block/elevator.c

   1 /*
   2  *  Block device elevator/IO-scheduler.
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2000 Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   5  *
   6  * 30042000 Jens Axboe <axboe@kernel.dk> :
   7  *
   8  * Split the elevator a bit so that it is possible to choose a different
   9  * one or even write a new "plug in". There are three pieces:
  10  * - elevator_fn, inserts a new request in the queue list
  11  * - elevator_merge_fn, decides whether a new buffer can be merged with
  12  *   an existing request
  13  * - elevator_dequeue_fn, called when a request is taken off the active list
  14  *
  15  * 20082000 Dave Jones <davej@suse.de> :
  16  * Removed tests for max-bomb-segments, which was breaking elvtune
  17  *  when run without -bN
  18  *
  19  * Jens:
  20  * - Rework again to work with bio instead of buffer_heads
  21  * - loose bi_dev comparisons, partition handling is right now
  22  * - completely modularize elevator setup and teardown
  23  *
  24  */
  25 #include <linux/kernel.h>
  26 #include <linux/fs.h>
  27 #include <linux/blkdev.h>
  28 #include <linux/elevator.h>
  29 #include <linux/bio.h>
  30 #include <linux/module.h>
  31 #include <linux/slab.h>
  32 #include <linux/init.h>
  33 #include <linux/compiler.h>
  34 #include <linux/blktrace_api.h>
  35 #include <linux/hash.h>
  36 #include <linux/uaccess.h>
  37 #include <linux/pm_runtime.h>
  38 #include <linux/blk-cgroup.h>
  39
  40 #include <trace/events/block.h>
  41
  42 #include "blk.h"
  43
  44 static DEFINE_SPINLOCK(elv_list_lock);
  45 static LIST_HEAD(elv_list);
  46
  47 /*
  48  * Merge hash stuff.
  49  */
  50 #define rq_hash_key(rq)         (blk_rq_pos(rq) + blk_rq_sectors(rq))
  51
  52 /*
  53  * Query io scheduler to see if the current process issuing bio may be
  54  * merged with rq.
  55  */
  56 static int elv_iosched_allow_bio_merge(struct request *rq, struct bio *bio)
  57 {
  58         struct request_queue *q = rq->q;
  59         struct elevator_queue *e = q->elevator;
  60
  61         if (e->type->ops.elevator_allow_bio_merge_fn)
  62                 return e->type->ops.elevator_allow_bio_merge_fn(q, rq, bio);
  63
  64         return 1;
  65 }
  66
  67 /*
  68  * can we safely merge with this request?
  69  */
  70 bool elv_bio_merge_ok(struct request *rq, struct bio *bio)
  71 {
  72         if (!blk_rq_merge_ok(rq, bio))
  73                 return false;
  74
  75         if (!elv_iosched_allow_bio_merge(rq, bio))
  76                 return false;
  77
  78         return true;
  79 }
  80 EXPORT_SYMBOL(elv_bio_merge_ok);
  81
  82 static struct elevator_type *elevator_find(const char *name)
  83 {
  84         struct elevator_type *e;
  85
  86         list_for_each_entry(e, &elv_list, list) {
  87                 if (!strcmp(e->elevator_name, name))
  88                         return e;
  89         }
  90
  91         return NULL;
  92 }
  93
  94 static void elevator_put(struct elevator_type *e)
  95 {
  96         module_put(e->elevator_owner);
  97 }
  98
  99 static struct elevator_type *elevator_get(const char *name, bool try_loading)
 100 {
 101         struct elevator_type *e;
 102
 103         spin_lock(&elv_list_lock);
 104
 105         e = elevator_find(name);
 106         if (!e && try_loading) {
 107                 spin_unlock(&elv_list_lock);
 108                 request_module("%s-iosched", name);
 109                 spin_lock(&elv_list_lock);
 110                 e = elevator_find(name);
 111         }
 112
 113         if (e && !try_module_get(e->elevator_owner))
 114                 e = NULL;
 115
 116         spin_unlock(&elv_list_lock);
 117
 118         return e;
 119 }
 120
 121 static char chosen_elevator[ELV_NAME_MAX];
 122
 123 static int __init elevator_setup(char *str)
 124 {
 125         /*
 126          * Be backwards-compatible with previous kernels, so users
 127          * won't get the wrong elevator.
 128          */
 129         strncpy(chosen_elevator, str, sizeof(chosen_elevator) - 1);
 130         return 1;
 131 }
 132
 133 __setup("elevator=", elevator_setup);
 134
 135 /* called during boot to load the elevator chosen by the elevator param */
 136 void __init load_default_elevator_module(void)
 137 {
 138         struct elevator_type *e;
 139
 140         if (!chosen_elevator[0])
 141                 return;
 142
 143         spin_lock(&elv_list_lock);
 144         e = elevator_find(chosen_elevator);
 145         spin_unlock(&elv_list_lock);
 146
 147         if (!e)
 148                 request_module("%s-iosched", chosen_elevator);
 149 }
 150
 151 static struct kobj_type elv_ktype;
 152
 153 struct elevator_queue *elevator_alloc(struct request_queue *q,
 154                                   struct elevator_type *e)
 155 {
 156         struct elevator_queue *eq;
 157
 158         eq = kzalloc_node(sizeof(*eq), GFP_KERNEL, q->node);
 159         if (unlikely(!eq))
 160                 return NULL;
 161
 162         eq->type = e;
 163         kobject_init(&eq->kobj, &elv_ktype);
 164         mutex_init(&eq->sysfs_lock);
 165         hash_init(eq->hash);
 166
 167         return eq;
 168 }
 169 EXPORT_SYMBOL(elevator_alloc);
 170
 171 static void elevator_release(struct kobject *kobj)
 172 {
 173         struct elevator_queue *e;
 174
 175         e = container_of(kobj, struct elevator_queue, kobj);
 176         elevator_put(e->type);
 177         kfree(e);
 178 }
 179
 180 int elevator_init(struct request_queue *q, char *name)
 181 {
 182         struct elevator_type *e = NULL;
 183         int err;
 184
 185         /*
 186          * q->sysfs_lock must be held to provide mutual exclusion between
 187          * elevator_switch() and here.
 188          */
 189         lockdep_assert_held(&q->sysfs_lock);
 190
 191         if (unlikely(q->elevator))
 192                 return 0;
 193
 194         INIT_LIST_HEAD(&q->queue_head);
 195         q->last_merge = NULL;
 196         q->end_sector = 0;
 197         q->boundary_rq = NULL;
 198
 199         if (name) {
 200                 e = elevator_get(name, true);
 201                 if (!e)
 202                         return -EINVAL;
 203         }
 204
 205         /*
 206          * Use the default elevator specified by config boot param or
 207          * config option.  Don't try to load modules as we could be running
 208          * off async and request_module() isn't allowed from async.
 209          */
 210         if (!e && *chosen_elevator) {
 211                 e = elevator_get(chosen_elevator, false);
 212                 if (!e)
 213                         printk(KERN_ERR "I/O scheduler %s not found\n",
 214                                                         chosen_elevator);
 215         }
 216
 217         if (!e) {
 218                 e = elevator_get(CONFIG_DEFAULT_IOSCHED, false);
 219                 if (!e) {
 220                         printk(KERN_ERR
 221                                 "Default I/O scheduler not found. " \
 222                                 "Using noop.\n");
 223                         e = elevator_get("noop", false);
 224                 }
 225         }
 226
 227         err = e->ops.elevator_init_fn(q, e);
 228         if (err)
 229                 elevator_put(e);
 230         return err;
 231 }
 232 EXPORT_SYMBOL(elevator_init);
 233
 234 void elevator_exit(struct elevator_queue *e)
 235 {
 236         mutex_lock(&e->sysfs_lock);
 237         if (e->type->ops.elevator_exit_fn)
 238                 e->type->ops.elevator_exit_fn(e);
 239         mutex_unlock(&e->sysfs_lock);
 240
 241         kobject_put(&e->kobj);
 242 }
 243 EXPORT_SYMBOL(elevator_exit);
 244
 245 static inline void __elv_rqhash_del(struct request *rq)
 246 {
 247         hash_del(&rq->hash);
 248         rq->cmd_flags &= ~REQ_HASHED;
 249 }
 250
 251 static void elv_rqhash_del(struct request_queue *q, struct request *rq)
 252 {
 253         if (ELV_ON_HASH(rq))
 254                 __elv_rqhash_del(rq);
 255 }
 256
 257 static void elv_rqhash_add(struct request_queue *q, struct request *rq)
 258 {
 259         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 260
 261         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
 262         hash_add(e->hash, &rq->hash, rq_hash_key(rq));
 263         rq->cmd_flags |= REQ_HASHED;
 264 }
 265
 266 static void elv_rqhash_reposition(struct request_queue *q, struct request *rq)
 267 {
 268         __elv_rqhash_del(rq);
 269         elv_rqhash_add(q, rq);
 270 }
 271
 272 static struct request *elv_rqhash_find(struct request_queue *q, sector_t offset)
 273 {
 274         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 275         struct hlist_node *next;
 276         struct request *rq;
 277
 278         hash_for_each_possible_safe(e->hash, rq, next, hash, offset) {
 279                 BUG_ON(!ELV_ON_HASH(rq));
 280
 281                 if (unlikely(!rq_mergeable(rq))) {
 282                         __elv_rqhash_del(rq);
 283                         continue;
 284                 }
 285
 286                 if (rq_hash_key(rq) == offset)
 287                         return rq;
 288         }
 289
 290         return NULL;
 291 }
 292
 293 /*
 294  * RB-tree support functions for inserting/lookup/removal of requests
 295  * in a sorted RB tree.
 296  */
 297 void elv_rb_add(struct rb_root *root, struct request *rq)
 298 {
 299         struct rb_node **p = &root->rb_node;
 300         struct rb_node *parent = NULL;
 301         struct request *__rq;
 302
 303         while (*p) {
 304                 parent = *p;
 305                 __rq = rb_entry(parent, struct request, rb_node);
 306
 307                 if (blk_rq_pos(rq) < blk_rq_pos(__rq))
 308                         p = &(*p)->rb_left;
 309                 else if (blk_rq_pos(rq) >= blk_rq_pos(__rq))
 310                         p = &(*p)->rb_right;
 311         }
 312
 313         rb_link_node(&rq->rb_node, parent, p);
 314         rb_insert_color(&rq->rb_node, root);
 315 }
 316 EXPORT_SYMBOL(elv_rb_add);
 317
 318 void elv_rb_del(struct rb_root *root, struct request *rq)
 319 {
 320         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&rq->rb_node));
 321         rb_erase(&rq->rb_node, root);
 322         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
 323 }
 324 EXPORT_SYMBOL(elv_rb_del);
 325
 326 struct request *elv_rb_find(struct rb_root *root, sector_t sector)
 327 {
 328         struct rb_node *n = root->rb_node;
 329         struct request *rq;
 330
 331         while (n) {
 332                 rq = rb_entry(n, struct request, rb_node);
 333
 334                 if (sector < blk_rq_pos(rq))
 335                         n = n->rb_left;
 336                 else if (sector > blk_rq_pos(rq))
 337                         n = n->rb_right;
 338                 else
 339                         return rq;
 340         }
 341
 342         return NULL;
 343 }
 344 EXPORT_SYMBOL(elv_rb_find);
 345
 346 /*
 347  * Insert rq into dispatch queue of q.  Queue lock must be held on
 348  * entry.  rq is sort instead into the dispatch queue. To be used by
 349  * specific elevators.
 350  */
 351 void elv_dispatch_sort(struct request_queue *q, struct request *rq)
 352 {
 353         sector_t boundary;
 354         struct list_head *entry;
 355         int stop_flags;
 356
 357         if (q->last_merge == rq)
 358                 q->last_merge = NULL;
 359
 360         elv_rqhash_del(q, rq);
 361
 362         q->nr_sorted--;
 363
 364         boundary = q->end_sector;
 365         stop_flags = REQ_SOFTBARRIER | REQ_STARTED;
 366         list_for_each_prev(entry, &q->queue_head) {
 367                 struct request *pos = list_entry_rq(entry);
 368
 369                 if (req_op(rq) != req_op(pos))
 370                         break;
 371                 if (rq_data_dir(rq) != rq_data_dir(pos))
 372                         break;
 373                 if (pos->cmd_flags & stop_flags)
 374                         break;
 375                 if (blk_rq_pos(rq) >= boundary) {
 376                         if (blk_rq_pos(pos) < boundary)
 377                                 continue;
 378                 } else {
 379                         if (blk_rq_pos(pos) >= boundary)
 380                                 break;
 381                 }
 382                 if (blk_rq_pos(rq) >= blk_rq_pos(pos))
 383                         break;
 384         }
 385
 386         list_add(&rq->queuelist, entry);
 387 }
 388 EXPORT_SYMBOL(elv_dispatch_sort);
 389
 390 /*
 391  * Insert rq into dispatch queue of q.  Queue lock must be held on
 392  * entry.  rq is added to the back of the dispatch queue. To be used by
 393  * specific elevators.
 394  */
 395 void elv_dispatch_add_tail(struct request_queue *q, struct request *rq)
 396 {
 397         if (q->last_merge == rq)
 398                 q->last_merge = NULL;
 399
 400         elv_rqhash_del(q, rq);
 401
 402         q->nr_sorted--;
 403
 404         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
 405         q->boundary_rq = rq;
 406         list_add_tail(&rq->queuelist, &q->queue_head);
 407 }
 408 EXPORT_SYMBOL(elv_dispatch_add_tail);
 409
 410 int elv_merge(struct request_queue *q, struct request **req, struct bio *bio)
 411 {
 412         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 413         struct request *__rq;
 414         int ret;
 415
 416         /*
 417          * Levels of merges:
 418          *      nomerges:  No merges at all attempted
 419          *      noxmerges: Only simple one-hit cache try
 420          *      merges:    All merge tries attempted
 421          */
 422         if (blk_queue_nomerges(q) || !bio_mergeable(bio))
 423                 return ELEVATOR_NO_MERGE;
 424
 425         /*
 426          * First try one-hit cache.
 427          */
 428         if (q->last_merge && elv_bio_merge_ok(q->last_merge, bio)) {
 429                 ret = blk_try_merge(q->last_merge, bio);
 430                 if (ret != ELEVATOR_NO_MERGE) {
 431                         *req = q->last_merge;
 432                         return ret;
 433                 }
 434         }
 435
 436         if (blk_queue_noxmerges(q))
 437                 return ELEVATOR_NO_MERGE;
 438
 439         /*
 440          * See if our hash lookup can find a potential backmerge.
 441          */
 442         __rq = elv_rqhash_find(q, bio->bi_iter.bi_sector);
 443         if (__rq && elv_bio_merge_ok(__rq, bio)) {
 444                 *req = __rq;
 445                 return ELEVATOR_BACK_MERGE;
 446         }
 447
 448         if (e->type->ops.elevator_merge_fn)
 449                 return e->type->ops.elevator_merge_fn(q, req, bio);
 450
 451         return ELEVATOR_NO_MERGE;
 452 }
 453
 454 /*
 455  * Attempt to do an insertion back merge. Only check for the case where
 456  * we can append 'rq' to an existing request, so we can throw 'rq' away
 457  * afterwards.
 458  *
 459  * Returns true if we merged, false otherwise
 460  */
 461 static bool elv_attempt_insert_merge(struct request_queue *q,
 462                                      struct request *rq)
 463 {
 464         struct request *__rq;
 465         bool ret;
 466
 467         if (blk_queue_nomerges(q))
 468                 return false;
 469
 470         /*
 471          * First try one-hit cache.
 472          */
 473         if (q->last_merge && blk_attempt_req_merge(q, q->last_merge, rq))
 474                 return true;
 475
 476         if (blk_queue_noxmerges(q))
 477                 return false;
 478
 479         ret = false;
 480         /*
 481          * See if our hash lookup can find a potential backmerge.
 482          */
 483         while (1) {
 484                 __rq = elv_rqhash_find(q, blk_rq_pos(rq));
 485                 if (!__rq || !blk_attempt_req_merge(q, __rq, rq))
 486                         break;
 487
 488                 /* The merged request could be merged with others, try again */
 489                 ret = true;
 490                 rq = __rq;
 491         }
 492
 493         return ret;
 494 }
 495
 496 void elv_merged_request(struct request_queue *q, struct request *rq, int type)
 497 {
 498         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 499
 500         if (e->type->ops.elevator_merged_fn)
 501                 e->type->ops.elevator_merged_fn(q, rq, type);
 502
 503         if (type == ELEVATOR_BACK_MERGE)
 504                 elv_rqhash_reposition(q, rq);
 505
 506         q->last_merge = rq;
 507 }
 508
 509 void elv_merge_requests(struct request_queue *q, struct request *rq,
 510                              struct request *next)
 511 {
 512         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 513         const int next_sorted = next->cmd_flags & REQ_SORTED;
 514
 515         if (next_sorted && e->type->ops.elevator_merge_req_fn)
 516                 e->type->ops.elevator_merge_req_fn(q, rq, next);
 517
 518         elv_rqhash_reposition(q, rq);
 519
 520         if (next_sorted) {
 521                 elv_rqhash_del(q, next);
 522                 q->nr_sorted--;
 523         }
 524
 525         q->last_merge = rq;
 526 }
 527
 528 void elv_bio_merged(struct request_queue *q, struct request *rq,
 529                         struct bio *bio)
 530 {
 531         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 532
 533         if (e->type->ops.elevator_bio_merged_fn)
 534                 e->type->ops.elevator_bio_merged_fn(q, rq, bio);
 535 }
 536
 537 #ifdef CONFIG_PM
 538 static void blk_pm_requeue_request(struct request *rq)
 539 {
 540         if (rq->q->dev && !(rq->cmd_flags & REQ_PM))
 541                 rq->q->nr_pending--;
 542 }
 543
 544 static void blk_pm_add_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
 545 {
 546         if (q->dev && !(rq->cmd_flags & REQ_PM) && q->nr_pending++ == 0 &&
 547             (q->rpm_status == RPM_SUSPENDED || q->rpm_status == RPM_SUSPENDING))
 548                 pm_request_resume(q->dev);
 549 }
 550 #else
 551 static inline void blk_pm_requeue_request(struct request *rq) {}
 552 static inline void blk_pm_add_request(struct request_queue *q,
 553                                       struct request *rq)
 554 {
 555 }
 556 #endif
 557
 558 void elv_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
 559 {
 560         /*
 561          * it already went through dequeue, we need to decrement the
 562          * in_flight count again
 563          */
 564         if (blk_account_rq(rq)) {
 565                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]--;
 566                 if (rq->cmd_flags & REQ_SORTED)
 567                         elv_deactivate_rq(q, rq);
 568         }
 569
 570         rq->cmd_flags &= ~REQ_STARTED;
 571
 572         blk_pm_requeue_request(rq);
 573
 574         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_REQUEUE);
 575 }
 576
 577 void elv_drain_elevator(struct request_queue *q)
 578 {
 579         static int printed;
 580
 581         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 582
 583         while (q->elevator->type->ops.elevator_dispatch_fn(q, 1))
 584                 ;
 585         if (q->nr_sorted && printed++ < 10) {
 586                 printk(KERN_ERR "%s: forced dispatching is broken "
 587                        "(nr_sorted=%u), please report this\n",
 588                        q->elevator->type->elevator_name, q->nr_sorted);
 589         }
 590 }
 591
 592 void __elv_add_request(struct request_queue *q, struct request *rq, int where)
 593 {
 594         trace_block_rq_insert(q, rq);
 595
 596         blk_pm_add_request(q, rq);
 597
 598         rq->q = q;
 599
 600         if (rq->cmd_flags & REQ_SOFTBARRIER) {
 601                 /* barriers are scheduling boundary, update end_sector */
 602                 if (rq->cmd_type == REQ_TYPE_FS) {
 603                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
 604                         q->boundary_rq = rq;
 605                 }
 606         } else if (!(rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV) &&
 607                     (where == ELEVATOR_INSERT_SORT ||
 608                      where == ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE))
 609                 where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
 610
 611         switch (where) {
 612         case ELEVATOR_INSERT_REQUEUE:
 613         case ELEVATOR_INSERT_FRONT:
 614                 rq->cmd_flags |= REQ_SOFTBARRIER;
 615                 list_add(&rq->queuelist, &q->queue_head);
 616                 break;
 617
 618         case ELEVATOR_INSERT_BACK:
 619                 rq->cmd_flags |= REQ_SOFTBARRIER;
 620                 elv_drain_elevator(q);
 621                 list_add_tail(&rq->queuelist, &q->queue_head);
 622                 /*
 623                  * We kick the queue here for the following reasons.
 624                  * - The elevator might have returned NULL previously
 625                  *   to delay requests and returned them now.  As the
 626                  *   queue wasn't empty before this request, ll_rw_blk
 627                  *   won't run the queue on return, resulting in hang.
 628                  * - Usually, back inserted requests won't be merged
 629                  *   with anything.  There's no point in delaying queue
 630                  *   processing.
 631                  */
 632                 __blk_run_queue(q);
 633                 break;
 634
 635         case ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE:
 636                 /*
 637                  * If we succeed in merging this request with one in the
 638                  * queue already, we are done - rq has now been freed,
 639                  * so no need to do anything further.
 640                  */
 641                 if (elv_attempt_insert_merge(q, rq))
 642                         break;
 643         case ELEVATOR_INSERT_SORT:
 644                 BUG_ON(rq->cmd_type != REQ_TYPE_FS);
 645                 rq->cmd_flags |= REQ_SORTED;
 646                 q->nr_sorted++;
 647                 if (rq_mergeable(rq)) {
 648                         elv_rqhash_add(q, rq);
 649                         if (!q->last_merge)
 650                                 q->last_merge = rq;
 651                 }
 652
 653                 /*
 654                  * Some ioscheds (cfq) run q->request_fn directly, so
 655                  * rq cannot be accessed after calling
 656                  * elevator_add_req_fn.
 657                  */
 658                 q->elevator->type->ops.elevator_add_req_fn(q, rq);
 659                 break;
 660
 661         case ELEVATOR_INSERT_FLUSH:
 662                 rq->cmd_flags |= REQ_SOFTBARRIER;
 663                 blk_insert_flush(rq);
 664                 break;
 665         default:
 666                 printk(KERN_ERR "%s: bad insertion point %d\n",
 667                        __func__, where);
 668                 BUG();
 669         }
 670 }
 671 EXPORT_SYMBOL(__elv_add_request);
 672
 673 void elv_add_request(struct request_queue *q, struct request *rq, int where)
 674 {
 675         unsigned long flags;
 676
 677         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
 678         __elv_add_request(q, rq, where);
 679         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
 680 }
 681 EXPORT_SYMBOL(elv_add_request);
 682
 683 struct request *elv_latter_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
 684 {
 685         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 686
 687         if (e->type->ops.elevator_latter_req_fn)
 688                 return e->type->ops.elevator_latter_req_fn(q, rq);
 689         return NULL;
 690 }
 691
 692 struct request *elv_former_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
 693 {
 694         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 695
 696         if (e->type->ops.elevator_former_req_fn)
 697                 return e->type->ops.elevator_former_req_fn(q, rq);
 698         return NULL;
 699 }
 700
 701 int elv_set_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
 702                     struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
 703 {
 704         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 705
 706         if (e->type->ops.elevator_set_req_fn)
 707                 return e->type->ops.elevator_set_req_fn(q, rq, bio, gfp_mask);
 708         return 0;
 709 }
 710
 711 void elv_put_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
 712 {
 713         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 714
 715         if (e->type->ops.elevator_put_req_fn)
 716                 e->type->ops.elevator_put_req_fn(rq);
 717 }
 718
 719 int elv_may_queue(struct request_queue *q, int op, int op_flags)
 720 {
 721         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 722
 723         if (e->type->ops.elevator_may_queue_fn)
 724                 return e->type->ops.elevator_may_queue_fn(q, op, op_flags);
 725
 726         return ELV_MQUEUE_MAY;
 727 }
 728
 729 void elv_completed_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
 730 {
 731         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 732
 733         /*
 734          * request is released from the driver, io must be done
 735          */
 736         if (blk_account_rq(rq)) {
 737                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]--;
 738                 if ((rq->cmd_flags & REQ_SORTED) &&
 739                     e->type->ops.elevator_completed_req_fn)
 740                         e->type->ops.elevator_completed_req_fn(q, rq);
 741         }
 742 }
 743
 744 #define to_elv(atr) container_of((atr), struct elv_fs_entry, attr)
 745
 746 static ssize_t
 747 elv_attr_show(struct kobject *kobj, struct attribute *attr, char *page)
 748 {
 749         struct elv_fs_entry *entry = to_elv(attr);
 750         struct elevator_queue *e;
 751         ssize_t error;
 752
 753         if (!entry->show)
 754                 return -EIO;
 755
 756         e = container_of(kobj, struct elevator_queue, kobj);
 757         mutex_lock(&e->sysfs_lock);
 758         error = e->type ? entry->show(e, page) : -ENOENT;
 759         mutex_unlock(&e->sysfs_lock);
 760         return error;
 761 }
 762
 763 static ssize_t
 764 elv_attr_store(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,
 765                const char *page, size_t length)
 766 {
 767         struct elv_fs_entry *entry = to_elv(attr);
 768         struct elevator_queue *e;
 769         ssize_t error;
 770
 771         if (!entry->store)
 772                 return -EIO;
 773
 774         e = container_of(kobj, struct elevator_queue, kobj);
 775         mutex_lock(&e->sysfs_lock);
 776         error = e->type ? entry->store(e, page, length) : -ENOENT;
 777         mutex_unlock(&e->sysfs_lock);
 778         return error;
 779 }
 780
 781 static const struct sysfs_ops elv_sysfs_ops = {
 782         .show   = elv_attr_show,
 783         .store  = elv_attr_store,
 784 };
 785
 786 static struct kobj_type elv_ktype = {
 787         .sysfs_ops      = &elv_sysfs_ops,
 788         .release        = elevator_release,
 789 };
 790
 791 int elv_register_queue(struct request_queue *q)
 792 {
 793         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 794         int error;
 795
 796         error = kobject_add(&e->kobj, &q->kobj, "%s", "iosched");
 797         if (!error) {
 798                 struct elv_fs_entry *attr = e->type->elevator_attrs;
 799                 if (attr) {
 800                         while (attr->attr.name) {
 801                                 if (sysfs_create_file(&e->kobj, &attr->attr))
 802                                         break;
 803                                 attr++;
 804                         }
 805                 }
 806                 kobject_uevent(&e->kobj, KOBJ_ADD);
 807                 e->registered = 1;
 808                 if (e->type->ops.elevator_registered_fn)
 809                         e->type->ops.elevator_registered_fn(q);
 810         }
 811         return error;
 812 }
 813 EXPORT_SYMBOL(elv_register_queue);
 814
 815 void elv_unregister_queue(struct request_queue *q)
 816 {
 817         if (q) {
 818                 struct elevator_queue *e = q->elevator;
 819
 820                 kobject_uevent(&e->kobj, KOBJ_REMOVE);
 821                 kobject_del(&e->kobj);
 822                 e->registered = 0;
 823         }
 824 }
 825 EXPORT_SYMBOL(elv_unregister_queue);
 826
 827 int elv_register(struct elevator_type *e)
 828 {
 829         char *def = "";
 830
 831         /* create icq_cache if requested */
 832         if (e->icq_size) {
 833                 if (WARN_ON(e->icq_size < sizeof(struct io_cq)) ||
 834                     WARN_ON(e->icq_align < __alignof__(struct io_cq)))
 835                         return -EINVAL;
 836
 837                 snprintf(e->icq_cache_name, sizeof(e->icq_cache_name),
 838                          "%s_io_cq", e->elevator_name);
 839                 e->icq_cache = kmem_cache_create(e->icq_cache_name, e->icq_size,
 840                                                  e->icq_align, 0, NULL);
 841                 if (!e->icq_cache)
 842                         return -ENOMEM;
 843         }
 844
 845         /* register, don't allow duplicate names */
 846         spin_lock(&elv_list_lock);
 847         if (elevator_find(e->elevator_name)) {
 848                 spin_unlock(&elv_list_lock);
 849                 if (e->icq_cache)
 850                         kmem_cache_destroy(e->icq_cache);
 851                 return -EBUSY;
 852         }
 853         list_add_tail(&e->list, &elv_list);
 854         spin_unlock(&elv_list_lock);
 855
 856         /* print pretty message */
 857         if (!strcmp(e->elevator_name, chosen_elevator) ||
 858                         (!*chosen_elevator &&
 859                          !strcmp(e->elevator_name, CONFIG_DEFAULT_IOSCHED)))
 860                                 def = " (default)";
 861
 862         printk(KERN_INFO "io scheduler %s registered%s\n", e->elevator_name,
 863                                                                 def);
 864         return 0;
 865 }
 866 EXPORT_SYMBOL_GPL(elv_register);
 867
 868 void elv_unregister(struct elevator_type *e)
 869 {
 870         /* unregister */
 871         spin_lock(&elv_list_lock);
 872         list_del_init(&e->list);
 873         spin_unlock(&elv_list_lock);
 874
 875         /*
 876          * Destroy icq_cache if it exists.  icq's are RCU managed.  Make
 877          * sure all RCU operations are complete before proceeding.
 878          */
 879         if (e->icq_cache) {
 880                 rcu_barrier();
 881                 kmem_cache_destroy(e->icq_cache);
 882                 e->icq_cache = NULL;
 883         }
 884 }
 885 EXPORT_SYMBOL_GPL(elv_unregister);
 886
 887 /*
 888  * switch to new_e io scheduler. be careful not to introduce deadlocks -
 889  * we don't free the old io scheduler, before we have allocated what we
 890  * need for the new one. this way we have a chance of going back to the old
 891  * one, if the new one fails init for some reason.
 892  */
 893 static int elevator_switch(struct request_queue *q, struct elevator_type *new_e)
 894 {
 895         struct elevator_queue *old = q->elevator;
 896         bool registered = old->registered;
 897         int err;
 898
 899         /*
 900          * Turn on BYPASS and drain all requests w/ elevator private data.
 901          * Block layer doesn't call into a quiesced elevator - all requests
 902          * are directly put on the dispatch list without elevator data
 903          * using INSERT_BACK.  All requests have SOFTBARRIER set and no
 904          * merge happens either.
 905          */
 906         blk_queue_bypass_start(q);
 907
 908         /* unregister and clear all auxiliary data of the old elevator */
 909         if (registered)
 910                 elv_unregister_queue(q);
 911
 912         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 913         ioc_clear_queue(q);
 914         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 915
 916         /* allocate, init and register new elevator */
 917         err = new_e->ops.elevator_init_fn(q, new_e);
 918         if (err)
 919                 goto fail_init;
 920
 921         if (registered) {
 922                 err = elv_register_queue(q);
 923                 if (err)
 924                         goto fail_register;
 925         }
 926
 927         /* done, kill the old one and finish */
 928         elevator_exit(old);
 929         blk_queue_bypass_end(q);
 930
 931         blk_add_trace_msg(q, "elv switch: %s", new_e->elevator_name);
 932
 933         return 0;
 934
 935 fail_register:
 936         elevator_exit(q->elevator);
 937 fail_init:
 938         /* switch failed, restore and re-register old elevator */
 939         q->elevator = old;
 940         elv_register_queue(q);
 941         blk_queue_bypass_end(q);
 942
 943         return err;
 944 }
 945
 946 /*
 947  * Switch this queue to the given IO scheduler.
 948  */
 949 static int __elevator_change(struct request_queue *q, const char *name)
 950 {
 951         char elevator_name[ELV_NAME_MAX];
 952         struct elevator_type *e;
 953
 954         if (!q->elevator)
 955                 return -ENXIO;
 956
 957         strlcpy(elevator_name, name, sizeof(elevator_name));
 958         e = elevator_get(strstrip(elevator_name), true);
 959         if (!e) {
 960                 printk(KERN_ERR "elevator: type %s not found\n", elevator_name);
 961                 return -EINVAL;
 962         }
 963
 964         if (!strcmp(elevator_name, q->elevator->type->elevator_name)) {
 965                 elevator_put(e);
 966                 return 0;
 967         }
 968
 969         return elevator_switch(q, e);
 970 }
 971
 972 int elevator_change(struct request_queue *q, const char *name)
 973 {
 974         int ret;
 975
 976         /* Protect q->elevator from elevator_init() */
 977         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
 978         ret = __elevator_change(q, name);
 979         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
 980
 981         return ret;
 982 }
 983 EXPORT_SYMBOL(elevator_change);
 984
 985 ssize_t elv_iosched_store(struct request_queue *q, const char *name,
 986                           size_t count)
 987 {
 988         int ret;
 989
 990         if (!q->elevator)
 991                 return count;
 992
 993         ret = __elevator_change(q, name);
 994         if (!ret)
 995                 return count;
 996
 997         printk(KERN_ERR "elevator: switch to %s failed\n", name);
 998         return ret;
 999 }
1000
1001 ssize_t elv_iosched_show(struct request_queue *q, char *name)
1002 {
1003         struct elevator_queue *e = q->elevator;
1004         struct elevator_type *elv;
1005         struct elevator_type *__e;
1006         int len = 0;
1007
1008         if (!q->elevator || !blk_queue_stackable(q))
1009                 return sprintf(name, "none\n");
1010
1011         elv = e->type;
1012
1013         spin_lock(&elv_list_lock);
1014         list_for_each_entry(__e, &elv_list, list) {
1015                 if (!strcmp(elv->elevator_name, __e->elevator_name))
1016                         len += sprintf(name+len, "[%s] ", elv->elevator_name);
1017                 else
1018                         len += sprintf(name+len, "%s ", __e->elevator_name);
1019         }
1020         spin_unlock(&elv_list_lock);
1021
1022         len += sprintf(len+name, "\n");
1023         return len;
1024 }
1025
1026 struct request *elv_rb_former_request(struct request_queue *q,
1027                                       struct request *rq)
1028 {
1029         struct rb_node *rbprev = rb_prev(&rq->rb_node);
1030
1031         if (rbprev)
1032                 return rb_entry_rq(rbprev);
1033
1034         return NULL;
1035 }
1036 EXPORT_SYMBOL(elv_rb_former_request);
1037
1038 struct request *elv_rb_latter_request(struct request_queue *q,
1039                                       struct request *rq)
1040 {
1041         struct rb_node *rbnext = rb_next(&rq->rb_node);
1042
1043         if (rbnext)
1044                 return rb_entry_rq(rbnext);
1045
1046         return NULL;
1047 }
1048 EXPORT_SYMBOL(elv_rb_latter_request);