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