                  gfp_t gfp_mask)
1172 {
1173         struct request *rq = blk_get_request(q, bio_data_dir(bio), gfp_mask);
1174
1175         if (unlikely(!rq))
1176                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1177
1178         for_each_bio(bio) {
1179                 struct bio *bounce_bio = bio;
1180                 int ret;
1181
1182                 blk_queue_bounce(q, &bounce_bio);
1183                 ret = blk_rq_append_bio(q, rq, bounce_bio);
1184                 if (unlikely(ret)) {
1185                         blk_put_request(rq);
1186                         return ERR_PTR(ret);
1187                 }
1188         }
1189
1190         return rq;
1191 }
1192 EXPORT_SYMBOL(blk_make_request);
1193
1194 /**
1195  * blk_requeue_request - put a request back on queue
1196  * @q:          request queue where request should be inserted
1197  * @rq:         request to be inserted
1198  *
1199  * Description:
1200  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
1201  *    more, when that condition happens we need to put the request back
1202  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
1203  */
1204 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1205 {
1206         blk_delete_timer(rq);
1207         blk_clear_rq_complete(rq);
1208         trace_block_rq_requeue(q, rq);
1209
1210         if (blk_rq_tagged(rq))
1211                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1212
1213         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1214
1215         elv_requeue_request(q, rq);
1216 }
1217 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
1218
1219 static void add_acct_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
1220                              int where)
1221 {
1222         drive_stat_acct(rq, 1);
1223         __elv_add_request(q, rq, where);
1224 }
1225
1226 static void part_round_stats_single(int cpu, struct hd_struct *part,
1227                                     unsigned long now)
1228 {
1229         if (now == part->stamp)
1230                 return;
1231
1232         if (part_in_flight(part)) {
1233                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1234                                 part_in_flight(part) * (now - part->stamp));
1235                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1236         }
1237         part->stamp = now;
1238 }
1239
1240 /**
1241  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1242  * @cpu: cpu number for stats access
1243  * @part: target partition
1244  *
1245  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1246  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1247  * time it has been in this state for.
1248  *
1249  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1250  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1251  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1252  * function to do a round-off before returning the results when reading
1253  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1254  * the current jiffies and restarts the counters again.
1255  */
1256 void part_round_stats(int cpu, struct hd_struct *part)
1257 {
1258         unsigned long now = jiffies;
1259
1260         if (part->partno)
1261                 part_round_stats_single(cpu, &part_to_disk(part)->part0, now);
1262         part_round_stats_single(cpu, part, now);
1263 }
1264 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1265
1266 /*
1267  * queue lock must be held
1268  */
1269 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1270 {
1271         if (unlikely(!q))
1272                 return;
1273         if (unlikely(--req->ref_count))
1274                 return;
1275
1276         elv_completed_request(q, req);
1277
1278         /* this is a bio leak */
1279         WARN_ON(req->bio != NULL);
1280
1281         /*
1282          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1283          * it didn't come out of our reserved rq pools
1284          */
1285         if (req->cmd_flags & REQ_ALLOCED) {
1286                 unsigned int flags = req->cmd_flags;
1287                 struct request_list *rl = blk_rq_rl(req);
1288
1289                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1290                 BUG_ON(!hlist_unhashed(&req->hash));
1291
1292                 blk_free_request(rl, req);
1293                 freed_request(rl, flags);
1294                 blk_put_rl(rl);
1295         }
1296 }
1297 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1298
1299 void blk_put_request(struct request *req)
1300 {
1301         unsigned long flags;
1302         struct request_queue *q = req->q;
1303
1304         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1305         __blk_put_request(q, req);
1306         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1307 }
1308 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1309
1310 /**
1311  * blk_add_request_payload - add a payload to a request
1312  * @rq: request to update
1313  * @page: page backing the payload
1314  * @len: length of the payload.
1315  *
1316  * This allows to later add a payload to an already submitted request by
1317  * a block driver.  The driver needs to take care of freeing the payload
1318  * itself.
1319  *
1320  * Note that this is a quite horrible hack and nothing but handling of
1321  * discard requests should ever use it.
1322  */
1323 void blk_add_request_payload(struct request *rq, struct page *page,
1324                 unsigned int len)
1325 {
1326         struct bio *bio = rq->bio;
1327
1328         bio->bi_io_vec->bv_page = page;
1329         bio->bi_io_vec->bv_offset = 0;
1330         bio->bi_io_vec->bv_len = len;
1331
1332         bio->bi_size = len;
1333         bio->bi_vcnt = 1;
1334         bio->bi_phys_segments = 1;
1335
1336         rq->__data_len = rq->resid_len = len;
1337         rq->nr_phys_segments = 1;
1338         rq->buffer = bio_data(bio);
1339 }
1340 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_add_request_payload);
1341
1342 static bool bio_attempt_back_merge(struct request_queue *q, struct request *req,
1343                                    struct bio *bio)
1344 {
1345         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1346
1347         if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1348                 return false;
1349
1350         trace_block_bio_backmerge(q, bio);
1351
1352         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1353                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1354
1355         req->biotail->bi_next = bio;
1356         req->biotail = bio;
1357         req->__data_len += bio->bi_size;
1358         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1359
1360         drive_stat_acct(req, 0);
1361         return true;
1362 }
1363
1364 static bool bio_attempt_front_merge(struct request_queue *q,
1365                                     struct request *req, struct bio *bio)
1366 {
1367         const int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1368
1369         if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1370                 return false;
1371
1372         trace_block_bio_frontmerge(q, bio);
1373
1374         if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1375                 blk_rq_set_mixed_merge(req);
1376
1377         bio->bi_next = req->bio;
1378         req->bio = bio;
1379
1380         /*
1381          * may not be valid. if the low level driver said
1382          * it didn't need a bounce buffer then it better
1383          * not touch req->buffer either...
1384          */
1385         req->buffer = bio_data(bio);
1386         req->__sector = bio->bi_sector;
1387         req->__data_len += bio->bi_size;
1388         req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, bio_prio(bio));
1389
1390         drive_stat_acct(req, 0);
1391         return true;
1392 }
1393
1394 /**
1395  * attempt_plug_merge - try to merge with %current's plugged list
1396  * @q: request_queue new bio is being queued at
1397  * @bio: new bio being queued
1398  * @request_count: out parameter for number of traversed plugged requests
1399  *
1400  * Determine whether @bio being queued on @q can be merged with a request
1401  * on %current's plugged list.  Returns %true if merge was successful,
1402  * otherwise %false.
1403  *
1404  * Plugging coalesces IOs from the same issuer for the same purpose without
1405  * going through @q->queue_lock.  As such it's more of an issuing mechanism
1406  * than scheduling, and the request, while may have elvpriv data, is not
1407  * added on the elevator at this point.  In addition, we don't have
1408  * reliable access to the elevator outside queue lock.  Only check basic
1409  * merging parameters without querying the elevator.
1410  */
1411 static bool attempt_plug_merge(struct request_queue *q, struct bio *bio,
1412                                unsigned int *request_count)
1413 {
1414         struct blk_plug *plug;
1415         struct request *rq;
1416         bool ret = false;
1417
1418         plug = current->plug;
1419         if (!plug)
1420                 goto out;
1421         *request_count = 0;
1422
1423         list_for_each_entry_reverse(rq, &plug->list, queuelist) {
1424                 int el_ret;
1425
1426                 if (rq->q == q)
1427                         (*request_count)++;
1428
1429                 if (rq->q != q || !blk_rq_merge_ok(rq, bio))
1430                         continue;
1431
1432                 el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
1433                 if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1434                         ret = bio_attempt_back_merge(q, rq, bio);
1435                         if (ret)
1436                                 break;
1437                 } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1438                         ret = bio_attempt_front_merge(q, rq, bio);
1439                         if (ret)
1440                                 break;
1441                 }
1442         }
1443 out:
1444         return ret;
1445 }
1446
1447 void init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1448 {
1449         req->cmd_type = REQ_TYPE_FS;
1450
1451         req->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_COMMON_MASK;
1452         if (bio->bi_rw & REQ_RAHEAD)
1453                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1454
1455         req->errors = 0;
1456         req->__sector = bio->bi_sector;
1457         req->ioprio = bio_prio(bio);
1458         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1459 }
1460
1461 void blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1462 {
1463         const bool sync = !!(bio->bi_rw & REQ_SYNC);
1464         struct blk_plug *plug;
1465         int el_ret, rw_flags, where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
1466         struct request *req;
1467         unsigned int request_count = 0;
1468
1469         /*
1470          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1471          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1472          * ISA dma in theory)
1473          */
1474         blk_queue_bounce(q, &bio);
1475
1476         if (bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) {
1477                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1478                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1479                 goto get_rq;
1480         }
1481
1482         /*
1483          * Check if we can merge with the plugged list before grabbing
1484          * any locks.
1485          */
1486         if (attempt_plug_merge(q, bio, &request_count))
1487                 return;
1488
1489         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1490
1491         el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
1492         if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
1493                 if (bio_attempt_back_merge(q, req, bio)) {
1494                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1495                         if (!attempt_back_merge(q, req))
1496                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1497                         goto out_unlock;
1498                 }
1499         } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1500                 if (bio_attempt_front_merge(q, req, bio)) {
1501                         elv_bio_merged(q, req, bio);
1502                         if (!attempt_front_merge(q, req))
1503                                 elv_merged_request(q, req, el_ret);
1504                         goto out_unlock;
1505                 }
1506         }
1507
1508 get_rq:
1509         /*
1510          * This sync check and mask will be re-done in init_request_from_bio(),
1511          * but we need to set it earlier to expose the sync flag to the
1512          * rq allocator and io schedulers.
1513          */
1514         rw_flags = bio_data_dir(bio);
1515         if (sync)
1516                 rw_flags |= REQ_SYNC;
1517
1518         /*
1519          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1520          * Returns with the queue unlocked.
1521          */
1522         req = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
1523         if (unlikely(!req)) {
1524                 bio_endio(bio, -ENODEV);        /* @q is dead */
1525                 goto out_unlock;
1526         }
1527
1528         /*
1529          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1530          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1531          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1532          * often, and the elevators are able to handle it.
1533          */
1534         init_request_from_bio(req, bio);
1535
1536         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags))
1537                 req->cpu = raw_smp_processor_id();
1538
1539         plug = current->plug;
1540         if (plug) {
1541                 /*
1542                  * If this is the first request added after a plug, fire
1543                  * of a plug trace. If others have been added before, check
1544                  * if we have multiple devices in this plug. If so, make a
1545                  * note to sort the list before dispatch.
1546                  */
1547                 if (list_empty(&plug->list))
1548                         trace_block_plug(q);
1549                 else {
1550                         if (!plug->should_sort) {
1551                                 struct request *__rq;
1552
1553                                 __rq = list_entry_rq(plug->list.prev);
1554                                 if (__rq->q != q)
1555                                         plug->should_sort = 1;
1556                         }
1557                         if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
1558                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
1559                                 trace_block_plug(q);
1560                         }
1561                 }
1562                 list_add_tail(&req->queuelist, &plug->list);
1563                 drive_stat_acct(req, 1);
1564         } else {
1565                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
1566                 add_acct_request(q, req, where);
1567                 __blk_run_queue(q);
1568 out_unlock:
1569                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1570         }
1571 }
1572 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_queue_bio);       /* for device mapper only */
1573
1574 /*
1575  * If bio->bi_dev is a partition, remap the location
1576  */
1577 static inline void blk_partition_remap(struct bio *bio)
1578 {
1579         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
1580
1581         if (bio_sectors(bio) && bdev != bdev->bd_contains) {
1582                 struct hd_struct *p = bdev->bd_part;
1583
1584                 bio->bi_sector += p->start_sect;
1585                 bio->bi_bdev = bdev->bd_contains;
1586
1587                 trace_block_bio_remap(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1588                                       bdev->bd_dev,
1589                                       bio->bi_sector - p->start_sect);
1590         }
1591 }
1592
1593 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1594 {
1595         char b[BDEVNAME_SIZE];
1596
1597         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1598         printk(KERN_INFO "%s: rw=%ld, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1599                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1600                         bio->bi_rw,
1601                         (unsigned long long)bio->bi_sector + bio_sectors(bio),
1602                         (long long)(i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9));
1603
1604         set_bit(BIO_EOF, &bio->bi_flags);
1605 }
1606
1607 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1608
1609 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1610
1611 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1612 {
1613         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1614 }
1615 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1616
1617 static bool should_fail_request(struct hd_struct *part, unsigned int bytes)
1618 {
1619         return part->make_it_fail && should_fail(&fail_make_request, bytes);
1620 }
1621
1622 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1623 {
1624         struct dentry *dir = fault_create_debugfs_attr("fail_make_request",
1625                                                 NULL, &fail_make_request);
1626
1627         return IS_ERR(dir) ? PTR_ERR(dir) : 0;
1628 }
1629
1630 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1631
1632 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1633
1634 static inline bool should_fail_request(struct hd_struct *part,
1635                                         unsigned int bytes)
1636 {
1637         return false;
1638 }
1639
1640 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1641
1642 /*
1643  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1644  */
1645 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1646 {
1647         sector_t maxsector;
1648
1649         if (!nr_sectors)
1650                 return 0;
1651
1652         /* Test device or partition size, when known. */
1653         maxsector = i_size_read(bio->bi_bdev->bd_inode) >> 9;
1654         if (maxsector) {
1655                 sector_t sector = bio->bi_sector;
1656
1657                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
1658                         /*
1659                          * This may well happen - the kernel calls bread()
1660                          * without checking the size of the device, e.g., when
1661                          * mounting a device.
1662                          */
1663                         handle_bad_sector(bio);
1664                         return 1;
1665                 }
1666         }
1667
1668         return 0;
1669 }
1670
1671 static noinline_for_stack bool
1672 generic_make_request_checks(struct bio *bio)
1673 {
1674         struct request_queue *q;
1675         int nr_sectors = bio_sectors(bio);
1676         int err = -EIO;
1677         char b[BDEVNAME_SIZE];
1678         struct hd_struct *part;
1679
1680         might_sleep();
1681
1682         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1683                 goto end_io;
1684
1685         q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1686         if (unlikely(!q)) {
1687                 printk(KERN_ERR
1688                        "generic_make_request: Trying to access "
1689                         "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
1690                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1691                         (long long) bio->bi_sector);
1692                 goto end_io;
1693         }
1694
1695         if (likely(bio_is_rw(bio) &&
1696                    nr_sectors > queue_max_hw_sectors(q))) {
1697                 printk(KERN_ERR "bio too big device %s (%u > %u)\n",
1698                        bdevname(bio->bi_bdev, b),
1699                        bio_sectors(bio),
1700                        queue_max_hw_sectors(q));
1701                 goto end_io;
1702         }
1703
1704         part = bio->bi_bdev->bd_part;
1705         if (should_fail_request(part, bio->bi_size) ||
1706             should_fail_request(&part_to_disk(part)->part0,
1707                                 bio->bi_size))
1708                 goto end_io;
1709
1710         /*
1711          * If this device has partitions, remap block n
1712          * of partition p to block n+start(p) of the disk.
1713          */
1714         blk_partition_remap(bio);
1715
1716         if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio))
1717                 goto end_io;
1718
1719         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1720                 goto end_io;
1721
1722         /*
1723          * Filter flush bio's early so that make_request based
1724          * drivers without flush support don't have to worry
1725          * about them.
1726          */
1727         if ((bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) && !q->flush_flags) {
1728                 bio->bi_rw &= ~(REQ_FLUSH | REQ_FUA);
1729                 if (!nr_sectors) {
1730                         err = 0;
1731                         goto end_io;
1732                 }
1733         }
1734
1735         if ((bio->bi_rw & REQ_DISCARD) &&
1736             (!blk_queue_discard(q) ||
1737              ((bio->bi_rw & REQ_SECURE) && !blk_queue_secdiscard(q)))) {
1738                 err = -EOPNOTSUPP;
1739                 goto end_io;
1740         }
1741
1742         if (bio->bi_rw & REQ_WRITE_SAME && !bdev_write_same(bio->bi_bdev)) {
1743                 err = -EOPNOTSUPP;
1744                 goto end_io;
1745         }
1746
1747         /*
1748          * Various block parts want %current->io_context and lazy ioc
1749          * allocation ends up trading a lot of pain for a small amount of
1750          * memory.  Just allocate it upfront.  This may fail and block
1751          * layer knows how to live with it.
1752          */
1753         create_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
1754
1755         if (blk_throtl_bio(q, bio))
1756                 return false;   /* throttled, will be resubmitted later */
1757
1758         trace_block_bio_queue(q, bio);
1759         return true;
1760
1761 end_io:
1762         bio_endio(bio, err);
1763         return false;
1764 }
1765
1766 /**
1767  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
1768  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1769  *
1770  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
1771  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
1772  * to be done.
1773  *
1774  * generic_make_request() does not return any status.  The
1775  * success/failure status of the request, along with notification of
1776  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
1777  * function described (one day) else where.
1778  *
1779  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1780  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1781  * set to describe the device address, and the
1782  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1783  * completion notification should be signaled.
1784  *
1785  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1786  * bio happens to be merged with someone else, and may resubmit the bio to
1787  * a lower device by calling into generic_make_request recursively, which
1788  * means the bio should NOT be touched after the call to ->make_request_fn.
1789  */
1790 void generic_make_request(struct bio *bio)
1791 {
1792         struct bio_list bio_list_on_stack;
1793
1794         if (!generic_make_request_checks(bio))
1795                 return;
1796
1797         /*
1798          * We only want one ->make_request_fn to be active at a time, else
1799          * stack usage with stacked devices could be a problem.  So use
1800          * current->bio_list to keep a list of requests submited by a
1801          * make_request_fn function.  current->bio_list is also used as a
1802          * flag to say if generic_make_request is currently active in this
1803          * task or not.  If it is NULL, then no make_request is active.  If
1804          * it is non-NULL, then a make_request is active, and new requests
1805          * should be added at the tail
1806          */
1807         if (current->bio_list) {
1808                 bio_list_add(current->bio_list, bio);
1809                 return;
1810         }
1811
1812         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1813          * explanation.
1814          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1815          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1816          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1817          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1818          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1819          * added.  ->make_request() may indeed add some more bios
1820          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1821          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1822          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1823          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1824          * bio_list, and call into ->make_request() again.
1825          */
1826         BUG_ON(bio->bi_next);
1827         bio_list_init(&bio_list_on_stack);
1828         current->bio_list = &bio_list_on_stack;
1829         do {
1830                 struct request_queue *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1831
1832                 q->make_request_fn(q, bio);
1833
1834                 bio = bio_list_pop(current->bio_list);
1835         } while (bio);
1836         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1837 }
1838 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1839
1840 /**
1841  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1842  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
1843  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1844  *
1845  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1846  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1847  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1848  *
1849  */
1850 void submit_bio(int rw, struct bio *bio)
1851 {
1852         bio->bi_rw |= rw;
1853
1854         /*
1855          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1856          * go through the normal accounting stuff before submission.
1857          */
1858         if (bio_has_data(bio)) {
1859                 unsigned int count;
1860
1861                 if (unlikely(rw & REQ_WRITE_SAME))
1862                         count = bdev_logical_block_size(bio->bi_bdev) >> 9;
1863                 else
1864                         count = bio_sectors(bio);
1865
1866                 if (rw & WRITE) {
1867                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1868                 } else {
1869                         task_io_account_read(bio->bi_size);
1870                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1871                 }
1872
1873                 if (unlikely(block_dump)) {
1874                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1875                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s (%u sectors)\n",
1876                         current->comm, task_pid_nr(current),
1877                                 (rw & WRITE) ? "WRITE" : "READ",
1878                                 (unsigned long long)bio->bi_sector,
1879                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1880                                 count);
1881                 }
1882         }
1883
1884         generic_make_request(bio);
1885 }
1886 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1887
1888 /**
1889  * blk_rq_check_limits - Helper function to check a request for the queue limit
1890  * @q:  the queue
1891  * @rq: the request being checked
1892  *
1893  * Description:
1894  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1895  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1896  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1897  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1898  *    the insertion using this generic function.
1899  *
1900  *    This function should also be useful for request stacking drivers
1901  *    in some cases below, so export this function.
1902  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1903  *    limits while requests are in the queue (e.g. dm's table swapping).
1904  *    Such request stacking drivers should check those requests agaist
1905  *    the new queue limits again when they dispatch those requests,
1906  *    although such checkings are also done against the old queue limits
1907  *    when submitting requests.
1908  */
1909 int blk_rq_check_limits(struct request_queue *q, struct request *rq)
1910 {
1911         if (!rq_mergeable(rq))
1912                 return 0;
1913
1914         if (blk_rq_sectors(rq) > blk_queue_get_max_sectors(q, rq->cmd_flags)) {
1915                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
1916                 return -EIO;
1917         }
1918
1919         /*
1920          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1921          * may differ from that of other stacking queues.
1922          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1923          * limitation.
1924          */
1925         blk_recalc_rq_segments(rq);
1926         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1927                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
1928                 return -EIO;
1929         }
1930
1931         return 0;
1932 }
1933 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_check_limits);
1934
1935 /**
1936  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1937  * @q:  the queue to submit the request
1938  * @rq: the request being queued
1939  */
1940 int blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1941 {
1942         unsigned long flags;
1943         int where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
1944
1945         if (blk_rq_check_limits(q, rq))
1946                 return -EIO;
1947
1948         if (rq->rq_disk &&
1949             should_fail_request(&rq->rq_disk->part0, blk_rq_bytes(rq)))
1950                 return -EIO;
1951
1952         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1953         if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
1954                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1955                 return -ENODEV;
1956         }
1957
1958         /*
1959          * Submitting request must be dequeued before calling this function
1960          * because it will be linked to another request_queue
1961          */
1962         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1963
1964         if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH|REQ_FUA))
1965                 where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
1966
1967         add_acct_request(q, rq, where);
1968         if (where == ELEVATOR_INSERT_FLUSH)
1969                 __blk_run_queue(q);
1970         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1971
1972         return 0;
1973 }
1974 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1975
1976 /**
1977  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1978  * @rq: request to examine
1979  *
1980  * Description:
1981  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1982  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1983  *     can be failed from the beginning of the request without
1984  *     crossing into area which need to be retried further.
1985  *
1986  * Return:
1987  *     The number of bytes to fail.
1988  *
1989  * Context:
1990  *     queue_lock must be held.
1991  */
1992 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1993 {
1994         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1995         unsigned int bytes = 0;
1996         struct bio *bio;
1997
1998         if (!(rq->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE))
1999                 return blk_rq_bytes(rq);
2000
2001         /*
2002          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
2003          * different fastfail types.  We can safely fail portions
2004          * which have all the failfast bits that the first one has -
2005          * the ones which are at least as eager to fail as the first
2006          * one.
2007          */
2008         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
2009                 if ((bio->bi_rw & ff) != ff)
2010                         break;
2011                 bytes += bio->bi_size;
2012         }
2013
2014         /* this could lead to infinite loop */
2015         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
2016         return bytes;
2017 }
2018 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
2019
2020 static void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
2021 {
2022         if (blk_do_io_stat(req)) {
2023                 const int rw = rq_data_dir(req);
2024                 struct hd_struct *part;
2025                 int cpu;
2026
2027                 cpu = part_stat_lock();
2028                 part = req->part;
2029                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
2030                 part_stat_unlock();
2031         }
2032 }
2033
2034 static void blk_account_io_done(struct request *req)
2035 {
2036         /*
2037          * Account IO completion.  flush_rq isn't accounted as a
2038          * normal IO on queueing nor completion.  Accounting the
2039          * containing request is enough.
2040          */
2041         if (blk_do_io_stat(req) && !(req->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ)) {
2042                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
2043                 const int rw = rq_data_dir(req);
2044                 struct hd_struct *part;
2045                 int cpu;
2046
2047                 cpu = part_stat_lock();
2048                 part = req->part;
2049
2050                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
2051                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
2052                 part_round_stats(cpu, part);
2053                 part_dec_in_flight(part, rw);
2054
2055                 hd_struct_put(part);
2056                 part_stat_unlock();
2057         }
2058 }
2059
2060 /**
2061  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
2062  * @q: request queue to peek at
2063  *
2064  * Description:
2065  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
2066  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
2067  *     processing it.
2068  *
2069  * Return:
2070  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2071  *     otherwise.
2072  *
2073  * Context:
2074  *     queue_lock must be held.
2075  */
2076 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
2077 {
2078         struct request *rq;
2079         int ret;
2080
2081         while ((rq = __elv_next_request(q)) != NULL) {
2082                 if (!(rq->cmd_flags & REQ_STARTED)) {
2083                         /*
2084                          * This is the first time the device driver
2085                          * sees this request (possibly after
2086                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
2087                          */
2088                         if (rq->cmd_flags & REQ_SORTED)
2089                                 elv_activate_rq(q, rq);
2090
2091                         /*
2092                          * just mark as started even if we don't start
2093                          * it, a request that has been delayed should
2094                          * not be passed by new incoming requests
2095                          */
2096                         rq->cmd_flags |= REQ_STARTED;
2097                         trace_block_rq_issue(q, rq);
2098                 }
2099
2100                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
2101                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
2102                         q->boundary_rq = NULL;
2103                 }
2104
2105                 if (rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2106                         break;
2107
2108                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
2109                         /*
2110                          * make sure space for the drain appears we
2111                          * know we can do this because max_hw_segments
2112                          * has been adjusted to be one fewer than the
2113                          * device can handle
2114                          */
2115                         rq->nr_phys_segments++;
2116                 }
2117
2118                 if (!q->prep_rq_fn)
2119                         break;
2120
2121                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
2122                 if (ret == BLKPREP_OK) {
2123                         break;
2124                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
2125                         /*
2126                          * the request may have been (partially) prepped.
2127                          * we need to keep this request in the front to
2128                          * avoid resource deadlock.  REQ_STARTED will
2129                          * prevent other fs requests from passing this one.
2130                          */
2131                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
2132                             !(rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)) {
2133                                 /*
2134                                  * remove the space for the drain we added
2135                                  * so that we don't add it again
2136                                  */
2137                                 --rq->nr_phys_segments;
2138                         }
2139
2140                         rq = NULL;
2141                         break;
2142                 } else if (ret == BLKPREP_KILL) {
2143                         rq->cmd_flags |= REQ_QUIET;
2144                         /*
2145                          * Mark this request as started so we don't trigger
2146                          * any debug logic in the end I/O path.
2147                          */
2148                         blk_start_request(rq);
2149                         __blk_end_request_all(rq, -EIO);
2150                 } else {
2151                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
2152                         break;
2153                 }
2154         }
2155
2156         return rq;
2157 }
2158 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
2159
2160 void blk_dequeue_request(struct request *rq)
2161 {
2162         struct request_queue *q = rq->q;
2163
2164         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
2165         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
2166
2167         list_del_init(&rq->queuelist);
2168
2169         /*
2170          * the time frame between a request being removed from the lists
2171          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
2172          * the driver side.
2173          */
2174         if (blk_account_rq(rq)) {
2175                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
2176                 set_io_start_time_ns(rq);
2177         }
2178 }
2179
2180 /**
2181  * blk_start_request - start request processing on the driver
2182  * @req: request to dequeue
2183  *
2184  * Description:
2185  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
2186  *     request to the driver.
2187  *
2188  *     Block internal functions which don't want to start timer should
2189  *     call blk_dequeue_request().
2190  *
2191  * Context:
2192  *     queue_lock must be held.
2193  */
2194 void blk_start_request(struct request *req)
2195 {
2196         blk_dequeue_request(req);
2197
2198         /*
2199          * We are now handing the request to the hardware, initialize
2200          * resid_len to full count and add the timeout handler.
2201          */
2202         req->resid_len = blk_rq_bytes(req);
2203         if (unlikely(blk_bidi_rq(req)))
2204                 req->next_rq->resid_len = blk_rq_bytes(req->next_rq);
2205
2206         blk_add_timer(req);
2207 }
2208 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
2209
2210 /**
2211  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
2212  * @q: request queue to fetch a request from
2213  *
2214  * Description:
2215  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
2216  *     return and LLD can start processing it immediately.
2217  *
2218  * Return:
2219  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
2220  *     otherwise.
2221  *
2222  * Context:
2223  *     queue_lock must be held.
2224  */
2225 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
2226 {
2227         struct request *rq;
2228
2229         rq = blk_peek_request(q);
2230         if (rq)
2231                 blk_start_request(rq);
2232         return rq;
2233 }
2234 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
2235
2236 /**
2237  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
2238  * @req:      the request being processed
2239  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2240  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
2241  *
2242  * Description:
2243  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
2244  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
2245  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
2246  *
2247  *     This special helper function is only for request stacking drivers
2248  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
2249  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
2250  *
2251  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
2252  *     %false return from this function.
2253  *
2254  * Return:
2255  *     %false - this request doesn't have any more data
2256  *     %true  - this request has more data
2257  **/
2258 bool blk_update_request(struct request *req, int error, unsigned int nr_bytes)
2259 {
2260         int total_bytes, bio_nbytes, next_idx = 0;
2261         struct bio *bio;
2262
2263         if (!req->bio)
2264                 return false;
2265
2266         trace_block_rq_complete(req->q, req);
2267
2268         /*
2269          * For fs requests, rq is just carrier of independent bio's
2270          * and each partial completion should be handled separately.
2271          * Reset per-request error on each partial completion.
2272          *
2273          * TODO: tj: This is too subtle.  It would be better to let
2274          * low level drivers do what they see fit.
2275          */
2276         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2277                 req->errors = 0;
2278
2279         if (error && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS &&
2280             !(req->cmd_flags & REQ_QUIET)) {
2281                 char *error_type;
2282
2283                 switch (error) {
2284                 case -ENOLINK:
2285                         error_type = "recoverable transport";
2286                         break;
2287                 case -EREMOTEIO:
2288                         error_type = "critical target";
2289                         break;
2290                 case -EBADE:
2291                         error_type = "critical nexus";
2292                         break;
2293                 case -EIO:
2294                 default:
2295                         error_type = "I/O";
2296                         break;
2297                 }
2298                 printk_ratelimited(KERN_ERR "end_request: %s error, dev %s, sector %llu\n",
2299                                    error_type, req->rq_disk ?
2300                                    req->rq_disk->disk_name : "?",
2301                                    (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
2302
2303         }
2304
2305         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
2306
2307         total_bytes = bio_nbytes = 0;
2308         while ((bio = req->bio) != NULL) {
2309                 int nbytes;
2310
2311                 if (nr_bytes >= bio->bi_size) {
2312                         req->bio = bio->bi_next;
2313                         nbytes = bio->bi_size;
2314                         req_bio_endio(req, bio, nbytes, error);
2315                         next_idx = 0;
2316                         bio_nbytes = 0;
2317                 } else {
2318                         int idx = bio->bi_idx + next_idx;
2319
2320                         if (unlikely(idx >= bio->bi_vcnt)) {
2321                                 blk_dump_rq_flags(req, "__end_that");
2322                                 printk(KERN_ERR "%s: bio idx %d >= vcnt %d\n",
2323                                        __func__, idx, bio->bi_vcnt);
2324                                 break;
2325                         }
2326
2327                         nbytes = bio_iovec_idx(bio, idx)->bv_len;
2328                         BIO_BUG_ON(nbytes > bio->bi_size);
2329
2330                         /*
2331                          * not a complete bvec done
2332                          */
2333                         if (unlikely(nbytes > nr_bytes)) {
2334                                 bio_nbytes += nr_bytes;
2335                                 total_bytes += nr_bytes;
2336                                 break;
2337                         }
2338
2339                         /*
2340                          * advance to the next vector
2341                          */
2342                         next_idx++;
2343                         bio_nbytes += nbytes;
2344                 }
2345
2346                 total_bytes += nbytes;
2347                 nr_bytes -= nbytes;
2348
2349                 bio = req->bio;
2350                 if (bio) {
2351                         /*
2352                          * end more in this run, or just return 'not-done'
2353                          */
2354                         if (unlikely(nr_bytes <= 0))
2355                                 break;
2356                 }
2357         }
2358
2359         /*
2360          * completely done
2361          */
2362         if (!req->bio) {
2363                 /*
2364                  * Reset counters so that the request stacking driver
2365                  * can find how many bytes remain in the request
2366                  * later.
2367                  */
2368                 req->__data_len = 0;
2369                 return false;
2370         }
2371
2372         /*
2373          * if the request wasn't completed, update state
2374          */
2375         if (bio_nbytes) {
2376                 req_bio_endio(req, bio, bio_nbytes, error);
2377                 bio->bi_idx += next_idx;
2378                 bio_iovec(bio)->bv_offset += nr_bytes;
2379                 bio_iovec(bio)->bv_len -= nr_bytes;
2380         }
2381
2382         req->__data_len -= total_bytes;
2383         req->buffer = bio_data(req->bio);
2384
2385         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
2386         if (req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2387                 req->__sector += total_bytes >> 9;
2388
2389         /* mixed attributes always follow the first bio */
2390         if (req->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE) {
2391                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
2392                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
2393         }
2394
2395         /*
2396          * If total number of sectors is less than the first segment
2397          * size, something has gone terribly wrong.
2398          */
2399         if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
2400                 blk_dump_rq_flags(req, "request botched");
2401                 req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
2402         }
2403
2404         /* recalculate the number of segments */
2405         blk_recalc_rq_segments(req);
2406
2407         return true;
2408 }
2409 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
2410
2411 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, int error,
2412                                     unsigned int nr_bytes,
2413                                     unsigned int bidi_bytes)
2414 {
2415         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
2416                 return true;
2417
2418         /* Bidi request must be completed as a whole */
2419         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
2420             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
2421                 return true;
2422
2423         if (blk_queue_add_random(rq->q))
2424                 add_disk_randomness(rq->rq_disk);
2425
2426         return false;
2427 }
2428
2429 /**
2430  * blk_unprep_request - unprepare a request
2431  * @req:        the request
2432  *
2433  * This function makes a request ready for complete resubmission (or
2434  * completion).  It happens only after all error handling is complete,
2435  * so represents the appropriate moment to deallocate any resources
2436  * that were allocated to the request in the prep_rq_fn.  The queue
2437  * lock is held when calling this.
2438  */
2439 void blk_unprep_request(struct request *req)
2440 {
2441         struct request_queue *q = req->q;
2442
2443         req->cmd_flags &= ~REQ_DONTPREP;
2444         if (q->unprep_rq_fn)
2445                 q->unprep_rq_fn(q, req);
2446 }
2447 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_unprep_request);
2448
2449 /*
2450  * queue lock must be held
2451  */
2452 static void blk_finish_request(struct request *req, int error)
2453 {
2454         if (blk_rq_tagged(req))
2455                 blk_queue_end_tag(req->q, req);
2456
2457         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
2458
2459         if (unlikely(laptop_mode) && req->cmd_type == REQ_TYPE_FS)
2460                 laptop_io_completion(&req->q->backing_dev_info);
2461
2462         blk_delete_timer(req);
2463
2464         if (req->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
2465                 blk_unprep_request(req);
2466
2467
2468         blk_account_io_done(req);
2469
2470         if (req->end_io)
2471                 req->end_io(req, error);
2472         else {
2473                 if (blk_bidi_rq(req))
2474                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
2475
2476                 __blk_put_request(req->q, req);
2477         }
2478 }
2479
2480 /**
2481  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
2482  * @rq:         the request to complete
2483  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2484  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2485  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2486  *
2487  * Description:
2488  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
2489  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
2490  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
2491  *     just ignored.
2492  *
2493  * Return:
2494  *     %false - we are done with this request
2495  *     %true  - still buffers pending for this request
2496  **/
2497 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2498                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2499 {
2500         struct request_queue *q = rq->q;
2501         unsigned long flags;
2502
2503         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2504                 return true;
2505
2506         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2507         blk_finish_request(rq, error);
2508         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2509
2510         return false;
2511 }
2512
2513 /**
2514  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
2515  * @rq:         the request to complete
2516  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2517  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2518  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2519  *
2520  * Description:
2521  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
2522  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
2523  *
2524  * Return:
2525  *     %false - we are done with this request
2526  *     %true  - still buffers pending for this request
2527  **/
2528 bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2529                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2530 {
2531         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2532                 return true;
2533
2534         blk_finish_request(rq, error);
2535
2536         return false;
2537 }
2538
2539 /**
2540  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2541  * @rq:       the request being processed
2542  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2543  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2544  *
2545  * Description:
2546  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
2547  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
2548  *
2549  * Return:
2550  *     %false - we are done with this request
2551  *     %true  - still buffers pending for this request
2552  **/
2553 bool blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2554 {
2555         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2556 }
2557 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
2558
2559 /**
2560  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2561  * @rq: the request to finish
2562  * @error: %0 for success, < %0 for error
2563  *
2564  * Description:
2565  *     Completely finish @rq.
2566  */
2567 void blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2568 {
2569         bool pending;
2570         unsigned int bidi_bytes = 0;
2571
2572         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2573                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2574
2575         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2576         BUG_ON(pending);
2577 }
2578 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
2579
2580 /**
2581  * blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2582  * @rq: the request to finish the current chunk for
2583  * @error: %0 for success, < %0 for error
2584  *
2585  * Description:
2586  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.
2587  *
2588  * Return:
2589  *     %false - we are done with this request
2590  *     %true  - still buffers pending for this request
2591  */
2592 bool blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2593 {
2594         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2595 }
2596 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_cur);
2597
2598 /**
2599  * blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2600  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2601  * @error: must be negative errno
2602  *
2603  * Description:
2604  *     Complete @rq till the next failure boundary.
2605  *
2606  * Return:
2607  *     %false - we are done with this request
2608  *     %true  - still buffers pending for this request
2609  */
2610 bool blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2611 {
2612         WARN_ON(error >= 0);
2613         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2614 }
2615 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request_err);
2616
2617 /**
2618  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2619  * @rq:       the request being processed
2620  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2621  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2622  *
2623  * Description:
2624  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
2625  *
2626  * Return:
2627  *     %false - we are done with this request
2628  *     %true  - still buffers pending for this request
2629  **/
2630 bool __blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2631 {
2632         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2633 }
2634 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
2635
2636 /**
2637  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2638  * @rq: the request to finish
2639  * @error: %0 for success, < %0 for error
2640  *
2641  * Description:
2642  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
2643  */
2644 void __blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2645 {
2646         bool pending;
2647         unsigned int bidi_bytes = 0;
2648
2649         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2650                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2651
2652         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2653         BUG_ON(pending);
2654 }
2655 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
2656
2657 /**
2658  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2659  * @rq: the request to finish the current chunk for
2660  * @error: %0 for success, < %0 for error
2661  *
2662  * Description:
2663  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
2664  *     be called with queue lock held.
2665  *
2666  * Return:
2667  *     %false - we are done with this request
2668  *     %true  - still buffers pending for this request
2669  */
2670 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2671 {
2672         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2673 }
2674 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
2675
2676 /**
2677  * __blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2678  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2679  * @error: must be negative errno
2680  *
2681  * Description:
2682  *     Complete @rq till the next failure boundary.  Must be called
2683  *     with queue lock held.
2684  *
2685  * Return:
2686  *     %false - we are done with this request
2687  *     %true  - still buffers pending for this request
2688  */
2689 bool __blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2690 {
2691         WARN_ON(error >= 0);
2692         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2693 }
2694 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_end_request_err);
2695
2696 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
2697                      struct bio *bio)
2698 {
2699         /* Bit 0 (R/W) is identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw */
2700         rq->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_WRITE;
2701
2702         if (bio_has_data(bio)) {
2703                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
2704                 rq->buffer = bio_data(bio);
2705         }
2706         rq->__data_len = bio->bi_size;
2707         rq->bio = rq->biotail = bio;
2708
2709         if (bio->bi_bdev)
2710                 rq->rq_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
2711 }
2712
2713 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
2714 /**
2715  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
2716  * @rq: the request to be flushed
2717  *
2718  * Description:
2719  *     Flush all pages in @rq.
2720  */
2721 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
2722 {
2723         struct req_iterator iter;
2724         struct bio_vec *bvec;
2725
2726         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
2727                 flush_dcache_page(bvec->bv_page);
2728 }
2729 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
2730 #endif
2731
2732 /**
2733  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
2734  * @q : the queue of the device being checked
2735  *
2736  * Description:
2737  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
2738  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
2739  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
2740  *
2741  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
2742  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
2743  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
2744  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
2745  *    on burst I/O load.
2746  *
2747  * Return:
2748  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
2749  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
2750  */
2751 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
2752 {
2753         if (q->lld_busy_fn)
2754                 return q->lld_busy_fn(q);
2755
2756         return 0;
2757 }
2758 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
2759
2760 /**
2761  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
2762  * @rq: the clone request to be cleaned up
2763  *
2764  * Description:
2765  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
2766  */
2767 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
2768 {
2769         struct bio *bio;
2770
2771         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
2772                 rq->bio = bio->bi_next;
2773
2774                 bio_put(bio);
2775         }
2776 }
2777 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
2778
2779 /*
2780  * Copy attributes of the original request to the clone request.
2781  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->buffer, ->sense) are not copied.
2782  */
2783 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
2784 {
2785         dst->cpu = src->cpu;
2786         dst->cmd_flags = (src->cmd_flags & REQ_CLONE_MASK) | REQ_NOMERGE;
2787         dst->cmd_type = src->cmd_type;
2788         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
2789         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
2790         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
2791         dst->ioprio = src->ioprio;
2792         dst->extra_len = src->extra_len;
2793 }
2794
2795 /**
2796  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
2797  * @rq: the request to be setup
2798  * @rq_src: original request to be cloned
2799  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
2800  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
2801  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
2802  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
2803  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
2804  *
2805  * Description:
2806  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
2807  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->buffer, ->sense)
2808  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
2809  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
2810  *     and the cloned bios just point same pages.
2811  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
2812  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
2813  */
2814 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
2815                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
2816                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
2817                       void *data)
2818 {
2819         struct bio *bio, *bio_src;
2820
2821         if (!bs)
2822                 bs = fs_bio_set;
2823
2824         blk_rq_init(NULL, rq);
2825
2826         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
2827                 bio = bio_clone_bioset(bio_src, gfp_mask, bs);
2828                 if (!bio)
2829                         goto free_and_out;
2830
2831                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
2832                         goto free_and_out;
2833
2834                 if (rq->bio) {
2835                         rq->biotail->bi_next = bio;
2836                         rq->biotail = bio;
2837                 } else
2838                         rq->bio = rq->biotail = bio;
2839         }
2840
2841         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
2842
2843         return 0;
2844
2845 free_and_out:
2846         if (bio)
2847                 bio_put(bio);
2848         blk_rq_unprep_clone(rq);
2849
2850         return -ENOMEM;
2851 }
2852 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
2853
2854 int kblockd_schedule_work(struct request_queue *q, struct work_struct *work)
2855 {
2856         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
2857 }
2858 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
2859
2860 int kblockd_schedule_delayed_work(struct request_queue *q,
2861                         struct delayed_work *dwork, unsigned long delay)
2862 {
2863         return queue_delayed_work(kblockd_workqueue, dwork, delay);
2864 }
2865 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_delayed_work);
2866
2867 #define PLUG_MAGIC      0x91827364
2868
2869 /**
2870  * blk_start_plug - initialize blk_plug and track it inside the task_struct
2871  * @plug:       The &struct blk_plug that needs to be initialized
2872  *
2873  * Description:
2874  *   Tracking blk_plug inside the task_struct will help with auto-flushing the
2875  *   pending I/O should the task end up blocking between blk_start_plug() and
2876  *   blk_finish_plug(). This is important from a performance perspective, but
2877  *   also ensures that we don't deadlock. For instance, if the task is blocking
2878  *   for a memory allocation, memory reclaim could end up wanting to free a
2879  *   page belonging to that request that is currently residing in our private
2880  *   plug. By flushing the pending I/O when the process goes to sleep, we avoid
2881  *   this kind of deadlock.
2882  */
2883 void blk_start_plug(struct blk_plug *plug)
2884 {
2885         struct task_struct *tsk = current;
2886
2887         plug->magic = PLUG_MAGIC;
2888         INIT_LIST_HEAD(&plug->list);
2889         INIT_LIST_HEAD(&plug->cb_list);
2890         plug->should_sort = 0;
2891
2892         /*
2893          * If this is a nested plug, don't actually assign it. It will be
2894          * flushed on its own.
2895          */
2896         if (!tsk->plug) {
2897                 /*
2898                  * Store ordering should not be needed here, since a potential
2899                  * preempt will imply a full memory barrier
2900                  */
2901                 tsk->plug = plug;
2902         }
2903 }
2904 EXPORT_SYMBOL(blk_start_plug);
2905
2906 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
2907 {
2908         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
2909         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
2910
2911         return !(rqa->q < rqb->q ||
2912                 (rqa->q == rqb->q && blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
2913 }
2914
2915 /*
2916  * If 'from_schedule' is true, then postpone the dispatch of requests
2917  * until a safe kblockd context. We due this to avoid accidental big
2918  * additional stack usage in driver dispatch, in places where the originally
2919  * plugger did not intend it.
2920  */
2921 static void queue_unplugged(struct request_queue *q, unsigned int depth,
2922                             bool from_schedule)
2923         __releases(q->queue_lock)
2924 {
2925         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
2926
2927         if (from_schedule)
2928                 blk_run_queue_async(q);
2929         else
2930                 __blk_run_queue(q);
2931         spin_unlock(q->queue_lock);
2932 }
2933
2934 static void flush_plug_callbacks(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
2935 {
2936         LIST_HEAD(callbacks);
2937
2938         while (!list_empty(&plug->cb_list)) {
2939                 list_splice_init(&plug->cb_list, &callbacks);
2940
2941                 while (!list_empty(&callbacks)) {
2942                         struct blk_plug_cb *cb = list_first_entry(&callbacks,
2943                                                           struct blk_plug_cb,
2944                                                           list);
2945                         list_del(&cb->list);
2946                         cb->callback(cb, from_schedule);
2947                 }
2948         }
2949 }
2950
2951 struct blk_plug_cb *blk_check_plugged(blk_plug_cb_fn unplug, void *data,
2952                                       int size)
2953 {
2954         struct blk_plug *plug = current->plug;
2955         struct blk_plug_cb *cb;
2956
2957         if (!plug)
2958                 return NULL;
2959
2960         list_for_each_entry(cb, &plug->cb_list, list)
2961                 if (cb->callback == unplug && cb->data == data)
2962                         return cb;
2963
2964         /* Not currently on the callback list */
2965         BUG_ON(size < sizeof(*cb));
2966         cb = kzalloc(size, GFP_ATOMIC);
2967         if (cb) {
2968                 cb->data = data;
2969                 cb->callback = unplug;
2970                 list_add(&cb->list, &plug->cb_list);
2971         }
2972         return cb;
2973 }
2974 EXPORT_SYMBOL(blk_check_plugged);
2975
2976 void blk_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
2977 {
2978         struct request_queue *q;
2979         unsigned long flags;
2980         struct request *rq;
2981         LIST_HEAD(list);
2982         unsigned int depth;
2983
2984         BUG_ON(plug->magic != PLUG_MAGIC);
2985
2986         flush_plug_callbacks(plug, from_schedule);
2987         if (list_empty(&plug->list))
2988                 return;
2989
2990         list_splice_init(&plug->list, &list);
2991
2992         if (plug->should_sort) {
2993                 list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
2994                 plug->should_sort = 0;
2995         }
2996
2997         q = NULL;
2998         depth = 0;
2999
3000         /*
3001          * Save and disable interrupts here, to avoid doing it for every
3002          * queue lock we have to take.
3003          */
3004         local_irq_save(flags);
3005         while (!list_empty(&list)) {
3006                 rq = list_entry_rq(list.next);
3007                 list_del_init(&rq->queuelist);
3008                 BUG_ON(!rq->q);
3009                 if (rq->q != q) {
3010                         /*
3011                          * This drops the queue lock
3012                          */
3013                         if (q)
3014                                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3015                         q = rq->q;
3016                         depth = 0;
3017                         spin_lock(q->queue_lock);
3018                 }
3019
3020                 /*
3021                  * Short-circuit if @q is dead
3022                  */
3023                 if (unlikely(blk_queue_dying(q))) {
3024                         __blk_end_request_all(rq, -ENODEV);
3025                         continue;
3026                 }
3027
3028                 /*
3029                  * rq is already accounted, so use raw insert
3030                  */
3031                 if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA))
3032                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_FLUSH);
3033                 else
3034                         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE);
3035
3036                 depth++;
3037         }
3038
3039         /*
3040          * This drops the queue lock
3041          */
3042         if (q)
3043                 queue_unplugged(q, depth, from_schedule);
3044
3045         local_irq_restore(flags);
3046 }
3047
3048 void blk_finish_plug(struct blk_plug *plug)
3049 {
3050         blk_flush_plug_list(plug, false);
3051
3052         if (plug == current->plug)
3053                 current->plug = NULL;
3054 }
3055 EXPORT_SYMBOL(blk_finish_plug);
3056
3057 int __init blk_dev_init(void)
3058 {
3059         BUILD_BUG_ON(__REQ_NR_BITS > 8 *
3060                         sizeof(((struct request *)0)->cmd_flags));
3061
3062         /* used for unplugging and affects IO latency/throughput - HIGHPRI */
3063         kblockd_workqueue = alloc_workqueue("kblockd",
3064                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_HIGHPRI, 0);
3065         if (!kblockd_workqueue)
3066                 panic("Failed to create kblockd\n");
3067
3068         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
3069                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3070
3071         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("blkdev_queue",
3072                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
3073
3074         return 0;
3075 }