xref: /linux/block/blk-mq.c (revision a68aafa5b297d99c2d0c38689089a752126e9e79)
175bb4625SJens Axboe /*
275bb4625SJens Axboe  * Block multiqueue core code
375bb4625SJens Axboe  *
475bb4625SJens Axboe  * Copyright (C) 2013-2014 Jens Axboe
575bb4625SJens Axboe  * Copyright (C) 2013-2014 Christoph Hellwig
675bb4625SJens Axboe  */
7320ae51fSJens Axboe #include <linux/kernel.h>
8320ae51fSJens Axboe #include <linux/module.h>
9320ae51fSJens Axboe #include <linux/backing-dev.h>
10320ae51fSJens Axboe #include <linux/bio.h>
11320ae51fSJens Axboe #include <linux/blkdev.h>
12320ae51fSJens Axboe #include <linux/mm.h>
13320ae51fSJens Axboe #include <linux/init.h>
14320ae51fSJens Axboe #include <linux/slab.h>
15320ae51fSJens Axboe #include <linux/workqueue.h>
16320ae51fSJens Axboe #include <linux/smp.h>
17320ae51fSJens Axboe #include <linux/llist.h>
18320ae51fSJens Axboe #include <linux/list_sort.h>
19320ae51fSJens Axboe #include <linux/cpu.h>
20320ae51fSJens Axboe #include <linux/cache.h>
21320ae51fSJens Axboe #include <linux/sched/sysctl.h>
22320ae51fSJens Axboe #include <linux/delay.h>
23320ae51fSJens Axboe 
24320ae51fSJens Axboe #include <trace/events/block.h>
25320ae51fSJens Axboe 
26320ae51fSJens Axboe #include <linux/blk-mq.h>
27320ae51fSJens Axboe #include "blk.h"
28320ae51fSJens Axboe #include "blk-mq.h"
29320ae51fSJens Axboe #include "blk-mq-tag.h"
30320ae51fSJens Axboe 
31320ae51fSJens Axboe static DEFINE_MUTEX(all_q_mutex);
32320ae51fSJens Axboe static LIST_HEAD(all_q_list);
33320ae51fSJens Axboe 
34320ae51fSJens Axboe static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx);
35320ae51fSJens Axboe 
36320ae51fSJens Axboe /*
37320ae51fSJens Axboe  * Check if any of the ctx's have pending work in this hardware queue
38320ae51fSJens Axboe  */
39320ae51fSJens Axboe static bool blk_mq_hctx_has_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
40320ae51fSJens Axboe {
41320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i;
42320ae51fSJens Axboe 
431429d7c9SJens Axboe 	for (i = 0; i < hctx->ctx_map.map_size; i++)
441429d7c9SJens Axboe 		if (hctx->ctx_map.map[i].word)
45320ae51fSJens Axboe 			return true;
46320ae51fSJens Axboe 
47320ae51fSJens Axboe 	return false;
48320ae51fSJens Axboe }
49320ae51fSJens Axboe 
501429d7c9SJens Axboe static inline struct blk_align_bitmap *get_bm(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
511429d7c9SJens Axboe 					      struct blk_mq_ctx *ctx)
521429d7c9SJens Axboe {
531429d7c9SJens Axboe 	return &hctx->ctx_map.map[ctx->index_hw / hctx->ctx_map.bits_per_word];
541429d7c9SJens Axboe }
551429d7c9SJens Axboe 
561429d7c9SJens Axboe #define CTX_TO_BIT(hctx, ctx)	\
571429d7c9SJens Axboe 	((ctx)->index_hw & ((hctx)->ctx_map.bits_per_word - 1))
581429d7c9SJens Axboe 
59320ae51fSJens Axboe /*
60320ae51fSJens Axboe  * Mark this ctx as having pending work in this hardware queue
61320ae51fSJens Axboe  */
62320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_hctx_mark_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
63320ae51fSJens Axboe 				     struct blk_mq_ctx *ctx)
64320ae51fSJens Axboe {
651429d7c9SJens Axboe 	struct blk_align_bitmap *bm = get_bm(hctx, ctx);
661429d7c9SJens Axboe 
671429d7c9SJens Axboe 	if (!test_bit(CTX_TO_BIT(hctx, ctx), &bm->word))
681429d7c9SJens Axboe 		set_bit(CTX_TO_BIT(hctx, ctx), &bm->word);
691429d7c9SJens Axboe }
701429d7c9SJens Axboe 
711429d7c9SJens Axboe static void blk_mq_hctx_clear_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
721429d7c9SJens Axboe 				      struct blk_mq_ctx *ctx)
731429d7c9SJens Axboe {
741429d7c9SJens Axboe 	struct blk_align_bitmap *bm = get_bm(hctx, ctx);
751429d7c9SJens Axboe 
761429d7c9SJens Axboe 	clear_bit(CTX_TO_BIT(hctx, ctx), &bm->word);
77320ae51fSJens Axboe }
78320ae51fSJens Axboe 
79320ae51fSJens Axboe static int blk_mq_queue_enter(struct request_queue *q)
80320ae51fSJens Axboe {
81add703fdSTejun Heo 	while (true) {
82320ae51fSJens Axboe 		int ret;
83320ae51fSJens Axboe 
84add703fdSTejun Heo 		if (percpu_ref_tryget_live(&q->mq_usage_counter))
85320ae51fSJens Axboe 			return 0;
86320ae51fSJens Axboe 
87add703fdSTejun Heo 		ret = wait_event_interruptible(q->mq_freeze_wq,
88add703fdSTejun Heo 				!q->mq_freeze_depth || blk_queue_dying(q));
89add703fdSTejun Heo 		if (blk_queue_dying(q))
90add703fdSTejun Heo 			return -ENODEV;
91add703fdSTejun Heo 		if (ret)
92320ae51fSJens Axboe 			return ret;
93320ae51fSJens Axboe 	}
94add703fdSTejun Heo }
95320ae51fSJens Axboe 
96320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_queue_exit(struct request_queue *q)
97320ae51fSJens Axboe {
98add703fdSTejun Heo 	percpu_ref_put(&q->mq_usage_counter);
99add703fdSTejun Heo }
100add703fdSTejun Heo 
101add703fdSTejun Heo static void blk_mq_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
102add703fdSTejun Heo {
103add703fdSTejun Heo 	struct request_queue *q =
104add703fdSTejun Heo 		container_of(ref, struct request_queue, mq_usage_counter);
105add703fdSTejun Heo 
106add703fdSTejun Heo 	wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
107320ae51fSJens Axboe }
108320ae51fSJens Axboe 
10972d6f02aSTejun Heo /*
11072d6f02aSTejun Heo  * Guarantee no request is in use, so we can change any data structure of
11172d6f02aSTejun Heo  * the queue afterward.
11272d6f02aSTejun Heo  */
11372d6f02aSTejun Heo void blk_mq_freeze_queue(struct request_queue *q)
11443a5e4e2SMing Lei {
11572d6f02aSTejun Heo 	spin_lock_irq(q->queue_lock);
11672d6f02aSTejun Heo 	q->mq_freeze_depth++;
11772d6f02aSTejun Heo 	spin_unlock_irq(q->queue_lock);
11872d6f02aSTejun Heo 
119add703fdSTejun Heo 	percpu_ref_kill(&q->mq_usage_counter);
120add703fdSTejun Heo 	blk_mq_run_queues(q, false);
121add703fdSTejun Heo 	wait_event(q->mq_freeze_wq, percpu_ref_is_zero(&q->mq_usage_counter));
12243a5e4e2SMing Lei }
12343a5e4e2SMing Lei 
124320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q)
125320ae51fSJens Axboe {
126320ae51fSJens Axboe 	bool wake = false;
127320ae51fSJens Axboe 
128320ae51fSJens Axboe 	spin_lock_irq(q->queue_lock);
129780db207STejun Heo 	wake = !--q->mq_freeze_depth;
130780db207STejun Heo 	WARN_ON_ONCE(q->mq_freeze_depth < 0);
131320ae51fSJens Axboe 	spin_unlock_irq(q->queue_lock);
132add703fdSTejun Heo 	if (wake) {
133add703fdSTejun Heo 		percpu_ref_reinit(&q->mq_usage_counter);
134320ae51fSJens Axboe 		wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
135320ae51fSJens Axboe 	}
136add703fdSTejun Heo }
137320ae51fSJens Axboe 
138320ae51fSJens Axboe bool blk_mq_can_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
139320ae51fSJens Axboe {
140320ae51fSJens Axboe 	return blk_mq_has_free_tags(hctx->tags);
141320ae51fSJens Axboe }
142320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_can_queue);
143320ae51fSJens Axboe 
14494eddfbeSJens Axboe static void blk_mq_rq_ctx_init(struct request_queue *q, struct blk_mq_ctx *ctx,
14594eddfbeSJens Axboe 			       struct request *rq, unsigned int rw_flags)
146320ae51fSJens Axboe {
14794eddfbeSJens Axboe 	if (blk_queue_io_stat(q))
14894eddfbeSJens Axboe 		rw_flags |= REQ_IO_STAT;
14994eddfbeSJens Axboe 
150af76e555SChristoph Hellwig 	INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
151af76e555SChristoph Hellwig 	/* csd/requeue_work/fifo_time is initialized before use */
152af76e555SChristoph Hellwig 	rq->q = q;
153320ae51fSJens Axboe 	rq->mq_ctx = ctx;
1540d2602caSJens Axboe 	rq->cmd_flags |= rw_flags;
155af76e555SChristoph Hellwig 	/* do not touch atomic flags, it needs atomic ops against the timer */
156af76e555SChristoph Hellwig 	rq->cpu = -1;
157af76e555SChristoph Hellwig 	INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
158af76e555SChristoph Hellwig 	RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
159af76e555SChristoph Hellwig 	rq->rq_disk = NULL;
160af76e555SChristoph Hellwig 	rq->part = NULL;
1613ee32372SJens Axboe 	rq->start_time = jiffies;
162af76e555SChristoph Hellwig #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
163af76e555SChristoph Hellwig 	rq->rl = NULL;
1640fec08b4SMing Lei 	set_start_time_ns(rq);
165af76e555SChristoph Hellwig 	rq->io_start_time_ns = 0;
166af76e555SChristoph Hellwig #endif
167af76e555SChristoph Hellwig 	rq->nr_phys_segments = 0;
168af76e555SChristoph Hellwig #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY)
169af76e555SChristoph Hellwig 	rq->nr_integrity_segments = 0;
170af76e555SChristoph Hellwig #endif
171af76e555SChristoph Hellwig 	rq->special = NULL;
172af76e555SChristoph Hellwig 	/* tag was already set */
173af76e555SChristoph Hellwig 	rq->errors = 0;
174af76e555SChristoph Hellwig 
175af76e555SChristoph Hellwig 	rq->extra_len = 0;
176af76e555SChristoph Hellwig 	rq->sense_len = 0;
177af76e555SChristoph Hellwig 	rq->resid_len = 0;
178af76e555SChristoph Hellwig 	rq->sense = NULL;
179af76e555SChristoph Hellwig 
180af76e555SChristoph Hellwig 	INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
181f6be4fb4SJens Axboe 	rq->timeout = 0;
182f6be4fb4SJens Axboe 
183af76e555SChristoph Hellwig 	rq->end_io = NULL;
184af76e555SChristoph Hellwig 	rq->end_io_data = NULL;
185af76e555SChristoph Hellwig 	rq->next_rq = NULL;
186af76e555SChristoph Hellwig 
187320ae51fSJens Axboe 	ctx->rq_dispatched[rw_is_sync(rw_flags)]++;
188320ae51fSJens Axboe }
189320ae51fSJens Axboe 
1905dee8577SChristoph Hellwig static struct request *
191cb96a42cSMing Lei __blk_mq_alloc_request(struct blk_mq_alloc_data *data, int rw)
1925dee8577SChristoph Hellwig {
1935dee8577SChristoph Hellwig 	struct request *rq;
1945dee8577SChristoph Hellwig 	unsigned int tag;
1955dee8577SChristoph Hellwig 
196cb96a42cSMing Lei 	tag = blk_mq_get_tag(data);
1975dee8577SChristoph Hellwig 	if (tag != BLK_MQ_TAG_FAIL) {
198cb96a42cSMing Lei 		rq = data->hctx->tags->rqs[tag];
1995dee8577SChristoph Hellwig 
2005dee8577SChristoph Hellwig 		rq->cmd_flags = 0;
201cb96a42cSMing Lei 		if (blk_mq_tag_busy(data->hctx)) {
2025dee8577SChristoph Hellwig 			rq->cmd_flags = REQ_MQ_INFLIGHT;
203cb96a42cSMing Lei 			atomic_inc(&data->hctx->nr_active);
2045dee8577SChristoph Hellwig 		}
2055dee8577SChristoph Hellwig 
2065dee8577SChristoph Hellwig 		rq->tag = tag;
207cb96a42cSMing Lei 		blk_mq_rq_ctx_init(data->q, data->ctx, rq, rw);
2085dee8577SChristoph Hellwig 		return rq;
2095dee8577SChristoph Hellwig 	}
2105dee8577SChristoph Hellwig 
2115dee8577SChristoph Hellwig 	return NULL;
2125dee8577SChristoph Hellwig }
2135dee8577SChristoph Hellwig 
2144ce01dd1SChristoph Hellwig struct request *blk_mq_alloc_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp,
2154ce01dd1SChristoph Hellwig 		bool reserved)
216320ae51fSJens Axboe {
217d852564fSChristoph Hellwig 	struct blk_mq_ctx *ctx;
218d852564fSChristoph Hellwig 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
219320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
220cb96a42cSMing Lei 	struct blk_mq_alloc_data alloc_data;
221320ae51fSJens Axboe 
222320ae51fSJens Axboe 	if (blk_mq_queue_enter(q))
223320ae51fSJens Axboe 		return NULL;
224320ae51fSJens Axboe 
225d852564fSChristoph Hellwig 	ctx = blk_mq_get_ctx(q);
226d852564fSChristoph Hellwig 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
227cb96a42cSMing Lei 	blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q, gfp & ~__GFP_WAIT,
228cb96a42cSMing Lei 			reserved, ctx, hctx);
229d852564fSChristoph Hellwig 
230cb96a42cSMing Lei 	rq = __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw);
231d852564fSChristoph Hellwig 	if (!rq && (gfp & __GFP_WAIT)) {
232d852564fSChristoph Hellwig 		__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
233d852564fSChristoph Hellwig 		blk_mq_put_ctx(ctx);
234d852564fSChristoph Hellwig 
235d852564fSChristoph Hellwig 		ctx = blk_mq_get_ctx(q);
236d852564fSChristoph Hellwig 		hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
237cb96a42cSMing Lei 		blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q, gfp, reserved, ctx,
238cb96a42cSMing Lei 				hctx);
239cb96a42cSMing Lei 		rq =  __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw);
240cb96a42cSMing Lei 		ctx = alloc_data.ctx;
241d852564fSChristoph Hellwig 	}
242d852564fSChristoph Hellwig 	blk_mq_put_ctx(ctx);
243320ae51fSJens Axboe 	return rq;
244320ae51fSJens Axboe }
2454bb659b1SJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_request);
246320ae51fSJens Axboe 
247320ae51fSJens Axboe static void __blk_mq_free_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
248320ae51fSJens Axboe 				  struct blk_mq_ctx *ctx, struct request *rq)
249320ae51fSJens Axboe {
250320ae51fSJens Axboe 	const int tag = rq->tag;
251320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
252320ae51fSJens Axboe 
2530d2602caSJens Axboe 	if (rq->cmd_flags & REQ_MQ_INFLIGHT)
2540d2602caSJens Axboe 		atomic_dec(&hctx->nr_active);
2550d2602caSJens Axboe 
256af76e555SChristoph Hellwig 	clear_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
2570d2602caSJens Axboe 	blk_mq_put_tag(hctx, tag, &ctx->last_tag);
258320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_queue_exit(q);
259320ae51fSJens Axboe }
260320ae51fSJens Axboe 
261320ae51fSJens Axboe void blk_mq_free_request(struct request *rq)
262320ae51fSJens Axboe {
263320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
264320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
265320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
266320ae51fSJens Axboe 
267320ae51fSJens Axboe 	ctx->rq_completed[rq_is_sync(rq)]++;
268320ae51fSJens Axboe 
269320ae51fSJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
270320ae51fSJens Axboe 	__blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
271320ae51fSJens Axboe }
272320ae51fSJens Axboe 
2738727af4bSChristoph Hellwig /*
2748727af4bSChristoph Hellwig  * Clone all relevant state from a request that has been put on hold in
2758727af4bSChristoph Hellwig  * the flush state machine into the preallocated flush request that hangs
2768727af4bSChristoph Hellwig  * off the request queue.
2778727af4bSChristoph Hellwig  *
2788727af4bSChristoph Hellwig  * For a driver the flush request should be invisible, that's why we are
2798727af4bSChristoph Hellwig  * impersonating the original request here.
2808727af4bSChristoph Hellwig  */
2818727af4bSChristoph Hellwig void blk_mq_clone_flush_request(struct request *flush_rq,
2828727af4bSChristoph Hellwig 		struct request *orig_rq)
2838727af4bSChristoph Hellwig {
2848727af4bSChristoph Hellwig 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx =
2858727af4bSChristoph Hellwig 		orig_rq->q->mq_ops->map_queue(orig_rq->q, orig_rq->mq_ctx->cpu);
2868727af4bSChristoph Hellwig 
2878727af4bSChristoph Hellwig 	flush_rq->mq_ctx = orig_rq->mq_ctx;
2888727af4bSChristoph Hellwig 	flush_rq->tag = orig_rq->tag;
2898727af4bSChristoph Hellwig 	memcpy(blk_mq_rq_to_pdu(flush_rq), blk_mq_rq_to_pdu(orig_rq),
2908727af4bSChristoph Hellwig 		hctx->cmd_size);
2918727af4bSChristoph Hellwig }
2928727af4bSChristoph Hellwig 
29363151a44SChristoph Hellwig inline void __blk_mq_end_io(struct request *rq, int error)
294320ae51fSJens Axboe {
2950d11e6acSMing Lei 	blk_account_io_done(rq);
2960d11e6acSMing Lei 
29791b63639SChristoph Hellwig 	if (rq->end_io) {
298320ae51fSJens Axboe 		rq->end_io(rq, error);
29991b63639SChristoph Hellwig 	} else {
30091b63639SChristoph Hellwig 		if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
30191b63639SChristoph Hellwig 			blk_mq_free_request(rq->next_rq);
302320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_free_request(rq);
303320ae51fSJens Axboe 	}
30491b63639SChristoph Hellwig }
30563151a44SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(__blk_mq_end_io);
30663151a44SChristoph Hellwig 
30763151a44SChristoph Hellwig void blk_mq_end_io(struct request *rq, int error)
30863151a44SChristoph Hellwig {
30963151a44SChristoph Hellwig 	if (blk_update_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq)))
31063151a44SChristoph Hellwig 		BUG();
31163151a44SChristoph Hellwig 	__blk_mq_end_io(rq, error);
31263151a44SChristoph Hellwig }
31363151a44SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_end_io);
314320ae51fSJens Axboe 
31530a91cb4SChristoph Hellwig static void __blk_mq_complete_request_remote(void *data)
316320ae51fSJens Axboe {
3173d6efbf6SChristoph Hellwig 	struct request *rq = data;
318320ae51fSJens Axboe 
31930a91cb4SChristoph Hellwig 	rq->q->softirq_done_fn(rq);
320320ae51fSJens Axboe }
321320ae51fSJens Axboe 
322ed851860SJens Axboe static void blk_mq_ipi_complete_request(struct request *rq)
323320ae51fSJens Axboe {
324320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
32538535201SChristoph Hellwig 	bool shared = false;
326320ae51fSJens Axboe 	int cpu;
327320ae51fSJens Axboe 
32838535201SChristoph Hellwig 	if (!test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &rq->q->queue_flags)) {
32930a91cb4SChristoph Hellwig 		rq->q->softirq_done_fn(rq);
33030a91cb4SChristoph Hellwig 		return;
33130a91cb4SChristoph Hellwig 	}
332320ae51fSJens Axboe 
333320ae51fSJens Axboe 	cpu = get_cpu();
33438535201SChristoph Hellwig 	if (!test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_FORCE, &rq->q->queue_flags))
33538535201SChristoph Hellwig 		shared = cpus_share_cache(cpu, ctx->cpu);
33638535201SChristoph Hellwig 
33738535201SChristoph Hellwig 	if (cpu != ctx->cpu && !shared && cpu_online(ctx->cpu)) {
33830a91cb4SChristoph Hellwig 		rq->csd.func = __blk_mq_complete_request_remote;
3393d6efbf6SChristoph Hellwig 		rq->csd.info = rq;
3403d6efbf6SChristoph Hellwig 		rq->csd.flags = 0;
341c46fff2aSFrederic Weisbecker 		smp_call_function_single_async(ctx->cpu, &rq->csd);
3423d6efbf6SChristoph Hellwig 	} else {
34330a91cb4SChristoph Hellwig 		rq->q->softirq_done_fn(rq);
3443d6efbf6SChristoph Hellwig 	}
345320ae51fSJens Axboe 	put_cpu();
346320ae51fSJens Axboe }
34730a91cb4SChristoph Hellwig 
348ed851860SJens Axboe void __blk_mq_complete_request(struct request *rq)
349ed851860SJens Axboe {
350ed851860SJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
351ed851860SJens Axboe 
352ed851860SJens Axboe 	if (!q->softirq_done_fn)
353ed851860SJens Axboe 		blk_mq_end_io(rq, rq->errors);
354ed851860SJens Axboe 	else
355ed851860SJens Axboe 		blk_mq_ipi_complete_request(rq);
356ed851860SJens Axboe }
357ed851860SJens Axboe 
35830a91cb4SChristoph Hellwig /**
35930a91cb4SChristoph Hellwig  * blk_mq_complete_request - end I/O on a request
36030a91cb4SChristoph Hellwig  * @rq:		the request being processed
36130a91cb4SChristoph Hellwig  *
36230a91cb4SChristoph Hellwig  * Description:
36330a91cb4SChristoph Hellwig  *	Ends all I/O on a request. It does not handle partial completions.
36430a91cb4SChristoph Hellwig  *	The actual completion happens out-of-order, through a IPI handler.
36530a91cb4SChristoph Hellwig  **/
36630a91cb4SChristoph Hellwig void blk_mq_complete_request(struct request *rq)
36730a91cb4SChristoph Hellwig {
36895f09684SJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
36995f09684SJens Axboe 
37095f09684SJens Axboe 	if (unlikely(blk_should_fake_timeout(q)))
37130a91cb4SChristoph Hellwig 		return;
372ed851860SJens Axboe 	if (!blk_mark_rq_complete(rq))
37330a91cb4SChristoph Hellwig 		__blk_mq_complete_request(rq);
37430a91cb4SChristoph Hellwig }
37530a91cb4SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_complete_request);
376320ae51fSJens Axboe 
37749f5baa5SChristoph Hellwig static void blk_mq_start_request(struct request *rq, bool last)
378320ae51fSJens Axboe {
379320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
380320ae51fSJens Axboe 
381320ae51fSJens Axboe 	trace_block_rq_issue(q, rq);
382320ae51fSJens Axboe 
383742ee69bSChristoph Hellwig 	rq->resid_len = blk_rq_bytes(rq);
38491b63639SChristoph Hellwig 	if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
38591b63639SChristoph Hellwig 		rq->next_rq->resid_len = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
386742ee69bSChristoph Hellwig 
3872b8393b4SMing Lei 	blk_add_timer(rq);
38887ee7b11SJens Axboe 
38987ee7b11SJens Axboe 	/*
39087ee7b11SJens Axboe 	 * Mark us as started and clear complete. Complete might have been
39187ee7b11SJens Axboe 	 * set if requeue raced with timeout, which then marked it as
39287ee7b11SJens Axboe 	 * complete. So be sure to clear complete again when we start
39387ee7b11SJens Axboe 	 * the request, otherwise we'll ignore the completion event.
39487ee7b11SJens Axboe 	 */
3954b570521SJens Axboe 	if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags))
396320ae51fSJens Axboe 		set_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
3974b570521SJens Axboe 	if (test_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &rq->atomic_flags))
39887ee7b11SJens Axboe 		clear_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &rq->atomic_flags);
39949f5baa5SChristoph Hellwig 
40049f5baa5SChristoph Hellwig 	if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
40149f5baa5SChristoph Hellwig 		/*
40249f5baa5SChristoph Hellwig 		 * Make sure space for the drain appears.  We know we can do
40349f5baa5SChristoph Hellwig 		 * this because max_hw_segments has been adjusted to be one
40449f5baa5SChristoph Hellwig 		 * fewer than the device can handle.
40549f5baa5SChristoph Hellwig 		 */
40649f5baa5SChristoph Hellwig 		rq->nr_phys_segments++;
40749f5baa5SChristoph Hellwig 	}
40849f5baa5SChristoph Hellwig 
40949f5baa5SChristoph Hellwig 	/*
41049f5baa5SChristoph Hellwig 	 * Flag the last request in the series so that drivers know when IO
41149f5baa5SChristoph Hellwig 	 * should be kicked off, if they don't do it on a per-request basis.
41249f5baa5SChristoph Hellwig 	 *
41349f5baa5SChristoph Hellwig 	 * Note: the flag isn't the only condition drivers should do kick off.
41449f5baa5SChristoph Hellwig 	 * If drive is busy, the last request might not have the bit set.
41549f5baa5SChristoph Hellwig 	 */
41649f5baa5SChristoph Hellwig 	if (last)
41749f5baa5SChristoph Hellwig 		rq->cmd_flags |= REQ_END;
418320ae51fSJens Axboe }
419320ae51fSJens Axboe 
420ed0791b2SChristoph Hellwig static void __blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
421320ae51fSJens Axboe {
422320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
423320ae51fSJens Axboe 
424320ae51fSJens Axboe 	trace_block_rq_requeue(q, rq);
425320ae51fSJens Axboe 	clear_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
42649f5baa5SChristoph Hellwig 
42749f5baa5SChristoph Hellwig 	rq->cmd_flags &= ~REQ_END;
42849f5baa5SChristoph Hellwig 
42949f5baa5SChristoph Hellwig 	if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq))
43049f5baa5SChristoph Hellwig 		rq->nr_phys_segments--;
431320ae51fSJens Axboe }
432320ae51fSJens Axboe 
433ed0791b2SChristoph Hellwig void blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
434ed0791b2SChristoph Hellwig {
435ed0791b2SChristoph Hellwig 	__blk_mq_requeue_request(rq);
436ed0791b2SChristoph Hellwig 	blk_clear_rq_complete(rq);
437ed0791b2SChristoph Hellwig 
438ed0791b2SChristoph Hellwig 	BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
4396fca6a61SChristoph Hellwig 	blk_mq_add_to_requeue_list(rq, true);
440ed0791b2SChristoph Hellwig }
441ed0791b2SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_requeue_request);
442ed0791b2SChristoph Hellwig 
4436fca6a61SChristoph Hellwig static void blk_mq_requeue_work(struct work_struct *work)
4446fca6a61SChristoph Hellwig {
4456fca6a61SChristoph Hellwig 	struct request_queue *q =
4466fca6a61SChristoph Hellwig 		container_of(work, struct request_queue, requeue_work);
4476fca6a61SChristoph Hellwig 	LIST_HEAD(rq_list);
4486fca6a61SChristoph Hellwig 	struct request *rq, *next;
4496fca6a61SChristoph Hellwig 	unsigned long flags;
4506fca6a61SChristoph Hellwig 
4516fca6a61SChristoph Hellwig 	spin_lock_irqsave(&q->requeue_lock, flags);
4526fca6a61SChristoph Hellwig 	list_splice_init(&q->requeue_list, &rq_list);
4536fca6a61SChristoph Hellwig 	spin_unlock_irqrestore(&q->requeue_lock, flags);
4546fca6a61SChristoph Hellwig 
4556fca6a61SChristoph Hellwig 	list_for_each_entry_safe(rq, next, &rq_list, queuelist) {
4566fca6a61SChristoph Hellwig 		if (!(rq->cmd_flags & REQ_SOFTBARRIER))
4576fca6a61SChristoph Hellwig 			continue;
4586fca6a61SChristoph Hellwig 
4596fca6a61SChristoph Hellwig 		rq->cmd_flags &= ~REQ_SOFTBARRIER;
4606fca6a61SChristoph Hellwig 		list_del_init(&rq->queuelist);
4616fca6a61SChristoph Hellwig 		blk_mq_insert_request(rq, true, false, false);
4626fca6a61SChristoph Hellwig 	}
4636fca6a61SChristoph Hellwig 
4646fca6a61SChristoph Hellwig 	while (!list_empty(&rq_list)) {
4656fca6a61SChristoph Hellwig 		rq = list_entry(rq_list.next, struct request, queuelist);
4666fca6a61SChristoph Hellwig 		list_del_init(&rq->queuelist);
4676fca6a61SChristoph Hellwig 		blk_mq_insert_request(rq, false, false, false);
4686fca6a61SChristoph Hellwig 	}
4696fca6a61SChristoph Hellwig 
4706fca6a61SChristoph Hellwig 	blk_mq_run_queues(q, false);
4716fca6a61SChristoph Hellwig }
4726fca6a61SChristoph Hellwig 
4736fca6a61SChristoph Hellwig void blk_mq_add_to_requeue_list(struct request *rq, bool at_head)
4746fca6a61SChristoph Hellwig {
4756fca6a61SChristoph Hellwig 	struct request_queue *q = rq->q;
4766fca6a61SChristoph Hellwig 	unsigned long flags;
4776fca6a61SChristoph Hellwig 
4786fca6a61SChristoph Hellwig 	/*
4796fca6a61SChristoph Hellwig 	 * We abuse this flag that is otherwise used by the I/O scheduler to
4806fca6a61SChristoph Hellwig 	 * request head insertation from the workqueue.
4816fca6a61SChristoph Hellwig 	 */
4826fca6a61SChristoph Hellwig 	BUG_ON(rq->cmd_flags & REQ_SOFTBARRIER);
4836fca6a61SChristoph Hellwig 
4846fca6a61SChristoph Hellwig 	spin_lock_irqsave(&q->requeue_lock, flags);
4856fca6a61SChristoph Hellwig 	if (at_head) {
4866fca6a61SChristoph Hellwig 		rq->cmd_flags |= REQ_SOFTBARRIER;
4876fca6a61SChristoph Hellwig 		list_add(&rq->queuelist, &q->requeue_list);
4886fca6a61SChristoph Hellwig 	} else {
4896fca6a61SChristoph Hellwig 		list_add_tail(&rq->queuelist, &q->requeue_list);
4906fca6a61SChristoph Hellwig 	}
4916fca6a61SChristoph Hellwig 	spin_unlock_irqrestore(&q->requeue_lock, flags);
4926fca6a61SChristoph Hellwig }
4936fca6a61SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_add_to_requeue_list);
4946fca6a61SChristoph Hellwig 
4956fca6a61SChristoph Hellwig void blk_mq_kick_requeue_list(struct request_queue *q)
4966fca6a61SChristoph Hellwig {
4976fca6a61SChristoph Hellwig 	kblockd_schedule_work(&q->requeue_work);
4986fca6a61SChristoph Hellwig }
4996fca6a61SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_kick_requeue_list);
5006fca6a61SChristoph Hellwig 
5010e62f51fSJens Axboe static inline bool is_flush_request(struct request *rq, unsigned int tag)
50224d2f903SChristoph Hellwig {
5030e62f51fSJens Axboe 	return ((rq->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ) &&
5040e62f51fSJens Axboe 			rq->q->flush_rq->tag == tag);
5050e62f51fSJens Axboe }
50622302375SShaohua Li 
5070e62f51fSJens Axboe struct request *blk_mq_tag_to_rq(struct blk_mq_tags *tags, unsigned int tag)
5080e62f51fSJens Axboe {
5090e62f51fSJens Axboe 	struct request *rq = tags->rqs[tag];
51022302375SShaohua Li 
5110e62f51fSJens Axboe 	if (!is_flush_request(rq, tag))
5120e62f51fSJens Axboe 		return rq;
5130e62f51fSJens Axboe 
5140e62f51fSJens Axboe 	return rq->q->flush_rq;
51524d2f903SChristoph Hellwig }
51624d2f903SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_tag_to_rq);
51724d2f903SChristoph Hellwig 
518320ae51fSJens Axboe struct blk_mq_timeout_data {
519320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
520320ae51fSJens Axboe 	unsigned long *next;
521320ae51fSJens Axboe 	unsigned int *next_set;
522320ae51fSJens Axboe };
523320ae51fSJens Axboe 
524320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_timeout_check(void *__data, unsigned long *free_tags)
525320ae51fSJens Axboe {
526320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_timeout_data *data = __data;
527320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx = data->hctx;
528320ae51fSJens Axboe 	unsigned int tag;
529320ae51fSJens Axboe 
530320ae51fSJens Axboe 	 /* It may not be in flight yet (this is where
531320ae51fSJens Axboe 	 * the REQ_ATOMIC_STARTED flag comes in). The requests are
532320ae51fSJens Axboe 	 * statically allocated, so we know it's always safe to access the
533320ae51fSJens Axboe 	 * memory associated with a bit offset into ->rqs[].
534320ae51fSJens Axboe 	 */
535320ae51fSJens Axboe 	tag = 0;
536320ae51fSJens Axboe 	do {
537320ae51fSJens Axboe 		struct request *rq;
538320ae51fSJens Axboe 
53924d2f903SChristoph Hellwig 		tag = find_next_zero_bit(free_tags, hctx->tags->nr_tags, tag);
54024d2f903SChristoph Hellwig 		if (tag >= hctx->tags->nr_tags)
541320ae51fSJens Axboe 			break;
542320ae51fSJens Axboe 
5430e62f51fSJens Axboe 		rq = blk_mq_tag_to_rq(hctx->tags, tag++);
54424d2f903SChristoph Hellwig 		if (rq->q != hctx->queue)
54524d2f903SChristoph Hellwig 			continue;
546320ae51fSJens Axboe 		if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags))
547320ae51fSJens Axboe 			continue;
548320ae51fSJens Axboe 
549320ae51fSJens Axboe 		blk_rq_check_expired(rq, data->next, data->next_set);
550320ae51fSJens Axboe 	} while (1);
551320ae51fSJens Axboe }
552320ae51fSJens Axboe 
553320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_hw_ctx_check_timeout(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
554320ae51fSJens Axboe 					unsigned long *next,
555320ae51fSJens Axboe 					unsigned int *next_set)
556320ae51fSJens Axboe {
557320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_timeout_data data = {
558320ae51fSJens Axboe 		.hctx		= hctx,
559320ae51fSJens Axboe 		.next		= next,
560320ae51fSJens Axboe 		.next_set	= next_set,
561320ae51fSJens Axboe 	};
562320ae51fSJens Axboe 
563320ae51fSJens Axboe 	/*
564320ae51fSJens Axboe 	 * Ask the tagging code to iterate busy requests, so we can
565320ae51fSJens Axboe 	 * check them for timeout.
566320ae51fSJens Axboe 	 */
567320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_tag_busy_iter(hctx->tags, blk_mq_timeout_check, &data);
568320ae51fSJens Axboe }
569320ae51fSJens Axboe 
57087ee7b11SJens Axboe static enum blk_eh_timer_return blk_mq_rq_timed_out(struct request *rq)
57187ee7b11SJens Axboe {
57287ee7b11SJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
57387ee7b11SJens Axboe 
57487ee7b11SJens Axboe 	/*
57587ee7b11SJens Axboe 	 * We know that complete is set at this point. If STARTED isn't set
57687ee7b11SJens Axboe 	 * anymore, then the request isn't active and the "timeout" should
57787ee7b11SJens Axboe 	 * just be ignored. This can happen due to the bitflag ordering.
57887ee7b11SJens Axboe 	 * Timeout first checks if STARTED is set, and if it is, assumes
57987ee7b11SJens Axboe 	 * the request is active. But if we race with completion, then
58087ee7b11SJens Axboe 	 * we both flags will get cleared. So check here again, and ignore
58187ee7b11SJens Axboe 	 * a timeout event with a request that isn't active.
58287ee7b11SJens Axboe 	 */
58387ee7b11SJens Axboe 	if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags))
58487ee7b11SJens Axboe 		return BLK_EH_NOT_HANDLED;
58587ee7b11SJens Axboe 
58687ee7b11SJens Axboe 	if (!q->mq_ops->timeout)
58787ee7b11SJens Axboe 		return BLK_EH_RESET_TIMER;
58887ee7b11SJens Axboe 
58987ee7b11SJens Axboe 	return q->mq_ops->timeout(rq);
59087ee7b11SJens Axboe }
59187ee7b11SJens Axboe 
592320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_rq_timer(unsigned long data)
593320ae51fSJens Axboe {
594320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = (struct request_queue *) data;
595320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
596320ae51fSJens Axboe 	unsigned long next = 0;
597320ae51fSJens Axboe 	int i, next_set = 0;
598320ae51fSJens Axboe 
599484b4061SJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
600484b4061SJens Axboe 		/*
601484b4061SJens Axboe 		 * If not software queues are currently mapped to this
602484b4061SJens Axboe 		 * hardware queue, there's nothing to check
603484b4061SJens Axboe 		 */
604484b4061SJens Axboe 		if (!hctx->nr_ctx || !hctx->tags)
605484b4061SJens Axboe 			continue;
606484b4061SJens Axboe 
607320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_hw_ctx_check_timeout(hctx, &next, &next_set);
608484b4061SJens Axboe 	}
609320ae51fSJens Axboe 
6100d2602caSJens Axboe 	if (next_set) {
6110d2602caSJens Axboe 		next = blk_rq_timeout(round_jiffies_up(next));
6120d2602caSJens Axboe 		mod_timer(&q->timeout, next);
6130d2602caSJens Axboe 	} else {
6140d2602caSJens Axboe 		queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
6150d2602caSJens Axboe 			blk_mq_tag_idle(hctx);
6160d2602caSJens Axboe 	}
617320ae51fSJens Axboe }
618320ae51fSJens Axboe 
619320ae51fSJens Axboe /*
620320ae51fSJens Axboe  * Reverse check our software queue for entries that we could potentially
621320ae51fSJens Axboe  * merge with. Currently includes a hand-wavy stop count of 8, to not spend
622320ae51fSJens Axboe  * too much time checking for merges.
623320ae51fSJens Axboe  */
624320ae51fSJens Axboe static bool blk_mq_attempt_merge(struct request_queue *q,
625320ae51fSJens Axboe 				 struct blk_mq_ctx *ctx, struct bio *bio)
626320ae51fSJens Axboe {
627320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
628320ae51fSJens Axboe 	int checked = 8;
629320ae51fSJens Axboe 
630320ae51fSJens Axboe 	list_for_each_entry_reverse(rq, &ctx->rq_list, queuelist) {
631320ae51fSJens Axboe 		int el_ret;
632320ae51fSJens Axboe 
633320ae51fSJens Axboe 		if (!checked--)
634320ae51fSJens Axboe 			break;
635320ae51fSJens Axboe 
636320ae51fSJens Axboe 		if (!blk_rq_merge_ok(rq, bio))
637320ae51fSJens Axboe 			continue;
638320ae51fSJens Axboe 
639320ae51fSJens Axboe 		el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
640320ae51fSJens Axboe 		if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
641320ae51fSJens Axboe 			if (bio_attempt_back_merge(q, rq, bio)) {
642320ae51fSJens Axboe 				ctx->rq_merged++;
643320ae51fSJens Axboe 				return true;
644320ae51fSJens Axboe 			}
645320ae51fSJens Axboe 			break;
646320ae51fSJens Axboe 		} else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
647320ae51fSJens Axboe 			if (bio_attempt_front_merge(q, rq, bio)) {
648320ae51fSJens Axboe 				ctx->rq_merged++;
649320ae51fSJens Axboe 				return true;
650320ae51fSJens Axboe 			}
651320ae51fSJens Axboe 			break;
652320ae51fSJens Axboe 		}
653320ae51fSJens Axboe 	}
654320ae51fSJens Axboe 
655320ae51fSJens Axboe 	return false;
656320ae51fSJens Axboe }
657320ae51fSJens Axboe 
658320ae51fSJens Axboe /*
6591429d7c9SJens Axboe  * Process software queues that have been marked busy, splicing them
6601429d7c9SJens Axboe  * to the for-dispatch
6611429d7c9SJens Axboe  */
6621429d7c9SJens Axboe static void flush_busy_ctxs(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct list_head *list)
6631429d7c9SJens Axboe {
6641429d7c9SJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
6651429d7c9SJens Axboe 	int i;
6661429d7c9SJens Axboe 
6671429d7c9SJens Axboe 	for (i = 0; i < hctx->ctx_map.map_size; i++) {
6681429d7c9SJens Axboe 		struct blk_align_bitmap *bm = &hctx->ctx_map.map[i];
6691429d7c9SJens Axboe 		unsigned int off, bit;
6701429d7c9SJens Axboe 
6711429d7c9SJens Axboe 		if (!bm->word)
6721429d7c9SJens Axboe 			continue;
6731429d7c9SJens Axboe 
6741429d7c9SJens Axboe 		bit = 0;
6751429d7c9SJens Axboe 		off = i * hctx->ctx_map.bits_per_word;
6761429d7c9SJens Axboe 		do {
6771429d7c9SJens Axboe 			bit = find_next_bit(&bm->word, bm->depth, bit);
6781429d7c9SJens Axboe 			if (bit >= bm->depth)
6791429d7c9SJens Axboe 				break;
6801429d7c9SJens Axboe 
6811429d7c9SJens Axboe 			ctx = hctx->ctxs[bit + off];
6821429d7c9SJens Axboe 			clear_bit(bit, &bm->word);
6831429d7c9SJens Axboe 			spin_lock(&ctx->lock);
6841429d7c9SJens Axboe 			list_splice_tail_init(&ctx->rq_list, list);
6851429d7c9SJens Axboe 			spin_unlock(&ctx->lock);
6861429d7c9SJens Axboe 
6871429d7c9SJens Axboe 			bit++;
6881429d7c9SJens Axboe 		} while (1);
6891429d7c9SJens Axboe 	}
6901429d7c9SJens Axboe }
6911429d7c9SJens Axboe 
6921429d7c9SJens Axboe /*
693320ae51fSJens Axboe  * Run this hardware queue, pulling any software queues mapped to it in.
694320ae51fSJens Axboe  * Note that this function currently has various problems around ordering
695320ae51fSJens Axboe  * of IO. In particular, we'd like FIFO behaviour on handling existing
696320ae51fSJens Axboe  * items on the hctx->dispatch list. Ignore that for now.
697320ae51fSJens Axboe  */
698320ae51fSJens Axboe static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
699320ae51fSJens Axboe {
700320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = hctx->queue;
701320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
702320ae51fSJens Axboe 	LIST_HEAD(rq_list);
7031429d7c9SJens Axboe 	int queued;
704320ae51fSJens Axboe 
705fd1270d5SJens Axboe 	WARN_ON(!cpumask_test_cpu(raw_smp_processor_id(), hctx->cpumask));
706e4043dcfSJens Axboe 
7075d12f905SJens Axboe 	if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state)))
708320ae51fSJens Axboe 		return;
709320ae51fSJens Axboe 
710320ae51fSJens Axboe 	hctx->run++;
711320ae51fSJens Axboe 
712320ae51fSJens Axboe 	/*
713320ae51fSJens Axboe 	 * Touch any software queue that has pending entries.
714320ae51fSJens Axboe 	 */
7151429d7c9SJens Axboe 	flush_busy_ctxs(hctx, &rq_list);
716320ae51fSJens Axboe 
717320ae51fSJens Axboe 	/*
718320ae51fSJens Axboe 	 * If we have previous entries on our dispatch list, grab them
719320ae51fSJens Axboe 	 * and stuff them at the front for more fair dispatch.
720320ae51fSJens Axboe 	 */
721320ae51fSJens Axboe 	if (!list_empty_careful(&hctx->dispatch)) {
722320ae51fSJens Axboe 		spin_lock(&hctx->lock);
723320ae51fSJens Axboe 		if (!list_empty(&hctx->dispatch))
724320ae51fSJens Axboe 			list_splice_init(&hctx->dispatch, &rq_list);
725320ae51fSJens Axboe 		spin_unlock(&hctx->lock);
726320ae51fSJens Axboe 	}
727320ae51fSJens Axboe 
728320ae51fSJens Axboe 	/*
729320ae51fSJens Axboe 	 * Now process all the entries, sending them to the driver.
730320ae51fSJens Axboe 	 */
7311429d7c9SJens Axboe 	queued = 0;
732320ae51fSJens Axboe 	while (!list_empty(&rq_list)) {
733320ae51fSJens Axboe 		int ret;
734320ae51fSJens Axboe 
735320ae51fSJens Axboe 		rq = list_first_entry(&rq_list, struct request, queuelist);
736320ae51fSJens Axboe 		list_del_init(&rq->queuelist);
737320ae51fSJens Axboe 
73849f5baa5SChristoph Hellwig 		blk_mq_start_request(rq, list_empty(&rq_list));
739320ae51fSJens Axboe 
740320ae51fSJens Axboe 		ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, rq);
741320ae51fSJens Axboe 		switch (ret) {
742320ae51fSJens Axboe 		case BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK:
743320ae51fSJens Axboe 			queued++;
744320ae51fSJens Axboe 			continue;
745320ae51fSJens Axboe 		case BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY:
746320ae51fSJens Axboe 			list_add(&rq->queuelist, &rq_list);
747ed0791b2SChristoph Hellwig 			__blk_mq_requeue_request(rq);
748320ae51fSJens Axboe 			break;
749320ae51fSJens Axboe 		default:
750320ae51fSJens Axboe 			pr_err("blk-mq: bad return on queue: %d\n", ret);
751320ae51fSJens Axboe 		case BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR:
7521e93b8c2SChristoph Hellwig 			rq->errors = -EIO;
753320ae51fSJens Axboe 			blk_mq_end_io(rq, rq->errors);
754320ae51fSJens Axboe 			break;
755320ae51fSJens Axboe 		}
756320ae51fSJens Axboe 
757320ae51fSJens Axboe 		if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY)
758320ae51fSJens Axboe 			break;
759320ae51fSJens Axboe 	}
760320ae51fSJens Axboe 
761320ae51fSJens Axboe 	if (!queued)
762320ae51fSJens Axboe 		hctx->dispatched[0]++;
763320ae51fSJens Axboe 	else if (queued < (1 << (BLK_MQ_MAX_DISPATCH_ORDER - 1)))
764320ae51fSJens Axboe 		hctx->dispatched[ilog2(queued) + 1]++;
765320ae51fSJens Axboe 
766320ae51fSJens Axboe 	/*
767320ae51fSJens Axboe 	 * Any items that need requeuing? Stuff them into hctx->dispatch,
768320ae51fSJens Axboe 	 * that is where we will continue on next queue run.
769320ae51fSJens Axboe 	 */
770320ae51fSJens Axboe 	if (!list_empty(&rq_list)) {
771320ae51fSJens Axboe 		spin_lock(&hctx->lock);
772320ae51fSJens Axboe 		list_splice(&rq_list, &hctx->dispatch);
773320ae51fSJens Axboe 		spin_unlock(&hctx->lock);
774320ae51fSJens Axboe 	}
775320ae51fSJens Axboe }
776320ae51fSJens Axboe 
777506e931fSJens Axboe /*
778506e931fSJens Axboe  * It'd be great if the workqueue API had a way to pass
779506e931fSJens Axboe  * in a mask and had some smarts for more clever placement.
780506e931fSJens Axboe  * For now we just round-robin here, switching for every
781506e931fSJens Axboe  * BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH queued items.
782506e931fSJens Axboe  */
783506e931fSJens Axboe static int blk_mq_hctx_next_cpu(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
784506e931fSJens Axboe {
785506e931fSJens Axboe 	int cpu = hctx->next_cpu;
786506e931fSJens Axboe 
787506e931fSJens Axboe 	if (--hctx->next_cpu_batch <= 0) {
788506e931fSJens Axboe 		int next_cpu;
789506e931fSJens Axboe 
790506e931fSJens Axboe 		next_cpu = cpumask_next(hctx->next_cpu, hctx->cpumask);
791506e931fSJens Axboe 		if (next_cpu >= nr_cpu_ids)
792506e931fSJens Axboe 			next_cpu = cpumask_first(hctx->cpumask);
793506e931fSJens Axboe 
794506e931fSJens Axboe 		hctx->next_cpu = next_cpu;
795506e931fSJens Axboe 		hctx->next_cpu_batch = BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH;
796506e931fSJens Axboe 	}
797506e931fSJens Axboe 
798506e931fSJens Axboe 	return cpu;
799506e931fSJens Axboe }
800506e931fSJens Axboe 
801320ae51fSJens Axboe void blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async)
802320ae51fSJens Axboe {
8035d12f905SJens Axboe 	if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state)))
804320ae51fSJens Axboe 		return;
805320ae51fSJens Axboe 
806e4043dcfSJens Axboe 	if (!async && cpumask_test_cpu(smp_processor_id(), hctx->cpumask))
807320ae51fSJens Axboe 		__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
808e4043dcfSJens Axboe 	else if (hctx->queue->nr_hw_queues == 1)
80970f4db63SChristoph Hellwig 		kblockd_schedule_delayed_work(&hctx->run_work, 0);
810e4043dcfSJens Axboe 	else {
811e4043dcfSJens Axboe 		unsigned int cpu;
812e4043dcfSJens Axboe 
813506e931fSJens Axboe 		cpu = blk_mq_hctx_next_cpu(hctx);
81470f4db63SChristoph Hellwig 		kblockd_schedule_delayed_work_on(cpu, &hctx->run_work, 0);
815e4043dcfSJens Axboe 	}
816320ae51fSJens Axboe }
817320ae51fSJens Axboe 
818320ae51fSJens Axboe void blk_mq_run_queues(struct request_queue *q, bool async)
819320ae51fSJens Axboe {
820320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
821320ae51fSJens Axboe 	int i;
822320ae51fSJens Axboe 
823320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
824320ae51fSJens Axboe 		if ((!blk_mq_hctx_has_pending(hctx) &&
825320ae51fSJens Axboe 		    list_empty_careful(&hctx->dispatch)) ||
8265d12f905SJens Axboe 		    test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
827320ae51fSJens Axboe 			continue;
828320ae51fSJens Axboe 
829e4043dcfSJens Axboe 		preempt_disable();
830320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
831e4043dcfSJens Axboe 		preempt_enable();
832320ae51fSJens Axboe 	}
833320ae51fSJens Axboe }
834320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_run_queues);
835320ae51fSJens Axboe 
836320ae51fSJens Axboe void blk_mq_stop_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
837320ae51fSJens Axboe {
83870f4db63SChristoph Hellwig 	cancel_delayed_work(&hctx->run_work);
83970f4db63SChristoph Hellwig 	cancel_delayed_work(&hctx->delay_work);
840320ae51fSJens Axboe 	set_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
841320ae51fSJens Axboe }
842320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queue);
843320ae51fSJens Axboe 
844280d45f6SChristoph Hellwig void blk_mq_stop_hw_queues(struct request_queue *q)
845280d45f6SChristoph Hellwig {
846280d45f6SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
847280d45f6SChristoph Hellwig 	int i;
848280d45f6SChristoph Hellwig 
849280d45f6SChristoph Hellwig 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
850280d45f6SChristoph Hellwig 		blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
851280d45f6SChristoph Hellwig }
852280d45f6SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queues);
853280d45f6SChristoph Hellwig 
854320ae51fSJens Axboe void blk_mq_start_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
855320ae51fSJens Axboe {
856320ae51fSJens Axboe 	clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
857e4043dcfSJens Axboe 
858e4043dcfSJens Axboe 	preempt_disable();
8590ffbce80SJens Axboe 	blk_mq_run_hw_queue(hctx, false);
860e4043dcfSJens Axboe 	preempt_enable();
861320ae51fSJens Axboe }
862320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queue);
863320ae51fSJens Axboe 
8642f268556SChristoph Hellwig void blk_mq_start_hw_queues(struct request_queue *q)
8652f268556SChristoph Hellwig {
8662f268556SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
8672f268556SChristoph Hellwig 	int i;
8682f268556SChristoph Hellwig 
8692f268556SChristoph Hellwig 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
8702f268556SChristoph Hellwig 		blk_mq_start_hw_queue(hctx);
8712f268556SChristoph Hellwig }
8722f268556SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queues);
8732f268556SChristoph Hellwig 
8742f268556SChristoph Hellwig 
8751b4a3258SChristoph Hellwig void blk_mq_start_stopped_hw_queues(struct request_queue *q, bool async)
876320ae51fSJens Axboe {
877320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
878320ae51fSJens Axboe 	int i;
879320ae51fSJens Axboe 
880320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
881320ae51fSJens Axboe 		if (!test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
882320ae51fSJens Axboe 			continue;
883320ae51fSJens Axboe 
884320ae51fSJens Axboe 		clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
885e4043dcfSJens Axboe 		preempt_disable();
8861b4a3258SChristoph Hellwig 		blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
887e4043dcfSJens Axboe 		preempt_enable();
888320ae51fSJens Axboe 	}
889320ae51fSJens Axboe }
890320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_stopped_hw_queues);
891320ae51fSJens Axboe 
89270f4db63SChristoph Hellwig static void blk_mq_run_work_fn(struct work_struct *work)
893320ae51fSJens Axboe {
894320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
895320ae51fSJens Axboe 
89670f4db63SChristoph Hellwig 	hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, run_work.work);
897e4043dcfSJens Axboe 
898320ae51fSJens Axboe 	__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
899320ae51fSJens Axboe }
900320ae51fSJens Axboe 
90170f4db63SChristoph Hellwig static void blk_mq_delay_work_fn(struct work_struct *work)
90270f4db63SChristoph Hellwig {
90370f4db63SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
90470f4db63SChristoph Hellwig 
90570f4db63SChristoph Hellwig 	hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, delay_work.work);
90670f4db63SChristoph Hellwig 
90770f4db63SChristoph Hellwig 	if (test_and_clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
90870f4db63SChristoph Hellwig 		__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
90970f4db63SChristoph Hellwig }
91070f4db63SChristoph Hellwig 
91170f4db63SChristoph Hellwig void blk_mq_delay_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned long msecs)
91270f4db63SChristoph Hellwig {
91370f4db63SChristoph Hellwig 	unsigned long tmo = msecs_to_jiffies(msecs);
91470f4db63SChristoph Hellwig 
91570f4db63SChristoph Hellwig 	if (hctx->queue->nr_hw_queues == 1)
91670f4db63SChristoph Hellwig 		kblockd_schedule_delayed_work(&hctx->delay_work, tmo);
91770f4db63SChristoph Hellwig 	else {
91870f4db63SChristoph Hellwig 		unsigned int cpu;
91970f4db63SChristoph Hellwig 
920506e931fSJens Axboe 		cpu = blk_mq_hctx_next_cpu(hctx);
92170f4db63SChristoph Hellwig 		kblockd_schedule_delayed_work_on(cpu, &hctx->delay_work, tmo);
92270f4db63SChristoph Hellwig 	}
92370f4db63SChristoph Hellwig }
92470f4db63SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_delay_queue);
92570f4db63SChristoph Hellwig 
926320ae51fSJens Axboe static void __blk_mq_insert_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
92772a0a36eSChristoph Hellwig 				    struct request *rq, bool at_head)
928320ae51fSJens Axboe {
929320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
930320ae51fSJens Axboe 
93101b983c9SJens Axboe 	trace_block_rq_insert(hctx->queue, rq);
93201b983c9SJens Axboe 
93372a0a36eSChristoph Hellwig 	if (at_head)
93472a0a36eSChristoph Hellwig 		list_add(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
93572a0a36eSChristoph Hellwig 	else
936320ae51fSJens Axboe 		list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
9374bb659b1SJens Axboe 
938320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
939320ae51fSJens Axboe }
940320ae51fSJens Axboe 
941eeabc850SChristoph Hellwig void blk_mq_insert_request(struct request *rq, bool at_head, bool run_queue,
942eeabc850SChristoph Hellwig 		bool async)
943320ae51fSJens Axboe {
944320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
945320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
946eeabc850SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx, *current_ctx;
947320ae51fSJens Axboe 
948320ae51fSJens Axboe 	current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
949eeabc850SChristoph Hellwig 	if (!cpu_online(ctx->cpu))
950eeabc850SChristoph Hellwig 		rq->mq_ctx = ctx = current_ctx;
951320ae51fSJens Axboe 
952320ae51fSJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
953320ae51fSJens Axboe 
954eeabc850SChristoph Hellwig 	if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA) &&
955eeabc850SChristoph Hellwig 	    !(rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH_SEQ))) {
956eeabc850SChristoph Hellwig 		blk_insert_flush(rq);
957eeabc850SChristoph Hellwig 	} else {
958320ae51fSJens Axboe 		spin_lock(&ctx->lock);
959eeabc850SChristoph Hellwig 		__blk_mq_insert_request(hctx, rq, at_head);
960320ae51fSJens Axboe 		spin_unlock(&ctx->lock);
961eeabc850SChristoph Hellwig 	}
962320ae51fSJens Axboe 
963320ae51fSJens Axboe 	if (run_queue)
964320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
965e4043dcfSJens Axboe 
966e4043dcfSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(current_ctx);
967320ae51fSJens Axboe }
968320ae51fSJens Axboe 
969320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_insert_requests(struct request_queue *q,
970320ae51fSJens Axboe 				     struct blk_mq_ctx *ctx,
971320ae51fSJens Axboe 				     struct list_head *list,
972320ae51fSJens Axboe 				     int depth,
973320ae51fSJens Axboe 				     bool from_schedule)
974320ae51fSJens Axboe 
975320ae51fSJens Axboe {
976320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
977320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *current_ctx;
978320ae51fSJens Axboe 
979320ae51fSJens Axboe 	trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
980320ae51fSJens Axboe 
981320ae51fSJens Axboe 	current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
982320ae51fSJens Axboe 
983320ae51fSJens Axboe 	if (!cpu_online(ctx->cpu))
984320ae51fSJens Axboe 		ctx = current_ctx;
985320ae51fSJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
986320ae51fSJens Axboe 
987320ae51fSJens Axboe 	/*
988320ae51fSJens Axboe 	 * preemption doesn't flush plug list, so it's possible ctx->cpu is
989320ae51fSJens Axboe 	 * offline now
990320ae51fSJens Axboe 	 */
991320ae51fSJens Axboe 	spin_lock(&ctx->lock);
992320ae51fSJens Axboe 	while (!list_empty(list)) {
993320ae51fSJens Axboe 		struct request *rq;
994320ae51fSJens Axboe 
995320ae51fSJens Axboe 		rq = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
996320ae51fSJens Axboe 		list_del_init(&rq->queuelist);
997320ae51fSJens Axboe 		rq->mq_ctx = ctx;
99872a0a36eSChristoph Hellwig 		__blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
999320ae51fSJens Axboe 	}
1000320ae51fSJens Axboe 	spin_unlock(&ctx->lock);
1001320ae51fSJens Axboe 
1002320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_run_hw_queue(hctx, from_schedule);
1003e4043dcfSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(current_ctx);
1004320ae51fSJens Axboe }
1005320ae51fSJens Axboe 
1006320ae51fSJens Axboe static int plug_ctx_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1007320ae51fSJens Axboe {
1008320ae51fSJens Axboe 	struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
1009320ae51fSJens Axboe 	struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
1010320ae51fSJens Axboe 
1011320ae51fSJens Axboe 	return !(rqa->mq_ctx < rqb->mq_ctx ||
1012320ae51fSJens Axboe 		 (rqa->mq_ctx == rqb->mq_ctx &&
1013320ae51fSJens Axboe 		  blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
1014320ae51fSJens Axboe }
1015320ae51fSJens Axboe 
1016320ae51fSJens Axboe void blk_mq_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1017320ae51fSJens Axboe {
1018320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *this_ctx;
1019320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *this_q;
1020320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
1021320ae51fSJens Axboe 	LIST_HEAD(list);
1022320ae51fSJens Axboe 	LIST_HEAD(ctx_list);
1023320ae51fSJens Axboe 	unsigned int depth;
1024320ae51fSJens Axboe 
1025320ae51fSJens Axboe 	list_splice_init(&plug->mq_list, &list);
1026320ae51fSJens Axboe 
1027320ae51fSJens Axboe 	list_sort(NULL, &list, plug_ctx_cmp);
1028320ae51fSJens Axboe 
1029320ae51fSJens Axboe 	this_q = NULL;
1030320ae51fSJens Axboe 	this_ctx = NULL;
1031320ae51fSJens Axboe 	depth = 0;
1032320ae51fSJens Axboe 
1033320ae51fSJens Axboe 	while (!list_empty(&list)) {
1034320ae51fSJens Axboe 		rq = list_entry_rq(list.next);
1035320ae51fSJens Axboe 		list_del_init(&rq->queuelist);
1036320ae51fSJens Axboe 		BUG_ON(!rq->q);
1037320ae51fSJens Axboe 		if (rq->mq_ctx != this_ctx) {
1038320ae51fSJens Axboe 			if (this_ctx) {
1039320ae51fSJens Axboe 				blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx,
1040320ae51fSJens Axboe 							&ctx_list, depth,
1041320ae51fSJens Axboe 							from_schedule);
1042320ae51fSJens Axboe 			}
1043320ae51fSJens Axboe 
1044320ae51fSJens Axboe 			this_ctx = rq->mq_ctx;
1045320ae51fSJens Axboe 			this_q = rq->q;
1046320ae51fSJens Axboe 			depth = 0;
1047320ae51fSJens Axboe 		}
1048320ae51fSJens Axboe 
1049320ae51fSJens Axboe 		depth++;
1050320ae51fSJens Axboe 		list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx_list);
1051320ae51fSJens Axboe 	}
1052320ae51fSJens Axboe 
1053320ae51fSJens Axboe 	/*
1054320ae51fSJens Axboe 	 * If 'this_ctx' is set, we know we have entries to complete
1055320ae51fSJens Axboe 	 * on 'ctx_list'. Do those.
1056320ae51fSJens Axboe 	 */
1057320ae51fSJens Axboe 	if (this_ctx) {
1058320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx, &ctx_list, depth,
1059320ae51fSJens Axboe 				       from_schedule);
1060320ae51fSJens Axboe 	}
1061320ae51fSJens Axboe }
1062320ae51fSJens Axboe 
1063320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_bio_to_request(struct request *rq, struct bio *bio)
1064320ae51fSJens Axboe {
1065320ae51fSJens Axboe 	init_request_from_bio(rq, bio);
10664b570521SJens Axboe 
10673ee32372SJens Axboe 	if (blk_do_io_stat(rq))
1068320ae51fSJens Axboe 		blk_account_io_start(rq, 1);
1069320ae51fSJens Axboe }
1070320ae51fSJens Axboe 
1071274a5843SJens Axboe static inline bool hctx_allow_merges(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1072274a5843SJens Axboe {
1073274a5843SJens Axboe 	return (hctx->flags & BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE) &&
1074274a5843SJens Axboe 		!blk_queue_nomerges(hctx->queue);
1075274a5843SJens Axboe }
1076274a5843SJens Axboe 
107707068d5bSJens Axboe static inline bool blk_mq_merge_queue_io(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
107807068d5bSJens Axboe 					 struct blk_mq_ctx *ctx,
107907068d5bSJens Axboe 					 struct request *rq, struct bio *bio)
108007068d5bSJens Axboe {
1081274a5843SJens Axboe 	if (!hctx_allow_merges(hctx)) {
108207068d5bSJens Axboe 		blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
108307068d5bSJens Axboe 		spin_lock(&ctx->lock);
108407068d5bSJens Axboe insert_rq:
108507068d5bSJens Axboe 		__blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
108607068d5bSJens Axboe 		spin_unlock(&ctx->lock);
108707068d5bSJens Axboe 		return false;
108807068d5bSJens Axboe 	} else {
1089274a5843SJens Axboe 		struct request_queue *q = hctx->queue;
1090274a5843SJens Axboe 
109107068d5bSJens Axboe 		spin_lock(&ctx->lock);
109207068d5bSJens Axboe 		if (!blk_mq_attempt_merge(q, ctx, bio)) {
109307068d5bSJens Axboe 			blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
109407068d5bSJens Axboe 			goto insert_rq;
109507068d5bSJens Axboe 		}
109607068d5bSJens Axboe 
109707068d5bSJens Axboe 		spin_unlock(&ctx->lock);
109807068d5bSJens Axboe 		__blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
109907068d5bSJens Axboe 		return true;
110007068d5bSJens Axboe 	}
110107068d5bSJens Axboe }
110207068d5bSJens Axboe 
110307068d5bSJens Axboe struct blk_map_ctx {
110407068d5bSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
110507068d5bSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
110607068d5bSJens Axboe };
110707068d5bSJens Axboe 
110807068d5bSJens Axboe static struct request *blk_mq_map_request(struct request_queue *q,
110907068d5bSJens Axboe 					  struct bio *bio,
111007068d5bSJens Axboe 					  struct blk_map_ctx *data)
1111320ae51fSJens Axboe {
1112320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1113320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
1114320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
111507068d5bSJens Axboe 	int rw = bio_data_dir(bio);
1116cb96a42cSMing Lei 	struct blk_mq_alloc_data alloc_data;
1117320ae51fSJens Axboe 
111807068d5bSJens Axboe 	if (unlikely(blk_mq_queue_enter(q))) {
111914ec77f3SNicholas Bellinger 		bio_endio(bio, -EIO);
112007068d5bSJens Axboe 		return NULL;
1121320ae51fSJens Axboe 	}
1122320ae51fSJens Axboe 
1123320ae51fSJens Axboe 	ctx = blk_mq_get_ctx(q);
1124320ae51fSJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
1125320ae51fSJens Axboe 
112607068d5bSJens Axboe 	if (rw_is_sync(bio->bi_rw))
112727fbf4e8SShaohua Li 		rw |= REQ_SYNC;
112807068d5bSJens Axboe 
1129320ae51fSJens Axboe 	trace_block_getrq(q, bio, rw);
1130cb96a42cSMing Lei 	blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q, GFP_ATOMIC, false, ctx,
1131cb96a42cSMing Lei 			hctx);
1132cb96a42cSMing Lei 	rq = __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw);
11335dee8577SChristoph Hellwig 	if (unlikely(!rq)) {
1134793597a6SChristoph Hellwig 		__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
1135320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_put_ctx(ctx);
1136320ae51fSJens Axboe 		trace_block_sleeprq(q, bio, rw);
1137793597a6SChristoph Hellwig 
1138793597a6SChristoph Hellwig 		ctx = blk_mq_get_ctx(q);
1139320ae51fSJens Axboe 		hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
1140cb96a42cSMing Lei 		blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q,
1141cb96a42cSMing Lei 				__GFP_WAIT|GFP_ATOMIC, false, ctx, hctx);
1142cb96a42cSMing Lei 		rq = __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw);
1143cb96a42cSMing Lei 		ctx = alloc_data.ctx;
1144cb96a42cSMing Lei 		hctx = alloc_data.hctx;
1145320ae51fSJens Axboe 	}
1146320ae51fSJens Axboe 
1147320ae51fSJens Axboe 	hctx->queued++;
114807068d5bSJens Axboe 	data->hctx = hctx;
114907068d5bSJens Axboe 	data->ctx = ctx;
115007068d5bSJens Axboe 	return rq;
115107068d5bSJens Axboe }
115207068d5bSJens Axboe 
115307068d5bSJens Axboe /*
115407068d5bSJens Axboe  * Multiple hardware queue variant. This will not use per-process plugs,
115507068d5bSJens Axboe  * but will attempt to bypass the hctx queueing if we can go straight to
115607068d5bSJens Axboe  * hardware for SYNC IO.
115707068d5bSJens Axboe  */
115807068d5bSJens Axboe static void blk_mq_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
115907068d5bSJens Axboe {
116007068d5bSJens Axboe 	const int is_sync = rw_is_sync(bio->bi_rw);
116107068d5bSJens Axboe 	const int is_flush_fua = bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA);
116207068d5bSJens Axboe 	struct blk_map_ctx data;
116307068d5bSJens Axboe 	struct request *rq;
116407068d5bSJens Axboe 
116507068d5bSJens Axboe 	blk_queue_bounce(q, &bio);
116607068d5bSJens Axboe 
116707068d5bSJens Axboe 	if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
116807068d5bSJens Axboe 		bio_endio(bio, -EIO);
116907068d5bSJens Axboe 		return;
117007068d5bSJens Axboe 	}
117107068d5bSJens Axboe 
117207068d5bSJens Axboe 	rq = blk_mq_map_request(q, bio, &data);
117307068d5bSJens Axboe 	if (unlikely(!rq))
117407068d5bSJens Axboe 		return;
117507068d5bSJens Axboe 
117607068d5bSJens Axboe 	if (unlikely(is_flush_fua)) {
117707068d5bSJens Axboe 		blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
117807068d5bSJens Axboe 		blk_insert_flush(rq);
117907068d5bSJens Axboe 		goto run_queue;
118007068d5bSJens Axboe 	}
118107068d5bSJens Axboe 
118207068d5bSJens Axboe 	if (is_sync) {
118307068d5bSJens Axboe 		int ret;
118407068d5bSJens Axboe 
118507068d5bSJens Axboe 		blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
118607068d5bSJens Axboe 		blk_mq_start_request(rq, true);
118707068d5bSJens Axboe 
118807068d5bSJens Axboe 		/*
118907068d5bSJens Axboe 		 * For OK queue, we are done. For error, kill it. Any other
119007068d5bSJens Axboe 		 * error (busy), just add it to our list as we previously
119107068d5bSJens Axboe 		 * would have done
119207068d5bSJens Axboe 		 */
119307068d5bSJens Axboe 		ret = q->mq_ops->queue_rq(data.hctx, rq);
119407068d5bSJens Axboe 		if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK)
119507068d5bSJens Axboe 			goto done;
119607068d5bSJens Axboe 		else {
119707068d5bSJens Axboe 			__blk_mq_requeue_request(rq);
119807068d5bSJens Axboe 
119907068d5bSJens Axboe 			if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR) {
120007068d5bSJens Axboe 				rq->errors = -EIO;
120107068d5bSJens Axboe 				blk_mq_end_io(rq, rq->errors);
120207068d5bSJens Axboe 				goto done;
120307068d5bSJens Axboe 			}
120407068d5bSJens Axboe 		}
120507068d5bSJens Axboe 	}
120607068d5bSJens Axboe 
120707068d5bSJens Axboe 	if (!blk_mq_merge_queue_io(data.hctx, data.ctx, rq, bio)) {
120807068d5bSJens Axboe 		/*
120907068d5bSJens Axboe 		 * For a SYNC request, send it to the hardware immediately. For
121007068d5bSJens Axboe 		 * an ASYNC request, just ensure that we run it later on. The
121107068d5bSJens Axboe 		 * latter allows for merging opportunities and more efficient
121207068d5bSJens Axboe 		 * dispatching.
121307068d5bSJens Axboe 		 */
121407068d5bSJens Axboe run_queue:
121507068d5bSJens Axboe 		blk_mq_run_hw_queue(data.hctx, !is_sync || is_flush_fua);
121607068d5bSJens Axboe 	}
121707068d5bSJens Axboe done:
121807068d5bSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(data.ctx);
121907068d5bSJens Axboe }
122007068d5bSJens Axboe 
122107068d5bSJens Axboe /*
122207068d5bSJens Axboe  * Single hardware queue variant. This will attempt to use any per-process
122307068d5bSJens Axboe  * plug for merging and IO deferral.
122407068d5bSJens Axboe  */
122507068d5bSJens Axboe static void blk_sq_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
122607068d5bSJens Axboe {
122707068d5bSJens Axboe 	const int is_sync = rw_is_sync(bio->bi_rw);
122807068d5bSJens Axboe 	const int is_flush_fua = bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA);
122907068d5bSJens Axboe 	unsigned int use_plug, request_count = 0;
123007068d5bSJens Axboe 	struct blk_map_ctx data;
123107068d5bSJens Axboe 	struct request *rq;
123207068d5bSJens Axboe 
123307068d5bSJens Axboe 	/*
123407068d5bSJens Axboe 	 * If we have multiple hardware queues, just go directly to
123507068d5bSJens Axboe 	 * one of those for sync IO.
123607068d5bSJens Axboe 	 */
123707068d5bSJens Axboe 	use_plug = !is_flush_fua && !is_sync;
123807068d5bSJens Axboe 
123907068d5bSJens Axboe 	blk_queue_bounce(q, &bio);
124007068d5bSJens Axboe 
124107068d5bSJens Axboe 	if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
124207068d5bSJens Axboe 		bio_endio(bio, -EIO);
124307068d5bSJens Axboe 		return;
124407068d5bSJens Axboe 	}
124507068d5bSJens Axboe 
124607068d5bSJens Axboe 	if (use_plug && !blk_queue_nomerges(q) &&
124707068d5bSJens Axboe 	    blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count))
124807068d5bSJens Axboe 		return;
124907068d5bSJens Axboe 
125007068d5bSJens Axboe 	rq = blk_mq_map_request(q, bio, &data);
1251ff87bcecSJens Axboe 	if (unlikely(!rq))
1252ff87bcecSJens Axboe 		return;
1253320ae51fSJens Axboe 
1254320ae51fSJens Axboe 	if (unlikely(is_flush_fua)) {
1255320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
1256320ae51fSJens Axboe 		blk_insert_flush(rq);
1257320ae51fSJens Axboe 		goto run_queue;
1258320ae51fSJens Axboe 	}
1259320ae51fSJens Axboe 
1260320ae51fSJens Axboe 	/*
1261320ae51fSJens Axboe 	 * A task plug currently exists. Since this is completely lockless,
1262320ae51fSJens Axboe 	 * utilize that to temporarily store requests until the task is
1263320ae51fSJens Axboe 	 * either done or scheduled away.
1264320ae51fSJens Axboe 	 */
1265320ae51fSJens Axboe 	if (use_plug) {
1266320ae51fSJens Axboe 		struct blk_plug *plug = current->plug;
1267320ae51fSJens Axboe 
1268320ae51fSJens Axboe 		if (plug) {
1269320ae51fSJens Axboe 			blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
127092f399c7SShaohua Li 			if (list_empty(&plug->mq_list))
1271320ae51fSJens Axboe 				trace_block_plug(q);
1272320ae51fSJens Axboe 			else if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
1273320ae51fSJens Axboe 				blk_flush_plug_list(plug, false);
1274320ae51fSJens Axboe 				trace_block_plug(q);
1275320ae51fSJens Axboe 			}
1276320ae51fSJens Axboe 			list_add_tail(&rq->queuelist, &plug->mq_list);
127707068d5bSJens Axboe 			blk_mq_put_ctx(data.ctx);
1278320ae51fSJens Axboe 			return;
1279320ae51fSJens Axboe 		}
1280320ae51fSJens Axboe 	}
1281320ae51fSJens Axboe 
128207068d5bSJens Axboe 	if (!blk_mq_merge_queue_io(data.hctx, data.ctx, rq, bio)) {
1283320ae51fSJens Axboe 		/*
128407068d5bSJens Axboe 		 * For a SYNC request, send it to the hardware immediately. For
128507068d5bSJens Axboe 		 * an ASYNC request, just ensure that we run it later on. The
128607068d5bSJens Axboe 		 * latter allows for merging opportunities and more efficient
128707068d5bSJens Axboe 		 * dispatching.
1288320ae51fSJens Axboe 		 */
1289320ae51fSJens Axboe run_queue:
129007068d5bSJens Axboe 		blk_mq_run_hw_queue(data.hctx, !is_sync || is_flush_fua);
129107068d5bSJens Axboe 	}
129207068d5bSJens Axboe 
129307068d5bSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(data.ctx);
1294320ae51fSJens Axboe }
1295320ae51fSJens Axboe 
1296320ae51fSJens Axboe /*
1297320ae51fSJens Axboe  * Default mapping to a software queue, since we use one per CPU.
1298320ae51fSJens Axboe  */
1299320ae51fSJens Axboe struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_map_queue(struct request_queue *q, const int cpu)
1300320ae51fSJens Axboe {
1301320ae51fSJens Axboe 	return q->queue_hw_ctx[q->mq_map[cpu]];
1302320ae51fSJens Axboe }
1303320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_map_queue);
1304320ae51fSJens Axboe 
130524d2f903SChristoph Hellwig static void blk_mq_free_rq_map(struct blk_mq_tag_set *set,
130624d2f903SChristoph Hellwig 		struct blk_mq_tags *tags, unsigned int hctx_idx)
1307320ae51fSJens Axboe {
1308320ae51fSJens Axboe 	struct page *page;
1309320ae51fSJens Axboe 
131024d2f903SChristoph Hellwig 	if (tags->rqs && set->ops->exit_request) {
1311e9b267d9SChristoph Hellwig 		int i;
1312e9b267d9SChristoph Hellwig 
131324d2f903SChristoph Hellwig 		for (i = 0; i < tags->nr_tags; i++) {
131424d2f903SChristoph Hellwig 			if (!tags->rqs[i])
1315e9b267d9SChristoph Hellwig 				continue;
131624d2f903SChristoph Hellwig 			set->ops->exit_request(set->driver_data, tags->rqs[i],
131724d2f903SChristoph Hellwig 						hctx_idx, i);
1318e9b267d9SChristoph Hellwig 		}
1319e9b267d9SChristoph Hellwig 	}
1320e9b267d9SChristoph Hellwig 
132124d2f903SChristoph Hellwig 	while (!list_empty(&tags->page_list)) {
132224d2f903SChristoph Hellwig 		page = list_first_entry(&tags->page_list, struct page, lru);
13236753471cSDave Hansen 		list_del_init(&page->lru);
1324320ae51fSJens Axboe 		__free_pages(page, page->private);
1325320ae51fSJens Axboe 	}
1326320ae51fSJens Axboe 
132724d2f903SChristoph Hellwig 	kfree(tags->rqs);
1328320ae51fSJens Axboe 
132924d2f903SChristoph Hellwig 	blk_mq_free_tags(tags);
1330320ae51fSJens Axboe }
1331320ae51fSJens Axboe 
1332320ae51fSJens Axboe static size_t order_to_size(unsigned int order)
1333320ae51fSJens Axboe {
13344ca08500SMing Lei 	return (size_t)PAGE_SIZE << order;
1335320ae51fSJens Axboe }
1336320ae51fSJens Axboe 
133724d2f903SChristoph Hellwig static struct blk_mq_tags *blk_mq_init_rq_map(struct blk_mq_tag_set *set,
133824d2f903SChristoph Hellwig 		unsigned int hctx_idx)
1339320ae51fSJens Axboe {
134024d2f903SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_tags *tags;
1341320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i, j, entries_per_page, max_order = 4;
1342320ae51fSJens Axboe 	size_t rq_size, left;
1343320ae51fSJens Axboe 
134424d2f903SChristoph Hellwig 	tags = blk_mq_init_tags(set->queue_depth, set->reserved_tags,
134524d2f903SChristoph Hellwig 				set->numa_node);
134624d2f903SChristoph Hellwig 	if (!tags)
134724d2f903SChristoph Hellwig 		return NULL;
1348320ae51fSJens Axboe 
134924d2f903SChristoph Hellwig 	INIT_LIST_HEAD(&tags->page_list);
135024d2f903SChristoph Hellwig 
135124d2f903SChristoph Hellwig 	tags->rqs = kmalloc_node(set->queue_depth * sizeof(struct request *),
135224d2f903SChristoph Hellwig 					GFP_KERNEL, set->numa_node);
135324d2f903SChristoph Hellwig 	if (!tags->rqs) {
135424d2f903SChristoph Hellwig 		blk_mq_free_tags(tags);
135524d2f903SChristoph Hellwig 		return NULL;
135624d2f903SChristoph Hellwig 	}
1357320ae51fSJens Axboe 
1358320ae51fSJens Axboe 	/*
1359320ae51fSJens Axboe 	 * rq_size is the size of the request plus driver payload, rounded
1360320ae51fSJens Axboe 	 * to the cacheline size
1361320ae51fSJens Axboe 	 */
136224d2f903SChristoph Hellwig 	rq_size = round_up(sizeof(struct request) + set->cmd_size,
1363320ae51fSJens Axboe 				cache_line_size());
136424d2f903SChristoph Hellwig 	left = rq_size * set->queue_depth;
1365320ae51fSJens Axboe 
136624d2f903SChristoph Hellwig 	for (i = 0; i < set->queue_depth; ) {
1367320ae51fSJens Axboe 		int this_order = max_order;
1368320ae51fSJens Axboe 		struct page *page;
1369320ae51fSJens Axboe 		int to_do;
1370320ae51fSJens Axboe 		void *p;
1371320ae51fSJens Axboe 
1372320ae51fSJens Axboe 		while (left < order_to_size(this_order - 1) && this_order)
1373320ae51fSJens Axboe 			this_order--;
1374320ae51fSJens Axboe 
1375320ae51fSJens Axboe 		do {
137624d2f903SChristoph Hellwig 			page = alloc_pages_node(set->numa_node, GFP_KERNEL,
137724d2f903SChristoph Hellwig 						this_order);
1378320ae51fSJens Axboe 			if (page)
1379320ae51fSJens Axboe 				break;
1380320ae51fSJens Axboe 			if (!this_order--)
1381320ae51fSJens Axboe 				break;
1382320ae51fSJens Axboe 			if (order_to_size(this_order) < rq_size)
1383320ae51fSJens Axboe 				break;
1384320ae51fSJens Axboe 		} while (1);
1385320ae51fSJens Axboe 
1386320ae51fSJens Axboe 		if (!page)
138724d2f903SChristoph Hellwig 			goto fail;
1388320ae51fSJens Axboe 
1389320ae51fSJens Axboe 		page->private = this_order;
139024d2f903SChristoph Hellwig 		list_add_tail(&page->lru, &tags->page_list);
1391320ae51fSJens Axboe 
1392320ae51fSJens Axboe 		p = page_address(page);
1393320ae51fSJens Axboe 		entries_per_page = order_to_size(this_order) / rq_size;
139424d2f903SChristoph Hellwig 		to_do = min(entries_per_page, set->queue_depth - i);
1395320ae51fSJens Axboe 		left -= to_do * rq_size;
1396320ae51fSJens Axboe 		for (j = 0; j < to_do; j++) {
139724d2f903SChristoph Hellwig 			tags->rqs[i] = p;
139824d2f903SChristoph Hellwig 			if (set->ops->init_request) {
139924d2f903SChristoph Hellwig 				if (set->ops->init_request(set->driver_data,
140024d2f903SChristoph Hellwig 						tags->rqs[i], hctx_idx, i,
140124d2f903SChristoph Hellwig 						set->numa_node))
140224d2f903SChristoph Hellwig 					goto fail;
1403e9b267d9SChristoph Hellwig 			}
1404e9b267d9SChristoph Hellwig 
1405320ae51fSJens Axboe 			p += rq_size;
1406320ae51fSJens Axboe 			i++;
1407320ae51fSJens Axboe 		}
1408320ae51fSJens Axboe 	}
1409320ae51fSJens Axboe 
141024d2f903SChristoph Hellwig 	return tags;
1411320ae51fSJens Axboe 
141224d2f903SChristoph Hellwig fail:
141324d2f903SChristoph Hellwig 	pr_warn("%s: failed to allocate requests\n", __func__);
141424d2f903SChristoph Hellwig 	blk_mq_free_rq_map(set, tags, hctx_idx);
141524d2f903SChristoph Hellwig 	return NULL;
1416320ae51fSJens Axboe }
1417320ae51fSJens Axboe 
14181429d7c9SJens Axboe static void blk_mq_free_bitmap(struct blk_mq_ctxmap *bitmap)
14191429d7c9SJens Axboe {
14201429d7c9SJens Axboe 	kfree(bitmap->map);
14211429d7c9SJens Axboe }
14221429d7c9SJens Axboe 
14231429d7c9SJens Axboe static int blk_mq_alloc_bitmap(struct blk_mq_ctxmap *bitmap, int node)
14241429d7c9SJens Axboe {
14251429d7c9SJens Axboe 	unsigned int bpw = 8, total, num_maps, i;
14261429d7c9SJens Axboe 
14271429d7c9SJens Axboe 	bitmap->bits_per_word = bpw;
14281429d7c9SJens Axboe 
14291429d7c9SJens Axboe 	num_maps = ALIGN(nr_cpu_ids, bpw) / bpw;
14301429d7c9SJens Axboe 	bitmap->map = kzalloc_node(num_maps * sizeof(struct blk_align_bitmap),
14311429d7c9SJens Axboe 					GFP_KERNEL, node);
14321429d7c9SJens Axboe 	if (!bitmap->map)
14331429d7c9SJens Axboe 		return -ENOMEM;
14341429d7c9SJens Axboe 
14351429d7c9SJens Axboe 	bitmap->map_size = num_maps;
14361429d7c9SJens Axboe 
14371429d7c9SJens Axboe 	total = nr_cpu_ids;
14381429d7c9SJens Axboe 	for (i = 0; i < num_maps; i++) {
14391429d7c9SJens Axboe 		bitmap->map[i].depth = min(total, bitmap->bits_per_word);
14401429d7c9SJens Axboe 		total -= bitmap->map[i].depth;
14411429d7c9SJens Axboe 	}
14421429d7c9SJens Axboe 
14431429d7c9SJens Axboe 	return 0;
14441429d7c9SJens Axboe }
14451429d7c9SJens Axboe 
1446484b4061SJens Axboe static int blk_mq_hctx_cpu_offline(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, int cpu)
1447484b4061SJens Axboe {
1448484b4061SJens Axboe 	struct request_queue *q = hctx->queue;
1449484b4061SJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
1450484b4061SJens Axboe 	LIST_HEAD(tmp);
1451484b4061SJens Axboe 
1452484b4061SJens Axboe 	/*
1453484b4061SJens Axboe 	 * Move ctx entries to new CPU, if this one is going away.
1454484b4061SJens Axboe 	 */
1455484b4061SJens Axboe 	ctx = __blk_mq_get_ctx(q, cpu);
1456484b4061SJens Axboe 
1457484b4061SJens Axboe 	spin_lock(&ctx->lock);
1458484b4061SJens Axboe 	if (!list_empty(&ctx->rq_list)) {
1459484b4061SJens Axboe 		list_splice_init(&ctx->rq_list, &tmp);
1460484b4061SJens Axboe 		blk_mq_hctx_clear_pending(hctx, ctx);
1461484b4061SJens Axboe 	}
1462484b4061SJens Axboe 	spin_unlock(&ctx->lock);
1463484b4061SJens Axboe 
1464484b4061SJens Axboe 	if (list_empty(&tmp))
1465484b4061SJens Axboe 		return NOTIFY_OK;
1466484b4061SJens Axboe 
1467484b4061SJens Axboe 	ctx = blk_mq_get_ctx(q);
1468484b4061SJens Axboe 	spin_lock(&ctx->lock);
1469484b4061SJens Axboe 
1470484b4061SJens Axboe 	while (!list_empty(&tmp)) {
1471484b4061SJens Axboe 		struct request *rq;
1472484b4061SJens Axboe 
1473484b4061SJens Axboe 		rq = list_first_entry(&tmp, struct request, queuelist);
1474484b4061SJens Axboe 		rq->mq_ctx = ctx;
1475484b4061SJens Axboe 		list_move_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
1476484b4061SJens Axboe 	}
1477484b4061SJens Axboe 
1478484b4061SJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
1479484b4061SJens Axboe 	blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1480484b4061SJens Axboe 
1481484b4061SJens Axboe 	spin_unlock(&ctx->lock);
1482484b4061SJens Axboe 
1483484b4061SJens Axboe 	blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
1484484b4061SJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(ctx);
1485484b4061SJens Axboe 	return NOTIFY_OK;
1486484b4061SJens Axboe }
1487484b4061SJens Axboe 
1488484b4061SJens Axboe static int blk_mq_hctx_cpu_online(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, int cpu)
1489484b4061SJens Axboe {
1490484b4061SJens Axboe 	struct request_queue *q = hctx->queue;
1491484b4061SJens Axboe 	struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
1492484b4061SJens Axboe 
1493484b4061SJens Axboe 	if (set->tags[hctx->queue_num])
1494484b4061SJens Axboe 		return NOTIFY_OK;
1495484b4061SJens Axboe 
1496484b4061SJens Axboe 	set->tags[hctx->queue_num] = blk_mq_init_rq_map(set, hctx->queue_num);
1497484b4061SJens Axboe 	if (!set->tags[hctx->queue_num])
1498484b4061SJens Axboe 		return NOTIFY_STOP;
1499484b4061SJens Axboe 
1500484b4061SJens Axboe 	hctx->tags = set->tags[hctx->queue_num];
1501484b4061SJens Axboe 	return NOTIFY_OK;
1502484b4061SJens Axboe }
1503484b4061SJens Axboe 
1504484b4061SJens Axboe static int blk_mq_hctx_notify(void *data, unsigned long action,
1505484b4061SJens Axboe 			      unsigned int cpu)
1506484b4061SJens Axboe {
1507484b4061SJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx = data;
1508484b4061SJens Axboe 
1509484b4061SJens Axboe 	if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN)
1510484b4061SJens Axboe 		return blk_mq_hctx_cpu_offline(hctx, cpu);
1511484b4061SJens Axboe 	else if (action == CPU_ONLINE || action == CPU_ONLINE_FROZEN)
1512484b4061SJens Axboe 		return blk_mq_hctx_cpu_online(hctx, cpu);
1513484b4061SJens Axboe 
1514484b4061SJens Axboe 	return NOTIFY_OK;
1515484b4061SJens Axboe }
1516484b4061SJens Axboe 
1517624dbe47SMing Lei static void blk_mq_exit_hw_queues(struct request_queue *q,
1518624dbe47SMing Lei 		struct blk_mq_tag_set *set, int nr_queue)
1519624dbe47SMing Lei {
1520624dbe47SMing Lei 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1521624dbe47SMing Lei 	unsigned int i;
1522624dbe47SMing Lei 
1523624dbe47SMing Lei 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1524624dbe47SMing Lei 		if (i == nr_queue)
1525624dbe47SMing Lei 			break;
1526624dbe47SMing Lei 
1527f899fed4SJens Axboe 		blk_mq_tag_idle(hctx);
1528f899fed4SJens Axboe 
1529624dbe47SMing Lei 		if (set->ops->exit_hctx)
1530624dbe47SMing Lei 			set->ops->exit_hctx(hctx, i);
1531624dbe47SMing Lei 
1532624dbe47SMing Lei 		blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1533624dbe47SMing Lei 		kfree(hctx->ctxs);
1534624dbe47SMing Lei 		blk_mq_free_bitmap(&hctx->ctx_map);
1535624dbe47SMing Lei 	}
1536624dbe47SMing Lei 
1537624dbe47SMing Lei }
1538624dbe47SMing Lei 
1539624dbe47SMing Lei static void blk_mq_free_hw_queues(struct request_queue *q,
1540624dbe47SMing Lei 		struct blk_mq_tag_set *set)
1541624dbe47SMing Lei {
1542624dbe47SMing Lei 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1543624dbe47SMing Lei 	unsigned int i;
1544624dbe47SMing Lei 
1545624dbe47SMing Lei 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1546624dbe47SMing Lei 		free_cpumask_var(hctx->cpumask);
1547cdef54ddSChristoph Hellwig 		kfree(hctx);
1548624dbe47SMing Lei 	}
1549624dbe47SMing Lei }
1550624dbe47SMing Lei 
1551320ae51fSJens Axboe static int blk_mq_init_hw_queues(struct request_queue *q,
155224d2f903SChristoph Hellwig 		struct blk_mq_tag_set *set)
1553320ae51fSJens Axboe {
1554320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1555624dbe47SMing Lei 	unsigned int i;
1556320ae51fSJens Axboe 
1557320ae51fSJens Axboe 	/*
1558320ae51fSJens Axboe 	 * Initialize hardware queues
1559320ae51fSJens Axboe 	 */
1560320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1561320ae51fSJens Axboe 		int node;
1562320ae51fSJens Axboe 
1563320ae51fSJens Axboe 		node = hctx->numa_node;
1564320ae51fSJens Axboe 		if (node == NUMA_NO_NODE)
156524d2f903SChristoph Hellwig 			node = hctx->numa_node = set->numa_node;
1566320ae51fSJens Axboe 
156770f4db63SChristoph Hellwig 		INIT_DELAYED_WORK(&hctx->run_work, blk_mq_run_work_fn);
156870f4db63SChristoph Hellwig 		INIT_DELAYED_WORK(&hctx->delay_work, blk_mq_delay_work_fn);
1569320ae51fSJens Axboe 		spin_lock_init(&hctx->lock);
1570320ae51fSJens Axboe 		INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch);
1571320ae51fSJens Axboe 		hctx->queue = q;
1572320ae51fSJens Axboe 		hctx->queue_num = i;
157324d2f903SChristoph Hellwig 		hctx->flags = set->flags;
157424d2f903SChristoph Hellwig 		hctx->cmd_size = set->cmd_size;
1575320ae51fSJens Axboe 
1576320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_init_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier,
1577320ae51fSJens Axboe 						blk_mq_hctx_notify, hctx);
1578320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_register_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1579320ae51fSJens Axboe 
158024d2f903SChristoph Hellwig 		hctx->tags = set->tags[i];
1581320ae51fSJens Axboe 
1582320ae51fSJens Axboe 		/*
1583*a68aafa5SJens Axboe 		 * Allocate space for all possible cpus to avoid allocation at
1584320ae51fSJens Axboe 		 * runtime
1585320ae51fSJens Axboe 		 */
1586320ae51fSJens Axboe 		hctx->ctxs = kmalloc_node(nr_cpu_ids * sizeof(void *),
1587320ae51fSJens Axboe 						GFP_KERNEL, node);
1588320ae51fSJens Axboe 		if (!hctx->ctxs)
1589320ae51fSJens Axboe 			break;
1590320ae51fSJens Axboe 
15911429d7c9SJens Axboe 		if (blk_mq_alloc_bitmap(&hctx->ctx_map, node))
1592320ae51fSJens Axboe 			break;
1593320ae51fSJens Axboe 
1594320ae51fSJens Axboe 		hctx->nr_ctx = 0;
1595320ae51fSJens Axboe 
159624d2f903SChristoph Hellwig 		if (set->ops->init_hctx &&
159724d2f903SChristoph Hellwig 		    set->ops->init_hctx(hctx, set->driver_data, i))
1598320ae51fSJens Axboe 			break;
1599320ae51fSJens Axboe 	}
1600320ae51fSJens Axboe 
1601320ae51fSJens Axboe 	if (i == q->nr_hw_queues)
1602320ae51fSJens Axboe 		return 0;
1603320ae51fSJens Axboe 
1604320ae51fSJens Axboe 	/*
1605320ae51fSJens Axboe 	 * Init failed
1606320ae51fSJens Axboe 	 */
1607624dbe47SMing Lei 	blk_mq_exit_hw_queues(q, set, i);
1608320ae51fSJens Axboe 
1609320ae51fSJens Axboe 	return 1;
1610320ae51fSJens Axboe }
1611320ae51fSJens Axboe 
1612320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_init_cpu_queues(struct request_queue *q,
1613320ae51fSJens Axboe 				   unsigned int nr_hw_queues)
1614320ae51fSJens Axboe {
1615320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i;
1616320ae51fSJens Axboe 
1617320ae51fSJens Axboe 	for_each_possible_cpu(i) {
1618320ae51fSJens Axboe 		struct blk_mq_ctx *__ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
1619320ae51fSJens Axboe 		struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1620320ae51fSJens Axboe 
1621320ae51fSJens Axboe 		memset(__ctx, 0, sizeof(*__ctx));
1622320ae51fSJens Axboe 		__ctx->cpu = i;
1623320ae51fSJens Axboe 		spin_lock_init(&__ctx->lock);
1624320ae51fSJens Axboe 		INIT_LIST_HEAD(&__ctx->rq_list);
1625320ae51fSJens Axboe 		__ctx->queue = q;
1626320ae51fSJens Axboe 
1627320ae51fSJens Axboe 		/* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1628320ae51fSJens Axboe 		if (!cpu_online(i))
1629320ae51fSJens Axboe 			continue;
1630320ae51fSJens Axboe 
1631e4043dcfSJens Axboe 		hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1632e4043dcfSJens Axboe 		cpumask_set_cpu(i, hctx->cpumask);
1633e4043dcfSJens Axboe 		hctx->nr_ctx++;
1634e4043dcfSJens Axboe 
1635320ae51fSJens Axboe 		/*
1636320ae51fSJens Axboe 		 * Set local node, IFF we have more than one hw queue. If
1637320ae51fSJens Axboe 		 * not, we remain on the home node of the device
1638320ae51fSJens Axboe 		 */
1639320ae51fSJens Axboe 		if (nr_hw_queues > 1 && hctx->numa_node == NUMA_NO_NODE)
1640320ae51fSJens Axboe 			hctx->numa_node = cpu_to_node(i);
1641320ae51fSJens Axboe 	}
1642320ae51fSJens Axboe }
1643320ae51fSJens Axboe 
1644320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_map_swqueue(struct request_queue *q)
1645320ae51fSJens Axboe {
1646320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i;
1647320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1648320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
1649320ae51fSJens Axboe 
1650320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1651e4043dcfSJens Axboe 		cpumask_clear(hctx->cpumask);
1652320ae51fSJens Axboe 		hctx->nr_ctx = 0;
1653320ae51fSJens Axboe 	}
1654320ae51fSJens Axboe 
1655320ae51fSJens Axboe 	/*
1656320ae51fSJens Axboe 	 * Map software to hardware queues
1657320ae51fSJens Axboe 	 */
1658320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_ctx(q, ctx, i) {
1659320ae51fSJens Axboe 		/* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1660e4043dcfSJens Axboe 		if (!cpu_online(i))
1661e4043dcfSJens Axboe 			continue;
1662e4043dcfSJens Axboe 
1663320ae51fSJens Axboe 		hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1664e4043dcfSJens Axboe 		cpumask_set_cpu(i, hctx->cpumask);
1665320ae51fSJens Axboe 		ctx->index_hw = hctx->nr_ctx;
1666320ae51fSJens Axboe 		hctx->ctxs[hctx->nr_ctx++] = ctx;
1667320ae51fSJens Axboe 	}
1668506e931fSJens Axboe 
1669506e931fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1670484b4061SJens Axboe 		/*
1671*a68aafa5SJens Axboe 		 * If no software queues are mapped to this hardware queue,
1672*a68aafa5SJens Axboe 		 * disable it and free the request entries.
1673484b4061SJens Axboe 		 */
1674484b4061SJens Axboe 		if (!hctx->nr_ctx) {
1675484b4061SJens Axboe 			struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
1676484b4061SJens Axboe 
1677484b4061SJens Axboe 			if (set->tags[i]) {
1678484b4061SJens Axboe 				blk_mq_free_rq_map(set, set->tags[i], i);
1679484b4061SJens Axboe 				set->tags[i] = NULL;
1680484b4061SJens Axboe 				hctx->tags = NULL;
1681484b4061SJens Axboe 			}
1682484b4061SJens Axboe 			continue;
1683484b4061SJens Axboe 		}
1684484b4061SJens Axboe 
1685484b4061SJens Axboe 		/*
1686484b4061SJens Axboe 		 * Initialize batch roundrobin counts
1687484b4061SJens Axboe 		 */
1688506e931fSJens Axboe 		hctx->next_cpu = cpumask_first(hctx->cpumask);
1689506e931fSJens Axboe 		hctx->next_cpu_batch = BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH;
1690506e931fSJens Axboe 	}
1691320ae51fSJens Axboe }
1692320ae51fSJens Axboe 
16930d2602caSJens Axboe static void blk_mq_update_tag_set_depth(struct blk_mq_tag_set *set)
16940d2602caSJens Axboe {
16950d2602caSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
16960d2602caSJens Axboe 	struct request_queue *q;
16970d2602caSJens Axboe 	bool shared;
16980d2602caSJens Axboe 	int i;
16990d2602caSJens Axboe 
17000d2602caSJens Axboe 	if (set->tag_list.next == set->tag_list.prev)
17010d2602caSJens Axboe 		shared = false;
17020d2602caSJens Axboe 	else
17030d2602caSJens Axboe 		shared = true;
17040d2602caSJens Axboe 
17050d2602caSJens Axboe 	list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
17060d2602caSJens Axboe 		blk_mq_freeze_queue(q);
17070d2602caSJens Axboe 
17080d2602caSJens Axboe 		queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
17090d2602caSJens Axboe 			if (shared)
17100d2602caSJens Axboe 				hctx->flags |= BLK_MQ_F_TAG_SHARED;
17110d2602caSJens Axboe 			else
17120d2602caSJens Axboe 				hctx->flags &= ~BLK_MQ_F_TAG_SHARED;
17130d2602caSJens Axboe 		}
17140d2602caSJens Axboe 		blk_mq_unfreeze_queue(q);
17150d2602caSJens Axboe 	}
17160d2602caSJens Axboe }
17170d2602caSJens Axboe 
17180d2602caSJens Axboe static void blk_mq_del_queue_tag_set(struct request_queue *q)
17190d2602caSJens Axboe {
17200d2602caSJens Axboe 	struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
17210d2602caSJens Axboe 
17220d2602caSJens Axboe 	mutex_lock(&set->tag_list_lock);
17230d2602caSJens Axboe 	list_del_init(&q->tag_set_list);
17240d2602caSJens Axboe 	blk_mq_update_tag_set_depth(set);
17250d2602caSJens Axboe 	mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
17260d2602caSJens Axboe }
17270d2602caSJens Axboe 
17280d2602caSJens Axboe static void blk_mq_add_queue_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set,
17290d2602caSJens Axboe 				     struct request_queue *q)
17300d2602caSJens Axboe {
17310d2602caSJens Axboe 	q->tag_set = set;
17320d2602caSJens Axboe 
17330d2602caSJens Axboe 	mutex_lock(&set->tag_list_lock);
17340d2602caSJens Axboe 	list_add_tail(&q->tag_set_list, &set->tag_list);
17350d2602caSJens Axboe 	blk_mq_update_tag_set_depth(set);
17360d2602caSJens Axboe 	mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
17370d2602caSJens Axboe }
17380d2602caSJens Axboe 
173924d2f903SChristoph Hellwig struct request_queue *blk_mq_init_queue(struct blk_mq_tag_set *set)
1740320ae51fSJens Axboe {
1741320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx **hctxs;
1742e6cdb092SMing Lei 	struct blk_mq_ctx __percpu *ctx;
1743320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q;
1744f14bbe77SJens Axboe 	unsigned int *map;
1745320ae51fSJens Axboe 	int i;
1746320ae51fSJens Axboe 
1747320ae51fSJens Axboe 	ctx = alloc_percpu(struct blk_mq_ctx);
1748320ae51fSJens Axboe 	if (!ctx)
1749320ae51fSJens Axboe 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1750320ae51fSJens Axboe 
175124d2f903SChristoph Hellwig 	hctxs = kmalloc_node(set->nr_hw_queues * sizeof(*hctxs), GFP_KERNEL,
175224d2f903SChristoph Hellwig 			set->numa_node);
1753320ae51fSJens Axboe 
1754320ae51fSJens Axboe 	if (!hctxs)
1755320ae51fSJens Axboe 		goto err_percpu;
1756320ae51fSJens Axboe 
1757f14bbe77SJens Axboe 	map = blk_mq_make_queue_map(set);
1758f14bbe77SJens Axboe 	if (!map)
1759f14bbe77SJens Axboe 		goto err_map;
1760f14bbe77SJens Axboe 
176124d2f903SChristoph Hellwig 	for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
1762f14bbe77SJens Axboe 		int node = blk_mq_hw_queue_to_node(map, i);
1763f14bbe77SJens Axboe 
1764cdef54ddSChristoph Hellwig 		hctxs[i] = kzalloc_node(sizeof(struct blk_mq_hw_ctx),
1765cdef54ddSChristoph Hellwig 					GFP_KERNEL, node);
1766320ae51fSJens Axboe 		if (!hctxs[i])
1767320ae51fSJens Axboe 			goto err_hctxs;
1768320ae51fSJens Axboe 
1769e4043dcfSJens Axboe 		if (!zalloc_cpumask_var(&hctxs[i]->cpumask, GFP_KERNEL))
1770e4043dcfSJens Axboe 			goto err_hctxs;
1771e4043dcfSJens Axboe 
17720d2602caSJens Axboe 		atomic_set(&hctxs[i]->nr_active, 0);
1773f14bbe77SJens Axboe 		hctxs[i]->numa_node = node;
1774320ae51fSJens Axboe 		hctxs[i]->queue_num = i;
1775320ae51fSJens Axboe 	}
1776320ae51fSJens Axboe 
177724d2f903SChristoph Hellwig 	q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, set->numa_node);
1778320ae51fSJens Axboe 	if (!q)
1779320ae51fSJens Axboe 		goto err_hctxs;
1780320ae51fSJens Axboe 
1781add703fdSTejun Heo 	if (percpu_ref_init(&q->mq_usage_counter, blk_mq_usage_counter_release))
17823d2936f4SMing Lei 		goto err_map;
17833d2936f4SMing Lei 
1784320ae51fSJens Axboe 	setup_timer(&q->timeout, blk_mq_rq_timer, (unsigned long) q);
1785320ae51fSJens Axboe 	blk_queue_rq_timeout(q, 30000);
1786320ae51fSJens Axboe 
1787320ae51fSJens Axboe 	q->nr_queues = nr_cpu_ids;
178824d2f903SChristoph Hellwig 	q->nr_hw_queues = set->nr_hw_queues;
1789f14bbe77SJens Axboe 	q->mq_map = map;
1790320ae51fSJens Axboe 
1791320ae51fSJens Axboe 	q->queue_ctx = ctx;
1792320ae51fSJens Axboe 	q->queue_hw_ctx = hctxs;
1793320ae51fSJens Axboe 
179424d2f903SChristoph Hellwig 	q->mq_ops = set->ops;
179594eddfbeSJens Axboe 	q->queue_flags |= QUEUE_FLAG_MQ_DEFAULT;
1796320ae51fSJens Axboe 
179705f1dd53SJens Axboe 	if (!(set->flags & BLK_MQ_F_SG_MERGE))
179805f1dd53SJens Axboe 		q->queue_flags |= 1 << QUEUE_FLAG_NO_SG_MERGE;
179905f1dd53SJens Axboe 
18001be036e9SChristoph Hellwig 	q->sg_reserved_size = INT_MAX;
18011be036e9SChristoph Hellwig 
18026fca6a61SChristoph Hellwig 	INIT_WORK(&q->requeue_work, blk_mq_requeue_work);
18036fca6a61SChristoph Hellwig 	INIT_LIST_HEAD(&q->requeue_list);
18046fca6a61SChristoph Hellwig 	spin_lock_init(&q->requeue_lock);
18056fca6a61SChristoph Hellwig 
180607068d5bSJens Axboe 	if (q->nr_hw_queues > 1)
1807320ae51fSJens Axboe 		blk_queue_make_request(q, blk_mq_make_request);
180807068d5bSJens Axboe 	else
180907068d5bSJens Axboe 		blk_queue_make_request(q, blk_sq_make_request);
181007068d5bSJens Axboe 
181187ee7b11SJens Axboe 	blk_queue_rq_timed_out(q, blk_mq_rq_timed_out);
181224d2f903SChristoph Hellwig 	if (set->timeout)
181324d2f903SChristoph Hellwig 		blk_queue_rq_timeout(q, set->timeout);
1814320ae51fSJens Axboe 
1815eba71768SJens Axboe 	/*
1816eba71768SJens Axboe 	 * Do this after blk_queue_make_request() overrides it...
1817eba71768SJens Axboe 	 */
1818eba71768SJens Axboe 	q->nr_requests = set->queue_depth;
1819eba71768SJens Axboe 
182024d2f903SChristoph Hellwig 	if (set->ops->complete)
182124d2f903SChristoph Hellwig 		blk_queue_softirq_done(q, set->ops->complete);
182230a91cb4SChristoph Hellwig 
1823320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_init_flush(q);
182424d2f903SChristoph Hellwig 	blk_mq_init_cpu_queues(q, set->nr_hw_queues);
1825320ae51fSJens Axboe 
182624d2f903SChristoph Hellwig 	q->flush_rq = kzalloc(round_up(sizeof(struct request) +
182724d2f903SChristoph Hellwig 				set->cmd_size, cache_line_size()),
182824d2f903SChristoph Hellwig 				GFP_KERNEL);
182918741986SChristoph Hellwig 	if (!q->flush_rq)
1830320ae51fSJens Axboe 		goto err_hw;
1831320ae51fSJens Axboe 
183224d2f903SChristoph Hellwig 	if (blk_mq_init_hw_queues(q, set))
183318741986SChristoph Hellwig 		goto err_flush_rq;
183418741986SChristoph Hellwig 
1835320ae51fSJens Axboe 	mutex_lock(&all_q_mutex);
1836320ae51fSJens Axboe 	list_add_tail(&q->all_q_node, &all_q_list);
1837320ae51fSJens Axboe 	mutex_unlock(&all_q_mutex);
1838320ae51fSJens Axboe 
18390d2602caSJens Axboe 	blk_mq_add_queue_tag_set(set, q);
18400d2602caSJens Axboe 
1841484b4061SJens Axboe 	blk_mq_map_swqueue(q);
1842484b4061SJens Axboe 
1843320ae51fSJens Axboe 	return q;
184418741986SChristoph Hellwig 
184518741986SChristoph Hellwig err_flush_rq:
184618741986SChristoph Hellwig 	kfree(q->flush_rq);
1847320ae51fSJens Axboe err_hw:
1848320ae51fSJens Axboe 	blk_cleanup_queue(q);
1849320ae51fSJens Axboe err_hctxs:
1850f14bbe77SJens Axboe 	kfree(map);
185124d2f903SChristoph Hellwig 	for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
1852320ae51fSJens Axboe 		if (!hctxs[i])
1853320ae51fSJens Axboe 			break;
1854e4043dcfSJens Axboe 		free_cpumask_var(hctxs[i]->cpumask);
1855cdef54ddSChristoph Hellwig 		kfree(hctxs[i]);
1856320ae51fSJens Axboe 	}
1857f14bbe77SJens Axboe err_map:
1858320ae51fSJens Axboe 	kfree(hctxs);
1859320ae51fSJens Axboe err_percpu:
1860320ae51fSJens Axboe 	free_percpu(ctx);
1861320ae51fSJens Axboe 	return ERR_PTR(-ENOMEM);
1862320ae51fSJens Axboe }
1863320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_queue);
1864320ae51fSJens Axboe 
1865320ae51fSJens Axboe void blk_mq_free_queue(struct request_queue *q)
1866320ae51fSJens Axboe {
1867624dbe47SMing Lei 	struct blk_mq_tag_set	*set = q->tag_set;
1868320ae51fSJens Axboe 
18690d2602caSJens Axboe 	blk_mq_del_queue_tag_set(q);
18700d2602caSJens Axboe 
1871624dbe47SMing Lei 	blk_mq_exit_hw_queues(q, set, set->nr_hw_queues);
1872624dbe47SMing Lei 	blk_mq_free_hw_queues(q, set);
1873320ae51fSJens Axboe 
1874add703fdSTejun Heo 	percpu_ref_exit(&q->mq_usage_counter);
18753d2936f4SMing Lei 
1876320ae51fSJens Axboe 	free_percpu(q->queue_ctx);
1877320ae51fSJens Axboe 	kfree(q->queue_hw_ctx);
1878320ae51fSJens Axboe 	kfree(q->mq_map);
1879320ae51fSJens Axboe 
1880320ae51fSJens Axboe 	q->queue_ctx = NULL;
1881320ae51fSJens Axboe 	q->queue_hw_ctx = NULL;
1882320ae51fSJens Axboe 	q->mq_map = NULL;
1883320ae51fSJens Axboe 
1884320ae51fSJens Axboe 	mutex_lock(&all_q_mutex);
1885320ae51fSJens Axboe 	list_del_init(&q->all_q_node);
1886320ae51fSJens Axboe 	mutex_unlock(&all_q_mutex);
1887320ae51fSJens Axboe }
1888320ae51fSJens Axboe 
1889320ae51fSJens Axboe /* Basically redo blk_mq_init_queue with queue frozen */
1890f618ef7cSPaul Gortmaker static void blk_mq_queue_reinit(struct request_queue *q)
1891320ae51fSJens Axboe {
1892320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_freeze_queue(q);
1893320ae51fSJens Axboe 
189467aec14cSJens Axboe 	blk_mq_sysfs_unregister(q);
189567aec14cSJens Axboe 
1896320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_update_queue_map(q->mq_map, q->nr_hw_queues);
1897320ae51fSJens Axboe 
1898320ae51fSJens Axboe 	/*
1899320ae51fSJens Axboe 	 * redo blk_mq_init_cpu_queues and blk_mq_init_hw_queues. FIXME: maybe
1900320ae51fSJens Axboe 	 * we should change hctx numa_node according to new topology (this
1901320ae51fSJens Axboe 	 * involves free and re-allocate memory, worthy doing?)
1902320ae51fSJens Axboe 	 */
1903320ae51fSJens Axboe 
1904320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_map_swqueue(q);
1905320ae51fSJens Axboe 
190667aec14cSJens Axboe 	blk_mq_sysfs_register(q);
190767aec14cSJens Axboe 
1908320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_unfreeze_queue(q);
1909320ae51fSJens Axboe }
1910320ae51fSJens Axboe 
1911f618ef7cSPaul Gortmaker static int blk_mq_queue_reinit_notify(struct notifier_block *nb,
1912320ae51fSJens Axboe 				      unsigned long action, void *hcpu)
1913320ae51fSJens Axboe {
1914320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q;
1915320ae51fSJens Axboe 
1916320ae51fSJens Axboe 	/*
19179fccfed8SJens Axboe 	 * Before new mappings are established, hotadded cpu might already
19189fccfed8SJens Axboe 	 * start handling requests. This doesn't break anything as we map
19199fccfed8SJens Axboe 	 * offline CPUs to first hardware queue. We will re-init the queue
19209fccfed8SJens Axboe 	 * below to get optimal settings.
1921320ae51fSJens Axboe 	 */
1922320ae51fSJens Axboe 	if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN &&
1923320ae51fSJens Axboe 	    action != CPU_ONLINE && action != CPU_ONLINE_FROZEN)
1924320ae51fSJens Axboe 		return NOTIFY_OK;
1925320ae51fSJens Axboe 
1926320ae51fSJens Axboe 	mutex_lock(&all_q_mutex);
1927320ae51fSJens Axboe 	list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
1928320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_queue_reinit(q);
1929320ae51fSJens Axboe 	mutex_unlock(&all_q_mutex);
1930320ae51fSJens Axboe 	return NOTIFY_OK;
1931320ae51fSJens Axboe }
1932320ae51fSJens Axboe 
1933a4391c64SJens Axboe /*
1934a4391c64SJens Axboe  * Alloc a tag set to be associated with one or more request queues.
1935a4391c64SJens Axboe  * May fail with EINVAL for various error conditions. May adjust the
1936a4391c64SJens Axboe  * requested depth down, if if it too large. In that case, the set
1937a4391c64SJens Axboe  * value will be stored in set->queue_depth.
1938a4391c64SJens Axboe  */
193924d2f903SChristoph Hellwig int blk_mq_alloc_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
194024d2f903SChristoph Hellwig {
194124d2f903SChristoph Hellwig 	int i;
194224d2f903SChristoph Hellwig 
194324d2f903SChristoph Hellwig 	if (!set->nr_hw_queues)
194424d2f903SChristoph Hellwig 		return -EINVAL;
1945a4391c64SJens Axboe 	if (!set->queue_depth)
194624d2f903SChristoph Hellwig 		return -EINVAL;
194724d2f903SChristoph Hellwig 	if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN)
194824d2f903SChristoph Hellwig 		return -EINVAL;
194924d2f903SChristoph Hellwig 
1950cdef54ddSChristoph Hellwig 	if (!set->nr_hw_queues || !set->ops->queue_rq || !set->ops->map_queue)
195124d2f903SChristoph Hellwig 		return -EINVAL;
195224d2f903SChristoph Hellwig 
1953a4391c64SJens Axboe 	if (set->queue_depth > BLK_MQ_MAX_DEPTH) {
1954a4391c64SJens Axboe 		pr_info("blk-mq: reduced tag depth to %u\n",
1955a4391c64SJens Axboe 			BLK_MQ_MAX_DEPTH);
1956a4391c64SJens Axboe 		set->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
1957a4391c64SJens Axboe 	}
195824d2f903SChristoph Hellwig 
195948479005SMing Lei 	set->tags = kmalloc_node(set->nr_hw_queues *
196048479005SMing Lei 				 sizeof(struct blk_mq_tags *),
196124d2f903SChristoph Hellwig 				 GFP_KERNEL, set->numa_node);
196224d2f903SChristoph Hellwig 	if (!set->tags)
196324d2f903SChristoph Hellwig 		goto out;
196424d2f903SChristoph Hellwig 
196524d2f903SChristoph Hellwig 	for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
196624d2f903SChristoph Hellwig 		set->tags[i] = blk_mq_init_rq_map(set, i);
196724d2f903SChristoph Hellwig 		if (!set->tags[i])
196824d2f903SChristoph Hellwig 			goto out_unwind;
196924d2f903SChristoph Hellwig 	}
197024d2f903SChristoph Hellwig 
19710d2602caSJens Axboe 	mutex_init(&set->tag_list_lock);
19720d2602caSJens Axboe 	INIT_LIST_HEAD(&set->tag_list);
19730d2602caSJens Axboe 
197424d2f903SChristoph Hellwig 	return 0;
197524d2f903SChristoph Hellwig 
197624d2f903SChristoph Hellwig out_unwind:
197724d2f903SChristoph Hellwig 	while (--i >= 0)
197824d2f903SChristoph Hellwig 		blk_mq_free_rq_map(set, set->tags[i], i);
197924d2f903SChristoph Hellwig out:
198024d2f903SChristoph Hellwig 	return -ENOMEM;
198124d2f903SChristoph Hellwig }
198224d2f903SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_tag_set);
198324d2f903SChristoph Hellwig 
198424d2f903SChristoph Hellwig void blk_mq_free_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
198524d2f903SChristoph Hellwig {
198624d2f903SChristoph Hellwig 	int i;
198724d2f903SChristoph Hellwig 
1988484b4061SJens Axboe 	for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
1989484b4061SJens Axboe 		if (set->tags[i])
199024d2f903SChristoph Hellwig 			blk_mq_free_rq_map(set, set->tags[i], i);
1991484b4061SJens Axboe 	}
1992484b4061SJens Axboe 
1993981bd189SMing Lei 	kfree(set->tags);
199424d2f903SChristoph Hellwig }
199524d2f903SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_tag_set);
199624d2f903SChristoph Hellwig 
1997e3a2b3f9SJens Axboe int blk_mq_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
1998e3a2b3f9SJens Axboe {
1999e3a2b3f9SJens Axboe 	struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
2000e3a2b3f9SJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2001e3a2b3f9SJens Axboe 	int i, ret;
2002e3a2b3f9SJens Axboe 
2003e3a2b3f9SJens Axboe 	if (!set || nr > set->queue_depth)
2004e3a2b3f9SJens Axboe 		return -EINVAL;
2005e3a2b3f9SJens Axboe 
2006e3a2b3f9SJens Axboe 	ret = 0;
2007e3a2b3f9SJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2008e3a2b3f9SJens Axboe 		ret = blk_mq_tag_update_depth(hctx->tags, nr);
2009e3a2b3f9SJens Axboe 		if (ret)
2010e3a2b3f9SJens Axboe 			break;
2011e3a2b3f9SJens Axboe 	}
2012e3a2b3f9SJens Axboe 
2013e3a2b3f9SJens Axboe 	if (!ret)
2014e3a2b3f9SJens Axboe 		q->nr_requests = nr;
2015e3a2b3f9SJens Axboe 
2016e3a2b3f9SJens Axboe 	return ret;
2017e3a2b3f9SJens Axboe }
2018e3a2b3f9SJens Axboe 
2019676141e4SJens Axboe void blk_mq_disable_hotplug(void)
2020676141e4SJens Axboe {
2021676141e4SJens Axboe 	mutex_lock(&all_q_mutex);
2022676141e4SJens Axboe }
2023676141e4SJens Axboe 
2024676141e4SJens Axboe void blk_mq_enable_hotplug(void)
2025676141e4SJens Axboe {
2026676141e4SJens Axboe 	mutex_unlock(&all_q_mutex);
2027676141e4SJens Axboe }
2028676141e4SJens Axboe 
2029320ae51fSJens Axboe static int __init blk_mq_init(void)
2030320ae51fSJens Axboe {
2031320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_cpu_init();
2032320ae51fSJens Axboe 
2033add703fdSTejun Heo 	hotcpu_notifier(blk_mq_queue_reinit_notify, 0);
2034320ae51fSJens Axboe 
2035320ae51fSJens Axboe 	return 0;
2036320ae51fSJens Axboe }
2037320ae51fSJens Axboe subsys_initcall(blk_mq_init);
2038