Enhanced partition statistics: update partition statitics
[linux-3.10.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 struct kmem_cache *request_cachep;
42
43 /*
44  * For queue allocation
45  */
46 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
47
48 /*
49  * Controlling structure to kblockd
50  */
51 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
52
53 static DEFINE_PER_CPU(struct list_head, blk_cpu_done);
54
55 static void drive_stat_acct(struct request *rq, int new_io)
56 {
57         int rw = rq_data_dir(rq);
58
59         if (!blk_fs_request(rq) || !rq->rq_disk)
60                 return;
61
62         if (!new_io) {
63                 __all_stat_inc(rq->rq_disk, merges[rw], rq->sector);
64         } else {
65                 struct hd_struct *part = get_part(rq->rq_disk, rq->sector);
66                 disk_round_stats(rq->rq_disk);
67                 rq->rq_disk->in_flight++;
68                 if (part) {
69                         part_round_stats(part);
70                         part->in_flight++;
71                 }
72         }
73 }
74
75 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
76 {
77         int nr;
78
79         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
80         if (nr > q->nr_requests)
81                 nr = q->nr_requests;
82         q->nr_congestion_on = nr;
83
84         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
85         if (nr < 1)
86                 nr = 1;
87         q->nr_congestion_off = nr;
88 }
89
90 /**
91  * blk_get_backing_dev_info - get the address of a queue's backing_dev_info
92  * @bdev:       device
93  *
94  * Locates the passed device's request queue and returns the address of its
95  * backing_dev_info
96  *
97  * Will return NULL if the request queue cannot be located.
98  */
99 struct backing_dev_info *blk_get_backing_dev_info(struct block_device *bdev)
100 {
101         struct backing_dev_info *ret = NULL;
102         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
103
104         if (q)
105                 ret = &q->backing_dev_info;
106         return ret;
107 }
108 EXPORT_SYMBOL(blk_get_backing_dev_info);
109
110 /*
111  * We can't just memset() the structure, since the allocation path
112  * already stored some information in the request.
113  */
114 void rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
115 {
116         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
117         INIT_LIST_HEAD(&rq->donelist);
118         rq->q = q;
119         rq->sector = rq->hard_sector = (sector_t) -1;
120         rq->nr_sectors = rq->hard_nr_sectors = 0;
121         rq->current_nr_sectors = rq->hard_cur_sectors = 0;
122         rq->bio = rq->biotail = NULL;
123         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
124         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
125         rq->rq_disk = NULL;
126         rq->nr_phys_segments = 0;
127         rq->nr_hw_segments = 0;
128         rq->ioprio = 0;
129         rq->special = NULL;
130         rq->buffer = NULL;
131         rq->tag = -1;
132         rq->errors = 0;
133         rq->ref_count = 1;
134         rq->cmd_len = 0;
135         memset(rq->cmd, 0, sizeof(rq->cmd));
136         rq->data_len = 0;
137         rq->sense_len = 0;
138         rq->data = NULL;
139         rq->sense = NULL;
140         rq->end_io = NULL;
141         rq->end_io_data = NULL;
142         rq->next_rq = NULL;
143 }
144
145 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
146                           unsigned int nbytes, int error)
147 {
148         struct request_queue *q = rq->q;
149
150         if (&q->bar_rq != rq) {
151                 if (error)
152                         clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
153                 else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
154                         error = -EIO;
155
156                 if (unlikely(nbytes > bio->bi_size)) {
157                         printk(KERN_ERR "%s: want %u bytes done, %u left\n",
158                                __FUNCTION__, nbytes, bio->bi_size);
159                         nbytes = bio->bi_size;
160                 }
161
162                 bio->bi_size -= nbytes;
163                 bio->bi_sector += (nbytes >> 9);
164                 if (bio->bi_size == 0)
165                         bio_endio(bio, error);
166         } else {
167
168                 /*
169                  * Okay, this is the barrier request in progress, just
170                  * record the error;
171                  */
172                 if (error && !q->orderr)
173                         q->orderr = error;
174         }
175 }
176
177 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
178 {
179         int bit;
180
181         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: type=%x, flags=%x\n", msg,
182                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?", rq->cmd_type,
183                 rq->cmd_flags);
184
185         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %lu/%u\n",
186                                                 (unsigned long long)rq->sector,
187                                                 rq->nr_sectors,
188                                                 rq->current_nr_sectors);
189         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, buffer %p, data %p, len %u\n",
190                                                 rq->bio, rq->biotail,
191                                                 rq->buffer, rq->data,
192                                                 rq->data_len);
193
194         if (blk_pc_request(rq)) {
195                 printk(KERN_INFO "  cdb: ");
196                 for (bit = 0; bit < sizeof(rq->cmd); bit++)
197                         printk("%02x ", rq->cmd[bit]);
198                 printk("\n");
199         }
200 }
201 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
202
203 /*
204  * "plug" the device if there are no outstanding requests: this will
205  * force the transfer to start only after we have put all the requests
206  * on the list.
207  *
208  * This is called with interrupts off and no requests on the queue and
209  * with the queue lock held.
210  */
211 void blk_plug_device(struct request_queue *q)
212 {
213         WARN_ON(!irqs_disabled());
214
215         /*
216          * don't plug a stopped queue, it must be paired with blk_start_queue()
217          * which will restart the queueing
218          */
219         if (blk_queue_stopped(q))
220                 return;
221
222         if (!test_and_set_bit(QUEUE_FLAG_PLUGGED, &q->queue_flags)) {
223                 mod_timer(&q->unplug_timer, jiffies + q->unplug_delay);
224                 blk_add_trace_generic(q, NULL, 0, BLK_TA_PLUG);
225         }
226 }
227 EXPORT_SYMBOL(blk_plug_device);
228
229 /*
230  * remove the queue from the plugged list, if present. called with
231  * queue lock held and interrupts disabled.
232  */
233 int blk_remove_plug(struct request_queue *q)
234 {
235         WARN_ON(!irqs_disabled());
236
237         if (!test_and_clear_bit(QUEUE_FLAG_PLUGGED, &q->queue_flags))
238                 return 0;
239
240         del_timer(&q->unplug_timer);
241         return 1;
242 }
243 EXPORT_SYMBOL(blk_remove_plug);
244
245 /*
246  * remove the plug and let it rip..
247  */
248 void __generic_unplug_device(struct request_queue *q)
249 {
250         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
251                 return;
252
253         if (!blk_remove_plug(q))
254                 return;
255
256         q->request_fn(q);
257 }
258 EXPORT_SYMBOL(__generic_unplug_device);
259
260 /**
261  * generic_unplug_device - fire a request queue
262  * @q:    The &struct request_queue in question
263  *
264  * Description:
265  *   Linux uses plugging to build bigger requests queues before letting
266  *   the device have at them. If a queue is plugged, the I/O scheduler
267  *   is still adding and merging requests on the queue. Once the queue
268  *   gets unplugged, the request_fn defined for the queue is invoked and
269  *   transfers started.
270  **/
271 void generic_unplug_device(struct request_queue *q)
272 {
273         spin_lock_irq(q->queue_lock);
274         __generic_unplug_device(q);
275         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
276 }
277 EXPORT_SYMBOL(generic_unplug_device);
278
279 static void blk_backing_dev_unplug(struct backing_dev_info *bdi,
280                                    struct page *page)
281 {
282         struct request_queue *q = bdi->unplug_io_data;
283
284         blk_unplug(q);
285 }
286
287 void blk_unplug_work(struct work_struct *work)
288 {
289         struct request_queue *q =
290                 container_of(work, struct request_queue, unplug_work);
291
292         blk_add_trace_pdu_int(q, BLK_TA_UNPLUG_IO, NULL,
293                                 q->rq.count[READ] + q->rq.count[WRITE]);
294
295         q->unplug_fn(q);
296 }
297
298 void blk_unplug_timeout(unsigned long data)
299 {
300         struct request_queue *q = (struct request_queue *)data;
301
302         blk_add_trace_pdu_int(q, BLK_TA_UNPLUG_TIMER, NULL,
303                                 q->rq.count[READ] + q->rq.count[WRITE]);
304
305         kblockd_schedule_work(&q->unplug_work);
306 }
307
308 void blk_unplug(struct request_queue *q)
309 {
310         /*
311          * devices don't necessarily have an ->unplug_fn defined
312          */
313         if (q->unplug_fn) {
314                 blk_add_trace_pdu_int(q, BLK_TA_UNPLUG_IO, NULL,
315                                         q->rq.count[READ] + q->rq.count[WRITE]);
316
317                 q->unplug_fn(q);
318         }
319 }
320 EXPORT_SYMBOL(blk_unplug);
321
322 /**
323  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
324  * @q:    The &struct request_queue in question
325  *
326  * Description:
327  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
328  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
329  *   entered. Also see blk_stop_queue(). Queue lock must be held.
330  **/
331 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
332 {
333         WARN_ON(!irqs_disabled());
334
335         clear_bit(QUEUE_FLAG_STOPPED, &q->queue_flags);
336
337         /*
338          * one level of recursion is ok and is much faster than kicking
339          * the unplug handling
340          */
341         if (!test_and_set_bit(QUEUE_FLAG_REENTER, &q->queue_flags)) {
342                 q->request_fn(q);
343                 clear_bit(QUEUE_FLAG_REENTER, &q->queue_flags);
344         } else {
345                 blk_plug_device(q);
346                 kblockd_schedule_work(&q->unplug_work);
347         }
348 }
349 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
350
351 /**
352  * blk_stop_queue - stop a queue
353  * @q:    The &struct request_queue in question
354  *
355  * Description:
356  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
357  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
358  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
359  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
360  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
361  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
362  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
363  *   blk_start_queue() to restart queue operations. Queue lock must be held.
364  **/
365 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
366 {
367         blk_remove_plug(q);
368         set_bit(QUEUE_FLAG_STOPPED, &q->queue_flags);
369 }
370 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
371
372 /**
373  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
374  * @q: the queue
375  *
376  * Description:
377  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
378  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
379  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
380  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
381  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
382  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
383  *     this function.
384  *
385  */
386 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
387 {
388         del_timer_sync(&q->unplug_timer);
389         kblockd_flush_work(&q->unplug_work);
390 }
391 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
392
393 /**
394  * blk_run_queue - run a single device queue
395  * @q:  The queue to run
396  */
397 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
398 {
399         unsigned long flags;
400
401         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
402         blk_remove_plug(q);
403
404         /*
405          * Only recurse once to avoid overrunning the stack, let the unplug
406          * handling reinvoke the handler shortly if we already got there.
407          */
408         if (!elv_queue_empty(q)) {
409                 if (!test_and_set_bit(QUEUE_FLAG_REENTER, &q->queue_flags)) {
410                         q->request_fn(q);
411                         clear_bit(QUEUE_FLAG_REENTER, &q->queue_flags);
412                 } else {
413                         blk_plug_device(q);
414                         kblockd_schedule_work(&q->unplug_work);
415                 }
416         }
417
418         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
419 }
420 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
421
422 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
423 {
424         kobject_put(&q->kobj);
425 }
426 EXPORT_SYMBOL(blk_put_queue);
427
428 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
429 {
430         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
431         set_bit(QUEUE_FLAG_DEAD, &q->queue_flags);
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
490         return q;
491 }
492 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
493
494 /**
495  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
496  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
497  *        placed on the queue.
498  * @lock: Request queue spin lock
499  *
500  * Description:
501  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
502  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
503  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
504  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
505  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
506  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
507  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
508  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
509  *
510  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
511  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
512  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
513  *    get dealt with eventually.
514  *
515  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
516  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
517  *    disabling is needed for it.
518  *
519  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or NULL if
520  *    it didn't succeed.
521  *
522  * Note:
523  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
524  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
525  **/
526
527 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
528 {
529         return blk_init_queue_node(rfn, lock, -1);
530 }
531 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
532
533 struct request_queue *
534 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
535 {
536         struct request_queue *q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
537
538         if (!q)
539                 return NULL;
540
541         q->node = node_id;
542         if (blk_init_free_list(q)) {
543                 kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
544                 return NULL;
545         }
546
547         /*
548          * if caller didn't supply a lock, they get per-queue locking with
549          * our embedded lock
550          */
551         if (!lock) {
552                 spin_lock_init(&q->__queue_lock);
553                 lock = &q->__queue_lock;
554         }
555
556         q->request_fn           = rfn;
557         q->prep_rq_fn           = NULL;
558         q->unplug_fn            = generic_unplug_device;
559         q->queue_flags          = (1 << QUEUE_FLAG_CLUSTER);
560         q->queue_lock           = lock;
561
562         blk_queue_segment_boundary(q, 0xffffffff);
563
564         blk_queue_make_request(q, __make_request);
565         blk_queue_max_segment_size(q, MAX_SEGMENT_SIZE);
566
567         blk_queue_max_hw_segments(q, MAX_HW_SEGMENTS);
568         blk_queue_max_phys_segments(q, MAX_PHYS_SEGMENTS);
569
570         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
571
572         /*
573          * all done
574          */
575         if (!elevator_init(q, NULL)) {
576                 blk_queue_congestion_threshold(q);
577                 return q;
578         }
579
580         blk_put_queue(q);
581         return NULL;
582 }
583 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
584
585 int blk_get_queue(struct request_queue *q)
586 {
587         if (likely(!test_bit(QUEUE_FLAG_DEAD, &q->queue_flags))) {
588                 kobject_get(&q->kobj);
589                 return 0;
590         }
591
592         return 1;
593 }
594 EXPORT_SYMBOL(blk_get_queue);
595
596 static inline void blk_free_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
597 {
598         if (rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV)
599                 elv_put_request(q, rq);
600         mempool_free(rq, q->rq.rq_pool);
601 }
602
603 static struct request *
604 blk_alloc_request(struct request_queue *q, int rw, int priv, gfp_t gfp_mask)
605 {
606         struct request *rq = mempool_alloc(q->rq.rq_pool, gfp_mask);
607
608         if (!rq)
609                 return NULL;
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         rq_init(q, rq);
794
795         blk_add_trace_generic(q, bio, rw, BLK_TA_GETRQ);
796 out:
797         return rq;
798 }
799
800 /*
801  * No available requests for this queue, unplug the device and wait for some
802  * requests to become available.
803  *
804  * Called with q->queue_lock held, and returns with it unlocked.
805  */
806 static struct request *get_request_wait(struct request_queue *q, int rw_flags,
807                                         struct bio *bio)
808 {
809         const int rw = rw_flags & 0x01;
810         struct request *rq;
811
812         rq = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
813         while (!rq) {
814                 DEFINE_WAIT(wait);
815                 struct request_list *rl = &q->rq;
816
817                 prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[rw], &wait,
818                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
819
820                 rq = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
821
822                 if (!rq) {
823                         struct io_context *ioc;
824
825                         blk_add_trace_generic(q, bio, rw, BLK_TA_SLEEPRQ);
826
827                         __generic_unplug_device(q);
828                         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
829                         io_schedule();
830
831                         /*
832                          * After sleeping, we become a "batching" process and
833                          * will be able to allocate at least one request, and
834                          * up to a big batch of them for a small period time.
835                          * See ioc_batching, ioc_set_batching
836                          */
837                         ioc = current_io_context(GFP_NOIO, q->node);
838                         ioc_set_batching(q, ioc);
839
840                         spin_lock_irq(q->queue_lock);
841                 }
842                 finish_wait(&rl->wait[rw], &wait);
843         }
844
845         return rq;
846 }
847
848 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp_mask)
849 {
850         struct request *rq;
851
852         BUG_ON(rw != READ && rw != WRITE);
853
854         spin_lock_irq(q->queue_lock);
855         if (gfp_mask & __GFP_WAIT) {
856                 rq = get_request_wait(q, rw, NULL);
857         } else {
858                 rq = get_request(q, rw, NULL, gfp_mask);
859                 if (!rq)
860                         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
861         }
862         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
863
864         return rq;
865 }
866 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
867
868 /**
869  * blk_start_queueing - initiate dispatch of requests to device
870  * @q:          request queue to kick into gear
871  *
872  * This is basically a helper to remove the need to know whether a queue
873  * is plugged or not if someone just wants to initiate dispatch of requests
874  * for this queue.
875  *
876  * The queue lock must be held with interrupts disabled.
877  */
878 void blk_start_queueing(struct request_queue *q)
879 {
880         if (!blk_queue_plugged(q))
881                 q->request_fn(q);
882         else
883                 __generic_unplug_device(q);
884 }
885 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queueing);
886
887 /**
888  * blk_requeue_request - put a request back on queue
889  * @q:          request queue where request should be inserted
890  * @rq:         request to be inserted
891  *
892  * Description:
893  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
894  *    more, when that condition happens we need to put the request back
895  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
896  */
897 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
898 {
899         blk_add_trace_rq(q, rq, BLK_TA_REQUEUE);
900
901         if (blk_rq_tagged(rq))
902                 blk_queue_end_tag(q, rq);
903
904         elv_requeue_request(q, rq);
905 }
906 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
907
908 /**
909  * blk_insert_request - insert a special request in to a request queue
910  * @q:          request queue where request should be inserted
911  * @rq:         request to be inserted
912  * @at_head:    insert request at head or tail of queue
913  * @data:       private data
914  *
915  * Description:
916  *    Many block devices need to execute commands asynchronously, so they don't
917  *    block the whole kernel from preemption during request execution.  This is
918  *    accomplished normally by inserting aritficial requests tagged as
919  *    REQ_SPECIAL in to the corresponding request queue, and letting them be
920  *    scheduled for actual execution by the request queue.
921  *
922  *    We have the option of inserting the head or the tail of the queue.
923  *    Typically we use the tail for new ioctls and so forth.  We use the head
924  *    of the queue for things like a QUEUE_FULL message from a device, or a
925  *    host that is unable to accept a particular command.
926  */
927 void blk_insert_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
928                         int at_head, void *data)
929 {
930         int where = at_head ? ELEVATOR_INSERT_FRONT : ELEVATOR_INSERT_BACK;
931         unsigned long flags;
932
933         /*
934          * tell I/O scheduler that this isn't a regular read/write (ie it
935          * must not attempt merges on this) and that it acts as a soft
936          * barrier
937          */
938         rq->cmd_type = REQ_TYPE_SPECIAL;
939         rq->cmd_flags |= REQ_SOFTBARRIER;
940
941         rq->special = data;
942
943         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
944
945         /*
946          * If command is tagged, release the tag
947          */
948         if (blk_rq_tagged(rq))
949                 blk_queue_end_tag(q, rq);
950
951         drive_stat_acct(rq, 1);
952         __elv_add_request(q, rq, where, 0);
953         blk_start_queueing(q);
954         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
955 }
956 EXPORT_SYMBOL(blk_insert_request);
957
958 /*
959  * add-request adds a request to the linked list.
960  * queue lock is held and interrupts disabled, as we muck with the
961  * request queue list.
962  */
963 static inline void add_request(struct request_queue *q, struct request *req)
964 {
965         drive_stat_acct(req, 1);
966
967         /*
968          * elevator indicated where it wants this request to be
969          * inserted at elevator_merge time
970          */
971         __elv_add_request(q, req, ELEVATOR_INSERT_SORT, 0);
972 }
973
974 /*
975  * disk_round_stats()   - Round off the performance stats on a struct
976  * disk_stats.
977  *
978  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
979  * by observing the current state of the queue length and the amount of
980  * time it has been in this state for.
981  *
982  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
983  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
984  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
985  * function to do a round-off before returning the results when reading
986  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
987  * the current jiffies and restarts the counters again.
988  */
989 void disk_round_stats(struct gendisk *disk)
990 {
991         unsigned long now = jiffies;
992
993         if (now == disk->stamp)
994                 return;
995
996         if (disk->in_flight) {
997                 __disk_stat_add(disk, time_in_queue,
998                                 disk->in_flight * (now - disk->stamp));
999                 __disk_stat_add(disk, io_ticks, (now - disk->stamp));
1000         }
1001         disk->stamp = now;
1002 }
1003 EXPORT_SYMBOL_GPL(disk_round_stats);
1004
1005 void part_round_stats(struct hd_struct *part)
1006 {
1007         unsigned long now = jiffies;
1008
1009         if (now == part->stamp)
1010                 return;
1011
1012         if (part->in_flight) {
1013                 __part_stat_add(part, time_in_queue,
1014                                 part->in_flight * (now - part->stamp));
1015                 __part_stat_add(part, io_ticks, (now - part->stamp));
1016         }
1017         part->stamp = now;
1018 }
1019
1020 /*
1021  * queue lock must be held
1022  */
1023 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1024 {
1025         if (unlikely(!q))
1026                 return;
1027         if (unlikely(--req->ref_count))
1028                 return;
1029
1030         elv_completed_request(q, req);
1031
1032         /*
1033          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1034          * it didn't come out of our reserved rq pools
1035          */
1036         if (req->cmd_flags & REQ_ALLOCED) {
1037                 int rw = rq_data_dir(req);
1038                 int priv = req->cmd_flags & REQ_ELVPRIV;
1039
1040                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1041                 BUG_ON(!hlist_unhashed(&req->hash));
1042
1043                 blk_free_request(q, req);
1044                 freed_request(q, rw, priv);
1045         }
1046 }
1047 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1048
1049 void blk_put_request(struct request *req)
1050 {
1051         unsigned long flags;
1052         struct request_queue *q = req->q;
1053
1054         /*
1055          * Gee, IDE calls in w/ NULL q.  Fix IDE and remove the
1056          * following if (q) test.
1057          */
1058         if (q) {
1059                 spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1060                 __blk_put_request(q, req);
1061                 spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1062         }
1063 }
1064 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1065
1066 void init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1067 {
1068         req->cmd_type = REQ_TYPE_FS;
1069
1070         /*
1071          * inherit FAILFAST from bio (for read-ahead, and explicit FAILFAST)
1072          */
1073         if (bio_rw_ahead(bio) || bio_failfast(bio))
1074                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST;
1075
1076         /*
1077          * REQ_BARRIER implies no merging, but lets make it explicit
1078          */
1079         if (unlikely(bio_barrier(bio)))
1080                 req->cmd_flags |= (REQ_HARDBARRIER | REQ_NOMERGE);
1081
1082         if (bio_sync(bio))
1083                 req->cmd_flags |= REQ_RW_SYNC;
1084         if (bio_rw_meta(bio))
1085                 req->cmd_flags |= REQ_RW_META;
1086
1087         req->errors = 0;
1088         req->hard_sector = req->sector = bio->bi_sector;
1089         req->ioprio = bio_prio(bio);
1090         req->start_time = jiffies;
1091         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1092 }
1093
1094 static int __make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1095 {
1096         struct request *req;
1097         int el_ret, nr_sectors, barrier, err;
1098         const unsigned short prio = bio_prio(bio);
1099         const int sync = bio_sync(bio);
1100         int rw_flags;
1101
1102         nr_sectors = bio_sectors(bio);
1103
1104         /*
1105          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1106          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1107          * ISA dma in theory)
1108          */
1109         blk_queue_bounce(q, &bio);
1110
1111         barrier = bio_barrier(bio);
1112         if (unlikely(barrier) && (q->next_ordered == QUEUE_ORDERED_NONE)) {
1113                 err = -EOPNOTSUPP;
1114                 goto end_io;
1115         }
1116
1117         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1118
1119         if (unlikely(barrier) || elv_queue_empty(q))
1120                 goto get_rq;
1121
1122         el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
1123         switch (el_ret) {
1124         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1125                 BUG_ON(!rq_mergeable(req));
1126
1127                 if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1128                         break;
1129
1130                 blk_add_trace_bio(q, bio, BLK_TA_BACKMERGE);
1131
1132                 req->biotail->bi_next = bio;
1133                 req->biotail = bio;
1134                 req->nr_sectors = req->hard_nr_sectors += nr_sectors;
1135                 req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, prio);
1136                 drive_stat_acct(req, 0);
1137                 if (!attempt_back_merge(q, req))
1138                         elv_merged_request(q, req, el_ret);
1139                 goto out;
1140
1141         case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1142                 BUG_ON(!rq_mergeable(req));
1143
1144                 if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1145                         break;
1146
1147                 blk_add_trace_bio(q, bio, BLK_TA_FRONTMERGE);
1148
1149                 bio->bi_next = req->bio;
1150                 req->bio = bio;
1151
1152                 /*
1153                  * may not be valid. if the low level driver said
1154                  * it didn't need a bounce buffer then it better
1155                  * not touch req->buffer either...
1156                  */
1157                 req->buffer = bio_data(bio);
1158                 req->current_nr_sectors = bio_cur_sectors(bio);
1159                 req->hard_cur_sectors = req->current_nr_sectors;
1160                 req->sector = req->hard_sector = bio->bi_sector;
1161                 req->nr_sectors = req->hard_nr_sectors += nr_sectors;
1162                 req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, prio);
1163                 drive_stat_acct(req, 0);
1164                 if (!attempt_front_merge(q, req))
1165                         elv_merged_request(q, req, el_ret);
1166                 goto out;
1167
1168         /* ELV_NO_MERGE: elevator says don't/can't merge. */
1169         default:
1170                 ;
1171         }
1172
1173 get_rq:
1174         /*
1175          * This sync check and mask will be re-done in init_request_from_bio(),
1176          * but we need to set it earlier to expose the sync flag to the
1177          * rq allocator and io schedulers.
1178          */
1179         rw_flags = bio_data_dir(bio);
1180         if (sync)
1181                 rw_flags |= REQ_RW_SYNC;
1182
1183         /*
1184          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1185          * Returns with the queue unlocked.
1186          */
1187         req = get_request_wait(q, rw_flags, bio);
1188
1189         /*
1190          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1191          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1192          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1193          * often, and the elevators are able to handle it.
1194          */
1195         init_request_from_bio(req, bio);
1196
1197         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1198         if (elv_queue_empty(q))
1199                 blk_plug_device(q);
1200         add_request(q, req);
1201 out:
1202         if (sync)
1203                 __generic_unplug_device(q);
1204
1205         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1206         return 0;
1207
1208 end_io:
1209         bio_endio(bio, err);
1210         return 0;
1211 }
1212
1213 /*
1214  * If bio->bi_dev is a partition, remap the location
1215  */
1216 static inline void blk_partition_remap(struct bio *bio)
1217 {
1218         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
1219
1220         if (bio_sectors(bio) && bdev != bdev->bd_contains) {
1221                 struct hd_struct *p = bdev->bd_part;
1222                 const int rw = bio_data_dir(bio);
1223
1224                 p->sectors[rw] += bio_sectors(bio);
1225                 p->ios[rw]++;
1226
1227                 bio->bi_sector += p->start_sect;
1228                 bio->bi_bdev = bdev->bd_contains;
1229
1230                 blk_add_trace_remap(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1231                                     bdev->bd_dev, bio->bi_sector,
1232                                     bio->bi_sector - p->start_sect);
1233         }
1234 }
1235
1236 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1237 {
1238         char b[BDEVNAME_SIZE];
1239
1240         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1241         printk(KERN_INFO "%s: rw=%ld, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1242                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1243                         bio->bi_rw,
1244                         (unsigned long long)bio->bi_sector + bio_sectors(bio),
1245                         (long long)(bio->bi_bdev->bd_inode->i_size >> 9));
1246
1247         set_bit(BIO_EOF, &bio->bi_flags);
1248 }
1249
1250 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1251
1252 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1253
1254 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1255 {
1256         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1257 }
1258 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1259
1260 static int should_fail_request(struct bio *bio)
1261 {
1262         if ((bio->bi_bdev->bd_disk->flags & GENHD_FL_FAIL) ||
1263             (bio->bi_bdev->bd_part && bio->bi_bdev->bd_part->make_it_fail))
1264                 return should_fail(&fail_make_request, bio->bi_size);
1265
1266         return 0;
1267 }
1268
1269 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1270 {
1271         return init_fault_attr_dentries(&fail_make_request,
1272                                         "fail_make_request");
1273 }
1274
1275 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1276
1277 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1278
1279 static inline int should_fail_request(struct bio *bio)
1280 {
1281         return 0;
1282 }
1283
1284 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1285
1286 /*
1287  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1288  */
1289 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1290 {
1291         sector_t maxsector;
1292
1293         if (!nr_sectors)
1294                 return 0;
1295
1296         /* Test device or partition size, when known. */
1297         maxsector = bio->bi_bdev->bd_inode->i_size >> 9;
1298         if (maxsector) {
1299                 sector_t sector = bio->bi_sector;
1300
1301                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
1302                         /*
1303                          * This may well happen - the kernel calls bread()
1304                          * without checking the size of the device, e.g., when
1305                          * mounting a device.
1306                          */
1307                         handle_bad_sector(bio);
1308                         return 1;
1309                 }
1310         }
1311
1312         return 0;
1313 }
1314
1315 /**
1316  * generic_make_request: hand a buffer to its device driver for I/O
1317  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1318  *
1319  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
1320  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
1321  * to be done.
1322  *
1323  * generic_make_request() does not return any status.  The
1324  * success/failure status of the request, along with notification of
1325  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
1326  * function described (one day) else where.
1327  *
1328  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1329  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1330  * set to describe the device address, and the
1331  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1332  * completion notification should be signaled.
1333  *
1334  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1335  * bio happens to be merged with someone else, and may change bi_dev and
1336  * bi_sector for remaps as it sees fit.  So the values of these fields
1337  * should NOT be depended on after the call to generic_make_request.
1338  */
1339 static inline void __generic_make_request(struct bio *bio)
1340 {
1341         struct request_queue *q;
1342         sector_t old_sector;
1343         int ret, nr_sectors = bio_sectors(bio);
1344         dev_t old_dev;
1345         int err = -EIO;
1346
1347         might_sleep();
1348
1349         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1350                 goto end_io;
1351
1352         /*
1353          * Resolve the mapping until finished. (drivers are
1354          * still free to implement/resolve their own stacking
1355          * by explicitly returning 0)
1356          *
1357          * NOTE: we don't repeat the blk_size check for each new device.
1358          * Stacking drivers are expected to know what they are doing.
1359          */
1360         old_sector = -1;
1361         old_dev = 0;
1362         do {
1363                 char b[BDEVNAME_SIZE];
1364
1365                 q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1366                 if (!q) {
1367                         printk(KERN_ERR
1368                                "generic_make_request: Trying to access "
1369                                 "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
1370                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1371                                 (long long) bio->bi_sector);
1372 end_io:
1373                         bio_endio(bio, err);
1374                         break;
1375                 }
1376
1377                 if (unlikely(nr_sectors > q->max_hw_sectors)) {
1378                         printk(KERN_ERR "bio too big device %s (%u > %u)\n",
1379                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1380                                 bio_sectors(bio),
1381                                 q->max_hw_sectors);
1382                         goto end_io;
1383                 }
1384
1385                 if (unlikely(test_bit(QUEUE_FLAG_DEAD, &q->queue_flags)))
1386                         goto end_io;
1387
1388                 if (should_fail_request(bio))
1389                         goto end_io;
1390
1391                 /*
1392                  * If this device has partitions, remap block n
1393                  * of partition p to block n+start(p) of the disk.
1394                  */
1395                 blk_partition_remap(bio);
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_empty_barrier(bio)) {
1490
1491                 BIO_BUG_ON(!bio->bi_size);
1492                 BIO_BUG_ON(!bio->bi_io_vec);
1493
1494                 if (rw & WRITE) {
1495                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1496                 } else {
1497                         task_io_account_read(bio->bi_size);
1498                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1499                 }
1500
1501                 if (unlikely(block_dump)) {
1502                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1503                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s\n",
1504                         current->comm, task_pid_nr(current),
1505                                 (rw & WRITE) ? "WRITE" : "READ",
1506                                 (unsigned long long)bio->bi_sector,
1507                                 bdevname(bio->bi_bdev, b));
1508                 }
1509         }
1510
1511         generic_make_request(bio);
1512 }
1513 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1514
1515 /**
1516  * __end_that_request_first - end I/O on a request
1517  * @req:      the request being processed
1518  * @error:    0 for success, < 0 for error
1519  * @nr_bytes: number of bytes to complete
1520  *
1521  * Description:
1522  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, and sets it up
1523  *     for the next range of segments (if any) in the cluster.
1524  *
1525  * Return:
1526  *     0 - we are done with this request, call end_that_request_last()
1527  *     1 - still buffers pending for this request
1528  **/
1529 static int __end_that_request_first(struct request *req, int error,
1530                                     int nr_bytes)
1531 {
1532         int total_bytes, bio_nbytes, next_idx = 0;
1533         struct bio *bio;
1534
1535         blk_add_trace_rq(req->q, req, BLK_TA_COMPLETE);
1536
1537         /*
1538          * for a REQ_BLOCK_PC request, we want to carry any eventual
1539          * sense key with us all the way through
1540          */
1541         if (!blk_pc_request(req))
1542                 req->errors = 0;
1543
1544         if (error && (blk_fs_request(req) && !(req->cmd_flags & REQ_QUIET))) {
1545                 printk(KERN_ERR "end_request: I/O error, dev %s, sector %llu\n",
1546                                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
1547                                 (unsigned long long)req->sector);
1548         }
1549
1550         if (blk_fs_request(req) && req->rq_disk) {
1551                 const int rw = rq_data_dir(req);
1552
1553                 all_stat_add(req->rq_disk, sectors[rw],
1554                              nr_bytes >> 9, req->sector);
1555         }
1556
1557         total_bytes = bio_nbytes = 0;
1558         while ((bio = req->bio) != NULL) {
1559                 int nbytes;
1560
1561                 /*
1562                  * For an empty barrier request, the low level driver must
1563                  * store a potential error location in ->sector. We pass
1564                  * that back up in ->bi_sector.
1565                  */
1566                 if (blk_empty_barrier(req))
1567                         bio->bi_sector = req->sector;
1568
1569                 if (nr_bytes >= bio->bi_size) {
1570                         req->bio = bio->bi_next;
1571                         nbytes = bio->bi_size;
1572                         req_bio_endio(req, bio, nbytes, error);
1573                         next_idx = 0;
1574                         bio_nbytes = 0;
1575                 } else {
1576                         int idx = bio->bi_idx + next_idx;
1577
1578                         if (unlikely(bio->bi_idx >= bio->bi_vcnt)) {
1579                                 blk_dump_rq_flags(req, "__end_that");
1580                                 printk(KERN_ERR "%s: bio idx %d >= vcnt %d\n",
1581                                                 __FUNCTION__, bio->bi_idx,
1582                                                 bio->bi_vcnt);
1583                                 break;
1584                         }
1585
1586                         nbytes = bio_iovec_idx(bio, idx)->bv_len;
1587                         BIO_BUG_ON(nbytes > bio->bi_size);
1588
1589                         /*
1590                          * not a complete bvec done
1591                          */
1592                         if (unlikely(nbytes > nr_bytes)) {
1593                                 bio_nbytes += nr_bytes;
1594                                 total_bytes += nr_bytes;
1595                                 break;
1596                         }
1597
1598                         /*
1599                          * advance to the next vector
1600                          */
1601                         next_idx++;
1602                         bio_nbytes += nbytes;
1603                 }
1604
1605                 total_bytes += nbytes;
1606                 nr_bytes -= nbytes;
1607
1608                 bio = req->bio;
1609                 if (bio) {
1610                         /*
1611                          * end more in this run, or just return 'not-done'
1612                          */
1613                         if (unlikely(nr_bytes <= 0))
1614                                 break;
1615                 }
1616         }
1617
1618         /*
1619          * completely done
1620          */
1621         if (!req->bio)
1622                 return 0;
1623
1624         /*
1625          * if the request wasn't completed, update state
1626          */
1627         if (bio_nbytes) {
1628                 req_bio_endio(req, bio, bio_nbytes, error);
1629                 bio->bi_idx += next_idx;
1630                 bio_iovec(bio)->bv_offset += nr_bytes;
1631                 bio_iovec(bio)->bv_len -= nr_bytes;
1632         }
1633
1634         blk_recalc_rq_sectors(req, total_bytes >> 9);
1635         blk_recalc_rq_segments(req);
1636         return 1;
1637 }
1638
1639 /*
1640  * splice the completion data to a local structure and hand off to
1641  * process_completion_queue() to complete the requests
1642  */
1643 static void blk_done_softirq(struct softirq_action *h)
1644 {
1645         struct list_head *cpu_list, local_list;
1646
1647         local_irq_disable();
1648         cpu_list = &__get_cpu_var(blk_cpu_done);
1649         list_replace_init(cpu_list, &local_list);
1650         local_irq_enable();
1651
1652         while (!list_empty(&local_list)) {
1653                 struct request *rq;
1654
1655                 rq = list_entry(local_list.next, struct request, donelist);
1656                 list_del_init(&rq->donelist);
1657                 rq->q->softirq_done_fn(rq);
1658         }
1659 }
1660
1661 static int __cpuinit blk_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1662                                     unsigned long action, void *hcpu)
1663 {
1664         /*
1665          * If a CPU goes away, splice its entries to the current CPU
1666          * and trigger a run of the softirq
1667          */
1668         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
1669                 int cpu = (unsigned long) hcpu;
1670
1671                 local_irq_disable();
1672                 list_splice_init(&per_cpu(blk_cpu_done, cpu),
1673                                  &__get_cpu_var(blk_cpu_done));
1674                 raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
1675                 local_irq_enable();
1676         }
1677
1678         return NOTIFY_OK;
1679 }
1680
1681
1682 static struct notifier_block blk_cpu_notifier __cpuinitdata = {
1683         .notifier_call  = blk_cpu_notify,
1684 };
1685
1686 /**
1687  * blk_complete_request - end I/O on a request
1688  * @req:      the request being processed
1689  *
1690  * Description:
1691  *     Ends all I/O on a request. It does not handle partial completions,
1692  *     unless the driver actually implements this in its completion callback
1693  *     through requeueing. The actual completion happens out-of-order,
1694  *     through a softirq handler. The user must have registered a completion
1695  *     callback through blk_queue_softirq_done().
1696  **/
1697
1698 void blk_complete_request(struct request *req)
1699 {
1700         struct list_head *cpu_list;
1701         unsigned long flags;
1702
1703         BUG_ON(!req->q->softirq_done_fn);
1704
1705         local_irq_save(flags);
1706
1707         cpu_list = &__get_cpu_var(blk_cpu_done);
1708         list_add_tail(&req->donelist, cpu_list);
1709         raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
1710
1711         local_irq_restore(flags);
1712 }
1713 EXPORT_SYMBOL(blk_complete_request);
1714
1715 /*
1716  * queue lock must be held
1717  */
1718 static void end_that_request_last(struct request *req, int error)
1719 {
1720         struct gendisk *disk = req->rq_disk;
1721
1722         if (blk_rq_tagged(req))
1723                 blk_queue_end_tag(req->q, req);
1724
1725         if (blk_queued_rq(req))
1726                 blkdev_dequeue_request(req);
1727
1728         if (unlikely(laptop_mode) && blk_fs_request(req))
1729                 laptop_io_completion();
1730
1731         /*
1732          * Account IO completion.  bar_rq isn't accounted as a normal
1733          * IO on queueing nor completion.  Accounting the containing
1734          * request is enough.
1735          */
1736         if (disk && blk_fs_request(req) && req != &req->q->bar_rq) {
1737                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
1738                 const int rw = rq_data_dir(req);
1739                 struct hd_struct *part = get_part(disk, req->sector);
1740
1741                 __all_stat_inc(disk, ios[rw], req->sector);
1742                 __all_stat_add(disk, ticks[rw], duration, req->sector);
1743                 disk_round_stats(disk);
1744                 disk->in_flight--;
1745                 if (part) {
1746                         part_round_stats(part);
1747                         part->in_flight--;
1748                 }
1749         }
1750
1751         if (req->end_io)
1752                 req->end_io(req, error);
1753         else {
1754                 if (blk_bidi_rq(req))
1755                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
1756
1757                 __blk_put_request(req->q, req);
1758         }
1759 }
1760
1761 static inline void __end_request(struct request *rq, int uptodate,
1762                                  unsigned int nr_bytes)
1763 {
1764         int error = 0;
1765
1766         if (uptodate <= 0)
1767                 error = uptodate ? uptodate : -EIO;
1768
1769         __blk_end_request(rq, error, nr_bytes);
1770 }
1771
1772 /**
1773  * blk_rq_bytes - Returns bytes left to complete in the entire request
1774  **/
1775 unsigned int blk_rq_bytes(struct request *rq)
1776 {
1777         if (blk_fs_request(rq))
1778                 return rq->hard_nr_sectors << 9;
1779
1780         return rq->data_len;
1781 }
1782 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_bytes);
1783
1784 /**
1785  * blk_rq_cur_bytes - Returns bytes left to complete in the current segment
1786  **/
1787 unsigned int blk_rq_cur_bytes(struct request *rq)
1788 {
1789         if (blk_fs_request(rq))
1790                 return rq->current_nr_sectors << 9;
1791
1792         if (rq->bio)
1793                 return rq->bio->bi_size;
1794
1795         return rq->data_len;
1796 }
1797 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_cur_bytes);
1798
1799 /**
1800  * end_queued_request - end all I/O on a queued request
1801  * @rq:         the request being processed
1802  * @uptodate:   error value or 0/1 uptodate flag
1803  *
1804  * Description:
1805  *     Ends all I/O on a request, and removes it from the block layer queues.
1806  *     Not suitable for normal IO completion, unless the driver still has
1807  *     the request attached to the block layer.
1808  *
1809  **/
1810 void end_queued_request(struct request *rq, int uptodate)
1811 {
1812         __end_request(rq, uptodate, blk_rq_bytes(rq));
1813 }
1814 EXPORT_SYMBOL(end_queued_request);
1815
1816 /**
1817  * end_dequeued_request - end all I/O on a dequeued request
1818  * @rq:         the request being processed
1819  * @uptodate:   error value or 0/1 uptodate flag
1820  *
1821  * Description:
1822  *     Ends all I/O on a request. The request must already have been
1823  *     dequeued using blkdev_dequeue_request(), as is normally the case
1824  *     for most drivers.
1825  *
1826  **/
1827 void end_dequeued_request(struct request *rq, int uptodate)
1828 {
1829         __end_request(rq, uptodate, blk_rq_bytes(rq));
1830 }
1831 EXPORT_SYMBOL(end_dequeued_request);
1832
1833
1834 /**
1835  * end_request - end I/O on the current segment of the request
1836  * @req:        the request being processed
1837  * @uptodate:   error value or 0/1 uptodate flag
1838  *
1839  * Description:
1840  *     Ends I/O on the current segment of a request. If that is the only
1841  *     remaining segment, the request is also completed and freed.
1842  *
1843  *     This is a remnant of how older block drivers handled IO completions.
1844  *     Modern drivers typically end IO on the full request in one go, unless
1845  *     they have a residual value to account for. For that case this function
1846  *     isn't really useful, unless the residual just happens to be the
1847  *     full current segment. In other words, don't use this function in new
1848  *     code. Either use end_request_completely(), or the
1849  *     end_that_request_chunk() (along with end_that_request_last()) for
1850  *     partial completions.
1851  *
1852  **/
1853 void end_request(struct request *req, int uptodate)
1854 {
1855         __end_request(req, uptodate, req->hard_cur_sectors << 9);
1856 }
1857 EXPORT_SYMBOL(end_request);
1858
1859 /**
1860  * blk_end_io - Generic end_io function to complete a request.
1861  * @rq:           the request being processed
1862  * @error:        0 for success, < 0 for error
1863  * @nr_bytes:     number of bytes to complete @rq
1864  * @bidi_bytes:   number of bytes to complete @rq->next_rq
1865  * @drv_callback: function called between completion of bios in the request
1866  *                and completion of the request.
1867  *                If the callback returns non 0, this helper returns without
1868  *                completion of the request.
1869  *
1870  * Description:
1871  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
1872  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
1873  *
1874  * Return:
1875  *     0 - we are done with this request
1876  *     1 - this request is not freed yet, it still has pending buffers.
1877  **/
1878 static int blk_end_io(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes,
1879                       unsigned int bidi_bytes,
1880                       int (drv_callback)(struct request *))
1881 {
1882         struct request_queue *q = rq->q;
1883         unsigned long flags = 0UL;
1884
1885         if (blk_fs_request(rq) || blk_pc_request(rq)) {
1886                 if (__end_that_request_first(rq, error, nr_bytes))
1887                         return 1;
1888
1889                 /* Bidi request must be completed as a whole */
1890                 if (blk_bidi_rq(rq) &&
1891                     __end_that_request_first(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
1892                         return 1;
1893         }
1894
1895         /* Special feature for tricky drivers */
1896         if (drv_callback && drv_callback(rq))
1897                 return 1;
1898
1899         add_disk_randomness(rq->rq_disk);
1900
1901         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1902         end_that_request_last(rq, error);
1903         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1904
1905         return 0;
1906 }
1907
1908 /**
1909  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
1910  * @rq:       the request being processed
1911  * @error:    0 for success, < 0 for error
1912  * @nr_bytes: number of bytes to complete
1913  *
1914  * Description:
1915  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
1916  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
1917  *
1918  * Return:
1919  *     0 - we are done with this request
1920  *     1 - still buffers pending for this request
1921  **/
1922 int blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
1923 {
1924         return blk_end_io(rq, error, nr_bytes, 0, NULL);
1925 }
1926 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request);
1927
1928 /**
1929  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
1930  * @rq:       the request being processed
1931  * @error:    0 for success, < 0 for error
1932  * @nr_bytes: number of bytes to complete
1933  *
1934  * Description:
1935  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
1936  *
1937  * Return:
1938  *     0 - we are done with this request
1939  *     1 - still buffers pending for this request
1940  **/
1941 int __blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
1942 {
1943         if (blk_fs_request(rq) || blk_pc_request(rq)) {
1944                 if (__end_that_request_first(rq, error, nr_bytes))
1945                         return 1;
1946         }
1947
1948         add_disk_randomness(rq->rq_disk);
1949
1950         end_that_request_last(rq, error);
1951
1952         return 0;
1953 }
1954 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_end_request);
1955
1956 /**
1957  * blk_end_bidi_request - Helper function for drivers to complete bidi request.
1958  * @rq:         the bidi request being processed
1959  * @error:      0 for success, < 0 for error
1960  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
1961  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
1962  *
1963  * Description:
1964  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
1965  *
1966  * Return:
1967  *     0 - we are done with this request
1968  *     1 - still buffers pending for this request
1969  **/
1970 int blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes,
1971                          unsigned int bidi_bytes)
1972 {
1973         return blk_end_io(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes, NULL);
1974 }
1975 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_bidi_request);
1976
1977 /**
1978  * blk_end_request_callback - Special helper function for tricky drivers
1979  * @rq:           the request being processed
1980  * @error:        0 for success, < 0 for error
1981  * @nr_bytes:     number of bytes to complete
1982  * @drv_callback: function called between completion of bios in the request
1983  *                and completion of the request.
1984  *                If the callback returns non 0, this helper returns without
1985  *                completion of the request.
1986  *
1987  * Description:
1988  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
1989  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
1990  *
1991  *     This special helper function is used only for existing tricky drivers.
1992  *     (e.g. cdrom_newpc_intr() of ide-cd)
1993  *     This interface will be removed when such drivers are rewritten.
1994  *     Don't use this interface in other places anymore.
1995  *
1996  * Return:
1997  *     0 - we are done with this request
1998  *     1 - this request is not freed yet.
1999  *         this request still has pending buffers or
2000  *         the driver doesn't want to finish this request yet.
2001  **/
2002 int blk_end_request_callback(struct request *rq, int error,
2003                              unsigned int nr_bytes,
2004                              int (drv_callback)(struct request *))
2005 {
2006         return blk_end_io(rq, error, nr_bytes, 0, drv_callback);
2007 }
2008 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request_callback);
2009
2010 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
2011                      struct bio *bio)
2012 {
2013         /* first two bits are identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw */
2014         rq->cmd_flags |= (bio->bi_rw & 3);
2015
2016         rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
2017         rq->nr_hw_segments = bio_hw_segments(q, bio);
2018         rq->current_nr_sectors = bio_cur_sectors(bio);
2019         rq->hard_cur_sectors = rq->current_nr_sectors;
2020         rq->hard_nr_sectors = rq->nr_sectors = bio_sectors(bio);
2021         rq->buffer = bio_data(bio);
2022         rq->data_len = bio->bi_size;
2023
2024         rq->bio = rq->biotail = bio;
2025
2026         if (bio->bi_bdev)
2027                 rq->rq_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
2028 }
2029
2030 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
2031 {
2032         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
2033 }
2034 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
2035
2036 void kblockd_flush_work(struct work_struct *work)
2037 {
2038         cancel_work_sync(work);
2039 }
2040 EXPORT_SYMBOL(kblockd_flush_work);
2041
2042 int __init blk_dev_init(void)
2043 {
2044         int i;
2045
2046         kblockd_workqueue = create_workqueue("kblockd");
2047         if (!kblockd_workqueue)
2048                 panic("Failed to create kblockd\n");
2049
2050         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
2051                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
2052
2053         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("blkdev_queue",
2054                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
2055
2056         for_each_possible_cpu(i)
2057                 INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(blk_cpu_done, i));
2058
2059         open_softirq(BLOCK_SOFTIRQ, blk_done_softirq, NULL);
2060         register_hotcpu_notifier(&blk_cpu_notifier);
2061
2062         return 0;
2063 }
2064