blkio: Increment the blkio cgroup stats for real now
[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/fault-inject.h>
30
31 #define CREATE_TRACE_POINTS
32 #include <trace/events/block.h>
33
34 #include "blk.h"
35
36 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_remap);
37 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_rq_remap);
38 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(block_bio_complete);
39
40 static int __make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio);
41
42 /*
43  * For the allocated request tables
44  */
45 static struct kmem_cache *request_cachep;
46
47 /*
48  * For queue allocation
49  */
50 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
51
52 /*
53  * Controlling structure to kblockd
54  */
55 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
56
57 static void drive_stat_acct(struct request *rq, int new_io)
58 {
59         struct hd_struct *part;
60         int rw = rq_data_dir(rq);
61         int cpu;
62
63         if (!blk_do_io_stat(rq))
64                 return;
65
66         cpu = part_stat_lock();
67         part = disk_map_sector_rcu(rq->rq_disk, blk_rq_pos(rq));
68
69         if (!new_io)
70                 part_stat_inc(cpu, part, merges[rw]);
71         else {
72                 part_round_stats(cpu, part);
73                 part_inc_in_flight(part, rw);
74         }
75
76         part_stat_unlock();
77 }
78
79 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
80 {
81         int nr;
82
83         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
84         if (nr > q->nr_requests)
85                 nr = q->nr_requests;
86         q->nr_congestion_on = nr;
87
88         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
89         if (nr < 1)
90                 nr = 1;
91         q->nr_congestion_off = nr;
92 }
93
94 /**
95  * blk_get_backing_dev_info - get the address of a queue's backing_dev_info
96  * @bdev:       device
97  *
98  * Locates the passed device's request queue and returns the address of its
99  * backing_dev_info
100  *
101  * Will return NULL if the request queue cannot be located.
102  */
103 struct backing_dev_info *blk_get_backing_dev_info(struct block_device *bdev)
104 {
105         struct backing_dev_info *ret = NULL;
106         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
107
108         if (q)
109                 ret = &q->backing_dev_info;
110         return ret;
111 }
112 EXPORT_SYMBOL(blk_get_backing_dev_info);
113
114 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
115 {
116         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
117
118         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
119         INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
120         rq->cpu = -1;
121         rq->q = q;
122         rq->__sector = (sector_t) -1;
123         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
124         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
125         rq->cmd = rq->__cmd;
126         rq->cmd_len = BLK_MAX_CDB;
127         rq->tag = -1;
128         rq->ref_count = 1;
129         rq->start_time = jiffies;
130         set_start_time_ns(rq);
131 }
132 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
133
134 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
135                           unsigned int nbytes, int error)
136 {
137         struct request_queue *q = rq->q;
138
139         if (&q->bar_rq != rq) {
140                 if (error)
141                         clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
142                 else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
143                         error = -EIO;
144
145                 if (unlikely(nbytes > bio->bi_size)) {
146                         printk(KERN_ERR "%s: want %u bytes done, %u left\n",
147                                __func__, nbytes, bio->bi_size);
148                         nbytes = bio->bi_size;
149                 }
150
151                 if (unlikely(rq->cmd_flags & REQ_QUIET))
152                         set_bit(BIO_QUIET, &bio->bi_flags);
153
154                 bio->bi_size -= nbytes;
155                 bio->bi_sector += (nbytes >> 9);
156
157                 if (bio_integrity(bio))
158                         bio_integrity_advance(bio, nbytes);
159
160                 if (bio->bi_size == 0)
161                         bio_endio(bio, error);
162         } else {
163
164                 /*
165                  * Okay, this is the barrier request in progress, just
166                  * record the error;
167                  */
168                 if (error && !q->orderr)
169                         q->orderr = error;
170         }
171 }
172
173 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
174 {
175         int bit;
176
177         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: type=%x, flags=%x\n", msg,
178                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?", rq->cmd_type,
179                 rq->cmd_flags);
180
181         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %u/%u\n",
182                (unsigned long long)blk_rq_pos(rq),
183                blk_rq_sectors(rq), blk_rq_cur_sectors(rq));
184         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, buffer %p, len %u\n",
185                rq->bio, rq->biotail, rq->buffer, blk_rq_bytes(rq));
186
187         if (blk_pc_request(rq)) {
188                 printk(KERN_INFO "  cdb: ");
189                 for (bit = 0; bit < BLK_MAX_CDB; bit++)
190                         printk("%02x ", rq->cmd[bit]);
191                 printk("\n");
192         }
193 }
194 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
195
196 /*
197  * "plug" the device if there are no outstanding requests: this will
198  * force the transfer to start only after we have put all the requests
199  * on the list.
200  *
201  * This is called with interrupts off and no requests on the queue and
202  * with the queue lock held.
203  */
204 void blk_plug_device(struct request_queue *q)
205 {
206         WARN_ON(!irqs_disabled());
207
208         /*
209          * don't plug a stopped queue, it must be paired with blk_start_queue()
210          * which will restart the queueing
211          */
212         if (blk_queue_stopped(q))
213                 return;
214
215         if (!queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_PLUGGED, q)) {
216                 mod_timer(&q->unplug_timer, jiffies + q->unplug_delay);
217                 trace_block_plug(q);
218         }
219 }
220 EXPORT_SYMBOL(blk_plug_device);
221
222 /**
223  * blk_plug_device_unlocked - plug a device without queue lock held
224  * @q:    The &struct request_queue to plug
225  *
226  * Description:
227  *   Like @blk_plug_device(), but grabs the queue lock and disables
228  *   interrupts.
229  **/
230 void blk_plug_device_unlocked(struct request_queue *q)
231 {
232         unsigned long flags;
233
234         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
235         blk_plug_device(q);
236         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
237 }
238 EXPORT_SYMBOL(blk_plug_device_unlocked);
239
240 /*
241  * remove the queue from the plugged list, if present. called with
242  * queue lock held and interrupts disabled.
243  */
244 int blk_remove_plug(struct request_queue *q)
245 {
246         WARN_ON(!irqs_disabled());
247
248         if (!queue_flag_test_and_clear(QUEUE_FLAG_PLUGGED, q))
249                 return 0;
250
251         del_timer(&q->unplug_timer);
252         return 1;
253 }
254 EXPORT_SYMBOL(blk_remove_plug);
255
256 /*
257  * remove the plug and let it rip..
258  */
259 void __generic_unplug_device(struct request_queue *q)
260 {
261         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
262                 return;
263         if (!blk_remove_plug(q) && !blk_queue_nonrot(q))
264                 return;
265
266         q->request_fn(q);
267 }
268
269 /**
270  * generic_unplug_device - fire a request queue
271  * @q:    The &struct request_queue in question
272  *
273  * Description:
274  *   Linux uses plugging to build bigger requests queues before letting
275  *   the device have at them. If a queue is plugged, the I/O scheduler
276  *   is still adding and merging requests on the queue. Once the queue
277  *   gets unplugged, the request_fn defined for the queue is invoked and
278  *   transfers started.
279  **/
280 void generic_unplug_device(struct request_queue *q)
281 {
282         if (blk_queue_plugged(q)) {
283                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
284                 __generic_unplug_device(q);
285                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
286         }
287 }
288 EXPORT_SYMBOL(generic_unplug_device);
289
290 static void blk_backing_dev_unplug(struct backing_dev_info *bdi,
291                                    struct page *page)
292 {
293         struct request_queue *q = bdi->unplug_io_data;
294
295         blk_unplug(q);
296 }
297
298 void blk_unplug_work(struct work_struct *work)
299 {
300         struct request_queue *q =
301                 container_of(work, struct request_queue, unplug_work);
302
303         trace_block_unplug_io(q);
304         q->unplug_fn(q);
305 }
306
307 void blk_unplug_timeout(unsigned long data)
308 {
309         struct request_queue *q = (struct request_queue *)data;
310
311         trace_block_unplug_timer(q);
312         kblockd_schedule_work(q, &q->unplug_work);
313 }
314
315 void blk_unplug(struct request_queue *q)
316 {
317         /*
318          * devices don't necessarily have an ->unplug_fn defined
319          */
320         if (q->unplug_fn) {
321                 trace_block_unplug_io(q);
322                 q->unplug_fn(q);
323         }
324 }
325 EXPORT_SYMBOL(blk_unplug);
326
327 /**
328  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
329  * @q:    The &struct request_queue in question
330  *
331  * Description:
332  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
333  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
334  *   entered. Also see blk_stop_queue(). Queue lock must be held.
335  **/
336 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
337 {
338         WARN_ON(!irqs_disabled());
339
340         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
341         __blk_run_queue(q);
342 }
343 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
344
345 /**
346  * blk_stop_queue - stop a queue
347  * @q:    The &struct request_queue in question
348  *
349  * Description:
350  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
351  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
352  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
353  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
354  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
355  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
356  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
357  *   blk_start_queue() to restart queue operations. Queue lock must be held.
358  **/
359 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
360 {
361         blk_remove_plug(q);
362         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
363 }
364 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
365
366 /**
367  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
368  * @q: the queue
369  *
370  * Description:
371  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
372  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
373  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
374  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
375  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
376  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
377  *     this function.
378  *
379  */
380 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
381 {
382         del_timer_sync(&q->unplug_timer);
383         del_timer_sync(&q->timeout);
384         cancel_work_sync(&q->unplug_work);
385 }
386 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
387
388 /**
389  * __blk_run_queue - run a single device queue
390  * @q:  The queue to run
391  *
392  * Description:
393  *    See @blk_run_queue. This variant must be called with the queue lock
394  *    held and interrupts disabled.
395  *
396  */
397 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
398 {
399         blk_remove_plug(q);
400
401         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
402                 return;
403
404         if (elv_queue_empty(q))
405                 return;
406
407         /*
408          * Only recurse once to avoid overrunning the stack, let the unplug
409          * handling reinvoke the handler shortly if we already got there.
410          */
411         if (!queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_REENTER, q)) {
412                 q->request_fn(q);
413                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_REENTER, q);
414         } else {
415                 queue_flag_set(QUEUE_FLAG_PLUGGED, q);
416                 kblockd_schedule_work(q, &q->unplug_work);
417         }
418 }
419 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
420
421 /**
422  * blk_run_queue - run a single device queue
423  * @q: The queue to run
424  *
425  * Description:
426  *    Invoke request handling on this queue, if it has pending work to do.
427  *    May be used to restart queueing when a request has completed.
428  */
429 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
430 {
431         unsigned long flags;
432
433         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
434         __blk_run_queue(q);
435         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
436 }
437 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
438
439 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
440 {
441         kobject_put(&q->kobj);
442 }
443
444 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
445 {
446         /*
447          * We know we have process context here, so we can be a little
448          * cautious and ensure that pending block actions on this device
449          * are done before moving on. Going into this function, we should
450          * not have processes doing IO to this device.
451          */
452         blk_sync_queue(q);
453
454         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
455         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
456         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
457
458         if (q->elevator)
459                 elevator_exit(q->elevator);
460
461         blk_put_queue(q);
462 }
463 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
464
465 static int blk_init_free_list(struct request_queue *q)
466 {
467         struct request_list *rl = &q->rq;
468
469         rl->count[BLK_RW_SYNC] = rl->count[BLK_RW_ASYNC] = 0;
470         rl->starved[BLK_RW_SYNC] = rl->starved[BLK_RW_ASYNC] = 0;
471         rl->elvpriv = 0;
472         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_SYNC]);
473         init_waitqueue_head(&rl->wait[BLK_RW_ASYNC]);
474
475         rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ, mempool_alloc_slab,
476                                 mempool_free_slab, request_cachep, q->node);
477
478         if (!rl->rq_pool)
479                 return -ENOMEM;
480
481         return 0;
482 }
483
484 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
485 {
486         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, -1);
487 }
488 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
489
490 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
491 {
492         struct request_queue *q;
493         int err;
494
495         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
496                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
497         if (!q)
498                 return NULL;
499
500         q->backing_dev_info.unplug_io_fn = blk_backing_dev_unplug;
501         q->backing_dev_info.unplug_io_data = q;
502         q->backing_dev_info.ra_pages =
503                         (VM_MAX_READAHEAD * 1024) / PAGE_CACHE_SIZE;
504         q->backing_dev_info.state = 0;
505         q->backing_dev_info.capabilities = BDI_CAP_MAP_COPY;
506         q->backing_dev_info.name = "block";
507
508         err = bdi_init(&q->backing_dev_info);
509         if (err) {
510                 kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
511                 return NULL;
512         }
513
514         init_timer(&q->unplug_timer);
515         setup_timer(&q->timeout, blk_rq_timed_out_timer, (unsigned long) q);
516         INIT_LIST_HEAD(&q->timeout_list);
517         INIT_WORK(&q->unplug_work, blk_unplug_work);
518
519         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
520
521         mutex_init(&q->sysfs_lock);
522         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
523
524         return q;
525 }
526 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
527
528 /**
529  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
530  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
531  *        placed on the queue.
532  * @lock: Request queue spin lock
533  *
534  * Description:
535  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
536  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
537  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
538  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
539  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
540  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
541  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
542  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
543  *
544  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
545  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
546  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
547  *    get dealt with eventually.
548  *
549  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
550  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
551  *    disabling is needed for it.
552  *
553  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or %NULL if
554  *    it didn't succeed.
555  *
556  * Note:
557  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
558  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
559  **/
560
561 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
562 {
563         return blk_init_queue_node(rfn, lock, -1);
564 }
565 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
566
567 struct request_queue *
568 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
569 {
570         struct request_queue *q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
571
572         if (!q)
573                 return NULL;
574
575         q->node = node_id;
576         if (blk_init_free_list(q)) {
577                 kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
578                 return NULL;
579         }
580
581         q->request_fn           = rfn;
582         q->prep_rq_fn           = NULL;
583         q->unplug_fn            = generic_unplug_device;
584         q->queue_flags          = QUEUE_FLAG_DEFAULT;
585         q->queue_lock           = lock;
586
587         /*
588          * This also sets hw/phys segments, boundary and size
589          */
590         blk_queue_make_request(q, __make_request);
591
592         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
593
594         /*
595          * all done
596          */
597         if (!elevator_init(q, NULL)) {
598                 blk_queue_congestion_threshold(q);
599                 return q;
600         }
601
602         blk_put_queue(q);
603         return NULL;
604 }
605 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
606
607 int blk_get_queue(struct request_queue *q)
608 {
609         if (likely(!test_bit(QUEUE_FLAG_DEAD, &q->queue_flags))) {
610                 kobject_get(&q->kobj);
611                 return 0;
612         }
613
614         return 1;
615 }
616
617 static inline void blk_free_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
618 {
619         if (rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV)
620                 elv_put_request(q, rq);
621         mempool_free(rq, q->rq.rq_pool);
622 }
623
624 static struct request *
625 blk_alloc_request(struct request_queue *q, int flags, int priv, gfp_t gfp_mask)
626 {
627         struct request *rq = mempool_alloc(q->rq.rq_pool, gfp_mask);
628
629         if (!rq)
630                 return NULL;
631
632         blk_rq_init(q, rq);
633
634         rq->cmd_flags = flags | REQ_ALLOCED;
635
636         if (priv) {
637                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, gfp_mask))) {
638                         mempool_free(rq, q->rq.rq_pool);
639                         return NULL;
640                 }
641                 rq->cmd_flags |= REQ_ELVPRIV;
642         }
643
644         return rq;
645 }
646
647 /*
648  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
649  * should be given priority access to a request.
650  */
651 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
652 {
653         if (!ioc)
654                 return 0;
655
656         /*
657          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
658          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
659          * lose wakeups.
660          */
661         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
662                 (ioc->nr_batch_requests > 0
663                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
664 }
665
666 /*
667  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
668  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
669  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
670  * a nice run.
671  */
672 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
673 {
674         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
675                 return;
676
677         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
678         ioc->last_waited = jiffies;
679 }
680
681 static void __freed_request(struct request_queue *q, int sync)
682 {
683         struct request_list *rl = &q->rq;
684
685         if (rl->count[sync] < queue_congestion_off_threshold(q))
686                 blk_clear_queue_congested(q, sync);
687
688         if (rl->count[sync] + 1 <= q->nr_requests) {
689                 if (waitqueue_active(&rl->wait[sync]))
690                         wake_up(&rl->wait[sync]);
691
692                 blk_clear_queue_full(q, sync);
693         }
694 }
695
696 /*
697  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
698  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
699  */
700 static void freed_request(struct request_queue *q, int sync, int priv)
701 {
702         struct request_list *rl = &q->rq;
703
704         rl->count[sync]--;
705         if (priv)
706                 rl->elvpriv--;
707
708         __freed_request(q, sync);
709
710         if (unlikely(rl->starved[sync ^ 1]))
711                 __freed_request(q, sync ^ 1);
712 }
713
714 /*
715  * Get a free request, queue_lock must be held.
716  * Returns NULL on failure, with queue_lock held.
717  * Returns !NULL on success, with queue_lock *not held*.
718  */
719 static struct request *get_request(struct request_queue *q, int rw_flags,
720                                    struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
721 {
722         struct request *rq = NULL;
723         struct request_list *rl = &q->rq;
724         struct io_context *ioc = NULL;
725         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
726         int may_queue, priv;
727
728         may_queue = elv_may_queue(q, rw_flags);
729         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
730                 goto rq_starved;
731
732         if (rl->count[is_sync]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
733                 if (rl->count[is_sync]+1 >= q->nr_requests) {
734                         ioc = current_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
735                         /*
736                          * The queue will fill after this allocation, so set
737                          * it as full, and mark this process as "batching".
738                          * This process will be allowed to complete a batch of
739                          * requests, others will be blocked.
740                          */
741                         if (!blk_queue_full(q, is_sync)) {
742                                 ioc_set_batching(q, ioc);
743                                 blk_set_queue_full(q, is_sync);
744                         } else {
745                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
746                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
747                                         /*
748                                          * The queue is full and the allocating
749                                          * process is not a "batcher", and not
750                                          * exempted by the IO scheduler
751                                          */
752                                         goto out;
753                                 }
754                         }
755                 }
756                 blk_set_queue_congested(q, is_sync);
757         }
758
759         /*
760          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
761          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
762          * allocated with any setting of ->nr_requests
763          */
764         if (rl->count[is_sync] >= (3 * q->nr_requests / 2))
765                 goto out;
766
767         rl->count[is_sync]++;
768         rl->starved[is_sync] = 0;
769
770         priv = !test_bit(QUEUE_FLAG_ELVSWITCH, &q->queue_flags);
771         if (priv)
772                 rl->elvpriv++;
773
774         if (blk_queue_io_stat(q))
775                 rw_flags |= REQ_IO_STAT;
776         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
777
778         rq = blk_alloc_request(q, rw_flags, priv, gfp_mask);
779         if (unlikely(!rq)) {
780                 /*
781                  * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything
782                  * we might have messed up.
783                  *
784                  * Allocating task should really be put onto the front of the
785                  * wait queue, but this is pretty rare.
786                  */
787                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
788                 freed_request(q, is_sync, priv);
789
790                 /*
791                  * in the very unlikely event that allocation failed and no
792                  * requests for this direction was pending, mark us starved
793                  * so that freeing of a request in the other direction will
794                  * notice us. another possible fix would be to split the
795                  * rq mempool into READ and WRITE
796                  */
797 rq_starved:
798                 if (unlikely(rl->count[is_sync] == 0))
799                         rl->starved[is_sync] = 1;
800
801                 goto out;
802         }
803
804         /*
805          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
806          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
807          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
808          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
809          */
810         if (ioc_batching(q, ioc))
811                 ioc->nr_batch_requests--;
812
813         trace_block_getrq(q, bio, rw_flags & 1);
814 out:
815         return rq;
816 }
817
818 /*
819  * No available requests for this queue, unplug the device and wait for some
820  * requests to become available.
821  *
822  * Called with q->queue_lock held, and returns with it unlocked.
823  */
824 static struct request *get_request_wait(struct request_queue *q, int rw_flags,
825                                         struct bio *bio)
826 {
827         const bool is_sync = rw_is_sync(rw_flags) != 0;
828         struct request *rq;
829
830         rq = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
831         while (!rq) {
832                 DEFINE_WAIT(wait);
833                 struct io_context *ioc;
834                 struct request_list *rl = &q->rq;
835
836                 prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[is_sync], &wait,
837                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
838
839                 trace_block_sleeprq(q, bio, rw_flags & 1);
840
841                 __generic_unplug_device(q);
842                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
843                 io_schedule();
844
845                 /*
846                  * After sleeping, we become a "batching" process and
847                  * will be able to allocate at least one request, and
848                  * up to a big batch of them for a small period time.
849                  * See ioc_batching, ioc_set_batching
850                  */
851                 ioc = current_io_context(GFP_NOIO, q->node);
852                 ioc_set_batching(q, ioc);
853
854                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
855                 finish_wait(&rl->wait[is_sync], &wait);
856
857                 rq = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
858         };
859
860         return rq;
861 }
862
863 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp_mask)
864 {
865         struct request *rq;
866
867         BUG_ON(rw != READ && rw != WRITE);
868
869         spin_lock_irq(q->queue_lock);
870         if (gfp_mask & __GFP_WAIT) {
871                 rq = get_request_wait(q, rw, NULL);
872         } else {
873                 rq = get_request(q, rw, NULL, gfp_mask);
874                 if (!rq)
875                         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
876         }
877         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
878
879         return rq;
880 }
881 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
882
883 /**
884  * blk_make_request - given a bio, allocate a corresponding struct request.
885  * @q: target request queue
886  * @bio:  The bio describing the memory mappings that will be submitted for IO.
887  *        It may be a chained-bio properly constructed by block/bio layer.
888  * @gfp_mask: gfp flags to be used for memory allocation
889  *
890  * blk_make_request is the parallel of generic_make_request for BLOCK_PC
891  * type commands. Where the struct request needs to be farther initialized by
892  * the caller. It is passed a &struct bio, which describes the memory info of
893  * the I/O transfer.
894  *
895  * The caller of blk_make_request must make sure that bi_io_vec
896  * are set to describe the memory buffers. That bio_data_dir() will return
897  * the needed direction of the request. (And all bio's in the passed bio-chain
898  * are properly set accordingly)
899  *
900  * If called under none-sleepable conditions, mapped bio buffers must not
901  * need bouncing, by calling the appropriate masked or flagged allocator,
902  * suitable for the target device. Otherwise the call to blk_queue_bounce will
903  * BUG.
904  *
905  * WARNING: When allocating/cloning a bio-chain, careful consideration should be
906  * given to how you allocate bios. In particular, you cannot use __GFP_WAIT for
907  * anything but the first bio in the chain. Otherwise you risk waiting for IO
908  * completion of a bio that hasn't been submitted yet, thus resulting in a
909  * deadlock. Alternatively bios should be allocated using bio_kmalloc() instead
910  * of bio_alloc(), as that avoids the mempool deadlock.
911  * If possible a big IO should be split into smaller parts when allocation
912  * fails. Partial allocation should not be an error, or you risk a live-lock.
913  */
914 struct request *blk_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio,
915                                  gfp_t gfp_mask)
916 {
917         struct request *rq = blk_get_request(q, bio_data_dir(bio), gfp_mask);
918
919         if (unlikely(!rq))
920                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
921
922         for_each_bio(bio) {
923                 struct bio *bounce_bio = bio;
924                 int ret;
925
926                 blk_queue_bounce(q, &bounce_bio);
927                 ret = blk_rq_append_bio(q, rq, bounce_bio);
928                 if (unlikely(ret)) {
929                         blk_put_request(rq);
930                         return ERR_PTR(ret);
931                 }
932         }
933
934         return rq;
935 }
936 EXPORT_SYMBOL(blk_make_request);
937
938 /**
939  * blk_requeue_request - put a request back on queue
940  * @q:          request queue where request should be inserted
941  * @rq:         request to be inserted
942  *
943  * Description:
944  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
945  *    more, when that condition happens we need to put the request back
946  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
947  */
948 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
949 {
950         blk_delete_timer(rq);
951         blk_clear_rq_complete(rq);
952         trace_block_rq_requeue(q, rq);
953
954         if (blk_rq_tagged(rq))
955                 blk_queue_end_tag(q, rq);
956
957         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
958
959         elv_requeue_request(q, rq);
960 }
961 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
962
963 /**
964  * blk_insert_request - insert a special request into a request queue
965  * @q:          request queue where request should be inserted
966  * @rq:         request to be inserted
967  * @at_head:    insert request at head or tail of queue
968  * @data:       private data
969  *
970  * Description:
971  *    Many block devices need to execute commands asynchronously, so they don't
972  *    block the whole kernel from preemption during request execution.  This is
973  *    accomplished normally by inserting aritficial requests tagged as
974  *    REQ_TYPE_SPECIAL in to the corresponding request queue, and letting them
975  *    be scheduled for actual execution by the request queue.
976  *
977  *    We have the option of inserting the head or the tail of the queue.
978  *    Typically we use the tail for new ioctls and so forth.  We use the head
979  *    of the queue for things like a QUEUE_FULL message from a device, or a
980  *    host that is unable to accept a particular command.
981  */
982 void blk_insert_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
983                         int at_head, void *data)
984 {
985         int where = at_head ? ELEVATOR_INSERT_FRONT : ELEVATOR_INSERT_BACK;
986         unsigned long flags;
987
988         /*
989          * tell I/O scheduler that this isn't a regular read/write (ie it
990          * must not attempt merges on this) and that it acts as a soft
991          * barrier
992          */
993         rq->cmd_type = REQ_TYPE_SPECIAL;
994
995         rq->special = data;
996
997         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
998
999         /*
1000          * If command is tagged, release the tag
1001          */
1002         if (blk_rq_tagged(rq))
1003                 blk_queue_end_tag(q, rq);
1004
1005         drive_stat_acct(rq, 1);
1006         __elv_add_request(q, rq, where, 0);
1007         __blk_run_queue(q);
1008         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1009 }
1010 EXPORT_SYMBOL(blk_insert_request);
1011
1012 /*
1013  * add-request adds a request to the linked list.
1014  * queue lock is held and interrupts disabled, as we muck with the
1015  * request queue list.
1016  */
1017 static inline void add_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1018 {
1019         drive_stat_acct(req, 1);
1020
1021         /*
1022          * elevator indicated where it wants this request to be
1023          * inserted at elevator_merge time
1024          */
1025         __elv_add_request(q, req, ELEVATOR_INSERT_SORT, 0);
1026 }
1027
1028 static void part_round_stats_single(int cpu, struct hd_struct *part,
1029                                     unsigned long now)
1030 {
1031         if (now == part->stamp)
1032                 return;
1033
1034         if (part_in_flight(part)) {
1035                 __part_stat_add(cpu, part, time_in_queue,
1036                                 part_in_flight(part) * (now - part->stamp));
1037                 __part_stat_add(cpu, part, io_ticks, (now - part->stamp));
1038         }
1039         part->stamp = now;
1040 }
1041
1042 /**
1043  * part_round_stats() - Round off the performance stats on a struct disk_stats.
1044  * @cpu: cpu number for stats access
1045  * @part: target partition
1046  *
1047  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
1048  * by observing the current state of the queue length and the amount of
1049  * time it has been in this state for.
1050  *
1051  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
1052  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
1053  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
1054  * function to do a round-off before returning the results when reading
1055  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
1056  * the current jiffies and restarts the counters again.
1057  */
1058 void part_round_stats(int cpu, struct hd_struct *part)
1059 {
1060         unsigned long now = jiffies;
1061
1062         if (part->partno)
1063                 part_round_stats_single(cpu, &part_to_disk(part)->part0, now);
1064         part_round_stats_single(cpu, part, now);
1065 }
1066 EXPORT_SYMBOL_GPL(part_round_stats);
1067
1068 /*
1069  * queue lock must be held
1070  */
1071 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1072 {
1073         if (unlikely(!q))
1074                 return;
1075         if (unlikely(--req->ref_count))
1076                 return;
1077
1078         elv_completed_request(q, req);
1079
1080         /* this is a bio leak */
1081         WARN_ON(req->bio != NULL);
1082
1083         /*
1084          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1085          * it didn't come out of our reserved rq pools
1086          */
1087         if (req->cmd_flags & REQ_ALLOCED) {
1088                 int is_sync = rq_is_sync(req) != 0;
1089                 int priv = req->cmd_flags & REQ_ELVPRIV;
1090
1091                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1092                 BUG_ON(!hlist_unhashed(&req->hash));
1093
1094                 blk_free_request(q, req);
1095                 freed_request(q, is_sync, priv);
1096         }
1097 }
1098 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1099
1100 void blk_put_request(struct request *req)
1101 {
1102         unsigned long flags;
1103         struct request_queue *q = req->q;
1104
1105         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1106         __blk_put_request(q, req);
1107         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1108 }
1109 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1110
1111 void init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1112 {
1113         req->cpu = bio->bi_comp_cpu;
1114         req->cmd_type = REQ_TYPE_FS;
1115
1116         /*
1117          * Inherit FAILFAST from bio (for read-ahead, and explicit
1118          * FAILFAST).  FAILFAST flags are identical for req and bio.
1119          */
1120         if (bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_AHEAD))
1121                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1122         else
1123                 req->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1124
1125         if (unlikely(bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_DISCARD))) {
1126                 req->cmd_flags |= REQ_DISCARD;
1127                 if (bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_BARRIER))
1128                         req->cmd_flags |= REQ_SOFTBARRIER;
1129         } else if (unlikely(bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_BARRIER)))
1130                 req->cmd_flags |= REQ_HARDBARRIER;
1131
1132         if (bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_SYNCIO))
1133                 req->cmd_flags |= REQ_RW_SYNC;
1134         if (bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_META))
1135                 req->cmd_flags |= REQ_RW_META;
1136         if (bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_NOIDLE))
1137                 req->cmd_flags |= REQ_NOIDLE;
1138
1139         req->errors = 0;
1140         req->__sector = bio->bi_sector;
1141         req->ioprio = bio_prio(bio);
1142         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1143 }
1144
1145 /*
1146  * Only disabling plugging for non-rotational devices if it does tagging
1147  * as well, otherwise we do need the proper merging
1148  */
1149 static inline bool queue_should_plug(struct request_queue *q)
1150 {
1151         return !(blk_queue_nonrot(q) && blk_queue_tagged(q));
1152 }
1153
1154 static int __make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1155 {
1156         struct request *req;
1157         int el_ret;
1158         unsigned int bytes = bio->bi_size;
1159         const unsigned short prio = bio_prio(bio);
1160         const bool sync = bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_SYNCIO);
1161         const bool unplug = bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_UNPLUG);
1162         const unsigned int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
1163         int rw_flags;
1164
1165         if (bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_BARRIER) &&
1166             (q->next_ordered == QUEUE_ORDERED_NONE)) {
1167                 bio_endio(bio, -EOPNOTSUPP);
1168                 return 0;
1169         }
1170         /*
1171          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1172          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1173          * ISA dma in theory)
1174          */
1175         blk_queue_bounce(q, &bio);
1176
1177         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1178
1179         if (unlikely(bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_BARRIER)) || elv_queue_empty(q))
1180                 goto get_rq;
1181
1182         el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
1183         switch (el_ret) {
1184         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1185                 BUG_ON(!rq_mergeable(req));
1186
1187                 if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1188                         break;
1189
1190                 trace_block_bio_backmerge(q, bio);
1191
1192                 if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
1193                         blk_rq_set_mixed_merge(req);
1194
1195                 req->biotail->bi_next = bio;
1196                 req->biotail = bio;
1197                 req->__data_len += bytes;
1198                 req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, prio);
1199                 if (!blk_rq_cpu_valid(req))
1200                         req->cpu = bio->bi_comp_cpu;
1201                 drive_stat_acct(req, 0);
1202                 if (!attempt_back_merge(q, req))
1203                         elv_merged_request(q, req, el_ret);
1204                 goto out;
1205
1206         case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1207                 BUG_ON(!rq_mergeable(req));
1208
1209                 if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1210                         break;
1211
1212                 trace_block_bio_frontmerge(q, bio);
1213
1214                 if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff) {
1215                         blk_rq_set_mixed_merge(req);
1216                         req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
1217                         req->cmd_flags |= ff;
1218                 }
1219
1220                 bio->bi_next = req->bio;
1221                 req->bio = bio;
1222
1223                 /*
1224                  * may not be valid. if the low level driver said
1225                  * it didn't need a bounce buffer then it better
1226                  * not touch req->buffer either...
1227                  */
1228                 req->buffer = bio_data(bio);
1229                 req->__sector = bio->bi_sector;
1230                 req->__data_len += bytes;
1231                 req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, prio);
1232                 if (!blk_rq_cpu_valid(req))
1233                         req->cpu = bio->bi_comp_cpu;
1234                 drive_stat_acct(req, 0);
1235                 if (!attempt_front_merge(q, req))
1236                         elv_merged_request(q, req, el_ret);
1237                 goto out;
1238
1239         /* ELV_NO_MERGE: elevator says don't/can't merge. */
1240         default:
1241                 ;
1242         }
1243
1244 get_rq:
1245         /*
1246          * This sync check and mask will be re-done in init_request_from_bio(),
1247          * but we need to set it earlier to expose the sync flag to the
1248          * rq allocator and io schedulers.
1249          */
1250         rw_flags = bio_data_dir(bio);
1251         if (sync)
1252                 rw_flags |= REQ_RW_SYNC;
1253
1254         /*
1255          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1256          * Returns with the queue unlocked.
1257          */
1258         req = get_request_wait(q, rw_flags, bio);
1259
1260         /*
1261          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1262          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1263          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1264          * often, and the elevators are able to handle it.
1265          */
1266         init_request_from_bio(req, bio);
1267
1268         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1269         if (test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &q->queue_flags) ||
1270             bio_flagged(bio, BIO_CPU_AFFINE))
1271                 req->cpu = blk_cpu_to_group(smp_processor_id());
1272         if (queue_should_plug(q) && elv_queue_empty(q))
1273                 blk_plug_device(q);
1274         add_request(q, req);
1275 out:
1276         if (unplug || !queue_should_plug(q))
1277                 __generic_unplug_device(q);
1278         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1279         return 0;
1280 }
1281
1282 /*
1283  * If bio->bi_dev is a partition, remap the location
1284  */
1285 static inline void blk_partition_remap(struct bio *bio)
1286 {
1287         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
1288
1289         if (bio_sectors(bio) && bdev != bdev->bd_contains) {
1290                 struct hd_struct *p = bdev->bd_part;
1291
1292                 bio->bi_sector += p->start_sect;
1293                 bio->bi_bdev = bdev->bd_contains;
1294
1295                 trace_block_remap(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1296                                     bdev->bd_dev,
1297                                     bio->bi_sector - p->start_sect);
1298         }
1299 }
1300
1301 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1302 {
1303         char b[BDEVNAME_SIZE];
1304
1305         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1306         printk(KERN_INFO "%s: rw=%ld, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1307                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1308                         bio->bi_rw,
1309                         (unsigned long long)bio->bi_sector + bio_sectors(bio),
1310                         (long long)(bio->bi_bdev->bd_inode->i_size >> 9));
1311
1312         set_bit(BIO_EOF, &bio->bi_flags);
1313 }
1314
1315 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1316
1317 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1318
1319 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1320 {
1321         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1322 }
1323 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1324
1325 static int should_fail_request(struct bio *bio)
1326 {
1327         struct hd_struct *part = bio->bi_bdev->bd_part;
1328
1329         if (part_to_disk(part)->part0.make_it_fail || part->make_it_fail)
1330                 return should_fail(&fail_make_request, bio->bi_size);
1331
1332         return 0;
1333 }
1334
1335 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1336 {
1337         return init_fault_attr_dentries(&fail_make_request,
1338                                         "fail_make_request");
1339 }
1340
1341 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1342
1343 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1344
1345 static inline int should_fail_request(struct bio *bio)
1346 {
1347         return 0;
1348 }
1349
1350 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1351
1352 /*
1353  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1354  */
1355 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1356 {
1357         sector_t maxsector;
1358
1359         if (!nr_sectors)
1360                 return 0;
1361
1362         /* Test device or partition size, when known. */
1363         maxsector = bio->bi_bdev->bd_inode->i_size >> 9;
1364         if (maxsector) {
1365                 sector_t sector = bio->bi_sector;
1366
1367                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
1368                         /*
1369                          * This may well happen - the kernel calls bread()
1370                          * without checking the size of the device, e.g., when
1371                          * mounting a device.
1372                          */
1373                         handle_bad_sector(bio);
1374                         return 1;
1375                 }
1376         }
1377
1378         return 0;
1379 }
1380
1381 /**
1382  * generic_make_request - hand a buffer to its device driver for I/O
1383  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1384  *
1385  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
1386  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
1387  * to be done.
1388  *
1389  * generic_make_request() does not return any status.  The
1390  * success/failure status of the request, along with notification of
1391  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
1392  * function described (one day) else where.
1393  *
1394  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1395  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1396  * set to describe the device address, and the
1397  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1398  * completion notification should be signaled.
1399  *
1400  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1401  * bio happens to be merged with someone else, and may change bi_dev and
1402  * bi_sector for remaps as it sees fit.  So the values of these fields
1403  * should NOT be depended on after the call to generic_make_request.
1404  */
1405 static inline void __generic_make_request(struct bio *bio)
1406 {
1407         struct request_queue *q;
1408         sector_t old_sector;
1409         int ret, nr_sectors = bio_sectors(bio);
1410         dev_t old_dev;
1411         int err = -EIO;
1412
1413         might_sleep();
1414
1415         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1416                 goto end_io;
1417
1418         /*
1419          * Resolve the mapping until finished. (drivers are
1420          * still free to implement/resolve their own stacking
1421          * by explicitly returning 0)
1422          *
1423          * NOTE: we don't repeat the blk_size check for each new device.
1424          * Stacking drivers are expected to know what they are doing.
1425          */
1426         old_sector = -1;
1427         old_dev = 0;
1428         do {
1429                 char b[BDEVNAME_SIZE];
1430
1431                 q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1432                 if (unlikely(!q)) {
1433                         printk(KERN_ERR
1434                                "generic_make_request: Trying to access "
1435                                 "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
1436                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1437                                 (long long) bio->bi_sector);
1438                         goto end_io;
1439                 }
1440
1441                 if (unlikely(!bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_DISCARD) &&
1442                              nr_sectors > queue_max_hw_sectors(q))) {
1443                         printk(KERN_ERR "bio too big device %s (%u > %u)\n",
1444                                bdevname(bio->bi_bdev, b),
1445                                bio_sectors(bio),
1446                                queue_max_hw_sectors(q));
1447                         goto end_io;
1448                 }
1449
1450                 if (unlikely(test_bit(QUEUE_FLAG_DEAD, &q->queue_flags)))
1451                         goto end_io;
1452
1453                 if (should_fail_request(bio))
1454                         goto end_io;
1455
1456                 /*
1457                  * If this device has partitions, remap block n
1458                  * of partition p to block n+start(p) of the disk.
1459                  */
1460                 blk_partition_remap(bio);
1461
1462                 if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio))
1463                         goto end_io;
1464
1465                 if (old_sector != -1)
1466                         trace_block_remap(q, bio, old_dev, old_sector);
1467
1468                 old_sector = bio->bi_sector;
1469                 old_dev = bio->bi_bdev->bd_dev;
1470
1471                 if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1472                         goto end_io;
1473
1474                 if (bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_DISCARD) &&
1475                     !blk_queue_discard(q)) {
1476                         err = -EOPNOTSUPP;
1477                         goto end_io;
1478                 }
1479
1480                 trace_block_bio_queue(q, bio);
1481
1482                 ret = q->make_request_fn(q, bio);
1483         } while (ret);
1484
1485         return;
1486
1487 end_io:
1488         bio_endio(bio, err);
1489 }
1490
1491 /*
1492  * We only want one ->make_request_fn to be active at a time,
1493  * else stack usage with stacked devices could be a problem.
1494  * So use current->bio_list to keep a list of requests
1495  * submited by a make_request_fn function.
1496  * current->bio_list is also used as a flag to say if
1497  * generic_make_request is currently active in this task or not.
1498  * If it is NULL, then no make_request is active.  If it is non-NULL,
1499  * then a make_request is active, and new requests should be added
1500  * at the tail
1501  */
1502 void generic_make_request(struct bio *bio)
1503 {
1504         struct bio_list bio_list_on_stack;
1505
1506         if (current->bio_list) {
1507                 /* make_request is active */
1508                 bio_list_add(current->bio_list, bio);
1509                 return;
1510         }
1511         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1512          * explanation.
1513          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1514          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1515          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1516          * we assign bio_list to a pointer to the bio_list_on_stack,
1517          * thus initialising the bio_list of new bios to be
1518          * added.  __generic_make_request may indeed add some more bios
1519          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1520          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1521          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1522          * of the top of the list (no pretending) and so remove it from
1523          * bio_list, and call into __generic_make_request again.
1524          *
1525          * The loop was structured like this to make only one call to
1526          * __generic_make_request (which is important as it is large and
1527          * inlined) and to keep the structure simple.
1528          */
1529         BUG_ON(bio->bi_next);
1530         bio_list_init(&bio_list_on_stack);
1531         current->bio_list = &bio_list_on_stack;
1532         do {
1533                 __generic_make_request(bio);
1534                 bio = bio_list_pop(current->bio_list);
1535         } while (bio);
1536         current->bio_list = NULL; /* deactivate */
1537 }
1538 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1539
1540 /**
1541  * submit_bio - submit a bio to the block device layer for I/O
1542  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
1543  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1544  *
1545  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1546  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1547  * interfaces; @bio must be presetup and ready for I/O.
1548  *
1549  */
1550 void submit_bio(int rw, struct bio *bio)
1551 {
1552         int count = bio_sectors(bio);
1553
1554         bio->bi_rw |= rw;
1555
1556         /*
1557          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1558          * go through the normal accounting stuff before submission.
1559          */
1560         if (bio_has_data(bio)) {
1561                 if (rw & WRITE) {
1562                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1563                 } else {
1564                         task_io_account_read(bio->bi_size);
1565                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1566                 }
1567
1568                 if (unlikely(block_dump)) {
1569                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1570                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s\n",
1571                         current->comm, task_pid_nr(current),
1572                                 (rw & WRITE) ? "WRITE" : "READ",
1573                                 (unsigned long long)bio->bi_sector,
1574                                 bdevname(bio->bi_bdev, b));
1575                 }
1576         }
1577
1578         generic_make_request(bio);
1579 }
1580 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1581
1582 /**
1583  * blk_rq_check_limits - Helper function to check a request for the queue limit
1584  * @q:  the queue
1585  * @rq: the request being checked
1586  *
1587  * Description:
1588  *    @rq may have been made based on weaker limitations of upper-level queues
1589  *    in request stacking drivers, and it may violate the limitation of @q.
1590  *    Since the block layer and the underlying device driver trust @rq
1591  *    after it is inserted to @q, it should be checked against @q before
1592  *    the insertion using this generic function.
1593  *
1594  *    This function should also be useful for request stacking drivers
1595  *    in some cases below, so export this fuction.
1596  *    Request stacking drivers like request-based dm may change the queue
1597  *    limits while requests are in the queue (e.g. dm's table swapping).
1598  *    Such request stacking drivers should check those requests agaist
1599  *    the new queue limits again when they dispatch those requests,
1600  *    although such checkings are also done against the old queue limits
1601  *    when submitting requests.
1602  */
1603 int blk_rq_check_limits(struct request_queue *q, struct request *rq)
1604 {
1605         if (blk_rq_sectors(rq) > queue_max_sectors(q) ||
1606             blk_rq_bytes(rq) > queue_max_hw_sectors(q) << 9) {
1607                 printk(KERN_ERR "%s: over max size limit.\n", __func__);
1608                 return -EIO;
1609         }
1610
1611         /*
1612          * queue's settings related to segment counting like q->bounce_pfn
1613          * may differ from that of other stacking queues.
1614          * Recalculate it to check the request correctly on this queue's
1615          * limitation.
1616          */
1617         blk_recalc_rq_segments(rq);
1618         if (rq->nr_phys_segments > queue_max_segments(q)) {
1619                 printk(KERN_ERR "%s: over max segments limit.\n", __func__);
1620                 return -EIO;
1621         }
1622
1623         return 0;
1624 }
1625 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_check_limits);
1626
1627 /**
1628  * blk_insert_cloned_request - Helper for stacking drivers to submit a request
1629  * @q:  the queue to submit the request
1630  * @rq: the request being queued
1631  */
1632 int blk_insert_cloned_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1633 {
1634         unsigned long flags;
1635
1636         if (blk_rq_check_limits(q, rq))
1637                 return -EIO;
1638
1639 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1640         if (rq->rq_disk && rq->rq_disk->part0.make_it_fail &&
1641             should_fail(&fail_make_request, blk_rq_bytes(rq)))
1642                 return -EIO;
1643 #endif
1644
1645         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1646
1647         /*
1648          * Submitting request must be dequeued before calling this function
1649          * because it will be linked to another request_queue
1650          */
1651         BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
1652
1653         drive_stat_acct(rq, 1);
1654         __elv_add_request(q, rq, ELEVATOR_INSERT_BACK, 0);
1655
1656         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1657
1658         return 0;
1659 }
1660 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_insert_cloned_request);
1661
1662 /**
1663  * blk_rq_err_bytes - determine number of bytes till the next failure boundary
1664  * @rq: request to examine
1665  *
1666  * Description:
1667  *     A request could be merge of IOs which require different failure
1668  *     handling.  This function determines the number of bytes which
1669  *     can be failed from the beginning of the request without
1670  *     crossing into area which need to be retried further.
1671  *
1672  * Return:
1673  *     The number of bytes to fail.
1674  *
1675  * Context:
1676  *     queue_lock must be held.
1677  */
1678 unsigned int blk_rq_err_bytes(const struct request *rq)
1679 {
1680         unsigned int ff = rq->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK;
1681         unsigned int bytes = 0;
1682         struct bio *bio;
1683
1684         if (!(rq->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE))
1685                 return blk_rq_bytes(rq);
1686
1687         /*
1688          * Currently the only 'mixing' which can happen is between
1689          * different fastfail types.  We can safely fail portions
1690          * which have all the failfast bits that the first one has -
1691          * the ones which are at least as eager to fail as the first
1692          * one.
1693          */
1694         for (bio = rq->bio; bio; bio = bio->bi_next) {
1695                 if ((bio->bi_rw & ff) != ff)
1696                         break;
1697                 bytes += bio->bi_size;
1698         }
1699
1700         /* this could lead to infinite loop */
1701         BUG_ON(blk_rq_bytes(rq) && !bytes);
1702         return bytes;
1703 }
1704 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_err_bytes);
1705
1706 static void blk_account_io_completion(struct request *req, unsigned int bytes)
1707 {
1708         if (blk_do_io_stat(req)) {
1709                 const int rw = rq_data_dir(req);
1710                 struct hd_struct *part;
1711                 int cpu;
1712
1713                 cpu = part_stat_lock();
1714                 part = disk_map_sector_rcu(req->rq_disk, blk_rq_pos(req));
1715                 part_stat_add(cpu, part, sectors[rw], bytes >> 9);
1716                 part_stat_unlock();
1717         }
1718 }
1719
1720 static void blk_account_io_done(struct request *req)
1721 {
1722         /*
1723          * Account IO completion.  bar_rq isn't accounted as a normal
1724          * IO on queueing nor completion.  Accounting the containing
1725          * request is enough.
1726          */
1727         if (blk_do_io_stat(req) && req != &req->q->bar_rq) {
1728                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
1729                 const int rw = rq_data_dir(req);
1730                 struct hd_struct *part;
1731                 int cpu;
1732
1733                 cpu = part_stat_lock();
1734                 part = disk_map_sector_rcu(req->rq_disk, blk_rq_pos(req));
1735
1736                 part_stat_inc(cpu, part, ios[rw]);
1737                 part_stat_add(cpu, part, ticks[rw], duration);
1738                 part_round_stats(cpu, part);
1739                 part_dec_in_flight(part, rw);
1740
1741                 part_stat_unlock();
1742         }
1743 }
1744
1745 /**
1746  * blk_peek_request - peek at the top of a request queue
1747  * @q: request queue to peek at
1748  *
1749  * Description:
1750  *     Return the request at the top of @q.  The returned request
1751  *     should be started using blk_start_request() before LLD starts
1752  *     processing it.
1753  *
1754  * Return:
1755  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
1756  *     otherwise.
1757  *
1758  * Context:
1759  *     queue_lock must be held.
1760  */
1761 struct request *blk_peek_request(struct request_queue *q)
1762 {
1763         struct request *rq;
1764         int ret;
1765
1766         while ((rq = __elv_next_request(q)) != NULL) {
1767                 if (!(rq->cmd_flags & REQ_STARTED)) {
1768                         /*
1769                          * This is the first time the device driver
1770                          * sees this request (possibly after
1771                          * requeueing).  Notify IO scheduler.
1772                          */
1773                         if (blk_sorted_rq(rq))
1774                                 elv_activate_rq(q, rq);
1775
1776                         /*
1777                          * just mark as started even if we don't start
1778                          * it, a request that has been delayed should
1779                          * not be passed by new incoming requests
1780                          */
1781                         rq->cmd_flags |= REQ_STARTED;
1782                         trace_block_rq_issue(q, rq);
1783                 }
1784
1785                 if (!q->boundary_rq || q->boundary_rq == rq) {
1786                         q->end_sector = rq_end_sector(rq);
1787                         q->boundary_rq = NULL;
1788                 }
1789
1790                 if (rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)
1791                         break;
1792
1793                 if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
1794                         /*
1795                          * make sure space for the drain appears we
1796                          * know we can do this because max_hw_segments
1797                          * has been adjusted to be one fewer than the
1798                          * device can handle
1799                          */
1800                         rq->nr_phys_segments++;
1801                 }
1802
1803                 if (!q->prep_rq_fn)
1804                         break;
1805
1806                 ret = q->prep_rq_fn(q, rq);
1807                 if (ret == BLKPREP_OK) {
1808                         break;
1809                 } else if (ret == BLKPREP_DEFER) {
1810                         /*
1811                          * the request may have been (partially) prepped.
1812                          * we need to keep this request in the front to
1813                          * avoid resource deadlock.  REQ_STARTED will
1814                          * prevent other fs requests from passing this one.
1815                          */
1816                         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq) &&
1817                             !(rq->cmd_flags & REQ_DONTPREP)) {
1818                                 /*
1819                                  * remove the space for the drain we added
1820                                  * so that we don't add it again
1821                                  */
1822                                 --rq->nr_phys_segments;
1823                         }
1824
1825                         rq = NULL;
1826                         break;
1827                 } else if (ret == BLKPREP_KILL) {
1828                         rq->cmd_flags |= REQ_QUIET;
1829                         /*
1830                          * Mark this request as started so we don't trigger
1831                          * any debug logic in the end I/O path.
1832                          */
1833                         blk_start_request(rq);
1834                         __blk_end_request_all(rq, -EIO);
1835                 } else {
1836                         printk(KERN_ERR "%s: bad return=%d\n", __func__, ret);
1837                         break;
1838                 }
1839         }
1840
1841         return rq;
1842 }
1843 EXPORT_SYMBOL(blk_peek_request);
1844
1845 void blk_dequeue_request(struct request *rq)
1846 {
1847         struct request_queue *q = rq->q;
1848
1849         BUG_ON(list_empty(&rq->queuelist));
1850         BUG_ON(ELV_ON_HASH(rq));
1851
1852         list_del_init(&rq->queuelist);
1853
1854         /*
1855          * the time frame between a request being removed from the lists
1856          * and to it is freed is accounted as io that is in progress at
1857          * the driver side.
1858          */
1859         if (blk_account_rq(rq)) {
1860                 q->in_flight[rq_is_sync(rq)]++;
1861                 set_io_start_time_ns(rq);
1862         }
1863 }
1864
1865 /**
1866  * blk_start_request - start request processing on the driver
1867  * @req: request to dequeue
1868  *
1869  * Description:
1870  *     Dequeue @req and start timeout timer on it.  This hands off the
1871  *     request to the driver.
1872  *
1873  *     Block internal functions which don't want to start timer should
1874  *     call blk_dequeue_request().
1875  *
1876  * Context:
1877  *     queue_lock must be held.
1878  */
1879 void blk_start_request(struct request *req)
1880 {
1881         blk_dequeue_request(req);
1882
1883         /*
1884          * We are now handing the request to the hardware, initialize
1885          * resid_len to full count and add the timeout handler.
1886          */
1887         req->resid_len = blk_rq_bytes(req);
1888         if (unlikely(blk_bidi_rq(req)))
1889                 req->next_rq->resid_len = blk_rq_bytes(req->next_rq);
1890
1891         blk_add_timer(req);
1892 }
1893 EXPORT_SYMBOL(blk_start_request);
1894
1895 /**
1896  * blk_fetch_request - fetch a request from a request queue
1897  * @q: request queue to fetch a request from
1898  *
1899  * Description:
1900  *     Return the request at the top of @q.  The request is started on
1901  *     return and LLD can start processing it immediately.
1902  *
1903  * Return:
1904  *     Pointer to the request at the top of @q if available.  Null
1905  *     otherwise.
1906  *
1907  * Context:
1908  *     queue_lock must be held.
1909  */
1910 struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q)
1911 {
1912         struct request *rq;
1913
1914         rq = blk_peek_request(q);
1915         if (rq)
1916                 blk_start_request(rq);
1917         return rq;
1918 }
1919 EXPORT_SYMBOL(blk_fetch_request);
1920
1921 /**
1922  * blk_update_request - Special helper function for request stacking drivers
1923  * @req:      the request being processed
1924  * @error:    %0 for success, < %0 for error
1925  * @nr_bytes: number of bytes to complete @req
1926  *
1927  * Description:
1928  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, but doesn't complete
1929  *     the request structure even if @req doesn't have leftover.
1930  *     If @req has leftover, sets it up for the next range of segments.
1931  *
1932  *     This special helper function is only for request stacking drivers
1933  *     (e.g. request-based dm) so that they can handle partial completion.
1934  *     Actual device drivers should use blk_end_request instead.
1935  *
1936  *     Passing the result of blk_rq_bytes() as @nr_bytes guarantees
1937  *     %false return from this function.
1938  *
1939  * Return:
1940  *     %false - this request doesn't have any more data
1941  *     %true  - this request has more data
1942  **/
1943 bool blk_update_request(struct request *req, int error, unsigned int nr_bytes)
1944 {
1945         int total_bytes, bio_nbytes, next_idx = 0;
1946         struct bio *bio;
1947
1948         if (!req->bio)
1949                 return false;
1950
1951         trace_block_rq_complete(req->q, req);
1952
1953         /*
1954          * For fs requests, rq is just carrier of independent bio's
1955          * and each partial completion should be handled separately.
1956          * Reset per-request error on each partial completion.
1957          *
1958          * TODO: tj: This is too subtle.  It would be better to let
1959          * low level drivers do what they see fit.
1960          */
1961         if (blk_fs_request(req))
1962                 req->errors = 0;
1963
1964         if (error && (blk_fs_request(req) && !(req->cmd_flags & REQ_QUIET))) {
1965                 printk(KERN_ERR "end_request: I/O error, dev %s, sector %llu\n",
1966                                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
1967                                 (unsigned long long)blk_rq_pos(req));
1968         }
1969
1970         blk_account_io_completion(req, nr_bytes);
1971
1972         total_bytes = bio_nbytes = 0;
1973         while ((bio = req->bio) != NULL) {
1974                 int nbytes;
1975
1976                 if (nr_bytes >= bio->bi_size) {
1977                         req->bio = bio->bi_next;
1978                         nbytes = bio->bi_size;
1979                         req_bio_endio(req, bio, nbytes, error);
1980                         next_idx = 0;
1981                         bio_nbytes = 0;
1982                 } else {
1983                         int idx = bio->bi_idx + next_idx;
1984
1985                         if (unlikely(idx >= bio->bi_vcnt)) {
1986                                 blk_dump_rq_flags(req, "__end_that");
1987                                 printk(KERN_ERR "%s: bio idx %d >= vcnt %d\n",
1988                                        __func__, idx, bio->bi_vcnt);
1989                                 break;
1990                         }
1991
1992                         nbytes = bio_iovec_idx(bio, idx)->bv_len;
1993                         BIO_BUG_ON(nbytes > bio->bi_size);
1994
1995                         /*
1996                          * not a complete bvec done
1997                          */
1998                         if (unlikely(nbytes > nr_bytes)) {
1999                                 bio_nbytes += nr_bytes;
2000                                 total_bytes += nr_bytes;
2001                                 break;
2002                         }
2003
2004                         /*
2005                          * advance to the next vector
2006                          */
2007                         next_idx++;
2008                         bio_nbytes += nbytes;
2009                 }
2010
2011                 total_bytes += nbytes;
2012                 nr_bytes -= nbytes;
2013
2014                 bio = req->bio;
2015                 if (bio) {
2016                         /*
2017                          * end more in this run, or just return 'not-done'
2018                          */
2019                         if (unlikely(nr_bytes <= 0))
2020                                 break;
2021                 }
2022         }
2023
2024         /*
2025          * completely done
2026          */
2027         if (!req->bio) {
2028                 /*
2029                  * Reset counters so that the request stacking driver
2030                  * can find how many bytes remain in the request
2031                  * later.
2032                  */
2033                 req->__data_len = 0;
2034                 return false;
2035         }
2036
2037         /*
2038          * if the request wasn't completed, update state
2039          */
2040         if (bio_nbytes) {
2041                 req_bio_endio(req, bio, bio_nbytes, error);
2042                 bio->bi_idx += next_idx;
2043                 bio_iovec(bio)->bv_offset += nr_bytes;
2044                 bio_iovec(bio)->bv_len -= nr_bytes;
2045         }
2046
2047         req->__data_len -= total_bytes;
2048         req->buffer = bio_data(req->bio);
2049
2050         /* update sector only for requests with clear definition of sector */
2051         if (blk_fs_request(req) || blk_discard_rq(req))
2052                 req->__sector += total_bytes >> 9;
2053
2054         /* mixed attributes always follow the first bio */
2055         if (req->cmd_flags & REQ_MIXED_MERGE) {
2056                 req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
2057                 req->cmd_flags |= req->bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
2058         }
2059
2060         /*
2061          * If total number of sectors is less than the first segment
2062          * size, something has gone terribly wrong.
2063          */
2064         if (blk_rq_bytes(req) < blk_rq_cur_bytes(req)) {
2065                 printk(KERN_ERR "blk: request botched\n");
2066                 req->__data_len = blk_rq_cur_bytes(req);
2067         }
2068
2069         /* recalculate the number of segments */
2070         blk_recalc_rq_segments(req);
2071
2072         return true;
2073 }
2074 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_update_request);
2075
2076 static bool blk_update_bidi_request(struct request *rq, int error,
2077                                     unsigned int nr_bytes,
2078                                     unsigned int bidi_bytes)
2079 {
2080         if (blk_update_request(rq, error, nr_bytes))
2081                 return true;
2082
2083         /* Bidi request must be completed as a whole */
2084         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)) &&
2085             blk_update_request(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
2086                 return true;
2087
2088         add_disk_randomness(rq->rq_disk);
2089
2090         return false;
2091 }
2092
2093 /*
2094  * queue lock must be held
2095  */
2096 static void blk_finish_request(struct request *req, int error)
2097 {
2098         if (blk_rq_tagged(req))
2099                 blk_queue_end_tag(req->q, req);
2100
2101         BUG_ON(blk_queued_rq(req));
2102
2103         if (unlikely(laptop_mode) && blk_fs_request(req))
2104                 laptop_io_completion();
2105
2106         blk_delete_timer(req);
2107
2108         blk_account_io_done(req);
2109
2110         if (req->end_io)
2111                 req->end_io(req, error);
2112         else {
2113                 if (blk_bidi_rq(req))
2114                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
2115
2116                 __blk_put_request(req->q, req);
2117         }
2118 }
2119
2120 /**
2121  * blk_end_bidi_request - Complete a bidi request
2122  * @rq:         the request to complete
2123  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2124  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2125  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2126  *
2127  * Description:
2128  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
2129  *     Drivers that supports bidi can safely call this member for any
2130  *     type of request, bidi or uni.  In the later case @bidi_bytes is
2131  *     just ignored.
2132  *
2133  * Return:
2134  *     %false - we are done with this request
2135  *     %true  - still buffers pending for this request
2136  **/
2137 static bool blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2138                                  unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2139 {
2140         struct request_queue *q = rq->q;
2141         unsigned long flags;
2142
2143         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2144                 return true;
2145
2146         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
2147         blk_finish_request(rq, error);
2148         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
2149
2150         return false;
2151 }
2152
2153 /**
2154  * __blk_end_bidi_request - Complete a bidi request with queue lock held
2155  * @rq:         the request to complete
2156  * @error:      %0 for success, < %0 for error
2157  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
2158  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
2159  *
2160  * Description:
2161  *     Identical to blk_end_bidi_request() except that queue lock is
2162  *     assumed to be locked on entry and remains so on return.
2163  *
2164  * Return:
2165  *     %false - we are done with this request
2166  *     %true  - still buffers pending for this request
2167  **/
2168 static bool __blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error,
2169                                    unsigned int nr_bytes, unsigned int bidi_bytes)
2170 {
2171         if (blk_update_bidi_request(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes))
2172                 return true;
2173
2174         blk_finish_request(rq, error);
2175
2176         return false;
2177 }
2178
2179 /**
2180  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2181  * @rq:       the request being processed
2182  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2183  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2184  *
2185  * Description:
2186  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
2187  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
2188  *
2189  * Return:
2190  *     %false - we are done with this request
2191  *     %true  - still buffers pending for this request
2192  **/
2193 bool blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2194 {
2195         return blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2196 }
2197 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request);
2198
2199 /**
2200  * blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2201  * @rq: the request to finish
2202  * @error: %0 for success, < %0 for error
2203  *
2204  * Description:
2205  *     Completely finish @rq.
2206  */
2207 void blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2208 {
2209         bool pending;
2210         unsigned int bidi_bytes = 0;
2211
2212         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2213                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2214
2215         pending = blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2216         BUG_ON(pending);
2217 }
2218 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_all);
2219
2220 /**
2221  * blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2222  * @rq: the request to finish the current chunk for
2223  * @error: %0 for success, < %0 for error
2224  *
2225  * Description:
2226  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.
2227  *
2228  * Return:
2229  *     %false - we are done with this request
2230  *     %true  - still buffers pending for this request
2231  */
2232 bool blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2233 {
2234         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2235 }
2236 EXPORT_SYMBOL(blk_end_request_cur);
2237
2238 /**
2239  * blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2240  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2241  * @error: must be negative errno
2242  *
2243  * Description:
2244  *     Complete @rq till the next failure boundary.
2245  *
2246  * Return:
2247  *     %false - we are done with this request
2248  *     %true  - still buffers pending for this request
2249  */
2250 bool blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2251 {
2252         WARN_ON(error >= 0);
2253         return blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2254 }
2255 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request_err);
2256
2257 /**
2258  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
2259  * @rq:       the request being processed
2260  * @error:    %0 for success, < %0 for error
2261  * @nr_bytes: number of bytes to complete
2262  *
2263  * Description:
2264  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
2265  *
2266  * Return:
2267  *     %false - we are done with this request
2268  *     %true  - still buffers pending for this request
2269  **/
2270 bool __blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
2271 {
2272         return __blk_end_bidi_request(rq, error, nr_bytes, 0);
2273 }
2274 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request);
2275
2276 /**
2277  * __blk_end_request_all - Helper function for drives to finish the request.
2278  * @rq: the request to finish
2279  * @error: %0 for success, < %0 for error
2280  *
2281  * Description:
2282  *     Completely finish @rq.  Must be called with queue lock held.
2283  */
2284 void __blk_end_request_all(struct request *rq, int error)
2285 {
2286         bool pending;
2287         unsigned int bidi_bytes = 0;
2288
2289         if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
2290                 bidi_bytes = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
2291
2292         pending = __blk_end_bidi_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq), bidi_bytes);
2293         BUG_ON(pending);
2294 }
2295 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_all);
2296
2297 /**
2298  * __blk_end_request_cur - Helper function to finish the current request chunk.
2299  * @rq: the request to finish the current chunk for
2300  * @error: %0 for success, < %0 for error
2301  *
2302  * Description:
2303  *     Complete the current consecutively mapped chunk from @rq.  Must
2304  *     be called with queue lock held.
2305  *
2306  * Return:
2307  *     %false - we are done with this request
2308  *     %true  - still buffers pending for this request
2309  */
2310 bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
2311 {
2312         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_cur_bytes(rq));
2313 }
2314 EXPORT_SYMBOL(__blk_end_request_cur);
2315
2316 /**
2317  * __blk_end_request_err - Finish a request till the next failure boundary.
2318  * @rq: the request to finish till the next failure boundary for
2319  * @error: must be negative errno
2320  *
2321  * Description:
2322  *     Complete @rq till the next failure boundary.  Must be called
2323  *     with queue lock held.
2324  *
2325  * Return:
2326  *     %false - we are done with this request
2327  *     %true  - still buffers pending for this request
2328  */
2329 bool __blk_end_request_err(struct request *rq, int error)
2330 {
2331         WARN_ON(error >= 0);
2332         return __blk_end_request(rq, error, blk_rq_err_bytes(rq));
2333 }
2334 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_end_request_err);
2335
2336 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
2337                      struct bio *bio)
2338 {
2339         /* Bit 0 (R/W) is identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw */
2340         rq->cmd_flags |= bio->bi_rw & REQ_RW;
2341
2342         if (bio_has_data(bio)) {
2343                 rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
2344                 rq->buffer = bio_data(bio);
2345         }
2346         rq->__data_len = bio->bi_size;
2347         rq->bio = rq->biotail = bio;
2348
2349         if (bio->bi_bdev)
2350                 rq->rq_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
2351 }
2352
2353 #if ARCH_IMPLEMENTS_FLUSH_DCACHE_PAGE
2354 /**
2355  * rq_flush_dcache_pages - Helper function to flush all pages in a request
2356  * @rq: the request to be flushed
2357  *
2358  * Description:
2359  *     Flush all pages in @rq.
2360  */
2361 void rq_flush_dcache_pages(struct request *rq)
2362 {
2363         struct req_iterator iter;
2364         struct bio_vec *bvec;
2365
2366         rq_for_each_segment(bvec, rq, iter)
2367                 flush_dcache_page(bvec->bv_page);
2368 }
2369 EXPORT_SYMBOL_GPL(rq_flush_dcache_pages);
2370 #endif
2371
2372 /**
2373  * blk_lld_busy - Check if underlying low-level drivers of a device are busy
2374  * @q : the queue of the device being checked
2375  *
2376  * Description:
2377  *    Check if underlying low-level drivers of a device are busy.
2378  *    If the drivers want to export their busy state, they must set own
2379  *    exporting function using blk_queue_lld_busy() first.
2380  *
2381  *    Basically, this function is used only by request stacking drivers
2382  *    to stop dispatching requests to underlying devices when underlying
2383  *    devices are busy.  This behavior helps more I/O merging on the queue
2384  *    of the request stacking driver and prevents I/O throughput regression
2385  *    on burst I/O load.
2386  *
2387  * Return:
2388  *    0 - Not busy (The request stacking driver should dispatch request)
2389  *    1 - Busy (The request stacking driver should stop dispatching request)
2390  */
2391 int blk_lld_busy(struct request_queue *q)
2392 {
2393         if (q->lld_busy_fn)
2394                 return q->lld_busy_fn(q);
2395
2396         return 0;
2397 }
2398 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_lld_busy);
2399
2400 /**
2401  * blk_rq_unprep_clone - Helper function to free all bios in a cloned request
2402  * @rq: the clone request to be cleaned up
2403  *
2404  * Description:
2405  *     Free all bios in @rq for a cloned request.
2406  */
2407 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq)
2408 {
2409         struct bio *bio;
2410
2411         while ((bio = rq->bio) != NULL) {
2412                 rq->bio = bio->bi_next;
2413
2414                 bio_put(bio);
2415         }
2416 }
2417 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_unprep_clone);
2418
2419 /*
2420  * Copy attributes of the original request to the clone request.
2421  * The actual data parts (e.g. ->cmd, ->buffer, ->sense) are not copied.
2422  */
2423 static void __blk_rq_prep_clone(struct request *dst, struct request *src)
2424 {
2425         dst->cpu = src->cpu;
2426         dst->cmd_flags = (rq_data_dir(src) | REQ_NOMERGE);
2427         dst->cmd_type = src->cmd_type;
2428         dst->__sector = blk_rq_pos(src);
2429         dst->__data_len = blk_rq_bytes(src);
2430         dst->nr_phys_segments = src->nr_phys_segments;
2431         dst->ioprio = src->ioprio;
2432         dst->extra_len = src->extra_len;
2433 }
2434
2435 /**
2436  * blk_rq_prep_clone - Helper function to setup clone request
2437  * @rq: the request to be setup
2438  * @rq_src: original request to be cloned
2439  * @bs: bio_set that bios for clone are allocated from
2440  * @gfp_mask: memory allocation mask for bio
2441  * @bio_ctr: setup function to be called for each clone bio.
2442  *           Returns %0 for success, non %0 for failure.
2443  * @data: private data to be passed to @bio_ctr
2444  *
2445  * Description:
2446  *     Clones bios in @rq_src to @rq, and copies attributes of @rq_src to @rq.
2447  *     The actual data parts of @rq_src (e.g. ->cmd, ->buffer, ->sense)
2448  *     are not copied, and copying such parts is the caller's responsibility.
2449  *     Also, pages which the original bios are pointing to are not copied
2450  *     and the cloned bios just point same pages.
2451  *     So cloned bios must be completed before original bios, which means
2452  *     the caller must complete @rq before @rq_src.
2453  */
2454 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
2455                       struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
2456                       int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *),
2457                       void *data)
2458 {
2459         struct bio *bio, *bio_src;
2460
2461         if (!bs)
2462                 bs = fs_bio_set;
2463
2464         blk_rq_init(NULL, rq);
2465
2466         __rq_for_each_bio(bio_src, rq_src) {
2467                 bio = bio_alloc_bioset(gfp_mask, bio_src->bi_max_vecs, bs);
2468                 if (!bio)
2469                         goto free_and_out;
2470
2471                 __bio_clone(bio, bio_src);
2472
2473                 if (bio_integrity(bio_src) &&
2474                     bio_integrity_clone(bio, bio_src, gfp_mask, bs))
2475                         goto free_and_out;
2476
2477                 if (bio_ctr && bio_ctr(bio, bio_src, data))
2478                         goto free_and_out;
2479
2480                 if (rq->bio) {
2481                         rq->biotail->bi_next = bio;
2482                         rq->biotail = bio;
2483                 } else
2484                         rq->bio = rq->biotail = bio;
2485         }
2486
2487         __blk_rq_prep_clone(rq, rq_src);
2488
2489         return 0;
2490
2491 free_and_out:
2492         if (bio)
2493                 bio_free(bio, bs);
2494         blk_rq_unprep_clone(rq);
2495
2496         return -ENOMEM;
2497 }
2498 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_prep_clone);
2499
2500 int kblockd_schedule_work(struct request_queue *q, struct work_struct *work)
2501 {
2502         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
2503 }
2504 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
2505
2506 int __init blk_dev_init(void)
2507 {
2508         BUILD_BUG_ON(__REQ_NR_BITS > 8 *
2509                         sizeof(((struct request *)0)->cmd_flags));
2510
2511         kblockd_workqueue = create_workqueue("kblockd");
2512         if (!kblockd_workqueue)
2513                 panic("Failed to create kblockd\n");
2514
2515         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
2516                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
2517
2518         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("blkdev_queue",
2519                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
2520
2521         return 0;
2522 }