a496727df7ef4b1b4016f961d6350e279677afc9
[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         rq->cmd_flags = rw | REQ_ALLOCED;
628
629         if (priv) {
630                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, gfp_mask))) {
631                         mempool_free(rq, q->rq.rq_pool);
632                         return NULL;
633                 }
634                 rq->cmd_flags |= REQ_ELVPRIV;
635         }
636
637         return rq;
638 }
639
640 /*
641  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
642  * should be given priority access to a request.
643  */
644 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
645 {
646         if (!ioc)
647                 return 0;
648
649         /*
650          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
651          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
652          * lose wakeups.
653          */
654         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
655                 (ioc->nr_batch_requests > 0
656                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
657 }
658
659 /*
660  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
661  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
662  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
663  * a nice run.
664  */
665 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
666 {
667         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
668                 return;
669
670         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
671         ioc->last_waited = jiffies;
672 }
673
674 static void __freed_request(struct request_queue *q, int rw)
675 {
676         struct request_list *rl = &q->rq;
677
678         if (rl->count[rw] < queue_congestion_off_threshold(q))
679                 blk_clear_queue_congested(q, rw);
680
681         if (rl->count[rw] + 1 <= q->nr_requests) {
682                 if (waitqueue_active(&rl->wait[rw]))
683                         wake_up(&rl->wait[rw]);
684
685                 blk_clear_queue_full(q, rw);
686         }
687 }
688
689 /*
690  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
691  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
692  */
693 static void freed_request(struct request_queue *q, int rw, int priv)
694 {
695         struct request_list *rl = &q->rq;
696
697         rl->count[rw]--;
698         if (priv)
699                 rl->elvpriv--;
700
701         __freed_request(q, rw);
702
703         if (unlikely(rl->starved[rw ^ 1]))
704                 __freed_request(q, rw ^ 1);
705 }
706
707 #define blkdev_free_rq(list) list_entry((list)->next, struct request, queuelist)
708 /*
709  * Get a free request, queue_lock must be held.
710  * Returns NULL on failure, with queue_lock held.
711  * Returns !NULL on success, with queue_lock *not held*.
712  */
713 static struct request *get_request(struct request_queue *q, int rw_flags,
714                                    struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
715 {
716         struct request *rq = NULL;
717         struct request_list *rl = &q->rq;
718         struct io_context *ioc = NULL;
719         const int rw = rw_flags & 0x01;
720         int may_queue, priv;
721
722         may_queue = elv_may_queue(q, rw_flags);
723         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
724                 goto rq_starved;
725
726         if (rl->count[rw]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
727                 if (rl->count[rw]+1 >= q->nr_requests) {
728                         ioc = current_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
729                         /*
730                          * The queue will fill after this allocation, so set
731                          * it as full, and mark this process as "batching".
732                          * This process will be allowed to complete a batch of
733                          * requests, others will be blocked.
734                          */
735                         if (!blk_queue_full(q, rw)) {
736                                 ioc_set_batching(q, ioc);
737                                 blk_set_queue_full(q, rw);
738                         } else {
739                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
740                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
741                                         /*
742                                          * The queue is full and the allocating
743                                          * process is not a "batcher", and not
744                                          * exempted by the IO scheduler
745                                          */
746                                         goto out;
747                                 }
748                         }
749                 }
750                 blk_set_queue_congested(q, rw);
751         }
752
753         /*
754          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
755          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
756          * allocated with any setting of ->nr_requests
757          */
758         if (rl->count[rw] >= (3 * q->nr_requests / 2))
759                 goto out;
760
761         rl->count[rw]++;
762         rl->starved[rw] = 0;
763
764         priv = !test_bit(QUEUE_FLAG_ELVSWITCH, &q->queue_flags);
765         if (priv)
766                 rl->elvpriv++;
767
768         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
769
770         rq = blk_alloc_request(q, rw_flags, priv, gfp_mask);
771         if (unlikely(!rq)) {
772                 /*
773                  * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything
774                  * we might have messed up.
775                  *
776                  * Allocating task should really be put onto the front of the
777                  * wait queue, but this is pretty rare.
778                  */
779                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
780                 freed_request(q, rw, priv);
781
782                 /*
783                  * in the very unlikely event that allocation failed and no
784                  * requests for this direction was pending, mark us starved
785                  * so that freeing of a request in the other direction will
786                  * notice us. another possible fix would be to split the
787                  * rq mempool into READ and WRITE
788                  */
789 rq_starved:
790                 if (unlikely(rl->count[rw] == 0))
791                         rl->starved[rw] = 1;
792
793                 goto out;
794         }
795
796         /*
797          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
798          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
799          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
800          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
801          */
802         if (ioc_batching(q, ioc))
803                 ioc->nr_batch_requests--;
804
805         blk_add_trace_generic(q, bio, rw, BLK_TA_GETRQ);
806 out:
807         return rq;
808 }
809
810 /*
811  * No available requests for this queue, unplug the device and wait for some
812  * requests to become available.
813  *
814  * Called with q->queue_lock held, and returns with it unlocked.
815  */
816 static struct request *get_request_wait(struct request_queue *q, int rw_flags,
817                                         struct bio *bio)
818 {
819         const int rw = rw_flags & 0x01;
820         struct request *rq;
821
822         rq = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
823         while (!rq) {
824                 DEFINE_WAIT(wait);
825                 struct io_context *ioc;
826                 struct request_list *rl = &q->rq;
827
828                 prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[rw], &wait,
829                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
830
831                 blk_add_trace_generic(q, bio, rw, BLK_TA_SLEEPRQ);
832
833                 __generic_unplug_device(q);
834                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
835                 io_schedule();
836
837                 /*
838                  * After sleeping, we become a "batching" process and
839                  * will be able to allocate at least one request, and
840                  * up to a big batch of them for a small period time.
841                  * See ioc_batching, ioc_set_batching
842                  */
843                 ioc = current_io_context(GFP_NOIO, q->node);
844                 ioc_set_batching(q, ioc);
845
846                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
847                 finish_wait(&rl->wait[rw], &wait);
848
849                 rq = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
850         };
851
852         return rq;
853 }
854
855 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp_mask)
856 {
857         struct request *rq;
858
859         BUG_ON(rw != READ && rw != WRITE);
860
861         spin_lock_irq(q->queue_lock);
862         if (gfp_mask & __GFP_WAIT) {
863                 rq = get_request_wait(q, rw, NULL);
864         } else {
865                 rq = get_request(q, rw, NULL, gfp_mask);
866                 if (!rq)
867                         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
868         }
869         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
870
871         return rq;
872 }
873 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
874
875 /**
876  * blk_start_queueing - initiate dispatch of requests to device
877  * @q:          request queue to kick into gear
878  *
879  * This is basically a helper to remove the need to know whether a queue
880  * is plugged or not if someone just wants to initiate dispatch of requests
881  * for this queue.
882  *
883  * The queue lock must be held with interrupts disabled.
884  */
885 void blk_start_queueing(struct request_queue *q)
886 {
887         if (!blk_queue_plugged(q))
888                 q->request_fn(q);
889         else
890                 __generic_unplug_device(q);
891 }
892 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queueing);
893
894 /**
895  * blk_requeue_request - put a request back on queue
896  * @q:          request queue where request should be inserted
897  * @rq:         request to be inserted
898  *
899  * Description:
900  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
901  *    more, when that condition happens we need to put the request back
902  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
903  */
904 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
905 {
906         blk_add_trace_rq(q, rq, BLK_TA_REQUEUE);
907
908         if (blk_rq_tagged(rq))
909                 blk_queue_end_tag(q, rq);
910
911         elv_requeue_request(q, rq);
912 }
913 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
914
915 /**
916  * blk_insert_request - insert a special request in to a request queue
917  * @q:          request queue where request should be inserted
918  * @rq:         request to be inserted
919  * @at_head:    insert request at head or tail of queue
920  * @data:       private data
921  *
922  * Description:
923  *    Many block devices need to execute commands asynchronously, so they don't
924  *    block the whole kernel from preemption during request execution.  This is
925  *    accomplished normally by inserting aritficial requests tagged as
926  *    REQ_SPECIAL in to the corresponding request queue, and letting them be
927  *    scheduled for actual execution by the request queue.
928  *
929  *    We have the option of inserting the head or the tail of the queue.
930  *    Typically we use the tail for new ioctls and so forth.  We use the head
931  *    of the queue for things like a QUEUE_FULL message from a device, or a
932  *    host that is unable to accept a particular command.
933  */
934 void blk_insert_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
935                         int at_head, void *data)
936 {
937         int where = at_head ? ELEVATOR_INSERT_FRONT : ELEVATOR_INSERT_BACK;
938         unsigned long flags;
939
940         /*
941          * tell I/O scheduler that this isn't a regular read/write (ie it
942          * must not attempt merges on this) and that it acts as a soft
943          * barrier
944          */
945         rq->cmd_type = REQ_TYPE_SPECIAL;
946         rq->cmd_flags |= REQ_SOFTBARRIER;
947
948         rq->special = data;
949
950         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
951
952         /*
953          * If command is tagged, release the tag
954          */
955         if (blk_rq_tagged(rq))
956                 blk_queue_end_tag(q, rq);
957
958         drive_stat_acct(rq, 1);
959         __elv_add_request(q, rq, where, 0);
960         blk_start_queueing(q);
961         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
962 }
963 EXPORT_SYMBOL(blk_insert_request);
964
965 /*
966  * add-request adds a request to the linked list.
967  * queue lock is held and interrupts disabled, as we muck with the
968  * request queue list.
969  */
970 static inline void add_request(struct request_queue *q, struct request *req)
971 {
972         drive_stat_acct(req, 1);
973
974         /*
975          * elevator indicated where it wants this request to be
976          * inserted at elevator_merge time
977          */
978         __elv_add_request(q, req, ELEVATOR_INSERT_SORT, 0);
979 }
980
981 /*
982  * disk_round_stats()   - Round off the performance stats on a struct
983  * disk_stats.
984  *
985  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
986  * by observing the current state of the queue length and the amount of
987  * time it has been in this state for.
988  *
989  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
990  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
991  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
992  * function to do a round-off before returning the results when reading
993  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
994  * the current jiffies and restarts the counters again.
995  */
996 void disk_round_stats(struct gendisk *disk)
997 {
998         unsigned long now = jiffies;
999
1000         if (now == disk->stamp)
1001                 return;
1002
1003         if (disk->in_flight) {
1004                 __disk_stat_add(disk, time_in_queue,
1005                                 disk->in_flight * (now - disk->stamp));
1006                 __disk_stat_add(disk, io_ticks, (now - disk->stamp));
1007         }
1008         disk->stamp = now;
1009 }
1010 EXPORT_SYMBOL_GPL(disk_round_stats);
1011
1012 void part_round_stats(struct hd_struct *part)
1013 {
1014         unsigned long now = jiffies;
1015
1016         if (now == part->stamp)
1017                 return;
1018
1019         if (part->in_flight) {
1020                 __part_stat_add(part, time_in_queue,
1021                                 part->in_flight * (now - part->stamp));
1022                 __part_stat_add(part, io_ticks, (now - part->stamp));
1023         }
1024         part->stamp = now;
1025 }
1026
1027 /*
1028  * queue lock must be held
1029  */
1030 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1031 {
1032         if (unlikely(!q))
1033                 return;
1034         if (unlikely(--req->ref_count))
1035                 return;
1036
1037         elv_completed_request(q, req);
1038
1039         /*
1040          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1041          * it didn't come out of our reserved rq pools
1042          */
1043         if (req->cmd_flags & REQ_ALLOCED) {
1044                 int rw = rq_data_dir(req);
1045                 int priv = req->cmd_flags & REQ_ELVPRIV;
1046
1047                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1048                 BUG_ON(!hlist_unhashed(&req->hash));
1049
1050                 blk_free_request(q, req);
1051                 freed_request(q, rw, priv);
1052         }
1053 }
1054 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1055
1056 void blk_put_request(struct request *req)
1057 {
1058         unsigned long flags;
1059         struct request_queue *q = req->q;
1060
1061         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1062         __blk_put_request(q, req);
1063         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1064 }
1065 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1066
1067 void init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1068 {
1069         req->cmd_type = REQ_TYPE_FS;
1070
1071         /*
1072          * inherit FAILFAST from bio (for read-ahead, and explicit FAILFAST)
1073          */
1074         if (bio_rw_ahead(bio) || bio_failfast(bio))
1075                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST;
1076
1077         /*
1078          * REQ_BARRIER implies no merging, but lets make it explicit
1079          */
1080         if (unlikely(bio_barrier(bio)))
1081                 req->cmd_flags |= (REQ_HARDBARRIER | REQ_NOMERGE);
1082
1083         if (bio_sync(bio))
1084                 req->cmd_flags |= REQ_RW_SYNC;
1085         if (bio_rw_meta(bio))
1086                 req->cmd_flags |= REQ_RW_META;
1087
1088         req->errors = 0;
1089         req->hard_sector = req->sector = bio->bi_sector;
1090         req->ioprio = bio_prio(bio);
1091         req->start_time = jiffies;
1092         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1093 }
1094
1095 static int __make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1096 {
1097         struct request *req;
1098         int el_ret, nr_sectors, barrier, err;
1099         const unsigned short prio = bio_prio(bio);
1100         const int sync = bio_sync(bio);
1101         int rw_flags;
1102
1103         nr_sectors = bio_sectors(bio);
1104
1105         /*
1106          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1107          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1108          * ISA dma in theory)
1109          */
1110         blk_queue_bounce(q, &bio);
1111
1112         barrier = bio_barrier(bio);
1113         if (unlikely(barrier) && (q->next_ordered == QUEUE_ORDERED_NONE)) {
1114                 err = -EOPNOTSUPP;
1115                 goto end_io;
1116         }
1117
1118         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1119
1120         if (unlikely(barrier) || elv_queue_empty(q))
1121                 goto get_rq;
1122
1123         el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
1124         switch (el_ret) {
1125         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1126                 BUG_ON(!rq_mergeable(req));
1127
1128                 if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1129                         break;
1130
1131                 blk_add_trace_bio(q, bio, BLK_TA_BACKMERGE);
1132
1133                 req->biotail->bi_next = bio;
1134                 req->biotail = bio;
1135                 req->nr_sectors = req->hard_nr_sectors += nr_sectors;
1136                 req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, prio);
1137                 drive_stat_acct(req, 0);
1138                 if (!attempt_back_merge(q, req))
1139                         elv_merged_request(q, req, el_ret);
1140                 goto out;
1141
1142         case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1143                 BUG_ON(!rq_mergeable(req));
1144
1145                 if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1146                         break;
1147
1148                 blk_add_trace_bio(q, bio, BLK_TA_FRONTMERGE);
1149
1150                 bio->bi_next = req->bio;
1151                 req->bio = bio;
1152
1153                 /*
1154                  * may not be valid. if the low level driver said
1155                  * it didn't need a bounce buffer then it better
1156                  * not touch req->buffer either...
1157                  */
1158                 req->buffer = bio_data(bio);
1159                 req->current_nr_sectors = bio_cur_sectors(bio);
1160                 req->hard_cur_sectors = req->current_nr_sectors;
1161                 req->sector = req->hard_sector = bio->bi_sector;
1162                 req->nr_sectors = req->hard_nr_sectors += nr_sectors;
1163                 req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, prio);
1164                 drive_stat_acct(req, 0);
1165                 if (!attempt_front_merge(q, req))
1166                         elv_merged_request(q, req, el_ret);
1167                 goto out;
1168
1169         /* ELV_NO_MERGE: elevator says don't/can't merge. */
1170         default:
1171                 ;
1172         }
1173
1174 get_rq:
1175         /*
1176          * This sync check and mask will be re-done in init_request_from_bio(),
1177          * but we need to set it earlier to expose the sync flag to the
1178          * rq allocator and io schedulers.
1179          */
1180         rw_flags = bio_data_dir(bio);
1181         if (sync)
1182                 rw_flags |= REQ_RW_SYNC;
1183
1184         /*
1185          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1186          * Returns with the queue unlocked.
1187          */
1188         req = get_request_wait(q, rw_flags, bio);
1189
1190         /*
1191          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1192          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1193          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1194          * often, and the elevators are able to handle it.
1195          */
1196         init_request_from_bio(req, bio);
1197
1198         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1199         if (elv_queue_empty(q))
1200                 blk_plug_device(q);
1201         add_request(q, req);
1202 out:
1203         if (sync)
1204                 __generic_unplug_device(q);
1205
1206         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1207         return 0;
1208
1209 end_io:
1210         bio_endio(bio, err);
1211         return 0;
1212 }
1213
1214 /*
1215  * If bio->bi_dev is a partition, remap the location
1216  */
1217 static inline void blk_partition_remap(struct bio *bio)
1218 {
1219         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
1220
1221         if (bio_sectors(bio) && bdev != bdev->bd_contains) {
1222                 struct hd_struct *p = bdev->bd_part;
1223
1224                 bio->bi_sector += p->start_sect;
1225                 bio->bi_bdev = bdev->bd_contains;
1226
1227                 blk_add_trace_remap(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1228                                     bdev->bd_dev, bio->bi_sector,
1229                                     bio->bi_sector - p->start_sect);
1230         }
1231 }
1232
1233 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1234 {
1235         char b[BDEVNAME_SIZE];
1236
1237         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1238         printk(KERN_INFO "%s: rw=%ld, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1239                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1240                         bio->bi_rw,
1241                         (unsigned long long)bio->bi_sector + bio_sectors(bio),
1242                         (long long)(bio->bi_bdev->bd_inode->i_size >> 9));
1243
1244         set_bit(BIO_EOF, &bio->bi_flags);
1245 }
1246
1247 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1248
1249 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1250
1251 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1252 {
1253         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1254 }
1255 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1256
1257 static int should_fail_request(struct bio *bio)
1258 {
1259         if ((bio->bi_bdev->bd_disk->flags & GENHD_FL_FAIL) ||
1260             (bio->bi_bdev->bd_part && bio->bi_bdev->bd_part->make_it_fail))
1261                 return should_fail(&fail_make_request, bio->bi_size);
1262
1263         return 0;
1264 }
1265
1266 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1267 {
1268         return init_fault_attr_dentries(&fail_make_request,
1269                                         "fail_make_request");
1270 }
1271
1272 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1273
1274 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1275
1276 static inline int should_fail_request(struct bio *bio)
1277 {
1278         return 0;
1279 }
1280
1281 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1282
1283 /*
1284  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1285  */
1286 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1287 {
1288         sector_t maxsector;
1289
1290         if (!nr_sectors)
1291                 return 0;
1292
1293         /* Test device or partition size, when known. */
1294         maxsector = bio->bi_bdev->bd_inode->i_size >> 9;
1295         if (maxsector) {
1296                 sector_t sector = bio->bi_sector;
1297
1298                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
1299                         /*
1300                          * This may well happen - the kernel calls bread()
1301                          * without checking the size of the device, e.g., when
1302                          * mounting a device.
1303                          */
1304                         handle_bad_sector(bio);
1305                         return 1;
1306                 }
1307         }
1308
1309         return 0;
1310 }
1311
1312 /**
1313  * generic_make_request: hand a buffer to its device driver for I/O
1314  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1315  *
1316  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
1317  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
1318  * to be done.
1319  *
1320  * generic_make_request() does not return any status.  The
1321  * success/failure status of the request, along with notification of
1322  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
1323  * function described (one day) else where.
1324  *
1325  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1326  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1327  * set to describe the device address, and the
1328  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1329  * completion notification should be signaled.
1330  *
1331  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1332  * bio happens to be merged with someone else, and may change bi_dev and
1333  * bi_sector for remaps as it sees fit.  So the values of these fields
1334  * should NOT be depended on after the call to generic_make_request.
1335  */
1336 static inline void __generic_make_request(struct bio *bio)
1337 {
1338         struct request_queue *q;
1339         sector_t old_sector;
1340         int ret, nr_sectors = bio_sectors(bio);
1341         dev_t old_dev;
1342         int err = -EIO;
1343
1344         might_sleep();
1345
1346         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1347                 goto end_io;
1348
1349         /*
1350          * Resolve the mapping until finished. (drivers are
1351          * still free to implement/resolve their own stacking
1352          * by explicitly returning 0)
1353          *
1354          * NOTE: we don't repeat the blk_size check for each new device.
1355          * Stacking drivers are expected to know what they are doing.
1356          */
1357         old_sector = -1;
1358         old_dev = 0;
1359         do {
1360                 char b[BDEVNAME_SIZE];
1361
1362                 q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1363                 if (!q) {
1364                         printk(KERN_ERR
1365                                "generic_make_request: Trying to access "
1366                                 "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
1367                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1368                                 (long long) bio->bi_sector);
1369 end_io:
1370                         bio_endio(bio, err);
1371                         break;
1372                 }
1373
1374                 if (unlikely(nr_sectors > q->max_hw_sectors)) {
1375                         printk(KERN_ERR "bio too big device %s (%u > %u)\n",
1376                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1377                                 bio_sectors(bio),
1378                                 q->max_hw_sectors);
1379                         goto end_io;
1380                 }
1381
1382                 if (unlikely(test_bit(QUEUE_FLAG_DEAD, &q->queue_flags)))
1383                         goto end_io;
1384
1385                 if (should_fail_request(bio))
1386                         goto end_io;
1387
1388                 /*
1389                  * If this device has partitions, remap block n
1390                  * of partition p to block n+start(p) of the disk.
1391                  */
1392                 blk_partition_remap(bio);
1393
1394                 if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio))
1395                         goto end_io;
1396
1397                 if (old_sector != -1)
1398                         blk_add_trace_remap(q, bio, old_dev, bio->bi_sector,
1399                                             old_sector);
1400
1401                 blk_add_trace_bio(q, bio, BLK_TA_QUEUE);
1402
1403                 old_sector = bio->bi_sector;
1404                 old_dev = bio->bi_bdev->bd_dev;
1405
1406                 if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1407                         goto end_io;
1408                 if (bio_empty_barrier(bio) && !q->prepare_flush_fn) {
1409                         err = -EOPNOTSUPP;
1410                         goto end_io;
1411                 }
1412
1413                 ret = q->make_request_fn(q, bio);
1414         } while (ret);
1415 }
1416
1417 /*
1418  * We only want one ->make_request_fn to be active at a time,
1419  * else stack usage with stacked devices could be a problem.
1420  * So use current->bio_{list,tail} to keep a list of requests
1421  * submited by a make_request_fn function.
1422  * current->bio_tail is also used as a flag to say if
1423  * generic_make_request is currently active in this task or not.
1424  * If it is NULL, then no make_request is active.  If it is non-NULL,
1425  * then a make_request is active, and new requests should be added
1426  * at the tail
1427  */
1428 void generic_make_request(struct bio *bio)
1429 {
1430         if (current->bio_tail) {
1431                 /* make_request is active */
1432                 *(current->bio_tail) = bio;
1433                 bio->bi_next = NULL;
1434                 current->bio_tail = &bio->bi_next;
1435                 return;
1436         }
1437         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1438          * explanation.
1439          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1440          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1441          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1442          * we assign bio_list to the next (which is NULL) and bio_tail
1443          * to &bio_list, thus initialising the bio_list of new bios to be
1444          * added.  __generic_make_request may indeed add some more bios
1445          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1446          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1447          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1448          * of the top of the list (no pretending) and so fixup bio_list and
1449          * bio_tail or bi_next, and call into __generic_make_request again.
1450          *
1451          * The loop was structured like this to make only one call to
1452          * __generic_make_request (which is important as it is large and
1453          * inlined) and to keep the structure simple.
1454          */
1455         BUG_ON(bio->bi_next);
1456         do {
1457                 current->bio_list = bio->bi_next;
1458                 if (bio->bi_next == NULL)
1459                         current->bio_tail = &current->bio_list;
1460                 else
1461                         bio->bi_next = NULL;
1462                 __generic_make_request(bio);
1463                 bio = current->bio_list;
1464         } while (bio);
1465         current->bio_tail = NULL; /* deactivate */
1466 }
1467 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1468
1469 /**
1470  * submit_bio: submit a bio to the block device layer for I/O
1471  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
1472  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1473  *
1474  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1475  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1476  * interfaces, @bio must be presetup and ready for I/O.
1477  *
1478  */
1479 void submit_bio(int rw, struct bio *bio)
1480 {
1481         int count = bio_sectors(bio);
1482
1483         bio->bi_rw |= rw;
1484
1485         /*
1486          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1487          * go through the normal accounting stuff before submission.
1488          */
1489         if (bio_has_data(bio)) {
1490
1491                 if (rw & WRITE) {
1492                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1493                 } else {
1494                         task_io_account_read(bio->bi_size);
1495                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1496                 }
1497
1498                 if (unlikely(block_dump)) {
1499                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1500                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s\n",
1501                         current->comm, task_pid_nr(current),
1502                                 (rw & WRITE) ? "WRITE" : "READ",
1503                                 (unsigned long long)bio->bi_sector,
1504                                 bdevname(bio->bi_bdev, b));
1505                 }
1506         }
1507
1508         generic_make_request(bio);
1509 }
1510 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1511
1512 /**
1513  * __end_that_request_first - end I/O on a request
1514  * @req:      the request being processed
1515  * @error:    0 for success, < 0 for error
1516  * @nr_bytes: number of bytes to complete
1517  *
1518  * Description:
1519  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, and sets it up
1520  *     for the next range of segments (if any) in the cluster.
1521  *
1522  * Return:
1523  *     0 - we are done with this request, call end_that_request_last()
1524  *     1 - still buffers pending for this request
1525  **/
1526 static int __end_that_request_first(struct request *req, int error,
1527                                     int nr_bytes)
1528 {
1529         int total_bytes, bio_nbytes, next_idx = 0;
1530         struct bio *bio;
1531
1532         blk_add_trace_rq(req->q, req, BLK_TA_COMPLETE);
1533
1534         /*
1535          * for a REQ_BLOCK_PC request, we want to carry any eventual
1536          * sense key with us all the way through
1537          */
1538         if (!blk_pc_request(req))
1539                 req->errors = 0;
1540
1541         if (error && (blk_fs_request(req) && !(req->cmd_flags & REQ_QUIET))) {
1542                 printk(KERN_ERR "end_request: I/O error, dev %s, sector %llu\n",
1543                                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
1544                                 (unsigned long long)req->sector);
1545         }
1546
1547         if (blk_fs_request(req) && req->rq_disk) {
1548                 struct hd_struct *part = get_part(req->rq_disk, req->sector);
1549                 const int rw = rq_data_dir(req);
1550
1551                 all_stat_add(req->rq_disk, part, sectors[rw],
1552                                 nr_bytes >> 9, req->sector);
1553         }
1554
1555         total_bytes = bio_nbytes = 0;
1556         while ((bio = req->bio) != NULL) {
1557                 int nbytes;
1558
1559                 /*
1560                  * For an empty barrier request, the low level driver must
1561                  * store a potential error location in ->sector. We pass
1562                  * that back up in ->bi_sector.
1563                  */
1564                 if (blk_empty_barrier(req))
1565                         bio->bi_sector = req->sector;
1566
1567                 if (nr_bytes >= bio->bi_size) {
1568                         req->bio = bio->bi_next;
1569                         nbytes = bio->bi_size;
1570                         req_bio_endio(req, bio, nbytes, error);
1571                         next_idx = 0;
1572                         bio_nbytes = 0;
1573                 } else {
1574                         int idx = bio->bi_idx + next_idx;
1575
1576                         if (unlikely(bio->bi_idx >= bio->bi_vcnt)) {
1577                                 blk_dump_rq_flags(req, "__end_that");
1578                                 printk(KERN_ERR "%s: bio idx %d >= vcnt %d\n",
1579                                        __func__, bio->bi_idx, bio->bi_vcnt);
1580                                 break;
1581                         }
1582
1583                         nbytes = bio_iovec_idx(bio, idx)->bv_len;
1584                         BIO_BUG_ON(nbytes > bio->bi_size);
1585
1586                         /*
1587                          * not a complete bvec done
1588                          */
1589                         if (unlikely(nbytes > nr_bytes)) {
1590                                 bio_nbytes += nr_bytes;
1591                                 total_bytes += nr_bytes;
1592                                 break;
1593                         }
1594
1595                         /*
1596                          * advance to the next vector
1597                          */
1598                         next_idx++;
1599                         bio_nbytes += nbytes;
1600                 }
1601
1602                 total_bytes += nbytes;
1603                 nr_bytes -= nbytes;
1604
1605                 bio = req->bio;
1606                 if (bio) {
1607                         /*
1608                          * end more in this run, or just return 'not-done'
1609                          */
1610                         if (unlikely(nr_bytes <= 0))
1611                                 break;
1612                 }
1613         }
1614
1615         /*
1616          * completely done
1617          */
1618         if (!req->bio)
1619                 return 0;
1620
1621         /*
1622          * if the request wasn't completed, update state
1623          */
1624         if (bio_nbytes) {
1625                 req_bio_endio(req, bio, bio_nbytes, error);
1626                 bio->bi_idx += next_idx;
1627                 bio_iovec(bio)->bv_offset += nr_bytes;
1628                 bio_iovec(bio)->bv_len -= nr_bytes;
1629         }
1630
1631         blk_recalc_rq_sectors(req, total_bytes >> 9);
1632         blk_recalc_rq_segments(req);
1633         return 1;
1634 }
1635
1636 /*
1637  * splice the completion data to a local structure and hand off to
1638  * process_completion_queue() to complete the requests
1639  */
1640 static void blk_done_softirq(struct softirq_action *h)
1641 {
1642         struct list_head *cpu_list, local_list;
1643
1644         local_irq_disable();
1645         cpu_list = &__get_cpu_var(blk_cpu_done);
1646         list_replace_init(cpu_list, &local_list);
1647         local_irq_enable();
1648
1649         while (!list_empty(&local_list)) {
1650                 struct request *rq;
1651
1652                 rq = list_entry(local_list.next, struct request, donelist);
1653                 list_del_init(&rq->donelist);
1654                 rq->q->softirq_done_fn(rq);
1655         }
1656 }
1657
1658 static int __cpuinit blk_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1659                                     unsigned long action, void *hcpu)
1660 {
1661         /*
1662          * If a CPU goes away, splice its entries to the current CPU
1663          * and trigger a run of the softirq
1664          */
1665         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
1666                 int cpu = (unsigned long) hcpu;
1667
1668                 local_irq_disable();
1669                 list_splice_init(&per_cpu(blk_cpu_done, cpu),
1670                                  &__get_cpu_var(blk_cpu_done));
1671                 raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
1672                 local_irq_enable();
1673         }
1674
1675         return NOTIFY_OK;
1676 }
1677
1678
1679 static struct notifier_block blk_cpu_notifier __cpuinitdata = {
1680         .notifier_call  = blk_cpu_notify,
1681 };
1682
1683 /**
1684  * blk_complete_request - end I/O on a request
1685  * @req:      the request being processed
1686  *
1687  * Description:
1688  *     Ends all I/O on a request. It does not handle partial completions,
1689  *     unless the driver actually implements this in its completion callback
1690  *     through requeueing. The actual completion happens out-of-order,
1691  *     through a softirq handler. The user must have registered a completion
1692  *     callback through blk_queue_softirq_done().
1693  **/
1694
1695 void blk_complete_request(struct request *req)
1696 {
1697         struct list_head *cpu_list;
1698         unsigned long flags;
1699
1700         BUG_ON(!req->q->softirq_done_fn);
1701
1702         local_irq_save(flags);
1703
1704         cpu_list = &__get_cpu_var(blk_cpu_done);
1705         list_add_tail(&req->donelist, cpu_list);
1706         raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
1707
1708         local_irq_restore(flags);
1709 }
1710 EXPORT_SYMBOL(blk_complete_request);
1711
1712 /*
1713  * queue lock must be held
1714  */
1715 static void end_that_request_last(struct request *req, int error)
1716 {
1717         struct gendisk *disk = req->rq_disk;
1718
1719         if (blk_rq_tagged(req))
1720                 blk_queue_end_tag(req->q, req);
1721
1722         if (blk_queued_rq(req))
1723                 blkdev_dequeue_request(req);
1724
1725         if (unlikely(laptop_mode) && blk_fs_request(req))
1726                 laptop_io_completion();
1727
1728         /*
1729          * Account IO completion.  bar_rq isn't accounted as a normal
1730          * IO on queueing nor completion.  Accounting the containing
1731          * request is enough.
1732          */
1733         if (disk && blk_fs_request(req) && req != &req->q->bar_rq) {
1734                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
1735                 const int rw = rq_data_dir(req);
1736                 struct hd_struct *part = get_part(disk, req->sector);
1737
1738                 __all_stat_inc(disk, part, ios[rw], req->sector);
1739                 __all_stat_add(disk, part, ticks[rw], duration, req->sector);
1740                 disk_round_stats(disk);
1741                 disk->in_flight--;
1742                 if (part) {
1743                         part_round_stats(part);
1744                         part->in_flight--;
1745                 }
1746         }
1747
1748         if (req->end_io)
1749                 req->end_io(req, error);
1750         else {
1751                 if (blk_bidi_rq(req))
1752                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
1753
1754                 __blk_put_request(req->q, req);
1755         }
1756 }
1757
1758 static inline void __end_request(struct request *rq, int uptodate,
1759                                  unsigned int nr_bytes)
1760 {
1761         int error = 0;
1762
1763         if (uptodate <= 0)
1764                 error = uptodate ? uptodate : -EIO;
1765
1766         __blk_end_request(rq, error, nr_bytes);
1767 }
1768
1769 /**
1770  * blk_rq_bytes - Returns bytes left to complete in the entire request
1771  * @rq: the request being processed
1772  **/
1773 unsigned int blk_rq_bytes(struct request *rq)
1774 {
1775         if (blk_fs_request(rq))
1776                 return rq->hard_nr_sectors << 9;
1777
1778         return rq->data_len;
1779 }
1780 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_bytes);
1781
1782 /**
1783  * blk_rq_cur_bytes - Returns bytes left to complete in the current segment
1784  * @rq: the request being processed
1785  **/
1786 unsigned int blk_rq_cur_bytes(struct request *rq)
1787 {
1788         if (blk_fs_request(rq))
1789                 return rq->current_nr_sectors << 9;
1790
1791         if (rq->bio)
1792                 return rq->bio->bi_size;
1793
1794         return rq->data_len;
1795 }
1796 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_cur_bytes);
1797
1798 /**
1799  * end_queued_request - end all I/O on a queued request
1800  * @rq:         the request being processed
1801  * @uptodate:   error value or 0/1 uptodate flag
1802  *
1803  * Description:
1804  *     Ends all I/O on a request, and removes it from the block layer queues.
1805  *     Not suitable for normal IO completion, unless the driver still has
1806  *     the request attached to the block layer.
1807  *
1808  **/
1809 void end_queued_request(struct request *rq, int uptodate)
1810 {
1811         __end_request(rq, uptodate, blk_rq_bytes(rq));
1812 }
1813 EXPORT_SYMBOL(end_queued_request);
1814
1815 /**
1816  * end_dequeued_request - end all I/O on a dequeued request
1817  * @rq:         the request being processed
1818  * @uptodate:   error value or 0/1 uptodate flag
1819  *
1820  * Description:
1821  *     Ends all I/O on a request. The request must already have been
1822  *     dequeued using blkdev_dequeue_request(), as is normally the case
1823  *     for most drivers.
1824  *
1825  **/
1826 void end_dequeued_request(struct request *rq, int uptodate)
1827 {
1828         __end_request(rq, uptodate, blk_rq_bytes(rq));
1829 }
1830 EXPORT_SYMBOL(end_dequeued_request);
1831
1832
1833 /**
1834  * end_request - end I/O on the current segment of the request
1835  * @req:        the request being processed
1836  * @uptodate:   error value or 0/1 uptodate flag
1837  *
1838  * Description:
1839  *     Ends I/O on the current segment of a request. If that is the only
1840  *     remaining segment, the request is also completed and freed.
1841  *
1842  *     This is a remnant of how older block drivers handled IO completions.
1843  *     Modern drivers typically end IO on the full request in one go, unless
1844  *     they have a residual value to account for. For that case this function
1845  *     isn't really useful, unless the residual just happens to be the
1846  *     full current segment. In other words, don't use this function in new
1847  *     code. Either use end_request_completely(), or the
1848  *     end_that_request_chunk() (along with end_that_request_last()) for
1849  *     partial completions.
1850  *
1851  **/
1852 void end_request(struct request *req, int uptodate)
1853 {
1854         __end_request(req, uptodate, req->hard_cur_sectors << 9);
1855 }
1856 EXPORT_SYMBOL(end_request);
1857
1858 /**
1859  * blk_end_io - Generic end_io function to complete a request.
1860  * @rq:           the request being processed
1861  * @error:        0 for success, < 0 for error
1862  * @nr_bytes:     number of bytes to complete @rq
1863  * @bidi_bytes:   number of bytes to complete @rq->next_rq
1864  * @drv_callback: function called between completion of bios in the request
1865  *                and completion of the request.
1866  *                If the callback returns non 0, this helper returns without
1867  *                completion of the request.
1868  *
1869  * Description:
1870  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
1871  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
1872  *
1873  * Return:
1874  *     0 - we are done with this request
1875  *     1 - this request is not freed yet, it still has pending buffers.
1876  **/
1877 static int blk_end_io(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes,
1878                       unsigned int bidi_bytes,
1879                       int (drv_callback)(struct request *))
1880 {
1881         struct request_queue *q = rq->q;
1882         unsigned long flags = 0UL;
1883
1884         if (bio_has_data(rq->bio)) {
1885                 if (__end_that_request_first(rq, error, nr_bytes))
1886                         return 1;
1887
1888                 /* Bidi request must be completed as a whole */
1889                 if (blk_bidi_rq(rq) &&
1890                     __end_that_request_first(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
1891                         return 1;
1892         }
1893
1894         /* Special feature for tricky drivers */
1895         if (drv_callback && drv_callback(rq))
1896                 return 1;
1897
1898         add_disk_randomness(rq->rq_disk);
1899
1900         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1901         end_that_request_last(rq, error);
1902         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1903
1904         return 0;
1905 }
1906
1907 /**
1908  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
1909  * @rq:       the request being processed
1910  * @error:    0 for success, < 0 for error
1911  * @nr_bytes: number of bytes to complete
1912  *
1913  * Description:
1914  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
1915  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
1916  *
1917  * Return:
1918  *     0 - we are done with this request
1919  *     1 - still buffers pending for this request
1920  **/
1921 int blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
1922 {
1923         return blk_end_io(rq, error, nr_bytes, 0, NULL);
1924 }
1925 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request);
1926
1927 /**
1928  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
1929  * @rq:       the request being processed
1930  * @error:    0 for success, < 0 for error
1931  * @nr_bytes: number of bytes to complete
1932  *
1933  * Description:
1934  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
1935  *
1936  * Return:
1937  *     0 - we are done with this request
1938  *     1 - still buffers pending for this request
1939  **/
1940 int __blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
1941 {
1942         if (bio_has_data(rq->bio) &&
1943             __end_that_request_first(rq, error, nr_bytes))
1944                 return 1;
1945
1946         add_disk_randomness(rq->rq_disk);
1947
1948         end_that_request_last(rq, error);
1949
1950         return 0;
1951 }
1952 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_end_request);
1953
1954 /**
1955  * blk_end_bidi_request - Helper function for drivers to complete bidi request.
1956  * @rq:         the bidi request being processed
1957  * @error:      0 for success, < 0 for error
1958  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
1959  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
1960  *
1961  * Description:
1962  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
1963  *
1964  * Return:
1965  *     0 - we are done with this request
1966  *     1 - still buffers pending for this request
1967  **/
1968 int blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes,
1969                          unsigned int bidi_bytes)
1970 {
1971         return blk_end_io(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes, NULL);
1972 }
1973 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_bidi_request);
1974
1975 /**
1976  * blk_end_request_callback - Special helper function for tricky drivers
1977  * @rq:           the request being processed
1978  * @error:        0 for success, < 0 for error
1979  * @nr_bytes:     number of bytes to complete
1980  * @drv_callback: function called between completion of bios in the request
1981  *                and completion of the request.
1982  *                If the callback returns non 0, this helper returns without
1983  *                completion of the request.
1984  *
1985  * Description:
1986  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
1987  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
1988  *
1989  *     This special helper function is used only for existing tricky drivers.
1990  *     (e.g. cdrom_newpc_intr() of ide-cd)
1991  *     This interface will be removed when such drivers are rewritten.
1992  *     Don't use this interface in other places anymore.
1993  *
1994  * Return:
1995  *     0 - we are done with this request
1996  *     1 - this request is not freed yet.
1997  *         this request still has pending buffers or
1998  *         the driver doesn't want to finish this request yet.
1999  **/
2000 int blk_end_request_callback(struct request *rq, int error,
2001                              unsigned int nr_bytes,
2002                              int (drv_callback)(struct request *))
2003 {
2004         return blk_end_io(rq, error, nr_bytes, 0, drv_callback);
2005 }
2006 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request_callback);
2007
2008 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
2009                      struct bio *bio)
2010 {
2011         /* Bit 0 (R/W) is identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw, and
2012            we want BIO_RW_AHEAD (bit 1) to imply REQ_FAILFAST (bit 1). */
2013         rq->cmd_flags |= (bio->bi_rw & 3);
2014
2015         rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
2016         rq->nr_hw_segments = bio_hw_segments(q, bio);
2017         rq->current_nr_sectors = bio_cur_sectors(bio);
2018         rq->hard_cur_sectors = rq->current_nr_sectors;
2019         rq->hard_nr_sectors = rq->nr_sectors = bio_sectors(bio);
2020         rq->buffer = bio_data(bio);
2021         rq->data_len = bio->bi_size;
2022
2023         rq->bio = rq->biotail = bio;
2024
2025         if (bio->bi_bdev)
2026                 rq->rq_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
2027 }
2028
2029 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
2030 {
2031         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
2032 }
2033 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
2034
2035 void kblockd_flush_work(struct work_struct *work)
2036 {
2037         cancel_work_sync(work);
2038 }
2039 EXPORT_SYMBOL(kblockd_flush_work);
2040
2041 int __init blk_dev_init(void)
2042 {
2043         int i;
2044
2045         kblockd_workqueue = create_workqueue("kblockd");
2046         if (!kblockd_workqueue)
2047                 panic("Failed to create kblockd\n");
2048
2049         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
2050                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
2051
2052         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("blkdev_queue",
2053                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
2054
2055         for_each_possible_cpu(i)
2056                 INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(blk_cpu_done, i));
2057
2058         open_softirq(BLOCK_SOFTIRQ, blk_done_softirq);
2059         register_hotcpu_notifier(&blk_cpu_notifier);
2060
2061         return 0;
2062 }
2063