xref: /linux/block/blk-mq.c (revision 94eddfbeaafa3e8040a2c47d370dea0e58e76941)
1320ae51fSJens Axboe #include <linux/kernel.h>
2320ae51fSJens Axboe #include <linux/module.h>
3320ae51fSJens Axboe #include <linux/backing-dev.h>
4320ae51fSJens Axboe #include <linux/bio.h>
5320ae51fSJens Axboe #include <linux/blkdev.h>
6320ae51fSJens Axboe #include <linux/mm.h>
7320ae51fSJens Axboe #include <linux/init.h>
8320ae51fSJens Axboe #include <linux/slab.h>
9320ae51fSJens Axboe #include <linux/workqueue.h>
10320ae51fSJens Axboe #include <linux/smp.h>
11320ae51fSJens Axboe #include <linux/llist.h>
12320ae51fSJens Axboe #include <linux/list_sort.h>
13320ae51fSJens Axboe #include <linux/cpu.h>
14320ae51fSJens Axboe #include <linux/cache.h>
15320ae51fSJens Axboe #include <linux/sched/sysctl.h>
16320ae51fSJens Axboe #include <linux/delay.h>
17320ae51fSJens Axboe 
18320ae51fSJens Axboe #include <trace/events/block.h>
19320ae51fSJens Axboe 
20320ae51fSJens Axboe #include <linux/blk-mq.h>
21320ae51fSJens Axboe #include "blk.h"
22320ae51fSJens Axboe #include "blk-mq.h"
23320ae51fSJens Axboe #include "blk-mq-tag.h"
24320ae51fSJens Axboe 
25320ae51fSJens Axboe static DEFINE_MUTEX(all_q_mutex);
26320ae51fSJens Axboe static LIST_HEAD(all_q_list);
27320ae51fSJens Axboe 
28320ae51fSJens Axboe static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx);
29320ae51fSJens Axboe 
30320ae51fSJens Axboe DEFINE_PER_CPU(struct llist_head, ipi_lists);
31320ae51fSJens Axboe 
32320ae51fSJens Axboe static struct blk_mq_ctx *__blk_mq_get_ctx(struct request_queue *q,
33320ae51fSJens Axboe 					   unsigned int cpu)
34320ae51fSJens Axboe {
35320ae51fSJens Axboe 	return per_cpu_ptr(q->queue_ctx, cpu);
36320ae51fSJens Axboe }
37320ae51fSJens Axboe 
38320ae51fSJens Axboe /*
39320ae51fSJens Axboe  * This assumes per-cpu software queueing queues. They could be per-node
40320ae51fSJens Axboe  * as well, for instance. For now this is hardcoded as-is. Note that we don't
41320ae51fSJens Axboe  * care about preemption, since we know the ctx's are persistent. This does
42320ae51fSJens Axboe  * mean that we can't rely on ctx always matching the currently running CPU.
43320ae51fSJens Axboe  */
44320ae51fSJens Axboe static struct blk_mq_ctx *blk_mq_get_ctx(struct request_queue *q)
45320ae51fSJens Axboe {
46320ae51fSJens Axboe 	return __blk_mq_get_ctx(q, get_cpu());
47320ae51fSJens Axboe }
48320ae51fSJens Axboe 
49320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_put_ctx(struct blk_mq_ctx *ctx)
50320ae51fSJens Axboe {
51320ae51fSJens Axboe 	put_cpu();
52320ae51fSJens Axboe }
53320ae51fSJens Axboe 
54320ae51fSJens Axboe /*
55320ae51fSJens Axboe  * Check if any of the ctx's have pending work in this hardware queue
56320ae51fSJens Axboe  */
57320ae51fSJens Axboe static bool blk_mq_hctx_has_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
58320ae51fSJens Axboe {
59320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i;
60320ae51fSJens Axboe 
61320ae51fSJens Axboe 	for (i = 0; i < hctx->nr_ctx_map; i++)
62320ae51fSJens Axboe 		if (hctx->ctx_map[i])
63320ae51fSJens Axboe 			return true;
64320ae51fSJens Axboe 
65320ae51fSJens Axboe 	return false;
66320ae51fSJens Axboe }
67320ae51fSJens Axboe 
68320ae51fSJens Axboe /*
69320ae51fSJens Axboe  * Mark this ctx as having pending work in this hardware queue
70320ae51fSJens Axboe  */
71320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_hctx_mark_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
72320ae51fSJens Axboe 				     struct blk_mq_ctx *ctx)
73320ae51fSJens Axboe {
74320ae51fSJens Axboe 	if (!test_bit(ctx->index_hw, hctx->ctx_map))
75320ae51fSJens Axboe 		set_bit(ctx->index_hw, hctx->ctx_map);
76320ae51fSJens Axboe }
77320ae51fSJens Axboe 
78320ae51fSJens Axboe static struct request *blk_mq_alloc_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, gfp_t gfp,
79320ae51fSJens Axboe 				       bool reserved)
80320ae51fSJens Axboe {
81320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
82320ae51fSJens Axboe 	unsigned int tag;
83320ae51fSJens Axboe 
84320ae51fSJens Axboe 	tag = blk_mq_get_tag(hctx->tags, gfp, reserved);
85320ae51fSJens Axboe 	if (tag != BLK_MQ_TAG_FAIL) {
86320ae51fSJens Axboe 		rq = hctx->rqs[tag];
87320ae51fSJens Axboe 		rq->tag = tag;
88320ae51fSJens Axboe 
89320ae51fSJens Axboe 		return rq;
90320ae51fSJens Axboe 	}
91320ae51fSJens Axboe 
92320ae51fSJens Axboe 	return NULL;
93320ae51fSJens Axboe }
94320ae51fSJens Axboe 
95320ae51fSJens Axboe static int blk_mq_queue_enter(struct request_queue *q)
96320ae51fSJens Axboe {
97320ae51fSJens Axboe 	int ret;
98320ae51fSJens Axboe 
99320ae51fSJens Axboe 	__percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, 1, 1000000);
100320ae51fSJens Axboe 	smp_wmb();
101320ae51fSJens Axboe 	/* we have problems to freeze the queue if it's initializing */
102320ae51fSJens Axboe 	if (!blk_queue_bypass(q) || !blk_queue_init_done(q))
103320ae51fSJens Axboe 		return 0;
104320ae51fSJens Axboe 
105320ae51fSJens Axboe 	__percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, -1, 1000000);
106320ae51fSJens Axboe 
107320ae51fSJens Axboe 	spin_lock_irq(q->queue_lock);
108320ae51fSJens Axboe 	ret = wait_event_interruptible_lock_irq(q->mq_freeze_wq,
109320ae51fSJens Axboe 		!blk_queue_bypass(q), *q->queue_lock);
110320ae51fSJens Axboe 	/* inc usage with lock hold to avoid freeze_queue runs here */
111320ae51fSJens Axboe 	if (!ret)
112320ae51fSJens Axboe 		__percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, 1, 1000000);
113320ae51fSJens Axboe 	spin_unlock_irq(q->queue_lock);
114320ae51fSJens Axboe 
115320ae51fSJens Axboe 	return ret;
116320ae51fSJens Axboe }
117320ae51fSJens Axboe 
118320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_queue_exit(struct request_queue *q)
119320ae51fSJens Axboe {
120320ae51fSJens Axboe 	__percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, -1, 1000000);
121320ae51fSJens Axboe }
122320ae51fSJens Axboe 
123320ae51fSJens Axboe /*
124320ae51fSJens Axboe  * Guarantee no request is in use, so we can change any data structure of
125320ae51fSJens Axboe  * the queue afterward.
126320ae51fSJens Axboe  */
127320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_freeze_queue(struct request_queue *q)
128320ae51fSJens Axboe {
129320ae51fSJens Axboe 	bool drain;
130320ae51fSJens Axboe 
131320ae51fSJens Axboe 	spin_lock_irq(q->queue_lock);
132320ae51fSJens Axboe 	drain = !q->bypass_depth++;
133320ae51fSJens Axboe 	queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
134320ae51fSJens Axboe 	spin_unlock_irq(q->queue_lock);
135320ae51fSJens Axboe 
136320ae51fSJens Axboe 	if (!drain)
137320ae51fSJens Axboe 		return;
138320ae51fSJens Axboe 
139320ae51fSJens Axboe 	while (true) {
140320ae51fSJens Axboe 		s64 count;
141320ae51fSJens Axboe 
142320ae51fSJens Axboe 		spin_lock_irq(q->queue_lock);
143320ae51fSJens Axboe 		count = percpu_counter_sum(&q->mq_usage_counter);
144320ae51fSJens Axboe 		spin_unlock_irq(q->queue_lock);
145320ae51fSJens Axboe 
146320ae51fSJens Axboe 		if (count == 0)
147320ae51fSJens Axboe 			break;
148320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_run_queues(q, false);
149320ae51fSJens Axboe 		msleep(10);
150320ae51fSJens Axboe 	}
151320ae51fSJens Axboe }
152320ae51fSJens Axboe 
153320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q)
154320ae51fSJens Axboe {
155320ae51fSJens Axboe 	bool wake = false;
156320ae51fSJens Axboe 
157320ae51fSJens Axboe 	spin_lock_irq(q->queue_lock);
158320ae51fSJens Axboe 	if (!--q->bypass_depth) {
159320ae51fSJens Axboe 		queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
160320ae51fSJens Axboe 		wake = true;
161320ae51fSJens Axboe 	}
162320ae51fSJens Axboe 	WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
163320ae51fSJens Axboe 	spin_unlock_irq(q->queue_lock);
164320ae51fSJens Axboe 	if (wake)
165320ae51fSJens Axboe 		wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
166320ae51fSJens Axboe }
167320ae51fSJens Axboe 
168320ae51fSJens Axboe bool blk_mq_can_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
169320ae51fSJens Axboe {
170320ae51fSJens Axboe 	return blk_mq_has_free_tags(hctx->tags);
171320ae51fSJens Axboe }
172320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_can_queue);
173320ae51fSJens Axboe 
174*94eddfbeSJens Axboe static void blk_mq_rq_ctx_init(struct request_queue *q, struct blk_mq_ctx *ctx,
175*94eddfbeSJens Axboe 			       struct request *rq, unsigned int rw_flags)
176320ae51fSJens Axboe {
177*94eddfbeSJens Axboe 	if (blk_queue_io_stat(q))
178*94eddfbeSJens Axboe 		rw_flags |= REQ_IO_STAT;
179*94eddfbeSJens Axboe 
180320ae51fSJens Axboe 	rq->mq_ctx = ctx;
181320ae51fSJens Axboe 	rq->cmd_flags = rw_flags;
182320ae51fSJens Axboe 	ctx->rq_dispatched[rw_is_sync(rw_flags)]++;
183320ae51fSJens Axboe }
184320ae51fSJens Axboe 
185320ae51fSJens Axboe static struct request *__blk_mq_alloc_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
186320ae51fSJens Axboe 					      gfp_t gfp, bool reserved)
187320ae51fSJens Axboe {
188320ae51fSJens Axboe 	return blk_mq_alloc_rq(hctx, gfp, reserved);
189320ae51fSJens Axboe }
190320ae51fSJens Axboe 
191320ae51fSJens Axboe static struct request *blk_mq_alloc_request_pinned(struct request_queue *q,
192320ae51fSJens Axboe 						   int rw, gfp_t gfp,
193320ae51fSJens Axboe 						   bool reserved)
194320ae51fSJens Axboe {
195320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
196320ae51fSJens Axboe 
197320ae51fSJens Axboe 	do {
198320ae51fSJens Axboe 		struct blk_mq_ctx *ctx = blk_mq_get_ctx(q);
199320ae51fSJens Axboe 		struct blk_mq_hw_ctx *hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
200320ae51fSJens Axboe 
201320ae51fSJens Axboe 		rq = __blk_mq_alloc_request(hctx, gfp & ~__GFP_WAIT, reserved);
202320ae51fSJens Axboe 		if (rq) {
203*94eddfbeSJens Axboe 			blk_mq_rq_ctx_init(q, ctx, rq, rw);
204320ae51fSJens Axboe 			break;
205320ae51fSJens Axboe 		} else if (!(gfp & __GFP_WAIT))
206320ae51fSJens Axboe 			break;
207320ae51fSJens Axboe 
208320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_put_ctx(ctx);
209320ae51fSJens Axboe 		__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
210320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_wait_for_tags(hctx->tags);
211320ae51fSJens Axboe 	} while (1);
212320ae51fSJens Axboe 
213320ae51fSJens Axboe 	return rq;
214320ae51fSJens Axboe }
215320ae51fSJens Axboe 
2163228f48bSChristoph Hellwig struct request *blk_mq_alloc_request(struct request_queue *q, int rw,
2173228f48bSChristoph Hellwig 		gfp_t gfp, bool reserved)
218320ae51fSJens Axboe {
219320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
220320ae51fSJens Axboe 
221320ae51fSJens Axboe 	if (blk_mq_queue_enter(q))
222320ae51fSJens Axboe 		return NULL;
223320ae51fSJens Axboe 
2243228f48bSChristoph Hellwig 	rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, rw, gfp, reserved);
225320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(rq->mq_ctx);
226320ae51fSJens Axboe 	return rq;
227320ae51fSJens Axboe }
228320ae51fSJens Axboe 
229320ae51fSJens Axboe struct request *blk_mq_alloc_reserved_request(struct request_queue *q, int rw,
230320ae51fSJens Axboe 					      gfp_t gfp)
231320ae51fSJens Axboe {
232320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
233320ae51fSJens Axboe 
234320ae51fSJens Axboe 	if (blk_mq_queue_enter(q))
235320ae51fSJens Axboe 		return NULL;
236320ae51fSJens Axboe 
237320ae51fSJens Axboe 	rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, rw, gfp, true);
238320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(rq->mq_ctx);
239320ae51fSJens Axboe 	return rq;
240320ae51fSJens Axboe }
241320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_reserved_request);
242320ae51fSJens Axboe 
243320ae51fSJens Axboe /*
244320ae51fSJens Axboe  * Re-init and set pdu, if we have it
245320ae51fSJens Axboe  */
246320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_rq_init(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *rq)
247320ae51fSJens Axboe {
248320ae51fSJens Axboe 	blk_rq_init(hctx->queue, rq);
249320ae51fSJens Axboe 
250320ae51fSJens Axboe 	if (hctx->cmd_size)
251320ae51fSJens Axboe 		rq->special = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
252320ae51fSJens Axboe }
253320ae51fSJens Axboe 
254320ae51fSJens Axboe static void __blk_mq_free_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
255320ae51fSJens Axboe 				  struct blk_mq_ctx *ctx, struct request *rq)
256320ae51fSJens Axboe {
257320ae51fSJens Axboe 	const int tag = rq->tag;
258320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
259320ae51fSJens Axboe 
260320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_rq_init(hctx, rq);
261320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_put_tag(hctx->tags, tag);
262320ae51fSJens Axboe 
263320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_queue_exit(q);
264320ae51fSJens Axboe }
265320ae51fSJens Axboe 
266320ae51fSJens Axboe void blk_mq_free_request(struct request *rq)
267320ae51fSJens Axboe {
268320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
269320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
270320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
271320ae51fSJens Axboe 
272320ae51fSJens Axboe 	ctx->rq_completed[rq_is_sync(rq)]++;
273320ae51fSJens Axboe 
274320ae51fSJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
275320ae51fSJens Axboe 	__blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
276320ae51fSJens Axboe }
277320ae51fSJens Axboe 
278320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio, int error)
279320ae51fSJens Axboe {
280320ae51fSJens Axboe 	if (error)
281320ae51fSJens Axboe 		clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
282320ae51fSJens Axboe 	else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
283320ae51fSJens Axboe 		error = -EIO;
284320ae51fSJens Axboe 
285320ae51fSJens Axboe 	if (unlikely(rq->cmd_flags & REQ_QUIET))
286320ae51fSJens Axboe 		set_bit(BIO_QUIET, &bio->bi_flags);
287320ae51fSJens Axboe 
288320ae51fSJens Axboe 	/* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
289320ae51fSJens Axboe 	if (!(rq->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ))
290320ae51fSJens Axboe 		bio_endio(bio, error);
291320ae51fSJens Axboe }
292320ae51fSJens Axboe 
293320ae51fSJens Axboe void blk_mq_complete_request(struct request *rq, int error)
294320ae51fSJens Axboe {
295320ae51fSJens Axboe 	struct bio *bio = rq->bio;
296320ae51fSJens Axboe 	unsigned int bytes = 0;
297320ae51fSJens Axboe 
298320ae51fSJens Axboe 	trace_block_rq_complete(rq->q, rq);
299320ae51fSJens Axboe 
300320ae51fSJens Axboe 	while (bio) {
301320ae51fSJens Axboe 		struct bio *next = bio->bi_next;
302320ae51fSJens Axboe 
303320ae51fSJens Axboe 		bio->bi_next = NULL;
304320ae51fSJens Axboe 		bytes += bio->bi_size;
305320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_bio_endio(rq, bio, error);
306320ae51fSJens Axboe 		bio = next;
307320ae51fSJens Axboe 	}
308320ae51fSJens Axboe 
309320ae51fSJens Axboe 	blk_account_io_completion(rq, bytes);
310320ae51fSJens Axboe 
311320ae51fSJens Axboe 	if (rq->end_io)
312320ae51fSJens Axboe 		rq->end_io(rq, error);
313320ae51fSJens Axboe 	else
314320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_free_request(rq);
315320ae51fSJens Axboe 
316320ae51fSJens Axboe 	blk_account_io_done(rq);
317320ae51fSJens Axboe }
318320ae51fSJens Axboe 
319320ae51fSJens Axboe void __blk_mq_end_io(struct request *rq, int error)
320320ae51fSJens Axboe {
321320ae51fSJens Axboe 	if (!blk_mark_rq_complete(rq))
322320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_complete_request(rq, error);
323320ae51fSJens Axboe }
324320ae51fSJens Axboe 
3250a06ff06SChristoph Hellwig #if defined(CONFIG_SMP)
326320ae51fSJens Axboe 
327320ae51fSJens Axboe /*
328320ae51fSJens Axboe  * Called with interrupts disabled.
329320ae51fSJens Axboe  */
330320ae51fSJens Axboe static void ipi_end_io(void *data)
331320ae51fSJens Axboe {
332320ae51fSJens Axboe 	struct llist_head *list = &per_cpu(ipi_lists, smp_processor_id());
333320ae51fSJens Axboe 	struct llist_node *entry, *next;
334320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
335320ae51fSJens Axboe 
336320ae51fSJens Axboe 	entry = llist_del_all(list);
337320ae51fSJens Axboe 
338320ae51fSJens Axboe 	while (entry) {
339320ae51fSJens Axboe 		next = entry->next;
340320ae51fSJens Axboe 		rq = llist_entry(entry, struct request, ll_list);
341320ae51fSJens Axboe 		__blk_mq_end_io(rq, rq->errors);
342320ae51fSJens Axboe 		entry = next;
343320ae51fSJens Axboe 	}
344320ae51fSJens Axboe }
345320ae51fSJens Axboe 
346320ae51fSJens Axboe static int ipi_remote_cpu(struct blk_mq_ctx *ctx, const int cpu,
347320ae51fSJens Axboe 			  struct request *rq, const int error)
348320ae51fSJens Axboe {
349320ae51fSJens Axboe 	struct call_single_data *data = &rq->csd;
350320ae51fSJens Axboe 
351320ae51fSJens Axboe 	rq->errors = error;
352320ae51fSJens Axboe 	rq->ll_list.next = NULL;
353320ae51fSJens Axboe 
354320ae51fSJens Axboe 	/*
355320ae51fSJens Axboe 	 * If the list is non-empty, an existing IPI must already
356320ae51fSJens Axboe 	 * be "in flight". If that is the case, we need not schedule
357320ae51fSJens Axboe 	 * a new one.
358320ae51fSJens Axboe 	 */
359320ae51fSJens Axboe 	if (llist_add(&rq->ll_list, &per_cpu(ipi_lists, ctx->cpu))) {
360320ae51fSJens Axboe 		data->func = ipi_end_io;
361320ae51fSJens Axboe 		data->flags = 0;
362320ae51fSJens Axboe 		__smp_call_function_single(ctx->cpu, data, 0);
363320ae51fSJens Axboe 	}
364320ae51fSJens Axboe 
365320ae51fSJens Axboe 	return true;
366320ae51fSJens Axboe }
3670a06ff06SChristoph Hellwig #else /* CONFIG_SMP */
368320ae51fSJens Axboe static int ipi_remote_cpu(struct blk_mq_ctx *ctx, const int cpu,
369320ae51fSJens Axboe 			  struct request *rq, const int error)
370320ae51fSJens Axboe {
371320ae51fSJens Axboe 	return false;
372320ae51fSJens Axboe }
373320ae51fSJens Axboe #endif
374320ae51fSJens Axboe 
375320ae51fSJens Axboe /*
376320ae51fSJens Axboe  * End IO on this request on a multiqueue enabled driver. We'll either do
377320ae51fSJens Axboe  * it directly inline, or punt to a local IPI handler on the matching
378320ae51fSJens Axboe  * remote CPU.
379320ae51fSJens Axboe  */
380320ae51fSJens Axboe void blk_mq_end_io(struct request *rq, int error)
381320ae51fSJens Axboe {
382320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
383320ae51fSJens Axboe 	int cpu;
384320ae51fSJens Axboe 
385320ae51fSJens Axboe 	if (!ctx->ipi_redirect)
386320ae51fSJens Axboe 		return __blk_mq_end_io(rq, error);
387320ae51fSJens Axboe 
388320ae51fSJens Axboe 	cpu = get_cpu();
389320ae51fSJens Axboe 
390320ae51fSJens Axboe 	if (cpu == ctx->cpu || !cpu_online(ctx->cpu) ||
391320ae51fSJens Axboe 	    !ipi_remote_cpu(ctx, cpu, rq, error))
392320ae51fSJens Axboe 		__blk_mq_end_io(rq, error);
393320ae51fSJens Axboe 
394320ae51fSJens Axboe 	put_cpu();
395320ae51fSJens Axboe }
396320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_end_io);
397320ae51fSJens Axboe 
398320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_start_request(struct request *rq)
399320ae51fSJens Axboe {
400320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
401320ae51fSJens Axboe 
402320ae51fSJens Axboe 	trace_block_rq_issue(q, rq);
403320ae51fSJens Axboe 
404320ae51fSJens Axboe 	/*
405320ae51fSJens Axboe 	 * Just mark start time and set the started bit. Due to memory
406320ae51fSJens Axboe 	 * ordering, we know we'll see the correct deadline as long as
407320ae51fSJens Axboe 	 * REQ_ATOMIC_STARTED is seen.
408320ae51fSJens Axboe 	 */
409320ae51fSJens Axboe 	rq->deadline = jiffies + q->rq_timeout;
410320ae51fSJens Axboe 	set_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
411320ae51fSJens Axboe }
412320ae51fSJens Axboe 
413320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
414320ae51fSJens Axboe {
415320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
416320ae51fSJens Axboe 
417320ae51fSJens Axboe 	trace_block_rq_requeue(q, rq);
418320ae51fSJens Axboe 	clear_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
419320ae51fSJens Axboe }
420320ae51fSJens Axboe 
421320ae51fSJens Axboe struct blk_mq_timeout_data {
422320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
423320ae51fSJens Axboe 	unsigned long *next;
424320ae51fSJens Axboe 	unsigned int *next_set;
425320ae51fSJens Axboe };
426320ae51fSJens Axboe 
427320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_timeout_check(void *__data, unsigned long *free_tags)
428320ae51fSJens Axboe {
429320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_timeout_data *data = __data;
430320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx = data->hctx;
431320ae51fSJens Axboe 	unsigned int tag;
432320ae51fSJens Axboe 
433320ae51fSJens Axboe 	 /* It may not be in flight yet (this is where
434320ae51fSJens Axboe 	 * the REQ_ATOMIC_STARTED flag comes in). The requests are
435320ae51fSJens Axboe 	 * statically allocated, so we know it's always safe to access the
436320ae51fSJens Axboe 	 * memory associated with a bit offset into ->rqs[].
437320ae51fSJens Axboe 	 */
438320ae51fSJens Axboe 	tag = 0;
439320ae51fSJens Axboe 	do {
440320ae51fSJens Axboe 		struct request *rq;
441320ae51fSJens Axboe 
442320ae51fSJens Axboe 		tag = find_next_zero_bit(free_tags, hctx->queue_depth, tag);
443320ae51fSJens Axboe 		if (tag >= hctx->queue_depth)
444320ae51fSJens Axboe 			break;
445320ae51fSJens Axboe 
446320ae51fSJens Axboe 		rq = hctx->rqs[tag++];
447320ae51fSJens Axboe 
448320ae51fSJens Axboe 		if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags))
449320ae51fSJens Axboe 			continue;
450320ae51fSJens Axboe 
451320ae51fSJens Axboe 		blk_rq_check_expired(rq, data->next, data->next_set);
452320ae51fSJens Axboe 	} while (1);
453320ae51fSJens Axboe }
454320ae51fSJens Axboe 
455320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_hw_ctx_check_timeout(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
456320ae51fSJens Axboe 					unsigned long *next,
457320ae51fSJens Axboe 					unsigned int *next_set)
458320ae51fSJens Axboe {
459320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_timeout_data data = {
460320ae51fSJens Axboe 		.hctx		= hctx,
461320ae51fSJens Axboe 		.next		= next,
462320ae51fSJens Axboe 		.next_set	= next_set,
463320ae51fSJens Axboe 	};
464320ae51fSJens Axboe 
465320ae51fSJens Axboe 	/*
466320ae51fSJens Axboe 	 * Ask the tagging code to iterate busy requests, so we can
467320ae51fSJens Axboe 	 * check them for timeout.
468320ae51fSJens Axboe 	 */
469320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_tag_busy_iter(hctx->tags, blk_mq_timeout_check, &data);
470320ae51fSJens Axboe }
471320ae51fSJens Axboe 
472320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_rq_timer(unsigned long data)
473320ae51fSJens Axboe {
474320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = (struct request_queue *) data;
475320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
476320ae51fSJens Axboe 	unsigned long next = 0;
477320ae51fSJens Axboe 	int i, next_set = 0;
478320ae51fSJens Axboe 
479320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
480320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_hw_ctx_check_timeout(hctx, &next, &next_set);
481320ae51fSJens Axboe 
482320ae51fSJens Axboe 	if (next_set)
483320ae51fSJens Axboe 		mod_timer(&q->timeout, round_jiffies_up(next));
484320ae51fSJens Axboe }
485320ae51fSJens Axboe 
486320ae51fSJens Axboe /*
487320ae51fSJens Axboe  * Reverse check our software queue for entries that we could potentially
488320ae51fSJens Axboe  * merge with. Currently includes a hand-wavy stop count of 8, to not spend
489320ae51fSJens Axboe  * too much time checking for merges.
490320ae51fSJens Axboe  */
491320ae51fSJens Axboe static bool blk_mq_attempt_merge(struct request_queue *q,
492320ae51fSJens Axboe 				 struct blk_mq_ctx *ctx, struct bio *bio)
493320ae51fSJens Axboe {
494320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
495320ae51fSJens Axboe 	int checked = 8;
496320ae51fSJens Axboe 
497320ae51fSJens Axboe 	list_for_each_entry_reverse(rq, &ctx->rq_list, queuelist) {
498320ae51fSJens Axboe 		int el_ret;
499320ae51fSJens Axboe 
500320ae51fSJens Axboe 		if (!checked--)
501320ae51fSJens Axboe 			break;
502320ae51fSJens Axboe 
503320ae51fSJens Axboe 		if (!blk_rq_merge_ok(rq, bio))
504320ae51fSJens Axboe 			continue;
505320ae51fSJens Axboe 
506320ae51fSJens Axboe 		el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
507320ae51fSJens Axboe 		if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
508320ae51fSJens Axboe 			if (bio_attempt_back_merge(q, rq, bio)) {
509320ae51fSJens Axboe 				ctx->rq_merged++;
510320ae51fSJens Axboe 				return true;
511320ae51fSJens Axboe 			}
512320ae51fSJens Axboe 			break;
513320ae51fSJens Axboe 		} else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
514320ae51fSJens Axboe 			if (bio_attempt_front_merge(q, rq, bio)) {
515320ae51fSJens Axboe 				ctx->rq_merged++;
516320ae51fSJens Axboe 				return true;
517320ae51fSJens Axboe 			}
518320ae51fSJens Axboe 			break;
519320ae51fSJens Axboe 		}
520320ae51fSJens Axboe 	}
521320ae51fSJens Axboe 
522320ae51fSJens Axboe 	return false;
523320ae51fSJens Axboe }
524320ae51fSJens Axboe 
525320ae51fSJens Axboe void blk_mq_add_timer(struct request *rq)
526320ae51fSJens Axboe {
527320ae51fSJens Axboe 	__blk_add_timer(rq, NULL);
528320ae51fSJens Axboe }
529320ae51fSJens Axboe 
530320ae51fSJens Axboe /*
531320ae51fSJens Axboe  * Run this hardware queue, pulling any software queues mapped to it in.
532320ae51fSJens Axboe  * Note that this function currently has various problems around ordering
533320ae51fSJens Axboe  * of IO. In particular, we'd like FIFO behaviour on handling existing
534320ae51fSJens Axboe  * items on the hctx->dispatch list. Ignore that for now.
535320ae51fSJens Axboe  */
536320ae51fSJens Axboe static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
537320ae51fSJens Axboe {
538320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = hctx->queue;
539320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
540320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
541320ae51fSJens Axboe 	LIST_HEAD(rq_list);
542320ae51fSJens Axboe 	int bit, queued;
543320ae51fSJens Axboe 
544320ae51fSJens Axboe 	if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->flags)))
545320ae51fSJens Axboe 		return;
546320ae51fSJens Axboe 
547320ae51fSJens Axboe 	hctx->run++;
548320ae51fSJens Axboe 
549320ae51fSJens Axboe 	/*
550320ae51fSJens Axboe 	 * Touch any software queue that has pending entries.
551320ae51fSJens Axboe 	 */
552320ae51fSJens Axboe 	for_each_set_bit(bit, hctx->ctx_map, hctx->nr_ctx) {
553320ae51fSJens Axboe 		clear_bit(bit, hctx->ctx_map);
554320ae51fSJens Axboe 		ctx = hctx->ctxs[bit];
555320ae51fSJens Axboe 		BUG_ON(bit != ctx->index_hw);
556320ae51fSJens Axboe 
557320ae51fSJens Axboe 		spin_lock(&ctx->lock);
558320ae51fSJens Axboe 		list_splice_tail_init(&ctx->rq_list, &rq_list);
559320ae51fSJens Axboe 		spin_unlock(&ctx->lock);
560320ae51fSJens Axboe 	}
561320ae51fSJens Axboe 
562320ae51fSJens Axboe 	/*
563320ae51fSJens Axboe 	 * If we have previous entries on our dispatch list, grab them
564320ae51fSJens Axboe 	 * and stuff them at the front for more fair dispatch.
565320ae51fSJens Axboe 	 */
566320ae51fSJens Axboe 	if (!list_empty_careful(&hctx->dispatch)) {
567320ae51fSJens Axboe 		spin_lock(&hctx->lock);
568320ae51fSJens Axboe 		if (!list_empty(&hctx->dispatch))
569320ae51fSJens Axboe 			list_splice_init(&hctx->dispatch, &rq_list);
570320ae51fSJens Axboe 		spin_unlock(&hctx->lock);
571320ae51fSJens Axboe 	}
572320ae51fSJens Axboe 
573320ae51fSJens Axboe 	/*
574320ae51fSJens Axboe 	 * Delete and return all entries from our dispatch list
575320ae51fSJens Axboe 	 */
576320ae51fSJens Axboe 	queued = 0;
577320ae51fSJens Axboe 
578320ae51fSJens Axboe 	/*
579320ae51fSJens Axboe 	 * Now process all the entries, sending them to the driver.
580320ae51fSJens Axboe 	 */
581320ae51fSJens Axboe 	while (!list_empty(&rq_list)) {
582320ae51fSJens Axboe 		int ret;
583320ae51fSJens Axboe 
584320ae51fSJens Axboe 		rq = list_first_entry(&rq_list, struct request, queuelist);
585320ae51fSJens Axboe 		list_del_init(&rq->queuelist);
586320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_start_request(rq);
587320ae51fSJens Axboe 
588320ae51fSJens Axboe 		/*
589320ae51fSJens Axboe 		 * Last request in the series. Flag it as such, this
590320ae51fSJens Axboe 		 * enables drivers to know when IO should be kicked off,
591320ae51fSJens Axboe 		 * if they don't do it on a per-request basis.
592320ae51fSJens Axboe 		 *
593320ae51fSJens Axboe 		 * Note: the flag isn't the only condition drivers
594320ae51fSJens Axboe 		 * should do kick off. If drive is busy, the last
595320ae51fSJens Axboe 		 * request might not have the bit set.
596320ae51fSJens Axboe 		 */
597320ae51fSJens Axboe 		if (list_empty(&rq_list))
598320ae51fSJens Axboe 			rq->cmd_flags |= REQ_END;
599320ae51fSJens Axboe 
600320ae51fSJens Axboe 		ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, rq);
601320ae51fSJens Axboe 		switch (ret) {
602320ae51fSJens Axboe 		case BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK:
603320ae51fSJens Axboe 			queued++;
604320ae51fSJens Axboe 			continue;
605320ae51fSJens Axboe 		case BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY:
606320ae51fSJens Axboe 			/*
607320ae51fSJens Axboe 			 * FIXME: we should have a mechanism to stop the queue
608320ae51fSJens Axboe 			 * like blk_stop_queue, otherwise we will waste cpu
609320ae51fSJens Axboe 			 * time
610320ae51fSJens Axboe 			 */
611320ae51fSJens Axboe 			list_add(&rq->queuelist, &rq_list);
612320ae51fSJens Axboe 			blk_mq_requeue_request(rq);
613320ae51fSJens Axboe 			break;
614320ae51fSJens Axboe 		default:
615320ae51fSJens Axboe 			pr_err("blk-mq: bad return on queue: %d\n", ret);
616320ae51fSJens Axboe 			rq->errors = -EIO;
617320ae51fSJens Axboe 		case BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR:
618320ae51fSJens Axboe 			blk_mq_end_io(rq, rq->errors);
619320ae51fSJens Axboe 			break;
620320ae51fSJens Axboe 		}
621320ae51fSJens Axboe 
622320ae51fSJens Axboe 		if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY)
623320ae51fSJens Axboe 			break;
624320ae51fSJens Axboe 	}
625320ae51fSJens Axboe 
626320ae51fSJens Axboe 	if (!queued)
627320ae51fSJens Axboe 		hctx->dispatched[0]++;
628320ae51fSJens Axboe 	else if (queued < (1 << (BLK_MQ_MAX_DISPATCH_ORDER - 1)))
629320ae51fSJens Axboe 		hctx->dispatched[ilog2(queued) + 1]++;
630320ae51fSJens Axboe 
631320ae51fSJens Axboe 	/*
632320ae51fSJens Axboe 	 * Any items that need requeuing? Stuff them into hctx->dispatch,
633320ae51fSJens Axboe 	 * that is where we will continue on next queue run.
634320ae51fSJens Axboe 	 */
635320ae51fSJens Axboe 	if (!list_empty(&rq_list)) {
636320ae51fSJens Axboe 		spin_lock(&hctx->lock);
637320ae51fSJens Axboe 		list_splice(&rq_list, &hctx->dispatch);
638320ae51fSJens Axboe 		spin_unlock(&hctx->lock);
639320ae51fSJens Axboe 	}
640320ae51fSJens Axboe }
641320ae51fSJens Axboe 
642320ae51fSJens Axboe void blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async)
643320ae51fSJens Axboe {
644320ae51fSJens Axboe 	if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->flags)))
645320ae51fSJens Axboe 		return;
646320ae51fSJens Axboe 
647320ae51fSJens Axboe 	if (!async)
648320ae51fSJens Axboe 		__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
649320ae51fSJens Axboe 	else {
650320ae51fSJens Axboe 		struct request_queue *q = hctx->queue;
651320ae51fSJens Axboe 
652320ae51fSJens Axboe 		kblockd_schedule_delayed_work(q, &hctx->delayed_work, 0);
653320ae51fSJens Axboe 	}
654320ae51fSJens Axboe }
655320ae51fSJens Axboe 
656320ae51fSJens Axboe void blk_mq_run_queues(struct request_queue *q, bool async)
657320ae51fSJens Axboe {
658320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
659320ae51fSJens Axboe 	int i;
660320ae51fSJens Axboe 
661320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
662320ae51fSJens Axboe 		if ((!blk_mq_hctx_has_pending(hctx) &&
663320ae51fSJens Axboe 		    list_empty_careful(&hctx->dispatch)) ||
664320ae51fSJens Axboe 		    test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->flags))
665320ae51fSJens Axboe 			continue;
666320ae51fSJens Axboe 
667320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
668320ae51fSJens Axboe 	}
669320ae51fSJens Axboe }
670320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_run_queues);
671320ae51fSJens Axboe 
672320ae51fSJens Axboe void blk_mq_stop_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
673320ae51fSJens Axboe {
674320ae51fSJens Axboe 	cancel_delayed_work(&hctx->delayed_work);
675320ae51fSJens Axboe 	set_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
676320ae51fSJens Axboe }
677320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queue);
678320ae51fSJens Axboe 
679280d45f6SChristoph Hellwig void blk_mq_stop_hw_queues(struct request_queue *q)
680280d45f6SChristoph Hellwig {
681280d45f6SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
682280d45f6SChristoph Hellwig 	int i;
683280d45f6SChristoph Hellwig 
684280d45f6SChristoph Hellwig 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
685280d45f6SChristoph Hellwig 		blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
686280d45f6SChristoph Hellwig }
687280d45f6SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queues);
688280d45f6SChristoph Hellwig 
689320ae51fSJens Axboe void blk_mq_start_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
690320ae51fSJens Axboe {
691320ae51fSJens Axboe 	clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
692320ae51fSJens Axboe 	__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
693320ae51fSJens Axboe }
694320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queue);
695320ae51fSJens Axboe 
696320ae51fSJens Axboe void blk_mq_start_stopped_hw_queues(struct request_queue *q)
697320ae51fSJens Axboe {
698320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
699320ae51fSJens Axboe 	int i;
700320ae51fSJens Axboe 
701320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
702320ae51fSJens Axboe 		if (!test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
703320ae51fSJens Axboe 			continue;
704320ae51fSJens Axboe 
705320ae51fSJens Axboe 		clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
706320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
707320ae51fSJens Axboe 	}
708320ae51fSJens Axboe }
709320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_stopped_hw_queues);
710320ae51fSJens Axboe 
711320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_work_fn(struct work_struct *work)
712320ae51fSJens Axboe {
713320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
714320ae51fSJens Axboe 
715320ae51fSJens Axboe 	hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, delayed_work.work);
716320ae51fSJens Axboe 	__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
717320ae51fSJens Axboe }
718320ae51fSJens Axboe 
719320ae51fSJens Axboe static void __blk_mq_insert_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
720320ae51fSJens Axboe 				    struct request *rq)
721320ae51fSJens Axboe {
722320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
723320ae51fSJens Axboe 
724320ae51fSJens Axboe 	list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
725320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
726320ae51fSJens Axboe 
727320ae51fSJens Axboe 	/*
728320ae51fSJens Axboe 	 * We do this early, to ensure we are on the right CPU.
729320ae51fSJens Axboe 	 */
730320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_add_timer(rq);
731320ae51fSJens Axboe }
732320ae51fSJens Axboe 
733320ae51fSJens Axboe void blk_mq_insert_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
734320ae51fSJens Axboe 			   bool run_queue)
735320ae51fSJens Axboe {
736320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
737320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx, *current_ctx;
738320ae51fSJens Axboe 
739320ae51fSJens Axboe 	ctx = rq->mq_ctx;
740320ae51fSJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
741320ae51fSJens Axboe 
742320ae51fSJens Axboe 	if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) {
743320ae51fSJens Axboe 		blk_insert_flush(rq);
744320ae51fSJens Axboe 	} else {
745320ae51fSJens Axboe 		current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
746320ae51fSJens Axboe 
747320ae51fSJens Axboe 		if (!cpu_online(ctx->cpu)) {
748320ae51fSJens Axboe 			ctx = current_ctx;
749320ae51fSJens Axboe 			hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
750320ae51fSJens Axboe 			rq->mq_ctx = ctx;
751320ae51fSJens Axboe 		}
752320ae51fSJens Axboe 		spin_lock(&ctx->lock);
753320ae51fSJens Axboe 		__blk_mq_insert_request(hctx, rq);
754320ae51fSJens Axboe 		spin_unlock(&ctx->lock);
755320ae51fSJens Axboe 
756320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_put_ctx(current_ctx);
757320ae51fSJens Axboe 	}
758320ae51fSJens Axboe 
759320ae51fSJens Axboe 	if (run_queue)
760320ae51fSJens Axboe 		__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
761320ae51fSJens Axboe }
762320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_insert_request);
763320ae51fSJens Axboe 
764320ae51fSJens Axboe /*
765320ae51fSJens Axboe  * This is a special version of blk_mq_insert_request to bypass FLUSH request
766320ae51fSJens Axboe  * check. Should only be used internally.
767320ae51fSJens Axboe  */
768320ae51fSJens Axboe void blk_mq_run_request(struct request *rq, bool run_queue, bool async)
769320ae51fSJens Axboe {
770320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
771320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
772320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx, *current_ctx;
773320ae51fSJens Axboe 
774320ae51fSJens Axboe 	current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
775320ae51fSJens Axboe 
776320ae51fSJens Axboe 	ctx = rq->mq_ctx;
777320ae51fSJens Axboe 	if (!cpu_online(ctx->cpu)) {
778320ae51fSJens Axboe 		ctx = current_ctx;
779320ae51fSJens Axboe 		rq->mq_ctx = ctx;
780320ae51fSJens Axboe 	}
781320ae51fSJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
782320ae51fSJens Axboe 
783320ae51fSJens Axboe 	/* ctx->cpu might be offline */
784320ae51fSJens Axboe 	spin_lock(&ctx->lock);
785320ae51fSJens Axboe 	__blk_mq_insert_request(hctx, rq);
786320ae51fSJens Axboe 	spin_unlock(&ctx->lock);
787320ae51fSJens Axboe 
788320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(current_ctx);
789320ae51fSJens Axboe 
790320ae51fSJens Axboe 	if (run_queue)
791320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
792320ae51fSJens Axboe }
793320ae51fSJens Axboe 
794320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_insert_requests(struct request_queue *q,
795320ae51fSJens Axboe 				     struct blk_mq_ctx *ctx,
796320ae51fSJens Axboe 				     struct list_head *list,
797320ae51fSJens Axboe 				     int depth,
798320ae51fSJens Axboe 				     bool from_schedule)
799320ae51fSJens Axboe 
800320ae51fSJens Axboe {
801320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
802320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *current_ctx;
803320ae51fSJens Axboe 
804320ae51fSJens Axboe 	trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
805320ae51fSJens Axboe 
806320ae51fSJens Axboe 	current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
807320ae51fSJens Axboe 
808320ae51fSJens Axboe 	if (!cpu_online(ctx->cpu))
809320ae51fSJens Axboe 		ctx = current_ctx;
810320ae51fSJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
811320ae51fSJens Axboe 
812320ae51fSJens Axboe 	/*
813320ae51fSJens Axboe 	 * preemption doesn't flush plug list, so it's possible ctx->cpu is
814320ae51fSJens Axboe 	 * offline now
815320ae51fSJens Axboe 	 */
816320ae51fSJens Axboe 	spin_lock(&ctx->lock);
817320ae51fSJens Axboe 	while (!list_empty(list)) {
818320ae51fSJens Axboe 		struct request *rq;
819320ae51fSJens Axboe 
820320ae51fSJens Axboe 		rq = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
821320ae51fSJens Axboe 		list_del_init(&rq->queuelist);
822320ae51fSJens Axboe 		rq->mq_ctx = ctx;
823320ae51fSJens Axboe 		__blk_mq_insert_request(hctx, rq);
824320ae51fSJens Axboe 	}
825320ae51fSJens Axboe 	spin_unlock(&ctx->lock);
826320ae51fSJens Axboe 
827320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(current_ctx);
828320ae51fSJens Axboe 
829320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_run_hw_queue(hctx, from_schedule);
830320ae51fSJens Axboe }
831320ae51fSJens Axboe 
832320ae51fSJens Axboe static int plug_ctx_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
833320ae51fSJens Axboe {
834320ae51fSJens Axboe 	struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
835320ae51fSJens Axboe 	struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
836320ae51fSJens Axboe 
837320ae51fSJens Axboe 	return !(rqa->mq_ctx < rqb->mq_ctx ||
838320ae51fSJens Axboe 		 (rqa->mq_ctx == rqb->mq_ctx &&
839320ae51fSJens Axboe 		  blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
840320ae51fSJens Axboe }
841320ae51fSJens Axboe 
842320ae51fSJens Axboe void blk_mq_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
843320ae51fSJens Axboe {
844320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *this_ctx;
845320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *this_q;
846320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
847320ae51fSJens Axboe 	LIST_HEAD(list);
848320ae51fSJens Axboe 	LIST_HEAD(ctx_list);
849320ae51fSJens Axboe 	unsigned int depth;
850320ae51fSJens Axboe 
851320ae51fSJens Axboe 	list_splice_init(&plug->mq_list, &list);
852320ae51fSJens Axboe 
853320ae51fSJens Axboe 	list_sort(NULL, &list, plug_ctx_cmp);
854320ae51fSJens Axboe 
855320ae51fSJens Axboe 	this_q = NULL;
856320ae51fSJens Axboe 	this_ctx = NULL;
857320ae51fSJens Axboe 	depth = 0;
858320ae51fSJens Axboe 
859320ae51fSJens Axboe 	while (!list_empty(&list)) {
860320ae51fSJens Axboe 		rq = list_entry_rq(list.next);
861320ae51fSJens Axboe 		list_del_init(&rq->queuelist);
862320ae51fSJens Axboe 		BUG_ON(!rq->q);
863320ae51fSJens Axboe 		if (rq->mq_ctx != this_ctx) {
864320ae51fSJens Axboe 			if (this_ctx) {
865320ae51fSJens Axboe 				blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx,
866320ae51fSJens Axboe 							&ctx_list, depth,
867320ae51fSJens Axboe 							from_schedule);
868320ae51fSJens Axboe 			}
869320ae51fSJens Axboe 
870320ae51fSJens Axboe 			this_ctx = rq->mq_ctx;
871320ae51fSJens Axboe 			this_q = rq->q;
872320ae51fSJens Axboe 			depth = 0;
873320ae51fSJens Axboe 		}
874320ae51fSJens Axboe 
875320ae51fSJens Axboe 		depth++;
876320ae51fSJens Axboe 		list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx_list);
877320ae51fSJens Axboe 	}
878320ae51fSJens Axboe 
879320ae51fSJens Axboe 	/*
880320ae51fSJens Axboe 	 * If 'this_ctx' is set, we know we have entries to complete
881320ae51fSJens Axboe 	 * on 'ctx_list'. Do those.
882320ae51fSJens Axboe 	 */
883320ae51fSJens Axboe 	if (this_ctx) {
884320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx, &ctx_list, depth,
885320ae51fSJens Axboe 				       from_schedule);
886320ae51fSJens Axboe 	}
887320ae51fSJens Axboe }
888320ae51fSJens Axboe 
889320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_bio_to_request(struct request *rq, struct bio *bio)
890320ae51fSJens Axboe {
891320ae51fSJens Axboe 	init_request_from_bio(rq, bio);
892320ae51fSJens Axboe 	blk_account_io_start(rq, 1);
893320ae51fSJens Axboe }
894320ae51fSJens Axboe 
895320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
896320ae51fSJens Axboe {
897320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
898320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
899320ae51fSJens Axboe 	const int is_sync = rw_is_sync(bio->bi_rw);
900320ae51fSJens Axboe 	const int is_flush_fua = bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA);
901320ae51fSJens Axboe 	int rw = bio_data_dir(bio);
902320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
903320ae51fSJens Axboe 	unsigned int use_plug, request_count = 0;
904320ae51fSJens Axboe 
905320ae51fSJens Axboe 	/*
906320ae51fSJens Axboe 	 * If we have multiple hardware queues, just go directly to
907320ae51fSJens Axboe 	 * one of those for sync IO.
908320ae51fSJens Axboe 	 */
909320ae51fSJens Axboe 	use_plug = !is_flush_fua && ((q->nr_hw_queues == 1) || !is_sync);
910320ae51fSJens Axboe 
911320ae51fSJens Axboe 	blk_queue_bounce(q, &bio);
912320ae51fSJens Axboe 
913320ae51fSJens Axboe 	if (use_plug && blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count))
914320ae51fSJens Axboe 		return;
915320ae51fSJens Axboe 
916320ae51fSJens Axboe 	if (blk_mq_queue_enter(q)) {
917320ae51fSJens Axboe 		bio_endio(bio, -EIO);
918320ae51fSJens Axboe 		return;
919320ae51fSJens Axboe 	}
920320ae51fSJens Axboe 
921320ae51fSJens Axboe 	ctx = blk_mq_get_ctx(q);
922320ae51fSJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
923320ae51fSJens Axboe 
924320ae51fSJens Axboe 	trace_block_getrq(q, bio, rw);
925320ae51fSJens Axboe 	rq = __blk_mq_alloc_request(hctx, GFP_ATOMIC, false);
926320ae51fSJens Axboe 	if (likely(rq))
927*94eddfbeSJens Axboe 		blk_mq_rq_ctx_init(q, ctx, rq, rw);
928320ae51fSJens Axboe 	else {
929320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_put_ctx(ctx);
930320ae51fSJens Axboe 		trace_block_sleeprq(q, bio, rw);
931320ae51fSJens Axboe 		rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, rw, __GFP_WAIT|GFP_ATOMIC,
932320ae51fSJens Axboe 							false);
933320ae51fSJens Axboe 		ctx = rq->mq_ctx;
934320ae51fSJens Axboe 		hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
935320ae51fSJens Axboe 	}
936320ae51fSJens Axboe 
937320ae51fSJens Axboe 	hctx->queued++;
938320ae51fSJens Axboe 
939320ae51fSJens Axboe 	if (unlikely(is_flush_fua)) {
940320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
941320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_put_ctx(ctx);
942320ae51fSJens Axboe 		blk_insert_flush(rq);
943320ae51fSJens Axboe 		goto run_queue;
944320ae51fSJens Axboe 	}
945320ae51fSJens Axboe 
946320ae51fSJens Axboe 	/*
947320ae51fSJens Axboe 	 * A task plug currently exists. Since this is completely lockless,
948320ae51fSJens Axboe 	 * utilize that to temporarily store requests until the task is
949320ae51fSJens Axboe 	 * either done or scheduled away.
950320ae51fSJens Axboe 	 */
951320ae51fSJens Axboe 	if (use_plug) {
952320ae51fSJens Axboe 		struct blk_plug *plug = current->plug;
953320ae51fSJens Axboe 
954320ae51fSJens Axboe 		if (plug) {
955320ae51fSJens Axboe 			blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
95692f399c7SShaohua Li 			if (list_empty(&plug->mq_list))
957320ae51fSJens Axboe 				trace_block_plug(q);
958320ae51fSJens Axboe 			else if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
959320ae51fSJens Axboe 				blk_flush_plug_list(plug, false);
960320ae51fSJens Axboe 				trace_block_plug(q);
961320ae51fSJens Axboe 			}
962320ae51fSJens Axboe 			list_add_tail(&rq->queuelist, &plug->mq_list);
963320ae51fSJens Axboe 			blk_mq_put_ctx(ctx);
964320ae51fSJens Axboe 			return;
965320ae51fSJens Axboe 		}
966320ae51fSJens Axboe 	}
967320ae51fSJens Axboe 
968320ae51fSJens Axboe 	spin_lock(&ctx->lock);
969320ae51fSJens Axboe 
970320ae51fSJens Axboe 	if ((hctx->flags & BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE) &&
971320ae51fSJens Axboe 	    blk_mq_attempt_merge(q, ctx, bio))
972320ae51fSJens Axboe 		__blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
973320ae51fSJens Axboe 	else {
974320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
975320ae51fSJens Axboe 		__blk_mq_insert_request(hctx, rq);
976320ae51fSJens Axboe 	}
977320ae51fSJens Axboe 
978320ae51fSJens Axboe 	spin_unlock(&ctx->lock);
979320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(ctx);
980320ae51fSJens Axboe 
981320ae51fSJens Axboe 	/*
982320ae51fSJens Axboe 	 * For a SYNC request, send it to the hardware immediately. For an
983320ae51fSJens Axboe 	 * ASYNC request, just ensure that we run it later on. The latter
984320ae51fSJens Axboe 	 * allows for merging opportunities and more efficient dispatching.
985320ae51fSJens Axboe 	 */
986320ae51fSJens Axboe run_queue:
987320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_run_hw_queue(hctx, !is_sync || is_flush_fua);
988320ae51fSJens Axboe }
989320ae51fSJens Axboe 
990320ae51fSJens Axboe /*
991320ae51fSJens Axboe  * Default mapping to a software queue, since we use one per CPU.
992320ae51fSJens Axboe  */
993320ae51fSJens Axboe struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_map_queue(struct request_queue *q, const int cpu)
994320ae51fSJens Axboe {
995320ae51fSJens Axboe 	return q->queue_hw_ctx[q->mq_map[cpu]];
996320ae51fSJens Axboe }
997320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_map_queue);
998320ae51fSJens Axboe 
999320ae51fSJens Axboe struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_alloc_single_hw_queue(struct blk_mq_reg *reg,
1000320ae51fSJens Axboe 						   unsigned int hctx_index)
1001320ae51fSJens Axboe {
1002320ae51fSJens Axboe 	return kmalloc_node(sizeof(struct blk_mq_hw_ctx),
1003320ae51fSJens Axboe 				GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, reg->numa_node);
1004320ae51fSJens Axboe }
1005320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_single_hw_queue);
1006320ae51fSJens Axboe 
1007320ae51fSJens Axboe void blk_mq_free_single_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1008320ae51fSJens Axboe 				 unsigned int hctx_index)
1009320ae51fSJens Axboe {
1010320ae51fSJens Axboe 	kfree(hctx);
1011320ae51fSJens Axboe }
1012320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_single_hw_queue);
1013320ae51fSJens Axboe 
1014320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_hctx_notify(void *data, unsigned long action,
1015320ae51fSJens Axboe 			       unsigned int cpu)
1016320ae51fSJens Axboe {
1017320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx = data;
1018320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
1019320ae51fSJens Axboe 	LIST_HEAD(tmp);
1020320ae51fSJens Axboe 
1021320ae51fSJens Axboe 	if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1022320ae51fSJens Axboe 		return;
1023320ae51fSJens Axboe 
1024320ae51fSJens Axboe 	/*
1025320ae51fSJens Axboe 	 * Move ctx entries to new CPU, if this one is going away.
1026320ae51fSJens Axboe 	 */
1027320ae51fSJens Axboe 	ctx = __blk_mq_get_ctx(hctx->queue, cpu);
1028320ae51fSJens Axboe 
1029320ae51fSJens Axboe 	spin_lock(&ctx->lock);
1030320ae51fSJens Axboe 	if (!list_empty(&ctx->rq_list)) {
1031320ae51fSJens Axboe 		list_splice_init(&ctx->rq_list, &tmp);
1032320ae51fSJens Axboe 		clear_bit(ctx->index_hw, hctx->ctx_map);
1033320ae51fSJens Axboe 	}
1034320ae51fSJens Axboe 	spin_unlock(&ctx->lock);
1035320ae51fSJens Axboe 
1036320ae51fSJens Axboe 	if (list_empty(&tmp))
1037320ae51fSJens Axboe 		return;
1038320ae51fSJens Axboe 
1039320ae51fSJens Axboe 	ctx = blk_mq_get_ctx(hctx->queue);
1040320ae51fSJens Axboe 	spin_lock(&ctx->lock);
1041320ae51fSJens Axboe 
1042320ae51fSJens Axboe 	while (!list_empty(&tmp)) {
1043320ae51fSJens Axboe 		struct request *rq;
1044320ae51fSJens Axboe 
1045320ae51fSJens Axboe 		rq = list_first_entry(&tmp, struct request, queuelist);
1046320ae51fSJens Axboe 		rq->mq_ctx = ctx;
1047320ae51fSJens Axboe 		list_move_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
1048320ae51fSJens Axboe 	}
1049320ae51fSJens Axboe 
1050320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1051320ae51fSJens Axboe 
1052320ae51fSJens Axboe 	spin_unlock(&ctx->lock);
1053320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(ctx);
1054320ae51fSJens Axboe }
1055320ae51fSJens Axboe 
1056320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_init_hw_commands(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1057320ae51fSJens Axboe 				    void (*init)(void *, struct blk_mq_hw_ctx *,
1058320ae51fSJens Axboe 					struct request *, unsigned int),
1059320ae51fSJens Axboe 				    void *data)
1060320ae51fSJens Axboe {
1061320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i;
1062320ae51fSJens Axboe 
1063320ae51fSJens Axboe 	for (i = 0; i < hctx->queue_depth; i++) {
1064320ae51fSJens Axboe 		struct request *rq = hctx->rqs[i];
1065320ae51fSJens Axboe 
1066320ae51fSJens Axboe 		init(data, hctx, rq, i);
1067320ae51fSJens Axboe 	}
1068320ae51fSJens Axboe }
1069320ae51fSJens Axboe 
1070320ae51fSJens Axboe void blk_mq_init_commands(struct request_queue *q,
1071320ae51fSJens Axboe 			  void (*init)(void *, struct blk_mq_hw_ctx *,
1072320ae51fSJens Axboe 					struct request *, unsigned int),
1073320ae51fSJens Axboe 			  void *data)
1074320ae51fSJens Axboe {
1075320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1076320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i;
1077320ae51fSJens Axboe 
1078320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1079320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_init_hw_commands(hctx, init, data);
1080320ae51fSJens Axboe }
1081320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_commands);
1082320ae51fSJens Axboe 
1083320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_free_rq_map(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1084320ae51fSJens Axboe {
1085320ae51fSJens Axboe 	struct page *page;
1086320ae51fSJens Axboe 
1087320ae51fSJens Axboe 	while (!list_empty(&hctx->page_list)) {
1088320ae51fSJens Axboe 		page = list_first_entry(&hctx->page_list, struct page, list);
1089320ae51fSJens Axboe 		list_del_init(&page->list);
1090320ae51fSJens Axboe 		__free_pages(page, page->private);
1091320ae51fSJens Axboe 	}
1092320ae51fSJens Axboe 
1093320ae51fSJens Axboe 	kfree(hctx->rqs);
1094320ae51fSJens Axboe 
1095320ae51fSJens Axboe 	if (hctx->tags)
1096320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_free_tags(hctx->tags);
1097320ae51fSJens Axboe }
1098320ae51fSJens Axboe 
1099320ae51fSJens Axboe static size_t order_to_size(unsigned int order)
1100320ae51fSJens Axboe {
1101320ae51fSJens Axboe 	size_t ret = PAGE_SIZE;
1102320ae51fSJens Axboe 
1103320ae51fSJens Axboe 	while (order--)
1104320ae51fSJens Axboe 		ret *= 2;
1105320ae51fSJens Axboe 
1106320ae51fSJens Axboe 	return ret;
1107320ae51fSJens Axboe }
1108320ae51fSJens Axboe 
1109320ae51fSJens Axboe static int blk_mq_init_rq_map(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1110320ae51fSJens Axboe 			      unsigned int reserved_tags, int node)
1111320ae51fSJens Axboe {
1112320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i, j, entries_per_page, max_order = 4;
1113320ae51fSJens Axboe 	size_t rq_size, left;
1114320ae51fSJens Axboe 
1115320ae51fSJens Axboe 	INIT_LIST_HEAD(&hctx->page_list);
1116320ae51fSJens Axboe 
1117320ae51fSJens Axboe 	hctx->rqs = kmalloc_node(hctx->queue_depth * sizeof(struct request *),
1118320ae51fSJens Axboe 					GFP_KERNEL, node);
1119320ae51fSJens Axboe 	if (!hctx->rqs)
1120320ae51fSJens Axboe 		return -ENOMEM;
1121320ae51fSJens Axboe 
1122320ae51fSJens Axboe 	/*
1123320ae51fSJens Axboe 	 * rq_size is the size of the request plus driver payload, rounded
1124320ae51fSJens Axboe 	 * to the cacheline size
1125320ae51fSJens Axboe 	 */
1126320ae51fSJens Axboe 	rq_size = round_up(sizeof(struct request) + hctx->cmd_size,
1127320ae51fSJens Axboe 				cache_line_size());
1128320ae51fSJens Axboe 	left = rq_size * hctx->queue_depth;
1129320ae51fSJens Axboe 
1130320ae51fSJens Axboe 	for (i = 0; i < hctx->queue_depth;) {
1131320ae51fSJens Axboe 		int this_order = max_order;
1132320ae51fSJens Axboe 		struct page *page;
1133320ae51fSJens Axboe 		int to_do;
1134320ae51fSJens Axboe 		void *p;
1135320ae51fSJens Axboe 
1136320ae51fSJens Axboe 		while (left < order_to_size(this_order - 1) && this_order)
1137320ae51fSJens Axboe 			this_order--;
1138320ae51fSJens Axboe 
1139320ae51fSJens Axboe 		do {
1140320ae51fSJens Axboe 			page = alloc_pages_node(node, GFP_KERNEL, this_order);
1141320ae51fSJens Axboe 			if (page)
1142320ae51fSJens Axboe 				break;
1143320ae51fSJens Axboe 			if (!this_order--)
1144320ae51fSJens Axboe 				break;
1145320ae51fSJens Axboe 			if (order_to_size(this_order) < rq_size)
1146320ae51fSJens Axboe 				break;
1147320ae51fSJens Axboe 		} while (1);
1148320ae51fSJens Axboe 
1149320ae51fSJens Axboe 		if (!page)
1150320ae51fSJens Axboe 			break;
1151320ae51fSJens Axboe 
1152320ae51fSJens Axboe 		page->private = this_order;
1153320ae51fSJens Axboe 		list_add_tail(&page->list, &hctx->page_list);
1154320ae51fSJens Axboe 
1155320ae51fSJens Axboe 		p = page_address(page);
1156320ae51fSJens Axboe 		entries_per_page = order_to_size(this_order) / rq_size;
1157320ae51fSJens Axboe 		to_do = min(entries_per_page, hctx->queue_depth - i);
1158320ae51fSJens Axboe 		left -= to_do * rq_size;
1159320ae51fSJens Axboe 		for (j = 0; j < to_do; j++) {
1160320ae51fSJens Axboe 			hctx->rqs[i] = p;
1161320ae51fSJens Axboe 			blk_mq_rq_init(hctx, hctx->rqs[i]);
1162320ae51fSJens Axboe 			p += rq_size;
1163320ae51fSJens Axboe 			i++;
1164320ae51fSJens Axboe 		}
1165320ae51fSJens Axboe 	}
1166320ae51fSJens Axboe 
1167320ae51fSJens Axboe 	if (i < (reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN))
1168320ae51fSJens Axboe 		goto err_rq_map;
1169320ae51fSJens Axboe 	else if (i != hctx->queue_depth) {
1170320ae51fSJens Axboe 		hctx->queue_depth = i;
1171320ae51fSJens Axboe 		pr_warn("%s: queue depth set to %u because of low memory\n",
1172320ae51fSJens Axboe 					__func__, i);
1173320ae51fSJens Axboe 	}
1174320ae51fSJens Axboe 
1175320ae51fSJens Axboe 	hctx->tags = blk_mq_init_tags(hctx->queue_depth, reserved_tags, node);
1176320ae51fSJens Axboe 	if (!hctx->tags) {
1177320ae51fSJens Axboe err_rq_map:
1178320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_free_rq_map(hctx);
1179320ae51fSJens Axboe 		return -ENOMEM;
1180320ae51fSJens Axboe 	}
1181320ae51fSJens Axboe 
1182320ae51fSJens Axboe 	return 0;
1183320ae51fSJens Axboe }
1184320ae51fSJens Axboe 
1185320ae51fSJens Axboe static int blk_mq_init_hw_queues(struct request_queue *q,
1186320ae51fSJens Axboe 				 struct blk_mq_reg *reg, void *driver_data)
1187320ae51fSJens Axboe {
1188320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1189320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i, j;
1190320ae51fSJens Axboe 
1191320ae51fSJens Axboe 	/*
1192320ae51fSJens Axboe 	 * Initialize hardware queues
1193320ae51fSJens Axboe 	 */
1194320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1195320ae51fSJens Axboe 		unsigned int num_maps;
1196320ae51fSJens Axboe 		int node;
1197320ae51fSJens Axboe 
1198320ae51fSJens Axboe 		node = hctx->numa_node;
1199320ae51fSJens Axboe 		if (node == NUMA_NO_NODE)
1200320ae51fSJens Axboe 			node = hctx->numa_node = reg->numa_node;
1201320ae51fSJens Axboe 
1202320ae51fSJens Axboe 		INIT_DELAYED_WORK(&hctx->delayed_work, blk_mq_work_fn);
1203320ae51fSJens Axboe 		spin_lock_init(&hctx->lock);
1204320ae51fSJens Axboe 		INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch);
1205320ae51fSJens Axboe 		hctx->queue = q;
1206320ae51fSJens Axboe 		hctx->queue_num = i;
1207320ae51fSJens Axboe 		hctx->flags = reg->flags;
1208320ae51fSJens Axboe 		hctx->queue_depth = reg->queue_depth;
1209320ae51fSJens Axboe 		hctx->cmd_size = reg->cmd_size;
1210320ae51fSJens Axboe 
1211320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_init_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier,
1212320ae51fSJens Axboe 						blk_mq_hctx_notify, hctx);
1213320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_register_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1214320ae51fSJens Axboe 
1215320ae51fSJens Axboe 		if (blk_mq_init_rq_map(hctx, reg->reserved_tags, node))
1216320ae51fSJens Axboe 			break;
1217320ae51fSJens Axboe 
1218320ae51fSJens Axboe 		/*
1219320ae51fSJens Axboe 		 * Allocate space for all possible cpus to avoid allocation in
1220320ae51fSJens Axboe 		 * runtime
1221320ae51fSJens Axboe 		 */
1222320ae51fSJens Axboe 		hctx->ctxs = kmalloc_node(nr_cpu_ids * sizeof(void *),
1223320ae51fSJens Axboe 						GFP_KERNEL, node);
1224320ae51fSJens Axboe 		if (!hctx->ctxs)
1225320ae51fSJens Axboe 			break;
1226320ae51fSJens Axboe 
1227320ae51fSJens Axboe 		num_maps = ALIGN(nr_cpu_ids, BITS_PER_LONG) / BITS_PER_LONG;
1228320ae51fSJens Axboe 		hctx->ctx_map = kzalloc_node(num_maps * sizeof(unsigned long),
1229320ae51fSJens Axboe 						GFP_KERNEL, node);
1230320ae51fSJens Axboe 		if (!hctx->ctx_map)
1231320ae51fSJens Axboe 			break;
1232320ae51fSJens Axboe 
1233320ae51fSJens Axboe 		hctx->nr_ctx_map = num_maps;
1234320ae51fSJens Axboe 		hctx->nr_ctx = 0;
1235320ae51fSJens Axboe 
1236320ae51fSJens Axboe 		if (reg->ops->init_hctx &&
1237320ae51fSJens Axboe 		    reg->ops->init_hctx(hctx, driver_data, i))
1238320ae51fSJens Axboe 			break;
1239320ae51fSJens Axboe 	}
1240320ae51fSJens Axboe 
1241320ae51fSJens Axboe 	if (i == q->nr_hw_queues)
1242320ae51fSJens Axboe 		return 0;
1243320ae51fSJens Axboe 
1244320ae51fSJens Axboe 	/*
1245320ae51fSJens Axboe 	 * Init failed
1246320ae51fSJens Axboe 	 */
1247320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, j) {
1248320ae51fSJens Axboe 		if (i == j)
1249320ae51fSJens Axboe 			break;
1250320ae51fSJens Axboe 
1251320ae51fSJens Axboe 		if (reg->ops->exit_hctx)
1252320ae51fSJens Axboe 			reg->ops->exit_hctx(hctx, j);
1253320ae51fSJens Axboe 
1254320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1255320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_free_rq_map(hctx);
1256320ae51fSJens Axboe 		kfree(hctx->ctxs);
1257320ae51fSJens Axboe 	}
1258320ae51fSJens Axboe 
1259320ae51fSJens Axboe 	return 1;
1260320ae51fSJens Axboe }
1261320ae51fSJens Axboe 
1262320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_init_cpu_queues(struct request_queue *q,
1263320ae51fSJens Axboe 				   unsigned int nr_hw_queues)
1264320ae51fSJens Axboe {
1265320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i;
1266320ae51fSJens Axboe 
1267320ae51fSJens Axboe 	for_each_possible_cpu(i) {
1268320ae51fSJens Axboe 		struct blk_mq_ctx *__ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
1269320ae51fSJens Axboe 		struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1270320ae51fSJens Axboe 
1271320ae51fSJens Axboe 		memset(__ctx, 0, sizeof(*__ctx));
1272320ae51fSJens Axboe 		__ctx->cpu = i;
1273320ae51fSJens Axboe 		spin_lock_init(&__ctx->lock);
1274320ae51fSJens Axboe 		INIT_LIST_HEAD(&__ctx->rq_list);
1275320ae51fSJens Axboe 		__ctx->queue = q;
1276320ae51fSJens Axboe 
1277320ae51fSJens Axboe 		/* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1278320ae51fSJens Axboe 		hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1279320ae51fSJens Axboe 		hctx->nr_ctx++;
1280320ae51fSJens Axboe 
1281320ae51fSJens Axboe 		if (!cpu_online(i))
1282320ae51fSJens Axboe 			continue;
1283320ae51fSJens Axboe 
1284320ae51fSJens Axboe 		/*
1285320ae51fSJens Axboe 		 * Set local node, IFF we have more than one hw queue. If
1286320ae51fSJens Axboe 		 * not, we remain on the home node of the device
1287320ae51fSJens Axboe 		 */
1288320ae51fSJens Axboe 		if (nr_hw_queues > 1 && hctx->numa_node == NUMA_NO_NODE)
1289320ae51fSJens Axboe 			hctx->numa_node = cpu_to_node(i);
1290320ae51fSJens Axboe 	}
1291320ae51fSJens Axboe }
1292320ae51fSJens Axboe 
1293320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_map_swqueue(struct request_queue *q)
1294320ae51fSJens Axboe {
1295320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i;
1296320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1297320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
1298320ae51fSJens Axboe 
1299320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1300320ae51fSJens Axboe 		hctx->nr_ctx = 0;
1301320ae51fSJens Axboe 	}
1302320ae51fSJens Axboe 
1303320ae51fSJens Axboe 	/*
1304320ae51fSJens Axboe 	 * Map software to hardware queues
1305320ae51fSJens Axboe 	 */
1306320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_ctx(q, ctx, i) {
1307320ae51fSJens Axboe 		/* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1308320ae51fSJens Axboe 		hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1309320ae51fSJens Axboe 		ctx->index_hw = hctx->nr_ctx;
1310320ae51fSJens Axboe 		hctx->ctxs[hctx->nr_ctx++] = ctx;
1311320ae51fSJens Axboe 	}
1312320ae51fSJens Axboe }
1313320ae51fSJens Axboe 
1314320ae51fSJens Axboe struct request_queue *blk_mq_init_queue(struct blk_mq_reg *reg,
1315320ae51fSJens Axboe 					void *driver_data)
1316320ae51fSJens Axboe {
1317320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx **hctxs;
1318320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
1319320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q;
1320320ae51fSJens Axboe 	int i;
1321320ae51fSJens Axboe 
1322320ae51fSJens Axboe 	if (!reg->nr_hw_queues ||
1323320ae51fSJens Axboe 	    !reg->ops->queue_rq || !reg->ops->map_queue ||
1324320ae51fSJens Axboe 	    !reg->ops->alloc_hctx || !reg->ops->free_hctx)
1325320ae51fSJens Axboe 		return ERR_PTR(-EINVAL);
1326320ae51fSJens Axboe 
1327320ae51fSJens Axboe 	if (!reg->queue_depth)
1328320ae51fSJens Axboe 		reg->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
1329320ae51fSJens Axboe 	else if (reg->queue_depth > BLK_MQ_MAX_DEPTH) {
1330320ae51fSJens Axboe 		pr_err("blk-mq: queuedepth too large (%u)\n", reg->queue_depth);
1331320ae51fSJens Axboe 		reg->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
1332320ae51fSJens Axboe 	}
1333320ae51fSJens Axboe 
13343228f48bSChristoph Hellwig 	/*
13353228f48bSChristoph Hellwig 	 * Set aside a tag for flush requests.  It will only be used while
13363228f48bSChristoph Hellwig 	 * another flush request is in progress but outside the driver.
13373228f48bSChristoph Hellwig 	 *
13383228f48bSChristoph Hellwig 	 * TODO: only allocate if flushes are supported
13393228f48bSChristoph Hellwig 	 */
13403228f48bSChristoph Hellwig 	reg->queue_depth++;
13413228f48bSChristoph Hellwig 	reg->reserved_tags++;
13423228f48bSChristoph Hellwig 
1343320ae51fSJens Axboe 	if (reg->queue_depth < (reg->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN))
1344320ae51fSJens Axboe 		return ERR_PTR(-EINVAL);
1345320ae51fSJens Axboe 
1346320ae51fSJens Axboe 	ctx = alloc_percpu(struct blk_mq_ctx);
1347320ae51fSJens Axboe 	if (!ctx)
1348320ae51fSJens Axboe 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1349320ae51fSJens Axboe 
1350320ae51fSJens Axboe 	hctxs = kmalloc_node(reg->nr_hw_queues * sizeof(*hctxs), GFP_KERNEL,
1351320ae51fSJens Axboe 			reg->numa_node);
1352320ae51fSJens Axboe 
1353320ae51fSJens Axboe 	if (!hctxs)
1354320ae51fSJens Axboe 		goto err_percpu;
1355320ae51fSJens Axboe 
1356320ae51fSJens Axboe 	for (i = 0; i < reg->nr_hw_queues; i++) {
1357320ae51fSJens Axboe 		hctxs[i] = reg->ops->alloc_hctx(reg, i);
1358320ae51fSJens Axboe 		if (!hctxs[i])
1359320ae51fSJens Axboe 			goto err_hctxs;
1360320ae51fSJens Axboe 
1361320ae51fSJens Axboe 		hctxs[i]->numa_node = NUMA_NO_NODE;
1362320ae51fSJens Axboe 		hctxs[i]->queue_num = i;
1363320ae51fSJens Axboe 	}
1364320ae51fSJens Axboe 
1365320ae51fSJens Axboe 	q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, reg->numa_node);
1366320ae51fSJens Axboe 	if (!q)
1367320ae51fSJens Axboe 		goto err_hctxs;
1368320ae51fSJens Axboe 
1369320ae51fSJens Axboe 	q->mq_map = blk_mq_make_queue_map(reg);
1370320ae51fSJens Axboe 	if (!q->mq_map)
1371320ae51fSJens Axboe 		goto err_map;
1372320ae51fSJens Axboe 
1373320ae51fSJens Axboe 	setup_timer(&q->timeout, blk_mq_rq_timer, (unsigned long) q);
1374320ae51fSJens Axboe 	blk_queue_rq_timeout(q, 30000);
1375320ae51fSJens Axboe 
1376320ae51fSJens Axboe 	q->nr_queues = nr_cpu_ids;
1377320ae51fSJens Axboe 	q->nr_hw_queues = reg->nr_hw_queues;
1378320ae51fSJens Axboe 
1379320ae51fSJens Axboe 	q->queue_ctx = ctx;
1380320ae51fSJens Axboe 	q->queue_hw_ctx = hctxs;
1381320ae51fSJens Axboe 
1382320ae51fSJens Axboe 	q->mq_ops = reg->ops;
1383*94eddfbeSJens Axboe 	q->queue_flags |= QUEUE_FLAG_MQ_DEFAULT;
1384320ae51fSJens Axboe 
1385320ae51fSJens Axboe 	blk_queue_make_request(q, blk_mq_make_request);
1386320ae51fSJens Axboe 	blk_queue_rq_timed_out(q, reg->ops->timeout);
1387320ae51fSJens Axboe 	if (reg->timeout)
1388320ae51fSJens Axboe 		blk_queue_rq_timeout(q, reg->timeout);
1389320ae51fSJens Axboe 
1390320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_init_flush(q);
1391320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_init_cpu_queues(q, reg->nr_hw_queues);
1392320ae51fSJens Axboe 
1393320ae51fSJens Axboe 	if (blk_mq_init_hw_queues(q, reg, driver_data))
1394320ae51fSJens Axboe 		goto err_hw;
1395320ae51fSJens Axboe 
1396320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_map_swqueue(q);
1397320ae51fSJens Axboe 
1398320ae51fSJens Axboe 	mutex_lock(&all_q_mutex);
1399320ae51fSJens Axboe 	list_add_tail(&q->all_q_node, &all_q_list);
1400320ae51fSJens Axboe 	mutex_unlock(&all_q_mutex);
1401320ae51fSJens Axboe 
1402320ae51fSJens Axboe 	return q;
1403320ae51fSJens Axboe err_hw:
1404320ae51fSJens Axboe 	kfree(q->mq_map);
1405320ae51fSJens Axboe err_map:
1406320ae51fSJens Axboe 	blk_cleanup_queue(q);
1407320ae51fSJens Axboe err_hctxs:
1408320ae51fSJens Axboe 	for (i = 0; i < reg->nr_hw_queues; i++) {
1409320ae51fSJens Axboe 		if (!hctxs[i])
1410320ae51fSJens Axboe 			break;
1411320ae51fSJens Axboe 		reg->ops->free_hctx(hctxs[i], i);
1412320ae51fSJens Axboe 	}
1413320ae51fSJens Axboe 	kfree(hctxs);
1414320ae51fSJens Axboe err_percpu:
1415320ae51fSJens Axboe 	free_percpu(ctx);
1416320ae51fSJens Axboe 	return ERR_PTR(-ENOMEM);
1417320ae51fSJens Axboe }
1418320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_queue);
1419320ae51fSJens Axboe 
1420320ae51fSJens Axboe void blk_mq_free_queue(struct request_queue *q)
1421320ae51fSJens Axboe {
1422320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1423320ae51fSJens Axboe 	int i;
1424320ae51fSJens Axboe 
1425320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1426320ae51fSJens Axboe 		cancel_delayed_work_sync(&hctx->delayed_work);
1427320ae51fSJens Axboe 		kfree(hctx->ctx_map);
1428320ae51fSJens Axboe 		kfree(hctx->ctxs);
1429320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_free_rq_map(hctx);
1430320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1431320ae51fSJens Axboe 		if (q->mq_ops->exit_hctx)
1432320ae51fSJens Axboe 			q->mq_ops->exit_hctx(hctx, i);
1433320ae51fSJens Axboe 		q->mq_ops->free_hctx(hctx, i);
1434320ae51fSJens Axboe 	}
1435320ae51fSJens Axboe 
1436320ae51fSJens Axboe 	free_percpu(q->queue_ctx);
1437320ae51fSJens Axboe 	kfree(q->queue_hw_ctx);
1438320ae51fSJens Axboe 	kfree(q->mq_map);
1439320ae51fSJens Axboe 
1440320ae51fSJens Axboe 	q->queue_ctx = NULL;
1441320ae51fSJens Axboe 	q->queue_hw_ctx = NULL;
1442320ae51fSJens Axboe 	q->mq_map = NULL;
1443320ae51fSJens Axboe 
1444320ae51fSJens Axboe 	mutex_lock(&all_q_mutex);
1445320ae51fSJens Axboe 	list_del_init(&q->all_q_node);
1446320ae51fSJens Axboe 	mutex_unlock(&all_q_mutex);
1447320ae51fSJens Axboe }
1448320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_queue);
1449320ae51fSJens Axboe 
1450320ae51fSJens Axboe /* Basically redo blk_mq_init_queue with queue frozen */
1451f618ef7cSPaul Gortmaker static void blk_mq_queue_reinit(struct request_queue *q)
1452320ae51fSJens Axboe {
1453320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_freeze_queue(q);
1454320ae51fSJens Axboe 
1455320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_update_queue_map(q->mq_map, q->nr_hw_queues);
1456320ae51fSJens Axboe 
1457320ae51fSJens Axboe 	/*
1458320ae51fSJens Axboe 	 * redo blk_mq_init_cpu_queues and blk_mq_init_hw_queues. FIXME: maybe
1459320ae51fSJens Axboe 	 * we should change hctx numa_node according to new topology (this
1460320ae51fSJens Axboe 	 * involves free and re-allocate memory, worthy doing?)
1461320ae51fSJens Axboe 	 */
1462320ae51fSJens Axboe 
1463320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_map_swqueue(q);
1464320ae51fSJens Axboe 
1465320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_unfreeze_queue(q);
1466320ae51fSJens Axboe }
1467320ae51fSJens Axboe 
1468f618ef7cSPaul Gortmaker static int blk_mq_queue_reinit_notify(struct notifier_block *nb,
1469320ae51fSJens Axboe 				      unsigned long action, void *hcpu)
1470320ae51fSJens Axboe {
1471320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q;
1472320ae51fSJens Axboe 
1473320ae51fSJens Axboe 	/*
1474320ae51fSJens Axboe 	 * Before new mapping is established, hotadded cpu might already start
1475320ae51fSJens Axboe 	 * handling requests. This doesn't break anything as we map offline
1476320ae51fSJens Axboe 	 * CPUs to first hardware queue. We will re-init queue below to get
1477320ae51fSJens Axboe 	 * optimal settings.
1478320ae51fSJens Axboe 	 */
1479320ae51fSJens Axboe 	if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN &&
1480320ae51fSJens Axboe 	    action != CPU_ONLINE && action != CPU_ONLINE_FROZEN)
1481320ae51fSJens Axboe 		return NOTIFY_OK;
1482320ae51fSJens Axboe 
1483320ae51fSJens Axboe 	mutex_lock(&all_q_mutex);
1484320ae51fSJens Axboe 	list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
1485320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_queue_reinit(q);
1486320ae51fSJens Axboe 	mutex_unlock(&all_q_mutex);
1487320ae51fSJens Axboe 	return NOTIFY_OK;
1488320ae51fSJens Axboe }
1489320ae51fSJens Axboe 
1490320ae51fSJens Axboe static int __init blk_mq_init(void)
1491320ae51fSJens Axboe {
1492320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i;
1493320ae51fSJens Axboe 
1494320ae51fSJens Axboe 	for_each_possible_cpu(i)
1495320ae51fSJens Axboe 		init_llist_head(&per_cpu(ipi_lists, i));
1496320ae51fSJens Axboe 
1497320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_cpu_init();
1498320ae51fSJens Axboe 
1499320ae51fSJens Axboe 	/* Must be called after percpu_counter_hotcpu_callback() */
1500320ae51fSJens Axboe 	hotcpu_notifier(blk_mq_queue_reinit_notify, -10);
1501320ae51fSJens Axboe 
1502320ae51fSJens Axboe 	return 0;
1503320ae51fSJens Axboe }
1504320ae51fSJens Axboe subsys_initcall(blk_mq_init);
1505