Merge branch 'linus' into sched/clock
[linux-2.6] / block / blk-core.c
1 /*
2  * Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
3  * Copyright (C) 1994,      Karl Keyte: Added support for disk statistics
4  * Elevator latency, (C) 2000  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
5  * Queue request tables / lock, selectable elevator, Jens Axboe <axboe@suse.de>
6  * kernel-doc documentation started by NeilBrown <neilb@cse.unsw.edu.au>
7  *      -  July2000
8  * bio rewrite, highmem i/o, etc, Jens Axboe <axboe@suse.de> - may 2001
9  */
10
11 /*
12  * This handles all read/write requests to block devices
13  */
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/backing-dev.h>
17 #include <linux/bio.h>
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/highmem.h>
20 #include <linux/mm.h>
21 #include <linux/kernel_stat.h>
22 #include <linux/string.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/completion.h>
25 #include <linux/slab.h>
26 #include <linux/swap.h>
27 #include <linux/writeback.h>
28 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/cpu.h>
31 #include <linux/blktrace_api.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33
34 #include "blk.h"
35
36 static int __make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio);
37
38 /*
39  * For the allocated request tables
40  */
41 static struct kmem_cache *request_cachep;
42
43 /*
44  * For queue allocation
45  */
46 struct kmem_cache *blk_requestq_cachep;
47
48 /*
49  * Controlling structure to kblockd
50  */
51 static struct workqueue_struct *kblockd_workqueue;
52
53 static DEFINE_PER_CPU(struct list_head, blk_cpu_done);
54
55 static void drive_stat_acct(struct request *rq, int new_io)
56 {
57         struct hd_struct *part;
58         int rw = rq_data_dir(rq);
59
60         if (!blk_fs_request(rq) || !rq->rq_disk)
61                 return;
62
63         part = get_part(rq->rq_disk, rq->sector);
64         if (!new_io)
65                 __all_stat_inc(rq->rq_disk, part, merges[rw], rq->sector);
66         else {
67                 disk_round_stats(rq->rq_disk);
68                 rq->rq_disk->in_flight++;
69                 if (part) {
70                         part_round_stats(part);
71                         part->in_flight++;
72                 }
73         }
74 }
75
76 void blk_queue_congestion_threshold(struct request_queue *q)
77 {
78         int nr;
79
80         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) + 1;
81         if (nr > q->nr_requests)
82                 nr = q->nr_requests;
83         q->nr_congestion_on = nr;
84
85         nr = q->nr_requests - (q->nr_requests / 8) - (q->nr_requests / 16) - 1;
86         if (nr < 1)
87                 nr = 1;
88         q->nr_congestion_off = nr;
89 }
90
91 /**
92  * blk_get_backing_dev_info - get the address of a queue's backing_dev_info
93  * @bdev:       device
94  *
95  * Locates the passed device's request queue and returns the address of its
96  * backing_dev_info
97  *
98  * Will return NULL if the request queue cannot be located.
99  */
100 struct backing_dev_info *blk_get_backing_dev_info(struct block_device *bdev)
101 {
102         struct backing_dev_info *ret = NULL;
103         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
104
105         if (q)
106                 ret = &q->backing_dev_info;
107         return ret;
108 }
109 EXPORT_SYMBOL(blk_get_backing_dev_info);
110
111 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq)
112 {
113         memset(rq, 0, sizeof(*rq));
114
115         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
116         INIT_LIST_HEAD(&rq->donelist);
117         rq->q = q;
118         rq->sector = rq->hard_sector = (sector_t) -1;
119         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
120         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
121         rq->cmd = rq->__cmd;
122         rq->tag = -1;
123         rq->ref_count = 1;
124 }
125 EXPORT_SYMBOL(blk_rq_init);
126
127 static void req_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio,
128                           unsigned int nbytes, int error)
129 {
130         struct request_queue *q = rq->q;
131
132         if (&q->bar_rq != rq) {
133                 if (error)
134                         clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
135                 else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
136                         error = -EIO;
137
138                 if (unlikely(nbytes > bio->bi_size)) {
139                         printk(KERN_ERR "%s: want %u bytes done, %u left\n",
140                                __func__, nbytes, bio->bi_size);
141                         nbytes = bio->bi_size;
142                 }
143
144                 bio->bi_size -= nbytes;
145                 bio->bi_sector += (nbytes >> 9);
146
147                 if (bio_integrity(bio))
148                         bio_integrity_advance(bio, nbytes);
149
150                 if (bio->bi_size == 0)
151                         bio_endio(bio, error);
152         } else {
153
154                 /*
155                  * Okay, this is the barrier request in progress, just
156                  * record the error;
157                  */
158                 if (error && !q->orderr)
159                         q->orderr = error;
160         }
161 }
162
163 void blk_dump_rq_flags(struct request *rq, char *msg)
164 {
165         int bit;
166
167         printk(KERN_INFO "%s: dev %s: type=%x, flags=%x\n", msg,
168                 rq->rq_disk ? rq->rq_disk->disk_name : "?", rq->cmd_type,
169                 rq->cmd_flags);
170
171         printk(KERN_INFO "  sector %llu, nr/cnr %lu/%u\n",
172                                                 (unsigned long long)rq->sector,
173                                                 rq->nr_sectors,
174                                                 rq->current_nr_sectors);
175         printk(KERN_INFO "  bio %p, biotail %p, buffer %p, data %p, len %u\n",
176                                                 rq->bio, rq->biotail,
177                                                 rq->buffer, rq->data,
178                                                 rq->data_len);
179
180         if (blk_pc_request(rq)) {
181                 printk(KERN_INFO "  cdb: ");
182                 for (bit = 0; bit < BLK_MAX_CDB; bit++)
183                         printk("%02x ", rq->cmd[bit]);
184                 printk("\n");
185         }
186 }
187 EXPORT_SYMBOL(blk_dump_rq_flags);
188
189 /*
190  * "plug" the device if there are no outstanding requests: this will
191  * force the transfer to start only after we have put all the requests
192  * on the list.
193  *
194  * This is called with interrupts off and no requests on the queue and
195  * with the queue lock held.
196  */
197 void blk_plug_device(struct request_queue *q)
198 {
199         WARN_ON(!irqs_disabled());
200
201         /*
202          * don't plug a stopped queue, it must be paired with blk_start_queue()
203          * which will restart the queueing
204          */
205         if (blk_queue_stopped(q))
206                 return;
207
208         if (!queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_PLUGGED, q)) {
209                 mod_timer(&q->unplug_timer, jiffies + q->unplug_delay);
210                 blk_add_trace_generic(q, NULL, 0, BLK_TA_PLUG);
211         }
212 }
213 EXPORT_SYMBOL(blk_plug_device);
214
215 /**
216  * blk_plug_device_unlocked - plug a device without queue lock held
217  * @q:    The &struct request_queue to plug
218  *
219  * Description:
220  *   Like @blk_plug_device(), but grabs the queue lock and disables
221  *   interrupts.
222  **/
223 void blk_plug_device_unlocked(struct request_queue *q)
224 {
225         unsigned long flags;
226
227         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
228         blk_plug_device(q);
229         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
230 }
231 EXPORT_SYMBOL(blk_plug_device_unlocked);
232
233 /*
234  * remove the queue from the plugged list, if present. called with
235  * queue lock held and interrupts disabled.
236  */
237 int blk_remove_plug(struct request_queue *q)
238 {
239         WARN_ON(!irqs_disabled());
240
241         if (!queue_flag_test_and_clear(QUEUE_FLAG_PLUGGED, q))
242                 return 0;
243
244         del_timer(&q->unplug_timer);
245         return 1;
246 }
247 EXPORT_SYMBOL(blk_remove_plug);
248
249 /*
250  * remove the plug and let it rip..
251  */
252 void __generic_unplug_device(struct request_queue *q)
253 {
254         if (unlikely(blk_queue_stopped(q)))
255                 return;
256
257         if (!blk_remove_plug(q))
258                 return;
259
260         q->request_fn(q);
261 }
262 EXPORT_SYMBOL(__generic_unplug_device);
263
264 /**
265  * generic_unplug_device - fire a request queue
266  * @q:    The &struct request_queue in question
267  *
268  * Description:
269  *   Linux uses plugging to build bigger requests queues before letting
270  *   the device have at them. If a queue is plugged, the I/O scheduler
271  *   is still adding and merging requests on the queue. Once the queue
272  *   gets unplugged, the request_fn defined for the queue is invoked and
273  *   transfers started.
274  **/
275 void generic_unplug_device(struct request_queue *q)
276 {
277         if (blk_queue_plugged(q)) {
278                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
279                 __generic_unplug_device(q);
280                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
281         }
282 }
283 EXPORT_SYMBOL(generic_unplug_device);
284
285 static void blk_backing_dev_unplug(struct backing_dev_info *bdi,
286                                    struct page *page)
287 {
288         struct request_queue *q = bdi->unplug_io_data;
289
290         blk_unplug(q);
291 }
292
293 void blk_unplug_work(struct work_struct *work)
294 {
295         struct request_queue *q =
296                 container_of(work, struct request_queue, unplug_work);
297
298         blk_add_trace_pdu_int(q, BLK_TA_UNPLUG_IO, NULL,
299                                 q->rq.count[READ] + q->rq.count[WRITE]);
300
301         q->unplug_fn(q);
302 }
303
304 void blk_unplug_timeout(unsigned long data)
305 {
306         struct request_queue *q = (struct request_queue *)data;
307
308         blk_add_trace_pdu_int(q, BLK_TA_UNPLUG_TIMER, NULL,
309                                 q->rq.count[READ] + q->rq.count[WRITE]);
310
311         kblockd_schedule_work(&q->unplug_work);
312 }
313
314 void blk_unplug(struct request_queue *q)
315 {
316         /*
317          * devices don't necessarily have an ->unplug_fn defined
318          */
319         if (q->unplug_fn) {
320                 blk_add_trace_pdu_int(q, BLK_TA_UNPLUG_IO, NULL,
321                                         q->rq.count[READ] + q->rq.count[WRITE]);
322
323                 q->unplug_fn(q);
324         }
325 }
326 EXPORT_SYMBOL(blk_unplug);
327
328 /**
329  * blk_start_queue - restart a previously stopped queue
330  * @q:    The &struct request_queue in question
331  *
332  * Description:
333  *   blk_start_queue() will clear the stop flag on the queue, and call
334  *   the request_fn for the queue if it was in a stopped state when
335  *   entered. Also see blk_stop_queue(). Queue lock must be held.
336  **/
337 void blk_start_queue(struct request_queue *q)
338 {
339         WARN_ON(!irqs_disabled());
340
341         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
342
343         /*
344          * one level of recursion is ok and is much faster than kicking
345          * the unplug handling
346          */
347         if (!queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_REENTER, q)) {
348                 q->request_fn(q);
349                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_REENTER, q);
350         } else {
351                 blk_plug_device(q);
352                 kblockd_schedule_work(&q->unplug_work);
353         }
354 }
355 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queue);
356
357 /**
358  * blk_stop_queue - stop a queue
359  * @q:    The &struct request_queue in question
360  *
361  * Description:
362  *   The Linux block layer assumes that a block driver will consume all
363  *   entries on the request queue when the request_fn strategy is called.
364  *   Often this will not happen, because of hardware limitations (queue
365  *   depth settings). If a device driver gets a 'queue full' response,
366  *   or if it simply chooses not to queue more I/O at one point, it can
367  *   call this function to prevent the request_fn from being called until
368  *   the driver has signalled it's ready to go again. This happens by calling
369  *   blk_start_queue() to restart queue operations. Queue lock must be held.
370  **/
371 void blk_stop_queue(struct request_queue *q)
372 {
373         blk_remove_plug(q);
374         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_STOPPED, q);
375 }
376 EXPORT_SYMBOL(blk_stop_queue);
377
378 /**
379  * blk_sync_queue - cancel any pending callbacks on a queue
380  * @q: the queue
381  *
382  * Description:
383  *     The block layer may perform asynchronous callback activity
384  *     on a queue, such as calling the unplug function after a timeout.
385  *     A block device may call blk_sync_queue to ensure that any
386  *     such activity is cancelled, thus allowing it to release resources
387  *     that the callbacks might use. The caller must already have made sure
388  *     that its ->make_request_fn will not re-add plugging prior to calling
389  *     this function.
390  *
391  */
392 void blk_sync_queue(struct request_queue *q)
393 {
394         del_timer_sync(&q->unplug_timer);
395         kblockd_flush_work(&q->unplug_work);
396 }
397 EXPORT_SYMBOL(blk_sync_queue);
398
399 /**
400  * blk_run_queue - run a single device queue
401  * @q:  The queue to run
402  */
403 void __blk_run_queue(struct request_queue *q)
404 {
405         blk_remove_plug(q);
406
407         /*
408          * Only recurse once to avoid overrunning the stack, let the unplug
409          * handling reinvoke the handler shortly if we already got there.
410          */
411         if (!elv_queue_empty(q)) {
412                 if (!queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_REENTER, q)) {
413                         q->request_fn(q);
414                         queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_REENTER, q);
415                 } else {
416                         blk_plug_device(q);
417                         kblockd_schedule_work(&q->unplug_work);
418                 }
419         }
420 }
421 EXPORT_SYMBOL(__blk_run_queue);
422
423 /**
424  * blk_run_queue - run a single device queue
425  * @q: The queue to run
426  */
427 void blk_run_queue(struct request_queue *q)
428 {
429         unsigned long flags;
430
431         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
432         __blk_run_queue(q);
433         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
434 }
435 EXPORT_SYMBOL(blk_run_queue);
436
437 void blk_put_queue(struct request_queue *q)
438 {
439         kobject_put(&q->kobj);
440 }
441
442 void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)
443 {
444         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
445         queue_flag_set_unlocked(QUEUE_FLAG_DEAD, q);
446         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
447
448         if (q->elevator)
449                 elevator_exit(q->elevator);
450
451         blk_put_queue(q);
452 }
453 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_queue);
454
455 static int blk_init_free_list(struct request_queue *q)
456 {
457         struct request_list *rl = &q->rq;
458
459         rl->count[READ] = rl->count[WRITE] = 0;
460         rl->starved[READ] = rl->starved[WRITE] = 0;
461         rl->elvpriv = 0;
462         init_waitqueue_head(&rl->wait[READ]);
463         init_waitqueue_head(&rl->wait[WRITE]);
464
465         rl->rq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ, mempool_alloc_slab,
466                                 mempool_free_slab, request_cachep, q->node);
467
468         if (!rl->rq_pool)
469                 return -ENOMEM;
470
471         return 0;
472 }
473
474 struct request_queue *blk_alloc_queue(gfp_t gfp_mask)
475 {
476         return blk_alloc_queue_node(gfp_mask, -1);
477 }
478 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue);
479
480 struct request_queue *blk_alloc_queue_node(gfp_t gfp_mask, int node_id)
481 {
482         struct request_queue *q;
483         int err;
484
485         q = kmem_cache_alloc_node(blk_requestq_cachep,
486                                 gfp_mask | __GFP_ZERO, node_id);
487         if (!q)
488                 return NULL;
489
490         q->backing_dev_info.unplug_io_fn = blk_backing_dev_unplug;
491         q->backing_dev_info.unplug_io_data = q;
492         err = bdi_init(&q->backing_dev_info);
493         if (err) {
494                 kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
495                 return NULL;
496         }
497
498         init_timer(&q->unplug_timer);
499
500         kobject_init(&q->kobj, &blk_queue_ktype);
501
502         mutex_init(&q->sysfs_lock);
503         spin_lock_init(&q->__queue_lock);
504
505         return q;
506 }
507 EXPORT_SYMBOL(blk_alloc_queue_node);
508
509 /**
510  * blk_init_queue  - prepare a request queue for use with a block device
511  * @rfn:  The function to be called to process requests that have been
512  *        placed on the queue.
513  * @lock: Request queue spin lock
514  *
515  * Description:
516  *    If a block device wishes to use the standard request handling procedures,
517  *    which sorts requests and coalesces adjacent requests, then it must
518  *    call blk_init_queue().  The function @rfn will be called when there
519  *    are requests on the queue that need to be processed.  If the device
520  *    supports plugging, then @rfn may not be called immediately when requests
521  *    are available on the queue, but may be called at some time later instead.
522  *    Plugged queues are generally unplugged when a buffer belonging to one
523  *    of the requests on the queue is needed, or due to memory pressure.
524  *
525  *    @rfn is not required, or even expected, to remove all requests off the
526  *    queue, but only as many as it can handle at a time.  If it does leave
527  *    requests on the queue, it is responsible for arranging that the requests
528  *    get dealt with eventually.
529  *
530  *    The queue spin lock must be held while manipulating the requests on the
531  *    request queue; this lock will be taken also from interrupt context, so irq
532  *    disabling is needed for it.
533  *
534  *    Function returns a pointer to the initialized request queue, or NULL if
535  *    it didn't succeed.
536  *
537  * Note:
538  *    blk_init_queue() must be paired with a blk_cleanup_queue() call
539  *    when the block device is deactivated (such as at module unload).
540  **/
541
542 struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
543 {
544         return blk_init_queue_node(rfn, lock, -1);
545 }
546 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue);
547
548 struct request_queue *
549 blk_init_queue_node(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock, int node_id)
550 {
551         struct request_queue *q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, node_id);
552
553         if (!q)
554                 return NULL;
555
556         q->node = node_id;
557         if (blk_init_free_list(q)) {
558                 kmem_cache_free(blk_requestq_cachep, q);
559                 return NULL;
560         }
561
562         /*
563          * if caller didn't supply a lock, they get per-queue locking with
564          * our embedded lock
565          */
566         if (!lock)
567                 lock = &q->__queue_lock;
568
569         q->request_fn           = rfn;
570         q->prep_rq_fn           = NULL;
571         q->unplug_fn            = generic_unplug_device;
572         q->queue_flags          = (1 << QUEUE_FLAG_CLUSTER);
573         q->queue_lock           = lock;
574
575         blk_queue_segment_boundary(q, 0xffffffff);
576
577         blk_queue_make_request(q, __make_request);
578         blk_queue_max_segment_size(q, MAX_SEGMENT_SIZE);
579
580         blk_queue_max_hw_segments(q, MAX_HW_SEGMENTS);
581         blk_queue_max_phys_segments(q, MAX_PHYS_SEGMENTS);
582
583         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
584
585         /*
586          * all done
587          */
588         if (!elevator_init(q, NULL)) {
589                 blk_queue_congestion_threshold(q);
590                 return q;
591         }
592
593         blk_put_queue(q);
594         return NULL;
595 }
596 EXPORT_SYMBOL(blk_init_queue_node);
597
598 int blk_get_queue(struct request_queue *q)
599 {
600         if (likely(!test_bit(QUEUE_FLAG_DEAD, &q->queue_flags))) {
601                 kobject_get(&q->kobj);
602                 return 0;
603         }
604
605         return 1;
606 }
607
608 static inline void blk_free_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
609 {
610         if (rq->cmd_flags & REQ_ELVPRIV)
611                 elv_put_request(q, rq);
612         mempool_free(rq, q->rq.rq_pool);
613 }
614
615 static struct request *
616 blk_alloc_request(struct request_queue *q, int rw, int priv, gfp_t gfp_mask)
617 {
618         struct request *rq = mempool_alloc(q->rq.rq_pool, gfp_mask);
619
620         if (!rq)
621                 return NULL;
622
623         blk_rq_init(q, rq);
624
625         /*
626          * first three bits are identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw,
627          * see bio.h and blkdev.h
628          */
629         rq->cmd_flags = rw | REQ_ALLOCED;
630
631         if (priv) {
632                 if (unlikely(elv_set_request(q, rq, gfp_mask))) {
633                         mempool_free(rq, q->rq.rq_pool);
634                         return NULL;
635                 }
636                 rq->cmd_flags |= REQ_ELVPRIV;
637         }
638
639         return rq;
640 }
641
642 /*
643  * ioc_batching returns true if the ioc is a valid batching request and
644  * should be given priority access to a request.
645  */
646 static inline int ioc_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
647 {
648         if (!ioc)
649                 return 0;
650
651         /*
652          * Make sure the process is able to allocate at least 1 request
653          * even if the batch times out, otherwise we could theoretically
654          * lose wakeups.
655          */
656         return ioc->nr_batch_requests == q->nr_batching ||
657                 (ioc->nr_batch_requests > 0
658                 && time_before(jiffies, ioc->last_waited + BLK_BATCH_TIME));
659 }
660
661 /*
662  * ioc_set_batching sets ioc to be a new "batcher" if it is not one. This
663  * will cause the process to be a "batcher" on all queues in the system. This
664  * is the behaviour we want though - once it gets a wakeup it should be given
665  * a nice run.
666  */
667 static void ioc_set_batching(struct request_queue *q, struct io_context *ioc)
668 {
669         if (!ioc || ioc_batching(q, ioc))
670                 return;
671
672         ioc->nr_batch_requests = q->nr_batching;
673         ioc->last_waited = jiffies;
674 }
675
676 static void __freed_request(struct request_queue *q, int rw)
677 {
678         struct request_list *rl = &q->rq;
679
680         if (rl->count[rw] < queue_congestion_off_threshold(q))
681                 blk_clear_queue_congested(q, rw);
682
683         if (rl->count[rw] + 1 <= q->nr_requests) {
684                 if (waitqueue_active(&rl->wait[rw]))
685                         wake_up(&rl->wait[rw]);
686
687                 blk_clear_queue_full(q, rw);
688         }
689 }
690
691 /*
692  * A request has just been released.  Account for it, update the full and
693  * congestion status, wake up any waiters.   Called under q->queue_lock.
694  */
695 static void freed_request(struct request_queue *q, int rw, int priv)
696 {
697         struct request_list *rl = &q->rq;
698
699         rl->count[rw]--;
700         if (priv)
701                 rl->elvpriv--;
702
703         __freed_request(q, rw);
704
705         if (unlikely(rl->starved[rw ^ 1]))
706                 __freed_request(q, rw ^ 1);
707 }
708
709 #define blkdev_free_rq(list) list_entry((list)->next, struct request, queuelist)
710 /*
711  * Get a free request, queue_lock must be held.
712  * Returns NULL on failure, with queue_lock held.
713  * Returns !NULL on success, with queue_lock *not held*.
714  */
715 static struct request *get_request(struct request_queue *q, int rw_flags,
716                                    struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
717 {
718         struct request *rq = NULL;
719         struct request_list *rl = &q->rq;
720         struct io_context *ioc = NULL;
721         const int rw = rw_flags & 0x01;
722         int may_queue, priv;
723
724         may_queue = elv_may_queue(q, rw_flags);
725         if (may_queue == ELV_MQUEUE_NO)
726                 goto rq_starved;
727
728         if (rl->count[rw]+1 >= queue_congestion_on_threshold(q)) {
729                 if (rl->count[rw]+1 >= q->nr_requests) {
730                         ioc = current_io_context(GFP_ATOMIC, q->node);
731                         /*
732                          * The queue will fill after this allocation, so set
733                          * it as full, and mark this process as "batching".
734                          * This process will be allowed to complete a batch of
735                          * requests, others will be blocked.
736                          */
737                         if (!blk_queue_full(q, rw)) {
738                                 ioc_set_batching(q, ioc);
739                                 blk_set_queue_full(q, rw);
740                         } else {
741                                 if (may_queue != ELV_MQUEUE_MUST
742                                                 && !ioc_batching(q, ioc)) {
743                                         /*
744                                          * The queue is full and the allocating
745                                          * process is not a "batcher", and not
746                                          * exempted by the IO scheduler
747                                          */
748                                         goto out;
749                                 }
750                         }
751                 }
752                 blk_set_queue_congested(q, rw);
753         }
754
755         /*
756          * Only allow batching queuers to allocate up to 50% over the defined
757          * limit of requests, otherwise we could have thousands of requests
758          * allocated with any setting of ->nr_requests
759          */
760         if (rl->count[rw] >= (3 * q->nr_requests / 2))
761                 goto out;
762
763         rl->count[rw]++;
764         rl->starved[rw] = 0;
765
766         priv = !test_bit(QUEUE_FLAG_ELVSWITCH, &q->queue_flags);
767         if (priv)
768                 rl->elvpriv++;
769
770         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
771
772         rq = blk_alloc_request(q, rw_flags, priv, gfp_mask);
773         if (unlikely(!rq)) {
774                 /*
775                  * Allocation failed presumably due to memory. Undo anything
776                  * we might have messed up.
777                  *
778                  * Allocating task should really be put onto the front of the
779                  * wait queue, but this is pretty rare.
780                  */
781                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
782                 freed_request(q, rw, priv);
783
784                 /*
785                  * in the very unlikely event that allocation failed and no
786                  * requests for this direction was pending, mark us starved
787                  * so that freeing of a request in the other direction will
788                  * notice us. another possible fix would be to split the
789                  * rq mempool into READ and WRITE
790                  */
791 rq_starved:
792                 if (unlikely(rl->count[rw] == 0))
793                         rl->starved[rw] = 1;
794
795                 goto out;
796         }
797
798         /*
799          * ioc may be NULL here, and ioc_batching will be false. That's
800          * OK, if the queue is under the request limit then requests need
801          * not count toward the nr_batch_requests limit. There will always
802          * be some limit enforced by BLK_BATCH_TIME.
803          */
804         if (ioc_batching(q, ioc))
805                 ioc->nr_batch_requests--;
806
807         blk_add_trace_generic(q, bio, rw, BLK_TA_GETRQ);
808 out:
809         return rq;
810 }
811
812 /*
813  * No available requests for this queue, unplug the device and wait for some
814  * requests to become available.
815  *
816  * Called with q->queue_lock held, and returns with it unlocked.
817  */
818 static struct request *get_request_wait(struct request_queue *q, int rw_flags,
819                                         struct bio *bio)
820 {
821         const int rw = rw_flags & 0x01;
822         struct request *rq;
823
824         rq = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
825         while (!rq) {
826                 DEFINE_WAIT(wait);
827                 struct io_context *ioc;
828                 struct request_list *rl = &q->rq;
829
830                 prepare_to_wait_exclusive(&rl->wait[rw], &wait,
831                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
832
833                 blk_add_trace_generic(q, bio, rw, BLK_TA_SLEEPRQ);
834
835                 __generic_unplug_device(q);
836                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
837                 io_schedule();
838
839                 /*
840                  * After sleeping, we become a "batching" process and
841                  * will be able to allocate at least one request, and
842                  * up to a big batch of them for a small period time.
843                  * See ioc_batching, ioc_set_batching
844                  */
845                 ioc = current_io_context(GFP_NOIO, q->node);
846                 ioc_set_batching(q, ioc);
847
848                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
849                 finish_wait(&rl->wait[rw], &wait);
850
851                 rq = get_request(q, rw_flags, bio, GFP_NOIO);
852         };
853
854         return rq;
855 }
856
857 struct request *blk_get_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp_mask)
858 {
859         struct request *rq;
860
861         BUG_ON(rw != READ && rw != WRITE);
862
863         spin_lock_irq(q->queue_lock);
864         if (gfp_mask & __GFP_WAIT) {
865                 rq = get_request_wait(q, rw, NULL);
866         } else {
867                 rq = get_request(q, rw, NULL, gfp_mask);
868                 if (!rq)
869                         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
870         }
871         /* q->queue_lock is unlocked at this point */
872
873         return rq;
874 }
875 EXPORT_SYMBOL(blk_get_request);
876
877 /**
878  * blk_start_queueing - initiate dispatch of requests to device
879  * @q:          request queue to kick into gear
880  *
881  * This is basically a helper to remove the need to know whether a queue
882  * is plugged or not if someone just wants to initiate dispatch of requests
883  * for this queue.
884  *
885  * The queue lock must be held with interrupts disabled.
886  */
887 void blk_start_queueing(struct request_queue *q)
888 {
889         if (!blk_queue_plugged(q))
890                 q->request_fn(q);
891         else
892                 __generic_unplug_device(q);
893 }
894 EXPORT_SYMBOL(blk_start_queueing);
895
896 /**
897  * blk_requeue_request - put a request back on queue
898  * @q:          request queue where request should be inserted
899  * @rq:         request to be inserted
900  *
901  * Description:
902  *    Drivers often keep queueing requests until the hardware cannot accept
903  *    more, when that condition happens we need to put the request back
904  *    on the queue. Must be called with queue lock held.
905  */
906 void blk_requeue_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
907 {
908         blk_add_trace_rq(q, rq, BLK_TA_REQUEUE);
909
910         if (blk_rq_tagged(rq))
911                 blk_queue_end_tag(q, rq);
912
913         elv_requeue_request(q, rq);
914 }
915 EXPORT_SYMBOL(blk_requeue_request);
916
917 /**
918  * blk_insert_request - insert a special request in to a request queue
919  * @q:          request queue where request should be inserted
920  * @rq:         request to be inserted
921  * @at_head:    insert request at head or tail of queue
922  * @data:       private data
923  *
924  * Description:
925  *    Many block devices need to execute commands asynchronously, so they don't
926  *    block the whole kernel from preemption during request execution.  This is
927  *    accomplished normally by inserting aritficial requests tagged as
928  *    REQ_SPECIAL in to the corresponding request queue, and letting them be
929  *    scheduled for actual execution by the request queue.
930  *
931  *    We have the option of inserting the head or the tail of the queue.
932  *    Typically we use the tail for new ioctls and so forth.  We use the head
933  *    of the queue for things like a QUEUE_FULL message from a device, or a
934  *    host that is unable to accept a particular command.
935  */
936 void blk_insert_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
937                         int at_head, void *data)
938 {
939         int where = at_head ? ELEVATOR_INSERT_FRONT : ELEVATOR_INSERT_BACK;
940         unsigned long flags;
941
942         /*
943          * tell I/O scheduler that this isn't a regular read/write (ie it
944          * must not attempt merges on this) and that it acts as a soft
945          * barrier
946          */
947         rq->cmd_type = REQ_TYPE_SPECIAL;
948         rq->cmd_flags |= REQ_SOFTBARRIER;
949
950         rq->special = data;
951
952         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
953
954         /*
955          * If command is tagged, release the tag
956          */
957         if (blk_rq_tagged(rq))
958                 blk_queue_end_tag(q, rq);
959
960         drive_stat_acct(rq, 1);
961         __elv_add_request(q, rq, where, 0);
962         blk_start_queueing(q);
963         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
964 }
965 EXPORT_SYMBOL(blk_insert_request);
966
967 /*
968  * add-request adds a request to the linked list.
969  * queue lock is held and interrupts disabled, as we muck with the
970  * request queue list.
971  */
972 static inline void add_request(struct request_queue *q, struct request *req)
973 {
974         drive_stat_acct(req, 1);
975
976         /*
977          * elevator indicated where it wants this request to be
978          * inserted at elevator_merge time
979          */
980         __elv_add_request(q, req, ELEVATOR_INSERT_SORT, 0);
981 }
982
983 /*
984  * disk_round_stats()   - Round off the performance stats on a struct
985  * disk_stats.
986  *
987  * The average IO queue length and utilisation statistics are maintained
988  * by observing the current state of the queue length and the amount of
989  * time it has been in this state for.
990  *
991  * Normally, that accounting is done on IO completion, but that can result
992  * in more than a second's worth of IO being accounted for within any one
993  * second, leading to >100% utilisation.  To deal with that, we call this
994  * function to do a round-off before returning the results when reading
995  * /proc/diskstats.  This accounts immediately for all queue usage up to
996  * the current jiffies and restarts the counters again.
997  */
998 void disk_round_stats(struct gendisk *disk)
999 {
1000         unsigned long now = jiffies;
1001
1002         if (now == disk->stamp)
1003                 return;
1004
1005         if (disk->in_flight) {
1006                 __disk_stat_add(disk, time_in_queue,
1007                                 disk->in_flight * (now - disk->stamp));
1008                 __disk_stat_add(disk, io_ticks, (now - disk->stamp));
1009         }
1010         disk->stamp = now;
1011 }
1012 EXPORT_SYMBOL_GPL(disk_round_stats);
1013
1014 void part_round_stats(struct hd_struct *part)
1015 {
1016         unsigned long now = jiffies;
1017
1018         if (now == part->stamp)
1019                 return;
1020
1021         if (part->in_flight) {
1022                 __part_stat_add(part, time_in_queue,
1023                                 part->in_flight * (now - part->stamp));
1024                 __part_stat_add(part, io_ticks, (now - part->stamp));
1025         }
1026         part->stamp = now;
1027 }
1028
1029 /*
1030  * queue lock must be held
1031  */
1032 void __blk_put_request(struct request_queue *q, struct request *req)
1033 {
1034         if (unlikely(!q))
1035                 return;
1036         if (unlikely(--req->ref_count))
1037                 return;
1038
1039         elv_completed_request(q, req);
1040
1041         /*
1042          * Request may not have originated from ll_rw_blk. if not,
1043          * it didn't come out of our reserved rq pools
1044          */
1045         if (req->cmd_flags & REQ_ALLOCED) {
1046                 int rw = rq_data_dir(req);
1047                 int priv = req->cmd_flags & REQ_ELVPRIV;
1048
1049                 BUG_ON(!list_empty(&req->queuelist));
1050                 BUG_ON(!hlist_unhashed(&req->hash));
1051
1052                 blk_free_request(q, req);
1053                 freed_request(q, rw, priv);
1054         }
1055 }
1056 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_put_request);
1057
1058 void blk_put_request(struct request *req)
1059 {
1060         unsigned long flags;
1061         struct request_queue *q = req->q;
1062
1063         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1064         __blk_put_request(q, req);
1065         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1066 }
1067 EXPORT_SYMBOL(blk_put_request);
1068
1069 void init_request_from_bio(struct request *req, struct bio *bio)
1070 {
1071         req->cmd_type = REQ_TYPE_FS;
1072
1073         /*
1074          * inherit FAILFAST from bio (for read-ahead, and explicit FAILFAST)
1075          */
1076         if (bio_rw_ahead(bio) || bio_failfast(bio))
1077                 req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST;
1078
1079         /*
1080          * REQ_BARRIER implies no merging, but lets make it explicit
1081          */
1082         if (unlikely(bio_barrier(bio)))
1083                 req->cmd_flags |= (REQ_HARDBARRIER | REQ_NOMERGE);
1084
1085         if (bio_sync(bio))
1086                 req->cmd_flags |= REQ_RW_SYNC;
1087         if (bio_rw_meta(bio))
1088                 req->cmd_flags |= REQ_RW_META;
1089
1090         req->errors = 0;
1091         req->hard_sector = req->sector = bio->bi_sector;
1092         req->ioprio = bio_prio(bio);
1093         req->start_time = jiffies;
1094         blk_rq_bio_prep(req->q, req, bio);
1095 }
1096
1097 static int __make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1098 {
1099         struct request *req;
1100         int el_ret, nr_sectors, barrier, err;
1101         const unsigned short prio = bio_prio(bio);
1102         const int sync = bio_sync(bio);
1103         int rw_flags;
1104
1105         nr_sectors = bio_sectors(bio);
1106
1107         /*
1108          * low level driver can indicate that it wants pages above a
1109          * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
1110          * ISA dma in theory)
1111          */
1112         blk_queue_bounce(q, &bio);
1113
1114         barrier = bio_barrier(bio);
1115         if (unlikely(barrier) && (q->next_ordered == QUEUE_ORDERED_NONE)) {
1116                 err = -EOPNOTSUPP;
1117                 goto end_io;
1118         }
1119
1120         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1121
1122         if (unlikely(barrier) || elv_queue_empty(q))
1123                 goto get_rq;
1124
1125         el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
1126         switch (el_ret) {
1127         case ELEVATOR_BACK_MERGE:
1128                 BUG_ON(!rq_mergeable(req));
1129
1130                 if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))
1131                         break;
1132
1133                 blk_add_trace_bio(q, bio, BLK_TA_BACKMERGE);
1134
1135                 req->biotail->bi_next = bio;
1136                 req->biotail = bio;
1137                 req->nr_sectors = req->hard_nr_sectors += nr_sectors;
1138                 req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, prio);
1139                 drive_stat_acct(req, 0);
1140                 if (!attempt_back_merge(q, req))
1141                         elv_merged_request(q, req, el_ret);
1142                 goto out;
1143
1144         case ELEVATOR_FRONT_MERGE:
1145                 BUG_ON(!rq_mergeable(req));
1146
1147                 if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))
1148                         break;
1149
1150                 blk_add_trace_bio(q, bio, BLK_TA_FRONTMERGE);
1151
1152                 bio->bi_next = req->bio;
1153                 req->bio = bio;
1154
1155                 /*
1156                  * may not be valid. if the low level driver said
1157                  * it didn't need a bounce buffer then it better
1158                  * not touch req->buffer either...
1159                  */
1160                 req->buffer = bio_data(bio);
1161                 req->current_nr_sectors = bio_cur_sectors(bio);
1162                 req->hard_cur_sectors = req->current_nr_sectors;
1163                 req->sector = req->hard_sector = bio->bi_sector;
1164                 req->nr_sectors = req->hard_nr_sectors += nr_sectors;
1165                 req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, prio);
1166                 drive_stat_acct(req, 0);
1167                 if (!attempt_front_merge(q, req))
1168                         elv_merged_request(q, req, el_ret);
1169                 goto out;
1170
1171         /* ELV_NO_MERGE: elevator says don't/can't merge. */
1172         default:
1173                 ;
1174         }
1175
1176 get_rq:
1177         /*
1178          * This sync check and mask will be re-done in init_request_from_bio(),
1179          * but we need to set it earlier to expose the sync flag to the
1180          * rq allocator and io schedulers.
1181          */
1182         rw_flags = bio_data_dir(bio);
1183         if (sync)
1184                 rw_flags |= REQ_RW_SYNC;
1185
1186         /*
1187          * Grab a free request. This is might sleep but can not fail.
1188          * Returns with the queue unlocked.
1189          */
1190         req = get_request_wait(q, rw_flags, bio);
1191
1192         /*
1193          * After dropping the lock and possibly sleeping here, our request
1194          * may now be mergeable after it had proven unmergeable (above).
1195          * We don't worry about that case for efficiency. It won't happen
1196          * often, and the elevators are able to handle it.
1197          */
1198         init_request_from_bio(req, bio);
1199
1200         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1201         if (elv_queue_empty(q))
1202                 blk_plug_device(q);
1203         add_request(q, req);
1204 out:
1205         if (sync)
1206                 __generic_unplug_device(q);
1207
1208         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1209         return 0;
1210
1211 end_io:
1212         bio_endio(bio, err);
1213         return 0;
1214 }
1215
1216 /*
1217  * If bio->bi_dev is a partition, remap the location
1218  */
1219 static inline void blk_partition_remap(struct bio *bio)
1220 {
1221         struct block_device *bdev = bio->bi_bdev;
1222
1223         if (bio_sectors(bio) && bdev != bdev->bd_contains) {
1224                 struct hd_struct *p = bdev->bd_part;
1225
1226                 bio->bi_sector += p->start_sect;
1227                 bio->bi_bdev = bdev->bd_contains;
1228
1229                 blk_add_trace_remap(bdev_get_queue(bio->bi_bdev), bio,
1230                                     bdev->bd_dev, bio->bi_sector,
1231                                     bio->bi_sector - p->start_sect);
1232         }
1233 }
1234
1235 static void handle_bad_sector(struct bio *bio)
1236 {
1237         char b[BDEVNAME_SIZE];
1238
1239         printk(KERN_INFO "attempt to access beyond end of device\n");
1240         printk(KERN_INFO "%s: rw=%ld, want=%Lu, limit=%Lu\n",
1241                         bdevname(bio->bi_bdev, b),
1242                         bio->bi_rw,
1243                         (unsigned long long)bio->bi_sector + bio_sectors(bio),
1244                         (long long)(bio->bi_bdev->bd_inode->i_size >> 9));
1245
1246         set_bit(BIO_EOF, &bio->bi_flags);
1247 }
1248
1249 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1250
1251 static DECLARE_FAULT_ATTR(fail_make_request);
1252
1253 static int __init setup_fail_make_request(char *str)
1254 {
1255         return setup_fault_attr(&fail_make_request, str);
1256 }
1257 __setup("fail_make_request=", setup_fail_make_request);
1258
1259 static int should_fail_request(struct bio *bio)
1260 {
1261         if ((bio->bi_bdev->bd_disk->flags & GENHD_FL_FAIL) ||
1262             (bio->bi_bdev->bd_part && bio->bi_bdev->bd_part->make_it_fail))
1263                 return should_fail(&fail_make_request, bio->bi_size);
1264
1265         return 0;
1266 }
1267
1268 static int __init fail_make_request_debugfs(void)
1269 {
1270         return init_fault_attr_dentries(&fail_make_request,
1271                                         "fail_make_request");
1272 }
1273
1274 late_initcall(fail_make_request_debugfs);
1275
1276 #else /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1277
1278 static inline int should_fail_request(struct bio *bio)
1279 {
1280         return 0;
1281 }
1282
1283 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
1284
1285 /*
1286  * Check whether this bio extends beyond the end of the device.
1287  */
1288 static inline int bio_check_eod(struct bio *bio, unsigned int nr_sectors)
1289 {
1290         sector_t maxsector;
1291
1292         if (!nr_sectors)
1293                 return 0;
1294
1295         /* Test device or partition size, when known. */
1296         maxsector = bio->bi_bdev->bd_inode->i_size >> 9;
1297         if (maxsector) {
1298                 sector_t sector = bio->bi_sector;
1299
1300                 if (maxsector < nr_sectors || maxsector - nr_sectors < sector) {
1301                         /*
1302                          * This may well happen - the kernel calls bread()
1303                          * without checking the size of the device, e.g., when
1304                          * mounting a device.
1305                          */
1306                         handle_bad_sector(bio);
1307                         return 1;
1308                 }
1309         }
1310
1311         return 0;
1312 }
1313
1314 /**
1315  * generic_make_request: hand a buffer to its device driver for I/O
1316  * @bio:  The bio describing the location in memory and on the device.
1317  *
1318  * generic_make_request() is used to make I/O requests of block
1319  * devices. It is passed a &struct bio, which describes the I/O that needs
1320  * to be done.
1321  *
1322  * generic_make_request() does not return any status.  The
1323  * success/failure status of the request, along with notification of
1324  * completion, is delivered asynchronously through the bio->bi_end_io
1325  * function described (one day) else where.
1326  *
1327  * The caller of generic_make_request must make sure that bi_io_vec
1328  * are set to describe the memory buffer, and that bi_dev and bi_sector are
1329  * set to describe the device address, and the
1330  * bi_end_io and optionally bi_private are set to describe how
1331  * completion notification should be signaled.
1332  *
1333  * generic_make_request and the drivers it calls may use bi_next if this
1334  * bio happens to be merged with someone else, and may change bi_dev and
1335  * bi_sector for remaps as it sees fit.  So the values of these fields
1336  * should NOT be depended on after the call to generic_make_request.
1337  */
1338 static inline void __generic_make_request(struct bio *bio)
1339 {
1340         struct request_queue *q;
1341         sector_t old_sector;
1342         int ret, nr_sectors = bio_sectors(bio);
1343         dev_t old_dev;
1344         int err = -EIO;
1345
1346         might_sleep();
1347
1348         if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1349                 goto end_io;
1350
1351         /*
1352          * Resolve the mapping until finished. (drivers are
1353          * still free to implement/resolve their own stacking
1354          * by explicitly returning 0)
1355          *
1356          * NOTE: we don't repeat the blk_size check for each new device.
1357          * Stacking drivers are expected to know what they are doing.
1358          */
1359         old_sector = -1;
1360         old_dev = 0;
1361         do {
1362                 char b[BDEVNAME_SIZE];
1363
1364                 q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
1365                 if (!q) {
1366                         printk(KERN_ERR
1367                                "generic_make_request: Trying to access "
1368                                 "nonexistent block-device %s (%Lu)\n",
1369                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1370                                 (long long) bio->bi_sector);
1371 end_io:
1372                         bio_endio(bio, err);
1373                         break;
1374                 }
1375
1376                 if (unlikely(nr_sectors > q->max_hw_sectors)) {
1377                         printk(KERN_ERR "bio too big device %s (%u > %u)\n",
1378                                 bdevname(bio->bi_bdev, b),
1379                                 bio_sectors(bio),
1380                                 q->max_hw_sectors);
1381                         goto end_io;
1382                 }
1383
1384                 if (unlikely(test_bit(QUEUE_FLAG_DEAD, &q->queue_flags)))
1385                         goto end_io;
1386
1387                 if (should_fail_request(bio))
1388                         goto end_io;
1389
1390                 /*
1391                  * If this device has partitions, remap block n
1392                  * of partition p to block n+start(p) of the disk.
1393                  */
1394                 blk_partition_remap(bio);
1395
1396                 if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio))
1397                         goto end_io;
1398
1399                 if (old_sector != -1)
1400                         blk_add_trace_remap(q, bio, old_dev, bio->bi_sector,
1401                                             old_sector);
1402
1403                 blk_add_trace_bio(q, bio, BLK_TA_QUEUE);
1404
1405                 old_sector = bio->bi_sector;
1406                 old_dev = bio->bi_bdev->bd_dev;
1407
1408                 if (bio_check_eod(bio, nr_sectors))
1409                         goto end_io;
1410                 if (bio_empty_barrier(bio) && !q->prepare_flush_fn) {
1411                         err = -EOPNOTSUPP;
1412                         goto end_io;
1413                 }
1414
1415                 ret = q->make_request_fn(q, bio);
1416         } while (ret);
1417 }
1418
1419 /*
1420  * We only want one ->make_request_fn to be active at a time,
1421  * else stack usage with stacked devices could be a problem.
1422  * So use current->bio_{list,tail} to keep a list of requests
1423  * submited by a make_request_fn function.
1424  * current->bio_tail is also used as a flag to say if
1425  * generic_make_request is currently active in this task or not.
1426  * If it is NULL, then no make_request is active.  If it is non-NULL,
1427  * then a make_request is active, and new requests should be added
1428  * at the tail
1429  */
1430 void generic_make_request(struct bio *bio)
1431 {
1432         if (current->bio_tail) {
1433                 /* make_request is active */
1434                 *(current->bio_tail) = bio;
1435                 bio->bi_next = NULL;
1436                 current->bio_tail = &bio->bi_next;
1437                 return;
1438         }
1439         /* following loop may be a bit non-obvious, and so deserves some
1440          * explanation.
1441          * Before entering the loop, bio->bi_next is NULL (as all callers
1442          * ensure that) so we have a list with a single bio.
1443          * We pretend that we have just taken it off a longer list, so
1444          * we assign bio_list to the next (which is NULL) and bio_tail
1445          * to &bio_list, thus initialising the bio_list of new bios to be
1446          * added.  __generic_make_request may indeed add some more bios
1447          * through a recursive call to generic_make_request.  If it
1448          * did, we find a non-NULL value in bio_list and re-enter the loop
1449          * from the top.  In this case we really did just take the bio
1450          * of the top of the list (no pretending) and so fixup bio_list and
1451          * bio_tail or bi_next, and call into __generic_make_request again.
1452          *
1453          * The loop was structured like this to make only one call to
1454          * __generic_make_request (which is important as it is large and
1455          * inlined) and to keep the structure simple.
1456          */
1457         BUG_ON(bio->bi_next);
1458         do {
1459                 current->bio_list = bio->bi_next;
1460                 if (bio->bi_next == NULL)
1461                         current->bio_tail = &current->bio_list;
1462                 else
1463                         bio->bi_next = NULL;
1464                 __generic_make_request(bio);
1465                 bio = current->bio_list;
1466         } while (bio);
1467         current->bio_tail = NULL; /* deactivate */
1468 }
1469 EXPORT_SYMBOL(generic_make_request);
1470
1471 /**
1472  * submit_bio: submit a bio to the block device layer for I/O
1473  * @rw: whether to %READ or %WRITE, or maybe to %READA (read ahead)
1474  * @bio: The &struct bio which describes the I/O
1475  *
1476  * submit_bio() is very similar in purpose to generic_make_request(), and
1477  * uses that function to do most of the work. Both are fairly rough
1478  * interfaces, @bio must be presetup and ready for I/O.
1479  *
1480  */
1481 void submit_bio(int rw, struct bio *bio)
1482 {
1483         int count = bio_sectors(bio);
1484
1485         bio->bi_rw |= rw;
1486
1487         /*
1488          * If it's a regular read/write or a barrier with data attached,
1489          * go through the normal accounting stuff before submission.
1490          */
1491         if (!bio_empty_barrier(bio)) {
1492
1493                 BIO_BUG_ON(!bio->bi_size);
1494                 BIO_BUG_ON(!bio->bi_io_vec);
1495
1496                 if (rw & WRITE) {
1497                         count_vm_events(PGPGOUT, count);
1498                 } else {
1499                         task_io_account_read(bio->bi_size);
1500                         count_vm_events(PGPGIN, count);
1501                 }
1502
1503                 if (unlikely(block_dump)) {
1504                         char b[BDEVNAME_SIZE];
1505                         printk(KERN_DEBUG "%s(%d): %s block %Lu on %s\n",
1506                         current->comm, task_pid_nr(current),
1507                                 (rw & WRITE) ? "WRITE" : "READ",
1508                                 (unsigned long long)bio->bi_sector,
1509                                 bdevname(bio->bi_bdev, b));
1510                 }
1511         }
1512
1513         generic_make_request(bio);
1514 }
1515 EXPORT_SYMBOL(submit_bio);
1516
1517 /**
1518  * __end_that_request_first - end I/O on a request
1519  * @req:      the request being processed
1520  * @error:    0 for success, < 0 for error
1521  * @nr_bytes: number of bytes to complete
1522  *
1523  * Description:
1524  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @req, and sets it up
1525  *     for the next range of segments (if any) in the cluster.
1526  *
1527  * Return:
1528  *     0 - we are done with this request, call end_that_request_last()
1529  *     1 - still buffers pending for this request
1530  **/
1531 static int __end_that_request_first(struct request *req, int error,
1532                                     int nr_bytes)
1533 {
1534         int total_bytes, bio_nbytes, next_idx = 0;
1535         struct bio *bio;
1536
1537         blk_add_trace_rq(req->q, req, BLK_TA_COMPLETE);
1538
1539         /*
1540          * for a REQ_BLOCK_PC request, we want to carry any eventual
1541          * sense key with us all the way through
1542          */
1543         if (!blk_pc_request(req))
1544                 req->errors = 0;
1545
1546         if (error && (blk_fs_request(req) && !(req->cmd_flags & REQ_QUIET))) {
1547                 printk(KERN_ERR "end_request: I/O error, dev %s, sector %llu\n",
1548                                 req->rq_disk ? req->rq_disk->disk_name : "?",
1549                                 (unsigned long long)req->sector);
1550         }
1551
1552         if (blk_fs_request(req) && req->rq_disk) {
1553                 struct hd_struct *part = get_part(req->rq_disk, req->sector);
1554                 const int rw = rq_data_dir(req);
1555
1556                 all_stat_add(req->rq_disk, part, sectors[rw],
1557                                 nr_bytes >> 9, req->sector);
1558         }
1559
1560         total_bytes = bio_nbytes = 0;
1561         while ((bio = req->bio) != NULL) {
1562                 int nbytes;
1563
1564                 /*
1565                  * For an empty barrier request, the low level driver must
1566                  * store a potential error location in ->sector. We pass
1567                  * that back up in ->bi_sector.
1568                  */
1569                 if (blk_empty_barrier(req))
1570                         bio->bi_sector = req->sector;
1571
1572                 if (nr_bytes >= bio->bi_size) {
1573                         req->bio = bio->bi_next;
1574                         nbytes = bio->bi_size;
1575                         req_bio_endio(req, bio, nbytes, error);
1576                         next_idx = 0;
1577                         bio_nbytes = 0;
1578                 } else {
1579                         int idx = bio->bi_idx + next_idx;
1580
1581                         if (unlikely(bio->bi_idx >= bio->bi_vcnt)) {
1582                                 blk_dump_rq_flags(req, "__end_that");
1583                                 printk(KERN_ERR "%s: bio idx %d >= vcnt %d\n",
1584                                        __func__, bio->bi_idx, bio->bi_vcnt);
1585                                 break;
1586                         }
1587
1588                         nbytes = bio_iovec_idx(bio, idx)->bv_len;
1589                         BIO_BUG_ON(nbytes > bio->bi_size);
1590
1591                         /*
1592                          * not a complete bvec done
1593                          */
1594                         if (unlikely(nbytes > nr_bytes)) {
1595                                 bio_nbytes += nr_bytes;
1596                                 total_bytes += nr_bytes;
1597                                 break;
1598                         }
1599
1600                         /*
1601                          * advance to the next vector
1602                          */
1603                         next_idx++;
1604                         bio_nbytes += nbytes;
1605                 }
1606
1607                 total_bytes += nbytes;
1608                 nr_bytes -= nbytes;
1609
1610                 bio = req->bio;
1611                 if (bio) {
1612                         /*
1613                          * end more in this run, or just return 'not-done'
1614                          */
1615                         if (unlikely(nr_bytes <= 0))
1616                                 break;
1617                 }
1618         }
1619
1620         /*
1621          * completely done
1622          */
1623         if (!req->bio)
1624                 return 0;
1625
1626         /*
1627          * if the request wasn't completed, update state
1628          */
1629         if (bio_nbytes) {
1630                 req_bio_endio(req, bio, bio_nbytes, error);
1631                 bio->bi_idx += next_idx;
1632                 bio_iovec(bio)->bv_offset += nr_bytes;
1633                 bio_iovec(bio)->bv_len -= nr_bytes;
1634         }
1635
1636         blk_recalc_rq_sectors(req, total_bytes >> 9);
1637         blk_recalc_rq_segments(req);
1638         return 1;
1639 }
1640
1641 /*
1642  * splice the completion data to a local structure and hand off to
1643  * process_completion_queue() to complete the requests
1644  */
1645 static void blk_done_softirq(struct softirq_action *h)
1646 {
1647         struct list_head *cpu_list, local_list;
1648
1649         local_irq_disable();
1650         cpu_list = &__get_cpu_var(blk_cpu_done);
1651         list_replace_init(cpu_list, &local_list);
1652         local_irq_enable();
1653
1654         while (!list_empty(&local_list)) {
1655                 struct request *rq;
1656
1657                 rq = list_entry(local_list.next, struct request, donelist);
1658                 list_del_init(&rq->donelist);
1659                 rq->q->softirq_done_fn(rq);
1660         }
1661 }
1662
1663 static int __cpuinit blk_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1664                                     unsigned long action, void *hcpu)
1665 {
1666         /*
1667          * If a CPU goes away, splice its entries to the current CPU
1668          * and trigger a run of the softirq
1669          */
1670         if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN) {
1671                 int cpu = (unsigned long) hcpu;
1672
1673                 local_irq_disable();
1674                 list_splice_init(&per_cpu(blk_cpu_done, cpu),
1675                                  &__get_cpu_var(blk_cpu_done));
1676                 raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
1677                 local_irq_enable();
1678         }
1679
1680         return NOTIFY_OK;
1681 }
1682
1683
1684 static struct notifier_block blk_cpu_notifier __cpuinitdata = {
1685         .notifier_call  = blk_cpu_notify,
1686 };
1687
1688 /**
1689  * blk_complete_request - end I/O on a request
1690  * @req:      the request being processed
1691  *
1692  * Description:
1693  *     Ends all I/O on a request. It does not handle partial completions,
1694  *     unless the driver actually implements this in its completion callback
1695  *     through requeueing. The actual completion happens out-of-order,
1696  *     through a softirq handler. The user must have registered a completion
1697  *     callback through blk_queue_softirq_done().
1698  **/
1699
1700 void blk_complete_request(struct request *req)
1701 {
1702         struct list_head *cpu_list;
1703         unsigned long flags;
1704
1705         BUG_ON(!req->q->softirq_done_fn);
1706
1707         local_irq_save(flags);
1708
1709         cpu_list = &__get_cpu_var(blk_cpu_done);
1710         list_add_tail(&req->donelist, cpu_list);
1711         raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
1712
1713         local_irq_restore(flags);
1714 }
1715 EXPORT_SYMBOL(blk_complete_request);
1716
1717 /*
1718  * queue lock must be held
1719  */
1720 static void end_that_request_last(struct request *req, int error)
1721 {
1722         struct gendisk *disk = req->rq_disk;
1723
1724         if (blk_rq_tagged(req))
1725                 blk_queue_end_tag(req->q, req);
1726
1727         if (blk_queued_rq(req))
1728                 blkdev_dequeue_request(req);
1729
1730         if (unlikely(laptop_mode) && blk_fs_request(req))
1731                 laptop_io_completion();
1732
1733         /*
1734          * Account IO completion.  bar_rq isn't accounted as a normal
1735          * IO on queueing nor completion.  Accounting the containing
1736          * request is enough.
1737          */
1738         if (disk && blk_fs_request(req) && req != &req->q->bar_rq) {
1739                 unsigned long duration = jiffies - req->start_time;
1740                 const int rw = rq_data_dir(req);
1741                 struct hd_struct *part = get_part(disk, req->sector);
1742
1743                 __all_stat_inc(disk, part, ios[rw], req->sector);
1744                 __all_stat_add(disk, part, ticks[rw], duration, req->sector);
1745                 disk_round_stats(disk);
1746                 disk->in_flight--;
1747                 if (part) {
1748                         part_round_stats(part);
1749                         part->in_flight--;
1750                 }
1751         }
1752
1753         if (req->end_io)
1754                 req->end_io(req, error);
1755         else {
1756                 if (blk_bidi_rq(req))
1757                         __blk_put_request(req->next_rq->q, req->next_rq);
1758
1759                 __blk_put_request(req->q, req);
1760         }
1761 }
1762
1763 static inline void __end_request(struct request *rq, int uptodate,
1764                                  unsigned int nr_bytes)
1765 {
1766         int error = 0;
1767
1768         if (uptodate <= 0)
1769                 error = uptodate ? uptodate : -EIO;
1770
1771         __blk_end_request(rq, error, nr_bytes);
1772 }
1773
1774 /**
1775  * blk_rq_bytes - Returns bytes left to complete in the entire request
1776  * @rq: the request being processed
1777  **/
1778 unsigned int blk_rq_bytes(struct request *rq)
1779 {
1780         if (blk_fs_request(rq))
1781                 return rq->hard_nr_sectors << 9;
1782
1783         return rq->data_len;
1784 }
1785 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_bytes);
1786
1787 /**
1788  * blk_rq_cur_bytes - Returns bytes left to complete in the current segment
1789  * @rq: the request being processed
1790  **/
1791 unsigned int blk_rq_cur_bytes(struct request *rq)
1792 {
1793         if (blk_fs_request(rq))
1794                 return rq->current_nr_sectors << 9;
1795
1796         if (rq->bio)
1797                 return rq->bio->bi_size;
1798
1799         return rq->data_len;
1800 }
1801 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_rq_cur_bytes);
1802
1803 /**
1804  * end_queued_request - end all I/O on a queued request
1805  * @rq:         the request being processed
1806  * @uptodate:   error value or 0/1 uptodate flag
1807  *
1808  * Description:
1809  *     Ends all I/O on a request, and removes it from the block layer queues.
1810  *     Not suitable for normal IO completion, unless the driver still has
1811  *     the request attached to the block layer.
1812  *
1813  **/
1814 void end_queued_request(struct request *rq, int uptodate)
1815 {
1816         __end_request(rq, uptodate, blk_rq_bytes(rq));
1817 }
1818 EXPORT_SYMBOL(end_queued_request);
1819
1820 /**
1821  * end_dequeued_request - end all I/O on a dequeued request
1822  * @rq:         the request being processed
1823  * @uptodate:   error value or 0/1 uptodate flag
1824  *
1825  * Description:
1826  *     Ends all I/O on a request. The request must already have been
1827  *     dequeued using blkdev_dequeue_request(), as is normally the case
1828  *     for most drivers.
1829  *
1830  **/
1831 void end_dequeued_request(struct request *rq, int uptodate)
1832 {
1833         __end_request(rq, uptodate, blk_rq_bytes(rq));
1834 }
1835 EXPORT_SYMBOL(end_dequeued_request);
1836
1837
1838 /**
1839  * end_request - end I/O on the current segment of the request
1840  * @req:        the request being processed
1841  * @uptodate:   error value or 0/1 uptodate flag
1842  *
1843  * Description:
1844  *     Ends I/O on the current segment of a request. If that is the only
1845  *     remaining segment, the request is also completed and freed.
1846  *
1847  *     This is a remnant of how older block drivers handled IO completions.
1848  *     Modern drivers typically end IO on the full request in one go, unless
1849  *     they have a residual value to account for. For that case this function
1850  *     isn't really useful, unless the residual just happens to be the
1851  *     full current segment. In other words, don't use this function in new
1852  *     code. Either use end_request_completely(), or the
1853  *     end_that_request_chunk() (along with end_that_request_last()) for
1854  *     partial completions.
1855  *
1856  **/
1857 void end_request(struct request *req, int uptodate)
1858 {
1859         __end_request(req, uptodate, req->hard_cur_sectors << 9);
1860 }
1861 EXPORT_SYMBOL(end_request);
1862
1863 /**
1864  * blk_end_io - Generic end_io function to complete a request.
1865  * @rq:           the request being processed
1866  * @error:        0 for success, < 0 for error
1867  * @nr_bytes:     number of bytes to complete @rq
1868  * @bidi_bytes:   number of bytes to complete @rq->next_rq
1869  * @drv_callback: function called between completion of bios in the request
1870  *                and completion of the request.
1871  *                If the callback returns non 0, this helper returns without
1872  *                completion of the request.
1873  *
1874  * Description:
1875  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
1876  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
1877  *
1878  * Return:
1879  *     0 - we are done with this request
1880  *     1 - this request is not freed yet, it still has pending buffers.
1881  **/
1882 static int blk_end_io(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes,
1883                       unsigned int bidi_bytes,
1884                       int (drv_callback)(struct request *))
1885 {
1886         struct request_queue *q = rq->q;
1887         unsigned long flags = 0UL;
1888
1889         if (blk_fs_request(rq) || blk_pc_request(rq)) {
1890                 if (__end_that_request_first(rq, error, nr_bytes))
1891                         return 1;
1892
1893                 /* Bidi request must be completed as a whole */
1894                 if (blk_bidi_rq(rq) &&
1895                     __end_that_request_first(rq->next_rq, error, bidi_bytes))
1896                         return 1;
1897         }
1898
1899         /* Special feature for tricky drivers */
1900         if (drv_callback && drv_callback(rq))
1901                 return 1;
1902
1903         add_disk_randomness(rq->rq_disk);
1904
1905         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1906         end_that_request_last(rq, error);
1907         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1908
1909         return 0;
1910 }
1911
1912 /**
1913  * blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
1914  * @rq:       the request being processed
1915  * @error:    0 for success, < 0 for error
1916  * @nr_bytes: number of bytes to complete
1917  *
1918  * Description:
1919  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
1920  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
1921  *
1922  * Return:
1923  *     0 - we are done with this request
1924  *     1 - still buffers pending for this request
1925  **/
1926 int blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
1927 {
1928         return blk_end_io(rq, error, nr_bytes, 0, NULL);
1929 }
1930 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request);
1931
1932 /**
1933  * __blk_end_request - Helper function for drivers to complete the request.
1934  * @rq:       the request being processed
1935  * @error:    0 for success, < 0 for error
1936  * @nr_bytes: number of bytes to complete
1937  *
1938  * Description:
1939  *     Must be called with queue lock held unlike blk_end_request().
1940  *
1941  * Return:
1942  *     0 - we are done with this request
1943  *     1 - still buffers pending for this request
1944  **/
1945 int __blk_end_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes)
1946 {
1947         if (blk_fs_request(rq) || blk_pc_request(rq)) {
1948                 if (__end_that_request_first(rq, error, nr_bytes))
1949                         return 1;
1950         }
1951
1952         add_disk_randomness(rq->rq_disk);
1953
1954         end_that_request_last(rq, error);
1955
1956         return 0;
1957 }
1958 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blk_end_request);
1959
1960 /**
1961  * blk_end_bidi_request - Helper function for drivers to complete bidi request.
1962  * @rq:         the bidi request being processed
1963  * @error:      0 for success, < 0 for error
1964  * @nr_bytes:   number of bytes to complete @rq
1965  * @bidi_bytes: number of bytes to complete @rq->next_rq
1966  *
1967  * Description:
1968  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq and @rq->next_rq.
1969  *
1970  * Return:
1971  *     0 - we are done with this request
1972  *     1 - still buffers pending for this request
1973  **/
1974 int blk_end_bidi_request(struct request *rq, int error, unsigned int nr_bytes,
1975                          unsigned int bidi_bytes)
1976 {
1977         return blk_end_io(rq, error, nr_bytes, bidi_bytes, NULL);
1978 }
1979 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_bidi_request);
1980
1981 /**
1982  * blk_end_request_callback - Special helper function for tricky drivers
1983  * @rq:           the request being processed
1984  * @error:        0 for success, < 0 for error
1985  * @nr_bytes:     number of bytes to complete
1986  * @drv_callback: function called between completion of bios in the request
1987  *                and completion of the request.
1988  *                If the callback returns non 0, this helper returns without
1989  *                completion of the request.
1990  *
1991  * Description:
1992  *     Ends I/O on a number of bytes attached to @rq.
1993  *     If @rq has leftover, sets it up for the next range of segments.
1994  *
1995  *     This special helper function is used only for existing tricky drivers.
1996  *     (e.g. cdrom_newpc_intr() of ide-cd)
1997  *     This interface will be removed when such drivers are rewritten.
1998  *     Don't use this interface in other places anymore.
1999  *
2000  * Return:
2001  *     0 - we are done with this request
2002  *     1 - this request is not freed yet.
2003  *         this request still has pending buffers or
2004  *         the driver doesn't want to finish this request yet.
2005  **/
2006 int blk_end_request_callback(struct request *rq, int error,
2007                              unsigned int nr_bytes,
2008                              int (drv_callback)(struct request *))
2009 {
2010         return blk_end_io(rq, error, nr_bytes, 0, drv_callback);
2011 }
2012 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_end_request_callback);
2013
2014 void blk_rq_bio_prep(struct request_queue *q, struct request *rq,
2015                      struct bio *bio)
2016 {
2017         /* first two bits are identical in rq->cmd_flags and bio->bi_rw */
2018         rq->cmd_flags |= (bio->bi_rw & 3);
2019
2020         rq->nr_phys_segments = bio_phys_segments(q, bio);
2021         rq->nr_hw_segments = bio_hw_segments(q, bio);
2022         rq->current_nr_sectors = bio_cur_sectors(bio);
2023         rq->hard_cur_sectors = rq->current_nr_sectors;
2024         rq->hard_nr_sectors = rq->nr_sectors = bio_sectors(bio);
2025         rq->buffer = bio_data(bio);
2026         rq->data_len = bio->bi_size;
2027
2028         rq->bio = rq->biotail = bio;
2029
2030         if (bio->bi_bdev)
2031                 rq->rq_disk = bio->bi_bdev->bd_disk;
2032 }
2033
2034 int kblockd_schedule_work(struct work_struct *work)
2035 {
2036         return queue_work(kblockd_workqueue, work);
2037 }
2038 EXPORT_SYMBOL(kblockd_schedule_work);
2039
2040 void kblockd_flush_work(struct work_struct *work)
2041 {
2042         cancel_work_sync(work);
2043 }
2044 EXPORT_SYMBOL(kblockd_flush_work);
2045
2046 int __init blk_dev_init(void)
2047 {
2048         int i;
2049
2050         kblockd_workqueue = create_workqueue("kblockd");
2051         if (!kblockd_workqueue)
2052                 panic("Failed to create kblockd\n");
2053
2054         request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
2055                         sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
2056
2057         blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("blkdev_queue",
2058                         sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
2059
2060         for_each_possible_cpu(i)
2061                 INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(blk_cpu_done, i));
2062
2063         open_softirq(BLOCK_SOFTIRQ, blk_done_softirq);
2064         register_hotcpu_notifier(&blk_cpu_notifier);
2065
2066         return 0;
2067 }
2068