block: restore the meaning of rq->data_len to the true data length
[linux-2.6.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/interrupt.h>
30 #include <linux/cpu.h>
31 #include <linux/blktrace_api.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33
34 #include "blk.h"
35
36 static int __make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio);
37
38 /*
39  * For the allocated request tables
40  */
41 static struct kmem_cache *request_cachep;
42
43 /*
44  * For queue allocation
45  */
46 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
47
48 /*
49  * Controlling structure to kblockd
50  */
51 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
52
53 static DEFINE_PER_CPU(struct list_head, blk_cpu_done);
54
55 static void drive_stat_acct(struct request *rq, int new_io)
56 {
57         int rw = rq_data_dir(rq);
58
59         if (!blk_fs_request(rq) || !rq->rq_disk)
60                 return;
61
62         if (!new_io) {
63                 __all_stat_inc(rq->rq_disk, merges[rw], rq->sector);
64         } else {
65                 struct hd_struct *part = get_part(rq->rq_disk, rq->sector);
66                 disk_round_stats(rq->rq_disk);
67                 rq->rq_disk->in_flight++;
68                 if (part) {
69                         part_round_stats(part);
70                         part->in_flight++;
71                 }
72         }
73 }
74
75 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
76 {
77         int nr;
78
79         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
80         if (nr > q->nr_requests)
81                 nr = q->nr_requests;
82         q->nr_congestion_on = nr;
83
84         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
85         if (nr < 1)
86                 nr = 1;
87         q->nr_congestion_off = nr;
88 }
89
90 /**
91  * blk_get_backing_dev_info - get the address of a queue's backing_dev_info
92  * @bdev:       device
93  *
94  * Locates the passed device's request queue and returns the address of its
95  * backing_dev_info
96  *
97  * Will return NULL if the request queue cannot be located.
98  */
99 struct backing_dev_info *blk_get_backing_dev_info(struct block_device *bdev)
100 {
101         struct backing_dev_info *ret = NULL;
102         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
103
104         if (q)
105                 ret = &q->backing_dev_info;
106         return ret;
107 }
108 EXPORT_SYMBOL(blk_get_backing_dev_info);
109
110 /*
111  * We can't just memset() the structure, since the allocation path
112  * already stored some information in the request.
113  */
114 void rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
115 {
116         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
117         INIT_LIST_HEAD(&rq->donelist);
118         rq->q = q;
119         rq->sector = rq->hard_sector = (sector_t) -1;
120         rq->nr_sectors = rq->hard_nr_sectors = 0;
121         rq->current_nr_sectors = rq->hard_cur_sectors = 0;
122         rq->bio = rq->biotail = NULL;
123         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
124         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
125         rq->rq_disk = NULL;
126         rq->nr_phys_segments = 0;
127         rq->nr_hw_segments = 0;
128         rq->ioprio = 0;
129         rq->special = NULL;
130         rq->buffer = NULL;
131         rq->tag = -1;
132         rq->errors = 0;
133         rq->ref_count = 1;
134         rq->cmd_len = 0;
135         memset(rq->cmd, 0, sizeof(rq->cmd));
136         rq->data_len = 0;
137         rq->extra_len = 0;
138         rq->sense_len = 0;
139         rq->data = NULL;
140         rq->sense = NULL;
141         rq->end_io = NULL;
142         rq->end_io_data = NULL;
143         rq->next_rq = NULL;
144 }
145
146 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
147                           unsigned int nbytes, int error)
148 {
149         struct request_queue *q = rq->q;
150
151         if (&q->bar_rq != rq) {
152                 if (error)
153                         clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
154                 else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
155                         error = -EIO;
156
157                 if (unlikely(nbytes > bio->bi_size)) {
158                         printk(KERN_ERR "%s: want %u bytes done, %u left\n",
159                                __FUNCTION__, nbytes, bio->bi_size);
160                         nbytes = bio->bi_size;
161                 }
162
163                 bio->bi_size -= nbytes;
164                 bio->bi_sector += (nbytes >> 9);
165                 if (bio->bi_size == 0)
166                         bio_endio(bio, error);
167         } else {
168
169                 /*
170                  * Okay, this is the barrier request in progress, just
171                  * record the error;
172                  */
173                 if (error && !q->orderr)
174                         q->orderr = error;
175         }
176 }
177
178 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
179 {
180         int bit;
181
182         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: type=%x, flags=%x\n", msg,
183                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?", rq->cmd_type,
184                 rq->cmd_flags);
185
186         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %lu/%u\n",
187                                                 (unsigned long long)rq->sector,
188                                                 rq->nr_sectors,
189                                                 rq->current_nr_sectors);
190         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, buffer %p, data %p, len %u\n",
191                                                 rq->bio, rq->biotail,
192                                                 rq->buffer, rq->data,
193                                                 rq->data_len);
194
195         if (blk_pc_request(rq)) {
196                 printk(KERN_INFO "  cdb: ");
197                 for (bit = 0; bit < sizeof(rq->cmd); bit++)
198                         printk("%02x ", rq->cmd[bit]);
199                 printk("\n");
200         }
201 }
202 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
203
204 /*
205  * "plug" the device if there are no outstanding requests: this will
206  * force the transfer to start only after we have put all the requests
207  * on the list.
208  *
209  * This is called with interrupts off and no requests on the queue and
210  * with the queue lock held.
211  */
212 void blk_plug_device(struct request_queue *q)
213 {
214         WARN_ON(!irqs_disabled());
215
216         /*
217          * don't plug a stopped queue, it must be paired with blk_start_queue()
218          * which will restart the queueing
219          */
220         if (blk_queue_stopped(q))
221                 return;
222
223         if (!test_and_set_bit(QUEUE_FLAG_PLUGGED, &q->queue_flags)) {
224                 mod_timer(&q->unplug_timer, jiffies + q->unplug_delay);
225                 blk_add_trace_generic(q, NULL, 0, BLK_TA_PLUG);
226         }
227 }
228 EXPORT_SYMBOL(blk_plug_device);
229
230 /*
231  * remove the queue from the plugged list, if present. called with
232  * queue lock held and interrupts disabled.
233  */
234 int blk_remove_plug(struct request_queue *q)
235 {
236         WARN_ON(!irqs_disabled());
237
238         if (!test_and_clear_bit(QUEUE_FLAG_PLUGGED, &q->queue_flags))
239                 return 0;
240
241         del_timer(&q->unplug_timer);
242         return 1;
243 }
244 EXPORT_SYMBOL(blk_remove_plug);
245
246 /*
247  * remove the plug and let it rip..
248  */
249 void __generic_unplug_device(struct request_queue *q)
250 {
251         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
252                 return;
253
254         if (!blk_remove_plug(q))
255                 return;
256
257         q->request_fn(q);
258 }
259 EXPORT_SYMBOL(__generic_unplug_device);
260
261 /**
262  * generic_unplug_device - fire a request queue
263  * @q:    The &struct request_queue in question
264  *
265  * Description:
266  *   Linux uses plugging to build bigger requests queues before letting
267  *   the device have at them. If a queue is plugged, the I/O scheduler
268  *   is still adding and merging requests on the queue. Once the queue
269  *   gets unplugged, the request_fn defined for the queue is invoked and
270  *   transfers started.
271  **/
272 void generic_unplug_device(struct request_queue *q)
273 {
274         spin_lock_irq(q->queue_lock);
275         __generic_unplug_device(q);
276         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
277 }
278 EXPORT_SYMBOL(generic_unplug_device);
279
280 static void blk_backing_dev_unplug(struct backing_dev_info *bdi,
281                                    struct page *page)
282 {
283         struct request_queue *q = bdi->unplug_io_data;
284
285         blk_unplug(q);
286 }
287
288 void blk_unplug_work(struct work_struct *work)
289 {
290         struct request_queue *q =
291                 container_of(work, struct request_queue, unplug_work);
292
293         blk_add_trace_pdu_int(q, BLK_TA_UNPLUG_IO, NULL,
294                                 q->rq.count[READ] + q->rq.count[WRITE]);
295
296         q->unplug_fn(q);
297 }
298
299 void blk_unplug_timeout(unsigned long data)
300 {
301         struct request_queue *q = (struct request_queue *)data;
302
303         blk_add_trace_pdu_int(q, BLK_TA_UNPLUG_TIMER, NULL,
304                                 q->rq.count[READ] + q->rq.count[WRITE]);
305
306         kblockd_schedule_work(&q->unplug_work);
307 }
308
309 void blk_unplug(struct request_queue *q)
310 {
311         /*
312          * devices don't necessarily have an ->unplug_fn defined
313          */
314         if (q->unplug_fn) {
315                 blk_add_trace_pdu_int(q, BLK_TA_UNPLUG_IO, NULL,
316                                         q->rq.count[READ] + q->rq.count[WRITE]);
317
318                 q->unplug_fn(q);
319         }
320 }
321 EXPORT_SYMBOL(blk_unplug);
322
323 /**
324  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
325  * @q:    The &struct request_queue in question
326  *
327  * Description:
328  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
329  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
330  *   entered. Also see blk_stop_queue(). Queue lock must be held.
331  **/
332 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
333 {
334         WARN_ON(!irqs_disabled());
335
336         clear_bit(QUEUE_FLAG_STOPPED, &q->queue_flags);
337
338         /*
339          * one level of recursion is ok and is much faster than kicking
340          * the unplug handling
341          */
342         if (!test_and_set_bit(QUEUE_FLAG_REENTER, &q->queue_flags)) {
343                 q->request_fn(q);
344                 clear_bit(QUEUE_FLAG_REENTER, &q->queue_flags);
345         } else {
346                 blk_plug_device(q);
347                 kblockd_schedule_work(&q->unplug_work);
348         }
349 }
350 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
351
352 /**
353  * blk_stop_queue - stop a queue
354  * @q:    The &struct request_queue in question
355  *
356  * Description:
357  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
358  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
359  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
360  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
361  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
362  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
363  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
364  *   blk_start_queue() to restart queue operations. Queue lock must be held.
365  **/
366 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
367 {
368         blk_remove_plug(q);
369         set_bit(QUEUE_FLAG_STOPPED, &q->queue_flags);
370 }
371 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
372
373 /**
374  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
375  * @q: the queue
376  *
377  * Description:
378  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
379  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
380  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
381  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
382  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
383  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
384  *     this function.
385  *
386  */
387 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
388 {
389         del_timer_sync(&q->unplug_timer);
390         kblockd_flush_work(&q->unplug_work);
391 }
392 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
393
394 /**
395  * blk_run_queue - run a single device queue
396  * @q:  The queue to run
397  */
398 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
399 {
400         unsigned long flags;
401
402         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
403         blk_remove_plug(q);
404
405         /*
406          * Only recurse once to avoid overrunning the stack, let the unplug
407          * handling reinvoke the handler shortly if we already got there.
408          */
409         if (!elv_queue_empty(q)) {
410                 if (!test_and_set_bit(QUEUE_FLAG_REENTER, &q->queue_flags)) {
411                         q->request_fn(q);
412                         clear_bit(QUEUE_FLAG_REENTER, &q->queue_flags);
413                 } else {
414                         blk_plug_device(q);
415                         kblockd_schedule_work(&q->unplug_work);
416                 }
417         }
418
419         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
420 }
421 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
422
423 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
424 {
425         kobject_put(&q->kobj);
426 }
427 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
428
429 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
430 {
431         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
432         set_bit(QUEUE_FLAG_DEAD, &q->queue_flags);
433         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
434
435         if (q->elevator)
436                 elevator_exit(q->elevator);
437
438         blk_put_queue(q);
439 }
440 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
441
442 static int blk_init_free_list(struct request_queue *q)
443 {
444         struct request_list *rl = &q->rq;
445
446         rl->count[READ] = rl->count[WRITE] = 0;
447         rl->starved[READ] = rl->starved[WRITE] = 0;
448         rl->elvpriv = 0;
449         init_waitqueue_head(&rl->wait[READ]);
450         init_waitqueue_head(&rl->wait[WRITE]);
451
452         rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ, mempool_alloc_slab,
453                                 mempool_free_slab, request_cachep, q->node);
454
455         if (!rl->rq_pool)
456                 return -ENOMEM;
457
458         return 0;
459 }
460
461 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
462 {
463         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, -1);
464 }
465 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
466
467 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
468 {
469         struct request_queue *q;
470         int err;
471
472         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
473                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
474         if (!q)
475                 return NULL;
476
477         q->backing_dev_info.unplug_io_fn = blk_backing_dev_unplug;
478         q->backing_dev_info.unplug_io_data = q;
479         err = bdi_init(&q->backing_dev_info);
480         if (err) {
481                 kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
482                 return NULL;
483         }
484
485         init_timer(&q->unplug_timer);
486
487         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
488
489         mutex_init(&q->sysfs_lock);
490
491         return q;
492 }
493 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
494
495 /**
496  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
497  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
498  *        placed on the queue.
499  * @lock: Request queue spin lock
500  *
501  * Description:
502  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
503  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
504  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
505  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
506  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
507  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
508  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
509  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
510  *
511  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
512  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
513  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
514  *    get dealt with eventually.
515  *
516  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
517  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
518  *    disabling is needed for it.
519  *
520  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or NULL if
521  *    it didn't succeed.
522  *
523  * Note:
524  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
525  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
526  **/
527
528 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
529 {
530         return blk_init_queue_node(rfn, lock, -1);
531 }
532 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
533
534 struct request_queue *
535 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
536 {
537         struct request_queue *q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
538
539         if (!q)
540                 return NULL;
541
542         q->node = node_id;
543         if (blk_init_free_list(q)) {
544                 kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
545                 return NULL;
546         }
547
548         /*
549          * if caller didn't supply a lock, they get per-queue locking with
550          * our embedded lock
551          */
552         if (!lock) {
553                 spin_lock_init(&q->__queue_lock);
554                 lock = &q->__queue_lock;
555         }
556
557         q->request_fn           = rfn;
558         q->prep_rq_fn           = NULL;
559         q->unplug_fn            = generic_unplug_device;
560         q->queue_flags          = (1 << QUEUE_FLAG_CLUSTER);
561         q->queue_lock           = lock;
562
563         blk_queue_segment_boundary(q, 0xffffffff);
564
565         blk_queue_make_request(q, __make_request);
566         blk_queue_max_segment_size(q, MAX_SEGMENT_SIZE);
567
568         blk_queue_max_hw_segments(q, MAX_HW_SEGMENTS);
569         blk_queue_max_phys_segments(q, MAX_PHYS_SEGMENTS);
570
571         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
572
573         /*
574          * all done
575          */
576         if (!elevator_init(q, NULL)) {
577                 blk_queue_congestion_threshold(q);
578                 return q;
579         }
580
581         blk_put_queue(q);
582         return NULL;
583 }
584 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
585
586 int blk_get_queue(struct request_queue *q)
587 {
588         if (likely(!test_bit(QUEUE_FLAG_DEAD, &q->queue_flags))) {
589                 kobject_get(&q->kobj);
590                 return 0;
591         }
592
593         return 1;
594 }
595 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
596
597 static inline void blk_free_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
598 {
599         if (rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV)
600                 elv_put_request(q, rq);
601         mempool_free(rq, q->rq.rq_pool);
602 }
603
604 static struct request *
605 blk_alloc_request(struct request_queue *q, int rw, int priv, gfp_t gfp_mask)
606 {
607         struct request *rq = mempool_alloc(q->rq.rq_pool, gfp_mask);
608
609         if (!rq)
610                 return NULL;
611
612         /*
613          * first three bits are identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw,
614          * see bio.h and blkdev.h
615          */
616         rq->cmd_flags = rw | REQ_ALLOCED;
617
618         if (priv) {
619                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, gfp_mask))) {
620                         mempool_free(rq, q->rq.rq_pool);
621                         return NULL;
622                 }
623                 rq->cmd_flags |= REQ_ELVPRIV;
624         }
625
626         return rq;
627 }
628
629 /*
630  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
631  * should be given priority access to a request.
632  */
633 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
634 {
635         if (!ioc)
636                 return 0;
637
638         /*
639          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
640          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
641          * lose wakeups.
642          */
643         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
644                 (ioc->nr_batch_requests > 0
645                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
646 }
647
648 /*
649  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
650  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
651  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
652  * a nice run.
653  */
654 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
655 {
656         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
657                 return;
658
659         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
660         ioc->last_waited = jiffies;
661 }
662
663 static void __freed_request(struct request_queue *q, int rw)
664 {
665         struct request_list *rl = &q->rq;
666
667         if (rl->count[rw] < queue_congestion_off_threshold(q))
668                 blk_clear_queue_congested(q, rw);
669
670         if (rl->count[rw] + 1 <= q->nr_requests) {
671                 if (waitqueue_active(&rl->wait[rw]))
672                         wake_up(&rl->wait[rw]);
673
674                 blk_clear_queue_full(q, rw);
675         }
676 }
677
678 /*
679  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
680  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
681  */
682 static void freed_request(struct request_queue *q, int rw, int priv)
683 {
684         struct request_list *rl = &q->rq;
685
686         rl->count[rw]--;
687         if (priv)
688                 rl->elvpriv--;
689
690         __freed_request(q, rw);
691
692         if (unlikely(rl->starved[rw ^ 1]))
693                 __freed_request(q, rw ^ 1);
694 }
695
696 #define blkdev_free_rq(list) list_entry((list)->next, struct request, queuelist)
697 /*
698  * Get a free request, queue_lock must be held.
699  * Returns NULL on failure, with queue_lock held.
700  * Returns !NULL on success, with queue_lock *not held*.
701  */
702 static struct request *get_request(struct request_queue *q, int rw_flags,
703                                    struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
704 {
705         struct request *rq = NULL;
706         struct request_list *rl = &q->rq;
707         struct io_context *ioc = NULL;
708         const int rw = rw_flags & 0x01;
709         int may_queue, priv;
710
711         may_queue = elv_may_queue(q, rw_flags);
712         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
713                 goto rq_starved;
714
715         if (rl->count[rw]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
716                 if (rl->count[rw]+1 >= q->nr_requests) {
717                         ioc = current_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
718                         /*
719                          * The queue will fill after this allocation, so set
720                          * it as full, and mark this process as "batching".
721                          * This process will be allowed to complete a batch of
722                          * requests, others will be blocked.
723                          */
724                         if (!blk_queue_full(q, rw)) {
725                                 ioc_set_batching(q, ioc);
726                                 blk_set_queue_full(q, rw);
727                         } else {
728                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
729                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
730                                         /*
731                                          * The queue is full and the allocating
732                                          * process is not a "batcher", and not
733                                          * exempted by the IO scheduler
734                                          */
735                                         goto out;
736                                 }
737                         }
738                 }
739                 blk_set_queue_congested(q, rw);
740         }
741
742         /*
743          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
744          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
745          * allocated with any setting of ->nr_requests
746          */
747         if (rl->count[rw] >= (3 * q->nr_requests / 2))
748                 goto out;
749
750         rl->count[rw]++;
751         rl->starved[rw] = 0;
752
753         priv = !test_bit(QUEUE_FLAG_ELVSWITCH, &q->queue_flags);
754         if (priv)
755                 rl->elvpriv++;
756
757         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
758
759         rq = blk_alloc_request(q, rw_flags, priv, gfp_mask);
760         if (unlikely(!rq)) {
761                 /*
762                  * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything
763                  * we might have messed up.
764                  *
765                  * Allocating task should really be put onto the front of the
766                  * wait queue, but this is pretty rare.
767                  */
768                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
769                 freed_request(q, rw, priv);
770
771                 /*
772                  * in the very unlikely event that allocation failed and no
773                  * requests for this direction was pending, mark us starved
774                  * so that freeing of a request in the other direction will
775                  * notice us. another possible fix would be to split the
776                  * rq mempool into READ and WRITE
777                  */
778 rq_starved:
779                 if (unlikely(rl->count[rw] == 0))
780                         rl->starved[rw] = 1;
781
782                 goto out;
783         }
784
785         /*
786          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
787          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
788          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
789          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
790          */
791         if (ioc_batching(q, ioc))
792                 ioc->nr_batch_requests--;
793
794         rq_init(q, rq);
795
796         blk_add_trace_generic(q, bio, rw, BLK_TA_GETRQ);
797 out:
798         return rq;
799 }
800
801 /*
802  * No available requests for this queue, unplug the device and wait for some
803  * requests to become available.
804  *
805  * Called with q->queue_lock held, and returns with it unlocked.
806  */
807 static struct request *get_request_wait(struct request_queue *q, int rw_flags,
808                                         struct bio *bio)
809 {
810         const int rw = rw_flags & 0x01;
811         struct request *rq;
812
813         rq = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
814         while (!rq) {
815                 DEFINE_WAIT(wait);
816                 struct request_list *rl = &q->rq;
817
818                 prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[rw], &wait,
819                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
820
821                 rq = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
822
823                 if (!rq) {
824                         struct io_context *ioc;
825
826                         blk_add_trace_generic(q, bio, rw, BLK_TA_SLEEPRQ);
827
828                         __generic_unplug_device(q);
829                         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
830                         io_schedule();
831
832                         /*
833                          * After sleeping, we become a "batching" process and
834                          * will be able to allocate at least one request, and
835                          * up to a big batch of them for a small period time.
836                          * See ioc_batching, ioc_set_batching
837                          */
838                         ioc = current_io_context(GFP_NOIO, q->node);
839                         ioc_set_batching(q, ioc);
840
841                         spin_lock_irq(q->queue_lock);
842                 }
843                 finish_wait(&rl->wait[rw], &wait);
844         }
845
846         return rq;
847 }
848
849 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp_mask)
850 {
851         struct request *rq;
852
853         BUG_ON(rw != READ && rw != WRITE);
854
855         spin_lock_irq(q->queue_lock);
856         if (gfp_mask & __GFP_WAIT) {
857                 rq = get_request_wait(q, rw, NULL);
858         } else {
859                 rq = get_request(q, rw, NULL, gfp_mask);
860                 if (!rq)
861                         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
862         }
863         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
864
865         return rq;
866 }
867 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
868
869 /**
870  * blk_start_queueing - initiate dispatch of requests to device
871  * @q:          request queue to kick into gear
872  *
873  * This is basically a helper to remove the need to know whether a queue
874  * is plugged or not if someone just wants to initiate dispatch of requests
875  * for this queue.
876  *
877  * The queue lock must be held with interrupts disabled.
878  */
879 void blk_start_queueing(struct request_queue *q)
880 {
881         if (!blk_queue_plugged(q))
882                 q->request_fn(q);
883         else
884                 __generic_unplug_device(q);
885 }
886 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queueing);
887
888 /**
889  * blk_requeue_request - put a request back on queue
890  * @q:          request queue where request should be inserted
891  * @rq:         request to be inserted
892  *
893  * Description:
894  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
895  *    more, when that condition happens we need to put the request back
896  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
897  */
898 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
899 {
900         blk_add_trace_rq(q, rq, BLK_TA_REQUEUE);
901
902         if (blk_rq_tagged(rq))
903                 blk_queue_end_tag(q, rq);
904
905         elv_requeue_request(q, rq);
906 }
907 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
908
909 /**
910  * blk_insert_request - insert a special request in to a request queue
911  * @q:          request queue where request should be inserted
912  * @rq:         request to be inserted
913  * @at_head:    insert request at head or tail of queue
914  * @data:       private data
915  *
916  * Description:
917  *    Many block devices need to execute commands asynchronously, so they don't
918  *    block the whole kernel from preemption during request execution.  This is
919  *    accomplished normally by inserting aritficial requests tagged as
920  *    REQ_SPECIAL in to the corresponding request queue, and letting them be
921  *    scheduled for actual execution by the request queue.
922  *
923  *    We have the option of inserting the head or the tail of the queue.
924  *    Typically we use the tail for new ioctls and so forth.  We use the head
925  *    of the queue for things like a QUEUE_FULL message from a device, or a
926  *    host that is unable to accept a particular command.
927  */
928 void blk_insert_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
929                         int at_head, void *data)
930 {
931         int where = at_head ? ELEVATOR_INSERT_FRONT : ELEVATOR_INSERT_BACK;
932         unsigned long flags;
933
934         /*
935          * tell I/O scheduler that this isn't a regular read/write (ie it
936          * must not attempt merges on this) and that it acts as a soft
937          * barrier
938          */
939         rq->cmd_type = REQ_TYPE_SPECIAL;
940         rq->cmd_flags |= REQ_SOFTBARRIER;
941
942         rq->special = data;
943
944         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
945
946         /*
947          * If command is tagged, release the tag
948          */
949         if (blk_rq_tagged(rq))
950                 blk_queue_end_tag(q, rq);
951
952         drive_stat_acct(rq, 1);
953         __elv_add_request(q, rq, where, 0);
954         blk_start_queueing(q);
955         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
956 }
957 EXPORT_SYMBOL(blk_insert_request);
958
959 /*
960  * add-request adds a request to the linked list.
961  * queue lock is held and interrupts disabled, as we muck with the
962  * request queue list.
963  */
964 static inline void add_request(struct request_queue *q, struct request *req)
965 {
966         drive_stat_acct(req, 1);
967
968         /*
969          * elevator indicated where it wants this request to be
970          * inserted at elevator_merge time
971          */
972         __elv_add_request(q, req, ELEVATOR_INSERT_SORT, 0);
973 }
974
975 /*
976  * disk_round_stats()   - Round off the performance stats on a struct
977  * disk_stats.
978  *
979  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
980  * by observing the current state of the queue length and the amount of
981  * time it has been in this state for.
982  *
983  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
984  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
985  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
986  * function to do a round-off before returning the results when reading
987  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
988  * the current jiffies and restarts the counters again.
989  */
990 void disk_round_stats(struct gendisk *disk)
991 {
992         unsigned long now = jiffies;
993
994         if (now == disk->stamp)
995                 return;
996
997         if (disk->in_flight) {
998                 __disk_stat_add(disk, time_in_queue,
999                                 disk->in_flight * (now - disk->stamp));
1000                 __disk_stat_add(disk, io_ticks, (now - disk->stamp));
1001         }
1002         disk->stamp = now;
1003 }
1004 EXPORT_SYMBOL_GPL(disk_round_stats);
1005
1006 void part_round_stats(struct hd_struct *part)
1007 {
1008         unsigned long now = jiffies;
1009
1010         if (now == part->stamp)
1011                 return;
1012
1013         if (part->in_flight) {
1014                 __part_stat_add(part, time_in_queue,
1015                                 part->in_flight * (now - part->stamp));
1016                 __part_stat_add(part, io_ticks, (now - part->stamp));
1017         }
1018         part->stamp = now;
1019 }
1020
1021 /*
1022  * queue lock must be held
1023  */
1024 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1025 {
1026         if (unlikely(!q))
1027                 return;
1028         if (unlikely(--req->ref_count))
1029                 return;
1030
1031         elv_completed_request(q, req);
1032
1033         /*
1034          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1035          * it didn't come out of our reserved rq pools
1036          */
1037         if (req->cmd_flags & REQ_ALLOCED) {
1038                 int rw = rq_data_dir(req);
1039                 int priv = req->cmd_flags & REQ_ELVPRIV;
1040
1041                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1042                 BUG_ON(!hlist_unhashed(&req->hash));
1043
1044                 blk_free_request(q, req);
1045                 freed_request(q, rw, priv);
1046         }
1047 }
1048 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1049
1050 void blk_put_request(struct request *req)
1051 {
1052         unsigned long flags;
1053         struct request_queue *q = req->q;
1054
1055         /*
1056          * Gee, IDE calls in w/ NULL q.  Fix IDE and remove the
1057          * following if (q) test.
1058          */
1059         if (q) {
1060                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1061                 __blk_put_request(q, req);
1062                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1063         }
1064 }
1065 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1066
1067 void init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1068 {
1069         req->cmd_type = REQ_TYPE_FS;
1070
1071         /*
1072          * inherit FAILFAST from bio (for read-ahead, and explicit FAILFAST)
1073          */
1074         if (bio_rw_ahead(bio) || bio_failfast(bio))
1075                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST;
1076
1077         /*
1078          * REQ_BARRIER implies no merging, but lets make it explicit
1079          */
1080         if (unlikely(bio_barrier(bio)))
1081                 req->cmd_flags |= (REQ_HARDBARRIER | REQ_NOMERGE);
1082
1083         if (bio_sync(bio))
1084                 req->cmd_flags |= REQ_RW_SYNC;
1085         if (bio_rw_meta(bio))
1086                 req->cmd_flags |= REQ_RW_META;
1087
1088         req->errors = 0;
1089         req->hard_sector = req->sector = bio->bi_sector;
1090         req->ioprio = bio_prio(bio);
1091         req->start_time = jiffies;
1092         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1093 }
1094
1095 static int __make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1096 {
1097         struct request *req;
1098         int el_ret, nr_sectors, barrier, err;
1099         const unsigned short prio = bio_prio(bio);
1100         const int sync = bio_sync(bio);
1101         int rw_flags;
1102
1103         nr_sectors = bio_sectors(bio);
1104
1105         /*
1106          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1107          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1108          * ISA dma in theory)
1109          */
1110         blk_queue_bounce(q, &bio);
1111
1112         barrier = bio_barrier(bio);
1113         if (unlikely(barrier) && (q->next_ordered == QUEUE_ORDERED_NONE)) {
1114                 err = -EOPNOTSUPP;
1115                 goto end_io;
1116         }
1117
1118         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1119
1120         if (unlikely(barrier) || elv_queue_empty(q))
1121                 goto get_rq;
1122
1123         el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
1124         switch (el_ret) {
1125         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1126                 BUG_ON(!rq_mergeable(req));
1127
1128                 if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1129                         break;
1130
1131                 blk_add_trace_bio(q, bio, BLK_TA_BACKMERGE);
1132
1133                 req->biotail->bi_next = bio;
1134                 req->biotail = bio;
1135                 req->nr_sectors = req->hard_nr_sectors += nr_sectors;
1136                 req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, prio);
1137                 drive_stat_acct(req, 0);
1138                 if (!attempt_back_merge(q, req))
1139                         elv_merged_request(q, req, el_ret);
1140                 goto out;
1141
1142         case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1143                 BUG_ON(!rq_mergeable(req));
1144
1145                 if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1146                         break;
1147
1148                 blk_add_trace_bio(q, bio, BLK_TA_FRONTMERGE);
1149
1150                 bio->bi_next = req->bio;
1151                 req->bio = bio;
1152
1153                 /*
1154                  * may not be valid. if the low level driver said
1155                  * it didn't need a bounce buffer then it better
1156                  * not touch req->buffer either...
1157                  */
1158                 req->buffer = bio_data(bio);
1159                 req->current_nr_sectors = bio_cur_sectors(bio);
1160                 req->hard_cur_sectors = req->current_nr_sectors;
1161                 req->sector = req->hard_sector = bio->bi_sector;
1162                 req->nr_sectors = req->hard_nr_sectors += nr_sectors;
1163                 req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, prio);
1164                 drive_stat_acct(req, 0);
1165                 if (!attempt_front_merge(q, req))
1166                         elv_merged_request(q, req, el_ret);
1167                 goto out;
1168
1169         /* ELV_NO_MERGE: elevator says don't/can't merge. */
1170         default:
1171                 ;
1172         }
1173
1174 get_rq:
1175         /*
1176          * This sync check and mask will be re-done in init_request_from_bio(),
1177          * but we need to set it earlier to expose the sync flag to the
1178          * rq allocator and io schedulers.
1179          */
1180         rw_flags = bio_data_dir(bio);
1181         if (sync)
1182                 rw_flags |= REQ_RW_SYNC;
1183
1184         /*
1185          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1186          * Returns with the queue unlocked.
1187          */
1188         req = get_request_wait(q, rw_flags, bio);
1189
1190         /*
1191          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1192          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1193          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1194          * often, and the elevators are able to handle it.
1195          */
1196         init_request_from_bio(req, bio);
1197
1198         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1199         if (elv_queue_empty(q))
1200                 blk_plug_device(q);
1201         add_request(q, req);
1202 out:
1203         if (sync)
1204                 __generic_unplug_device(q);
1205
1206         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1207         return 0;
1208
1209 end_io:
1210         bio_endio(bio, err);
1211         return 0;
1212 }
1213
1214 /*
1215  * If bio->bi_dev is a partition, remap the location
1216  */
1217 static inline void blk_partition_remap(struct bio *bio)
1218 {
1219         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
1220
1221         if (bio_sectors(bio) && bdev != bdev->bd_contains) {
1222                 struct hd_struct *p = bdev->bd_part;
1223
1224                 bio->bi_sector += p->start_sect;
1225                 bio->bi_bdev = bdev->bd_contains;
1226
1227                 blk_add_trace_remap(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1228                                     bdev->bd_dev, bio->bi_sector,
1229                                     bio->bi_sector - p->start_sect);
1230         }
1231 }
1232
1233 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1234 {
1235         char b[BDEVNAME_SIZE];
1236
1237         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1238         printk(KERN_INFO "%s: rw=%ld, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1239                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1240                         bio->bi_rw,
1241                         (unsigned long long)bio->bi_sector + bio_sectors(bio),
1242                         (long long)(bio->bi_bdev->bd_inode->i_size >> 9));
1243
1244         set_bit(BIO_EOF, &bio->bi_flags);
1245 }
1246
1247 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1248
1249 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1250
1251 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1252 {
1253         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1254 }
1255 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1256
1257 static int should_fail_request(struct bio *bio)
1258 {
1259         if ((bio->bi_bdev->bd_disk->flags & GENHD_FL_FAIL) ||
1260             (bio->bi_bdev->bd_part && bio->bi_bdev->bd_part->make_it_fail))
1261                 return should_fail(&fail_make_request, bio->bi_size);
1262
1263         return 0;
1264 }
1265
1266 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1267 {
1268         return init_fault_attr_dentries(&fail_make_request,
1269                                         "fail_make_request");
1270 }
1271
1272 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1273
1274 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1275
1276 static inline int should_fail_request(struct bio *bio)
1277 {
1278         return 0;
1279 }
1280
1281 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1282
1283 /*
1284  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1285  */
1286 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1287 {
1288         sector_t maxsector;
1289
1290         if (!nr_sectors)
1291                 return 0;
1292
1293         /* Test device or partition size, when known. */
1294         maxsector = bio->bi_bdev->bd_inode->i_size >> 9;
1295         if (maxsector) {
1296                 sector_t sector = bio->bi_sector;
1297
1298                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
1299                         /*
1300                          * This may well happen - the kernel calls bread()
1301                          * without checking the size of the device, e.g., when
1302                          * mounting a device.
1303                          */
1304                         handle_bad_sector(bio);
1305                         return 1;
1306                 }
1307         }
1308
1309         return 0;
1310 }
1311
1312 /**
1313  * generic_make_request: hand a buffer to its device driver for I/O
1314  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1315  *
1316  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
1317  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
1318  * to be done.
1319  *
1320  * generic_make_request() does not return any status.  The
1321  * success/failure status of the request, along with notification of
1322  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
1323  * function described (one day) else where.
1324  *
1325  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1326  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1327  * set to describe the device address, and the
1328  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1329  * completion notification should be signaled.
1330  *
1331  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1332  * bio happens to be merged with someone else, and may change bi_dev and
1333  * bi_sector for remaps as it sees fit.  So the values of these fields
1334  * should NOT be depended on after the call to generic_make_request.
1335  */
1336 static inline void __generic_make_request(struct bio *bio)
1337 {
1338         struct request_queue *q;
1339         sector_t old_sector;
1340         int ret, nr_sectors = bio_sectors(bio);
1341         dev_t old_dev;
1342         int err = -EIO;
1343
1344         might_sleep();
1345
1346         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1347                 goto end_io;
1348
1349         /*
1350          * Resolve the mapping until finished. (drivers are
1351          * still free to implement/resolve their own stacking
1352          * by explicitly returning 0)
1353          *
1354          * NOTE: we don't repeat the blk_size check for each new device.
1355          * Stacking drivers are expected to know what they are doing.
1356          */
1357         old_sector = -1;
1358         old_dev = 0;
1359         do {
1360                 char b[BDEVNAME_SIZE];
1361
1362                 q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1363                 if (!q) {
1364                         printk(KERN_ERR
1365                                "generic_make_request: Trying to access "
1366                                 "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
1367                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1368                                 (long long) bio->bi_sector);
1369 end_io:
1370                         bio_endio(bio, err);
1371                         break;
1372                 }
1373
1374                 if (unlikely(nr_sectors > q->max_hw_sectors)) {
1375                         printk(KERN_ERR "bio too big device %s (%u > %u)\n",
1376                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1377                                 bio_sectors(bio),
1378                                 q->max_hw_sectors);
1379                         goto end_io;
1380                 }
1381
1382                 if (unlikely(test_bit(QUEUE_FLAG_DEAD, &q->queue_flags)))
1383                         goto end_io;
1384
1385                 if (should_fail_request(bio))
1386                         goto end_io;
1387
1388                 /*
1389                  * If this device has partitions, remap block n
1390                  * of partition p to block n+start(p) of the disk.
1391                  */
1392                 blk_partition_remap(bio);
1393
1394                 if (old_sector != -1)
1395                         blk_add_trace_remap(q, bio, old_dev, bio->bi_sector,
1396                                             old_sector);
1397
1398                 blk_add_trace_bio(q, bio, BLK_TA_QUEUE);
1399
1400                 old_sector = bio->bi_sector;
1401                 old_dev = bio->bi_bdev->bd_dev;
1402
1403                 if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1404                         goto end_io;
1405                 if (bio_empty_barrier(bio) && !q->prepare_flush_fn) {
1406                         err = -EOPNOTSUPP;
1407                         goto end_io;
1408                 }
1409
1410                 ret = q->make_request_fn(q, bio);
1411         } while (ret);
1412 }
1413
1414 /*
1415  * We only want one ->make_request_fn to be active at a time,
1416  * else stack usage with stacked devices could be a problem.
1417  * So use current->bio_{list,tail} to keep a list of requests
1418  * submited by a make_request_fn function.
1419  * current->bio_tail is also used as a flag to say if
1420  * generic_make_request is currently active in this task or not.
1421  * If it is NULL, then no make_request is active.  If it is non-NULL,
1422  * then a make_request is active, and new requests should be added
1423  * at the tail
1424  */
1425 void generic_make_request(struct bio *bio)
1426 {
1427         if (current->bio_tail) {
1428                 /* make_request is active */
1429                 *(current->bio_tail) = bio;
1430                 bio->bi_next = NULL;
1431                 current->bio_tail = &bio->bi_next;
1432                 return;
1433         }
1434         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1435          * explanation.
1436          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1437          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1438          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1439          * we assign bio_list to the next (which is NULL) and bio_tail
1440          * to &bio_list, thus initialising the bio_list of new bios to be
1441          * added.  __generic_make_request may indeed add some more bios
1442          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1443          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1444          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1445          * of the top of the list (no pretending) and so fixup bio_list and
1446          * bio_tail or bi_next, and call into __generic_make_request again.
1447          *
1448          * The loop was structured like this to make only one call to
1449          * __generic_make_request (which is important as it is large and
1450          * inlined) and to keep the structure simple.
1451          */
1452         BUG_ON(bio->bi_next);
1453         do {
1454                 current->bio_list = bio->bi_next;
1455                 if (bio->bi_next == NULL)
1456                         current->bio_tail = &current->bio_list;
1457                 else
1458                         bio->bi_next = NULL;
1459                 __generic_make_request(bio);
1460                 bio = current->bio_list;
1461         } while (bio);
1462         current->bio_tail = NULL; /* deactivate */
1463 }
1464 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1465
1466 /**
1467  * submit_bio: submit a bio to the block device layer for I/O
1468  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
1469  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1470  *
1471  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1472  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1473  * interfaces, @bio must be presetup and ready for I/O.
1474  *
1475  */
1476 void submit_bio(int rw, struct bio *bio)
1477 {
1478         int count = bio_sectors(bio);
1479
1480         bio->bi_rw |= rw;
1481
1482         /*
1483          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1484          * go through the normal accounting stuff before submission.
1485          */
1486         if (!bio_empty_barrier(bio)) {
1487
1488                 BIO_BUG_ON(!bio->bi_size);
1489                 BIO_BUG_ON(!bio->bi_io_vec);
1490
1491                 if (rw & WRITE) {
1492                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1493                 } else {
1494                         task_io_account_read(bio->bi_size);
1495                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1496                 }
1497
1498                 if (unlikely(block_dump)) {
1499                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1500                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s\n",
1501                         current->comm, task_pid_nr(current),
1502                                 (rw & WRITE) ? "WRITE" : "READ",
1503                                 (unsigned long long)bio->bi_sector,
1504                                 bdevname(bio->bi_bdev, b));
1505                 }
1506         }
1507
1508         generic_make_request(bio);
1509 }
1510 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1511
1512 /**
1513  * __end_that_request_first - end I/O on a request
1514  * @req:      the request being processed
1515  * @error:    0 for success, < 0 for error
1516  * @nr_bytes: number of bytes to complete
1517  *
1518  * Description:
1519  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, and sets it up
1520  *     for the next range of segments (if any) in the cluster.
1521  *
1522  * Return:
1523  *     0 - we are done with this request, call end_that_request_last()
1524  *     1 - still buffers pending for this request
1525  **/
1526 static int __end_that_request_first(struct request *req, int error,
1527                                     int nr_bytes)
1528 {
1529         int total_bytes, bio_nbytes, next_idx = 0;
1530         struct bio *bio;
1531
1532         blk_add_trace_rq(req->q, req, BLK_TA_COMPLETE);
1533
1534         /*
1535          * for a REQ_BLOCK_PC request, we want to carry any eventual
1536          * sense key with us all the way through
1537          */
1538         if (!blk_pc_request(req))
1539                 req->errors = 0;
1540
1541         if (error && (blk_fs_request(req) && !(req->cmd_flags & REQ_QUIET))) {
1542                 printk(KERN_ERR "end_request: I/O error, dev %s, sector %llu\n",
1543                                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
1544                                 (unsigned long long)req->sector);
1545         }
1546
1547         if (blk_fs_request(req) && req->rq_disk) {
1548                 const int rw = rq_data_dir(req);
1549
1550                 all_stat_add(req->rq_disk, sectors[rw],
1551                              nr_bytes >> 9, req->sector);
1552         }
1553
1554         total_bytes = bio_nbytes = 0;
1555         while ((bio = req->bio) != NULL) {
1556                 int nbytes;
1557
1558                 /*
1559                  * For an empty barrier request, the low level driver must
1560                  * store a potential error location in ->sector. We pass
1561                  * that back up in ->bi_sector.
1562                  */
1563                 if (blk_empty_barrier(req))
1564                         bio->bi_sector = req->sector;
1565
1566                 if (nr_bytes >= bio->bi_size) {
1567                         req->bio = bio->bi_next;
1568                         nbytes = bio->bi_size;
1569                         req_bio_endio(req, bio, nbytes, error);
1570                         next_idx = 0;
1571                         bio_nbytes = 0;
1572                 } else {
1573                         int idx = bio->bi_idx + next_idx;
1574
1575                         if (unlikely(bio->bi_idx >= bio->bi_vcnt)) {
1576                                 blk_dump_rq_flags(req, "__end_that");
1577                                 printk(KERN_ERR "%s: bio idx %d >= vcnt %d\n",
1578                                                 __FUNCTION__, bio->bi_idx,
1579                                                 bio->bi_vcnt);
1580                                 break;
1581                         }
1582
1583                         nbytes = bio_iovec_idx(bio, idx)->bv_len;
1584                         BIO_BUG_ON(nbytes > bio->bi_size);
1585
1586                         /*
1587                          * not a complete bvec done
1588                          */
1589                         if (unlikely(nbytes > nr_bytes)) {
1590                                 bio_nbytes += nr_bytes;
1591                                 total_bytes += nr_bytes;
1592                                 break;
1593                         }
1594
1595                         /*
1596                          * advance to the next vector
1597                          */
1598                         next_idx++;
1599                         bio_nbytes += nbytes;
1600                 }
1601
1602                 total_bytes += nbytes;
1603                 nr_bytes -= nbytes;
1604
1605                 bio = req->bio;
1606                 if (bio) {
1607                         /*
1608                          * end more in this run, or just return 'not-done'
1609                          */
1610                         if (unlikely(nr_bytes <= 0))
1611                                 break;
1612                 }
1613         }
1614
1615         /*
1616          * completely done
1617          */
1618         if (!req->bio)
1619                 return 0;
1620
1621         /*
1622          * if the request wasn't completed, update state
1623          */
1624         if (bio_nbytes) {
1625                 req_bio_endio(req, bio, bio_nbytes, error);
1626                 bio->bi_idx += next_idx;
1627                 bio_iovec(bio)->bv_offset += nr_bytes;
1628                 bio_iovec(bio)->bv_len -= nr_bytes;
1629         }
1630
1631         blk_recalc_rq_sectors(req, total_bytes >> 9);
1632         blk_recalc_rq_segments(req);
1633         return 1;
1634 }
1635
1636 /*
1637  * splice the completion data to a local structure and hand off to
1638  * process_completion_queue() to complete the requests
1639  */
1640 static void blk_done_softirq(struct softirq_action *h)
1641 {
1642         struct list_head *cpu_list, local_list;
1643
1644         local_irq_disable();
1645         cpu_list = &__get_cpu_var(blk_cpu_done);
1646         list_replace_init(cpu_list, &local_list);
1647         local_irq_enable();
1648
1649         while (!list_empty(&local_list)) {
1650                 struct request *rq;
1651
1652                 rq = list_entry(local_list.next, struct request, donelist);
1653                 list_del_init(&rq->donelist);
1654                 rq->q->softirq_done_fn(rq);
1655         }
1656 }
1657
1658 static int __cpuinit blk_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1659                                     unsigned long action, void *hcpu)
1660 {
1661         /*
1662          * If a CPU goes away, splice its entries to the current CPU
1663          * and trigger a run of the softirq
1664          */
1665         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
1666                 int cpu = (unsigned long) hcpu;
1667
1668                 local_irq_disable();
1669                 list_splice_init(&per_cpu(blk_cpu_done, cpu),
1670                                  &__get_cpu_var(blk_cpu_done));
1671                 raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
1672                 local_irq_enable();
1673         }
1674
1675         return NOTIFY_OK;
1676 }
1677
1678
1679 static struct notifier_block blk_cpu_notifier __cpuinitdata = {
1680         .notifier_call  = blk_cpu_notify,
1681 };
1682
1683 /**
1684  * blk_complete_request - end I/O on a request
1685  * @req:      the request being processed
1686  *
1687  * Description:
1688  *     Ends all I/O on a request. It does not handle partial completions,
1689  *     unless the driver actually implements this in its completion callback
1690  *     through requeueing. The actual completion happens out-of-order,
1691  *     through a softirq handler. The user must have registered a completion
1692  *     callback through blk_queue_softirq_done().
1693  **/
1694
1695 void blk_complete_request(struct request *req)
1696 {
1697         struct list_head *cpu_list;
1698         unsigned long flags;
1699
1700         BUG_ON(!req->q->softirq_done_fn);
1701
1702         local_irq_save(flags);
1703
1704         cpu_list = &__get_cpu_var(blk_cpu_done);
1705         list_add_tail(&req->donelist, cpu_list);
1706         raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
1707
1708         local_irq_restore(flags);
1709 }
1710 EXPORT_SYMBOL(blk_complete_request);
1711
1712 /*
1713  * queue lock must be held
1714  */
1715 static void end_that_request_last(struct request *req, int error)
1716 {
1717         struct gendisk *disk = req->rq_disk;
1718
1719         if (blk_rq_tagged(req))
1720                 blk_queue_end_tag(req->q, req);
1721
1722         if (blk_queued_rq(req))
1723                 blkdev_dequeue_request(req);
1724
1725         if (unlikely(laptop_mode) && blk_fs_request(req))
1726                 laptop_io_completion();
1727
1728         /*
1729          * Account IO completion.  bar_rq isn't accounted as a normal
1730          * IO on queueing nor completion.  Accounting the containing
1731          * request is enough.
1732          */
1733         if (disk && blk_fs_request(req) && req != &req->q->bar_rq) {
1734                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
1735                 const int rw = rq_data_dir(req);
1736                 struct hd_struct *part = get_part(disk, req->sector);
1737
1738                 __all_stat_inc(disk, ios[rw], req->sector);
1739                 __all_stat_add(disk, ticks[rw], duration, req->sector);
1740                 disk_round_stats(disk);
1741                 disk->in_flight--;
1742                 if (part) {
1743                         part_round_stats(part);
1744                         part->in_flight--;
1745                 }
1746         }
1747
1748         if (req->end_io)
1749                 req->end_io(req, error);
1750         else {
1751                 if (blk_bidi_rq(req))
1752                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
1753
1754                 __blk_put_request(req->q, req);
1755         }
1756 }
1757
1758 static inline void __end_request(struct request *rq, int uptodate,
1759                                  unsigned int nr_bytes)
1760 {
1761         int error = 0;
1762
1763         if (uptodate <= 0)
1764                 error = uptodate ? uptodate : -EIO;
1765
1766         __blk_end_request(rq, error, nr_bytes);
1767 }
1768
1769 /**
1770  * blk_rq_bytes - Returns bytes left to complete in the entire request
1771  * @rq: the request being processed
1772  **/
1773 unsigned int blk_rq_bytes(struct request *rq)
1774 {
1775         if (blk_fs_request(rq))
1776                 return rq->hard_nr_sectors << 9;
1777
1778         return rq->data_len;
1779 }
1780 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_bytes);
1781
1782 /**
1783  * blk_rq_cur_bytes - Returns bytes left to complete in the current segment
1784  * @rq: the request being processed
1785  **/
1786 unsigned int blk_rq_cur_bytes(struct request *rq)
1787 {
1788         if (blk_fs_request(rq))
1789                 return rq->current_nr_sectors << 9;
1790
1791         if (rq->bio)
1792                 return rq->bio->bi_size;
1793
1794         return rq->data_len;
1795 }
1796 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_cur_bytes);
1797
1798 /**
1799  * end_queued_request - end all I/O on a queued request
1800  * @rq:         the request being processed
1801  * @uptodate:   error value or 0/1 uptodate flag
1802  *
1803  * Description:
1804  *     Ends all I/O on a request, and removes it from the block layer queues.
1805  *     Not suitable for normal IO completion, unless the driver still has
1806  *     the request attached to the block layer.
1807  *
1808  **/
1809 void end_queued_request(struct request *rq, int uptodate)
1810 {
1811         __end_request(rq, uptodate, blk_rq_bytes(rq));
1812 }
1813 EXPORT_SYMBOL(end_queued_request);
1814
1815 /**
1816  * end_dequeued_request - end all I/O on a dequeued request
1817  * @rq:         the request being processed
1818  * @uptodate:   error value or 0/1 uptodate flag
1819  *
1820  * Description:
1821  *     Ends all I/O on a request. The request must already have been
1822  *     dequeued using blkdev_dequeue_request(), as is normally the case
1823  *     for most drivers.
1824  *
1825  **/
1826 void end_dequeued_request(struct request *rq, int uptodate)
1827 {
1828         __end_request(rq, uptodate, blk_rq_bytes(rq));
1829 }
1830 EXPORT_SYMBOL(end_dequeued_request);
1831
1832
1833 /**
1834  * end_request - end I/O on the current segment of the request
1835  * @req:        the request being processed
1836  * @uptodate:   error value or 0/1 uptodate flag
1837  *
1838  * Description:
1839  *     Ends I/O on the current segment of a request. If that is the only
1840  *     remaining segment, the request is also completed and freed.
1841  *
1842  *     This is a remnant of how older block drivers handled IO completions.
1843  *     Modern drivers typically end IO on the full request in one go, unless
1844  *     they have a residual value to account for. For that case this function
1845  *     isn't really useful, unless the residual just happens to be the
1846  *     full current segment. In other words, don't use this function in new
1847  *     code. Either use end_request_completely(), or the
1848  *     end_that_request_chunk() (along with end_that_request_last()) for
1849  *     partial completions.
1850  *
1851  **/
1852 void end_request(struct request *req, int uptodate)
1853 {
1854         __end_request(req, uptodate, req->hard_cur_sectors << 9);
1855 }
1856 EXPORT_SYMBOL(end_request);
1857
1858 /**
1859  * blk_end_io - Generic end_io function to complete a request.
1860  * @rq:           the request being processed
1861  * @error:        0 for success, < 0 for error
1862  * @nr_bytes:     number of bytes to complete @rq
1863  * @bidi_bytes:   number of bytes to complete @rq->next_rq
1864  * @drv_callback: function called between completion of bios in the request
1865  *                and completion of the request.
1866  *                If the callback returns non 0, this helper returns without
1867  *                completion of the request.
1868  *
1869  * Description:
1870  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
1871  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
1872  *
1873  * Return:
1874  *     0 - we are done with this request
1875  *     1 - this request is not freed yet, it still has pending buffers.
1876  **/
1877 static int blk_end_io(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes,
1878                       unsigned int bidi_bytes,
1879                       int (drv_callback)(struct request *))
1880 {
1881         struct request_queue *q = rq->q;
1882         unsigned long flags = 0UL;
1883
1884         if (blk_fs_request(rq) || blk_pc_request(rq)) {
1885                 if (__end_that_request_first(rq, error, nr_bytes))
1886                         return 1;
1887
1888                 /* Bidi request must be completed as a whole */
1889                 if (blk_bidi_rq(rq) &&
1890                     __end_that_request_first(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
1891                         return 1;
1892         }
1893
1894         /* Special feature for tricky drivers */
1895         if (drv_callback && drv_callback(rq))
1896                 return 1;
1897
1898         add_disk_randomness(rq->rq_disk);
1899
1900         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1901         end_that_request_last(rq, error);
1902         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1903
1904         return 0;
1905 }
1906
1907 /**
1908  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
1909  * @rq:       the request being processed
1910  * @error:    0 for success, < 0 for error
1911  * @nr_bytes: number of bytes to complete
1912  *
1913  * Description:
1914  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
1915  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
1916  *
1917  * Return:
1918  *     0 - we are done with this request
1919  *     1 - still buffers pending for this request
1920  **/
1921 int blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
1922 {
1923         return blk_end_io(rq, error, nr_bytes, 0, NULL);
1924 }
1925 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request);
1926
1927 /**
1928  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
1929  * @rq:       the request being processed
1930  * @error:    0 for success, < 0 for error
1931  * @nr_bytes: number of bytes to complete
1932  *
1933  * Description:
1934  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
1935  *
1936  * Return:
1937  *     0 - we are done with this request
1938  *     1 - still buffers pending for this request
1939  **/
1940 int __blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
1941 {
1942         if (blk_fs_request(rq) || blk_pc_request(rq)) {
1943                 if (__end_that_request_first(rq, error, nr_bytes))
1944                         return 1;
1945         }
1946
1947         add_disk_randomness(rq->rq_disk);
1948
1949         end_that_request_last(rq, error);
1950
1951         return 0;
1952 }
1953 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_end_request);
1954
1955 /**
1956  * blk_end_bidi_request - Helper function for drivers to complete bidi request.
1957  * @rq:         the bidi request being processed
1958  * @error:      0 for success, < 0 for error
1959  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
1960  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
1961  *
1962  * Description:
1963  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
1964  *
1965  * Return:
1966  *     0 - we are done with this request
1967  *     1 - still buffers pending for this request
1968  **/
1969 int blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes,
1970                          unsigned int bidi_bytes)
1971 {
1972         return blk_end_io(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes, NULL);
1973 }
1974 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_bidi_request);
1975
1976 /**
1977  * blk_end_request_callback - Special helper function for tricky drivers
1978  * @rq:           the request being processed
1979  * @error:        0 for success, < 0 for error
1980  * @nr_bytes:     number of bytes to complete
1981  * @drv_callback: function called between completion of bios in the request
1982  *                and completion of the request.
1983  *                If the callback returns non 0, this helper returns without
1984  *                completion of the request.
1985  *
1986  * Description:
1987  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
1988  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
1989  *
1990  *     This special helper function is used only for existing tricky drivers.
1991  *     (e.g. cdrom_newpc_intr() of ide-cd)
1992  *     This interface will be removed when such drivers are rewritten.
1993  *     Don't use this interface in other places anymore.
1994  *
1995  * Return:
1996  *     0 - we are done with this request
1997  *     1 - this request is not freed yet.
1998  *         this request still has pending buffers or
1999  *         the driver doesn't want to finish this request yet.
2000  **/
2001 int blk_end_request_callback(struct request *rq, int error,
2002                              unsigned int nr_bytes,
2003                              int (drv_callback)(struct request *))
2004 {
2005         return blk_end_io(rq, error, nr_bytes, 0, drv_callback);
2006 }
2007 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request_callback);
2008
2009 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
2010                      struct bio *bio)
2011 {
2012         /* first two bits are identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw */
2013         rq->cmd_flags |= (bio->bi_rw & 3);
2014
2015         rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
2016         rq->nr_hw_segments = bio_hw_segments(q, bio);
2017         rq->current_nr_sectors = bio_cur_sectors(bio);
2018         rq->hard_cur_sectors = rq->current_nr_sectors;
2019         rq->hard_nr_sectors = rq->nr_sectors = bio_sectors(bio);
2020         rq->buffer = bio_data(bio);
2021         rq->data_len = bio->bi_size;
2022
2023         rq->bio = rq->biotail = bio;
2024
2025         if (bio->bi_bdev)
2026                 rq->rq_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
2027 }
2028
2029 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
2030 {
2031         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
2032 }
2033 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
2034
2035 void kblockd_flush_work(struct work_struct *work)
2036 {
2037         cancel_work_sync(work);
2038 }
2039 EXPORT_SYMBOL(kblockd_flush_work);
2040
2041 int __init blk_dev_init(void)
2042 {
2043         int i;
2044
2045         kblockd_workqueue = create_workqueue("kblockd");
2046         if (!kblockd_workqueue)
2047                 panic("Failed to create kblockd\n");
2048
2049         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
2050                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
2051
2052         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("blkdev_queue",
2053                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
2054
2055         for_each_possible_cpu(i)
2056                 INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(blk_cpu_done, i));
2057
2058         open_softirq(BLOCK_SOFTIRQ, blk_done_softirq, NULL);
2059         register_hotcpu_notifier(&blk_cpu_notifier);
2060
2061         return 0;
2062 }
2063