source: src/linux/universal/linux-4.4/block/blk-mq.c @ 31506

Last change on this file since 31506 was 31506, checked in by brainslayer, 3 months ago

kernel update

File size: 55.5 KB
Line 
1/*
2 * Block multiqueue core code
3 *
4 * Copyright (C) 2013-2014 Jens Axboe
5 * Copyright (C) 2013-2014 Christoph Hellwig
6 */
7#include <linux/kernel.h>
8#include <linux/module.h>
9#include <linux/backing-dev.h>
10#include <linux/bio.h>
11#include <linux/blkdev.h>
12#include <linux/kmemleak.h>
13#include <linux/mm.h>
14#include <linux/init.h>
15#include <linux/slab.h>
16#include <linux/workqueue.h>
17#include <linux/smp.h>
18#include <linux/llist.h>
19#include <linux/list_sort.h>
20#include <linux/cpu.h>
21#include <linux/cache.h>
22#include <linux/sched/sysctl.h>
23#include <linux/delay.h>
24#include <linux/crash_dump.h>
25
26#include <trace/events/block.h>
27
28#include <linux/blk-mq.h>
29#include "blk.h"
30#include "blk-mq.h"
31#include "blk-mq-tag.h"
32
33static DEFINE_MUTEX(all_q_mutex);
34static LIST_HEAD(all_q_list);
35
36static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx);
37
38/*
39 * Check if any of the ctx's have pending work in this hardware queue
40 */
41static bool blk_mq_hctx_has_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
42{
43        unsigned int i;
44
45        for (i = 0; i < hctx->ctx_map.size; i++)
46                if (hctx->ctx_map.map[i].word)
47                        return true;
48
49        return false;
50}
51
52static inline struct blk_align_bitmap *get_bm(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
53                                              struct blk_mq_ctx *ctx)
54{
55        return &hctx->ctx_map.map[ctx->index_hw / hctx->ctx_map.bits_per_word];
56}
57
58#define CTX_TO_BIT(hctx, ctx)   \
59        ((ctx)->index_hw & ((hctx)->ctx_map.bits_per_word - 1))
60
61/*
62 * Mark this ctx as having pending work in this hardware queue
63 */
64static void blk_mq_hctx_mark_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
65                                     struct blk_mq_ctx *ctx)
66{
67        struct blk_align_bitmap *bm = get_bm(hctx, ctx);
68
69        if (!test_bit(CTX_TO_BIT(hctx, ctx), &bm->word))
70                set_bit(CTX_TO_BIT(hctx, ctx), &bm->word);
71}
72
73static void blk_mq_hctx_clear_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
74                                      struct blk_mq_ctx *ctx)
75{
76        struct blk_align_bitmap *bm = get_bm(hctx, ctx);
77
78        clear_bit(CTX_TO_BIT(hctx, ctx), &bm->word);
79}
80
81void blk_mq_freeze_queue_start(struct request_queue *q)
82{
83        int freeze_depth;
84
85        freeze_depth = atomic_inc_return(&q->mq_freeze_depth);
86        if (freeze_depth == 1) {
87                percpu_ref_kill(&q->q_usage_counter);
88                blk_mq_run_hw_queues(q, false);
89        }
90}
91EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_freeze_queue_start);
92
93static void blk_mq_freeze_queue_wait(struct request_queue *q)
94{
95        wait_event(q->mq_freeze_wq, percpu_ref_is_zero(&q->q_usage_counter));
96}
97
98/*
99 * Guarantee no request is in use, so we can change any data structure of
100 * the queue afterward.
101 */
102void blk_freeze_queue(struct request_queue *q)
103{
104        /*
105         * In the !blk_mq case we are only calling this to kill the
106         * q_usage_counter, otherwise this increases the freeze depth
107         * and waits for it to return to zero.  For this reason there is
108         * no blk_unfreeze_queue(), and blk_freeze_queue() is not
109         * exported to drivers as the only user for unfreeze is blk_mq.
110         */
111        blk_mq_freeze_queue_start(q);
112        blk_mq_freeze_queue_wait(q);
113}
114
115void blk_mq_freeze_queue(struct request_queue *q)
116{
117        /*
118         * ...just an alias to keep freeze and unfreeze actions balanced
119         * in the blk_mq_* namespace
120         */
121        blk_freeze_queue(q);
122}
123EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_freeze_queue);
124
125void blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q)
126{
127        int freeze_depth;
128
129        freeze_depth = atomic_dec_return(&q->mq_freeze_depth);
130        WARN_ON_ONCE(freeze_depth < 0);
131        if (!freeze_depth) {
132                percpu_ref_reinit(&q->q_usage_counter);
133                wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
134        }
135}
136EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_unfreeze_queue);
137
138void blk_mq_wake_waiters(struct request_queue *q)
139{
140        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
141        unsigned int i;
142
143        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
144                if (blk_mq_hw_queue_mapped(hctx))
145                        blk_mq_tag_wakeup_all(hctx->tags, true);
146
147        /*
148         * If we are called because the queue has now been marked as
149         * dying, we need to ensure that processes currently waiting on
150         * the queue are notified as well.
151         */
152        wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
153}
154
155bool blk_mq_can_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
156{
157        return blk_mq_has_free_tags(hctx->tags);
158}
159EXPORT_SYMBOL(blk_mq_can_queue);
160
161static void blk_mq_rq_ctx_init(struct request_queue *q, struct blk_mq_ctx *ctx,
162                               struct request *rq, unsigned int rw_flags)
163{
164        if (blk_queue_io_stat(q))
165                rw_flags |= REQ_IO_STAT;
166
167        INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
168        /* csd/requeue_work/fifo_time is initialized before use */
169        rq->q = q;
170        rq->mq_ctx = ctx;
171        rq->cmd_flags |= rw_flags;
172        /* do not touch atomic flags, it needs atomic ops against the timer */
173        rq->cpu = -1;
174        INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
175        RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
176        rq->rq_disk = NULL;
177        rq->part = NULL;
178        rq->start_time = jiffies;
179#ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
180        rq->rl = NULL;
181        set_start_time_ns(rq);
182        rq->io_start_time_ns = 0;
183#endif
184        rq->nr_phys_segments = 0;
185#if defined(CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY)
186        rq->nr_integrity_segments = 0;
187#endif
188        rq->special = NULL;
189        /* tag was already set */
190        rq->errors = 0;
191
192        rq->cmd = rq->__cmd;
193
194        rq->extra_len = 0;
195        rq->sense_len = 0;
196        rq->resid_len = 0;
197        rq->sense = NULL;
198
199        INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
200        rq->timeout = 0;
201
202        rq->end_io = NULL;
203        rq->end_io_data = NULL;
204        rq->next_rq = NULL;
205
206        ctx->rq_dispatched[rw_is_sync(rw_flags)]++;
207}
208
209static struct request *
210__blk_mq_alloc_request(struct blk_mq_alloc_data *data, int rw)
211{
212        struct request *rq;
213        unsigned int tag;
214
215        tag = blk_mq_get_tag(data);
216        if (tag != BLK_MQ_TAG_FAIL) {
217                rq = data->hctx->tags->rqs[tag];
218
219                if (blk_mq_tag_busy(data->hctx)) {
220                        rq->cmd_flags = REQ_MQ_INFLIGHT;
221                        atomic_inc(&data->hctx->nr_active);
222                }
223
224                rq->tag = tag;
225                blk_mq_rq_ctx_init(data->q, data->ctx, rq, rw);
226                return rq;
227        }
228
229        return NULL;
230}
231
232struct request *blk_mq_alloc_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp,
233                bool reserved)
234{
235        struct blk_mq_ctx *ctx;
236        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
237        struct request *rq;
238        struct blk_mq_alloc_data alloc_data;
239        int ret;
240
241        ret = blk_queue_enter(q, gfp);
242        if (ret)
243                return ERR_PTR(ret);
244
245        ctx = blk_mq_get_ctx(q);
246        hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
247        blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q, gfp & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM,
248                        reserved, ctx, hctx);
249
250        rq = __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw);
251        if (!rq && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM)) {
252                __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
253                blk_mq_put_ctx(ctx);
254
255                ctx = blk_mq_get_ctx(q);
256                hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
257                blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q, gfp, reserved, ctx,
258                                hctx);
259                rq =  __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw);
260                ctx = alloc_data.ctx;
261        }
262        blk_mq_put_ctx(ctx);
263        if (!rq) {
264                blk_queue_exit(q);
265                return ERR_PTR(-EWOULDBLOCK);
266        }
267        return rq;
268}
269EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_request);
270
271static void __blk_mq_free_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
272                                  struct blk_mq_ctx *ctx, struct request *rq)
273{
274        const int tag = rq->tag;
275        struct request_queue *q = rq->q;
276
277        if (rq->cmd_flags & REQ_MQ_INFLIGHT)
278                atomic_dec(&hctx->nr_active);
279        rq->cmd_flags = 0;
280
281        clear_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
282        blk_mq_put_tag(hctx, tag, &ctx->last_tag);
283        blk_queue_exit(q);
284}
285
286void blk_mq_free_hctx_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *rq)
287{
288        struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
289
290        ctx->rq_completed[rq_is_sync(rq)]++;
291        __blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
292
293}
294EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_free_hctx_request);
295
296void blk_mq_free_request(struct request *rq)
297{
298        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
299        struct request_queue *q = rq->q;
300
301        hctx = q->mq_ops->map_queue(q, rq->mq_ctx->cpu);
302        blk_mq_free_hctx_request(hctx, rq);
303}
304EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_free_request);
305
306inline void __blk_mq_end_request(struct request *rq, int error)
307{
308        blk_account_io_done(rq);
309
310        if (rq->end_io) {
311                rq->end_io(rq, error);
312        } else {
313                if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
314                        blk_mq_free_request(rq->next_rq);
315                blk_mq_free_request(rq);
316        }
317}
318EXPORT_SYMBOL(__blk_mq_end_request);
319
320void blk_mq_end_request(struct request *rq, int error)
321{
322        if (blk_update_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq)))
323                BUG();
324        __blk_mq_end_request(rq, error);
325}
326EXPORT_SYMBOL(blk_mq_end_request);
327
328static void __blk_mq_complete_request_remote(void *data)
329{
330        struct request *rq = data;
331
332        rq->q->softirq_done_fn(rq);
333}
334
335static void blk_mq_ipi_complete_request(struct request *rq)
336{
337        struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
338        bool shared = false;
339        int cpu;
340
341        if (!test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &rq->q->queue_flags)) {
342                rq->q->softirq_done_fn(rq);
343                return;
344        }
345
346        cpu = get_cpu();
347        if (!test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_FORCE, &rq->q->queue_flags))
348                shared = cpus_share_cache(cpu, ctx->cpu);
349
350        if (cpu != ctx->cpu && !shared && cpu_online(ctx->cpu)) {
351                rq->csd.func = __blk_mq_complete_request_remote;
352                rq->csd.info = rq;
353                rq->csd.flags = 0;
354                smp_call_function_single_async(ctx->cpu, &rq->csd);
355        } else {
356                rq->q->softirq_done_fn(rq);
357        }
358        put_cpu();
359}
360
361static void __blk_mq_complete_request(struct request *rq)
362{
363        struct request_queue *q = rq->q;
364
365        if (!q->softirq_done_fn)
366                blk_mq_end_request(rq, rq->errors);
367        else
368                blk_mq_ipi_complete_request(rq);
369}
370
371/**
372 * blk_mq_complete_request - end I/O on a request
373 * @rq:         the request being processed
374 *
375 * Description:
376 *      Ends all I/O on a request. It does not handle partial completions.
377 *      The actual completion happens out-of-order, through a IPI handler.
378 **/
379void blk_mq_complete_request(struct request *rq, int error)
380{
381        struct request_queue *q = rq->q;
382
383        if (unlikely(blk_should_fake_timeout(q)))
384                return;
385        if (!blk_mark_rq_complete(rq)) {
386                rq->errors = error;
387                __blk_mq_complete_request(rq);
388        }
389}
390EXPORT_SYMBOL(blk_mq_complete_request);
391
392int blk_mq_request_started(struct request *rq)
393{
394        return test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
395}
396EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_request_started);
397
398void blk_mq_start_request(struct request *rq)
399{
400        struct request_queue *q = rq->q;
401
402        trace_block_rq_issue(q, rq);
403
404        rq->resid_len = blk_rq_bytes(rq);
405        if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
406                rq->next_rq->resid_len = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
407
408        blk_add_timer(rq);
409
410        /*
411         * Ensure that ->deadline is visible before set the started
412         * flag and clear the completed flag.
413         */
414        smp_mb__before_atomic();
415
416        /*
417         * Mark us as started and clear complete. Complete might have been
418         * set if requeue raced with timeout, which then marked it as
419         * complete. So be sure to clear complete again when we start
420         * the request, otherwise we'll ignore the completion event.
421         */
422        if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags))
423                set_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
424        if (test_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &rq->atomic_flags))
425                clear_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &rq->atomic_flags);
426
427        if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
428                /*
429                 * Make sure space for the drain appears.  We know we can do
430                 * this because max_hw_segments has been adjusted to be one
431                 * fewer than the device can handle.
432                 */
433                rq->nr_phys_segments++;
434        }
435}
436EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_request);
437
438static void __blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
439{
440        struct request_queue *q = rq->q;
441
442        trace_block_rq_requeue(q, rq);
443
444        if (test_and_clear_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags)) {
445                if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq))
446                        rq->nr_phys_segments--;
447        }
448}
449
450void blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
451{
452        __blk_mq_requeue_request(rq);
453
454        BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
455        blk_mq_add_to_requeue_list(rq, true);
456}
457EXPORT_SYMBOL(blk_mq_requeue_request);
458
459static void blk_mq_requeue_work(struct work_struct *work)
460{
461        struct request_queue *q =
462                container_of(work, struct request_queue, requeue_work);
463        LIST_HEAD(rq_list);
464        struct request *rq, *next;
465        unsigned long flags;
466
467        spin_lock_irqsave(&q->requeue_lock, flags);
468        list_splice_init(&q->requeue_list, &rq_list);
469        spin_unlock_irqrestore(&q->requeue_lock, flags);
470
471        list_for_each_entry_safe(rq, next, &rq_list, queuelist) {
472                if (!(rq->cmd_flags & REQ_SOFTBARRIER))
473                        continue;
474
475                rq->cmd_flags &= ~REQ_SOFTBARRIER;
476                list_del_init(&rq->queuelist);
477                blk_mq_insert_request(rq, true, false, false);
478        }
479
480        while (!list_empty(&rq_list)) {
481                rq = list_entry(rq_list.next, struct request, queuelist);
482                list_del_init(&rq->queuelist);
483                blk_mq_insert_request(rq, false, false, false);
484        }
485
486        /*
487         * Use the start variant of queue running here, so that running
488         * the requeue work will kick stopped queues.
489         */
490        blk_mq_start_hw_queues(q);
491}
492
493void blk_mq_add_to_requeue_list(struct request *rq, bool at_head)
494{
495        struct request_queue *q = rq->q;
496        unsigned long flags;
497
498        /*
499         * We abuse this flag that is otherwise used by the I/O scheduler to
500         * request head insertation from the workqueue.
501         */
502        BUG_ON(rq->cmd_flags & REQ_SOFTBARRIER);
503
504        spin_lock_irqsave(&q->requeue_lock, flags);
505        if (at_head) {
506                rq->cmd_flags |= REQ_SOFTBARRIER;
507                list_add(&rq->queuelist, &q->requeue_list);
508        } else {
509                list_add_tail(&rq->queuelist, &q->requeue_list);
510        }
511        spin_unlock_irqrestore(&q->requeue_lock, flags);
512}
513EXPORT_SYMBOL(blk_mq_add_to_requeue_list);
514
515void blk_mq_cancel_requeue_work(struct request_queue *q)
516{
517        cancel_work_sync(&q->requeue_work);
518}
519EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_cancel_requeue_work);
520
521void blk_mq_kick_requeue_list(struct request_queue *q)
522{
523        kblockd_schedule_work(&q->requeue_work);
524}
525EXPORT_SYMBOL(blk_mq_kick_requeue_list);
526
527void blk_mq_abort_requeue_list(struct request_queue *q)
528{
529        unsigned long flags;
530        LIST_HEAD(rq_list);
531
532        spin_lock_irqsave(&q->requeue_lock, flags);
533        list_splice_init(&q->requeue_list, &rq_list);
534        spin_unlock_irqrestore(&q->requeue_lock, flags);
535
536        while (!list_empty(&rq_list)) {
537                struct request *rq;
538
539                rq = list_first_entry(&rq_list, struct request, queuelist);
540                list_del_init(&rq->queuelist);
541                rq->errors = -EIO;
542                blk_mq_end_request(rq, rq->errors);
543        }
544}
545EXPORT_SYMBOL(blk_mq_abort_requeue_list);
546
547struct request *blk_mq_tag_to_rq(struct blk_mq_tags *tags, unsigned int tag)
548{
549        return tags->rqs[tag];
550}
551EXPORT_SYMBOL(blk_mq_tag_to_rq);
552
553struct blk_mq_timeout_data {
554        unsigned long next;
555        unsigned int next_set;
556};
557
558void blk_mq_rq_timed_out(struct request *req, bool reserved)
559{
560        struct blk_mq_ops *ops = req->q->mq_ops;
561        enum blk_eh_timer_return ret = BLK_EH_RESET_TIMER;
562
563        /*
564         * We know that complete is set at this point. If STARTED isn't set
565         * anymore, then the request isn't active and the "timeout" should
566         * just be ignored. This can happen due to the bitflag ordering.
567         * Timeout first checks if STARTED is set, and if it is, assumes
568         * the request is active. But if we race with completion, then
569         * we both flags will get cleared. So check here again, and ignore
570         * a timeout event with a request that isn't active.
571         */
572        if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &req->atomic_flags))
573                return;
574
575        if (ops->timeout)
576                ret = ops->timeout(req, reserved);
577
578        switch (ret) {
579        case BLK_EH_HANDLED:
580                __blk_mq_complete_request(req);
581                break;
582        case BLK_EH_RESET_TIMER:
583                blk_add_timer(req);
584                blk_clear_rq_complete(req);
585                break;
586        case BLK_EH_NOT_HANDLED:
587                break;
588        default:
589                printk(KERN_ERR "block: bad eh return: %d\n", ret);
590                break;
591        }
592}
593
594static void blk_mq_check_expired(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
595                struct request *rq, void *priv, bool reserved)
596{
597        struct blk_mq_timeout_data *data = priv;
598
599        if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags)) {
600                /*
601                 * If a request wasn't started before the queue was
602                 * marked dying, kill it here or it'll go unnoticed.
603                 */
604                if (unlikely(blk_queue_dying(rq->q))) {
605                        rq->errors = -EIO;
606                        blk_mq_end_request(rq, rq->errors);
607                }
608                return;
609        }
610        if (rq->cmd_flags & REQ_NO_TIMEOUT)
611                return;
612
613        if (time_after_eq(jiffies, rq->deadline)) {
614                if (!blk_mark_rq_complete(rq))
615                        blk_mq_rq_timed_out(rq, reserved);
616        } else if (!data->next_set || time_after(data->next, rq->deadline)) {
617                data->next = rq->deadline;
618                data->next_set = 1;
619        }
620}
621
622static void blk_mq_rq_timer(unsigned long priv)
623{
624        struct request_queue *q = (struct request_queue *)priv;
625        struct blk_mq_timeout_data data = {
626                .next           = 0,
627                .next_set       = 0,
628        };
629        int i;
630
631        blk_mq_queue_tag_busy_iter(q, blk_mq_check_expired, &data);
632
633        if (data.next_set) {
634                data.next = blk_rq_timeout(round_jiffies_up(data.next));
635                mod_timer(&q->timeout, data.next);
636        } else {
637                struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
638
639                queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
640                        /* the hctx may be unmapped, so check it here */
641                        if (blk_mq_hw_queue_mapped(hctx))
642                                blk_mq_tag_idle(hctx);
643                }
644        }
645}
646
647/*
648 * Reverse check our software queue for entries that we could potentially
649 * merge with. Currently includes a hand-wavy stop count of 8, to not spend
650 * too much time checking for merges.
651 */
652static bool blk_mq_attempt_merge(struct request_queue *q,
653                                 struct blk_mq_ctx *ctx, struct bio *bio)
654{
655        struct request *rq;
656        int checked = 8;
657
658        list_for_each_entry_reverse(rq, &ctx->rq_list, queuelist) {
659                int el_ret;
660
661                if (!checked--)
662                        break;
663
664                if (!blk_rq_merge_ok(rq, bio))
665                        continue;
666
667                el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
668                if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
669                        if (bio_attempt_back_merge(q, rq, bio)) {
670                                ctx->rq_merged++;
671                                return true;
672                        }
673                        break;
674                } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
675                        if (bio_attempt_front_merge(q, rq, bio)) {
676                                ctx->rq_merged++;
677                                return true;
678                        }
679                        break;
680                }
681        }
682
683        return false;
684}
685
686/*
687 * Process software queues that have been marked busy, splicing them
688 * to the for-dispatch
689 */
690static void flush_busy_ctxs(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct list_head *list)
691{
692        struct blk_mq_ctx *ctx;
693        int i;
694
695        for (i = 0; i < hctx->ctx_map.size; i++) {
696                struct blk_align_bitmap *bm = &hctx->ctx_map.map[i];
697                unsigned int off, bit;
698
699                if (!bm->word)
700                        continue;
701
702                bit = 0;
703                off = i * hctx->ctx_map.bits_per_word;
704                do {
705                        bit = find_next_bit(&bm->word, bm->depth, bit);
706                        if (bit >= bm->depth)
707                                break;
708
709                        ctx = hctx->ctxs[bit + off];
710                        clear_bit(bit, &bm->word);
711                        spin_lock(&ctx->lock);
712                        list_splice_tail_init(&ctx->rq_list, list);
713                        spin_unlock(&ctx->lock);
714
715                        bit++;
716                } while (1);
717        }
718}
719
720/*
721 * Run this hardware queue, pulling any software queues mapped to it in.
722 * Note that this function currently has various problems around ordering
723 * of IO. In particular, we'd like FIFO behaviour on handling existing
724 * items on the hctx->dispatch list. Ignore that for now.
725 */
726static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
727{
728        struct request_queue *q = hctx->queue;
729        struct request *rq;
730        LIST_HEAD(rq_list);
731        LIST_HEAD(driver_list);
732        struct list_head *dptr;
733        int queued;
734
735        WARN_ON(!cpumask_test_cpu(raw_smp_processor_id(), hctx->cpumask));
736
737        if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state)))
738                return;
739
740        hctx->run++;
741
742        /*
743         * Touch any software queue that has pending entries.
744         */
745        flush_busy_ctxs(hctx, &rq_list);
746
747        /*
748         * If we have previous entries on our dispatch list, grab them
749         * and stuff them at the front for more fair dispatch.
750         */
751        if (!list_empty_careful(&hctx->dispatch)) {
752                spin_lock(&hctx->lock);
753                if (!list_empty(&hctx->dispatch))
754                        list_splice_init(&hctx->dispatch, &rq_list);
755                spin_unlock(&hctx->lock);
756        }
757
758        /*
759         * Start off with dptr being NULL, so we start the first request
760         * immediately, even if we have more pending.
761         */
762        dptr = NULL;
763
764        /*
765         * Now process all the entries, sending them to the driver.
766         */
767        queued = 0;
768        while (!list_empty(&rq_list)) {
769                struct blk_mq_queue_data bd;
770                int ret;
771
772                rq = list_first_entry(&rq_list, struct request, queuelist);
773                list_del_init(&rq->queuelist);
774
775                bd.rq = rq;
776                bd.list = dptr;
777                bd.last = list_empty(&rq_list);
778
779                ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, &bd);
780                switch (ret) {
781                case BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK:
782                        queued++;
783                        break;
784                case BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY:
785                        list_add(&rq->queuelist, &rq_list);
786                        __blk_mq_requeue_request(rq);
787                        break;
788                default:
789                        pr_err("blk-mq: bad return on queue: %d\n", ret);
790                case BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR:
791                        rq->errors = -EIO;
792                        blk_mq_end_request(rq, rq->errors);
793                        break;
794                }
795
796                if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY)
797                        break;
798
799                /*
800                 * We've done the first request. If we have more than 1
801                 * left in the list, set dptr to defer issue.
802                 */
803                if (!dptr && rq_list.next != rq_list.prev)
804                        dptr = &driver_list;
805        }
806
807        if (!queued)
808                hctx->dispatched[0]++;
809        else if (queued < (1 << (BLK_MQ_MAX_DISPATCH_ORDER - 1)))
810                hctx->dispatched[ilog2(queued) + 1]++;
811
812        /*
813         * Any items that need requeuing? Stuff them into hctx->dispatch,
814         * that is where we will continue on next queue run.
815         */
816        if (!list_empty(&rq_list)) {
817                spin_lock(&hctx->lock);
818                list_splice(&rq_list, &hctx->dispatch);
819                spin_unlock(&hctx->lock);
820                /*
821                 * the queue is expected stopped with BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY, but
822                 * it's possible the queue is stopped and restarted again
823                 * before this. Queue restart will dispatch requests. And since
824                 * requests in rq_list aren't added into hctx->dispatch yet,
825                 * the requests in rq_list might get lost.
826                 *
827                 * blk_mq_run_hw_queue() already checks the STOPPED bit
828                 **/
829                blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
830        }
831}
832
833/*
834 * It'd be great if the workqueue API had a way to pass
835 * in a mask and had some smarts for more clever placement.
836 * For now we just round-robin here, switching for every
837 * BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH queued items.
838 */
839static int blk_mq_hctx_next_cpu(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
840{
841        if (hctx->queue->nr_hw_queues == 1)
842                return WORK_CPU_UNBOUND;
843
844        if (--hctx->next_cpu_batch <= 0) {
845                int next_cpu;
846
847                next_cpu = cpumask_next(hctx->next_cpu, hctx->cpumask);
848                if (next_cpu >= nr_cpu_ids)
849                        next_cpu = cpumask_first(hctx->cpumask);
850
851                hctx->next_cpu = next_cpu;
852                hctx->next_cpu_batch = BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH;
853        }
854
855        return hctx->next_cpu;
856}
857
858void blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async)
859{
860        if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state) ||
861            !blk_mq_hw_queue_mapped(hctx)))
862                return;
863
864        if (!async) {
865                int cpu = get_cpu();
866                if (cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask)) {
867                        __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
868                        put_cpu();
869                        return;
870                }
871
872                put_cpu();
873        }
874
875        kblockd_schedule_delayed_work_on(blk_mq_hctx_next_cpu(hctx),
876                        &hctx->run_work, 0);
877}
878
879void blk_mq_run_hw_queues(struct request_queue *q, bool async)
880{
881        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
882        int i;
883
884        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
885                if ((!blk_mq_hctx_has_pending(hctx) &&
886                    list_empty_careful(&hctx->dispatch)) ||
887                    test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
888                        continue;
889
890                blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
891        }
892}
893EXPORT_SYMBOL(blk_mq_run_hw_queues);
894
895void blk_mq_stop_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
896{
897        cancel_delayed_work(&hctx->run_work);
898        cancel_delayed_work(&hctx->delay_work);
899        set_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
900}
901EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queue);
902
903void blk_mq_stop_hw_queues(struct request_queue *q)
904{
905        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
906        int i;
907
908        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
909                blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
910}
911EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queues);
912
913void blk_mq_start_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
914{
915        clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
916
917        blk_mq_run_hw_queue(hctx, false);
918}
919EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queue);
920
921void blk_mq_start_hw_queues(struct request_queue *q)
922{
923        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
924        int i;
925
926        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
927                blk_mq_start_hw_queue(hctx);
928}
929EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queues);
930
931void blk_mq_start_stopped_hw_queues(struct request_queue *q, bool async)
932{
933        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
934        int i;
935
936        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
937                if (!test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
938                        continue;
939
940                clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
941                blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
942        }
943}
944EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_stopped_hw_queues);
945
946static void blk_mq_run_work_fn(struct work_struct *work)
947{
948        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
949
950        hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, run_work.work);
951
952        __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
953}
954
955static void blk_mq_delay_work_fn(struct work_struct *work)
956{
957        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
958
959        hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, delay_work.work);
960
961        if (test_and_clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
962                __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
963}
964
965void blk_mq_delay_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned long msecs)
966{
967        if (unlikely(!blk_mq_hw_queue_mapped(hctx)))
968                return;
969
970        kblockd_schedule_delayed_work_on(blk_mq_hctx_next_cpu(hctx),
971                        &hctx->delay_work, msecs_to_jiffies(msecs));
972}
973EXPORT_SYMBOL(blk_mq_delay_queue);
974
975static inline void __blk_mq_insert_req_list(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
976                                            struct blk_mq_ctx *ctx,
977                                            struct request *rq,
978                                            bool at_head)
979{
980        trace_block_rq_insert(hctx->queue, rq);
981
982        if (at_head)
983                list_add(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
984        else
985                list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
986}
987
988static void __blk_mq_insert_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
989                                    struct request *rq, bool at_head)
990{
991        struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
992
993        __blk_mq_insert_req_list(hctx, ctx, rq, at_head);
994        blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
995}
996
997void blk_mq_insert_request(struct request *rq, bool at_head, bool run_queue,
998                bool async)
999{
1000        struct request_queue *q = rq->q;
1001        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1002        struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx, *current_ctx;
1003
1004        current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
1005        if (!cpu_online(ctx->cpu))
1006                rq->mq_ctx = ctx = current_ctx;
1007
1008        hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
1009
1010        spin_lock(&ctx->lock);
1011        __blk_mq_insert_request(hctx, rq, at_head);
1012        spin_unlock(&ctx->lock);
1013
1014        if (run_queue)
1015                blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
1016
1017        blk_mq_put_ctx(current_ctx);
1018}
1019
1020static void blk_mq_insert_requests(struct request_queue *q,
1021                                     struct blk_mq_ctx *ctx,
1022                                     struct list_head *list,
1023                                     int depth,
1024                                     bool from_schedule)
1025
1026{
1027        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1028        struct blk_mq_ctx *current_ctx;
1029
1030        trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
1031
1032        current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
1033
1034        if (!cpu_online(ctx->cpu))
1035                ctx = current_ctx;
1036        hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
1037
1038        /*
1039         * preemption doesn't flush plug list, so it's possible ctx->cpu is
1040         * offline now
1041         */
1042        spin_lock(&ctx->lock);
1043        while (!list_empty(list)) {
1044                struct request *rq;
1045
1046                rq = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
1047                list_del_init(&rq->queuelist);
1048                rq->mq_ctx = ctx;
1049                __blk_mq_insert_req_list(hctx, ctx, rq, false);
1050        }
1051        blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1052        spin_unlock(&ctx->lock);
1053
1054        blk_mq_run_hw_queue(hctx, from_schedule);
1055        blk_mq_put_ctx(current_ctx);
1056}
1057
1058static int plug_ctx_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1059{
1060        struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
1061        struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
1062
1063        return !(rqa->mq_ctx < rqb->mq_ctx ||
1064                 (rqa->mq_ctx == rqb->mq_ctx &&
1065                  blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
1066}
1067
1068void blk_mq_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1069{
1070        struct blk_mq_ctx *this_ctx;
1071        struct request_queue *this_q;
1072        struct request *rq;
1073        LIST_HEAD(list);
1074        LIST_HEAD(ctx_list);
1075        unsigned int depth;
1076
1077        list_splice_init(&plug->mq_list, &list);
1078
1079        list_sort(NULL, &list, plug_ctx_cmp);
1080
1081        this_q = NULL;
1082        this_ctx = NULL;
1083        depth = 0;
1084
1085        while (!list_empty(&list)) {
1086                rq = list_entry_rq(list.next);
1087                list_del_init(&rq->queuelist);
1088                BUG_ON(!rq->q);
1089                if (rq->mq_ctx != this_ctx) {
1090                        if (this_ctx) {
1091                                blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx,
1092                                                        &ctx_list, depth,
1093                                                        from_schedule);
1094                        }
1095
1096                        this_ctx = rq->mq_ctx;
1097                        this_q = rq->q;
1098                        depth = 0;
1099                }
1100
1101                depth++;
1102                list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx_list);
1103        }
1104
1105        /*
1106         * If 'this_ctx' is set, we know we have entries to complete
1107         * on 'ctx_list'. Do those.
1108         */
1109        if (this_ctx) {
1110                blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx, &ctx_list, depth,
1111                                       from_schedule);
1112        }
1113}
1114
1115static void blk_mq_bio_to_request(struct request *rq, struct bio *bio)
1116{
1117        init_request_from_bio(rq, bio);
1118
1119        if (blk_do_io_stat(rq))
1120                blk_account_io_start(rq, 1);
1121}
1122
1123static inline bool hctx_allow_merges(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1124{
1125        return (hctx->flags & BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE) &&
1126                !blk_queue_nomerges(hctx->queue);
1127}
1128
1129static inline bool blk_mq_merge_queue_io(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1130                                         struct blk_mq_ctx *ctx,
1131                                         struct request *rq, struct bio *bio)
1132{
1133        if (!hctx_allow_merges(hctx) || !bio_mergeable(bio)) {
1134                blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
1135                spin_lock(&ctx->lock);
1136insert_rq:
1137                __blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
1138                spin_unlock(&ctx->lock);
1139                return false;
1140        } else {
1141                struct request_queue *q = hctx->queue;
1142
1143                spin_lock(&ctx->lock);
1144                if (!blk_mq_attempt_merge(q, ctx, bio)) {
1145                        blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
1146                        goto insert_rq;
1147                }
1148
1149                spin_unlock(&ctx->lock);
1150                __blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
1151                return true;
1152        }
1153}
1154
1155struct blk_map_ctx {
1156        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1157        struct blk_mq_ctx *ctx;
1158};
1159
1160static struct request *blk_mq_map_request(struct request_queue *q,
1161                                          struct bio *bio,
1162                                          struct blk_map_ctx *data)
1163{
1164        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1165        struct blk_mq_ctx *ctx;
1166        struct request *rq;
1167        int rw = bio_data_dir(bio);
1168        struct blk_mq_alloc_data alloc_data;
1169
1170        blk_queue_enter_live(q);
1171        ctx = blk_mq_get_ctx(q);
1172        hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
1173
1174        if (rw_is_sync(bio->bi_rw))
1175                rw |= REQ_SYNC;
1176
1177        trace_block_getrq(q, bio, rw);
1178        blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q, GFP_ATOMIC, false, ctx,
1179                        hctx);
1180        rq = __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw);
1181        if (unlikely(!rq)) {
1182                __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
1183                blk_mq_put_ctx(ctx);
1184                trace_block_sleeprq(q, bio, rw);
1185
1186                ctx = blk_mq_get_ctx(q);
1187                hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
1188                blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q,
1189                                __GFP_RECLAIM|__GFP_HIGH, false, ctx, hctx);
1190                rq = __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw);
1191                ctx = alloc_data.ctx;
1192                hctx = alloc_data.hctx;
1193        }
1194
1195        hctx->queued++;
1196        data->hctx = hctx;
1197        data->ctx = ctx;
1198        return rq;
1199}
1200
1201static int blk_mq_direct_issue_request(struct request *rq, blk_qc_t *cookie)
1202{
1203        int ret;
1204        struct request_queue *q = rq->q;
1205        struct blk_mq_hw_ctx *hctx = q->mq_ops->map_queue(q,
1206                        rq->mq_ctx->cpu);
1207        struct blk_mq_queue_data bd = {
1208                .rq = rq,
1209                .list = NULL,
1210                .last = 1
1211        };
1212        blk_qc_t new_cookie = blk_tag_to_qc_t(rq->tag, hctx->queue_num);
1213
1214        /*
1215         * For OK queue, we are done. For error, kill it. Any other
1216         * error (busy), just add it to our list as we previously
1217         * would have done
1218         */
1219        ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, &bd);
1220        if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK) {
1221                *cookie = new_cookie;
1222                return 0;
1223        }
1224
1225        __blk_mq_requeue_request(rq);
1226
1227        if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR) {
1228                *cookie = BLK_QC_T_NONE;
1229                rq->errors = -EIO;
1230                blk_mq_end_request(rq, rq->errors);
1231                return 0;
1232        }
1233
1234        return -1;
1235}
1236
1237/*
1238 * Multiple hardware queue variant. This will not use per-process plugs,
1239 * but will attempt to bypass the hctx queueing if we can go straight to
1240 * hardware for SYNC IO.
1241 */
1242static blk_qc_t blk_mq_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1243{
1244        const int is_sync = rw_is_sync(bio->bi_rw);
1245        const int is_flush_fua = bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA);
1246        struct blk_map_ctx data;
1247        struct request *rq;
1248        unsigned int request_count = 0;
1249        struct blk_plug *plug;
1250        struct request *same_queue_rq = NULL;
1251        blk_qc_t cookie;
1252
1253        blk_queue_bounce(q, &bio);
1254
1255        if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
1256                bio_io_error(bio);
1257                return BLK_QC_T_NONE;
1258        }
1259
1260        blk_queue_split(q, &bio, q->bio_split);
1261
1262        if (!is_flush_fua && !blk_queue_nomerges(q) &&
1263            blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count, &same_queue_rq))
1264                return BLK_QC_T_NONE;
1265
1266        rq = blk_mq_map_request(q, bio, &data);
1267        if (unlikely(!rq))
1268                return BLK_QC_T_NONE;
1269
1270        cookie = blk_tag_to_qc_t(rq->tag, data.hctx->queue_num);
1271
1272        if (unlikely(is_flush_fua)) {
1273                blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
1274                blk_insert_flush(rq);
1275                goto run_queue;
1276        }
1277
1278        plug = current->plug;
1279        /*
1280         * If the driver supports defer issued based on 'last', then
1281         * queue it up like normal since we can potentially save some
1282         * CPU this way.
1283         */
1284        if (((plug && !blk_queue_nomerges(q)) || is_sync) &&
1285            !(data.hctx->flags & BLK_MQ_F_DEFER_ISSUE)) {
1286                struct request *old_rq = NULL;
1287
1288                blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
1289
1290                /*
1291                 * We do limited pluging. If the bio can be merged, do that.
1292                 * Otherwise the existing request in the plug list will be
1293                 * issued. So the plug list will have one request at most
1294                 */
1295                if (plug) {
1296                        /*
1297                         * The plug list might get flushed before this. If that
1298                         * happens, same_queue_rq is invalid and plug list is
1299                         * empty
1300                         */
1301                        if (same_queue_rq && !list_empty(&plug->mq_list)) {
1302                                old_rq = same_queue_rq;
1303                                list_del_init(&old_rq->queuelist);
1304                        }
1305                        list_add_tail(&rq->queuelist, &plug->mq_list);
1306                } else /* is_sync */
1307                        old_rq = rq;
1308                blk_mq_put_ctx(data.ctx);
1309                if (!old_rq)
1310                        goto done;
1311                if (test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &data.hctx->state) ||
1312                    blk_mq_direct_issue_request(old_rq, &cookie) != 0)
1313                        blk_mq_insert_request(old_rq, false, true, true);
1314                goto done;
1315        }
1316
1317        if (!blk_mq_merge_queue_io(data.hctx, data.ctx, rq, bio)) {
1318                /*
1319                 * For a SYNC request, send it to the hardware immediately. For
1320                 * an ASYNC request, just ensure that we run it later on. The
1321                 * latter allows for merging opportunities and more efficient
1322                 * dispatching.
1323                 */
1324run_queue:
1325                blk_mq_run_hw_queue(data.hctx, !is_sync || is_flush_fua);
1326        }
1327        blk_mq_put_ctx(data.ctx);
1328done:
1329        return cookie;
1330}
1331
1332/*
1333 * Single hardware queue variant. This will attempt to use any per-process
1334 * plug for merging and IO deferral.
1335 */
1336static blk_qc_t blk_sq_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1337{
1338        const int is_sync = rw_is_sync(bio->bi_rw);
1339        const int is_flush_fua = bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA);
1340        struct blk_plug *plug;
1341        unsigned int request_count = 0;
1342        struct blk_map_ctx data;
1343        struct request *rq;
1344        blk_qc_t cookie;
1345
1346        blk_queue_bounce(q, &bio);
1347
1348        if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
1349                bio_io_error(bio);
1350                return BLK_QC_T_NONE;
1351        }
1352
1353        blk_queue_split(q, &bio, q->bio_split);
1354
1355        if (!is_flush_fua && !blk_queue_nomerges(q)) {
1356                if (blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count, NULL))
1357                        return BLK_QC_T_NONE;
1358        } else
1359                request_count = blk_plug_queued_count(q);
1360
1361        rq = blk_mq_map_request(q, bio, &data);
1362        if (unlikely(!rq))
1363                return BLK_QC_T_NONE;
1364
1365        cookie = blk_tag_to_qc_t(rq->tag, data.hctx->queue_num);
1366
1367        if (unlikely(is_flush_fua)) {
1368                blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
1369                blk_insert_flush(rq);
1370                goto run_queue;
1371        }
1372
1373        /*
1374         * A task plug currently exists. Since this is completely lockless,
1375         * utilize that to temporarily store requests until the task is
1376         * either done or scheduled away.
1377         */
1378        plug = current->plug;
1379        if (plug) {
1380                blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
1381                if (!request_count)
1382                        trace_block_plug(q);
1383
1384                blk_mq_put_ctx(data.ctx);
1385
1386                if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
1387                        blk_flush_plug_list(plug, false);
1388                        trace_block_plug(q);
1389                }
1390
1391                list_add_tail(&rq->queuelist, &plug->mq_list);
1392                return cookie;
1393        }
1394
1395        if (!blk_mq_merge_queue_io(data.hctx, data.ctx, rq, bio)) {
1396                /*
1397                 * For a SYNC request, send it to the hardware immediately. For
1398                 * an ASYNC request, just ensure that we run it later on. The
1399                 * latter allows for merging opportunities and more efficient
1400                 * dispatching.
1401                 */
1402run_queue:
1403                blk_mq_run_hw_queue(data.hctx, !is_sync || is_flush_fua);
1404        }
1405
1406        blk_mq_put_ctx(data.ctx);
1407        return cookie;
1408}
1409
1410/*
1411 * Default mapping to a software queue, since we use one per CPU.
1412 */
1413struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_map_queue(struct request_queue *q, const int cpu)
1414{
1415        return q->queue_hw_ctx[q->mq_map[cpu]];
1416}
1417EXPORT_SYMBOL(blk_mq_map_queue);
1418
1419static void blk_mq_free_rq_map(struct blk_mq_tag_set *set,
1420                struct blk_mq_tags *tags, unsigned int hctx_idx)
1421{
1422        struct page *page;
1423
1424        if (tags->rqs && set->ops->exit_request) {
1425                int i;
1426
1427                for (i = 0; i < tags->nr_tags; i++) {
1428                        if (!tags->rqs[i])
1429                                continue;
1430                        set->ops->exit_request(set->driver_data, tags->rqs[i],
1431                                                hctx_idx, i);
1432                        tags->rqs[i] = NULL;
1433                }
1434        }
1435
1436        while (!list_empty(&tags->page_list)) {
1437                page = list_first_entry(&tags->page_list, struct page, lru);
1438                list_del_init(&page->lru);
1439                /*
1440                 * Remove kmemleak object previously allocated in
1441                 * blk_mq_init_rq_map().
1442                 */
1443                kmemleak_free(page_address(page));
1444                __free_pages(page, page->private);
1445        }
1446
1447        kfree(tags->rqs);
1448
1449        blk_mq_free_tags(tags);
1450}
1451
1452static size_t order_to_size(unsigned int order)
1453{
1454        return (size_t)PAGE_SIZE << order;
1455}
1456
1457static struct blk_mq_tags *blk_mq_init_rq_map(struct blk_mq_tag_set *set,
1458                unsigned int hctx_idx)
1459{
1460        struct blk_mq_tags *tags;
1461        unsigned int i, j, entries_per_page, max_order = 4;
1462        size_t rq_size, left;
1463
1464        tags = blk_mq_init_tags(set->queue_depth, set->reserved_tags,
1465                                set->numa_node,
1466                                BLK_MQ_FLAG_TO_ALLOC_POLICY(set->flags));
1467        if (!tags)
1468                return NULL;
1469
1470        INIT_LIST_HEAD(&tags->page_list);
1471
1472        tags->rqs = kzalloc_node(set->queue_depth * sizeof(struct request *),
1473                                 GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY,
1474                                 set->numa_node);
1475        if (!tags->rqs) {
1476                blk_mq_free_tags(tags);
1477                return NULL;
1478        }
1479
1480        /*
1481         * rq_size is the size of the request plus driver payload, rounded
1482         * to the cacheline size
1483         */
1484        rq_size = round_up(sizeof(struct request) + set->cmd_size,
1485                                cache_line_size());
1486        left = rq_size * set->queue_depth;
1487
1488        for (i = 0; i < set->queue_depth; ) {
1489                int this_order = max_order;
1490                struct page *page;
1491                int to_do;
1492                void *p;
1493
1494                while (left < order_to_size(this_order - 1) && this_order)
1495                        this_order--;
1496
1497                do {
1498                        page = alloc_pages_node(set->numa_node,
1499                                GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY | __GFP_ZERO,
1500                                this_order);
1501                        if (page)
1502                                break;
1503                        if (!this_order--)
1504                                break;
1505                        if (order_to_size(this_order) < rq_size)
1506                                break;
1507                } while (1);
1508
1509                if (!page)
1510                        goto fail;
1511
1512                page->private = this_order;
1513                list_add_tail(&page->lru, &tags->page_list);
1514
1515                p = page_address(page);
1516                /*
1517                 * Allow kmemleak to scan these pages as they contain pointers
1518                 * to additional allocations like via ops->init_request().
1519                 */
1520                kmemleak_alloc(p, order_to_size(this_order), 1, GFP_KERNEL);
1521                entries_per_page = order_to_size(this_order) / rq_size;
1522                to_do = min(entries_per_page, set->queue_depth - i);
1523                left -= to_do * rq_size;
1524                for (j = 0; j < to_do; j++) {
1525                        tags->rqs[i] = p;
1526                        if (set->ops->init_request) {
1527                                if (set->ops->init_request(set->driver_data,
1528                                                tags->rqs[i], hctx_idx, i,
1529                                                set->numa_node)) {
1530                                        tags->rqs[i] = NULL;
1531                                        goto fail;
1532                                }
1533                        }
1534
1535                        p += rq_size;
1536                        i++;
1537                }
1538        }
1539        return tags;
1540
1541fail:
1542        blk_mq_free_rq_map(set, tags, hctx_idx);
1543        return NULL;
1544}
1545
1546static void blk_mq_free_bitmap(struct blk_mq_ctxmap *bitmap)
1547{
1548        kfree(bitmap->map);
1549}
1550
1551static int blk_mq_alloc_bitmap(struct blk_mq_ctxmap *bitmap, int node)
1552{
1553        unsigned int bpw = 8, total, num_maps, i;
1554
1555        bitmap->bits_per_word = bpw;
1556
1557        num_maps = ALIGN(nr_cpu_ids, bpw) / bpw;
1558        bitmap->map = kzalloc_node(num_maps * sizeof(struct blk_align_bitmap),
1559                                        GFP_KERNEL, node);
1560        if (!bitmap->map)
1561                return -ENOMEM;
1562
1563        total = nr_cpu_ids;
1564        for (i = 0; i < num_maps; i++) {
1565                bitmap->map[i].depth = min(total, bitmap->bits_per_word);
1566                total -= bitmap->map[i].depth;
1567        }
1568
1569        return 0;
1570}
1571
1572static int blk_mq_hctx_cpu_offline(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, int cpu)
1573{
1574        struct request_queue *q = hctx->queue;
1575        struct blk_mq_ctx *ctx;
1576        LIST_HEAD(tmp);
1577
1578        /*
1579         * Move ctx entries to new CPU, if this one is going away.
1580         */
1581        ctx = __blk_mq_get_ctx(q, cpu);
1582
1583        spin_lock(&ctx->lock);
1584        if (!list_empty(&ctx->rq_list)) {
1585                list_splice_init(&ctx->rq_list, &tmp);
1586                blk_mq_hctx_clear_pending(hctx, ctx);
1587        }
1588        spin_unlock(&ctx->lock);
1589
1590        if (list_empty(&tmp))
1591                return NOTIFY_OK;
1592
1593        ctx = blk_mq_get_ctx(q);
1594        spin_lock(&ctx->lock);
1595
1596        while (!list_empty(&tmp)) {
1597                struct request *rq;
1598
1599                rq = list_first_entry(&tmp, struct request, queuelist);
1600                rq->mq_ctx = ctx;
1601                list_move_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
1602        }
1603
1604        hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
1605        blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1606
1607        spin_unlock(&ctx->lock);
1608
1609        blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
1610        blk_mq_put_ctx(ctx);
1611        return NOTIFY_OK;
1612}
1613
1614static int blk_mq_hctx_notify(void *data, unsigned long action,
1615                              unsigned int cpu)
1616{
1617        struct blk_mq_hw_ctx *hctx = data;
1618
1619        if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN)
1620                return blk_mq_hctx_cpu_offline(hctx, cpu);
1621
1622        /*
1623         * In case of CPU online, tags may be reallocated
1624         * in blk_mq_map_swqueue() after mapping is updated.
1625         */
1626
1627        return NOTIFY_OK;
1628}
1629
1630/* hctx->ctxs will be freed in queue's release handler */
1631static void blk_mq_exit_hctx(struct request_queue *q,
1632                struct blk_mq_tag_set *set,
1633                struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned int hctx_idx)
1634{
1635        unsigned flush_start_tag = set->queue_depth;
1636
1637        blk_mq_tag_idle(hctx);
1638
1639        if (set->ops->exit_request)
1640                set->ops->exit_request(set->driver_data,
1641                                       hctx->fq->flush_rq, hctx_idx,
1642                                       flush_start_tag + hctx_idx);
1643
1644        if (set->ops->exit_hctx)
1645                set->ops->exit_hctx(hctx, hctx_idx);
1646
1647        blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1648        blk_free_flush_queue(hctx->fq);
1649        blk_mq_free_bitmap(&hctx->ctx_map);
1650}
1651
1652static void blk_mq_exit_hw_queues(struct request_queue *q,
1653                struct blk_mq_tag_set *set, int nr_queue)
1654{
1655        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1656        unsigned int i;
1657
1658        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1659                if (i == nr_queue)
1660                        break;
1661                blk_mq_exit_hctx(q, set, hctx, i);
1662        }
1663}
1664
1665static void blk_mq_free_hw_queues(struct request_queue *q,
1666                struct blk_mq_tag_set *set)
1667{
1668        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1669        unsigned int i;
1670
1671        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1672                free_cpumask_var(hctx->cpumask);
1673}
1674
1675static int blk_mq_init_hctx(struct request_queue *q,
1676                struct blk_mq_tag_set *set,
1677                struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned hctx_idx)
1678{
1679        int node;
1680        unsigned flush_start_tag = set->queue_depth;
1681
1682        node = hctx->numa_node;
1683        if (node == NUMA_NO_NODE)
1684                node = hctx->numa_node = set->numa_node;
1685
1686        INIT_DELAYED_WORK(&hctx->run_work, blk_mq_run_work_fn);
1687        INIT_DELAYED_WORK(&hctx->delay_work, blk_mq_delay_work_fn);
1688        spin_lock_init(&hctx->lock);
1689        INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch);
1690        hctx->queue = q;
1691        hctx->queue_num = hctx_idx;
1692        hctx->flags = set->flags & ~BLK_MQ_F_TAG_SHARED;
1693
1694        blk_mq_init_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier,
1695                                        blk_mq_hctx_notify, hctx);
1696        blk_mq_register_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1697
1698        hctx->tags = set->tags[hctx_idx];
1699
1700        /*
1701         * Allocate space for all possible cpus to avoid allocation at
1702         * runtime
1703         */
1704        hctx->ctxs = kmalloc_node(nr_cpu_ids * sizeof(void *),
1705                                        GFP_KERNEL, node);
1706        if (!hctx->ctxs)
1707                goto unregister_cpu_notifier;
1708
1709        if (blk_mq_alloc_bitmap(&hctx->ctx_map, node))
1710                goto free_ctxs;
1711
1712        hctx->nr_ctx = 0;
1713
1714        if (set->ops->init_hctx &&
1715            set->ops->init_hctx(hctx, set->driver_data, hctx_idx))
1716                goto free_bitmap;
1717
1718        hctx->fq = blk_alloc_flush_queue(q, hctx->numa_node, set->cmd_size);
1719        if (!hctx->fq)
1720                goto exit_hctx;
1721
1722        if (set->ops->init_request &&
1723            set->ops->init_request(set->driver_data,
1724                                   hctx->fq->flush_rq, hctx_idx,
1725                                   flush_start_tag + hctx_idx, node))
1726                goto free_fq;
1727
1728        return 0;
1729
1730 free_fq:
1731        kfree(hctx->fq);
1732 exit_hctx:
1733        if (set->ops->exit_hctx)
1734                set->ops->exit_hctx(hctx, hctx_idx);
1735 free_bitmap:
1736        blk_mq_free_bitmap(&hctx->ctx_map);
1737 free_ctxs:
1738        kfree(hctx->ctxs);
1739 unregister_cpu_notifier:
1740        blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1741
1742        return -1;
1743}
1744
1745static int blk_mq_init_hw_queues(struct request_queue *q,
1746                struct blk_mq_tag_set *set)
1747{
1748        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1749        unsigned int i;
1750
1751        /*
1752         * Initialize hardware queues
1753         */
1754        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1755                if (blk_mq_init_hctx(q, set, hctx, i))
1756                        break;
1757        }
1758
1759        if (i == q->nr_hw_queues)
1760                return 0;
1761
1762        /*
1763         * Init failed
1764         */
1765        blk_mq_exit_hw_queues(q, set, i);
1766
1767        return 1;
1768}
1769
1770static void blk_mq_init_cpu_queues(struct request_queue *q,
1771                                   unsigned int nr_hw_queues)
1772{
1773        unsigned int i;
1774
1775        for_each_possible_cpu(i) {
1776                struct blk_mq_ctx *__ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
1777                struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1778
1779                memset(__ctx, 0, sizeof(*__ctx));
1780                __ctx->cpu = i;
1781                spin_lock_init(&__ctx->lock);
1782                INIT_LIST_HEAD(&__ctx->rq_list);
1783                __ctx->queue = q;
1784
1785                /* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1786                if (!cpu_online(i))
1787                        continue;
1788
1789                hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1790
1791                /*
1792                 * Set local node, IFF we have more than one hw queue. If
1793                 * not, we remain on the home node of the device
1794                 */
1795                if (nr_hw_queues > 1 && hctx->numa_node == NUMA_NO_NODE)
1796                        hctx->numa_node = cpu_to_node(i);
1797        }
1798}
1799
1800static void blk_mq_map_swqueue(struct request_queue *q,
1801                               const struct cpumask *online_mask)
1802{
1803        unsigned int i;
1804        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1805        struct blk_mq_ctx *ctx;
1806        struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
1807
1808        /*
1809         * Avoid others reading imcomplete hctx->cpumask through sysfs
1810         */
1811        mutex_lock(&q->sysfs_lock);
1812
1813        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1814                cpumask_clear(hctx->cpumask);
1815                hctx->nr_ctx = 0;
1816        }
1817
1818        /*
1819         * Map software to hardware queues
1820         */
1821        queue_for_each_ctx(q, ctx, i) {
1822                /* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1823                if (!cpumask_test_cpu(i, online_mask))
1824                        continue;
1825
1826                hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1827                cpumask_set_cpu(i, hctx->cpumask);
1828                ctx->index_hw = hctx->nr_ctx;
1829                hctx->ctxs[hctx->nr_ctx++] = ctx;
1830        }
1831
1832        mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
1833
1834        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1835                struct blk_mq_ctxmap *map = &hctx->ctx_map;
1836
1837                /*
1838                 * If no software queues are mapped to this hardware queue,
1839                 * disable it and free the request entries.
1840                 */
1841                if (!hctx->nr_ctx) {
1842                        if (set->tags[i]) {
1843                                blk_mq_free_rq_map(set, set->tags[i], i);
1844                                set->tags[i] = NULL;
1845                        }
1846                        hctx->tags = NULL;
1847                        continue;
1848                }
1849
1850                /* unmapped hw queue can be remapped after CPU topo changed */
1851                if (!set->tags[i])
1852                        set->tags[i] = blk_mq_init_rq_map(set, i);
1853                hctx->tags = set->tags[i];
1854                WARN_ON(!hctx->tags);
1855
1856                /*
1857                 * Set the map size to the number of mapped software queues.
1858                 * This is more accurate and more efficient than looping
1859                 * over all possibly mapped software queues.
1860                 */
1861                map->size = DIV_ROUND_UP(hctx->nr_ctx, map->bits_per_word);
1862
1863                /*
1864                 * Initialize batch roundrobin counts
1865                 */
1866                hctx->next_cpu = cpumask_first(hctx->cpumask);
1867                hctx->next_cpu_batch = BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH;
1868        }
1869
1870        queue_for_each_ctx(q, ctx, i) {
1871                if (!cpumask_test_cpu(i, online_mask))
1872                        continue;
1873
1874                hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1875                cpumask_set_cpu(i, hctx->tags->cpumask);
1876        }
1877}
1878
1879static void queue_set_hctx_shared(struct request_queue *q, bool shared)
1880{
1881        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1882        int i;
1883
1884        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1885                if (shared)
1886                        hctx->flags |= BLK_MQ_F_TAG_SHARED;
1887                else
1888                        hctx->flags &= ~BLK_MQ_F_TAG_SHARED;
1889        }
1890}
1891
1892static void blk_mq_update_tag_set_depth(struct blk_mq_tag_set *set, bool shared)
1893{
1894        struct request_queue *q;
1895
1896        list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
1897                blk_mq_freeze_queue(q);
1898                queue_set_hctx_shared(q, shared);
1899                blk_mq_unfreeze_queue(q);
1900        }
1901}
1902
1903static void blk_mq_del_queue_tag_set(struct request_queue *q)
1904{
1905        struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
1906
1907        mutex_lock(&set->tag_list_lock);
1908        list_del_init(&q->tag_set_list);
1909        if (list_is_singular(&set->tag_list)) {
1910                /* just transitioned to unshared */
1911                set->flags &= ~BLK_MQ_F_TAG_SHARED;
1912                /* update existing queue */
1913                blk_mq_update_tag_set_depth(set, false);
1914        }
1915        mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
1916}
1917
1918static void blk_mq_add_queue_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set,
1919                                     struct request_queue *q)
1920{
1921        q->tag_set = set;
1922
1923        mutex_lock(&set->tag_list_lock);
1924
1925        /* Check to see if we're transitioning to shared (from 1 to 2 queues). */
1926        if (!list_empty(&set->tag_list) && !(set->flags & BLK_MQ_F_TAG_SHARED)) {
1927                set->flags |= BLK_MQ_F_TAG_SHARED;
1928                /* update existing queue */
1929                blk_mq_update_tag_set_depth(set, true);
1930        }
1931        if (set->flags & BLK_MQ_F_TAG_SHARED)
1932                queue_set_hctx_shared(q, true);
1933        list_add_tail(&q->tag_set_list, &set->tag_list);
1934
1935        mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
1936}
1937
1938/*
1939 * It is the actual release handler for mq, but we do it from
1940 * request queue's release handler for avoiding use-after-free
1941 * and headache because q->mq_kobj shouldn't have been introduced,
1942 * but we can't group ctx/kctx kobj without it.
1943 */
1944void blk_mq_release(struct request_queue *q)
1945{
1946        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1947        unsigned int i;
1948
1949        /* hctx kobj stays in hctx */
1950        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1951                if (!hctx)
1952                        continue;
1953                kfree(hctx->ctxs);
1954                kfree(hctx);
1955        }
1956
1957        kfree(q->mq_map);
1958        q->mq_map = NULL;
1959
1960        kfree(q->queue_hw_ctx);
1961
1962        /* ctx kobj stays in queue_ctx */
1963        free_percpu(q->queue_ctx);
1964}
1965
1966struct request_queue *blk_mq_init_queue(struct blk_mq_tag_set *set)
1967{
1968        struct request_queue *uninit_q, *q;
1969
1970        uninit_q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, set->numa_node);
1971        if (!uninit_q)
1972                return ERR_PTR(-ENOMEM);
1973
1974        q = blk_mq_init_allocated_queue(set, uninit_q);
1975        if (IS_ERR(q))
1976                blk_cleanup_queue(uninit_q);
1977
1978        return q;
1979}
1980EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_queue);
1981
1982struct request_queue *blk_mq_init_allocated_queue(struct blk_mq_tag_set *set,
1983                                                  struct request_queue *q)
1984{
1985        struct blk_mq_hw_ctx **hctxs;
1986        struct blk_mq_ctx __percpu *ctx;
1987        unsigned int *map;
1988        int i;
1989
1990        ctx = alloc_percpu(struct blk_mq_ctx);
1991        if (!ctx)
1992                return ERR_PTR(-ENOMEM);
1993
1994        hctxs = kmalloc_node(set->nr_hw_queues * sizeof(*hctxs), GFP_KERNEL,
1995                        set->numa_node);
1996
1997        if (!hctxs)
1998                goto err_percpu;
1999
2000        map = blk_mq_make_queue_map(set);
2001        if (!map)
2002                goto err_map;
2003
2004        for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
2005                int node = blk_mq_hw_queue_to_node(map, i);
2006
2007                hctxs[i] = kzalloc_node(sizeof(struct blk_mq_hw_ctx),
2008                                        GFP_KERNEL, node);
2009                if (!hctxs[i])
2010                        goto err_hctxs;
2011
2012                if (!zalloc_cpumask_var_node(&hctxs[i]->cpumask, GFP_KERNEL,
2013                                                node))
2014                        goto err_hctxs;
2015
2016                atomic_set(&hctxs[i]->nr_active, 0);
2017                hctxs[i]->numa_node = node;
2018                hctxs[i]->queue_num = i;
2019        }
2020
2021        setup_timer(&q->timeout, blk_mq_rq_timer, (unsigned long) q);
2022        blk_queue_rq_timeout(q, set->timeout ? set->timeout : 30 * HZ);
2023
2024        q->nr_queues = nr_cpu_ids;
2025        q->nr_hw_queues = set->nr_hw_queues;
2026        q->mq_map = map;
2027
2028        q->queue_ctx = ctx;
2029        q->queue_hw_ctx = hctxs;
2030
2031        q->mq_ops = set->ops;
2032        q->queue_flags |= QUEUE_FLAG_MQ_DEFAULT;
2033
2034        if (!(set->flags & BLK_MQ_F_SG_MERGE))
2035                q->queue_flags |= 1 << QUEUE_FLAG_NO_SG_MERGE;
2036
2037        q->sg_reserved_size = INT_MAX;
2038
2039        INIT_WORK(&q->requeue_work, blk_mq_requeue_work);
2040        INIT_LIST_HEAD(&q->requeue_list);
2041        spin_lock_init(&q->requeue_lock);
2042
2043        if (q->nr_hw_queues > 1)
2044                blk_queue_make_request(q, blk_mq_make_request);
2045        else
2046                blk_queue_make_request(q, blk_sq_make_request);
2047
2048        /*
2049         * Do this after blk_queue_make_request() overrides it...
2050         */
2051        q->nr_requests = set->queue_depth;
2052
2053        if (set->ops->complete)
2054                blk_queue_softirq_done(q, set->ops->complete);
2055
2056        blk_mq_init_cpu_queues(q, set->nr_hw_queues);
2057
2058        if (blk_mq_init_hw_queues(q, set))
2059                goto err_hctxs;
2060
2061        get_online_cpus();
2062        mutex_lock(&all_q_mutex);
2063
2064        list_add_tail(&q->all_q_node, &all_q_list);
2065        blk_mq_add_queue_tag_set(set, q);
2066        blk_mq_map_swqueue(q, cpu_online_mask);
2067
2068        mutex_unlock(&all_q_mutex);
2069        put_online_cpus();
2070
2071        return q;
2072
2073err_hctxs:
2074        kfree(map);
2075        for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
2076                if (!hctxs[i])
2077                        break;
2078                free_cpumask_var(hctxs[i]->cpumask);
2079                kfree(hctxs[i]);
2080        }
2081err_map:
2082        kfree(hctxs);
2083err_percpu:
2084        free_percpu(ctx);
2085        return ERR_PTR(-ENOMEM);
2086}
2087EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_allocated_queue);
2088
2089void blk_mq_free_queue(struct request_queue *q)
2090{
2091        struct blk_mq_tag_set   *set = q->tag_set;
2092
2093        mutex_lock(&all_q_mutex);
2094        list_del_init(&q->all_q_node);
2095        mutex_unlock(&all_q_mutex);
2096
2097        blk_mq_del_queue_tag_set(q);
2098
2099        blk_mq_exit_hw_queues(q, set, set->nr_hw_queues);
2100        blk_mq_free_hw_queues(q, set);
2101}
2102
2103/* Basically redo blk_mq_init_queue with queue frozen */
2104static void blk_mq_queue_reinit(struct request_queue *q,
2105                                const struct cpumask *online_mask)
2106{
2107        WARN_ON_ONCE(!atomic_read(&q->mq_freeze_depth));
2108
2109        blk_mq_sysfs_unregister(q);
2110
2111        blk_mq_update_queue_map(q->mq_map, q->nr_hw_queues, online_mask);
2112
2113        /*
2114         * redo blk_mq_init_cpu_queues and blk_mq_init_hw_queues. FIXME: maybe
2115         * we should change hctx numa_node according to new topology (this
2116         * involves free and re-allocate memory, worthy doing?)
2117         */
2118
2119        blk_mq_map_swqueue(q, online_mask);
2120
2121        blk_mq_sysfs_register(q);
2122}
2123
2124static int blk_mq_queue_reinit_notify(struct notifier_block *nb,
2125                                      unsigned long action, void *hcpu)
2126{
2127        struct request_queue *q;
2128        int cpu = (unsigned long)hcpu;
2129        /*
2130         * New online cpumask which is going to be set in this hotplug event.
2131         * Declare this cpumasks as global as cpu-hotplug operation is invoked
2132         * one-by-one and dynamically allocating this could result in a failure.
2133         */
2134        static struct cpumask online_new;
2135
2136        /*
2137         * Before hotadded cpu starts handling requests, new mappings must
2138         * be established.  Otherwise, these requests in hw queue might
2139         * never be dispatched.
2140         *
2141         * For example, there is a single hw queue (hctx) and two CPU queues
2142         * (ctx0 for CPU0, and ctx1 for CPU1).
2143         *
2144         * Now CPU1 is just onlined and a request is inserted into
2145         * ctx1->rq_list and set bit0 in pending bitmap as ctx1->index_hw is
2146         * still zero.
2147         *
2148         * And then while running hw queue, flush_busy_ctxs() finds bit0 is
2149         * set in pending bitmap and tries to retrieve requests in
2150         * hctx->ctxs[0]->rq_list.  But htx->ctxs[0] is a pointer to ctx0,
2151         * so the request in ctx1->rq_list is ignored.
2152         */
2153        switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
2154        case CPU_DEAD:
2155        case CPU_UP_CANCELED:
2156                cpumask_copy(&online_new, cpu_online_mask);
2157                break;
2158        case CPU_UP_PREPARE:
2159                cpumask_copy(&online_new, cpu_online_mask);
2160                cpumask_set_cpu(cpu, &online_new);
2161                break;
2162        default:
2163                return NOTIFY_OK;
2164        }
2165
2166        mutex_lock(&all_q_mutex);
2167
2168        /*
2169         * We need to freeze and reinit all existing queues.  Freezing
2170         * involves synchronous wait for an RCU grace period and doing it
2171         * one by one may take a long time.  Start freezing all queues in
2172         * one swoop and then wait for the completions so that freezing can
2173         * take place in parallel.
2174         */
2175        list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
2176                blk_mq_freeze_queue_start(q);
2177        list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node) {
2178                blk_mq_freeze_queue_wait(q);
2179
2180                /*
2181                 * timeout handler can't touch hw queue during the
2182                 * reinitialization
2183                 */
2184                del_timer_sync(&q->timeout);
2185        }
2186
2187        list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
2188                blk_mq_queue_reinit(q, &online_new);
2189
2190        list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
2191                blk_mq_unfreeze_queue(q);
2192
2193        mutex_unlock(&all_q_mutex);
2194        return NOTIFY_OK;
2195}
2196
2197static int __blk_mq_alloc_rq_maps(struct blk_mq_tag_set *set)
2198{
2199        int i;
2200
2201        for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
2202                set->tags[i] = blk_mq_init_rq_map(set, i);
2203                if (!set->tags[i])
2204                        goto out_unwind;
2205        }
2206
2207        return 0;
2208
2209out_unwind:
2210        while (--i >= 0)
2211                blk_mq_free_rq_map(set, set->tags[i], i);
2212
2213        return -ENOMEM;
2214}
2215
2216/*
2217 * Allocate the request maps associated with this tag_set. Note that this
2218 * may reduce the depth asked for, if memory is tight. set->queue_depth
2219 * will be updated to reflect the allocated depth.
2220 */
2221static int blk_mq_alloc_rq_maps(struct blk_mq_tag_set *set)
2222{
2223        unsigned int depth;
2224        int err;
2225
2226        depth = set->queue_depth;
2227        do {
2228                err = __blk_mq_alloc_rq_maps(set);
2229                if (!err)
2230                        break;
2231
2232                set->queue_depth >>= 1;
2233                if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN) {
2234                        err = -ENOMEM;
2235                        break;
2236                }
2237        } while (set->queue_depth);
2238
2239        if (!set->queue_depth || err) {
2240                pr_err("blk-mq: failed to allocate request map\n");
2241                return -ENOMEM;
2242        }
2243
2244        if (depth != set->queue_depth)
2245                pr_info("blk-mq: reduced tag depth (%u -> %u)\n",
2246                                                depth, set->queue_depth);
2247
2248        return 0;
2249}
2250
2251struct cpumask *blk_mq_tags_cpumask(struct blk_mq_tags *tags)
2252{
2253        return tags->cpumask;
2254}
2255EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_tags_cpumask);
2256
2257/*
2258 * Alloc a tag set to be associated with one or more request queues.
2259 * May fail with EINVAL for various error conditions. May adjust the
2260 * requested depth down, if if it too large. In that case, the set
2261 * value will be stored in set->queue_depth.
2262 */
2263int blk_mq_alloc_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
2264{
2265        BUILD_BUG_ON(BLK_MQ_MAX_DEPTH > 1 << BLK_MQ_UNIQUE_TAG_BITS);
2266
2267        if (!set->nr_hw_queues)
2268                return -EINVAL;
2269        if (!set->queue_depth)
2270                return -EINVAL;
2271        if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN)
2272                return -EINVAL;
2273
2274        if (!set->ops->queue_rq || !set->ops->map_queue)
2275                return -EINVAL;
2276
2277        if (set->queue_depth > BLK_MQ_MAX_DEPTH) {
2278                pr_info("blk-mq: reduced tag depth to %u\n",
2279                        BLK_MQ_MAX_DEPTH);
2280                set->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
2281        }
2282
2283        /*
2284         * If a crashdump is active, then we are potentially in a very
2285         * memory constrained environment. Limit us to 1 queue and
2286         * 64 tags to prevent using too much memory.
2287         */
2288        if (is_kdump_kernel()) {
2289                set->nr_hw_queues = 1;
2290                set->queue_depth = min(64U, set->queue_depth);
2291        }
2292
2293        set->tags = kmalloc_node(set->nr_hw_queues *
2294                                 sizeof(struct blk_mq_tags *),
2295                                 GFP_KERNEL, set->numa_node);
2296        if (!set->tags)
2297                return -ENOMEM;
2298
2299        if (blk_mq_alloc_rq_maps(set))
2300                goto enomem;
2301
2302        mutex_init(&set->tag_list_lock);
2303        INIT_LIST_HEAD(&set->tag_list);
2304
2305        return 0;
2306enomem:
2307        kfree(set->tags);
2308        set->tags = NULL;
2309        return -ENOMEM;
2310}
2311EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_tag_set);
2312
2313void blk_mq_free_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
2314{
2315        int i;
2316
2317        for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
2318                if (set->tags[i])
2319                        blk_mq_free_rq_map(set, set->tags[i], i);
2320        }
2321
2322        kfree(set->tags);
2323        set->tags = NULL;
2324}
2325EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_tag_set);
2326
2327int blk_mq_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
2328{
2329        struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
2330        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2331        int i, ret;
2332
2333        if (!set || nr > set->queue_depth)
2334                return -EINVAL;
2335
2336        ret = 0;
2337        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2338                ret = blk_mq_tag_update_depth(hctx->tags, nr);
2339                if (ret)
2340                        break;
2341        }
2342
2343        if (!ret)
2344                q->nr_requests = nr;
2345
2346        return ret;
2347}
2348
2349void blk_mq_disable_hotplug(void)
2350{
2351        mutex_lock(&all_q_mutex);
2352}
2353
2354void blk_mq_enable_hotplug(void)
2355{
2356        mutex_unlock(&all_q_mutex);
2357}
2358
2359static int __init blk_mq_init(void)
2360{
2361        blk_mq_cpu_init();
2362
2363        hotcpu_notifier(blk_mq_queue_reinit_notify, 0);
2364
2365        return 0;
2366}
2367subsys_initcall(blk_mq_init);
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.