source: src/linux/universal/linux-4.9/block/blk-mq.c @ 31884

Last change on this file since 31884 was 31884, checked in by brainslayer, 6 weeks ago

update kernels

File size: 56.3 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#include <linux/prefetch.h>
26
27#include <trace/events/block.h>
28
29#include <linux/blk-mq.h>
30#include "blk.h"
31#include "blk-mq.h"
32#include "blk-mq-tag.h"
33
34static DEFINE_MUTEX(all_q_mutex);
35static LIST_HEAD(all_q_list);
36
37/*
38 * Check if any of the ctx's have pending work in this hardware queue
39 */
40static bool blk_mq_hctx_has_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
41{
42        return sbitmap_any_bit_set(&hctx->ctx_map);
43}
44
45/*
46 * Mark this ctx as having pending work in this hardware queue
47 */
48static void blk_mq_hctx_mark_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
49                                     struct blk_mq_ctx *ctx)
50{
51        if (!sbitmap_test_bit(&hctx->ctx_map, ctx->index_hw))
52                sbitmap_set_bit(&hctx->ctx_map, ctx->index_hw);
53}
54
55static void blk_mq_hctx_clear_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
56                                      struct blk_mq_ctx *ctx)
57{
58        sbitmap_clear_bit(&hctx->ctx_map, ctx->index_hw);
59}
60
61void blk_mq_freeze_queue_start(struct request_queue *q)
62{
63        int freeze_depth;
64
65        freeze_depth = atomic_inc_return(&q->mq_freeze_depth);
66        if (freeze_depth == 1) {
67                percpu_ref_kill(&q->q_usage_counter);
68                blk_mq_run_hw_queues(q, false);
69        }
70}
71EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_freeze_queue_start);
72
73static void blk_mq_freeze_queue_wait(struct request_queue *q)
74{
75        wait_event(q->mq_freeze_wq, percpu_ref_is_zero(&q->q_usage_counter));
76}
77
78/*
79 * Guarantee no request is in use, so we can change any data structure of
80 * the queue afterward.
81 */
82void blk_freeze_queue(struct request_queue *q)
83{
84        /*
85         * In the !blk_mq case we are only calling this to kill the
86         * q_usage_counter, otherwise this increases the freeze depth
87         * and waits for it to return to zero.  For this reason there is
88         * no blk_unfreeze_queue(), and blk_freeze_queue() is not
89         * exported to drivers as the only user for unfreeze is blk_mq.
90         */
91        blk_mq_freeze_queue_start(q);
92        blk_mq_freeze_queue_wait(q);
93}
94
95void blk_mq_freeze_queue(struct request_queue *q)
96{
97        /*
98         * ...just an alias to keep freeze and unfreeze actions balanced
99         * in the blk_mq_* namespace
100         */
101        blk_freeze_queue(q);
102}
103EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_freeze_queue);
104
105void blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q)
106{
107        int freeze_depth;
108
109        freeze_depth = atomic_dec_return(&q->mq_freeze_depth);
110        WARN_ON_ONCE(freeze_depth < 0);
111        if (!freeze_depth) {
112                percpu_ref_reinit(&q->q_usage_counter);
113                wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
114        }
115}
116EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_unfreeze_queue);
117
118void blk_mq_wake_waiters(struct request_queue *q)
119{
120        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
121        unsigned int i;
122
123        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
124                if (blk_mq_hw_queue_mapped(hctx))
125                        blk_mq_tag_wakeup_all(hctx->tags, true);
126
127        /*
128         * If we are called because the queue has now been marked as
129         * dying, we need to ensure that processes currently waiting on
130         * the queue are notified as well.
131         */
132        wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
133}
134
135bool blk_mq_can_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
136{
137        return blk_mq_has_free_tags(hctx->tags);
138}
139EXPORT_SYMBOL(blk_mq_can_queue);
140
141static void blk_mq_rq_ctx_init(struct request_queue *q, struct blk_mq_ctx *ctx,
142                               struct request *rq, int op,
143                               unsigned int op_flags)
144{
145        if (blk_queue_io_stat(q))
146                op_flags |= REQ_IO_STAT;
147
148        INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
149        /* csd/requeue_work/fifo_time is initialized before use */
150        rq->q = q;
151        rq->mq_ctx = ctx;
152        req_set_op_attrs(rq, op, op_flags);
153        /* do not touch atomic flags, it needs atomic ops against the timer */
154        rq->cpu = -1;
155        INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
156        RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
157        rq->rq_disk = NULL;
158        rq->part = NULL;
159        rq->start_time = jiffies;
160#ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
161        rq->rl = NULL;
162        set_start_time_ns(rq);
163        rq->io_start_time_ns = 0;
164#endif
165        rq->nr_phys_segments = 0;
166#if defined(CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY)
167        rq->nr_integrity_segments = 0;
168#endif
169        rq->special = NULL;
170        /* tag was already set */
171        rq->errors = 0;
172
173        rq->cmd = rq->__cmd;
174
175        rq->extra_len = 0;
176        rq->sense_len = 0;
177        rq->resid_len = 0;
178        rq->sense = NULL;
179
180        INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
181        rq->timeout = 0;
182
183        rq->end_io = NULL;
184        rq->end_io_data = NULL;
185        rq->next_rq = NULL;
186
187        ctx->rq_dispatched[rw_is_sync(op, op_flags)]++;
188}
189
190static struct request *
191__blk_mq_alloc_request(struct blk_mq_alloc_data *data, int op, int op_flags)
192{
193        struct request *rq;
194        unsigned int tag;
195
196        tag = blk_mq_get_tag(data);
197        if (tag != BLK_MQ_TAG_FAIL) {
198                rq = data->hctx->tags->rqs[tag];
199
200                if (blk_mq_tag_busy(data->hctx)) {
201                        rq->cmd_flags = REQ_MQ_INFLIGHT;
202                        atomic_inc(&data->hctx->nr_active);
203                }
204
205                rq->tag = tag;
206                blk_mq_rq_ctx_init(data->q, data->ctx, rq, op, op_flags);
207                return rq;
208        }
209
210        return NULL;
211}
212
213struct request *blk_mq_alloc_request(struct request_queue *q, int rw,
214                unsigned int flags)
215{
216        struct blk_mq_ctx *ctx;
217        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
218        struct request *rq;
219        struct blk_mq_alloc_data alloc_data;
220        int ret;
221
222        ret = blk_queue_enter(q, flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT);
223        if (ret)
224                return ERR_PTR(ret);
225
226        ctx = blk_mq_get_ctx(q);
227        hctx = blk_mq_map_queue(q, ctx->cpu);
228        blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q, flags, ctx, hctx);
229        rq = __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw, 0);
230        blk_mq_put_ctx(ctx);
231
232        if (!rq) {
233                blk_queue_exit(q);
234                return ERR_PTR(-EWOULDBLOCK);
235        }
236
237        rq->__data_len = 0;
238        rq->__sector = (sector_t) -1;
239        rq->bio = rq->biotail = NULL;
240        return rq;
241}
242EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_request);
243
244struct request *blk_mq_alloc_request_hctx(struct request_queue *q, int rw,
245                unsigned int flags, unsigned int hctx_idx)
246{
247        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
248        struct blk_mq_ctx *ctx;
249        struct request *rq;
250        struct blk_mq_alloc_data alloc_data;
251        int ret;
252
253        /*
254         * If the tag allocator sleeps we could get an allocation for a
255         * different hardware context.  No need to complicate the low level
256         * allocator for this for the rare use case of a command tied to
257         * a specific queue.
258         */
259        if (WARN_ON_ONCE(!(flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)))
260                return ERR_PTR(-EINVAL);
261
262        if (hctx_idx >= q->nr_hw_queues)
263                return ERR_PTR(-EIO);
264
265        ret = blk_queue_enter(q, true);
266        if (ret)
267                return ERR_PTR(ret);
268
269        /*
270         * Check if the hardware context is actually mapped to anything.
271         * If not tell the caller that it should skip this queue.
272         */
273        hctx = q->queue_hw_ctx[hctx_idx];
274        if (!blk_mq_hw_queue_mapped(hctx)) {
275                ret = -EXDEV;
276                goto out_queue_exit;
277        }
278        ctx = __blk_mq_get_ctx(q, cpumask_first(hctx->cpumask));
279
280        blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q, flags, ctx, hctx);
281        rq = __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw, 0);
282        if (!rq) {
283                ret = -EWOULDBLOCK;
284                goto out_queue_exit;
285        }
286
287        return rq;
288
289out_queue_exit:
290        blk_queue_exit(q);
291        return ERR_PTR(ret);
292}
293EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_alloc_request_hctx);
294
295static void __blk_mq_free_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
296                                  struct blk_mq_ctx *ctx, struct request *rq)
297{
298        const int tag = rq->tag;
299        struct request_queue *q = rq->q;
300
301        if (rq->cmd_flags & REQ_MQ_INFLIGHT)
302                atomic_dec(&hctx->nr_active);
303        rq->cmd_flags = 0;
304
305        clear_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
306        blk_mq_put_tag(hctx, ctx, tag);
307        blk_queue_exit(q);
308}
309
310void blk_mq_free_hctx_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *rq)
311{
312        struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
313
314        ctx->rq_completed[rq_is_sync(rq)]++;
315        __blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
316
317}
318EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_free_hctx_request);
319
320void blk_mq_free_request(struct request *rq)
321{
322        blk_mq_free_hctx_request(blk_mq_map_queue(rq->q, rq->mq_ctx->cpu), rq);
323}
324EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_free_request);
325
326inline void __blk_mq_end_request(struct request *rq, int error)
327{
328        blk_account_io_done(rq);
329
330        if (rq->end_io) {
331                rq->end_io(rq, error);
332        } else {
333                if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
334                        blk_mq_free_request(rq->next_rq);
335                blk_mq_free_request(rq);
336        }
337}
338EXPORT_SYMBOL(__blk_mq_end_request);
339
340void blk_mq_end_request(struct request *rq, int error)
341{
342        if (blk_update_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq)))
343                BUG();
344        __blk_mq_end_request(rq, error);
345}
346EXPORT_SYMBOL(blk_mq_end_request);
347
348static void __blk_mq_complete_request_remote(void *data)
349{
350        struct request *rq = data;
351
352        rq->q->softirq_done_fn(rq);
353}
354
355static void blk_mq_ipi_complete_request(struct request *rq)
356{
357        struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
358        bool shared = false;
359        int cpu;
360
361        if (!test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &rq->q->queue_flags)) {
362                rq->q->softirq_done_fn(rq);
363                return;
364        }
365
366        cpu = get_cpu();
367        if (!test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_FORCE, &rq->q->queue_flags))
368                shared = cpus_share_cache(cpu, ctx->cpu);
369
370        if (cpu != ctx->cpu && !shared && cpu_online(ctx->cpu)) {
371                rq->csd.func = __blk_mq_complete_request_remote;
372                rq->csd.info = rq;
373                rq->csd.flags = 0;
374                smp_call_function_single_async(ctx->cpu, &rq->csd);
375        } else {
376                rq->q->softirq_done_fn(rq);
377        }
378        put_cpu();
379}
380
381static void __blk_mq_complete_request(struct request *rq)
382{
383        struct request_queue *q = rq->q;
384
385        if (!q->softirq_done_fn)
386                blk_mq_end_request(rq, rq->errors);
387        else
388                blk_mq_ipi_complete_request(rq);
389}
390
391/**
392 * blk_mq_complete_request - end I/O on a request
393 * @rq:         the request being processed
394 *
395 * Description:
396 *      Ends all I/O on a request. It does not handle partial completions.
397 *      The actual completion happens out-of-order, through a IPI handler.
398 **/
399void blk_mq_complete_request(struct request *rq, int error)
400{
401        struct request_queue *q = rq->q;
402
403        if (unlikely(blk_should_fake_timeout(q)))
404                return;
405        if (!blk_mark_rq_complete(rq)) {
406                rq->errors = error;
407                __blk_mq_complete_request(rq);
408        }
409}
410EXPORT_SYMBOL(blk_mq_complete_request);
411
412int blk_mq_request_started(struct request *rq)
413{
414        return test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
415}
416EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_request_started);
417
418void blk_mq_start_request(struct request *rq)
419{
420        struct request_queue *q = rq->q;
421
422        trace_block_rq_issue(q, rq);
423
424        rq->resid_len = blk_rq_bytes(rq);
425        if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
426                rq->next_rq->resid_len = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
427
428        blk_add_timer(rq);
429
430        /*
431         * Ensure that ->deadline is visible before set the started
432         * flag and clear the completed flag.
433         */
434        smp_mb__before_atomic();
435
436        /*
437         * Mark us as started and clear complete. Complete might have been
438         * set if requeue raced with timeout, which then marked it as
439         * complete. So be sure to clear complete again when we start
440         * the request, otherwise we'll ignore the completion event.
441         */
442        if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags))
443                set_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
444        if (test_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &rq->atomic_flags))
445                clear_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &rq->atomic_flags);
446
447        if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
448                /*
449                 * Make sure space for the drain appears.  We know we can do
450                 * this because max_hw_segments has been adjusted to be one
451                 * fewer than the device can handle.
452                 */
453                rq->nr_phys_segments++;
454        }
455}
456EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_request);
457
458static void __blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
459{
460        struct request_queue *q = rq->q;
461
462        trace_block_rq_requeue(q, rq);
463
464        if (test_and_clear_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags)) {
465                if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq))
466                        rq->nr_phys_segments--;
467        }
468}
469
470void blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
471{
472        __blk_mq_requeue_request(rq);
473
474        BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
475        blk_mq_add_to_requeue_list(rq, true);
476}
477EXPORT_SYMBOL(blk_mq_requeue_request);
478
479static void blk_mq_requeue_work(struct work_struct *work)
480{
481        struct request_queue *q =
482                container_of(work, struct request_queue, requeue_work.work);
483        LIST_HEAD(rq_list);
484        struct request *rq, *next;
485        unsigned long flags;
486
487        spin_lock_irqsave(&q->requeue_lock, flags);
488        list_splice_init(&q->requeue_list, &rq_list);
489        spin_unlock_irqrestore(&q->requeue_lock, flags);
490
491        list_for_each_entry_safe(rq, next, &rq_list, queuelist) {
492                if (!(rq->cmd_flags & REQ_SOFTBARRIER))
493                        continue;
494
495                rq->cmd_flags &= ~REQ_SOFTBARRIER;
496                list_del_init(&rq->queuelist);
497                blk_mq_insert_request(rq, true, false, false);
498        }
499
500        while (!list_empty(&rq_list)) {
501                rq = list_entry(rq_list.next, struct request, queuelist);
502                list_del_init(&rq->queuelist);
503                blk_mq_insert_request(rq, false, false, false);
504        }
505
506        /*
507         * Use the start variant of queue running here, so that running
508         * the requeue work will kick stopped queues.
509         */
510        blk_mq_start_hw_queues(q);
511}
512
513void blk_mq_add_to_requeue_list(struct request *rq, bool at_head)
514{
515        struct request_queue *q = rq->q;
516        unsigned long flags;
517
518        /*
519         * We abuse this flag that is otherwise used by the I/O scheduler to
520         * request head insertation from the workqueue.
521         */
522        BUG_ON(rq->cmd_flags & REQ_SOFTBARRIER);
523
524        spin_lock_irqsave(&q->requeue_lock, flags);
525        if (at_head) {
526                rq->cmd_flags |= REQ_SOFTBARRIER;
527                list_add(&rq->queuelist, &q->requeue_list);
528        } else {
529                list_add_tail(&rq->queuelist, &q->requeue_list);
530        }
531        spin_unlock_irqrestore(&q->requeue_lock, flags);
532}
533EXPORT_SYMBOL(blk_mq_add_to_requeue_list);
534
535void blk_mq_cancel_requeue_work(struct request_queue *q)
536{
537        cancel_delayed_work_sync(&q->requeue_work);
538}
539EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_cancel_requeue_work);
540
541void blk_mq_kick_requeue_list(struct request_queue *q)
542{
543        kblockd_schedule_delayed_work(&q->requeue_work, 0);
544}
545EXPORT_SYMBOL(blk_mq_kick_requeue_list);
546
547void blk_mq_delay_kick_requeue_list(struct request_queue *q,
548                                    unsigned long msecs)
549{
550        kblockd_schedule_delayed_work(&q->requeue_work,
551                                      msecs_to_jiffies(msecs));
552}
553EXPORT_SYMBOL(blk_mq_delay_kick_requeue_list);
554
555void blk_mq_abort_requeue_list(struct request_queue *q)
556{
557        unsigned long flags;
558        LIST_HEAD(rq_list);
559
560        spin_lock_irqsave(&q->requeue_lock, flags);
561        list_splice_init(&q->requeue_list, &rq_list);
562        spin_unlock_irqrestore(&q->requeue_lock, flags);
563
564        while (!list_empty(&rq_list)) {
565                struct request *rq;
566
567                rq = list_first_entry(&rq_list, struct request, queuelist);
568                list_del_init(&rq->queuelist);
569                rq->errors = -EIO;
570                blk_mq_end_request(rq, rq->errors);
571        }
572}
573EXPORT_SYMBOL(blk_mq_abort_requeue_list);
574
575struct request *blk_mq_tag_to_rq(struct blk_mq_tags *tags, unsigned int tag)
576{
577        if (tag < tags->nr_tags) {
578                prefetch(tags->rqs[tag]);
579                return tags->rqs[tag];
580        }
581
582        return NULL;
583}
584EXPORT_SYMBOL(blk_mq_tag_to_rq);
585
586struct blk_mq_timeout_data {
587        unsigned long next;
588        unsigned int next_set;
589};
590
591void blk_mq_rq_timed_out(struct request *req, bool reserved)
592{
593        struct blk_mq_ops *ops = req->q->mq_ops;
594        enum blk_eh_timer_return ret = BLK_EH_RESET_TIMER;
595
596        /*
597         * We know that complete is set at this point. If STARTED isn't set
598         * anymore, then the request isn't active and the "timeout" should
599         * just be ignored. This can happen due to the bitflag ordering.
600         * Timeout first checks if STARTED is set, and if it is, assumes
601         * the request is active. But if we race with completion, then
602         * we both flags will get cleared. So check here again, and ignore
603         * a timeout event with a request that isn't active.
604         */
605        if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &req->atomic_flags))
606                return;
607
608        if (ops->timeout)
609                ret = ops->timeout(req, reserved);
610
611        switch (ret) {
612        case BLK_EH_HANDLED:
613                __blk_mq_complete_request(req);
614                break;
615        case BLK_EH_RESET_TIMER:
616                blk_add_timer(req);
617                blk_clear_rq_complete(req);
618                break;
619        case BLK_EH_NOT_HANDLED:
620                break;
621        default:
622                printk(KERN_ERR "block: bad eh return: %d\n", ret);
623                break;
624        }
625}
626
627static void blk_mq_check_expired(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
628                struct request *rq, void *priv, bool reserved)
629{
630        struct blk_mq_timeout_data *data = priv;
631
632        if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags))
633                return;
634
635        if (time_after_eq(jiffies, rq->deadline)) {
636                if (!blk_mark_rq_complete(rq))
637                        blk_mq_rq_timed_out(rq, reserved);
638        } else if (!data->next_set || time_after(data->next, rq->deadline)) {
639                data->next = rq->deadline;
640                data->next_set = 1;
641        }
642}
643
644static void blk_mq_timeout_work(struct work_struct *work)
645{
646        struct request_queue *q =
647                container_of(work, struct request_queue, timeout_work);
648        struct blk_mq_timeout_data data = {
649                .next           = 0,
650                .next_set       = 0,
651        };
652        int i;
653
654        /* A deadlock might occur if a request is stuck requiring a
655         * timeout at the same time a queue freeze is waiting
656         * completion, since the timeout code would not be able to
657         * acquire the queue reference here.
658         *
659         * That's why we don't use blk_queue_enter here; instead, we use
660         * percpu_ref_tryget directly, because we need to be able to
661         * obtain a reference even in the short window between the queue
662         * starting to freeze, by dropping the first reference in
663         * blk_mq_freeze_queue_start, and the moment the last request is
664         * consumed, marked by the instant q_usage_counter reaches
665         * zero.
666         */
667        if (!percpu_ref_tryget(&q->q_usage_counter))
668                return;
669
670        blk_mq_queue_tag_busy_iter(q, blk_mq_check_expired, &data);
671
672        if (data.next_set) {
673                data.next = blk_rq_timeout(round_jiffies_up(data.next));
674                mod_timer(&q->timeout, data.next);
675        } else {
676                struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
677
678                queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
679                        /* the hctx may be unmapped, so check it here */
680                        if (blk_mq_hw_queue_mapped(hctx))
681                                blk_mq_tag_idle(hctx);
682                }
683        }
684        blk_queue_exit(q);
685}
686
687/*
688 * Reverse check our software queue for entries that we could potentially
689 * merge with. Currently includes a hand-wavy stop count of 8, to not spend
690 * too much time checking for merges.
691 */
692static bool blk_mq_attempt_merge(struct request_queue *q,
693                                 struct blk_mq_ctx *ctx, struct bio *bio)
694{
695        struct request *rq;
696        int checked = 8;
697
698        list_for_each_entry_reverse(rq, &ctx->rq_list, queuelist) {
699                int el_ret;
700
701                if (!checked--)
702                        break;
703
704                if (!blk_rq_merge_ok(rq, bio))
705                        continue;
706
707                el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
708                if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
709                        if (bio_attempt_back_merge(q, rq, bio)) {
710                                ctx->rq_merged++;
711                                return true;
712                        }
713                        break;
714                } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
715                        if (bio_attempt_front_merge(q, rq, bio)) {
716                                ctx->rq_merged++;
717                                return true;
718                        }
719                        break;
720                }
721        }
722
723        return false;
724}
725
726struct flush_busy_ctx_data {
727        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
728        struct list_head *list;
729};
730
731static bool flush_busy_ctx(struct sbitmap *sb, unsigned int bitnr, void *data)
732{
733        struct flush_busy_ctx_data *flush_data = data;
734        struct blk_mq_hw_ctx *hctx = flush_data->hctx;
735        struct blk_mq_ctx *ctx = hctx->ctxs[bitnr];
736
737        sbitmap_clear_bit(sb, bitnr);
738        spin_lock(&ctx->lock);
739        list_splice_tail_init(&ctx->rq_list, flush_data->list);
740        spin_unlock(&ctx->lock);
741        return true;
742}
743
744/*
745 * Process software queues that have been marked busy, splicing them
746 * to the for-dispatch
747 */
748static void flush_busy_ctxs(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct list_head *list)
749{
750        struct flush_busy_ctx_data data = {
751                .hctx = hctx,
752                .list = list,
753        };
754
755        sbitmap_for_each_set(&hctx->ctx_map, flush_busy_ctx, &data);
756}
757
758static inline unsigned int queued_to_index(unsigned int queued)
759{
760        if (!queued)
761                return 0;
762
763        return min(BLK_MQ_MAX_DISPATCH_ORDER - 1, ilog2(queued) + 1);
764}
765
766/*
767 * Run this hardware queue, pulling any software queues mapped to it in.
768 * Note that this function currently has various problems around ordering
769 * of IO. In particular, we'd like FIFO behaviour on handling existing
770 * items on the hctx->dispatch list. Ignore that for now.
771 */
772static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
773{
774        struct request_queue *q = hctx->queue;
775        struct request *rq;
776        LIST_HEAD(rq_list);
777        LIST_HEAD(driver_list);
778        struct list_head *dptr;
779        int queued;
780
781        if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state)))
782                return;
783
784        WARN_ON(!cpumask_test_cpu(raw_smp_processor_id(), hctx->cpumask) &&
785                cpu_online(hctx->next_cpu));
786
787        hctx->run++;
788
789        /*
790         * Touch any software queue that has pending entries.
791         */
792        flush_busy_ctxs(hctx, &rq_list);
793
794        /*
795         * If we have previous entries on our dispatch list, grab them
796         * and stuff them at the front for more fair dispatch.
797         */
798        if (!list_empty_careful(&hctx->dispatch)) {
799                spin_lock(&hctx->lock);
800                if (!list_empty(&hctx->dispatch))
801                        list_splice_init(&hctx->dispatch, &rq_list);
802                spin_unlock(&hctx->lock);
803        }
804
805        /*
806         * Start off with dptr being NULL, so we start the first request
807         * immediately, even if we have more pending.
808         */
809        dptr = NULL;
810
811        /*
812         * Now process all the entries, sending them to the driver.
813         */
814        queued = 0;
815        while (!list_empty(&rq_list)) {
816                struct blk_mq_queue_data bd;
817                int ret;
818
819                rq = list_first_entry(&rq_list, struct request, queuelist);
820                list_del_init(&rq->queuelist);
821
822                bd.rq = rq;
823                bd.list = dptr;
824                bd.last = list_empty(&rq_list);
825
826                ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, &bd);
827                switch (ret) {
828                case BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK:
829                        queued++;
830                        break;
831                case BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY:
832                        list_add(&rq->queuelist, &rq_list);
833                        __blk_mq_requeue_request(rq);
834                        break;
835                default:
836                        pr_err("blk-mq: bad return on queue: %d\n", ret);
837                case BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR:
838                        rq->errors = -EIO;
839                        blk_mq_end_request(rq, rq->errors);
840                        break;
841                }
842
843                if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY)
844                        break;
845
846                /*
847                 * We've done the first request. If we have more than 1
848                 * left in the list, set dptr to defer issue.
849                 */
850                if (!dptr && rq_list.next != rq_list.prev)
851                        dptr = &driver_list;
852        }
853
854        hctx->dispatched[queued_to_index(queued)]++;
855
856        /*
857         * Any items that need requeuing? Stuff them into hctx->dispatch,
858         * that is where we will continue on next queue run.
859         */
860        if (!list_empty(&rq_list)) {
861                spin_lock(&hctx->lock);
862                list_splice(&rq_list, &hctx->dispatch);
863                spin_unlock(&hctx->lock);
864                /*
865                 * the queue is expected stopped with BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY, but
866                 * it's possible the queue is stopped and restarted again
867                 * before this. Queue restart will dispatch requests. And since
868                 * requests in rq_list aren't added into hctx->dispatch yet,
869                 * the requests in rq_list might get lost.
870                 *
871                 * blk_mq_run_hw_queue() already checks the STOPPED bit
872                 **/
873                blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
874        }
875}
876
877/*
878 * It'd be great if the workqueue API had a way to pass
879 * in a mask and had some smarts for more clever placement.
880 * For now we just round-robin here, switching for every
881 * BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH queued items.
882 */
883static int blk_mq_hctx_next_cpu(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
884{
885        if (hctx->queue->nr_hw_queues == 1)
886                return WORK_CPU_UNBOUND;
887
888        if (--hctx->next_cpu_batch <= 0) {
889                int next_cpu;
890
891                next_cpu = cpumask_next(hctx->next_cpu, hctx->cpumask);
892                if (next_cpu >= nr_cpu_ids)
893                        next_cpu = cpumask_first(hctx->cpumask);
894
895                hctx->next_cpu = next_cpu;
896                hctx->next_cpu_batch = BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH;
897        }
898
899        return hctx->next_cpu;
900}
901
902void blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async)
903{
904        if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state) ||
905            !blk_mq_hw_queue_mapped(hctx)))
906                return;
907
908        if (!async && !(hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)) {
909                int cpu = get_cpu();
910                if (cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask)) {
911                        __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
912                        put_cpu();
913                        return;
914                }
915
916                put_cpu();
917        }
918
919        kblockd_schedule_work_on(blk_mq_hctx_next_cpu(hctx), &hctx->run_work);
920}
921
922void blk_mq_run_hw_queues(struct request_queue *q, bool async)
923{
924        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
925        int i;
926
927        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
928                if ((!blk_mq_hctx_has_pending(hctx) &&
929                    list_empty_careful(&hctx->dispatch)) ||
930                    test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
931                        continue;
932
933                blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
934        }
935}
936EXPORT_SYMBOL(blk_mq_run_hw_queues);
937
938void blk_mq_stop_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
939{
940        cancel_work(&hctx->run_work);
941        cancel_delayed_work(&hctx->delay_work);
942        set_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
943}
944EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queue);
945
946void blk_mq_stop_hw_queues(struct request_queue *q)
947{
948        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
949        int i;
950
951        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
952                blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
953}
954EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queues);
955
956void blk_mq_start_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
957{
958        clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
959
960        blk_mq_run_hw_queue(hctx, false);
961}
962EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queue);
963
964void blk_mq_start_hw_queues(struct request_queue *q)
965{
966        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
967        int i;
968
969        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
970                blk_mq_start_hw_queue(hctx);
971}
972EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queues);
973
974void blk_mq_start_stopped_hw_queues(struct request_queue *q, bool async)
975{
976        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
977        int i;
978
979        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
980                if (!test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
981                        continue;
982
983                clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
984                blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
985        }
986}
987EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_stopped_hw_queues);
988
989static void blk_mq_run_work_fn(struct work_struct *work)
990{
991        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
992
993        hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, run_work);
994
995        __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
996}
997
998static void blk_mq_delay_work_fn(struct work_struct *work)
999{
1000        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1001
1002        hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, delay_work.work);
1003
1004        if (test_and_clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
1005                __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
1006}
1007
1008void blk_mq_delay_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned long msecs)
1009{
1010        if (unlikely(!blk_mq_hw_queue_mapped(hctx)))
1011                return;
1012
1013        kblockd_schedule_delayed_work_on(blk_mq_hctx_next_cpu(hctx),
1014                        &hctx->delay_work, msecs_to_jiffies(msecs));
1015}
1016EXPORT_SYMBOL(blk_mq_delay_queue);
1017
1018static inline void __blk_mq_insert_req_list(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1019                                            struct request *rq,
1020                                            bool at_head)
1021{
1022        struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
1023
1024        trace_block_rq_insert(hctx->queue, rq);
1025
1026        if (at_head)
1027                list_add(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
1028        else
1029                list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
1030}
1031
1032static void __blk_mq_insert_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1033                                    struct request *rq, bool at_head)
1034{
1035        struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
1036
1037        __blk_mq_insert_req_list(hctx, rq, at_head);
1038        blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1039}
1040
1041void blk_mq_insert_request(struct request *rq, bool at_head, bool run_queue,
1042                           bool async)
1043{
1044        struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
1045        struct request_queue *q = rq->q;
1046        struct blk_mq_hw_ctx *hctx = blk_mq_map_queue(q, ctx->cpu);
1047
1048        spin_lock(&ctx->lock);
1049        __blk_mq_insert_request(hctx, rq, at_head);
1050        spin_unlock(&ctx->lock);
1051
1052        if (run_queue)
1053                blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
1054}
1055
1056static void blk_mq_insert_requests(struct request_queue *q,
1057                                     struct blk_mq_ctx *ctx,
1058                                     struct list_head *list,
1059                                     int depth,
1060                                     bool from_schedule)
1061
1062{
1063        struct blk_mq_hw_ctx *hctx = blk_mq_map_queue(q, ctx->cpu);
1064
1065        trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
1066
1067        /*
1068         * preemption doesn't flush plug list, so it's possible ctx->cpu is
1069         * offline now
1070         */
1071        spin_lock(&ctx->lock);
1072        while (!list_empty(list)) {
1073                struct request *rq;
1074
1075                rq = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
1076                BUG_ON(rq->mq_ctx != ctx);
1077                list_del_init(&rq->queuelist);
1078                __blk_mq_insert_req_list(hctx, rq, false);
1079        }
1080        blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1081        spin_unlock(&ctx->lock);
1082
1083        blk_mq_run_hw_queue(hctx, from_schedule);
1084}
1085
1086static int plug_ctx_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1087{
1088        struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
1089        struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
1090
1091        return !(rqa->mq_ctx < rqb->mq_ctx ||
1092                 (rqa->mq_ctx == rqb->mq_ctx &&
1093                  blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
1094}
1095
1096void blk_mq_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1097{
1098        struct blk_mq_ctx *this_ctx;
1099        struct request_queue *this_q;
1100        struct request *rq;
1101        LIST_HEAD(list);
1102        LIST_HEAD(ctx_list);
1103        unsigned int depth;
1104
1105        list_splice_init(&plug->mq_list, &list);
1106
1107        list_sort(NULL, &list, plug_ctx_cmp);
1108
1109        this_q = NULL;
1110        this_ctx = NULL;
1111        depth = 0;
1112
1113        while (!list_empty(&list)) {
1114                rq = list_entry_rq(list.next);
1115                list_del_init(&rq->queuelist);
1116                BUG_ON(!rq->q);
1117                if (rq->mq_ctx != this_ctx) {
1118                        if (this_ctx) {
1119                                blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx,
1120                                                        &ctx_list, depth,
1121                                                        from_schedule);
1122                        }
1123
1124                        this_ctx = rq->mq_ctx;
1125                        this_q = rq->q;
1126                        depth = 0;
1127                }
1128
1129                depth++;
1130                list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx_list);
1131        }
1132
1133        /*
1134         * If 'this_ctx' is set, we know we have entries to complete
1135         * on 'ctx_list'. Do those.
1136         */
1137        if (this_ctx) {
1138                blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx, &ctx_list, depth,
1139                                       from_schedule);
1140        }
1141}
1142
1143static void blk_mq_bio_to_request(struct request *rq, struct bio *bio)
1144{
1145        init_request_from_bio(rq, bio);
1146
1147        blk_account_io_start(rq, 1);
1148}
1149
1150static inline bool hctx_allow_merges(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1151{
1152        return (hctx->flags & BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE) &&
1153                !blk_queue_nomerges(hctx->queue);
1154}
1155
1156static inline bool blk_mq_merge_queue_io(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1157                                         struct blk_mq_ctx *ctx,
1158                                         struct request *rq, struct bio *bio)
1159{
1160        if (!hctx_allow_merges(hctx) || !bio_mergeable(bio)) {
1161                blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
1162                spin_lock(&ctx->lock);
1163insert_rq:
1164                __blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
1165                spin_unlock(&ctx->lock);
1166                return false;
1167        } else {
1168                struct request_queue *q = hctx->queue;
1169
1170                spin_lock(&ctx->lock);
1171                if (!blk_mq_attempt_merge(q, ctx, bio)) {
1172                        blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
1173                        goto insert_rq;
1174                }
1175
1176                spin_unlock(&ctx->lock);
1177                __blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
1178                return true;
1179        }
1180}
1181
1182struct blk_map_ctx {
1183        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1184        struct blk_mq_ctx *ctx;
1185};
1186
1187static struct request *blk_mq_map_request(struct request_queue *q,
1188                                          struct bio *bio,
1189                                          struct blk_map_ctx *data)
1190{
1191        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1192        struct blk_mq_ctx *ctx;
1193        struct request *rq;
1194        int op = bio_data_dir(bio);
1195        int op_flags = 0;
1196        struct blk_mq_alloc_data alloc_data;
1197
1198        blk_queue_enter_live(q);
1199        ctx = blk_mq_get_ctx(q);
1200        hctx = blk_mq_map_queue(q, ctx->cpu);
1201
1202        if (rw_is_sync(bio_op(bio), bio->bi_opf))
1203                op_flags |= REQ_SYNC;
1204
1205        trace_block_getrq(q, bio, op);
1206        blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q, 0, ctx, hctx);
1207        rq = __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, op, op_flags);
1208
1209        data->hctx = alloc_data.hctx;
1210        data->ctx = alloc_data.ctx;
1211        data->hctx->queued++;
1212        return rq;
1213}
1214
1215static int blk_mq_direct_issue_request(struct request *rq, blk_qc_t *cookie)
1216{
1217        int ret;
1218        struct request_queue *q = rq->q;
1219        struct blk_mq_hw_ctx *hctx = blk_mq_map_queue(q, rq->mq_ctx->cpu);
1220        struct blk_mq_queue_data bd = {
1221                .rq = rq,
1222                .list = NULL,
1223                .last = 1
1224        };
1225        blk_qc_t new_cookie = blk_tag_to_qc_t(rq->tag, hctx->queue_num);
1226
1227        /*
1228         * For OK queue, we are done. For error, kill it. Any other
1229         * error (busy), just add it to our list as we previously
1230         * would have done
1231         */
1232        ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, &bd);
1233        if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK) {
1234                *cookie = new_cookie;
1235                return 0;
1236        }
1237
1238        __blk_mq_requeue_request(rq);
1239
1240        if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR) {
1241                *cookie = BLK_QC_T_NONE;
1242                rq->errors = -EIO;
1243                blk_mq_end_request(rq, rq->errors);
1244                return 0;
1245        }
1246
1247        return -1;
1248}
1249
1250/*
1251 * Multiple hardware queue variant. This will not use per-process plugs,
1252 * but will attempt to bypass the hctx queueing if we can go straight to
1253 * hardware for SYNC IO.
1254 */
1255static blk_qc_t blk_mq_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1256{
1257        const int is_sync = rw_is_sync(bio_op(bio), bio->bi_opf);
1258        const int is_flush_fua = bio->bi_opf & (REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
1259        struct blk_map_ctx data;
1260        struct request *rq;
1261        unsigned int request_count = 0;
1262        struct blk_plug *plug;
1263        struct request *same_queue_rq = NULL;
1264        blk_qc_t cookie;
1265
1266        blk_queue_bounce(q, &bio);
1267
1268        if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
1269                bio_io_error(bio);
1270                return BLK_QC_T_NONE;
1271        }
1272
1273        blk_queue_split(q, &bio, q->bio_split);
1274
1275        if (!is_flush_fua && !blk_queue_nomerges(q) &&
1276            blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count, &same_queue_rq))
1277                return BLK_QC_T_NONE;
1278
1279        rq = blk_mq_map_request(q, bio, &data);
1280        if (unlikely(!rq))
1281                return BLK_QC_T_NONE;
1282
1283        cookie = blk_tag_to_qc_t(rq->tag, data.hctx->queue_num);
1284
1285        if (unlikely(is_flush_fua)) {
1286                blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
1287                blk_insert_flush(rq);
1288                goto run_queue;
1289        }
1290
1291        plug = current->plug;
1292        /*
1293         * If the driver supports defer issued based on 'last', then
1294         * queue it up like normal since we can potentially save some
1295         * CPU this way.
1296         */
1297        if (((plug && !blk_queue_nomerges(q)) || is_sync) &&
1298            !(data.hctx->flags & BLK_MQ_F_DEFER_ISSUE)) {
1299                struct request *old_rq = NULL;
1300
1301                blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
1302
1303                /*
1304                 * We do limited pluging. If the bio can be merged, do that.
1305                 * Otherwise the existing request in the plug list will be
1306                 * issued. So the plug list will have one request at most
1307                 */
1308                if (plug) {
1309                        /*
1310                         * The plug list might get flushed before this. If that
1311                         * happens, same_queue_rq is invalid and plug list is
1312                         * empty
1313                         */
1314                        if (same_queue_rq && !list_empty(&plug->mq_list)) {
1315                                old_rq = same_queue_rq;
1316                                list_del_init(&old_rq->queuelist);
1317                        }
1318                        list_add_tail(&rq->queuelist, &plug->mq_list);
1319                } else /* is_sync */
1320                        old_rq = rq;
1321                blk_mq_put_ctx(data.ctx);
1322                if (!old_rq)
1323                        goto done;
1324                if (test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &data.hctx->state) ||
1325                    blk_mq_direct_issue_request(old_rq, &cookie) != 0)
1326                        blk_mq_insert_request(old_rq, false, true, true);
1327                goto done;
1328        }
1329
1330        if (!blk_mq_merge_queue_io(data.hctx, data.ctx, rq, bio)) {
1331                /*
1332                 * For a SYNC request, send it to the hardware immediately. For
1333                 * an ASYNC request, just ensure that we run it later on. The
1334                 * latter allows for merging opportunities and more efficient
1335                 * dispatching.
1336                 */
1337run_queue:
1338                blk_mq_run_hw_queue(data.hctx, !is_sync || is_flush_fua);
1339        }
1340        blk_mq_put_ctx(data.ctx);
1341done:
1342        return cookie;
1343}
1344
1345/*
1346 * Single hardware queue variant. This will attempt to use any per-process
1347 * plug for merging and IO deferral.
1348 */
1349static blk_qc_t blk_sq_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
1350{
1351        const int is_sync = rw_is_sync(bio_op(bio), bio->bi_opf);
1352        const int is_flush_fua = bio->bi_opf & (REQ_PREFLUSH | REQ_FUA);
1353        struct blk_plug *plug;
1354        unsigned int request_count = 0;
1355        struct blk_map_ctx data;
1356        struct request *rq;
1357        blk_qc_t cookie;
1358
1359        blk_queue_bounce(q, &bio);
1360
1361        if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
1362                bio_io_error(bio);
1363                return BLK_QC_T_NONE;
1364        }
1365
1366        blk_queue_split(q, &bio, q->bio_split);
1367
1368        if (!is_flush_fua && !blk_queue_nomerges(q)) {
1369                if (blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count, NULL))
1370                        return BLK_QC_T_NONE;
1371        } else
1372                request_count = blk_plug_queued_count(q);
1373
1374        rq = blk_mq_map_request(q, bio, &data);
1375        if (unlikely(!rq))
1376                return BLK_QC_T_NONE;
1377
1378        cookie = blk_tag_to_qc_t(rq->tag, data.hctx->queue_num);
1379
1380        if (unlikely(is_flush_fua)) {
1381                blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
1382                blk_insert_flush(rq);
1383                goto run_queue;
1384        }
1385
1386        /*
1387         * A task plug currently exists. Since this is completely lockless,
1388         * utilize that to temporarily store requests until the task is
1389         * either done or scheduled away.
1390         */
1391        plug = current->plug;
1392        if (plug) {
1393                blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
1394                if (!request_count)
1395                        trace_block_plug(q);
1396
1397                blk_mq_put_ctx(data.ctx);
1398
1399                if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
1400                        blk_flush_plug_list(plug, false);
1401                        trace_block_plug(q);
1402                }
1403
1404                list_add_tail(&rq->queuelist, &plug->mq_list);
1405                return cookie;
1406        }
1407
1408        if (!blk_mq_merge_queue_io(data.hctx, data.ctx, rq, bio)) {
1409                /*
1410                 * For a SYNC request, send it to the hardware immediately. For
1411                 * an ASYNC request, just ensure that we run it later on. The
1412                 * latter allows for merging opportunities and more efficient
1413                 * dispatching.
1414                 */
1415run_queue:
1416                blk_mq_run_hw_queue(data.hctx, !is_sync || is_flush_fua);
1417        }
1418
1419        blk_mq_put_ctx(data.ctx);
1420        return cookie;
1421}
1422
1423static void blk_mq_free_rq_map(struct blk_mq_tag_set *set,
1424                struct blk_mq_tags *tags, unsigned int hctx_idx)
1425{
1426        struct page *page;
1427
1428        if (tags->rqs && set->ops->exit_request) {
1429                int i;
1430
1431                for (i = 0; i < tags->nr_tags; i++) {
1432                        if (!tags->rqs[i])
1433                                continue;
1434                        set->ops->exit_request(set->driver_data, tags->rqs[i],
1435                                                hctx_idx, i);
1436                        tags->rqs[i] = NULL;
1437                }
1438        }
1439
1440        while (!list_empty(&tags->page_list)) {
1441                page = list_first_entry(&tags->page_list, struct page, lru);
1442                list_del_init(&page->lru);
1443                /*
1444                 * Remove kmemleak object previously allocated in
1445                 * blk_mq_init_rq_map().
1446                 */
1447                kmemleak_free(page_address(page));
1448                __free_pages(page, page->private);
1449        }
1450
1451        kfree(tags->rqs);
1452
1453        blk_mq_free_tags(tags);
1454}
1455
1456static size_t order_to_size(unsigned int order)
1457{
1458        return (size_t)PAGE_SIZE << order;
1459}
1460
1461static struct blk_mq_tags *blk_mq_init_rq_map(struct blk_mq_tag_set *set,
1462                unsigned int hctx_idx)
1463{
1464        struct blk_mq_tags *tags;
1465        unsigned int i, j, entries_per_page, max_order = 4;
1466        size_t rq_size, left;
1467
1468        tags = blk_mq_init_tags(set->queue_depth, set->reserved_tags,
1469                                set->numa_node,
1470                                BLK_MQ_FLAG_TO_ALLOC_POLICY(set->flags));
1471        if (!tags)
1472                return NULL;
1473
1474        INIT_LIST_HEAD(&tags->page_list);
1475
1476        tags->rqs = kzalloc_node(set->queue_depth * sizeof(struct request *),
1477                                 GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY,
1478                                 set->numa_node);
1479        if (!tags->rqs) {
1480                blk_mq_free_tags(tags);
1481                return NULL;
1482        }
1483
1484        /*
1485         * rq_size is the size of the request plus driver payload, rounded
1486         * to the cacheline size
1487         */
1488        rq_size = round_up(sizeof(struct request) + set->cmd_size,
1489                                cache_line_size());
1490        left = rq_size * set->queue_depth;
1491
1492        for (i = 0; i < set->queue_depth; ) {
1493                int this_order = max_order;
1494                struct page *page;
1495                int to_do;
1496                void *p;
1497
1498                while (this_order && left < order_to_size(this_order - 1))
1499                        this_order--;
1500
1501                do {
1502                        page = alloc_pages_node(set->numa_node,
1503                                GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY | __GFP_ZERO,
1504                                this_order);
1505                        if (page)
1506                                break;
1507                        if (!this_order--)
1508                                break;
1509                        if (order_to_size(this_order) < rq_size)
1510                                break;
1511                } while (1);
1512
1513                if (!page)
1514                        goto fail;
1515
1516                page->private = this_order;
1517                list_add_tail(&page->lru, &tags->page_list);
1518
1519                p = page_address(page);
1520                /*
1521                 * Allow kmemleak to scan these pages as they contain pointers
1522                 * to additional allocations like via ops->init_request().
1523                 */
1524                kmemleak_alloc(p, order_to_size(this_order), 1, GFP_NOIO);
1525                entries_per_page = order_to_size(this_order) / rq_size;
1526                to_do = min(entries_per_page, set->queue_depth - i);
1527                left -= to_do * rq_size;
1528                for (j = 0; j < to_do; j++) {
1529                        tags->rqs[i] = p;
1530                        if (set->ops->init_request) {
1531                                if (set->ops->init_request(set->driver_data,
1532                                                tags->rqs[i], hctx_idx, i,
1533                                                set->numa_node)) {
1534                                        tags->rqs[i] = NULL;
1535                                        goto fail;
1536                                }
1537                        }
1538
1539                        p += rq_size;
1540                        i++;
1541                }
1542        }
1543        return tags;
1544
1545fail:
1546        blk_mq_free_rq_map(set, tags, hctx_idx);
1547        return NULL;
1548}
1549
1550/*
1551 * 'cpu' is going away. splice any existing rq_list entries from this
1552 * software queue to the hw queue dispatch list, and ensure that it
1553 * gets run.
1554 */
1555static int blk_mq_hctx_notify_dead(unsigned int cpu, struct hlist_node *node)
1556{
1557        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1558        struct blk_mq_ctx *ctx;
1559        LIST_HEAD(tmp);
1560
1561        hctx = hlist_entry_safe(node, struct blk_mq_hw_ctx, cpuhp_dead);
1562        ctx = __blk_mq_get_ctx(hctx->queue, cpu);
1563
1564        spin_lock(&ctx->lock);
1565        if (!list_empty(&ctx->rq_list)) {
1566                list_splice_init(&ctx->rq_list, &tmp);
1567                blk_mq_hctx_clear_pending(hctx, ctx);
1568        }
1569        spin_unlock(&ctx->lock);
1570
1571        if (list_empty(&tmp))
1572                return 0;
1573
1574        spin_lock(&hctx->lock);
1575        list_splice_tail_init(&tmp, &hctx->dispatch);
1576        spin_unlock(&hctx->lock);
1577
1578        blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
1579        return 0;
1580}
1581
1582static void blk_mq_remove_cpuhp(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1583{
1584        cpuhp_state_remove_instance_nocalls(CPUHP_BLK_MQ_DEAD,
1585                                            &hctx->cpuhp_dead);
1586}
1587
1588/* hctx->ctxs will be freed in queue's release handler */
1589static void blk_mq_exit_hctx(struct request_queue *q,
1590                struct blk_mq_tag_set *set,
1591                struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned int hctx_idx)
1592{
1593        unsigned flush_start_tag = set->queue_depth;
1594
1595        blk_mq_tag_idle(hctx);
1596
1597        if (set->ops->exit_request)
1598                set->ops->exit_request(set->driver_data,
1599                                       hctx->fq->flush_rq, hctx_idx,
1600                                       flush_start_tag + hctx_idx);
1601
1602        if (set->ops->exit_hctx)
1603                set->ops->exit_hctx(hctx, hctx_idx);
1604
1605        blk_mq_remove_cpuhp(hctx);
1606        blk_free_flush_queue(hctx->fq);
1607        sbitmap_free(&hctx->ctx_map);
1608}
1609
1610static void blk_mq_exit_hw_queues(struct request_queue *q,
1611                struct blk_mq_tag_set *set, int nr_queue)
1612{
1613        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1614        unsigned int i;
1615
1616        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1617                if (i == nr_queue)
1618                        break;
1619                blk_mq_exit_hctx(q, set, hctx, i);
1620        }
1621}
1622
1623static void blk_mq_free_hw_queues(struct request_queue *q,
1624                struct blk_mq_tag_set *set)
1625{
1626        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1627        unsigned int i;
1628
1629        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1630                free_cpumask_var(hctx->cpumask);
1631}
1632
1633static int blk_mq_init_hctx(struct request_queue *q,
1634                struct blk_mq_tag_set *set,
1635                struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned hctx_idx)
1636{
1637        int node;
1638        unsigned flush_start_tag = set->queue_depth;
1639
1640        node = hctx->numa_node;
1641        if (node == NUMA_NO_NODE)
1642                node = hctx->numa_node = set->numa_node;
1643
1644        INIT_WORK(&hctx->run_work, blk_mq_run_work_fn);
1645        INIT_DELAYED_WORK(&hctx->delay_work, blk_mq_delay_work_fn);
1646        spin_lock_init(&hctx->lock);
1647        INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch);
1648        hctx->queue = q;
1649        hctx->queue_num = hctx_idx;
1650        hctx->flags = set->flags & ~BLK_MQ_F_TAG_SHARED;
1651
1652        cpuhp_state_add_instance_nocalls(CPUHP_BLK_MQ_DEAD, &hctx->cpuhp_dead);
1653
1654        hctx->tags = set->tags[hctx_idx];
1655
1656        /*
1657         * Allocate space for all possible cpus to avoid allocation at
1658         * runtime
1659         */
1660        hctx->ctxs = kmalloc_node(nr_cpu_ids * sizeof(void *),
1661                                        GFP_KERNEL, node);
1662        if (!hctx->ctxs)
1663                goto unregister_cpu_notifier;
1664
1665        if (sbitmap_init_node(&hctx->ctx_map, nr_cpu_ids, ilog2(8), GFP_KERNEL,
1666                              node))
1667                goto free_ctxs;
1668
1669        hctx->nr_ctx = 0;
1670
1671        if (set->ops->init_hctx &&
1672            set->ops->init_hctx(hctx, set->driver_data, hctx_idx))
1673                goto free_bitmap;
1674
1675        hctx->fq = blk_alloc_flush_queue(q, hctx->numa_node, set->cmd_size);
1676        if (!hctx->fq)
1677                goto exit_hctx;
1678
1679        if (set->ops->init_request &&
1680            set->ops->init_request(set->driver_data,
1681                                   hctx->fq->flush_rq, hctx_idx,
1682                                   flush_start_tag + hctx_idx, node))
1683                goto free_fq;
1684
1685        return 0;
1686
1687 free_fq:
1688        kfree(hctx->fq);
1689 exit_hctx:
1690        if (set->ops->exit_hctx)
1691                set->ops->exit_hctx(hctx, hctx_idx);
1692 free_bitmap:
1693        sbitmap_free(&hctx->ctx_map);
1694 free_ctxs:
1695        kfree(hctx->ctxs);
1696 unregister_cpu_notifier:
1697        blk_mq_remove_cpuhp(hctx);
1698        return -1;
1699}
1700
1701static void blk_mq_init_cpu_queues(struct request_queue *q,
1702                                   unsigned int nr_hw_queues)
1703{
1704        unsigned int i;
1705
1706        for_each_possible_cpu(i) {
1707                struct blk_mq_ctx *__ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
1708                struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1709
1710                memset(__ctx, 0, sizeof(*__ctx));
1711                __ctx->cpu = i;
1712                spin_lock_init(&__ctx->lock);
1713                INIT_LIST_HEAD(&__ctx->rq_list);
1714                __ctx->queue = q;
1715
1716                /* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1717                if (!cpu_online(i))
1718                        continue;
1719
1720                hctx = blk_mq_map_queue(q, i);
1721
1722                /*
1723                 * Set local node, IFF we have more than one hw queue. If
1724                 * not, we remain on the home node of the device
1725                 */
1726                if (nr_hw_queues > 1 && hctx->numa_node == NUMA_NO_NODE)
1727                        hctx->numa_node = local_memory_node(cpu_to_node(i));
1728        }
1729}
1730
1731static void blk_mq_map_swqueue(struct request_queue *q,
1732                               const struct cpumask *online_mask)
1733{
1734        unsigned int i;
1735        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1736        struct blk_mq_ctx *ctx;
1737        struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
1738
1739        /*
1740         * Avoid others reading imcomplete hctx->cpumask through sysfs
1741         */
1742        mutex_lock(&q->sysfs_lock);
1743
1744        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1745                cpumask_clear(hctx->cpumask);
1746                hctx->nr_ctx = 0;
1747        }
1748
1749        /*
1750         * Map software to hardware queues
1751         */
1752        for_each_possible_cpu(i) {
1753                /* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1754                if (!cpumask_test_cpu(i, online_mask))
1755                        continue;
1756
1757                ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
1758                hctx = blk_mq_map_queue(q, i);
1759
1760                cpumask_set_cpu(i, hctx->cpumask);
1761                ctx->index_hw = hctx->nr_ctx;
1762                hctx->ctxs[hctx->nr_ctx++] = ctx;
1763        }
1764
1765        mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
1766
1767        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1768                /*
1769                 * If no software queues are mapped to this hardware queue,
1770                 * disable it and free the request entries.
1771                 */
1772                if (!hctx->nr_ctx) {
1773                        if (set->tags[i]) {
1774                                blk_mq_free_rq_map(set, set->tags[i], i);
1775                                set->tags[i] = NULL;
1776                        }
1777                        hctx->tags = NULL;
1778                        continue;
1779                }
1780
1781                /* unmapped hw queue can be remapped after CPU topo changed */
1782                if (!set->tags[i])
1783                        set->tags[i] = blk_mq_init_rq_map(set, i);
1784                hctx->tags = set->tags[i];
1785                WARN_ON(!hctx->tags);
1786
1787                /*
1788                 * Set the map size to the number of mapped software queues.
1789                 * This is more accurate and more efficient than looping
1790                 * over all possibly mapped software queues.
1791                 */
1792                sbitmap_resize(&hctx->ctx_map, hctx->nr_ctx);
1793
1794                /*
1795                 * Initialize batch roundrobin counts
1796                 */
1797                hctx->next_cpu = cpumask_first(hctx->cpumask);
1798                hctx->next_cpu_batch = BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH;
1799        }
1800}
1801
1802static void queue_set_hctx_shared(struct request_queue *q, bool shared)
1803{
1804        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1805        int i;
1806
1807        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1808                if (shared)
1809                        hctx->flags |= BLK_MQ_F_TAG_SHARED;
1810                else
1811                        hctx->flags &= ~BLK_MQ_F_TAG_SHARED;
1812        }
1813}
1814
1815static void blk_mq_update_tag_set_depth(struct blk_mq_tag_set *set, bool shared)
1816{
1817        struct request_queue *q;
1818
1819        list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
1820                blk_mq_freeze_queue(q);
1821                queue_set_hctx_shared(q, shared);
1822                blk_mq_unfreeze_queue(q);
1823        }
1824}
1825
1826static void blk_mq_del_queue_tag_set(struct request_queue *q)
1827{
1828        struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
1829
1830        mutex_lock(&set->tag_list_lock);
1831        list_del_init(&q->tag_set_list);
1832        if (list_is_singular(&set->tag_list)) {
1833                /* just transitioned to unshared */
1834                set->flags &= ~BLK_MQ_F_TAG_SHARED;
1835                /* update existing queue */
1836                blk_mq_update_tag_set_depth(set, false);
1837        }
1838        mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
1839}
1840
1841static void blk_mq_add_queue_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set,
1842                                     struct request_queue *q)
1843{
1844        q->tag_set = set;
1845
1846        mutex_lock(&set->tag_list_lock);
1847
1848        /* Check to see if we're transitioning to shared (from 1 to 2 queues). */
1849        if (!list_empty(&set->tag_list) && !(set->flags & BLK_MQ_F_TAG_SHARED)) {
1850                set->flags |= BLK_MQ_F_TAG_SHARED;
1851                /* update existing queue */
1852                blk_mq_update_tag_set_depth(set, true);
1853        }
1854        if (set->flags & BLK_MQ_F_TAG_SHARED)
1855                queue_set_hctx_shared(q, true);
1856        list_add_tail(&q->tag_set_list, &set->tag_list);
1857
1858        mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
1859}
1860
1861/*
1862 * It is the actual release handler for mq, but we do it from
1863 * request queue's release handler for avoiding use-after-free
1864 * and headache because q->mq_kobj shouldn't have been introduced,
1865 * but we can't group ctx/kctx kobj without it.
1866 */
1867void blk_mq_release(struct request_queue *q)
1868{
1869        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1870        unsigned int i;
1871
1872        /* hctx kobj stays in hctx */
1873        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1874                if (!hctx)
1875                        continue;
1876                kfree(hctx->ctxs);
1877                kfree(hctx);
1878        }
1879
1880        q->mq_map = NULL;
1881
1882        kfree(q->queue_hw_ctx);
1883
1884        /* ctx kobj stays in queue_ctx */
1885        free_percpu(q->queue_ctx);
1886}
1887
1888struct request_queue *blk_mq_init_queue(struct blk_mq_tag_set *set)
1889{
1890        struct request_queue *uninit_q, *q;
1891
1892        uninit_q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, set->numa_node);
1893        if (!uninit_q)
1894                return ERR_PTR(-ENOMEM);
1895
1896        q = blk_mq_init_allocated_queue(set, uninit_q);
1897        if (IS_ERR(q))
1898                blk_cleanup_queue(uninit_q);
1899
1900        return q;
1901}
1902EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_queue);
1903
1904static void blk_mq_realloc_hw_ctxs(struct blk_mq_tag_set *set,
1905                                                struct request_queue *q)
1906{
1907        int i, j;
1908        struct blk_mq_hw_ctx **hctxs = q->queue_hw_ctx;
1909
1910        blk_mq_sysfs_unregister(q);
1911        for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
1912                int node;
1913
1914                if (hctxs[i])
1915                        continue;
1916
1917                node = blk_mq_hw_queue_to_node(q->mq_map, i);
1918                hctxs[i] = kzalloc_node(sizeof(struct blk_mq_hw_ctx),
1919                                        GFP_KERNEL, node);
1920                if (!hctxs[i])
1921                        break;
1922
1923                if (!zalloc_cpumask_var_node(&hctxs[i]->cpumask, GFP_KERNEL,
1924                                                node)) {
1925                        kfree(hctxs[i]);
1926                        hctxs[i] = NULL;
1927                        break;
1928                }
1929
1930                atomic_set(&hctxs[i]->nr_active, 0);
1931                hctxs[i]->numa_node = node;
1932                hctxs[i]->queue_num = i;
1933
1934                if (blk_mq_init_hctx(q, set, hctxs[i], i)) {
1935                        free_cpumask_var(hctxs[i]->cpumask);
1936                        kfree(hctxs[i]);
1937                        hctxs[i] = NULL;
1938                        break;
1939                }
1940                blk_mq_hctx_kobj_init(hctxs[i]);
1941        }
1942        for (j = i; j < q->nr_hw_queues; j++) {
1943                struct blk_mq_hw_ctx *hctx = hctxs[j];
1944
1945                if (hctx) {
1946                        if (hctx->tags) {
1947                                blk_mq_free_rq_map(set, hctx->tags, j);
1948                                set->tags[j] = NULL;
1949                        }
1950                        blk_mq_exit_hctx(q, set, hctx, j);
1951                        free_cpumask_var(hctx->cpumask);
1952                        kobject_put(&hctx->kobj);
1953                        kfree(hctx->ctxs);
1954                        kfree(hctx);
1955                        hctxs[j] = NULL;
1956
1957                }
1958        }
1959        q->nr_hw_queues = i;
1960        blk_mq_sysfs_register(q);
1961}
1962
1963struct request_queue *blk_mq_init_allocated_queue(struct blk_mq_tag_set *set,
1964                                                  struct request_queue *q)
1965{
1966        /* mark the queue as mq asap */
1967        q->mq_ops = set->ops;
1968
1969        q->queue_ctx = alloc_percpu(struct blk_mq_ctx);
1970        if (!q->queue_ctx)
1971                goto err_exit;
1972
1973        q->queue_hw_ctx = kzalloc_node(nr_cpu_ids * sizeof(*(q->queue_hw_ctx)),
1974                                                GFP_KERNEL, set->numa_node);
1975        if (!q->queue_hw_ctx)
1976                goto err_percpu;
1977
1978        q->mq_map = set->mq_map;
1979
1980        blk_mq_realloc_hw_ctxs(set, q);
1981        if (!q->nr_hw_queues)
1982                goto err_hctxs;
1983
1984        INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_mq_timeout_work);
1985        blk_queue_rq_timeout(q, set->timeout ? set->timeout : 30 * HZ);
1986
1987        q->nr_queues = nr_cpu_ids;
1988
1989        q->queue_flags |= QUEUE_FLAG_MQ_DEFAULT;
1990
1991        if (!(set->flags & BLK_MQ_F_SG_MERGE))
1992                q->queue_flags |= 1 << QUEUE_FLAG_NO_SG_MERGE;
1993
1994        q->sg_reserved_size = INT_MAX;
1995
1996        INIT_DELAYED_WORK(&q->requeue_work, blk_mq_requeue_work);
1997        INIT_LIST_HEAD(&q->requeue_list);
1998        spin_lock_init(&q->requeue_lock);
1999
2000        if (q->nr_hw_queues > 1)
2001                blk_queue_make_request(q, blk_mq_make_request);
2002        else
2003                blk_queue_make_request(q, blk_sq_make_request);
2004
2005        /*
2006         * Do this after blk_queue_make_request() overrides it...
2007         */
2008        q->nr_requests = set->queue_depth;
2009
2010        if (set->ops->complete)
2011                blk_queue_softirq_done(q, set->ops->complete);
2012
2013        blk_mq_init_cpu_queues(q, set->nr_hw_queues);
2014
2015        get_online_cpus();
2016        mutex_lock(&all_q_mutex);
2017
2018        list_add_tail(&q->all_q_node, &all_q_list);
2019        blk_mq_add_queue_tag_set(set, q);
2020        blk_mq_map_swqueue(q, cpu_online_mask);
2021
2022        mutex_unlock(&all_q_mutex);
2023        put_online_cpus();
2024
2025        return q;
2026
2027err_hctxs:
2028        kfree(q->queue_hw_ctx);
2029err_percpu:
2030        free_percpu(q->queue_ctx);
2031err_exit:
2032        q->mq_ops = NULL;
2033        return ERR_PTR(-ENOMEM);
2034}
2035EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_allocated_queue);
2036
2037void blk_mq_free_queue(struct request_queue *q)
2038{
2039        struct blk_mq_tag_set   *set = q->tag_set;
2040
2041        mutex_lock(&all_q_mutex);
2042        list_del_init(&q->all_q_node);
2043        mutex_unlock(&all_q_mutex);
2044
2045        blk_mq_del_queue_tag_set(q);
2046
2047        blk_mq_exit_hw_queues(q, set, set->nr_hw_queues);
2048        blk_mq_free_hw_queues(q, set);
2049}
2050
2051/* Basically redo blk_mq_init_queue with queue frozen */
2052static void blk_mq_queue_reinit(struct request_queue *q,
2053                                const struct cpumask *online_mask)
2054{
2055        WARN_ON_ONCE(!atomic_read(&q->mq_freeze_depth));
2056
2057        blk_mq_sysfs_unregister(q);
2058
2059        /*
2060         * redo blk_mq_init_cpu_queues and blk_mq_init_hw_queues. FIXME: maybe
2061         * we should change hctx numa_node according to new topology (this
2062         * involves free and re-allocate memory, worthy doing?)
2063         */
2064
2065        blk_mq_map_swqueue(q, online_mask);
2066
2067        blk_mq_sysfs_register(q);
2068}
2069
2070/*
2071 * New online cpumask which is going to be set in this hotplug event.
2072 * Declare this cpumasks as global as cpu-hotplug operation is invoked
2073 * one-by-one and dynamically allocating this could result in a failure.
2074 */
2075static struct cpumask cpuhp_online_new;
2076
2077static void blk_mq_queue_reinit_work(void)
2078{
2079        struct request_queue *q;
2080
2081        mutex_lock(&all_q_mutex);
2082        /*
2083         * We need to freeze and reinit all existing queues.  Freezing
2084         * involves synchronous wait for an RCU grace period and doing it
2085         * one by one may take a long time.  Start freezing all queues in
2086         * one swoop and then wait for the completions so that freezing can
2087         * take place in parallel.
2088         */
2089        list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
2090                blk_mq_freeze_queue_start(q);
2091        list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node) {
2092                blk_mq_freeze_queue_wait(q);
2093
2094                /*
2095                 * timeout handler can't touch hw queue during the
2096                 * reinitialization
2097                 */
2098                del_timer_sync(&q->timeout);
2099        }
2100
2101        list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
2102                blk_mq_queue_reinit(q, &cpuhp_online_new);
2103
2104        list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
2105                blk_mq_unfreeze_queue(q);
2106
2107        mutex_unlock(&all_q_mutex);
2108}
2109
2110static int blk_mq_queue_reinit_dead(unsigned int cpu)
2111{
2112        cpumask_copy(&cpuhp_online_new, cpu_online_mask);
2113        blk_mq_queue_reinit_work();
2114        return 0;
2115}
2116
2117/*
2118 * Before hotadded cpu starts handling requests, new mappings must be
2119 * established.  Otherwise, these requests in hw queue might never be
2120 * dispatched.
2121 *
2122 * For example, there is a single hw queue (hctx) and two CPU queues (ctx0
2123 * for CPU0, and ctx1 for CPU1).
2124 *
2125 * Now CPU1 is just onlined and a request is inserted into ctx1->rq_list
2126 * and set bit0 in pending bitmap as ctx1->index_hw is still zero.
2127 *
2128 * And then while running hw queue, flush_busy_ctxs() finds bit0 is set in
2129 * pending bitmap and tries to retrieve requests in hctx->ctxs[0]->rq_list.
2130 * But htx->ctxs[0] is a pointer to ctx0, so the request in ctx1->rq_list
2131 * is ignored.
2132 */
2133static int blk_mq_queue_reinit_prepare(unsigned int cpu)
2134{
2135        cpumask_copy(&cpuhp_online_new, cpu_online_mask);
2136        cpumask_set_cpu(cpu, &cpuhp_online_new);
2137        blk_mq_queue_reinit_work();
2138        return 0;
2139}
2140
2141static int __blk_mq_alloc_rq_maps(struct blk_mq_tag_set *set)
2142{
2143        int i;
2144
2145        for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
2146                set->tags[i] = blk_mq_init_rq_map(set, i);
2147                if (!set->tags[i])
2148                        goto out_unwind;
2149        }
2150
2151        return 0;
2152
2153out_unwind:
2154        while (--i >= 0)
2155                blk_mq_free_rq_map(set, set->tags[i], i);
2156
2157        return -ENOMEM;
2158}
2159
2160/*
2161 * Allocate the request maps associated with this tag_set. Note that this
2162 * may reduce the depth asked for, if memory is tight. set->queue_depth
2163 * will be updated to reflect the allocated depth.
2164 */
2165static int blk_mq_alloc_rq_maps(struct blk_mq_tag_set *set)
2166{
2167        unsigned int depth;
2168        int err;
2169
2170        depth = set->queue_depth;
2171        do {
2172                err = __blk_mq_alloc_rq_maps(set);
2173                if (!err)
2174                        break;
2175
2176                set->queue_depth >>= 1;
2177                if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN) {
2178                        err = -ENOMEM;
2179                        break;
2180                }
2181        } while (set->queue_depth);
2182
2183        if (!set->queue_depth || err) {
2184                pr_err("blk-mq: failed to allocate request map\n");
2185                return -ENOMEM;
2186        }
2187
2188        if (depth != set->queue_depth)
2189                pr_info("blk-mq: reduced tag depth (%u -> %u)\n",
2190                                                depth, set->queue_depth);
2191
2192        return 0;
2193}
2194
2195/*
2196 * Alloc a tag set to be associated with one or more request queues.
2197 * May fail with EINVAL for various error conditions. May adjust the
2198 * requested depth down, if if it too large. In that case, the set
2199 * value will be stored in set->queue_depth.
2200 */
2201int blk_mq_alloc_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
2202{
2203        int ret;
2204
2205        BUILD_BUG_ON(BLK_MQ_MAX_DEPTH > 1 << BLK_MQ_UNIQUE_TAG_BITS);
2206
2207        if (!set->nr_hw_queues)
2208                return -EINVAL;
2209        if (!set->queue_depth)
2210                return -EINVAL;
2211        if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN)
2212                return -EINVAL;
2213
2214        if (!set->ops->queue_rq)
2215                return -EINVAL;
2216
2217        if (set->queue_depth > BLK_MQ_MAX_DEPTH) {
2218                pr_info("blk-mq: reduced tag depth to %u\n",
2219                        BLK_MQ_MAX_DEPTH);
2220                set->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
2221        }
2222
2223        /*
2224         * If a crashdump is active, then we are potentially in a very
2225         * memory constrained environment. Limit us to 1 queue and
2226         * 64 tags to prevent using too much memory.
2227         */
2228        if (is_kdump_kernel()) {
2229                set->nr_hw_queues = 1;
2230                set->queue_depth = min(64U, set->queue_depth);
2231        }
2232        /*
2233         * There is no use for more h/w queues than cpus.
2234         */
2235        if (set->nr_hw_queues > nr_cpu_ids)
2236                set->nr_hw_queues = nr_cpu_ids;
2237
2238        set->tags = kzalloc_node(nr_cpu_ids * sizeof(struct blk_mq_tags *),
2239                                 GFP_KERNEL, set->numa_node);
2240        if (!set->tags)
2241                return -ENOMEM;
2242
2243        ret = -ENOMEM;
2244        set->mq_map = kzalloc_node(sizeof(*set->mq_map) * nr_cpu_ids,
2245                        GFP_KERNEL, set->numa_node);
2246        if (!set->mq_map)
2247                goto out_free_tags;
2248
2249        if (set->ops->map_queues)
2250                ret = set->ops->map_queues(set);
2251        else
2252                ret = blk_mq_map_queues(set);
2253        if (ret)
2254                goto out_free_mq_map;
2255
2256        ret = blk_mq_alloc_rq_maps(set);
2257        if (ret)
2258                goto out_free_mq_map;
2259
2260        mutex_init(&set->tag_list_lock);
2261        INIT_LIST_HEAD(&set->tag_list);
2262
2263        return 0;
2264
2265out_free_mq_map:
2266        kfree(set->mq_map);
2267        set->mq_map = NULL;
2268out_free_tags:
2269        kfree(set->tags);
2270        set->tags = NULL;
2271        return ret;
2272}
2273EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_tag_set);
2274
2275void blk_mq_free_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
2276{
2277        int i;
2278
2279        for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++) {
2280                if (set->tags[i])
2281                        blk_mq_free_rq_map(set, set->tags[i], i);
2282        }
2283
2284        kfree(set->mq_map);
2285        set->mq_map = NULL;
2286
2287        kfree(set->tags);
2288        set->tags = NULL;
2289}
2290EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_tag_set);
2291
2292int blk_mq_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
2293{
2294        struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
2295        struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2296        int i, ret;
2297
2298        if (!set || nr > set->queue_depth)
2299                return -EINVAL;
2300
2301        ret = 0;
2302        queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2303                if (!hctx->tags)
2304                        continue;
2305                ret = blk_mq_tag_update_depth(hctx->tags, nr);
2306                if (ret)
2307                        break;
2308        }
2309
2310        if (!ret)
2311                q->nr_requests = nr;
2312
2313        return ret;
2314}
2315
2316void blk_mq_update_nr_hw_queues(struct blk_mq_tag_set *set, int nr_hw_queues)
2317{
2318        struct request_queue *q;
2319
2320        if (nr_hw_queues > nr_cpu_ids)
2321                nr_hw_queues = nr_cpu_ids;
2322        if (nr_hw_queues < 1 || nr_hw_queues == set->nr_hw_queues)
2323                return;
2324
2325        list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
2326                blk_mq_freeze_queue(q);
2327
2328        set->nr_hw_queues = nr_hw_queues;
2329        list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
2330                blk_mq_realloc_hw_ctxs(set, q);
2331
2332                if (q->nr_hw_queues > 1)
2333                        blk_queue_make_request(q, blk_mq_make_request);
2334                else
2335                        blk_queue_make_request(q, blk_sq_make_request);
2336
2337                blk_mq_queue_reinit(q, cpu_online_mask);
2338        }
2339
2340        list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
2341                blk_mq_unfreeze_queue(q);
2342}
2343EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_update_nr_hw_queues);
2344
2345void blk_mq_disable_hotplug(void)
2346{
2347        mutex_lock(&all_q_mutex);
2348}
2349
2350void blk_mq_enable_hotplug(void)
2351{
2352        mutex_unlock(&all_q_mutex);
2353}
2354
2355static int __init blk_mq_init(void)
2356{
2357        cpuhp_setup_state_multi(CPUHP_BLK_MQ_DEAD, "block/mq:dead", NULL,
2358                                blk_mq_hctx_notify_dead);
2359
2360        cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_BLK_MQ_PREPARE, "block/mq:prepare",
2361                                  blk_mq_queue_reinit_prepare,
2362                                  blk_mq_queue_reinit_dead);
2363        return 0;
2364}
2365subsys_initcall(blk_mq_init);
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.