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_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_merge_fn)
  62                 return e->type->ops.elevator_allow_merge_fn(q, rq, bio);
  63
  64         return 1;
  65 }
  66
  67 /*
  68  * can we safely merge with this request?
  69  */
  70 bool elv_rq_merge_ok(struct request *rq, struct bio *bio)
  71 {
  72         if (!blk_rq_merge_ok(rq, bio))
  73                 return 0;
  74
  75         if (!elv_iosched_allow_merge(rq, bio))
  76                 return 0;
  77
  78         return 1;
  79 }
  80 EXPORT_SYMBOL(elv_rq_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 ((rq->cmd_flags & REQ_DISCARD) !=
 370                     (pos->cmd_flags & REQ_DISCARD))
 371                         break;
 372                 if (rq_data_dir(rq) != rq_data_dir(pos))
 373                         break;
 374                 if (pos->cmd_flags & stop_flags)
 375                         break;
 376                 if (blk_rq_pos(rq) >= boundary) {
 377                         if (blk_rq_pos(pos) < boundary)
 378                                 continue;
 379                 } else {
 380                         if (blk_rq_pos(pos) >= boundary)
 381                                 break;
 382                 }
 383                 if (blk_rq_pos(rq) >= blk_rq_pos(pos))
 384                         break;
 385         }
 386
 387         list_add(&rq->queuelist, entry);
 388 }
 389 EXPORT_SYMBOL(elv_dispatch_sort);
 390
 391 /*
 392  * Insert rq into dispatch queue of q.  Queue lock must be held on
 393  * entry.  rq is added to the back of the dispatch queue. To be used by
 394  * specific elevators.
 395  */
 396 void elv_dispatch_add_tail(struct request_queue *q, struct request *rq)
 397 {
 398         if (q->last_merge == rq)
 399                 q->last_merge = NULL;
 400
 401         elv_rqhash_del(q, rq);
 402
 403         q->nr_sorted--;
 404
 405         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
 406         q->boundary_rq = rq;
 407         list_add_tail(&rq->queuelist, &q->queue_head);
 408 }
 409 EXPORT_SYMBOL(elv_dispatch_add_tail);
 410
 411 int elv_merge(struct request_queue *q, struct request **req, struct bio *bio)
 412 {
 413         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 414         struct request *__rq;
 415         int ret;
 416
 417         /*
 418          * Levels of merges:
 419          *      nomerges:  No merges at all attempted
 420          *      noxmerges: Only simple one-hit cache try
 421          *      merges:    All merge tries attempted
 422          */
 423         if (blk_queue_nomerges(q) || !bio_mergeable(bio))
 424                 return ELEVATOR_NO_MERGE;
 425
 426         /*
 427          * First try one-hit cache.
 428          */
 429         if (q->last_merge && elv_rq_merge_ok(q->last_merge, bio)) {
 430                 ret = blk_try_merge(q->last_merge, bio);
 431                 if (ret != ELEVATOR_NO_MERGE) {
 432                         *req = q->last_merge;
 433                         return ret;
 434                 }
 435         }
 436
 437         if (blk_queue_noxmerges(q))
 438                 return ELEVATOR_NO_MERGE;
 439
 440         /*
 441          * See if our hash lookup can find a potential backmerge.
 442          */
 443         __rq = elv_rqhash_find(q, bio->bi_iter.bi_sector);
 444         if (__rq && elv_rq_merge_ok(__rq, bio)) {
 445                 *req = __rq;
 446                 return ELEVATOR_BACK_MERGE;
 447         }
 448
 449         if (e->type->ops.elevator_merge_fn)
 450                 return e->type->ops.elevator_merge_fn(q, req, bio);
 451
 452         return ELEVATOR_NO_MERGE;
 453 }
 454
 455 /*
 456  * Attempt to do an insertion back merge. Only check for the case where
 457  * we can append 'rq' to an existing request, so we can throw 'rq' away
 458  * afterwards.
 459  *
 460  * Returns true if we merged, false otherwise
 461  */
 462 static bool elv_attempt_insert_merge(struct request_queue *q,
 463                                      struct request *rq)
 464 {
 465         struct request *__rq;
 466         bool ret;
 467
 468         if (blk_queue_nomerges(q))
 469                 return false;
 470
 471         /*
 472          * First try one-hit cache.
 473          */
 474         if (q->last_merge && blk_attempt_req_merge(q, q->last_merge, rq))
 475                 return true;
 476
 477         if (blk_queue_noxmerges(q))
 478                 return false;
 479
 480         ret = false;
 481         /*
 482          * See if our hash lookup can find a potential backmerge.
 483          */
 484         while (1) {
 485                 __rq = elv_rqhash_find(q, blk_rq_pos(rq));
 486                 if (!__rq || !blk_attempt_req_merge(q, __rq, rq))
 487                         break;
 488
 489                 /* The merged request could be merged with others, try again */
 490                 ret = true;
 491                 rq = __rq;
 492         }
 493
 494         return ret;
 495 }
 496
 497 void elv_merged_request(struct request_queue *q, struct request *rq, int type)
 498 {
 499         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 500
 501         if (e->type->ops.elevator_merged_fn)
 502                 e->type->ops.elevator_merged_fn(q, rq, type);
 503
 504         if (type == ELEVATOR_BACK_MERGE)
 505                 elv_rqhash_reposition(q, rq);
 506
 507         q->last_merge = rq;
 508 }
 509
 510 void elv_merge_requests(struct request_queue *q, struct request *rq,
 511                              struct request *next)
 512 {
 513         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 514         const int next_sorted = next->cmd_flags & REQ_SORTED;
 515
 516         if (next_sorted && e->type->ops.elevator_merge_req_fn)
 517                 e->type->ops.elevator_merge_req_fn(q, rq, next);
 518
 519         elv_rqhash_reposition(q, rq);
 520
 521         if (next_sorted) {
 522                 elv_rqhash_del(q, next);
 523                 q->nr_sorted--;
 524         }
 525
 526         q->last_merge = rq;
 527 }
 528
 529 void elv_bio_merged(struct request_queue *q, struct request *rq,
 530                         struct bio *bio)
 531 {
 532         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 533
 534         if (e->type->ops.elevator_bio_merged_fn)
 535                 e->type->ops.elevator_bio_merged_fn(q, rq, bio);
 536 }
 537
 538 #ifdef CONFIG_PM
 539 static void blk_pm_requeue_request(struct request *rq)
 540 {
 541         if (rq->q->dev && !(rq->cmd_flags & REQ_PM))
 542                 rq->q->nr_pending--;
 543 }
 544
 545 static void blk_pm_add_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
 546 {
 547         if (q->dev && !(rq->cmd_flags & REQ_PM) && q->nr_pending++ == 0 &&
 548             (q->rpm_status == RPM_SUSPENDED || q->rpm_status == RPM_SUSPENDING))
 549                 pm_request_resume(q->dev);
 550 }
 551 #else
 552 static inline void blk_pm_requeue_request(struct request *rq) {}
 553 static inline void blk_pm_add_request(struct request_queue *q,
 554                                       struct request *rq)
 555 {
 556 }
 557 #endif
 558
 559 void elv_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
 560 {
 561         /*
 562          * it already went through dequeue, we need to decrement the
 563          * in_flight count again
 564          */
 565         if (blk_account_rq(rq)) {
 566                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]--;
 567                 if (rq->cmd_flags & REQ_SORTED)
 568                         elv_deactivate_rq(q, rq);
 569         }
 570
 571         rq->cmd_flags &= ~REQ_STARTED;
 572
 573         blk_pm_requeue_request(rq);
 574
 575         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_REQUEUE);
 576 }
 577
 578 void elv_drain_elevator(struct request_queue *q)
 579 {
 580         static int printed;
 581
 582         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 583
 584         while (q->elevator->type->ops.elevator_dispatch_fn(q, 1))
 585                 ;
 586         if (q->nr_sorted && printed++ < 10) {
 587                 printk(KERN_ERR "%s: forced dispatching is broken "
 588                        "(nr_sorted=%u), please report this\n",
 589                        q->elevator->type->elevator_name, q->nr_sorted);
 590         }
 591 }
 592
 593 void __elv_add_request(struct request_queue *q, struct request *rq, int where)
 594 {
 595         trace_block_rq_insert(q, rq);
 596
 597         blk_pm_add_request(q, rq);
 598
 599         rq->q = q;
 600
 601         if (rq->cmd_flags & REQ_SOFTBARRIER) {
 602                 /* barriers are scheduling boundary, update end_sector */
 603                 if (rq->cmd_type == REQ_TYPE_FS) {
 604                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
 605                         q->boundary_rq = rq;
 606                 }
 607         } else if (!(rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV) &&
 608                     (where == ELEVATOR_INSERT_SORT ||
 609                      where == ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE))
 610                 where = ELEVATOR_INSERT_BACK;
 611
 612         switch (where) {
 613         case ELEVATOR_INSERT_REQUEUE:
 614         case ELEVATOR_INSERT_FRONT:
 615                 rq->cmd_flags |= REQ_SOFTBARRIER;
 616                 list_add(&rq->queuelist, &q->queue_head);
 617                 break;
 618
 619         case ELEVATOR_INSERT_BACK:
 620                 rq->cmd_flags |= REQ_SOFTBARRIER;
 621                 elv_drain_elevator(q);
 622                 list_add_tail(&rq->queuelist, &q->queue_head);
 623                 /*
 624                  * We kick the queue here for the following reasons.
 625                  * - The elevator might have returned NULL previously
 626                  *   to delay requests and returned them now.  As the
 627                  *   queue wasn't empty before this request, ll_rw_blk
 628                  *   won't run the queue on return, resulting in hang.
 629                  * - Usually, back inserted requests won't be merged
 630                  *   with anything.  There's no point in delaying queue
 631                  *   processing.
 632                  */
 633                 __blk_run_queue(q);
 634                 break;
 635
 636         case ELEVATOR_INSERT_SORT_MERGE:
 637                 /*
 638                  * If we succeed in merging this request with one in the
 639                  * queue already, we are done - rq has now been freed,
 640                  * so no need to do anything further.
 641                  */
 642                 if (elv_attempt_insert_merge(q, rq))
 643                         break;
 644         case ELEVATOR_INSERT_SORT:
 645                 BUG_ON(rq->cmd_type != REQ_TYPE_FS);
 646                 rq->cmd_flags |= REQ_SORTED;
 647                 q->nr_sorted++;
 648                 if (rq_mergeable(rq)) {
 649                         elv_rqhash_add(q, rq);
 650                         if (!q->last_merge)
 651                                 q->last_merge = rq;
 652                 }
 653
 654                 /*
 655                  * Some ioscheds (cfq) run q->request_fn directly, so
 656                  * rq cannot be accessed after calling
 657                  * elevator_add_req_fn.
 658                  */
 659                 q->elevator->type->ops.elevator_add_req_fn(q, rq);
 660                 break;
 661
 662         case ELEVATOR_INSERT_FLUSH:
 663                 rq->cmd_flags |= REQ_SOFTBARRIER;
 664                 blk_insert_flush(rq);
 665                 break;
 666         default:
 667                 printk(KERN_ERR "%s: bad insertion point %d\n",
 668                        __func__, where);
 669                 BUG();
 670         }
 671 }
 672 EXPORT_SYMBOL(__elv_add_request);
 673
 674 void elv_add_request(struct request_queue *q, struct request *rq, int where)
 675 {
 676         unsigned long flags;
 677
 678         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
 679         __elv_add_request(q, rq, where);
 680         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
 681 }
 682 EXPORT_SYMBOL(elv_add_request);
 683
 684 struct request *elv_latter_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
 685 {
 686         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 687
 688         if (e->type->ops.elevator_latter_req_fn)
 689                 return e->type->ops.elevator_latter_req_fn(q, rq);
 690         return NULL;
 691 }
 692
 693 struct request *elv_former_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
 694 {
 695         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 696
 697         if (e->type->ops.elevator_former_req_fn)
 698                 return e->type->ops.elevator_former_req_fn(q, rq);
 699         return NULL;
 700 }
 701
 702 int elv_set_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
 703                     struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
 704 {
 705         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 706
 707         if (e->type->ops.elevator_set_req_fn)
 708                 return e->type->ops.elevator_set_req_fn(q, rq, bio, gfp_mask);
 709         return 0;
 710 }
 711
 712 void elv_put_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
 713 {
 714         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 715
 716         if (e->type->ops.elevator_put_req_fn)
 717                 e->type->ops.elevator_put_req_fn(rq);
 718 }
 719
 720 int elv_may_queue(struct request_queue *q, int rw)
 721 {
 722         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 723
 724         if (e->type->ops.elevator_may_queue_fn)
 725                 return e->type->ops.elevator_may_queue_fn(q, rw);
 726
 727         return ELV_MQUEUE_MAY;
 728 }
 729
 730 void elv_completed_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
 731 {
 732         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 733
 734         /*
 735          * request is released from the driver, io must be done
 736          */
 737         if (blk_account_rq(rq)) {
 738                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]--;
 739                 if ((rq->cmd_flags & REQ_SORTED) &&
 740                     e->type->ops.elevator_completed_req_fn)
 741                         e->type->ops.elevator_completed_req_fn(q, rq);
 742         }
 743 }
 744
 745 #define to_elv(atr) container_of((atr), struct elv_fs_entry, attr)
 746
 747 static ssize_t
 748 elv_attr_show(struct kobject *kobj, struct attribute *attr, char *page)
 749 {
 750         struct elv_fs_entry *entry = to_elv(attr);
 751         struct elevator_queue *e;
 752         ssize_t error;
 753
 754         if (!entry->show)
 755                 return -EIO;
 756
 757         e = container_of(kobj, struct elevator_queue, kobj);
 758         mutex_lock(&e->sysfs_lock);
 759         error = e->type ? entry->show(e, page) : -ENOENT;
 760         mutex_unlock(&e->sysfs_lock);
 761         return error;
 762 }
 763
 764 static ssize_t
 765 elv_attr_store(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,
 766                const char *page, size_t length)
 767 {
 768         struct elv_fs_entry *entry = to_elv(attr);
 769         struct elevator_queue *e;
 770         ssize_t error;
 771
 772         if (!entry->store)
 773                 return -EIO;
 774
 775         e = container_of(kobj, struct elevator_queue, kobj);
 776         mutex_lock(&e->sysfs_lock);
 777         error = e->type ? entry->store(e, page, length) : -ENOENT;
 778         mutex_unlock(&e->sysfs_lock);
 779         return error;
 780 }
 781
 782 static const struct sysfs_ops elv_sysfs_ops = {
 783         .show   = elv_attr_show,
 784         .store  = elv_attr_store,
 785 };
 786
 787 static struct kobj_type elv_ktype = {
 788         .sysfs_ops      = &elv_sysfs_ops,
 789         .release        = elevator_release,
 790 };
 791
 792 int elv_register_queue(struct request_queue *q)
 793 {
 794         struct elevator_queue *e = q->elevator;
 795         int error;
 796
 797         error = kobject_add(&e->kobj, &q->kobj, "%s", "iosched");
 798         if (!error) {
 799                 struct elv_fs_entry *attr = e->type->elevator_attrs;
 800                 if (attr) {
 801                         while (attr->attr.name) {
 802                                 if (sysfs_create_file(&e->kobj, &attr->attr))
 803                                         break;
 804                                 attr++;
 805                         }
 806                 }
 807                 kobject_uevent(&e->kobj, KOBJ_ADD);
 808                 e->registered = 1;
 809                 if (e->type->ops.elevator_registered_fn)
 810                         e->type->ops.elevator_registered_fn(q);
 811         }
 812         return error;
 813 }
 814 EXPORT_SYMBOL(elv_register_queue);
 815
 816 void elv_unregister_queue(struct request_queue *q)
 817 {
 818         if (q) {
 819                 struct elevator_queue *e = q->elevator;
 820
 821                 kobject_uevent(&e->kobj, KOBJ_REMOVE);
 822                 kobject_del(&e->kobj);
 823                 e->registered = 0;
 824         }
 825 }
 826 EXPORT_SYMBOL(elv_unregister_queue);
 827
 828 int elv_register(struct elevator_type *e)
 829 {
 830         char *def = "";
 831
 832         /* create icq_cache if requested */
 833         if (e->icq_size) {
 834                 if (WARN_ON(e->icq_size < sizeof(struct io_cq)) ||
 835                     WARN_ON(e->icq_align < __alignof__(struct io_cq)))
 836                         return -EINVAL;
 837
 838                 snprintf(e->icq_cache_name, sizeof(e->icq_cache_name),
 839                          "%s_io_cq", e->elevator_name);
 840                 e->icq_cache = kmem_cache_create(e->icq_cache_name, e->icq_size,
 841                                                  e->icq_align, 0, NULL);
 842                 if (!e->icq_cache)
 843                         return -ENOMEM;
 844         }
 845
 846         /* register, don't allow duplicate names */
 847         spin_lock(&elv_list_lock);
 848         if (elevator_find(e->elevator_name)) {
 849                 spin_unlock(&elv_list_lock);
 850                 if (e->icq_cache)
 851                         kmem_cache_destroy(e->icq_cache);
 852                 return -EBUSY;
 853         }
 854         list_add_tail(&e->list, &elv_list);
 855         spin_unlock(&elv_list_lock);
 856
 857         /* print pretty message */
 858         if (!strcmp(e->elevator_name, chosen_elevator) ||
 859                         (!*chosen_elevator &&
 860                          !strcmp(e->elevator_name, CONFIG_DEFAULT_IOSCHED)))
 861                                 def = " (default)";
 862
 863         printk(KERN_INFO "io scheduler %s registered%s\n", e->elevator_name,
 864                                                                 def);
 865         return 0;
 866 }
 867 EXPORT_SYMBOL_GPL(elv_register);
 868
 869 void elv_unregister(struct elevator_type *e)
 870 {
 871         /* unregister */
 872         spin_lock(&elv_list_lock);
 873         list_del_init(&e->list);
 874         spin_unlock(&elv_list_lock);
 875
 876         /*
 877          * Destroy icq_cache if it exists.  icq's are RCU managed.  Make
 878          * sure all RCU operations are complete before proceeding.
 879          */
 880         if (e->icq_cache) {
 881                 rcu_barrier();
 882                 kmem_cache_destroy(e->icq_cache);
 883                 e->icq_cache = NULL;
 884         }
 885 }
 886 EXPORT_SYMBOL_GPL(elv_unregister);
 887
 888 /*
 889  * switch to new_e io scheduler. be careful not to introduce deadlocks -
 890  * we don't free the old io scheduler, before we have allocated what we
 891  * need for the new one. this way we have a chance of going back to the old
 892  * one, if the new one fails init for some reason.
 893  */
 894 static int elevator_switch(struct request_queue *q, struct elevator_type *new_e)
 895 {
 896         struct elevator_queue *old = q->elevator;
 897         bool registered = old->registered;
 898         int err;
 899
 900         /*
 901          * Turn on BYPASS and drain all requests w/ elevator private data.
 902          * Block layer doesn't call into a quiesced elevator - all requests
 903          * are directly put on the dispatch list without elevator data
 904          * using INSERT_BACK.  All requests have SOFTBARRIER set and no
 905          * merge happens either.
 906          */
 907         blk_queue_bypass_start(q);
 908
 909         /* unregister and clear all auxiliary data of the old elevator */
 910         if (registered)
 911                 elv_unregister_queue(q);
 912
 913         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 914         ioc_clear_queue(q);
 915         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 916
 917         /* allocate, init and register new elevator */
 918         err = new_e->ops.elevator_init_fn(q, new_e);
 919         if (err)
 920                 goto fail_init;
 921
 922         if (registered) {
 923                 err = elv_register_queue(q);
 924                 if (err)
 925                         goto fail_register;
 926         }
 927
 928         /* done, kill the old one and finish */
 929         elevator_exit(old);
 930         blk_queue_bypass_end(q);
 931
 932         blk_add_trace_msg(q, "elv switch: %s", new_e->elevator_name);
 933
 934         return 0;
 935
 936 fail_register:
 937         elevator_exit(q->elevator);
 938 fail_init:
 939         /* switch failed, restore and re-register old elevator */
 940         q->elevator = old;
 941         elv_register_queue(q);
 942         blk_queue_bypass_end(q);
 943
 944         return err;
 945 }
 946
 947 /*
 948  * Switch this queue to the given IO scheduler.
 949  */
 950 static int __elevator_change(struct request_queue *q, const char *name)
 951 {
 952         char elevator_name[ELV_NAME_MAX];
 953         struct elevator_type *e;
 954
 955         if (!q->elevator)
 956                 return -ENXIO;
 957
 958         strlcpy(elevator_name, name, sizeof(elevator_name));
 959         e = elevator_get(strstrip(elevator_name), true);
 960         if (!e) {
 961                 printk(KERN_ERR "elevator: type %s not found\n", elevator_name);
 962                 return -EINVAL;
 963         }
 964
 965         if (!strcmp(elevator_name, q->elevator->type->elevator_name)) {
 966                 elevator_put(e);
 967                 return 0;
 968         }
 969
 970         return elevator_switch(q, e);
 971 }
 972
 973 int elevator_change(struct request_queue *q, const char *name)
 974 {
 975         int ret;
 976
 977         /* Protect q->elevator from elevator_init() */
 978         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
 979         ret = __elevator_change(q, name);
 980         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
 981
 982         return ret;
 983 }
 984 EXPORT_SYMBOL(elevator_change);
 985
 986 ssize_t elv_iosched_store(struct request_queue *q, const char *name,
 987                           size_t count)
 988 {
 989         int ret;
 990
 991         if (!q->elevator)
 992                 return count;
 993
 994         ret = __elevator_change(q, name);
 995         if (!ret)
 996                 return count;
 997
 998         printk(KERN_ERR "elevator: switch to %s failed\n", name);
 999         return ret;
1000 }
1001
1002 ssize_t elv_iosched_show(struct request_queue *q, char *name)
1003 {
1004         struct elevator_queue *e = q->elevator;
1005         struct elevator_type *elv;
1006         struct elevator_type *__e;
1007         int len = 0;
1008
1009         if (!q->elevator || !blk_queue_stackable(q))
1010                 return sprintf(name, "none\n");
1011
1012         elv = e->type;
1013
1014         spin_lock(&elv_list_lock);
1015         list_for_each_entry(__e, &elv_list, list) {
1016                 if (!strcmp(elv->elevator_name, __e->elevator_name))
1017                         len += sprintf(name+len, "[%s] ", elv->elevator_name);
1018                 else
1019                         len += sprintf(name+len, "%s ", __e->elevator_name);
1020         }
1021         spin_unlock(&elv_list_lock);
1022
1023         len += sprintf(len+name, "\n");
1024         return len;
1025 }
1026
1027 struct request *elv_rb_former_request(struct request_queue *q,
1028                                       struct request *rq)
1029 {
1030         struct rb_node *rbprev = rb_prev(&rq->rb_node);
1031
1032         if (rbprev)
1033                 return rb_entry_rq(rbprev);
1034
1035         return NULL;
1036 }
1037 EXPORT_SYMBOL(elv_rb_former_request);
1038
1039 struct request *elv_rb_latter_request(struct request_queue *q,
1040                                       struct request *rq)
1041 {
1042         struct rb_node *rbnext = rb_next(&rq->rb_node);
1043
1044         if (rbnext)
1045                 return rb_entry_rq(rbnext);
1046
1047         return NULL;
1048 }
1049 EXPORT_SYMBOL(elv_rb_latter_request);