Merge phase #1 of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tip/linux-2.6-tip
[linux-2.6.git] / block / blk-core.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
3  * Copyright (C) 1994,      Karl Keyte: Added support for disk statistics
4  * Elevator latency, (C) 2000  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
5  * Queue request tables / lock, selectable elevator, Jens Axboe <axboe@suse.de>
6  * kernel-doc documentation started by NeilBrown <neilb@cse.unsw.edu.au>
7  *      -  July2000
8  * bio rewrite, highmem i/o, etc, Jens Axboe <axboe@suse.de> - may 2001
9  */
10
11 /*
12  * This handles all read/write requests to block devices
13  */
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/backing-dev.h>
17 #include <linux/bio.h>
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/highmem.h>
20 #include <linux/mm.h>
21 #include <linux/kernel_stat.h>
22 #include <linux/string.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/completion.h>
25 #include <linux/slab.h>
26 #include <linux/swap.h>
27 #include <linux/writeback.h>
28 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/cpu.h>
31 #include <linux/blktrace_api.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33
34 #include "blk.h"
35
36 static int __make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio);
37
38 /*
39  * For the allocated request tables
40  */
41 static struct kmem_cache *request_cachep;
42
43 /*
44  * For queue allocation
45  */
46 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
47
48 /*
49  * Controlling structure to kblockd
50  */
51 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
52
53 static DEFINE_PER_CPU(struct list_head, blk_cpu_done);
54
55 static void drive_stat_acct(struct request *rq, int new_io)
56 {
57         struct hd_struct *part;
58         int rw = rq_data_dir(rq);
59
60         if (!blk_fs_request(rq) || !rq->rq_disk)
61                 return;
62
63         part = get_part(rq->rq_disk, rq->sector);
64         if (!new_io)
65                 __all_stat_inc(rq->rq_disk, part, merges[rw], rq->sector);
66         else {
67                 disk_round_stats(rq->rq_disk);
68                 rq->rq_disk->in_flight++;
69                 if (part) {
70                         part_round_stats(part);
71                         part->in_flight++;
72                 }
73         }
74 }
75
76 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
77 {
78         int nr;
79
80         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
81         if (nr > q->nr_requests)
82                 nr = q->nr_requests;
83         q->nr_congestion_on = nr;
84
85         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
86         if (nr < 1)
87                 nr = 1;
88         q->nr_congestion_off = nr;
89 }
90
91 /**
92  * blk_get_backing_dev_info - get the address of a queue's backing_dev_info
93  * @bdev:       device
94  *
95  * Locates the passed device's request queue and returns the address of its
96  * backing_dev_info
97  *
98  * Will return NULL if the request queue cannot be located.
99  */
100 struct backing_dev_info *blk_get_backing_dev_info(struct block_device *bdev)
101 {
102         struct backing_dev_info *ret = NULL;
103         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
104
105         if (q)
106                 ret = &q->backing_dev_info;
107         return ret;
108 }
109 EXPORT_SYMBOL(blk_get_backing_dev_info);
110
111 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
112 {
113         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
114
115         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
116         INIT_LIST_HEAD(&rq->donelist);
117         rq->q = q;
118         rq->sector = rq->hard_sector = (sector_t) -1;
119         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
120         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
121         rq->cmd = rq->__cmd;
122         rq->tag = -1;
123         rq->ref_count = 1;
124 }
125 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
126
127 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
128                           unsigned int nbytes, int error)
129 {
130         struct request_queue *q = rq->q;
131
132         if (&q->bar_rq != rq) {
133                 if (error)
134                         clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
135                 else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
136                         error = -EIO;
137
138                 if (unlikely(nbytes > bio->bi_size)) {
139                         printk(KERN_ERR "%s: want %u bytes done, %u left\n",
140                                __func__, nbytes, bio->bi_size);
141                         nbytes = bio->bi_size;
142                 }
143
144                 bio->bi_size -= nbytes;
145                 bio->bi_sector += (nbytes >> 9);
146
147                 if (bio_integrity(bio))
148                         bio_integrity_advance(bio, nbytes);
149
150                 if (bio->bi_size == 0)
151                         bio_endio(bio, error);
152         } else {
153
154                 /*
155                  * Okay, this is the barrier request in progress, just
156                  * record the error;
157                  */
158                 if (error && !q->orderr)
159                         q->orderr = error;
160         }
161 }
162
163 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
164 {
165         int bit;
166
167         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: type=%x, flags=%x\n", msg,
168                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?", rq->cmd_type,
169                 rq->cmd_flags);
170
171         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %lu/%u\n",
172                                                 (unsigned long long)rq->sector,
173                                                 rq->nr_sectors,
174                                                 rq->current_nr_sectors);
175         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, buffer %p, data %p, len %u\n",
176                                                 rq->bio, rq->biotail,
177                                                 rq->buffer, rq->data,
178                                                 rq->data_len);
179
180         if (blk_pc_request(rq)) {
181                 printk(KERN_INFO "  cdb: ");
182                 for (bit = 0; bit < BLK_MAX_CDB; bit++)
183                         printk("%02x ", rq->cmd[bit]);
184                 printk("\n");
185         }
186 }
187 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
188
189 /*
190  * "plug" the device if there are no outstanding requests: this will
191  * force the transfer to start only after we have put all the requests
192  * on the list.
193  *
194  * This is called with interrupts off and no requests on the queue and
195  * with the queue lock held.
196  */
197 void blk_plug_device(struct request_queue *q)
198 {
199         WARN_ON(!irqs_disabled());
200
201         /*
202          * don't plug a stopped queue, it must be paired with blk_start_queue()
203          * which will restart the queueing
204          */
205         if (blk_queue_stopped(q))
206                 return;
207
208         if (!queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_PLUGGED, q)) {
209                 mod_timer(&q->unplug_timer, jiffies + q->unplug_delay);
210                 blk_add_trace_generic(q, NULL, 0, BLK_TA_PLUG);
211         }
212 }
213 EXPORT_SYMBOL(blk_plug_device);
214
215 /**
216  * blk_plug_device_unlocked - plug a device without queue lock held
217  * @q:    The &struct request_queue to plug
218  *
219  * Description:
220  *   Like @blk_plug_device(), but grabs the queue lock and disables
221  *   interrupts.
222  **/
223 void blk_plug_device_unlocked(struct request_queue *q)
224 {
225         unsigned long flags;
226
227         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
228         blk_plug_device(q);
229         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
230 }
231 EXPORT_SYMBOL(blk_plug_device_unlocked);
232
233 /*
234  * remove the queue from the plugged list, if present. called with
235  * queue lock held and interrupts disabled.
236  */
237 int blk_remove_plug(struct request_queue *q)
238 {
239         WARN_ON(!irqs_disabled());
240
241         if (!queue_flag_test_and_clear(QUEUE_FLAG_PLUGGED, q))
242                 return 0;
243
244         del_timer(&q->unplug_timer);
245         return 1;
246 }
247 EXPORT_SYMBOL(blk_remove_plug);
248
249 /*
250  * remove the plug and let it rip..
251  */
252 void __generic_unplug_device(struct request_queue *q)
253 {
254         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
255                 return;
256
257         if (!blk_remove_plug(q))
258                 return;
259
260         q->request_fn(q);
261 }
262 EXPORT_SYMBOL(__generic_unplug_device);
263
264 /**
265  * generic_unplug_device - fire a request queue
266  * @q:    The &struct request_queue in question
267  *
268  * Description:
269  *   Linux uses plugging to build bigger requests queues before letting
270  *   the device have at them. If a queue is plugged, the I/O scheduler
271  *   is still adding and merging requests on the queue. Once the queue
272  *   gets unplugged, the request_fn defined for the queue is invoked and
273  *   transfers started.
274  **/
275 void generic_unplug_device(struct request_queue *q)
276 {
277         if (blk_queue_plugged(q)) {
278                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
279                 __generic_unplug_device(q);
280                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
281         }
282 }
283 EXPORT_SYMBOL(generic_unplug_device);
284
285 static void blk_backing_dev_unplug(struct backing_dev_info *bdi,
286                                    struct page *page)
287 {
288         struct request_queue *q = bdi->unplug_io_data;
289
290         blk_unplug(q);
291 }
292
293 void blk_unplug_work(struct work_struct *work)
294 {
295         struct request_queue *q =
296                 container_of(work, struct request_queue, unplug_work);
297
298         blk_add_trace_pdu_int(q, BLK_TA_UNPLUG_IO, NULL,
299                                 q->rq.count[READ] + q->rq.count[WRITE]);
300
301         q->unplug_fn(q);
302 }
303
304 void blk_unplug_timeout(unsigned long data)
305 {
306         struct request_queue *q = (struct request_queue *)data;
307
308         blk_add_trace_pdu_int(q, BLK_TA_UNPLUG_TIMER, NULL,
309                                 q->rq.count[READ] + q->rq.count[WRITE]);
310
311         kblockd_schedule_work(&q->unplug_work);
312 }
313
314 void blk_unplug(struct request_queue *q)
315 {
316         /*
317          * devices don't necessarily have an ->unplug_fn defined
318          */
319         if (q->unplug_fn) {
320                 blk_add_trace_pdu_int(q, BLK_TA_UNPLUG_IO, NULL,
321                                         q->rq.count[READ] + q->rq.count[WRITE]);
322
323                 q->unplug_fn(q);
324         }
325 }
326 EXPORT_SYMBOL(blk_unplug);
327
328 /**
329  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
330  * @q:    The &struct request_queue in question
331  *
332  * Description:
333  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
334  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
335  *   entered. Also see blk_stop_queue(). Queue lock must be held.
336  **/
337 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
338 {
339         WARN_ON(!irqs_disabled());
340
341         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
342
343         /*
344          * one level of recursion is ok and is much faster than kicking
345          * the unplug handling
346          */
347         if (!queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_REENTER, q)) {
348                 q->request_fn(q);
349                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_REENTER, q);
350         } else {
351                 blk_plug_device(q);
352                 kblockd_schedule_work(&q->unplug_work);
353         }
354 }
355 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
356
357 /**
358  * blk_stop_queue - stop a queue
359  * @q:    The &struct request_queue in question
360  *
361  * Description:
362  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
363  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
364  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
365  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
366  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
367  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
368  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
369  *   blk_start_queue() to restart queue operations. Queue lock must be held.
370  **/
371 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
372 {
373         blk_remove_plug(q);
374         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
375 }
376 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
377
378 /**
379  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
380  * @q: the queue
381  *
382  * Description:
383  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
384  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
385  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
386  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
387  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
388  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
389  *     this function.
390  *
391  */
392 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
393 {
394         del_timer_sync(&q->unplug_timer);
395         kblockd_flush_work(&q->unplug_work);
396 }
397 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
398
399 /**
400  * blk_run_queue - run a single device queue
401  * @q:  The queue to run
402  */
403 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
404 {
405         blk_remove_plug(q);
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 (!elv_queue_empty(q)) {
412                 if (!queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_REENTER, q)) {
413                         q->request_fn(q);
414                         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_REENTER, q);
415                 } else {
416                         blk_plug_device(q);
417                         kblockd_schedule_work(&q->unplug_work);
418                 }
419         }
420 }
421 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
422
423 /**
424  * blk_run_queue - run a single device queue
425  * @q: The queue to run
426  */
427 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
428 {
429         unsigned long flags;
430
431         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
432         __blk_run_queue(q);
433         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
434 }
435 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
436
437 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
438 {
439         kobject_put(&q->kobj);
440 }
441
442 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
443 {
444         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
445         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
446         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
447
448         if (q->elevator)
449                 elevator_exit(q->elevator);
450
451         blk_put_queue(q);
452 }
453 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
454
455 static int blk_init_free_list(struct request_queue *q)
456 {
457         struct request_list *rl = &q->rq;
458
459         rl->count[READ] = rl->count[WRITE] = 0;
460         rl->starved[READ] = rl->starved[WRITE] = 0;
461         rl->elvpriv = 0;
462         init_waitqueue_head(&rl->wait[READ]);
463         init_waitqueue_head(&rl->wait[WRITE]);
464
465         rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ, mempool_alloc_slab,
466                                 mempool_free_slab, request_cachep, q->node);
467
468         if (!rl->rq_pool)
469                 return -ENOMEM;
470
471         return 0;
472 }
473
474 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
475 {
476         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, -1);
477 }
478 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
479
480 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
481 {
482         struct request_queue *q;
483         int err;
484
485         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
486                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
487         if (!q)
488                 return NULL;
489
490         q->backing_dev_info.unplug_io_fn = blk_backing_dev_unplug;
491         q->backing_dev_info.unplug_io_data = q;
492         err = bdi_init(&q->backing_dev_info);
493         if (err) {
494                 kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
495                 return NULL;
496         }
497
498         init_timer(&q->unplug_timer);
499
500         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
501
502         mutex_init(&q->sysfs_lock);
503         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
504
505         return q;
506 }
507 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
508
509 /**
510  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
511  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
512  *        placed on the queue.
513  * @lock: Request queue spin lock
514  *
515  * Description:
516  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
517  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
518  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
519  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
520  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
521  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
522  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
523  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
524  *
525  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
526  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
527  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
528  *    get dealt with eventually.
529  *
530  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
531  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
532  *    disabling is needed for it.
533  *
534  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or NULL if
535  *    it didn't succeed.
536  *
537  * Note:
538  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
539  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
540  **/
541
542 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
543 {
544         return blk_init_queue_node(rfn, lock, -1);
545 }
546 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
547
548 struct request_queue *
549 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
550 {
551         struct request_queue *q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
552
553         if (!q)
554                 return NULL;
555
556         q->node = node_id;
557         if (blk_init_free_list(q)) {
558                 kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
559                 return NULL;
560         }
561
562         /*
563          * if caller didn't supply a lock, they get per-queue locking with
564          * our embedded lock
565          */
566         if (!lock)
567                 lock = &q->__queue_lock;
568
569         q->request_fn           = rfn;
570         q->prep_rq_fn           = NULL;
571         q->unplug_fn            = generic_unplug_device;
572         q->queue_flags          = (1 << QUEUE_FLAG_CLUSTER);
573         q->queue_lock           = lock;
574
575         blk_queue_segment_boundary(q, 0xffffffff);
576
577         blk_queue_make_request(q, __make_request);
578         blk_queue_max_segment_size(q, MAX_SEGMENT_SIZE);
579
580         blk_queue_max_hw_segments(q, MAX_HW_SEGMENTS);
581         blk_queue_max_phys_segments(q, MAX_PHYS_SEGMENTS);
582
583         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
584
585         blk_set_cmd_filter_defaults(&q->cmd_filter);
586
587         /*
588          * all done
589          */
590         if (!elevator_init(q, NULL)) {
591                 blk_queue_congestion_threshold(q);
592                 return q;
593         }
594
595         blk_put_queue(q);
596         return NULL;
597 }
598 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
599
600 int blk_get_queue(struct request_queue *q)
601 {
602         if (likely(!test_bit(QUEUE_FLAG_DEAD, &q->queue_flags))) {
603                 kobject_get(&q->kobj);
604                 return 0;
605         }
606
607         return 1;
608 }
609
610 static inline void blk_free_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
611 {
612         if (rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV)
613                 elv_put_request(q, rq);
614         mempool_free(rq, q->rq.rq_pool);
615 }
616
617 static struct request *
618 blk_alloc_request(struct request_queue *q, int rw, int priv, gfp_t gfp_mask)
619 {
620         struct request *rq = mempool_alloc(q->rq.rq_pool, gfp_mask);
621
622         if (!rq)
623                 return NULL;
624
625         blk_rq_init(q, rq);
626
627         /*
628          * first three bits are identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw,
629          * see bio.h and blkdev.h
630          */
631         rq->cmd_flags = rw | REQ_ALLOCED;
632
633         if (priv) {
634                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, gfp_mask))) {
635                         mempool_free(rq, q->rq.rq_pool);
636                         return NULL;
637                 }
638                 rq->cmd_flags |= REQ_ELVPRIV;
639         }
640
641         return rq;
642 }
643
644 /*
645  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
646  * should be given priority access to a request.
647  */
648 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
649 {
650         if (!ioc)
651                 return 0;
652
653         /*
654          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
655          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
656          * lose wakeups.
657          */
658         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
659                 (ioc->nr_batch_requests > 0
660                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
661 }
662
663 /*
664  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
665  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
666  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
667  * a nice run.
668  */
669 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
670 {
671         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
672                 return;
673
674         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
675         ioc->last_waited = jiffies;
676 }
677
678 static void __freed_request(struct request_queue *q, int rw)
679 {
680         struct request_list *rl = &q->rq;
681
682         if (rl->count[rw] < queue_congestion_off_threshold(q))
683                 blk_clear_queue_congested(q, rw);
684
685         if (rl->count[rw] + 1 <= q->nr_requests) {
686                 if (waitqueue_active(&rl->wait[rw]))
687                         wake_up(&rl->wait[rw]);
688
689                 blk_clear_queue_full(q, rw);
690         }
691 }
692
693 /*
694  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
695  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
696  */
697 static void freed_request(struct request_queue *q, int rw, int priv)
698 {
699         struct request_list *rl = &q->rq;
700
701         rl->count[rw]--;
702         if (priv)
703                 rl->elvpriv--;
704
705         __freed_request(q, rw);
706
707         if (unlikely(rl->starved[rw ^ 1]))
708                 __freed_request(q, rw ^ 1);
709 }
710
711 #define blkdev_free_rq(list) list_entry((list)->next, struct request, queuelist)
712 /*
713  * Get a free request, queue_lock must be held.
714  * Returns NULL on failure, with queue_lock held.
715  * Returns !NULL on success, with queue_lock *not held*.
716  */
717 static struct request *get_request(struct request_queue *q, int rw_flags,
718                                    struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
719 {
720         struct request *rq = NULL;
721         struct request_list *rl = &q->rq;
722         struct io_context *ioc = NULL;
723         const int rw = rw_flags & 0x01;
724         int may_queue, priv;
725
726         may_queue = elv_may_queue(q, rw_flags);
727         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
728                 goto rq_starved;
729
730         if (rl->count[rw]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
731                 if (rl->count[rw]+1 >= q->nr_requests) {
732                         ioc = current_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
733                         /*
734                          * The queue will fill after this allocation, so set
735                          * it as full, and mark this process as "batching".
736                          * This process will be allowed to complete a batch of
737                          * requests, others will be blocked.
738                          */
739                         if (!blk_queue_full(q, rw)) {
740                                 ioc_set_batching(q, ioc);
741                                 blk_set_queue_full(q, rw);
742                         } else {
743                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
744                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
745                                         /*
746                                          * The queue is full and the allocating
747                                          * process is not a "batcher", and not
748                                          * exempted by the IO scheduler
749                                          */
750                                         goto out;
751                                 }
752                         }
753                 }
754                 blk_set_queue_congested(q, rw);
755         }
756
757         /*
758          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
759          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
760          * allocated with any setting of ->nr_requests
761          */
762         if (rl->count[rw] >= (3 * q->nr_requests / 2))
763                 goto out;
764
765         rl->count[rw]++;
766         rl->starved[rw] = 0;
767
768         priv = !test_bit(QUEUE_FLAG_ELVSWITCH, &q->queue_flags);
769         if (priv)
770                 rl->elvpriv++;
771
772         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
773
774         rq = blk_alloc_request(q, rw_flags, priv, gfp_mask);
775         if (unlikely(!rq)) {
776                 /*
777                  * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything
778                  * we might have messed up.
779                  *
780                  * Allocating task should really be put onto the front of the
781                  * wait queue, but this is pretty rare.
782                  */
783                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
784                 freed_request(q, rw, priv);
785
786                 /*
787                  * in the very unlikely event that allocation failed and no
788                  * requests for this direction was pending, mark us starved
789                  * so that freeing of a request in the other direction will
790                  * notice us. another possible fix would be to split the
791                  * rq mempool into READ and WRITE
792                  */
793 rq_starved:
794                 if (unlikely(rl->count[rw] == 0))
795                         rl->starved[rw] = 1;
796
797                 goto out;
798         }
799
800         /*
801          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
802          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
803          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
804          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
805          */
806         if (ioc_batching(q, ioc))
807                 ioc->nr_batch_requests--;
808
809         blk_add_trace_generic(q, bio, rw, BLK_TA_GETRQ);
810 out:
811         return rq;
812 }
813
814 /*
815  * No available requests for this queue, unplug the device and wait for some
816  * requests to become available.
817  *
818  * Called with q->queue_lock held, and returns with it unlocked.
819  */
820 static struct request *get_request_wait(struct request_queue *q, int rw_flags,
821                                         struct bio *bio)
822 {
823         const int rw = rw_flags & 0x01;
824         struct request *rq;
825
826         rq = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
827         while (!rq) {
828                 DEFINE_WAIT(wait);
829                 struct io_context *ioc;
830                 struct request_list *rl = &q->rq;
831
832                 prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[rw], &wait,
833                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
834
835                 blk_add_trace_generic(q, bio, rw, BLK_TA_SLEEPRQ);
836
837                 __generic_unplug_device(q);
838                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
839                 io_schedule();
840
841                 /*
842                  * After sleeping, we become a "batching" process and
843                  * will be able to allocate at least one request, and
844                  * up to a big batch of them for a small period time.
845                  * See ioc_batching, ioc_set_batching
846                  */
847                 ioc = current_io_context(GFP_NOIO, q->node);
848                 ioc_set_batching(q, ioc);
849
850                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
851                 finish_wait(&rl->wait[rw], &wait);
852
853                 rq = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
854         };
855
856         return rq;
857 }
858
859 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp_mask)
860 {
861         struct request *rq;
862
863         BUG_ON(rw != READ && rw != WRITE);
864
865         spin_lock_irq(q->queue_lock);
866         if (gfp_mask & __GFP_WAIT) {
867                 rq = get_request_wait(q, rw, NULL);
868         } else {
869                 rq = get_request(q, rw, NULL, gfp_mask);
870                 if (!rq)
871                         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
872         }
873         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
874
875         return rq;
876 }
877 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
878
879 /**
880  * blk_start_queueing - initiate dispatch of requests to device
881  * @q:          request queue to kick into gear
882  *
883  * This is basically a helper to remove the need to know whether a queue
884  * is plugged or not if someone just wants to initiate dispatch of requests
885  * for this queue.
886  *
887  * The queue lock must be held with interrupts disabled.
888  */
889 void blk_start_queueing(struct request_queue *q)
890 {
891         if (!blk_queue_plugged(q))
892                 q->request_fn(q);
893         else
894                 __generic_unplug_device(q);
895 }
896 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queueing);
897
898 /**
899  * blk_requeue_request - put a request back on queue
900  * @q:          request queue where request should be inserted
901  * @rq:         request to be inserted
902  *
903  * Description:
904  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
905  *    more, when that condition happens we need to put the request back
906  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
907  */
908 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
909 {
910         blk_add_trace_rq(q, rq, BLK_TA_REQUEUE);
911
912         if (blk_rq_tagged(rq))
913                 blk_queue_end_tag(q, rq);
914
915         elv_requeue_request(q, rq);
916 }
917 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
918
919 /**
920  * blk_insert_request - insert a special request in to a request queue
921  * @q:          request queue where request should be inserted
922  * @rq:         request to be inserted
923  * @at_head:    insert request at head or tail of queue
924  * @data:       private data
925  *
926  * Description:
927  *    Many block devices need to execute commands asynchronously, so they don't
928  *    block the whole kernel from preemption during request execution.  This is
929  *    accomplished normally by inserting aritficial requests tagged as
930  *    REQ_SPECIAL in to the corresponding request queue, and letting them be
931  *    scheduled for actual execution by the request queue.
932  *
933  *    We have the option of inserting the head or the tail of the queue.
934  *    Typically we use the tail for new ioctls and so forth.  We use the head
935  *    of the queue for things like a QUEUE_FULL message from a device, or a
936  *    host that is unable to accept a particular command.
937  */
938 void blk_insert_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
939                         int at_head, void *data)
940 {
941         int where = at_head ? ELEVATOR_INSERT_FRONT : ELEVATOR_INSERT_BACK;
942         unsigned long flags;
943
944         /*
945          * tell I/O scheduler that this isn't a regular read/write (ie it
946          * must not attempt merges on this) and that it acts as a soft
947          * barrier
948          */
949         rq->cmd_type = REQ_TYPE_SPECIAL;
950         rq->cmd_flags |= REQ_SOFTBARRIER;
951
952         rq->special = data;
953
954         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
955
956         /*
957          * If command is tagged, release the tag
958          */
959         if (blk_rq_tagged(rq))
960                 blk_queue_end_tag(q, rq);
961
962         drive_stat_acct(rq, 1);
963         __elv_add_request(q, rq, where, 0);
964         blk_start_queueing(q);
965         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
966 }
967 EXPORT_SYMBOL(blk_insert_request);
968
969 /*
970  * add-request adds a request to the linked list.
971  * queue lock is held and interrupts disabled, as we muck with the
972  * request queue list.
973  */
974 static inline void add_request(struct request_queue *q, struct request *req)
975 {
976         drive_stat_acct(req, 1);
977
978         /*
979          * elevator indicated where it wants this request to be
980          * inserted at elevator_merge time
981          */
982         __elv_add_request(q, req, ELEVATOR_INSERT_SORT, 0);
983 }
984
985 /*
986  * disk_round_stats()   - Round off the performance stats on a struct
987  * disk_stats.
988  *
989  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
990  * by observing the current state of the queue length and the amount of
991  * time it has been in this state for.
992  *
993  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
994  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
995  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
996  * function to do a round-off before returning the results when reading
997  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
998  * the current jiffies and restarts the counters again.
999  */
1000 void disk_round_stats(struct gendisk *disk)
1001 {
1002         unsigned long now = jiffies;
1003
1004         if (now == disk->stamp)
1005                 return;
1006
1007         if (disk->in_flight) {
1008                 __disk_stat_add(disk, time_in_queue,
1009                                 disk->in_flight * (now - disk->stamp));
1010                 __disk_stat_add(disk, io_ticks, (now - disk->stamp));
1011         }
1012         disk->stamp = now;
1013 }
1014 EXPORT_SYMBOL_GPL(disk_round_stats);
1015
1016 void part_round_stats(struct hd_struct *part)
1017 {
1018         unsigned long now = jiffies;
1019
1020         if (now == part->stamp)
1021                 return;
1022
1023         if (part->in_flight) {
1024                 __part_stat_add(part, time_in_queue,
1025                                 part->in_flight * (now - part->stamp));
1026                 __part_stat_add(part, io_ticks, (now - part->stamp));
1027         }
1028         part->stamp = now;
1029 }
1030
1031 /*
1032  * queue lock must be held
1033  */
1034 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1035 {
1036         if (unlikely(!q))
1037                 return;
1038         if (unlikely(--req->ref_count))
1039                 return;
1040
1041         elv_completed_request(q, req);
1042
1043         /*
1044          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1045          * it didn't come out of our reserved rq pools
1046          */
1047         if (req->cmd_flags & REQ_ALLOCED) {
1048                 int rw = rq_data_dir(req);
1049                 int priv = req->cmd_flags & REQ_ELVPRIV;
1050
1051                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1052                 BUG_ON(!hlist_unhashed(&req->hash));
1053
1054                 blk_free_request(q, req);
1055                 freed_request(q, rw, priv);
1056         }
1057 }
1058 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1059
1060 void blk_put_request(struct request *req)
1061 {
1062         unsigned long flags;
1063         struct request_queue *q = req->q;
1064
1065         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1066         __blk_put_request(q, req);
1067         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1068 }
1069 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1070
1071 void init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1072 {
1073         req->cmd_type = REQ_TYPE_FS;
1074
1075         /*
1076          * inherit FAILFAST from bio (for read-ahead, and explicit FAILFAST)
1077          */
1078         if (bio_rw_ahead(bio) || bio_failfast(bio))
1079                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST;
1080
1081         /*
1082          * REQ_BARRIER implies no merging, but lets make it explicit
1083          */
1084         if (unlikely(bio_barrier(bio)))
1085                 req->cmd_flags |= (REQ_HARDBARRIER | REQ_NOMERGE);
1086
1087         if (bio_sync(bio))
1088                 req->cmd_flags |= REQ_RW_SYNC;
1089         if (bio_rw_meta(bio))
1090                 req->cmd_flags |= REQ_RW_META;
1091
1092         req->errors = 0;
1093         req->hard_sector = req->sector = bio->bi_sector;
1094         req->ioprio = bio_prio(bio);
1095         req->start_time = jiffies;
1096         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1097 }
1098
1099 static int __make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1100 {
1101         struct request *req;
1102         int el_ret, nr_sectors, barrier, err;
1103         const unsigned short prio = bio_prio(bio);
1104         const int sync = bio_sync(bio);
1105         int rw_flags;
1106
1107         nr_sectors = bio_sectors(bio);
1108
1109         /*
1110          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1111          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1112          * ISA dma in theory)
1113          */
1114         blk_queue_bounce(q, &bio);
1115
1116         barrier = bio_barrier(bio);
1117         if (unlikely(barrier) && (q->next_ordered == QUEUE_ORDERED_NONE)) {
1118                 err = -EOPNOTSUPP;
1119                 goto end_io;
1120         }
1121
1122         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1123
1124         if (unlikely(barrier) || elv_queue_empty(q))
1125                 goto get_rq;
1126
1127         el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
1128         switch (el_ret) {
1129         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1130                 BUG_ON(!rq_mergeable(req));
1131
1132                 if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1133                         break;
1134
1135                 blk_add_trace_bio(q, bio, BLK_TA_BACKMERGE);
1136
1137                 req->biotail->bi_next = bio;
1138                 req->biotail = bio;
1139                 req->nr_sectors = req->hard_nr_sectors += nr_sectors;
1140                 req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, prio);
1141                 drive_stat_acct(req, 0);
1142                 if (!attempt_back_merge(q, req))
1143                         elv_merged_request(q, req, el_ret);
1144                 goto out;
1145
1146         case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1147                 BUG_ON(!rq_mergeable(req));
1148
1149                 if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1150                         break;
1151
1152                 blk_add_trace_bio(q, bio, BLK_TA_FRONTMERGE);
1153
1154                 bio->bi_next = req->bio;
1155                 req->bio = bio;
1156
1157                 /*
1158                  * may not be valid. if the low level driver said
1159                  * it didn't need a bounce buffer then it better
1160                  * not touch req->buffer either...
1161                  */
1162                 req->buffer = bio_data(bio);
1163                 req->current_nr_sectors = bio_cur_sectors(bio);
1164                 req->hard_cur_sectors = req->current_nr_sectors;
1165                 req->sector = req->hard_sector = bio->bi_sector;
1166                 req->nr_sectors = req->hard_nr_sectors += nr_sectors;
1167                 req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, prio);
1168                 drive_stat_acct(req, 0);
1169                 if (!attempt_front_merge(q, req))
1170                         elv_merged_request(q, req, el_ret);
1171                 goto out;
1172
1173         /* ELV_NO_MERGE: elevator says don't/can't merge. */
1174         default:
1175                 ;
1176         }
1177
1178 get_rq:
1179         /*
1180          * This sync check and mask will be re-done in init_request_from_bio(),
1181          * but we need to set it earlier to expose the sync flag to the
1182          * rq allocator and io schedulers.
1183          */
1184         rw_flags = bio_data_dir(bio);
1185         if (sync)
1186                 rw_flags |= REQ_RW_SYNC;
1187
1188         /*
1189          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1190          * Returns with the queue unlocked.
1191          */
1192         req = get_request_wait(q, rw_flags, bio);
1193
1194         /*
1195          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1196          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1197          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1198          * often, and the elevators are able to handle it.
1199          */
1200         init_request_from_bio(req, bio);
1201
1202         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1203         if (elv_queue_empty(q))
1204                 blk_plug_device(q);
1205         add_request(q, req);
1206 out:
1207         if (sync)
1208                 __generic_unplug_device(q);
1209
1210         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1211         return 0;
1212
1213 end_io:
1214         bio_endio(bio, err);
1215         return 0;
1216 }
1217
1218 /*
1219  * If bio->bi_dev is a partition, remap the location
1220  */
1221 static inline void blk_partition_remap(struct bio *bio)
1222 {
1223         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
1224
1225         if (bio_sectors(bio) && bdev != bdev->bd_contains) {
1226                 struct hd_struct *p = bdev->bd_part;
1227
1228                 bio->bi_sector += p->start_sect;
1229                 bio->bi_bdev = bdev->bd_contains;
1230
1231                 blk_add_trace_remap(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1232                                     bdev->bd_dev, bio->bi_sector,
1233                                     bio->bi_sector - p->start_sect);
1234         }
1235 }
1236
1237 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1238 {
1239         char b[BDEVNAME_SIZE];
1240
1241         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1242         printk(KERN_INFO "%s: rw=%ld, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1243                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1244                         bio->bi_rw,
1245                         (unsigned long long)bio->bi_sector + bio_sectors(bio),
1246                         (long long)(bio->bi_bdev->bd_inode->i_size >> 9));
1247
1248         set_bit(BIO_EOF, &bio->bi_flags);
1249 }
1250
1251 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1252
1253 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1254
1255 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1256 {
1257         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1258 }
1259 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1260
1261 static int should_fail_request(struct bio *bio)
1262 {
1263         if ((bio->bi_bdev->bd_disk->flags & GENHD_FL_FAIL) ||
1264             (bio->bi_bdev->bd_part && bio->bi_bdev->bd_part->make_it_fail))
1265                 return should_fail(&fail_make_request, bio->bi_size);
1266
1267         return 0;
1268 }
1269
1270 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1271 {
1272         return init_fault_attr_dentries(&fail_make_request,
1273                                         "fail_make_request");
1274 }
1275
1276 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1277
1278 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1279
1280 static inline int should_fail_request(struct bio *bio)
1281 {
1282         return 0;
1283 }
1284
1285 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1286
1287 /*
1288  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1289  */
1290 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1291 {
1292         sector_t maxsector;
1293
1294         if (!nr_sectors)
1295                 return 0;
1296
1297         /* Test device or partition size, when known. */
1298         maxsector = bio->bi_bdev->bd_inode->i_size >> 9;
1299         if (maxsector) {
1300                 sector_t sector = bio->bi_sector;
1301
1302                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
1303                         /*
1304                          * This may well happen - the kernel calls bread()
1305                          * without checking the size of the device, e.g., when
1306                          * mounting a device.
1307                          */
1308                         handle_bad_sector(bio);
1309                         return 1;
1310                 }
1311         }
1312
1313         return 0;
1314 }
1315
1316 /**
1317  * generic_make_request: hand a buffer to its device driver for I/O
1318  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1319  *
1320  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
1321  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
1322  * to be done.
1323  *
1324  * generic_make_request() does not return any status.  The
1325  * success/failure status of the request, along with notification of
1326  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
1327  * function described (one day) else where.
1328  *
1329  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1330  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1331  * set to describe the device address, and the
1332  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1333  * completion notification should be signaled.
1334  *
1335  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1336  * bio happens to be merged with someone else, and may change bi_dev and
1337  * bi_sector for remaps as it sees fit.  So the values of these fields
1338  * should NOT be depended on after the call to generic_make_request.
1339  */
1340 static inline void __generic_make_request(struct bio *bio)
1341 {
1342         struct request_queue *q;
1343         sector_t old_sector;
1344         int ret, nr_sectors = bio_sectors(bio);
1345         dev_t old_dev;
1346         int err = -EIO;
1347
1348         might_sleep();
1349
1350         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1351                 goto end_io;
1352
1353         /*
1354          * Resolve the mapping until finished. (drivers are
1355          * still free to implement/resolve their own stacking
1356          * by explicitly returning 0)
1357          *
1358          * NOTE: we don't repeat the blk_size check for each new device.
1359          * Stacking drivers are expected to know what they are doing.
1360          */
1361         old_sector = -1;
1362         old_dev = 0;
1363         do {
1364                 char b[BDEVNAME_SIZE];
1365
1366                 q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1367                 if (!q) {
1368                         printk(KERN_ERR
1369                                "generic_make_request: Trying to access "
1370                                 "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
1371                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1372                                 (long long) bio->bi_sector);
1373 end_io:
1374                         bio_endio(bio, err);
1375                         break;
1376                 }
1377
1378                 if (unlikely(nr_sectors > q->max_hw_sectors)) {
1379                         printk(KERN_ERR "bio too big device %s (%u > %u)\n",
1380                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1381                                 bio_sectors(bio),
1382                                 q->max_hw_sectors);
1383                         goto end_io;
1384                 }
1385
1386                 if (unlikely(test_bit(QUEUE_FLAG_DEAD, &q->queue_flags)))
1387                         goto end_io;
1388
1389                 if (should_fail_request(bio))
1390                         goto end_io;
1391
1392                 /*
1393                  * If this device has partitions, remap block n
1394                  * of partition p to block n+start(p) of the disk.
1395                  */
1396                 blk_partition_remap(bio);
1397
1398                 if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio))
1399                         goto end_io;
1400
1401                 if (old_sector != -1)
1402                         blk_add_trace_remap(q, bio, old_dev, bio->bi_sector,
1403                                             old_sector);
1404
1405                 blk_add_trace_bio(q, bio, BLK_TA_QUEUE);
1406
1407                 old_sector = bio->bi_sector;
1408                 old_dev = bio->bi_bdev->bd_dev;
1409
1410                 if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1411                         goto end_io;
1412                 if (bio_empty_barrier(bio) && !q->prepare_flush_fn) {
1413                         err = -EOPNOTSUPP;
1414                         goto end_io;
1415                 }
1416
1417                 ret = q->make_request_fn(q, bio);
1418         } while (ret);
1419 }
1420
1421 /*
1422  * We only want one ->make_request_fn to be active at a time,
1423  * else stack usage with stacked devices could be a problem.
1424  * So use current->bio_{list,tail} to keep a list of requests
1425  * submited by a make_request_fn function.
1426  * current->bio_tail is also used as a flag to say if
1427  * generic_make_request is currently active in this task or not.
1428  * If it is NULL, then no make_request is active.  If it is non-NULL,
1429  * then a make_request is active, and new requests should be added
1430  * at the tail
1431  */
1432 void generic_make_request(struct bio *bio)
1433 {
1434         if (current->bio_tail) {
1435                 /* make_request is active */
1436                 *(current->bio_tail) = bio;
1437                 bio->bi_next = NULL;
1438                 current->bio_tail = &bio->bi_next;
1439                 return;
1440         }
1441         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1442          * explanation.
1443          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1444          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1445          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1446          * we assign bio_list to the next (which is NULL) and bio_tail
1447          * to &bio_list, thus initialising the bio_list of new bios to be
1448          * added.  __generic_make_request may indeed add some more bios
1449          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1450          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1451          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1452          * of the top of the list (no pretending) and so fixup bio_list and
1453          * bio_tail or bi_next, and call into __generic_make_request again.
1454          *
1455          * The loop was structured like this to make only one call to
1456          * __generic_make_request (which is important as it is large and
1457          * inlined) and to keep the structure simple.
1458          */
1459         BUG_ON(bio->bi_next);
1460         do {
1461                 current->bio_list = bio->bi_next;
1462                 if (bio->bi_next == NULL)
1463                         current->bio_tail = &current->bio_list;
1464                 else
1465                         bio->bi_next = NULL;
1466                 __generic_make_request(bio);
1467                 bio = current->bio_list;
1468         } while (bio);
1469         current->bio_tail = NULL; /* deactivate */
1470 }
1471 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1472
1473 /**
1474  * submit_bio: submit a bio to the block device layer for I/O
1475  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
1476  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1477  *
1478  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1479  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1480  * interfaces, @bio must be presetup and ready for I/O.
1481  *
1482  */
1483 void submit_bio(int rw, struct bio *bio)
1484 {
1485         int count = bio_sectors(bio);
1486
1487         bio->bi_rw |= rw;
1488
1489         /*
1490          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1491          * go through the normal accounting stuff before submission.
1492          */
1493         if (!bio_empty_barrier(bio)) {
1494
1495                 BIO_BUG_ON(!bio->bi_size);
1496                 BIO_BUG_ON(!bio->bi_io_vec);
1497
1498                 if (rw & WRITE) {
1499                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1500                 } else {
1501                         task_io_account_read(bio->bi_size);
1502                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1503                 }
1504
1505                 if (unlikely(block_dump)) {
1506                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1507                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s\n",
1508                         current->comm, task_pid_nr(current),
1509                                 (rw & WRITE) ? "WRITE" : "READ",
1510                                 (unsigned long long)bio->bi_sector,
1511                                 bdevname(bio->bi_bdev, b));
1512                 }
1513         }
1514
1515         generic_make_request(bio);
1516 }
1517 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1518
1519 /**
1520  * __end_that_request_first - end I/O on a request
1521  * @req:      the request being processed
1522  * @error:    0 for success, < 0 for error
1523  * @nr_bytes: number of bytes to complete
1524  *
1525  * Description:
1526  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, and sets it up
1527  *     for the next range of segments (if any) in the cluster.
1528  *
1529  * Return:
1530  *     0 - we are done with this request, call end_that_request_last()
1531  *     1 - still buffers pending for this request
1532  **/
1533 static int __end_that_request_first(struct request *req, int error,
1534                                     int nr_bytes)
1535 {
1536         int total_bytes, bio_nbytes, next_idx = 0;
1537         struct bio *bio;
1538
1539         blk_add_trace_rq(req->q, req, BLK_TA_COMPLETE);
1540
1541         /*
1542          * for a REQ_BLOCK_PC request, we want to carry any eventual
1543          * sense key with us all the way through
1544          */
1545         if (!blk_pc_request(req))
1546                 req->errors = 0;
1547
1548         if (error && (blk_fs_request(req) && !(req->cmd_flags & REQ_QUIET))) {
1549                 printk(KERN_ERR "end_request: I/O error, dev %s, sector %llu\n",
1550                                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
1551                                 (unsigned long long)req->sector);
1552         }
1553
1554         if (blk_fs_request(req) && req->rq_disk) {
1555                 struct hd_struct *part = get_part(req->rq_disk, req->sector);
1556                 const int rw = rq_data_dir(req);
1557
1558                 all_stat_add(req->rq_disk, part, sectors[rw],
1559                                 nr_bytes >> 9, req->sector);
1560         }
1561
1562         total_bytes = bio_nbytes = 0;
1563         while ((bio = req->bio) != NULL) {
1564                 int nbytes;
1565
1566                 /*
1567                  * For an empty barrier request, the low level driver must
1568                  * store a potential error location in ->sector. We pass
1569                  * that back up in ->bi_sector.
1570                  */
1571                 if (blk_empty_barrier(req))
1572                         bio->bi_sector = req->sector;
1573
1574                 if (nr_bytes >= bio->bi_size) {
1575                         req->bio = bio->bi_next;
1576                         nbytes = bio->bi_size;
1577                         req_bio_endio(req, bio, nbytes, error);
1578                         next_idx = 0;
1579                         bio_nbytes = 0;
1580                 } else {
1581                         int idx = bio->bi_idx + next_idx;
1582
1583                         if (unlikely(bio->bi_idx >= bio->bi_vcnt)) {
1584                                 blk_dump_rq_flags(req, "__end_that");
1585                                 printk(KERN_ERR "%s: bio idx %d >= vcnt %d\n",
1586                                        __func__, bio->bi_idx, bio->bi_vcnt);
1587                                 break;
1588                         }
1589
1590                         nbytes = bio_iovec_idx(bio, idx)->bv_len;
1591                         BIO_BUG_ON(nbytes > bio->bi_size);
1592
1593                         /*
1594                          * not a complete bvec done
1595                          */
1596                         if (unlikely(nbytes > nr_bytes)) {
1597                                 bio_nbytes += nr_bytes;
1598                                 total_bytes += nr_bytes;
1599                                 break;
1600                         }
1601
1602                         /*
1603                          * advance to the next vector
1604                          */
1605                         next_idx++;
1606                         bio_nbytes += nbytes;
1607                 }
1608
1609                 total_bytes += nbytes;
1610                 nr_bytes -= nbytes;
1611
1612                 bio = req->bio;
1613                 if (bio) {
1614                         /*
1615                          * end more in this run, or just return 'not-done'
1616                          */
1617                         if (unlikely(nr_bytes <= 0))
1618                                 break;
1619                 }
1620         }
1621
1622         /*
1623          * completely done
1624          */
1625         if (!req->bio)
1626                 return 0;
1627
1628         /*
1629          * if the request wasn't completed, update state
1630          */
1631         if (bio_nbytes) {
1632                 req_bio_endio(req, bio, bio_nbytes, error);
1633                 bio->bi_idx += next_idx;
1634                 bio_iovec(bio)->bv_offset += nr_bytes;
1635                 bio_iovec(bio)->bv_len -= nr_bytes;
1636         }
1637
1638         blk_recalc_rq_sectors(req, total_bytes >> 9);
1639         blk_recalc_rq_segments(req);
1640         return 1;
1641 }
1642
1643 /*
1644  * splice the completion data to a local structure and hand off to
1645  * process_completion_queue() to complete the requests
1646  */
1647 static void blk_done_softirq(struct softirq_action *h)
1648 {
1649         struct list_head *cpu_list, local_list;
1650
1651         local_irq_disable();
1652         cpu_list = &__get_cpu_var(blk_cpu_done);
1653         list_replace_init(cpu_list, &local_list);
1654         local_irq_enable();
1655
1656         while (!list_empty(&local_list)) {
1657                 struct request *rq;
1658
1659                 rq = list_entry(local_list.next, struct request, donelist);
1660                 list_del_init(&rq->donelist);
1661                 rq->q->softirq_done_fn(rq);
1662         }
1663 }
1664
1665 static int __cpuinit blk_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1666                                     unsigned long action, void *hcpu)
1667 {
1668         /*
1669          * If a CPU goes away, splice its entries to the current CPU
1670          * and trigger a run of the softirq
1671          */
1672         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
1673                 int cpu = (unsigned long) hcpu;
1674
1675                 local_irq_disable();
1676                 list_splice_init(&per_cpu(blk_cpu_done, cpu),
1677                                  &__get_cpu_var(blk_cpu_done));
1678                 raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
1679                 local_irq_enable();
1680         }
1681
1682         return NOTIFY_OK;
1683 }
1684
1685
1686 static struct notifier_block blk_cpu_notifier __cpuinitdata = {
1687         .notifier_call  = blk_cpu_notify,
1688 };
1689
1690 /**
1691  * blk_complete_request - end I/O on a request
1692  * @req:      the request being processed
1693  *
1694  * Description:
1695  *     Ends all I/O on a request. It does not handle partial completions,
1696  *     unless the driver actually implements this in its completion callback
1697  *     through requeueing. The actual completion happens out-of-order,
1698  *     through a softirq handler. The user must have registered a completion
1699  *     callback through blk_queue_softirq_done().
1700  **/
1701
1702 void blk_complete_request(struct request *req)
1703 {
1704         struct list_head *cpu_list;
1705         unsigned long flags;
1706
1707         BUG_ON(!req->q->softirq_done_fn);
1708
1709         local_irq_save(flags);
1710
1711         cpu_list = &__get_cpu_var(blk_cpu_done);
1712         list_add_tail(&req->donelist, cpu_list);
1713         raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
1714
1715         local_irq_restore(flags);
1716 }
1717 EXPORT_SYMBOL(blk_complete_request);
1718
1719 /*
1720  * queue lock must be held
1721  */
1722 static void end_that_request_last(struct request *req, int error)
1723 {
1724         struct gendisk *disk = req->rq_disk;
1725
1726         if (blk_rq_tagged(req))
1727                 blk_queue_end_tag(req->q, req);
1728
1729         if (blk_queued_rq(req))
1730                 blkdev_dequeue_request(req);
1731
1732         if (unlikely(laptop_mode) && blk_fs_request(req))
1733                 laptop_io_completion();
1734
1735         /*
1736          * Account IO completion.  bar_rq isn't accounted as a normal
1737          * IO on queueing nor completion.  Accounting the containing
1738          * request is enough.
1739          */
1740         if (disk && blk_fs_request(req) && req != &req->q->bar_rq) {
1741                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
1742                 const int rw = rq_data_dir(req);
1743                 struct hd_struct *part = get_part(disk, req->sector);
1744
1745                 __all_stat_inc(disk, part, ios[rw], req->sector);
1746                 __all_stat_add(disk, part, ticks[rw], duration, req->sector);
1747                 disk_round_stats(disk);
1748                 disk->in_flight--;
1749                 if (part) {
1750                         part_round_stats(part);
1751                         part->in_flight--;
1752                 }
1753         }
1754
1755         if (req->end_io)
1756                 req->end_io(req, error);
1757         else {
1758                 if (blk_bidi_rq(req))
1759                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
1760
1761                 __blk_put_request(req->q, req);
1762         }
1763 }
1764
1765 static inline void __end_request(struct request *rq, int uptodate,
1766                                  unsigned int nr_bytes)
1767 {
1768         int error = 0;
1769
1770         if (uptodate <= 0)
1771                 error = uptodate ? uptodate : -EIO;
1772
1773         __blk_end_request(rq, error, nr_bytes);
1774 }
1775
1776 /**
1777  * blk_rq_bytes - Returns bytes left to complete in the entire request
1778  * @rq: the request being processed
1779  **/
1780 unsigned int blk_rq_bytes(struct request *rq)
1781 {
1782         if (blk_fs_request(rq))
1783                 return rq->hard_nr_sectors << 9;
1784
1785         return rq->data_len;
1786 }
1787 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_bytes);
1788
1789 /**
1790  * blk_rq_cur_bytes - Returns bytes left to complete in the current segment
1791  * @rq: the request being processed
1792  **/
1793 unsigned int blk_rq_cur_bytes(struct request *rq)
1794 {
1795         if (blk_fs_request(rq))
1796                 return rq->current_nr_sectors << 9;
1797
1798         if (rq->bio)
1799                 return rq->bio->bi_size;
1800
1801         return rq->data_len;
1802 }
1803 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_cur_bytes);
1804
1805 /**
1806  * end_queued_request - end all I/O on a queued request
1807  * @rq:         the request being processed
1808  * @uptodate:   error value or 0/1 uptodate flag
1809  *
1810  * Description:
1811  *     Ends all I/O on a request, and removes it from the block layer queues.
1812  *     Not suitable for normal IO completion, unless the driver still has
1813  *     the request attached to the block layer.
1814  *
1815  **/
1816 void end_queued_request(struct request *rq, int uptodate)
1817 {
1818         __end_request(rq, uptodate, blk_rq_bytes(rq));
1819 }
1820 EXPORT_SYMBOL(end_queued_request);
1821
1822 /**
1823  * end_dequeued_request - end all I/O on a dequeued request
1824  * @rq:         the request being processed
1825  * @uptodate:   error value or 0/1 uptodate flag
1826  *
1827  * Description:
1828  *     Ends all I/O on a request. The request must already have been
1829  *     dequeued using blkdev_dequeue_request(), as is normally the case
1830  *     for most drivers.
1831  *
1832  **/
1833 void end_dequeued_request(struct request *rq, int uptodate)
1834 {
1835         __end_request(rq, uptodate, blk_rq_bytes(rq));
1836 }
1837 EXPORT_SYMBOL(end_dequeued_request);
1838
1839
1840 /**
1841  * end_request - end I/O on the current segment of the request
1842  * @req:        the request being processed
1843  * @uptodate:   error value or 0/1 uptodate flag
1844  *
1845  * Description:
1846  *     Ends I/O on the current segment of a request. If that is the only
1847  *     remaining segment, the request is also completed and freed.
1848  *
1849  *     This is a remnant of how older block drivers handled IO completions.
1850  *     Modern drivers typically end IO on the full request in one go, unless
1851  *     they have a residual value to account for. For that case this function
1852  *     isn't really useful, unless the residual just happens to be the
1853  *     full current segment. In other words, don't use this function in new
1854  *     code. Either use end_request_completely(), or the
1855  *     end_that_request_chunk() (along with end_that_request_last()) for
1856  *     partial completions.
1857  *
1858  **/
1859 void end_request(struct request *req, int uptodate)
1860 {
1861         __end_request(req, uptodate, req->hard_cur_sectors << 9);
1862 }
1863 EXPORT_SYMBOL(end_request);
1864
1865 /**
1866  * blk_end_io - Generic end_io function to complete a request.
1867  * @rq:           the request being processed
1868  * @error:        0 for success, < 0 for error
1869  * @nr_bytes:     number of bytes to complete @rq
1870  * @bidi_bytes:   number of bytes to complete @rq->next_rq
1871  * @drv_callback: function called between completion of bios in the request
1872  *                and completion of the request.
1873  *                If the callback returns non 0, this helper returns without
1874  *                completion of the request.
1875  *
1876  * Description:
1877  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
1878  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
1879  *
1880  * Return:
1881  *     0 - we are done with this request
1882  *     1 - this request is not freed yet, it still has pending buffers.
1883  **/
1884 static int blk_end_io(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes,
1885                       unsigned int bidi_bytes,
1886                       int (drv_callback)(struct request *))
1887 {
1888         struct request_queue *q = rq->q;
1889         unsigned long flags = 0UL;
1890
1891         if (blk_fs_request(rq) || blk_pc_request(rq)) {
1892                 if (__end_that_request_first(rq, error, nr_bytes))
1893                         return 1;
1894
1895                 /* Bidi request must be completed as a whole */
1896                 if (blk_bidi_rq(rq) &&
1897                     __end_that_request_first(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
1898                         return 1;
1899         }
1900
1901         /* Special feature for tricky drivers */
1902         if (drv_callback && drv_callback(rq))
1903                 return 1;
1904
1905         add_disk_randomness(rq->rq_disk);
1906
1907         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1908         end_that_request_last(rq, error);
1909         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1910
1911         return 0;
1912 }
1913
1914 /**
1915  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
1916  * @rq:       the request being processed
1917  * @error:    0 for success, < 0 for error
1918  * @nr_bytes: number of bytes to complete
1919  *
1920  * Description:
1921  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
1922  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
1923  *
1924  * Return:
1925  *     0 - we are done with this request
1926  *     1 - still buffers pending for this request
1927  **/
1928 int blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
1929 {
1930         return blk_end_io(rq, error, nr_bytes, 0, NULL);
1931 }
1932 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request);
1933
1934 /**
1935  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
1936  * @rq:       the request being processed
1937  * @error:    0 for success, < 0 for error
1938  * @nr_bytes: number of bytes to complete
1939  *
1940  * Description:
1941  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
1942  *
1943  * Return:
1944  *     0 - we are done with this request
1945  *     1 - still buffers pending for this request
1946  **/
1947 int __blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
1948 {
1949         if (blk_fs_request(rq) || blk_pc_request(rq)) {
1950                 if (__end_that_request_first(rq, error, nr_bytes))
1951                         return 1;
1952         }
1953
1954         add_disk_randomness(rq->rq_disk);
1955
1956         end_that_request_last(rq, error);
1957
1958         return 0;
1959 }
1960 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_end_request);
1961
1962 /**
1963  * blk_end_bidi_request - Helper function for drivers to complete bidi request.
1964  * @rq:         the bidi request being processed
1965  * @error:      0 for success, < 0 for error
1966  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
1967  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
1968  *
1969  * Description:
1970  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
1971  *
1972  * Return:
1973  *     0 - we are done with this request
1974  *     1 - still buffers pending for this request
1975  **/
1976 int blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes,
1977                          unsigned int bidi_bytes)
1978 {
1979         return blk_end_io(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes, NULL);
1980 }
1981 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_bidi_request);
1982
1983 /**
1984  * blk_end_request_callback - Special helper function for tricky drivers
1985  * @rq:           the request being processed
1986  * @error:        0 for success, < 0 for error
1987  * @nr_bytes:     number of bytes to complete
1988  * @drv_callback: function called between completion of bios in the request
1989  *                and completion of the request.
1990  *                If the callback returns non 0, this helper returns without
1991  *                completion of the request.
1992  *
1993  * Description:
1994  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
1995  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
1996  *
1997  *     This special helper function is used only for existing tricky drivers.
1998  *     (e.g. cdrom_newpc_intr() of ide-cd)
1999  *     This interface will be removed when such drivers are rewritten.
2000  *     Don't use this interface in other places anymore.
2001  *
2002  * Return:
2003  *     0 - we are done with this request
2004  *     1 - this request is not freed yet.
2005  *         this request still has pending buffers or
2006  *         the driver doesn't want to finish this request yet.
2007  **/
2008 int blk_end_request_callback(struct request *rq, int error,
2009                              unsigned int nr_bytes,
2010                              int (drv_callback)(struct request *))
2011 {
2012         return blk_end_io(rq, error, nr_bytes, 0, drv_callback);
2013 }
2014 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request_callback);
2015
2016 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
2017                      struct bio *bio)
2018 {
2019         /* first two bits are identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw */
2020         rq->cmd_flags |= (bio->bi_rw & 3);
2021
2022         rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
2023         rq->nr_hw_segments = bio_hw_segments(q, bio);
2024         rq->current_nr_sectors = bio_cur_sectors(bio);
2025         rq->hard_cur_sectors = rq->current_nr_sectors;
2026         rq->hard_nr_sectors = rq->nr_sectors = bio_sectors(bio);
2027         rq->buffer = bio_data(bio);
2028         rq->data_len = bio->bi_size;
2029
2030         rq->bio = rq->biotail = bio;
2031
2032         if (bio->bi_bdev)
2033                 rq->rq_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
2034 }
2035
2036 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
2037 {
2038         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
2039 }
2040 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
2041
2042 void kblockd_flush_work(struct work_struct *work)
2043 {
2044         cancel_work_sync(work);
2045 }
2046 EXPORT_SYMBOL(kblockd_flush_work);
2047
2048 int __init blk_dev_init(void)
2049 {
2050         int i;
2051
2052         kblockd_workqueue = create_workqueue("kblockd");
2053         if (!kblockd_workqueue)
2054                 panic("Failed to create kblockd\n");
2055
2056         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
2057                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
2058
2059         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("blkdev_queue",
2060                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
2061
2062         for_each_possible_cpu(i)
2063                 INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(blk_cpu_done, i));
2064
2065         open_softirq(BLOCK_SOFTIRQ, blk_done_softirq);
2066         register_hotcpu_notifier(&blk_cpu_notifier);
2067
2068         return 0;
2069 }
2070