xref: /linux/block/blk-mq.c (revision c76541a932113faa5b3be65a3f0a3d4ebbc86aeb)
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>
23aedcd72fSJens Axboe #include <linux/crash_dump.h>
24320ae51fSJens Axboe 
25320ae51fSJens Axboe #include <trace/events/block.h>
26320ae51fSJens Axboe 
27320ae51fSJens Axboe #include <linux/blk-mq.h>
28320ae51fSJens Axboe #include "blk.h"
29320ae51fSJens Axboe #include "blk-mq.h"
30320ae51fSJens Axboe #include "blk-mq-tag.h"
31320ae51fSJens Axboe 
32320ae51fSJens Axboe static DEFINE_MUTEX(all_q_mutex);
33320ae51fSJens Axboe static LIST_HEAD(all_q_list);
34320ae51fSJens Axboe 
35320ae51fSJens Axboe static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx);
36320ae51fSJens Axboe 
37320ae51fSJens Axboe /*
38320ae51fSJens Axboe  * Check if any of the ctx's have pending work in this hardware queue
39320ae51fSJens Axboe  */
40320ae51fSJens Axboe static bool blk_mq_hctx_has_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
41320ae51fSJens Axboe {
42320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i;
43320ae51fSJens Axboe 
441429d7c9SJens Axboe 	for (i = 0; i < hctx->ctx_map.map_size; i++)
451429d7c9SJens Axboe 		if (hctx->ctx_map.map[i].word)
46320ae51fSJens Axboe 			return true;
47320ae51fSJens Axboe 
48320ae51fSJens Axboe 	return false;
49320ae51fSJens Axboe }
50320ae51fSJens Axboe 
511429d7c9SJens Axboe static inline struct blk_align_bitmap *get_bm(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
521429d7c9SJens Axboe 					      struct blk_mq_ctx *ctx)
531429d7c9SJens Axboe {
541429d7c9SJens Axboe 	return &hctx->ctx_map.map[ctx->index_hw / hctx->ctx_map.bits_per_word];
551429d7c9SJens Axboe }
561429d7c9SJens Axboe 
571429d7c9SJens Axboe #define CTX_TO_BIT(hctx, ctx)	\
581429d7c9SJens Axboe 	((ctx)->index_hw & ((hctx)->ctx_map.bits_per_word - 1))
591429d7c9SJens Axboe 
60320ae51fSJens Axboe /*
61320ae51fSJens Axboe  * Mark this ctx as having pending work in this hardware queue
62320ae51fSJens Axboe  */
63320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_hctx_mark_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
64320ae51fSJens Axboe 				     struct blk_mq_ctx *ctx)
65320ae51fSJens Axboe {
661429d7c9SJens Axboe 	struct blk_align_bitmap *bm = get_bm(hctx, ctx);
671429d7c9SJens Axboe 
681429d7c9SJens Axboe 	if (!test_bit(CTX_TO_BIT(hctx, ctx), &bm->word))
691429d7c9SJens Axboe 		set_bit(CTX_TO_BIT(hctx, ctx), &bm->word);
701429d7c9SJens Axboe }
711429d7c9SJens Axboe 
721429d7c9SJens Axboe static void blk_mq_hctx_clear_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
731429d7c9SJens Axboe 				      struct blk_mq_ctx *ctx)
741429d7c9SJens Axboe {
751429d7c9SJens Axboe 	struct blk_align_bitmap *bm = get_bm(hctx, ctx);
761429d7c9SJens Axboe 
771429d7c9SJens Axboe 	clear_bit(CTX_TO_BIT(hctx, ctx), &bm->word);
78320ae51fSJens Axboe }
79320ae51fSJens Axboe 
80320ae51fSJens Axboe static int blk_mq_queue_enter(struct request_queue *q)
81320ae51fSJens Axboe {
82add703fdSTejun Heo 	while (true) {
83320ae51fSJens Axboe 		int ret;
84320ae51fSJens Axboe 
85add703fdSTejun Heo 		if (percpu_ref_tryget_live(&q->mq_usage_counter))
86320ae51fSJens Axboe 			return 0;
87320ae51fSJens Axboe 
88add703fdSTejun Heo 		ret = wait_event_interruptible(q->mq_freeze_wq,
89add703fdSTejun Heo 				!q->mq_freeze_depth || blk_queue_dying(q));
90add703fdSTejun Heo 		if (blk_queue_dying(q))
91add703fdSTejun Heo 			return -ENODEV;
92add703fdSTejun Heo 		if (ret)
93320ae51fSJens Axboe 			return ret;
94320ae51fSJens Axboe 	}
95add703fdSTejun Heo }
96320ae51fSJens Axboe 
97320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_queue_exit(struct request_queue *q)
98320ae51fSJens Axboe {
99add703fdSTejun Heo 	percpu_ref_put(&q->mq_usage_counter);
100add703fdSTejun Heo }
101add703fdSTejun Heo 
102add703fdSTejun Heo static void blk_mq_usage_counter_release(struct percpu_ref *ref)
103add703fdSTejun Heo {
104add703fdSTejun Heo 	struct request_queue *q =
105add703fdSTejun Heo 		container_of(ref, struct request_queue, mq_usage_counter);
106add703fdSTejun Heo 
107add703fdSTejun Heo 	wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
108320ae51fSJens Axboe }
109320ae51fSJens Axboe 
110f3af020bSTejun Heo static void blk_mq_freeze_queue_start(struct request_queue *q)
11143a5e4e2SMing Lei {
112cddd5d17STejun Heo 	bool freeze;
113cddd5d17STejun Heo 
11472d6f02aSTejun Heo 	spin_lock_irq(q->queue_lock);
115cddd5d17STejun Heo 	freeze = !q->mq_freeze_depth++;
11672d6f02aSTejun Heo 	spin_unlock_irq(q->queue_lock);
11772d6f02aSTejun Heo 
118cddd5d17STejun Heo 	if (freeze) {
1199eca8046STejun Heo 		percpu_ref_kill(&q->mq_usage_counter);
120add703fdSTejun Heo 		blk_mq_run_queues(q, false);
121cddd5d17STejun Heo 	}
122f3af020bSTejun Heo }
123f3af020bSTejun Heo 
124f3af020bSTejun Heo static void blk_mq_freeze_queue_wait(struct request_queue *q)
125f3af020bSTejun Heo {
126add703fdSTejun Heo 	wait_event(q->mq_freeze_wq, percpu_ref_is_zero(&q->mq_usage_counter));
12743a5e4e2SMing Lei }
12843a5e4e2SMing Lei 
129f3af020bSTejun Heo /*
130f3af020bSTejun Heo  * Guarantee no request is in use, so we can change any data structure of
131f3af020bSTejun Heo  * the queue afterward.
132f3af020bSTejun Heo  */
133f3af020bSTejun Heo void blk_mq_freeze_queue(struct request_queue *q)
134f3af020bSTejun Heo {
135f3af020bSTejun Heo 	blk_mq_freeze_queue_start(q);
136f3af020bSTejun Heo 	blk_mq_freeze_queue_wait(q);
137f3af020bSTejun Heo }
138f3af020bSTejun Heo 
139320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q)
140320ae51fSJens Axboe {
141cddd5d17STejun Heo 	bool wake;
142320ae51fSJens Axboe 
143320ae51fSJens Axboe 	spin_lock_irq(q->queue_lock);
144780db207STejun Heo 	wake = !--q->mq_freeze_depth;
145780db207STejun Heo 	WARN_ON_ONCE(q->mq_freeze_depth < 0);
146320ae51fSJens Axboe 	spin_unlock_irq(q->queue_lock);
147add703fdSTejun Heo 	if (wake) {
148add703fdSTejun Heo 		percpu_ref_reinit(&q->mq_usage_counter);
149320ae51fSJens Axboe 		wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
150320ae51fSJens Axboe 	}
151add703fdSTejun Heo }
152320ae51fSJens Axboe 
153320ae51fSJens Axboe bool blk_mq_can_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
154320ae51fSJens Axboe {
155320ae51fSJens Axboe 	return blk_mq_has_free_tags(hctx->tags);
156320ae51fSJens Axboe }
157320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_can_queue);
158320ae51fSJens Axboe 
15994eddfbeSJens Axboe static void blk_mq_rq_ctx_init(struct request_queue *q, struct blk_mq_ctx *ctx,
16094eddfbeSJens Axboe 			       struct request *rq, unsigned int rw_flags)
161320ae51fSJens Axboe {
16294eddfbeSJens Axboe 	if (blk_queue_io_stat(q))
16394eddfbeSJens Axboe 		rw_flags |= REQ_IO_STAT;
16494eddfbeSJens Axboe 
165af76e555SChristoph Hellwig 	INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
166af76e555SChristoph Hellwig 	/* csd/requeue_work/fifo_time is initialized before use */
167af76e555SChristoph Hellwig 	rq->q = q;
168320ae51fSJens Axboe 	rq->mq_ctx = ctx;
1690d2602caSJens Axboe 	rq->cmd_flags |= rw_flags;
170af76e555SChristoph Hellwig 	/* do not touch atomic flags, it needs atomic ops against the timer */
171af76e555SChristoph Hellwig 	rq->cpu = -1;
172af76e555SChristoph Hellwig 	INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
173af76e555SChristoph Hellwig 	RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
174af76e555SChristoph Hellwig 	rq->rq_disk = NULL;
175af76e555SChristoph Hellwig 	rq->part = NULL;
1763ee32372SJens Axboe 	rq->start_time = jiffies;
177af76e555SChristoph Hellwig #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
178af76e555SChristoph Hellwig 	rq->rl = NULL;
1790fec08b4SMing Lei 	set_start_time_ns(rq);
180af76e555SChristoph Hellwig 	rq->io_start_time_ns = 0;
181af76e555SChristoph Hellwig #endif
182af76e555SChristoph Hellwig 	rq->nr_phys_segments = 0;
183af76e555SChristoph Hellwig #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY)
184af76e555SChristoph Hellwig 	rq->nr_integrity_segments = 0;
185af76e555SChristoph Hellwig #endif
186af76e555SChristoph Hellwig 	rq->special = NULL;
187af76e555SChristoph Hellwig 	/* tag was already set */
188af76e555SChristoph Hellwig 	rq->errors = 0;
189af76e555SChristoph Hellwig 
1906f4a1626STony Battersby 	rq->cmd = rq->__cmd;
1916f4a1626STony Battersby 
192af76e555SChristoph Hellwig 	rq->extra_len = 0;
193af76e555SChristoph Hellwig 	rq->sense_len = 0;
194af76e555SChristoph Hellwig 	rq->resid_len = 0;
195af76e555SChristoph Hellwig 	rq->sense = NULL;
196af76e555SChristoph Hellwig 
197af76e555SChristoph Hellwig 	INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
198f6be4fb4SJens Axboe 	rq->timeout = 0;
199f6be4fb4SJens Axboe 
200af76e555SChristoph Hellwig 	rq->end_io = NULL;
201af76e555SChristoph Hellwig 	rq->end_io_data = NULL;
202af76e555SChristoph Hellwig 	rq->next_rq = NULL;
203af76e555SChristoph Hellwig 
204320ae51fSJens Axboe 	ctx->rq_dispatched[rw_is_sync(rw_flags)]++;
205320ae51fSJens Axboe }
206320ae51fSJens Axboe 
2075dee8577SChristoph Hellwig static struct request *
208cb96a42cSMing Lei __blk_mq_alloc_request(struct blk_mq_alloc_data *data, int rw)
2095dee8577SChristoph Hellwig {
2105dee8577SChristoph Hellwig 	struct request *rq;
2115dee8577SChristoph Hellwig 	unsigned int tag;
2125dee8577SChristoph Hellwig 
213cb96a42cSMing Lei 	tag = blk_mq_get_tag(data);
2145dee8577SChristoph Hellwig 	if (tag != BLK_MQ_TAG_FAIL) {
215cb96a42cSMing Lei 		rq = data->hctx->tags->rqs[tag];
2165dee8577SChristoph Hellwig 
217cb96a42cSMing Lei 		if (blk_mq_tag_busy(data->hctx)) {
2185dee8577SChristoph Hellwig 			rq->cmd_flags = REQ_MQ_INFLIGHT;
219cb96a42cSMing Lei 			atomic_inc(&data->hctx->nr_active);
2205dee8577SChristoph Hellwig 		}
2215dee8577SChristoph Hellwig 
2225dee8577SChristoph Hellwig 		rq->tag = tag;
223cb96a42cSMing Lei 		blk_mq_rq_ctx_init(data->q, data->ctx, rq, rw);
2245dee8577SChristoph Hellwig 		return rq;
2255dee8577SChristoph Hellwig 	}
2265dee8577SChristoph Hellwig 
2275dee8577SChristoph Hellwig 	return NULL;
2285dee8577SChristoph Hellwig }
2295dee8577SChristoph Hellwig 
2304ce01dd1SChristoph Hellwig struct request *blk_mq_alloc_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp,
2314ce01dd1SChristoph Hellwig 		bool reserved)
232320ae51fSJens Axboe {
233d852564fSChristoph Hellwig 	struct blk_mq_ctx *ctx;
234d852564fSChristoph Hellwig 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
235320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
236cb96a42cSMing Lei 	struct blk_mq_alloc_data alloc_data;
237a492f075SJoe Lawrence 	int ret;
238320ae51fSJens Axboe 
239a492f075SJoe Lawrence 	ret = blk_mq_queue_enter(q);
240a492f075SJoe Lawrence 	if (ret)
241a492f075SJoe Lawrence 		return ERR_PTR(ret);
242320ae51fSJens Axboe 
243d852564fSChristoph Hellwig 	ctx = blk_mq_get_ctx(q);
244d852564fSChristoph Hellwig 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
245cb96a42cSMing Lei 	blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q, gfp & ~__GFP_WAIT,
246cb96a42cSMing Lei 			reserved, ctx, hctx);
247d852564fSChristoph Hellwig 
248cb96a42cSMing Lei 	rq = __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw);
249d852564fSChristoph Hellwig 	if (!rq && (gfp & __GFP_WAIT)) {
250d852564fSChristoph Hellwig 		__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
251d852564fSChristoph Hellwig 		blk_mq_put_ctx(ctx);
252d852564fSChristoph Hellwig 
253d852564fSChristoph Hellwig 		ctx = blk_mq_get_ctx(q);
254d852564fSChristoph Hellwig 		hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
255cb96a42cSMing Lei 		blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q, gfp, reserved, ctx,
256cb96a42cSMing Lei 				hctx);
257cb96a42cSMing Lei 		rq =  __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw);
258cb96a42cSMing Lei 		ctx = alloc_data.ctx;
259d852564fSChristoph Hellwig 	}
260d852564fSChristoph Hellwig 	blk_mq_put_ctx(ctx);
261c76541a9SKeith Busch 	if (!rq) {
262c76541a9SKeith Busch 		blk_mq_queue_exit(q);
263a492f075SJoe Lawrence 		return ERR_PTR(-EWOULDBLOCK);
264c76541a9SKeith Busch 	}
265320ae51fSJens Axboe 	return rq;
266320ae51fSJens Axboe }
2674bb659b1SJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_request);
268320ae51fSJens Axboe 
269320ae51fSJens Axboe static void __blk_mq_free_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
270320ae51fSJens Axboe 				  struct blk_mq_ctx *ctx, struct request *rq)
271320ae51fSJens Axboe {
272320ae51fSJens Axboe 	const int tag = rq->tag;
273320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
274320ae51fSJens Axboe 
2750d2602caSJens Axboe 	if (rq->cmd_flags & REQ_MQ_INFLIGHT)
2760d2602caSJens Axboe 		atomic_dec(&hctx->nr_active);
277683d0e12SDavid Hildenbrand 	rq->cmd_flags = 0;
2780d2602caSJens Axboe 
279af76e555SChristoph Hellwig 	clear_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
2800d2602caSJens Axboe 	blk_mq_put_tag(hctx, tag, &ctx->last_tag);
281320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_queue_exit(q);
282320ae51fSJens Axboe }
283320ae51fSJens Axboe 
2847c7f2f2bSJens Axboe void blk_mq_free_hctx_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *rq)
285320ae51fSJens Axboe {
286320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
2877c7f2f2bSJens Axboe 
2887c7f2f2bSJens Axboe 	ctx->rq_completed[rq_is_sync(rq)]++;
2897c7f2f2bSJens Axboe 	__blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
2907c7f2f2bSJens Axboe 
2917c7f2f2bSJens Axboe }
2927c7f2f2bSJens Axboe EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_free_hctx_request);
2937c7f2f2bSJens Axboe 
2947c7f2f2bSJens Axboe void blk_mq_free_request(struct request *rq)
2957c7f2f2bSJens Axboe {
296320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
297320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
298320ae51fSJens Axboe 
2997c7f2f2bSJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, rq->mq_ctx->cpu);
3007c7f2f2bSJens Axboe 	blk_mq_free_hctx_request(hctx, rq);
301320ae51fSJens Axboe }
3021a3b595aSJens Axboe EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_free_request);
303320ae51fSJens Axboe 
304c8a446adSChristoph Hellwig inline void __blk_mq_end_request(struct request *rq, int error)
305320ae51fSJens Axboe {
3060d11e6acSMing Lei 	blk_account_io_done(rq);
3070d11e6acSMing Lei 
30891b63639SChristoph Hellwig 	if (rq->end_io) {
309320ae51fSJens Axboe 		rq->end_io(rq, error);
31091b63639SChristoph Hellwig 	} else {
31191b63639SChristoph Hellwig 		if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
31291b63639SChristoph Hellwig 			blk_mq_free_request(rq->next_rq);
313320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_free_request(rq);
314320ae51fSJens Axboe 	}
31591b63639SChristoph Hellwig }
316c8a446adSChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(__blk_mq_end_request);
31763151a44SChristoph Hellwig 
318c8a446adSChristoph Hellwig void blk_mq_end_request(struct request *rq, int error)
31963151a44SChristoph Hellwig {
32063151a44SChristoph Hellwig 	if (blk_update_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq)))
32163151a44SChristoph Hellwig 		BUG();
322c8a446adSChristoph Hellwig 	__blk_mq_end_request(rq, error);
32363151a44SChristoph Hellwig }
324c8a446adSChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_end_request);
325320ae51fSJens Axboe 
32630a91cb4SChristoph Hellwig static void __blk_mq_complete_request_remote(void *data)
327320ae51fSJens Axboe {
3283d6efbf6SChristoph Hellwig 	struct request *rq = data;
329320ae51fSJens Axboe 
33030a91cb4SChristoph Hellwig 	rq->q->softirq_done_fn(rq);
331320ae51fSJens Axboe }
332320ae51fSJens Axboe 
333ed851860SJens Axboe static void blk_mq_ipi_complete_request(struct request *rq)
334320ae51fSJens Axboe {
335320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
33638535201SChristoph Hellwig 	bool shared = false;
337320ae51fSJens Axboe 	int cpu;
338320ae51fSJens Axboe 
33938535201SChristoph Hellwig 	if (!test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &rq->q->queue_flags)) {
34030a91cb4SChristoph Hellwig 		rq->q->softirq_done_fn(rq);
34130a91cb4SChristoph Hellwig 		return;
34230a91cb4SChristoph Hellwig 	}
343320ae51fSJens Axboe 
344320ae51fSJens Axboe 	cpu = get_cpu();
34538535201SChristoph Hellwig 	if (!test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_FORCE, &rq->q->queue_flags))
34638535201SChristoph Hellwig 		shared = cpus_share_cache(cpu, ctx->cpu);
34738535201SChristoph Hellwig 
34838535201SChristoph Hellwig 	if (cpu != ctx->cpu && !shared && cpu_online(ctx->cpu)) {
34930a91cb4SChristoph Hellwig 		rq->csd.func = __blk_mq_complete_request_remote;
3503d6efbf6SChristoph Hellwig 		rq->csd.info = rq;
3513d6efbf6SChristoph Hellwig 		rq->csd.flags = 0;
352c46fff2aSFrederic Weisbecker 		smp_call_function_single_async(ctx->cpu, &rq->csd);
3533d6efbf6SChristoph Hellwig 	} else {
35430a91cb4SChristoph Hellwig 		rq->q->softirq_done_fn(rq);
3553d6efbf6SChristoph Hellwig 	}
356320ae51fSJens Axboe 	put_cpu();
357320ae51fSJens Axboe }
35830a91cb4SChristoph Hellwig 
359ed851860SJens Axboe void __blk_mq_complete_request(struct request *rq)
360ed851860SJens Axboe {
361ed851860SJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
362ed851860SJens Axboe 
363ed851860SJens Axboe 	if (!q->softirq_done_fn)
364c8a446adSChristoph Hellwig 		blk_mq_end_request(rq, rq->errors);
365ed851860SJens Axboe 	else
366ed851860SJens Axboe 		blk_mq_ipi_complete_request(rq);
367ed851860SJens Axboe }
368ed851860SJens Axboe 
36930a91cb4SChristoph Hellwig /**
37030a91cb4SChristoph Hellwig  * blk_mq_complete_request - end I/O on a request
37130a91cb4SChristoph Hellwig  * @rq:		the request being processed
37230a91cb4SChristoph Hellwig  *
37330a91cb4SChristoph Hellwig  * Description:
37430a91cb4SChristoph Hellwig  *	Ends all I/O on a request. It does not handle partial completions.
37530a91cb4SChristoph Hellwig  *	The actual completion happens out-of-order, through a IPI handler.
37630a91cb4SChristoph Hellwig  **/
37730a91cb4SChristoph Hellwig void blk_mq_complete_request(struct request *rq)
37830a91cb4SChristoph Hellwig {
37995f09684SJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
38095f09684SJens Axboe 
38195f09684SJens Axboe 	if (unlikely(blk_should_fake_timeout(q)))
38230a91cb4SChristoph Hellwig 		return;
383ed851860SJens Axboe 	if (!blk_mark_rq_complete(rq))
38430a91cb4SChristoph Hellwig 		__blk_mq_complete_request(rq);
38530a91cb4SChristoph Hellwig }
38630a91cb4SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_complete_request);
387320ae51fSJens Axboe 
388e2490073SChristoph Hellwig void blk_mq_start_request(struct request *rq)
389320ae51fSJens Axboe {
390320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
391320ae51fSJens Axboe 
392320ae51fSJens Axboe 	trace_block_rq_issue(q, rq);
393320ae51fSJens Axboe 
394742ee69bSChristoph Hellwig 	rq->resid_len = blk_rq_bytes(rq);
39591b63639SChristoph Hellwig 	if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
39691b63639SChristoph Hellwig 		rq->next_rq->resid_len = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
397742ee69bSChristoph Hellwig 
3982b8393b4SMing Lei 	blk_add_timer(rq);
39987ee7b11SJens Axboe 
40087ee7b11SJens Axboe 	/*
401538b7534SJens Axboe 	 * Ensure that ->deadline is visible before set the started
402538b7534SJens Axboe 	 * flag and clear the completed flag.
403538b7534SJens Axboe 	 */
404538b7534SJens Axboe 	smp_mb__before_atomic();
405538b7534SJens Axboe 
406538b7534SJens Axboe 	/*
40787ee7b11SJens Axboe 	 * Mark us as started and clear complete. Complete might have been
40887ee7b11SJens Axboe 	 * set if requeue raced with timeout, which then marked it as
40987ee7b11SJens Axboe 	 * complete. So be sure to clear complete again when we start
41087ee7b11SJens Axboe 	 * the request, otherwise we'll ignore the completion event.
41187ee7b11SJens Axboe 	 */
4124b570521SJens Axboe 	if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags))
413320ae51fSJens Axboe 		set_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
4144b570521SJens Axboe 	if (test_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &rq->atomic_flags))
41587ee7b11SJens Axboe 		clear_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &rq->atomic_flags);
41649f5baa5SChristoph Hellwig 
41749f5baa5SChristoph Hellwig 	if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
41849f5baa5SChristoph Hellwig 		/*
41949f5baa5SChristoph Hellwig 		 * Make sure space for the drain appears.  We know we can do
42049f5baa5SChristoph Hellwig 		 * this because max_hw_segments has been adjusted to be one
42149f5baa5SChristoph Hellwig 		 * fewer than the device can handle.
42249f5baa5SChristoph Hellwig 		 */
42349f5baa5SChristoph Hellwig 		rq->nr_phys_segments++;
42449f5baa5SChristoph Hellwig 	}
425320ae51fSJens Axboe }
426e2490073SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_request);
427320ae51fSJens Axboe 
428ed0791b2SChristoph Hellwig static void __blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
429320ae51fSJens Axboe {
430320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
431320ae51fSJens Axboe 
432320ae51fSJens Axboe 	trace_block_rq_requeue(q, rq);
43349f5baa5SChristoph Hellwig 
434e2490073SChristoph Hellwig 	if (test_and_clear_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags)) {
43549f5baa5SChristoph Hellwig 		if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq))
43649f5baa5SChristoph Hellwig 			rq->nr_phys_segments--;
437320ae51fSJens Axboe 	}
438e2490073SChristoph Hellwig }
439320ae51fSJens Axboe 
440ed0791b2SChristoph Hellwig void blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
441ed0791b2SChristoph Hellwig {
442ed0791b2SChristoph Hellwig 	__blk_mq_requeue_request(rq);
443ed0791b2SChristoph Hellwig 
444ed0791b2SChristoph Hellwig 	BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
4456fca6a61SChristoph Hellwig 	blk_mq_add_to_requeue_list(rq, true);
446ed0791b2SChristoph Hellwig }
447ed0791b2SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_requeue_request);
448ed0791b2SChristoph Hellwig 
4496fca6a61SChristoph Hellwig static void blk_mq_requeue_work(struct work_struct *work)
4506fca6a61SChristoph Hellwig {
4516fca6a61SChristoph Hellwig 	struct request_queue *q =
4526fca6a61SChristoph Hellwig 		container_of(work, struct request_queue, requeue_work);
4536fca6a61SChristoph Hellwig 	LIST_HEAD(rq_list);
4546fca6a61SChristoph Hellwig 	struct request *rq, *next;
4556fca6a61SChristoph Hellwig 	unsigned long flags;
4566fca6a61SChristoph Hellwig 
4576fca6a61SChristoph Hellwig 	spin_lock_irqsave(&q->requeue_lock, flags);
4586fca6a61SChristoph Hellwig 	list_splice_init(&q->requeue_list, &rq_list);
4596fca6a61SChristoph Hellwig 	spin_unlock_irqrestore(&q->requeue_lock, flags);
4606fca6a61SChristoph Hellwig 
4616fca6a61SChristoph Hellwig 	list_for_each_entry_safe(rq, next, &rq_list, queuelist) {
4626fca6a61SChristoph Hellwig 		if (!(rq->cmd_flags & REQ_SOFTBARRIER))
4636fca6a61SChristoph Hellwig 			continue;
4646fca6a61SChristoph Hellwig 
4656fca6a61SChristoph Hellwig 		rq->cmd_flags &= ~REQ_SOFTBARRIER;
4666fca6a61SChristoph Hellwig 		list_del_init(&rq->queuelist);
4676fca6a61SChristoph Hellwig 		blk_mq_insert_request(rq, true, false, false);
4686fca6a61SChristoph Hellwig 	}
4696fca6a61SChristoph Hellwig 
4706fca6a61SChristoph Hellwig 	while (!list_empty(&rq_list)) {
4716fca6a61SChristoph Hellwig 		rq = list_entry(rq_list.next, struct request, queuelist);
4726fca6a61SChristoph Hellwig 		list_del_init(&rq->queuelist);
4736fca6a61SChristoph Hellwig 		blk_mq_insert_request(rq, false, false, false);
4746fca6a61SChristoph Hellwig 	}
4756fca6a61SChristoph Hellwig 
4768b957415SJens Axboe 	/*
4778b957415SJens Axboe 	 * Use the start variant of queue running here, so that running
4788b957415SJens Axboe 	 * the requeue work will kick stopped queues.
4798b957415SJens Axboe 	 */
4808b957415SJens Axboe 	blk_mq_start_hw_queues(q);
4816fca6a61SChristoph Hellwig }
4826fca6a61SChristoph Hellwig 
4836fca6a61SChristoph Hellwig void blk_mq_add_to_requeue_list(struct request *rq, bool at_head)
4846fca6a61SChristoph Hellwig {
4856fca6a61SChristoph Hellwig 	struct request_queue *q = rq->q;
4866fca6a61SChristoph Hellwig 	unsigned long flags;
4876fca6a61SChristoph Hellwig 
4886fca6a61SChristoph Hellwig 	/*
4896fca6a61SChristoph Hellwig 	 * We abuse this flag that is otherwise used by the I/O scheduler to
4906fca6a61SChristoph Hellwig 	 * request head insertation from the workqueue.
4916fca6a61SChristoph Hellwig 	 */
4926fca6a61SChristoph Hellwig 	BUG_ON(rq->cmd_flags & REQ_SOFTBARRIER);
4936fca6a61SChristoph Hellwig 
4946fca6a61SChristoph Hellwig 	spin_lock_irqsave(&q->requeue_lock, flags);
4956fca6a61SChristoph Hellwig 	if (at_head) {
4966fca6a61SChristoph Hellwig 		rq->cmd_flags |= REQ_SOFTBARRIER;
4976fca6a61SChristoph Hellwig 		list_add(&rq->queuelist, &q->requeue_list);
4986fca6a61SChristoph Hellwig 	} else {
4996fca6a61SChristoph Hellwig 		list_add_tail(&rq->queuelist, &q->requeue_list);
5006fca6a61SChristoph Hellwig 	}
5016fca6a61SChristoph Hellwig 	spin_unlock_irqrestore(&q->requeue_lock, flags);
5026fca6a61SChristoph Hellwig }
5036fca6a61SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_add_to_requeue_list);
5046fca6a61SChristoph Hellwig 
5056fca6a61SChristoph Hellwig void blk_mq_kick_requeue_list(struct request_queue *q)
5066fca6a61SChristoph Hellwig {
5076fca6a61SChristoph Hellwig 	kblockd_schedule_work(&q->requeue_work);
5086fca6a61SChristoph Hellwig }
5096fca6a61SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_kick_requeue_list);
5106fca6a61SChristoph Hellwig 
5117c94e1c1SMing Lei static inline bool is_flush_request(struct request *rq,
5127c94e1c1SMing Lei 		struct blk_flush_queue *fq, unsigned int tag)
51324d2f903SChristoph Hellwig {
5140e62f51fSJens Axboe 	return ((rq->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ) &&
5157c94e1c1SMing Lei 			fq->flush_rq->tag == tag);
5160e62f51fSJens Axboe }
51722302375SShaohua Li 
5180e62f51fSJens Axboe struct request *blk_mq_tag_to_rq(struct blk_mq_tags *tags, unsigned int tag)
5190e62f51fSJens Axboe {
5200e62f51fSJens Axboe 	struct request *rq = tags->rqs[tag];
521e97c293cSMing Lei 	/* mq_ctx of flush rq is always cloned from the corresponding req */
522e97c293cSMing Lei 	struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(rq->q, rq->mq_ctx);
52322302375SShaohua Li 
5247c94e1c1SMing Lei 	if (!is_flush_request(rq, fq, tag))
5250e62f51fSJens Axboe 		return rq;
5260e62f51fSJens Axboe 
5277c94e1c1SMing Lei 	return fq->flush_rq;
52824d2f903SChristoph Hellwig }
52924d2f903SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_tag_to_rq);
53024d2f903SChristoph Hellwig 
531320ae51fSJens Axboe struct blk_mq_timeout_data {
53246f92d42SChristoph Hellwig 	unsigned long next;
53346f92d42SChristoph Hellwig 	unsigned int next_set;
534320ae51fSJens Axboe };
535320ae51fSJens Axboe 
53690415837SChristoph Hellwig void blk_mq_rq_timed_out(struct request *req, bool reserved)
537320ae51fSJens Axboe {
53846f92d42SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_ops *ops = req->q->mq_ops;
53946f92d42SChristoph Hellwig 	enum blk_eh_timer_return ret = BLK_EH_RESET_TIMER;
54087ee7b11SJens Axboe 
54187ee7b11SJens Axboe 	/*
54287ee7b11SJens Axboe 	 * We know that complete is set at this point. If STARTED isn't set
54387ee7b11SJens Axboe 	 * anymore, then the request isn't active and the "timeout" should
54487ee7b11SJens Axboe 	 * just be ignored. This can happen due to the bitflag ordering.
54587ee7b11SJens Axboe 	 * Timeout first checks if STARTED is set, and if it is, assumes
54687ee7b11SJens Axboe 	 * the request is active. But if we race with completion, then
54787ee7b11SJens Axboe 	 * we both flags will get cleared. So check here again, and ignore
54887ee7b11SJens Axboe 	 * a timeout event with a request that isn't active.
54987ee7b11SJens Axboe 	 */
55046f92d42SChristoph Hellwig 	if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &req->atomic_flags))
55146f92d42SChristoph Hellwig 		return;
55287ee7b11SJens Axboe 
55346f92d42SChristoph Hellwig 	if (ops->timeout)
5540152fb6bSChristoph Hellwig 		ret = ops->timeout(req, reserved);
55587ee7b11SJens Axboe 
55646f92d42SChristoph Hellwig 	switch (ret) {
55746f92d42SChristoph Hellwig 	case BLK_EH_HANDLED:
55846f92d42SChristoph Hellwig 		__blk_mq_complete_request(req);
55946f92d42SChristoph Hellwig 		break;
56046f92d42SChristoph Hellwig 	case BLK_EH_RESET_TIMER:
56146f92d42SChristoph Hellwig 		blk_add_timer(req);
56246f92d42SChristoph Hellwig 		blk_clear_rq_complete(req);
56346f92d42SChristoph Hellwig 		break;
56446f92d42SChristoph Hellwig 	case BLK_EH_NOT_HANDLED:
56546f92d42SChristoph Hellwig 		break;
56646f92d42SChristoph Hellwig 	default:
56746f92d42SChristoph Hellwig 		printk(KERN_ERR "block: bad eh return: %d\n", ret);
56846f92d42SChristoph Hellwig 		break;
56987ee7b11SJens Axboe 	}
57087ee7b11SJens Axboe }
57187ee7b11SJens Axboe 
57281481eb4SChristoph Hellwig static void blk_mq_check_expired(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
57381481eb4SChristoph Hellwig 		struct request *rq, void *priv, bool reserved)
574320ae51fSJens Axboe {
57581481eb4SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_timeout_data *data = priv;
57681481eb4SChristoph Hellwig 
57746f92d42SChristoph Hellwig 	if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags))
57846f92d42SChristoph Hellwig 		return;
57946f92d42SChristoph Hellwig 
58046f92d42SChristoph Hellwig 	if (time_after_eq(jiffies, rq->deadline)) {
58146f92d42SChristoph Hellwig 		if (!blk_mark_rq_complete(rq))
5820152fb6bSChristoph Hellwig 			blk_mq_rq_timed_out(rq, reserved);
58346f92d42SChristoph Hellwig 	} else if (!data->next_set || time_after(data->next, rq->deadline)) {
58446f92d42SChristoph Hellwig 		data->next = rq->deadline;
58546f92d42SChristoph Hellwig 		data->next_set = 1;
58646f92d42SChristoph Hellwig 	}
58781481eb4SChristoph Hellwig }
58881481eb4SChristoph Hellwig 
58981481eb4SChristoph Hellwig static void blk_mq_rq_timer(unsigned long priv)
59081481eb4SChristoph Hellwig {
59181481eb4SChristoph Hellwig 	struct request_queue *q = (struct request_queue *)priv;
59281481eb4SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_timeout_data data = {
59381481eb4SChristoph Hellwig 		.next		= 0,
59481481eb4SChristoph Hellwig 		.next_set	= 0,
59581481eb4SChristoph Hellwig 	};
596320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
59781481eb4SChristoph Hellwig 	int i;
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 		 */
60419c66e59SMing Lei 		if (!blk_mq_hw_queue_mapped(hctx))
605484b4061SJens Axboe 			continue;
606484b4061SJens Axboe 
60781481eb4SChristoph Hellwig 		blk_mq_tag_busy_iter(hctx, blk_mq_check_expired, &data);
608484b4061SJens Axboe 	}
609320ae51fSJens Axboe 
61081481eb4SChristoph Hellwig 	if (data.next_set) {
61181481eb4SChristoph Hellwig 		data.next = blk_rq_timeout(round_jiffies_up(data.next));
61281481eb4SChristoph Hellwig 		mod_timer(&q->timeout, data.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);
70374c45052SJens Axboe 	LIST_HEAD(driver_list);
70474c45052SJens Axboe 	struct list_head *dptr;
7051429d7c9SJens Axboe 	int queued;
706320ae51fSJens Axboe 
707fd1270d5SJens Axboe 	WARN_ON(!cpumask_test_cpu(raw_smp_processor_id(), hctx->cpumask));
708e4043dcfSJens Axboe 
7095d12f905SJens Axboe 	if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state)))
710320ae51fSJens Axboe 		return;
711320ae51fSJens Axboe 
712320ae51fSJens Axboe 	hctx->run++;
713320ae51fSJens Axboe 
714320ae51fSJens Axboe 	/*
715320ae51fSJens Axboe 	 * Touch any software queue that has pending entries.
716320ae51fSJens Axboe 	 */
7171429d7c9SJens Axboe 	flush_busy_ctxs(hctx, &rq_list);
718320ae51fSJens Axboe 
719320ae51fSJens Axboe 	/*
720320ae51fSJens Axboe 	 * If we have previous entries on our dispatch list, grab them
721320ae51fSJens Axboe 	 * and stuff them at the front for more fair dispatch.
722320ae51fSJens Axboe 	 */
723320ae51fSJens Axboe 	if (!list_empty_careful(&hctx->dispatch)) {
724320ae51fSJens Axboe 		spin_lock(&hctx->lock);
725320ae51fSJens Axboe 		if (!list_empty(&hctx->dispatch))
726320ae51fSJens Axboe 			list_splice_init(&hctx->dispatch, &rq_list);
727320ae51fSJens Axboe 		spin_unlock(&hctx->lock);
728320ae51fSJens Axboe 	}
729320ae51fSJens Axboe 
730320ae51fSJens Axboe 	/*
73174c45052SJens Axboe 	 * Start off with dptr being NULL, so we start the first request
73274c45052SJens Axboe 	 * immediately, even if we have more pending.
73374c45052SJens Axboe 	 */
73474c45052SJens Axboe 	dptr = NULL;
73574c45052SJens Axboe 
73674c45052SJens Axboe 	/*
737320ae51fSJens Axboe 	 * Now process all the entries, sending them to the driver.
738320ae51fSJens Axboe 	 */
7391429d7c9SJens Axboe 	queued = 0;
740320ae51fSJens Axboe 	while (!list_empty(&rq_list)) {
74174c45052SJens Axboe 		struct blk_mq_queue_data bd;
742320ae51fSJens Axboe 		int ret;
743320ae51fSJens Axboe 
744320ae51fSJens Axboe 		rq = list_first_entry(&rq_list, struct request, queuelist);
745320ae51fSJens Axboe 		list_del_init(&rq->queuelist);
746320ae51fSJens Axboe 
74774c45052SJens Axboe 		bd.rq = rq;
74874c45052SJens Axboe 		bd.list = dptr;
74974c45052SJens Axboe 		bd.last = list_empty(&rq_list);
75074c45052SJens Axboe 
75174c45052SJens Axboe 		ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, &bd);
752320ae51fSJens Axboe 		switch (ret) {
753320ae51fSJens Axboe 		case BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK:
754320ae51fSJens Axboe 			queued++;
755320ae51fSJens Axboe 			continue;
756320ae51fSJens Axboe 		case BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY:
757320ae51fSJens Axboe 			list_add(&rq->queuelist, &rq_list);
758ed0791b2SChristoph Hellwig 			__blk_mq_requeue_request(rq);
759320ae51fSJens Axboe 			break;
760320ae51fSJens Axboe 		default:
761320ae51fSJens Axboe 			pr_err("blk-mq: bad return on queue: %d\n", ret);
762320ae51fSJens Axboe 		case BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR:
7631e93b8c2SChristoph Hellwig 			rq->errors = -EIO;
764c8a446adSChristoph Hellwig 			blk_mq_end_request(rq, rq->errors);
765320ae51fSJens Axboe 			break;
766320ae51fSJens Axboe 		}
767320ae51fSJens Axboe 
768320ae51fSJens Axboe 		if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY)
769320ae51fSJens Axboe 			break;
77074c45052SJens Axboe 
77174c45052SJens Axboe 		/*
77274c45052SJens Axboe 		 * We've done the first request. If we have more than 1
77374c45052SJens Axboe 		 * left in the list, set dptr to defer issue.
77474c45052SJens Axboe 		 */
77574c45052SJens Axboe 		if (!dptr && rq_list.next != rq_list.prev)
77674c45052SJens Axboe 			dptr = &driver_list;
777320ae51fSJens Axboe 	}
778320ae51fSJens Axboe 
779320ae51fSJens Axboe 	if (!queued)
780320ae51fSJens Axboe 		hctx->dispatched[0]++;
781320ae51fSJens Axboe 	else if (queued < (1 << (BLK_MQ_MAX_DISPATCH_ORDER - 1)))
782320ae51fSJens Axboe 		hctx->dispatched[ilog2(queued) + 1]++;
783320ae51fSJens Axboe 
784320ae51fSJens Axboe 	/*
785320ae51fSJens Axboe 	 * Any items that need requeuing? Stuff them into hctx->dispatch,
786320ae51fSJens Axboe 	 * that is where we will continue on next queue run.
787320ae51fSJens Axboe 	 */
788320ae51fSJens Axboe 	if (!list_empty(&rq_list)) {
789320ae51fSJens Axboe 		spin_lock(&hctx->lock);
790320ae51fSJens Axboe 		list_splice(&rq_list, &hctx->dispatch);
791320ae51fSJens Axboe 		spin_unlock(&hctx->lock);
792320ae51fSJens Axboe 	}
793320ae51fSJens Axboe }
794320ae51fSJens Axboe 
795506e931fSJens Axboe /*
796506e931fSJens Axboe  * It'd be great if the workqueue API had a way to pass
797506e931fSJens Axboe  * in a mask and had some smarts for more clever placement.
798506e931fSJens Axboe  * For now we just round-robin here, switching for every
799506e931fSJens Axboe  * BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH queued items.
800506e931fSJens Axboe  */
801506e931fSJens Axboe static int blk_mq_hctx_next_cpu(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
802506e931fSJens Axboe {
803b657d7e6SChristoph Hellwig 	if (hctx->queue->nr_hw_queues == 1)
804b657d7e6SChristoph Hellwig 		return WORK_CPU_UNBOUND;
805506e931fSJens Axboe 
806506e931fSJens Axboe 	if (--hctx->next_cpu_batch <= 0) {
807b657d7e6SChristoph Hellwig 		int cpu = hctx->next_cpu, next_cpu;
808506e931fSJens Axboe 
809506e931fSJens Axboe 		next_cpu = cpumask_next(hctx->next_cpu, hctx->cpumask);
810506e931fSJens Axboe 		if (next_cpu >= nr_cpu_ids)
811506e931fSJens Axboe 			next_cpu = cpumask_first(hctx->cpumask);
812506e931fSJens Axboe 
813506e931fSJens Axboe 		hctx->next_cpu = next_cpu;
814506e931fSJens Axboe 		hctx->next_cpu_batch = BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH;
815506e931fSJens Axboe 
816506e931fSJens Axboe 		return cpu;
817506e931fSJens Axboe 	}
818506e931fSJens Axboe 
819b657d7e6SChristoph Hellwig 	return hctx->next_cpu;
820b657d7e6SChristoph Hellwig }
821b657d7e6SChristoph Hellwig 
822320ae51fSJens Axboe void blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async)
823320ae51fSJens Axboe {
82419c66e59SMing Lei 	if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state) ||
82519c66e59SMing Lei 	    !blk_mq_hw_queue_mapped(hctx)))
826320ae51fSJens Axboe 		return;
827320ae51fSJens Axboe 
828398205b8SPaolo Bonzini 	if (!async) {
8292a90d4aaSPaolo Bonzini 		int cpu = get_cpu();
8302a90d4aaSPaolo Bonzini 		if (cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask)) {
831320ae51fSJens Axboe 			__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
8322a90d4aaSPaolo Bonzini 			put_cpu();
833398205b8SPaolo Bonzini 			return;
834e4043dcfSJens Axboe 		}
835398205b8SPaolo Bonzini 
8362a90d4aaSPaolo Bonzini 		put_cpu();
837398205b8SPaolo Bonzini 	}
838398205b8SPaolo Bonzini 
839b657d7e6SChristoph Hellwig 	kblockd_schedule_delayed_work_on(blk_mq_hctx_next_cpu(hctx),
840b657d7e6SChristoph Hellwig 			&hctx->run_work, 0);
841320ae51fSJens Axboe }
842320ae51fSJens Axboe 
843320ae51fSJens Axboe void blk_mq_run_queues(struct request_queue *q, bool async)
844320ae51fSJens Axboe {
845320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
846320ae51fSJens Axboe 	int i;
847320ae51fSJens Axboe 
848320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
849320ae51fSJens Axboe 		if ((!blk_mq_hctx_has_pending(hctx) &&
850320ae51fSJens Axboe 		    list_empty_careful(&hctx->dispatch)) ||
8515d12f905SJens Axboe 		    test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
852320ae51fSJens Axboe 			continue;
853320ae51fSJens Axboe 
854320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
855320ae51fSJens Axboe 	}
856320ae51fSJens Axboe }
857320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_run_queues);
858320ae51fSJens Axboe 
859320ae51fSJens Axboe void blk_mq_stop_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
860320ae51fSJens Axboe {
86170f4db63SChristoph Hellwig 	cancel_delayed_work(&hctx->run_work);
86270f4db63SChristoph Hellwig 	cancel_delayed_work(&hctx->delay_work);
863320ae51fSJens Axboe 	set_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
864320ae51fSJens Axboe }
865320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queue);
866320ae51fSJens Axboe 
867280d45f6SChristoph Hellwig void blk_mq_stop_hw_queues(struct request_queue *q)
868280d45f6SChristoph Hellwig {
869280d45f6SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
870280d45f6SChristoph Hellwig 	int i;
871280d45f6SChristoph Hellwig 
872280d45f6SChristoph Hellwig 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
873280d45f6SChristoph Hellwig 		blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
874280d45f6SChristoph Hellwig }
875280d45f6SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queues);
876280d45f6SChristoph Hellwig 
877320ae51fSJens Axboe void blk_mq_start_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
878320ae51fSJens Axboe {
879320ae51fSJens Axboe 	clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
880e4043dcfSJens Axboe 
8810ffbce80SJens Axboe 	blk_mq_run_hw_queue(hctx, false);
882320ae51fSJens Axboe }
883320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queue);
884320ae51fSJens Axboe 
8852f268556SChristoph Hellwig void blk_mq_start_hw_queues(struct request_queue *q)
8862f268556SChristoph Hellwig {
8872f268556SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
8882f268556SChristoph Hellwig 	int i;
8892f268556SChristoph Hellwig 
8902f268556SChristoph Hellwig 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
8912f268556SChristoph Hellwig 		blk_mq_start_hw_queue(hctx);
8922f268556SChristoph Hellwig }
8932f268556SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queues);
8942f268556SChristoph Hellwig 
8952f268556SChristoph Hellwig 
8961b4a3258SChristoph Hellwig void blk_mq_start_stopped_hw_queues(struct request_queue *q, bool async)
897320ae51fSJens Axboe {
898320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
899320ae51fSJens Axboe 	int i;
900320ae51fSJens Axboe 
901320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
902320ae51fSJens Axboe 		if (!test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
903320ae51fSJens Axboe 			continue;
904320ae51fSJens Axboe 
905320ae51fSJens Axboe 		clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
9061b4a3258SChristoph Hellwig 		blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
907320ae51fSJens Axboe 	}
908320ae51fSJens Axboe }
909320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_stopped_hw_queues);
910320ae51fSJens Axboe 
91170f4db63SChristoph Hellwig static void blk_mq_run_work_fn(struct work_struct *work)
912320ae51fSJens Axboe {
913320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
914320ae51fSJens Axboe 
91570f4db63SChristoph Hellwig 	hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, run_work.work);
916e4043dcfSJens Axboe 
917320ae51fSJens Axboe 	__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
918320ae51fSJens Axboe }
919320ae51fSJens Axboe 
92070f4db63SChristoph Hellwig static void blk_mq_delay_work_fn(struct work_struct *work)
92170f4db63SChristoph Hellwig {
92270f4db63SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
92370f4db63SChristoph Hellwig 
92470f4db63SChristoph Hellwig 	hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, delay_work.work);
92570f4db63SChristoph Hellwig 
92670f4db63SChristoph Hellwig 	if (test_and_clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
92770f4db63SChristoph Hellwig 		__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
92870f4db63SChristoph Hellwig }
92970f4db63SChristoph Hellwig 
93070f4db63SChristoph Hellwig void blk_mq_delay_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned long msecs)
93170f4db63SChristoph Hellwig {
93219c66e59SMing Lei 	if (unlikely(!blk_mq_hw_queue_mapped(hctx)))
93319c66e59SMing Lei 		return;
93470f4db63SChristoph Hellwig 
935b657d7e6SChristoph Hellwig 	kblockd_schedule_delayed_work_on(blk_mq_hctx_next_cpu(hctx),
936b657d7e6SChristoph Hellwig 			&hctx->delay_work, msecs_to_jiffies(msecs));
93770f4db63SChristoph Hellwig }
93870f4db63SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_delay_queue);
93970f4db63SChristoph Hellwig 
940320ae51fSJens Axboe static void __blk_mq_insert_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
94172a0a36eSChristoph Hellwig 				    struct request *rq, bool at_head)
942320ae51fSJens Axboe {
943320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
944320ae51fSJens Axboe 
94501b983c9SJens Axboe 	trace_block_rq_insert(hctx->queue, rq);
94601b983c9SJens Axboe 
94772a0a36eSChristoph Hellwig 	if (at_head)
94872a0a36eSChristoph Hellwig 		list_add(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
94972a0a36eSChristoph Hellwig 	else
950320ae51fSJens Axboe 		list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
9514bb659b1SJens Axboe 
952320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
953320ae51fSJens Axboe }
954320ae51fSJens Axboe 
955eeabc850SChristoph Hellwig void blk_mq_insert_request(struct request *rq, bool at_head, bool run_queue,
956eeabc850SChristoph Hellwig 		bool async)
957320ae51fSJens Axboe {
958320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
959320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
960eeabc850SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx, *current_ctx;
961320ae51fSJens Axboe 
962320ae51fSJens Axboe 	current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
963eeabc850SChristoph Hellwig 	if (!cpu_online(ctx->cpu))
964eeabc850SChristoph Hellwig 		rq->mq_ctx = ctx = current_ctx;
965320ae51fSJens Axboe 
966320ae51fSJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
967320ae51fSJens Axboe 
968320ae51fSJens Axboe 	spin_lock(&ctx->lock);
969eeabc850SChristoph Hellwig 	__blk_mq_insert_request(hctx, rq, at_head);
970320ae51fSJens Axboe 	spin_unlock(&ctx->lock);
971320ae51fSJens Axboe 
972320ae51fSJens Axboe 	if (run_queue)
973320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
974e4043dcfSJens Axboe 
975e4043dcfSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(current_ctx);
976320ae51fSJens Axboe }
977320ae51fSJens Axboe 
978320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_insert_requests(struct request_queue *q,
979320ae51fSJens Axboe 				     struct blk_mq_ctx *ctx,
980320ae51fSJens Axboe 				     struct list_head *list,
981320ae51fSJens Axboe 				     int depth,
982320ae51fSJens Axboe 				     bool from_schedule)
983320ae51fSJens Axboe 
984320ae51fSJens Axboe {
985320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
986320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *current_ctx;
987320ae51fSJens Axboe 
988320ae51fSJens Axboe 	trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
989320ae51fSJens Axboe 
990320ae51fSJens Axboe 	current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
991320ae51fSJens Axboe 
992320ae51fSJens Axboe 	if (!cpu_online(ctx->cpu))
993320ae51fSJens Axboe 		ctx = current_ctx;
994320ae51fSJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
995320ae51fSJens Axboe 
996320ae51fSJens Axboe 	/*
997320ae51fSJens Axboe 	 * preemption doesn't flush plug list, so it's possible ctx->cpu is
998320ae51fSJens Axboe 	 * offline now
999320ae51fSJens Axboe 	 */
1000320ae51fSJens Axboe 	spin_lock(&ctx->lock);
1001320ae51fSJens Axboe 	while (!list_empty(list)) {
1002320ae51fSJens Axboe 		struct request *rq;
1003320ae51fSJens Axboe 
1004320ae51fSJens Axboe 		rq = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
1005320ae51fSJens Axboe 		list_del_init(&rq->queuelist);
1006320ae51fSJens Axboe 		rq->mq_ctx = ctx;
100772a0a36eSChristoph Hellwig 		__blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
1008320ae51fSJens Axboe 	}
1009320ae51fSJens Axboe 	spin_unlock(&ctx->lock);
1010320ae51fSJens Axboe 
1011320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_run_hw_queue(hctx, from_schedule);
1012e4043dcfSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(current_ctx);
1013320ae51fSJens Axboe }
1014320ae51fSJens Axboe 
1015320ae51fSJens Axboe static int plug_ctx_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1016320ae51fSJens Axboe {
1017320ae51fSJens Axboe 	struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
1018320ae51fSJens Axboe 	struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
1019320ae51fSJens Axboe 
1020320ae51fSJens Axboe 	return !(rqa->mq_ctx < rqb->mq_ctx ||
1021320ae51fSJens Axboe 		 (rqa->mq_ctx == rqb->mq_ctx &&
1022320ae51fSJens Axboe 		  blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
1023320ae51fSJens Axboe }
1024320ae51fSJens Axboe 
1025320ae51fSJens Axboe void blk_mq_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1026320ae51fSJens Axboe {
1027320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *this_ctx;
1028320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *this_q;
1029320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
1030320ae51fSJens Axboe 	LIST_HEAD(list);
1031320ae51fSJens Axboe 	LIST_HEAD(ctx_list);
1032320ae51fSJens Axboe 	unsigned int depth;
1033320ae51fSJens Axboe 
1034320ae51fSJens Axboe 	list_splice_init(&plug->mq_list, &list);
1035320ae51fSJens Axboe 
1036320ae51fSJens Axboe 	list_sort(NULL, &list, plug_ctx_cmp);
1037320ae51fSJens Axboe 
1038320ae51fSJens Axboe 	this_q = NULL;
1039320ae51fSJens Axboe 	this_ctx = NULL;
1040320ae51fSJens Axboe 	depth = 0;
1041320ae51fSJens Axboe 
1042320ae51fSJens Axboe 	while (!list_empty(&list)) {
1043320ae51fSJens Axboe 		rq = list_entry_rq(list.next);
1044320ae51fSJens Axboe 		list_del_init(&rq->queuelist);
1045320ae51fSJens Axboe 		BUG_ON(!rq->q);
1046320ae51fSJens Axboe 		if (rq->mq_ctx != this_ctx) {
1047320ae51fSJens Axboe 			if (this_ctx) {
1048320ae51fSJens Axboe 				blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx,
1049320ae51fSJens Axboe 							&ctx_list, depth,
1050320ae51fSJens Axboe 							from_schedule);
1051320ae51fSJens Axboe 			}
1052320ae51fSJens Axboe 
1053320ae51fSJens Axboe 			this_ctx = rq->mq_ctx;
1054320ae51fSJens Axboe 			this_q = rq->q;
1055320ae51fSJens Axboe 			depth = 0;
1056320ae51fSJens Axboe 		}
1057320ae51fSJens Axboe 
1058320ae51fSJens Axboe 		depth++;
1059320ae51fSJens Axboe 		list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx_list);
1060320ae51fSJens Axboe 	}
1061320ae51fSJens Axboe 
1062320ae51fSJens Axboe 	/*
1063320ae51fSJens Axboe 	 * If 'this_ctx' is set, we know we have entries to complete
1064320ae51fSJens Axboe 	 * on 'ctx_list'. Do those.
1065320ae51fSJens Axboe 	 */
1066320ae51fSJens Axboe 	if (this_ctx) {
1067320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx, &ctx_list, depth,
1068320ae51fSJens Axboe 				       from_schedule);
1069320ae51fSJens Axboe 	}
1070320ae51fSJens Axboe }
1071320ae51fSJens Axboe 
1072320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_bio_to_request(struct request *rq, struct bio *bio)
1073320ae51fSJens Axboe {
1074320ae51fSJens Axboe 	init_request_from_bio(rq, bio);
10754b570521SJens Axboe 
10763ee32372SJens Axboe 	if (blk_do_io_stat(rq))
1077320ae51fSJens Axboe 		blk_account_io_start(rq, 1);
1078320ae51fSJens Axboe }
1079320ae51fSJens Axboe 
1080274a5843SJens Axboe static inline bool hctx_allow_merges(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1081274a5843SJens Axboe {
1082274a5843SJens Axboe 	return (hctx->flags & BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE) &&
1083274a5843SJens Axboe 		!blk_queue_nomerges(hctx->queue);
1084274a5843SJens Axboe }
1085274a5843SJens Axboe 
108607068d5bSJens Axboe static inline bool blk_mq_merge_queue_io(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
108707068d5bSJens Axboe 					 struct blk_mq_ctx *ctx,
108807068d5bSJens Axboe 					 struct request *rq, struct bio *bio)
108907068d5bSJens Axboe {
1090274a5843SJens Axboe 	if (!hctx_allow_merges(hctx)) {
109107068d5bSJens Axboe 		blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
109207068d5bSJens Axboe 		spin_lock(&ctx->lock);
109307068d5bSJens Axboe insert_rq:
109407068d5bSJens Axboe 		__blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
109507068d5bSJens Axboe 		spin_unlock(&ctx->lock);
109607068d5bSJens Axboe 		return false;
109707068d5bSJens Axboe 	} else {
1098274a5843SJens Axboe 		struct request_queue *q = hctx->queue;
1099274a5843SJens Axboe 
110007068d5bSJens Axboe 		spin_lock(&ctx->lock);
110107068d5bSJens Axboe 		if (!blk_mq_attempt_merge(q, ctx, bio)) {
110207068d5bSJens Axboe 			blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
110307068d5bSJens Axboe 			goto insert_rq;
110407068d5bSJens Axboe 		}
110507068d5bSJens Axboe 
110607068d5bSJens Axboe 		spin_unlock(&ctx->lock);
110707068d5bSJens Axboe 		__blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
110807068d5bSJens Axboe 		return true;
110907068d5bSJens Axboe 	}
111007068d5bSJens Axboe }
111107068d5bSJens Axboe 
111207068d5bSJens Axboe struct blk_map_ctx {
111307068d5bSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
111407068d5bSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
111507068d5bSJens Axboe };
111607068d5bSJens Axboe 
111707068d5bSJens Axboe static struct request *blk_mq_map_request(struct request_queue *q,
111807068d5bSJens Axboe 					  struct bio *bio,
111907068d5bSJens Axboe 					  struct blk_map_ctx *data)
1120320ae51fSJens Axboe {
1121320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1122320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
1123320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
112407068d5bSJens Axboe 	int rw = bio_data_dir(bio);
1125cb96a42cSMing Lei 	struct blk_mq_alloc_data alloc_data;
1126320ae51fSJens Axboe 
112707068d5bSJens Axboe 	if (unlikely(blk_mq_queue_enter(q))) {
112814ec77f3SNicholas Bellinger 		bio_endio(bio, -EIO);
112907068d5bSJens Axboe 		return NULL;
1130320ae51fSJens Axboe 	}
1131320ae51fSJens Axboe 
1132320ae51fSJens Axboe 	ctx = blk_mq_get_ctx(q);
1133320ae51fSJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
1134320ae51fSJens Axboe 
113507068d5bSJens Axboe 	if (rw_is_sync(bio->bi_rw))
113627fbf4e8SShaohua Li 		rw |= REQ_SYNC;
113707068d5bSJens Axboe 
1138320ae51fSJens Axboe 	trace_block_getrq(q, bio, rw);
1139cb96a42cSMing Lei 	blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q, GFP_ATOMIC, false, ctx,
1140cb96a42cSMing Lei 			hctx);
1141cb96a42cSMing Lei 	rq = __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw);
11425dee8577SChristoph Hellwig 	if (unlikely(!rq)) {
1143793597a6SChristoph Hellwig 		__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
1144320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_put_ctx(ctx);
1145320ae51fSJens Axboe 		trace_block_sleeprq(q, bio, rw);
1146793597a6SChristoph Hellwig 
1147793597a6SChristoph Hellwig 		ctx = blk_mq_get_ctx(q);
1148320ae51fSJens Axboe 		hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
1149cb96a42cSMing Lei 		blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q,
1150cb96a42cSMing Lei 				__GFP_WAIT|GFP_ATOMIC, false, ctx, hctx);
1151cb96a42cSMing Lei 		rq = __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw);
1152cb96a42cSMing Lei 		ctx = alloc_data.ctx;
1153cb96a42cSMing Lei 		hctx = alloc_data.hctx;
1154320ae51fSJens Axboe 	}
1155320ae51fSJens Axboe 
1156320ae51fSJens Axboe 	hctx->queued++;
115707068d5bSJens Axboe 	data->hctx = hctx;
115807068d5bSJens Axboe 	data->ctx = ctx;
115907068d5bSJens Axboe 	return rq;
116007068d5bSJens Axboe }
116107068d5bSJens Axboe 
116207068d5bSJens Axboe /*
116307068d5bSJens Axboe  * Multiple hardware queue variant. This will not use per-process plugs,
116407068d5bSJens Axboe  * but will attempt to bypass the hctx queueing if we can go straight to
116507068d5bSJens Axboe  * hardware for SYNC IO.
116607068d5bSJens Axboe  */
116707068d5bSJens Axboe static void blk_mq_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
116807068d5bSJens Axboe {
116907068d5bSJens Axboe 	const int is_sync = rw_is_sync(bio->bi_rw);
117007068d5bSJens Axboe 	const int is_flush_fua = bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA);
117107068d5bSJens Axboe 	struct blk_map_ctx data;
117207068d5bSJens Axboe 	struct request *rq;
117307068d5bSJens Axboe 
117407068d5bSJens Axboe 	blk_queue_bounce(q, &bio);
117507068d5bSJens Axboe 
117607068d5bSJens Axboe 	if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
117707068d5bSJens Axboe 		bio_endio(bio, -EIO);
117807068d5bSJens Axboe 		return;
117907068d5bSJens Axboe 	}
118007068d5bSJens Axboe 
118107068d5bSJens Axboe 	rq = blk_mq_map_request(q, bio, &data);
118207068d5bSJens Axboe 	if (unlikely(!rq))
118307068d5bSJens Axboe 		return;
118407068d5bSJens Axboe 
118507068d5bSJens Axboe 	if (unlikely(is_flush_fua)) {
118607068d5bSJens Axboe 		blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
118707068d5bSJens Axboe 		blk_insert_flush(rq);
118807068d5bSJens Axboe 		goto run_queue;
118907068d5bSJens Axboe 	}
119007068d5bSJens Axboe 
1191e167dfb5SJens Axboe 	/*
1192e167dfb5SJens Axboe 	 * If the driver supports defer issued based on 'last', then
1193e167dfb5SJens Axboe 	 * queue it up like normal since we can potentially save some
1194e167dfb5SJens Axboe 	 * CPU this way.
1195e167dfb5SJens Axboe 	 */
1196e167dfb5SJens Axboe 	if (is_sync && !(data.hctx->flags & BLK_MQ_F_DEFER_ISSUE)) {
119774c45052SJens Axboe 		struct blk_mq_queue_data bd = {
119874c45052SJens Axboe 			.rq = rq,
119974c45052SJens Axboe 			.list = NULL,
120074c45052SJens Axboe 			.last = 1
120174c45052SJens Axboe 		};
120207068d5bSJens Axboe 		int ret;
120307068d5bSJens Axboe 
120407068d5bSJens Axboe 		blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
120507068d5bSJens Axboe 
120607068d5bSJens Axboe 		/*
120707068d5bSJens Axboe 		 * For OK queue, we are done. For error, kill it. Any other
120807068d5bSJens Axboe 		 * error (busy), just add it to our list as we previously
120907068d5bSJens Axboe 		 * would have done
121007068d5bSJens Axboe 		 */
121174c45052SJens Axboe 		ret = q->mq_ops->queue_rq(data.hctx, &bd);
121207068d5bSJens Axboe 		if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK)
121307068d5bSJens Axboe 			goto done;
121407068d5bSJens Axboe 		else {
121507068d5bSJens Axboe 			__blk_mq_requeue_request(rq);
121607068d5bSJens Axboe 
121707068d5bSJens Axboe 			if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR) {
121807068d5bSJens Axboe 				rq->errors = -EIO;
1219c8a446adSChristoph Hellwig 				blk_mq_end_request(rq, rq->errors);
122007068d5bSJens Axboe 				goto done;
122107068d5bSJens Axboe 			}
122207068d5bSJens Axboe 		}
122307068d5bSJens Axboe 	}
122407068d5bSJens Axboe 
122507068d5bSJens Axboe 	if (!blk_mq_merge_queue_io(data.hctx, data.ctx, rq, bio)) {
122607068d5bSJens Axboe 		/*
122707068d5bSJens Axboe 		 * For a SYNC request, send it to the hardware immediately. For
122807068d5bSJens Axboe 		 * an ASYNC request, just ensure that we run it later on. The
122907068d5bSJens Axboe 		 * latter allows for merging opportunities and more efficient
123007068d5bSJens Axboe 		 * dispatching.
123107068d5bSJens Axboe 		 */
123207068d5bSJens Axboe run_queue:
123307068d5bSJens Axboe 		blk_mq_run_hw_queue(data.hctx, !is_sync || is_flush_fua);
123407068d5bSJens Axboe 	}
123507068d5bSJens Axboe done:
123607068d5bSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(data.ctx);
123707068d5bSJens Axboe }
123807068d5bSJens Axboe 
123907068d5bSJens Axboe /*
124007068d5bSJens Axboe  * Single hardware queue variant. This will attempt to use any per-process
124107068d5bSJens Axboe  * plug for merging and IO deferral.
124207068d5bSJens Axboe  */
124307068d5bSJens Axboe static void blk_sq_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
124407068d5bSJens Axboe {
124507068d5bSJens Axboe 	const int is_sync = rw_is_sync(bio->bi_rw);
124607068d5bSJens Axboe 	const int is_flush_fua = bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA);
124707068d5bSJens Axboe 	unsigned int use_plug, request_count = 0;
124807068d5bSJens Axboe 	struct blk_map_ctx data;
124907068d5bSJens Axboe 	struct request *rq;
125007068d5bSJens Axboe 
125107068d5bSJens Axboe 	/*
125207068d5bSJens Axboe 	 * If we have multiple hardware queues, just go directly to
125307068d5bSJens Axboe 	 * one of those for sync IO.
125407068d5bSJens Axboe 	 */
125507068d5bSJens Axboe 	use_plug = !is_flush_fua && !is_sync;
125607068d5bSJens Axboe 
125707068d5bSJens Axboe 	blk_queue_bounce(q, &bio);
125807068d5bSJens Axboe 
125907068d5bSJens Axboe 	if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
126007068d5bSJens Axboe 		bio_endio(bio, -EIO);
126107068d5bSJens Axboe 		return;
126207068d5bSJens Axboe 	}
126307068d5bSJens Axboe 
126407068d5bSJens Axboe 	if (use_plug && !blk_queue_nomerges(q) &&
126507068d5bSJens Axboe 	    blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count))
126607068d5bSJens Axboe 		return;
126707068d5bSJens Axboe 
126807068d5bSJens Axboe 	rq = blk_mq_map_request(q, bio, &data);
1269ff87bcecSJens Axboe 	if (unlikely(!rq))
1270ff87bcecSJens Axboe 		return;
1271320ae51fSJens Axboe 
1272320ae51fSJens Axboe 	if (unlikely(is_flush_fua)) {
1273320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
1274320ae51fSJens Axboe 		blk_insert_flush(rq);
1275320ae51fSJens Axboe 		goto run_queue;
1276320ae51fSJens Axboe 	}
1277320ae51fSJens Axboe 
1278320ae51fSJens Axboe 	/*
1279320ae51fSJens Axboe 	 * A task plug currently exists. Since this is completely lockless,
1280320ae51fSJens Axboe 	 * utilize that to temporarily store requests until the task is
1281320ae51fSJens Axboe 	 * either done or scheduled away.
1282320ae51fSJens Axboe 	 */
1283320ae51fSJens Axboe 	if (use_plug) {
1284320ae51fSJens Axboe 		struct blk_plug *plug = current->plug;
1285320ae51fSJens Axboe 
1286320ae51fSJens Axboe 		if (plug) {
1287320ae51fSJens Axboe 			blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
128892f399c7SShaohua Li 			if (list_empty(&plug->mq_list))
1289320ae51fSJens Axboe 				trace_block_plug(q);
1290320ae51fSJens Axboe 			else if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
1291320ae51fSJens Axboe 				blk_flush_plug_list(plug, false);
1292320ae51fSJens Axboe 				trace_block_plug(q);
1293320ae51fSJens Axboe 			}
1294320ae51fSJens Axboe 			list_add_tail(&rq->queuelist, &plug->mq_list);
129507068d5bSJens Axboe 			blk_mq_put_ctx(data.ctx);
1296320ae51fSJens Axboe 			return;
1297320ae51fSJens Axboe 		}
1298320ae51fSJens Axboe 	}
1299320ae51fSJens Axboe 
130007068d5bSJens Axboe 	if (!blk_mq_merge_queue_io(data.hctx, data.ctx, rq, bio)) {
1301320ae51fSJens Axboe 		/*
130207068d5bSJens Axboe 		 * For a SYNC request, send it to the hardware immediately. For
130307068d5bSJens Axboe 		 * an ASYNC request, just ensure that we run it later on. The
130407068d5bSJens Axboe 		 * latter allows for merging opportunities and more efficient
130507068d5bSJens Axboe 		 * dispatching.
1306320ae51fSJens Axboe 		 */
1307320ae51fSJens Axboe run_queue:
130807068d5bSJens Axboe 		blk_mq_run_hw_queue(data.hctx, !is_sync || is_flush_fua);
130907068d5bSJens Axboe 	}
131007068d5bSJens Axboe 
131107068d5bSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(data.ctx);
1312320ae51fSJens Axboe }
1313320ae51fSJens Axboe 
1314320ae51fSJens Axboe /*
1315320ae51fSJens Axboe  * Default mapping to a software queue, since we use one per CPU.
1316320ae51fSJens Axboe  */
1317320ae51fSJens Axboe struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_map_queue(struct request_queue *q, const int cpu)
1318320ae51fSJens Axboe {
1319320ae51fSJens Axboe 	return q->queue_hw_ctx[q->mq_map[cpu]];
1320320ae51fSJens Axboe }
1321320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_map_queue);
1322320ae51fSJens Axboe 
132324d2f903SChristoph Hellwig static void blk_mq_free_rq_map(struct blk_mq_tag_set *set,
132424d2f903SChristoph Hellwig 		struct blk_mq_tags *tags, unsigned int hctx_idx)
1325320ae51fSJens Axboe {
1326320ae51fSJens Axboe 	struct page *page;
1327320ae51fSJens Axboe 
132824d2f903SChristoph Hellwig 	if (tags->rqs && set->ops->exit_request) {
1329e9b267d9SChristoph Hellwig 		int i;
1330e9b267d9SChristoph Hellwig 
133124d2f903SChristoph Hellwig 		for (i = 0; i < tags->nr_tags; i++) {
133224d2f903SChristoph Hellwig 			if (!tags->rqs[i])
1333e9b267d9SChristoph Hellwig 				continue;
133424d2f903SChristoph Hellwig 			set->ops->exit_request(set->driver_data, tags->rqs[i],
133524d2f903SChristoph Hellwig 						hctx_idx, i);
1336a5164405SJens Axboe 			tags->rqs[i] = NULL;
1337e9b267d9SChristoph Hellwig 		}
1338e9b267d9SChristoph Hellwig 	}
1339e9b267d9SChristoph Hellwig 
134024d2f903SChristoph Hellwig 	while (!list_empty(&tags->page_list)) {
134124d2f903SChristoph Hellwig 		page = list_first_entry(&tags->page_list, struct page, lru);
13426753471cSDave Hansen 		list_del_init(&page->lru);
1343320ae51fSJens Axboe 		__free_pages(page, page->private);
1344320ae51fSJens Axboe 	}
1345320ae51fSJens Axboe 
134624d2f903SChristoph Hellwig 	kfree(tags->rqs);
1347320ae51fSJens Axboe 
134824d2f903SChristoph Hellwig 	blk_mq_free_tags(tags);
1349320ae51fSJens Axboe }
1350320ae51fSJens Axboe 
1351320ae51fSJens Axboe static size_t order_to_size(unsigned int order)
1352320ae51fSJens Axboe {
13534ca08500SMing Lei 	return (size_t)PAGE_SIZE << order;
1354320ae51fSJens Axboe }
1355320ae51fSJens Axboe 
135624d2f903SChristoph Hellwig static struct blk_mq_tags *blk_mq_init_rq_map(struct blk_mq_tag_set *set,
135724d2f903SChristoph Hellwig 		unsigned int hctx_idx)
1358320ae51fSJens Axboe {
135924d2f903SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_tags *tags;
1360320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i, j, entries_per_page, max_order = 4;
1361320ae51fSJens Axboe 	size_t rq_size, left;
1362320ae51fSJens Axboe 
136324d2f903SChristoph Hellwig 	tags = blk_mq_init_tags(set->queue_depth, set->reserved_tags,
136424d2f903SChristoph Hellwig 				set->numa_node);
136524d2f903SChristoph Hellwig 	if (!tags)
136624d2f903SChristoph Hellwig 		return NULL;
1367320ae51fSJens Axboe 
136824d2f903SChristoph Hellwig 	INIT_LIST_HEAD(&tags->page_list);
136924d2f903SChristoph Hellwig 
1370a5164405SJens Axboe 	tags->rqs = kzalloc_node(set->queue_depth * sizeof(struct request *),
1371a5164405SJens Axboe 				 GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY,
1372a5164405SJens Axboe 				 set->numa_node);
137324d2f903SChristoph Hellwig 	if (!tags->rqs) {
137424d2f903SChristoph Hellwig 		blk_mq_free_tags(tags);
137524d2f903SChristoph Hellwig 		return NULL;
137624d2f903SChristoph Hellwig 	}
1377320ae51fSJens Axboe 
1378320ae51fSJens Axboe 	/*
1379320ae51fSJens Axboe 	 * rq_size is the size of the request plus driver payload, rounded
1380320ae51fSJens Axboe 	 * to the cacheline size
1381320ae51fSJens Axboe 	 */
138224d2f903SChristoph Hellwig 	rq_size = round_up(sizeof(struct request) + set->cmd_size,
1383320ae51fSJens Axboe 				cache_line_size());
138424d2f903SChristoph Hellwig 	left = rq_size * set->queue_depth;
1385320ae51fSJens Axboe 
138624d2f903SChristoph Hellwig 	for (i = 0; i < set->queue_depth; ) {
1387320ae51fSJens Axboe 		int this_order = max_order;
1388320ae51fSJens Axboe 		struct page *page;
1389320ae51fSJens Axboe 		int to_do;
1390320ae51fSJens Axboe 		void *p;
1391320ae51fSJens Axboe 
1392320ae51fSJens Axboe 		while (left < order_to_size(this_order - 1) && this_order)
1393320ae51fSJens Axboe 			this_order--;
1394320ae51fSJens Axboe 
1395320ae51fSJens Axboe 		do {
1396a5164405SJens Axboe 			page = alloc_pages_node(set->numa_node,
1397a5164405SJens Axboe 				GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY,
139824d2f903SChristoph Hellwig 				this_order);
1399320ae51fSJens Axboe 			if (page)
1400320ae51fSJens Axboe 				break;
1401320ae51fSJens Axboe 			if (!this_order--)
1402320ae51fSJens Axboe 				break;
1403320ae51fSJens Axboe 			if (order_to_size(this_order) < rq_size)
1404320ae51fSJens Axboe 				break;
1405320ae51fSJens Axboe 		} while (1);
1406320ae51fSJens Axboe 
1407320ae51fSJens Axboe 		if (!page)
140824d2f903SChristoph Hellwig 			goto fail;
1409320ae51fSJens Axboe 
1410320ae51fSJens Axboe 		page->private = this_order;
141124d2f903SChristoph Hellwig 		list_add_tail(&page->lru, &tags->page_list);
1412320ae51fSJens Axboe 
1413320ae51fSJens Axboe 		p = page_address(page);
1414320ae51fSJens Axboe 		entries_per_page = order_to_size(this_order) / rq_size;
141524d2f903SChristoph Hellwig 		to_do = min(entries_per_page, set->queue_depth - i);
1416320ae51fSJens Axboe 		left -= to_do * rq_size;
1417320ae51fSJens Axboe 		for (j = 0; j < to_do; j++) {
141824d2f903SChristoph Hellwig 			tags->rqs[i] = p;
1419683d0e12SDavid Hildenbrand 			tags->rqs[i]->atomic_flags = 0;
1420683d0e12SDavid Hildenbrand 			tags->rqs[i]->cmd_flags = 0;
142124d2f903SChristoph Hellwig 			if (set->ops->init_request) {
142224d2f903SChristoph Hellwig 				if (set->ops->init_request(set->driver_data,
142324d2f903SChristoph Hellwig 						tags->rqs[i], hctx_idx, i,
1424a5164405SJens Axboe 						set->numa_node)) {
1425a5164405SJens Axboe 					tags->rqs[i] = NULL;
142624d2f903SChristoph Hellwig 					goto fail;
1427e9b267d9SChristoph Hellwig 				}
1428a5164405SJens Axboe 			}
1429e9b267d9SChristoph Hellwig 
1430320ae51fSJens Axboe 			p += rq_size;
1431320ae51fSJens Axboe 			i++;
1432320ae51fSJens Axboe 		}
1433320ae51fSJens Axboe 	}
1434320ae51fSJens Axboe 
143524d2f903SChristoph Hellwig 	return tags;
1436320ae51fSJens Axboe 
143724d2f903SChristoph Hellwig fail:
143824d2f903SChristoph Hellwig 	blk_mq_free_rq_map(set, tags, hctx_idx);
143924d2f903SChristoph Hellwig 	return NULL;
1440320ae51fSJens Axboe }
1441320ae51fSJens Axboe 
14421429d7c9SJens Axboe static void blk_mq_free_bitmap(struct blk_mq_ctxmap *bitmap)
14431429d7c9SJens Axboe {
14441429d7c9SJens Axboe 	kfree(bitmap->map);
14451429d7c9SJens Axboe }
14461429d7c9SJens Axboe 
14471429d7c9SJens Axboe static int blk_mq_alloc_bitmap(struct blk_mq_ctxmap *bitmap, int node)
14481429d7c9SJens Axboe {
14491429d7c9SJens Axboe 	unsigned int bpw = 8, total, num_maps, i;
14501429d7c9SJens Axboe 
14511429d7c9SJens Axboe 	bitmap->bits_per_word = bpw;
14521429d7c9SJens Axboe 
14531429d7c9SJens Axboe 	num_maps = ALIGN(nr_cpu_ids, bpw) / bpw;
14541429d7c9SJens Axboe 	bitmap->map = kzalloc_node(num_maps * sizeof(struct blk_align_bitmap),
14551429d7c9SJens Axboe 					GFP_KERNEL, node);
14561429d7c9SJens Axboe 	if (!bitmap->map)
14571429d7c9SJens Axboe 		return -ENOMEM;
14581429d7c9SJens Axboe 
14591429d7c9SJens Axboe 	bitmap->map_size = num_maps;
14601429d7c9SJens Axboe 
14611429d7c9SJens Axboe 	total = nr_cpu_ids;
14621429d7c9SJens Axboe 	for (i = 0; i < num_maps; i++) {
14631429d7c9SJens Axboe 		bitmap->map[i].depth = min(total, bitmap->bits_per_word);
14641429d7c9SJens Axboe 		total -= bitmap->map[i].depth;
14651429d7c9SJens Axboe 	}
14661429d7c9SJens Axboe 
14671429d7c9SJens Axboe 	return 0;
14681429d7c9SJens Axboe }
14691429d7c9SJens Axboe 
1470484b4061SJens Axboe static int blk_mq_hctx_cpu_offline(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, int cpu)
1471484b4061SJens Axboe {
1472484b4061SJens Axboe 	struct request_queue *q = hctx->queue;
1473484b4061SJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
1474484b4061SJens Axboe 	LIST_HEAD(tmp);
1475484b4061SJens Axboe 
1476484b4061SJens Axboe 	/*
1477484b4061SJens Axboe 	 * Move ctx entries to new CPU, if this one is going away.
1478484b4061SJens Axboe 	 */
1479484b4061SJens Axboe 	ctx = __blk_mq_get_ctx(q, cpu);
1480484b4061SJens Axboe 
1481484b4061SJens Axboe 	spin_lock(&ctx->lock);
1482484b4061SJens Axboe 	if (!list_empty(&ctx->rq_list)) {
1483484b4061SJens Axboe 		list_splice_init(&ctx->rq_list, &tmp);
1484484b4061SJens Axboe 		blk_mq_hctx_clear_pending(hctx, ctx);
1485484b4061SJens Axboe 	}
1486484b4061SJens Axboe 	spin_unlock(&ctx->lock);
1487484b4061SJens Axboe 
1488484b4061SJens Axboe 	if (list_empty(&tmp))
1489484b4061SJens Axboe 		return NOTIFY_OK;
1490484b4061SJens Axboe 
1491484b4061SJens Axboe 	ctx = blk_mq_get_ctx(q);
1492484b4061SJens Axboe 	spin_lock(&ctx->lock);
1493484b4061SJens Axboe 
1494484b4061SJens Axboe 	while (!list_empty(&tmp)) {
1495484b4061SJens Axboe 		struct request *rq;
1496484b4061SJens Axboe 
1497484b4061SJens Axboe 		rq = list_first_entry(&tmp, struct request, queuelist);
1498484b4061SJens Axboe 		rq->mq_ctx = ctx;
1499484b4061SJens Axboe 		list_move_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
1500484b4061SJens Axboe 	}
1501484b4061SJens Axboe 
1502484b4061SJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
1503484b4061SJens Axboe 	blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1504484b4061SJens Axboe 
1505484b4061SJens Axboe 	spin_unlock(&ctx->lock);
1506484b4061SJens Axboe 
1507484b4061SJens Axboe 	blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
1508484b4061SJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(ctx);
1509484b4061SJens Axboe 	return NOTIFY_OK;
1510484b4061SJens Axboe }
1511484b4061SJens Axboe 
1512484b4061SJens Axboe static int blk_mq_hctx_cpu_online(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, int cpu)
1513484b4061SJens Axboe {
1514484b4061SJens Axboe 	struct request_queue *q = hctx->queue;
1515484b4061SJens Axboe 	struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
1516484b4061SJens Axboe 
1517484b4061SJens Axboe 	if (set->tags[hctx->queue_num])
1518484b4061SJens Axboe 		return NOTIFY_OK;
1519484b4061SJens Axboe 
1520484b4061SJens Axboe 	set->tags[hctx->queue_num] = blk_mq_init_rq_map(set, hctx->queue_num);
1521484b4061SJens Axboe 	if (!set->tags[hctx->queue_num])
1522484b4061SJens Axboe 		return NOTIFY_STOP;
1523484b4061SJens Axboe 
1524484b4061SJens Axboe 	hctx->tags = set->tags[hctx->queue_num];
1525484b4061SJens Axboe 	return NOTIFY_OK;
1526484b4061SJens Axboe }
1527484b4061SJens Axboe 
1528484b4061SJens Axboe static int blk_mq_hctx_notify(void *data, unsigned long action,
1529484b4061SJens Axboe 			      unsigned int cpu)
1530484b4061SJens Axboe {
1531484b4061SJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx = data;
1532484b4061SJens Axboe 
1533484b4061SJens Axboe 	if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN)
1534484b4061SJens Axboe 		return blk_mq_hctx_cpu_offline(hctx, cpu);
1535484b4061SJens Axboe 	else if (action == CPU_ONLINE || action == CPU_ONLINE_FROZEN)
1536484b4061SJens Axboe 		return blk_mq_hctx_cpu_online(hctx, cpu);
1537484b4061SJens Axboe 
1538484b4061SJens Axboe 	return NOTIFY_OK;
1539484b4061SJens Axboe }
1540484b4061SJens Axboe 
154108e98fc6SMing Lei static void blk_mq_exit_hctx(struct request_queue *q,
154208e98fc6SMing Lei 		struct blk_mq_tag_set *set,
154308e98fc6SMing Lei 		struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned int hctx_idx)
154408e98fc6SMing Lei {
1545f70ced09SMing Lei 	unsigned flush_start_tag = set->queue_depth;
1546f70ced09SMing Lei 
154708e98fc6SMing Lei 	blk_mq_tag_idle(hctx);
154808e98fc6SMing Lei 
1549f70ced09SMing Lei 	if (set->ops->exit_request)
1550f70ced09SMing Lei 		set->ops->exit_request(set->driver_data,
1551f70ced09SMing Lei 				       hctx->fq->flush_rq, hctx_idx,
1552f70ced09SMing Lei 				       flush_start_tag + hctx_idx);
1553f70ced09SMing Lei 
155408e98fc6SMing Lei 	if (set->ops->exit_hctx)
155508e98fc6SMing Lei 		set->ops->exit_hctx(hctx, hctx_idx);
155608e98fc6SMing Lei 
155708e98fc6SMing Lei 	blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1558f70ced09SMing Lei 	blk_free_flush_queue(hctx->fq);
155908e98fc6SMing Lei 	kfree(hctx->ctxs);
156008e98fc6SMing Lei 	blk_mq_free_bitmap(&hctx->ctx_map);
156108e98fc6SMing Lei }
156208e98fc6SMing Lei 
1563624dbe47SMing Lei static void blk_mq_exit_hw_queues(struct request_queue *q,
1564624dbe47SMing Lei 		struct blk_mq_tag_set *set, int nr_queue)
1565624dbe47SMing Lei {
1566624dbe47SMing Lei 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1567624dbe47SMing Lei 	unsigned int i;
1568624dbe47SMing Lei 
1569624dbe47SMing Lei 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1570624dbe47SMing Lei 		if (i == nr_queue)
1571624dbe47SMing Lei 			break;
157208e98fc6SMing Lei 		blk_mq_exit_hctx(q, set, hctx, i);
1573624dbe47SMing Lei 	}
1574624dbe47SMing Lei }
1575624dbe47SMing Lei 
1576624dbe47SMing Lei static void blk_mq_free_hw_queues(struct request_queue *q,
1577624dbe47SMing Lei 		struct blk_mq_tag_set *set)
1578624dbe47SMing Lei {
1579624dbe47SMing Lei 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1580624dbe47SMing Lei 	unsigned int i;
1581624dbe47SMing Lei 
1582624dbe47SMing Lei 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1583624dbe47SMing Lei 		free_cpumask_var(hctx->cpumask);
1584cdef54ddSChristoph Hellwig 		kfree(hctx);
1585624dbe47SMing Lei 	}
1586624dbe47SMing Lei }
1587624dbe47SMing Lei 
158808e98fc6SMing Lei static int blk_mq_init_hctx(struct request_queue *q,
158908e98fc6SMing Lei 		struct blk_mq_tag_set *set,
159008e98fc6SMing Lei 		struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned hctx_idx)
1591320ae51fSJens Axboe {
1592320ae51fSJens Axboe 	int node;
1593f70ced09SMing Lei 	unsigned flush_start_tag = set->queue_depth;
1594320ae51fSJens Axboe 
1595320ae51fSJens Axboe 	node = hctx->numa_node;
1596320ae51fSJens Axboe 	if (node == NUMA_NO_NODE)
159724d2f903SChristoph Hellwig 		node = hctx->numa_node = set->numa_node;
1598320ae51fSJens Axboe 
159970f4db63SChristoph Hellwig 	INIT_DELAYED_WORK(&hctx->run_work, blk_mq_run_work_fn);
160070f4db63SChristoph Hellwig 	INIT_DELAYED_WORK(&hctx->delay_work, blk_mq_delay_work_fn);
1601320ae51fSJens Axboe 	spin_lock_init(&hctx->lock);
1602320ae51fSJens Axboe 	INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch);
1603320ae51fSJens Axboe 	hctx->queue = q;
160408e98fc6SMing Lei 	hctx->queue_num = hctx_idx;
160524d2f903SChristoph Hellwig 	hctx->flags = set->flags;
160624d2f903SChristoph Hellwig 	hctx->cmd_size = set->cmd_size;
1607320ae51fSJens Axboe 
1608320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_init_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier,
1609320ae51fSJens Axboe 					blk_mq_hctx_notify, hctx);
1610320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_register_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1611320ae51fSJens Axboe 
161208e98fc6SMing Lei 	hctx->tags = set->tags[hctx_idx];
1613320ae51fSJens Axboe 
1614320ae51fSJens Axboe 	/*
1615a68aafa5SJens Axboe 	 * Allocate space for all possible cpus to avoid allocation at
1616320ae51fSJens Axboe 	 * runtime
1617320ae51fSJens Axboe 	 */
1618320ae51fSJens Axboe 	hctx->ctxs = kmalloc_node(nr_cpu_ids * sizeof(void *),
1619320ae51fSJens Axboe 					GFP_KERNEL, node);
1620320ae51fSJens Axboe 	if (!hctx->ctxs)
162108e98fc6SMing Lei 		goto unregister_cpu_notifier;
1622320ae51fSJens Axboe 
16231429d7c9SJens Axboe 	if (blk_mq_alloc_bitmap(&hctx->ctx_map, node))
162408e98fc6SMing Lei 		goto free_ctxs;
1625320ae51fSJens Axboe 
1626320ae51fSJens Axboe 	hctx->nr_ctx = 0;
1627320ae51fSJens Axboe 
162824d2f903SChristoph Hellwig 	if (set->ops->init_hctx &&
162908e98fc6SMing Lei 	    set->ops->init_hctx(hctx, set->driver_data, hctx_idx))
163008e98fc6SMing Lei 		goto free_bitmap;
163108e98fc6SMing Lei 
1632f70ced09SMing Lei 	hctx->fq = blk_alloc_flush_queue(q, hctx->numa_node, set->cmd_size);
1633f70ced09SMing Lei 	if (!hctx->fq)
1634f70ced09SMing Lei 		goto exit_hctx;
1635f70ced09SMing Lei 
1636f70ced09SMing Lei 	if (set->ops->init_request &&
1637f70ced09SMing Lei 	    set->ops->init_request(set->driver_data,
1638f70ced09SMing Lei 				   hctx->fq->flush_rq, hctx_idx,
1639f70ced09SMing Lei 				   flush_start_tag + hctx_idx, node))
1640f70ced09SMing Lei 		goto free_fq;
1641f70ced09SMing Lei 
164208e98fc6SMing Lei 	return 0;
164308e98fc6SMing Lei 
1644f70ced09SMing Lei  free_fq:
1645f70ced09SMing Lei 	kfree(hctx->fq);
1646f70ced09SMing Lei  exit_hctx:
1647f70ced09SMing Lei 	if (set->ops->exit_hctx)
1648f70ced09SMing Lei 		set->ops->exit_hctx(hctx, hctx_idx);
164908e98fc6SMing Lei  free_bitmap:
165008e98fc6SMing Lei 	blk_mq_free_bitmap(&hctx->ctx_map);
165108e98fc6SMing Lei  free_ctxs:
165208e98fc6SMing Lei 	kfree(hctx->ctxs);
165308e98fc6SMing Lei  unregister_cpu_notifier:
165408e98fc6SMing Lei 	blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
165508e98fc6SMing Lei 
165608e98fc6SMing Lei 	return -1;
165708e98fc6SMing Lei }
165808e98fc6SMing Lei 
165908e98fc6SMing Lei static int blk_mq_init_hw_queues(struct request_queue *q,
166008e98fc6SMing Lei 		struct blk_mq_tag_set *set)
166108e98fc6SMing Lei {
166208e98fc6SMing Lei 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
166308e98fc6SMing Lei 	unsigned int i;
166408e98fc6SMing Lei 
166508e98fc6SMing Lei 	/*
166608e98fc6SMing Lei 	 * Initialize hardware queues
166708e98fc6SMing Lei 	 */
166808e98fc6SMing Lei 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
166908e98fc6SMing Lei 		if (blk_mq_init_hctx(q, set, hctx, i))
1670320ae51fSJens Axboe 			break;
1671320ae51fSJens Axboe 	}
1672320ae51fSJens Axboe 
1673320ae51fSJens Axboe 	if (i == q->nr_hw_queues)
1674320ae51fSJens Axboe 		return 0;
1675320ae51fSJens Axboe 
1676320ae51fSJens Axboe 	/*
1677320ae51fSJens Axboe 	 * Init failed
1678320ae51fSJens Axboe 	 */
1679624dbe47SMing Lei 	blk_mq_exit_hw_queues(q, set, i);
1680320ae51fSJens Axboe 
1681320ae51fSJens Axboe 	return 1;
1682320ae51fSJens Axboe }
1683320ae51fSJens Axboe 
1684320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_init_cpu_queues(struct request_queue *q,
1685320ae51fSJens Axboe 				   unsigned int nr_hw_queues)
1686320ae51fSJens Axboe {
1687320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i;
1688320ae51fSJens Axboe 
1689320ae51fSJens Axboe 	for_each_possible_cpu(i) {
1690320ae51fSJens Axboe 		struct blk_mq_ctx *__ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
1691320ae51fSJens Axboe 		struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1692320ae51fSJens Axboe 
1693320ae51fSJens Axboe 		memset(__ctx, 0, sizeof(*__ctx));
1694320ae51fSJens Axboe 		__ctx->cpu = i;
1695320ae51fSJens Axboe 		spin_lock_init(&__ctx->lock);
1696320ae51fSJens Axboe 		INIT_LIST_HEAD(&__ctx->rq_list);
1697320ae51fSJens Axboe 		__ctx->queue = q;
1698320ae51fSJens Axboe 
1699320ae51fSJens Axboe 		/* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1700320ae51fSJens Axboe 		if (!cpu_online(i))
1701320ae51fSJens Axboe 			continue;
1702320ae51fSJens Axboe 
1703e4043dcfSJens Axboe 		hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1704e4043dcfSJens Axboe 		cpumask_set_cpu(i, hctx->cpumask);
1705e4043dcfSJens Axboe 		hctx->nr_ctx++;
1706e4043dcfSJens Axboe 
1707320ae51fSJens Axboe 		/*
1708320ae51fSJens Axboe 		 * Set local node, IFF we have more than one hw queue. If
1709320ae51fSJens Axboe 		 * not, we remain on the home node of the device
1710320ae51fSJens Axboe 		 */
1711320ae51fSJens Axboe 		if (nr_hw_queues > 1 && hctx->numa_node == NUMA_NO_NODE)
1712320ae51fSJens Axboe 			hctx->numa_node = cpu_to_node(i);
1713320ae51fSJens Axboe 	}
1714320ae51fSJens Axboe }
1715320ae51fSJens Axboe 
1716320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_map_swqueue(struct request_queue *q)
1717320ae51fSJens Axboe {
1718320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i;
1719320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1720320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
1721320ae51fSJens Axboe 
1722320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1723e4043dcfSJens Axboe 		cpumask_clear(hctx->cpumask);
1724320ae51fSJens Axboe 		hctx->nr_ctx = 0;
1725320ae51fSJens Axboe 	}
1726320ae51fSJens Axboe 
1727320ae51fSJens Axboe 	/*
1728320ae51fSJens Axboe 	 * Map software to hardware queues
1729320ae51fSJens Axboe 	 */
1730320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_ctx(q, ctx, i) {
1731320ae51fSJens Axboe 		/* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1732e4043dcfSJens Axboe 		if (!cpu_online(i))
1733e4043dcfSJens Axboe 			continue;
1734e4043dcfSJens Axboe 
1735320ae51fSJens Axboe 		hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1736e4043dcfSJens Axboe 		cpumask_set_cpu(i, hctx->cpumask);
1737320ae51fSJens Axboe 		ctx->index_hw = hctx->nr_ctx;
1738320ae51fSJens Axboe 		hctx->ctxs[hctx->nr_ctx++] = ctx;
1739320ae51fSJens Axboe 	}
1740506e931fSJens Axboe 
1741506e931fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1742484b4061SJens Axboe 		/*
1743a68aafa5SJens Axboe 		 * If no software queues are mapped to this hardware queue,
1744a68aafa5SJens Axboe 		 * disable it and free the request entries.
1745484b4061SJens Axboe 		 */
1746484b4061SJens Axboe 		if (!hctx->nr_ctx) {
1747484b4061SJens Axboe 			struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
1748484b4061SJens Axboe 
1749484b4061SJens Axboe 			if (set->tags[i]) {
1750484b4061SJens Axboe 				blk_mq_free_rq_map(set, set->tags[i], i);
1751484b4061SJens Axboe 				set->tags[i] = NULL;
1752484b4061SJens Axboe 				hctx->tags = NULL;
1753484b4061SJens Axboe 			}
1754484b4061SJens Axboe 			continue;
1755484b4061SJens Axboe 		}
1756484b4061SJens Axboe 
1757484b4061SJens Axboe 		/*
1758484b4061SJens Axboe 		 * Initialize batch roundrobin counts
1759484b4061SJens Axboe 		 */
1760506e931fSJens Axboe 		hctx->next_cpu = cpumask_first(hctx->cpumask);
1761506e931fSJens Axboe 		hctx->next_cpu_batch = BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH;
1762506e931fSJens Axboe 	}
1763320ae51fSJens Axboe }
1764320ae51fSJens Axboe 
17650d2602caSJens Axboe static void blk_mq_update_tag_set_depth(struct blk_mq_tag_set *set)
17660d2602caSJens Axboe {
17670d2602caSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
17680d2602caSJens Axboe 	struct request_queue *q;
17690d2602caSJens Axboe 	bool shared;
17700d2602caSJens Axboe 	int i;
17710d2602caSJens Axboe 
17720d2602caSJens Axboe 	if (set->tag_list.next == set->tag_list.prev)
17730d2602caSJens Axboe 		shared = false;
17740d2602caSJens Axboe 	else
17750d2602caSJens Axboe 		shared = true;
17760d2602caSJens Axboe 
17770d2602caSJens Axboe 	list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
17780d2602caSJens Axboe 		blk_mq_freeze_queue(q);
17790d2602caSJens Axboe 
17800d2602caSJens Axboe 		queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
17810d2602caSJens Axboe 			if (shared)
17820d2602caSJens Axboe 				hctx->flags |= BLK_MQ_F_TAG_SHARED;
17830d2602caSJens Axboe 			else
17840d2602caSJens Axboe 				hctx->flags &= ~BLK_MQ_F_TAG_SHARED;
17850d2602caSJens Axboe 		}
17860d2602caSJens Axboe 		blk_mq_unfreeze_queue(q);
17870d2602caSJens Axboe 	}
17880d2602caSJens Axboe }
17890d2602caSJens Axboe 
17900d2602caSJens Axboe static void blk_mq_del_queue_tag_set(struct request_queue *q)
17910d2602caSJens Axboe {
17920d2602caSJens Axboe 	struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
17930d2602caSJens Axboe 
17940d2602caSJens Axboe 	mutex_lock(&set->tag_list_lock);
17950d2602caSJens Axboe 	list_del_init(&q->tag_set_list);
17960d2602caSJens Axboe 	blk_mq_update_tag_set_depth(set);
17970d2602caSJens Axboe 	mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
17980d2602caSJens Axboe }
17990d2602caSJens Axboe 
18000d2602caSJens Axboe static void blk_mq_add_queue_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set,
18010d2602caSJens Axboe 				     struct request_queue *q)
18020d2602caSJens Axboe {
18030d2602caSJens Axboe 	q->tag_set = set;
18040d2602caSJens Axboe 
18050d2602caSJens Axboe 	mutex_lock(&set->tag_list_lock);
18060d2602caSJens Axboe 	list_add_tail(&q->tag_set_list, &set->tag_list);
18070d2602caSJens Axboe 	blk_mq_update_tag_set_depth(set);
18080d2602caSJens Axboe 	mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
18090d2602caSJens Axboe }
18100d2602caSJens Axboe 
181124d2f903SChristoph Hellwig struct request_queue *blk_mq_init_queue(struct blk_mq_tag_set *set)
1812320ae51fSJens Axboe {
1813320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx **hctxs;
1814e6cdb092SMing Lei 	struct blk_mq_ctx __percpu *ctx;
1815320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q;
1816f14bbe77SJens Axboe 	unsigned int *map;
1817320ae51fSJens Axboe 	int i;
1818320ae51fSJens Axboe 
1819320ae51fSJens Axboe 	ctx = alloc_percpu(struct blk_mq_ctx);
1820320ae51fSJens Axboe 	if (!ctx)
1821320ae51fSJens Axboe 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1822320ae51fSJens Axboe 
182324d2f903SChristoph Hellwig 	hctxs = kmalloc_node(set->nr_hw_queues * sizeof(*hctxs), GFP_KERNEL,
182424d2f903SChristoph Hellwig 			set->numa_node);
1825320ae51fSJens Axboe 
1826320ae51fSJens Axboe 	if (!hctxs)
1827320ae51fSJens Axboe 		goto err_percpu;
1828320ae51fSJens Axboe 
1829f14bbe77SJens Axboe 	map = blk_mq_make_queue_map(set);
1830f14bbe77SJens Axboe 	if (!map)
1831f14bbe77SJens Axboe 		goto err_map;
1832f14bbe77SJens Axboe 
183324d2f903SChristoph Hellwig 	for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
1834f14bbe77SJens Axboe 		int node = blk_mq_hw_queue_to_node(map, i);
1835f14bbe77SJens Axboe 
1836cdef54ddSChristoph Hellwig 		hctxs[i] = kzalloc_node(sizeof(struct blk_mq_hw_ctx),
1837cdef54ddSChristoph Hellwig 					GFP_KERNEL, node);
1838320ae51fSJens Axboe 		if (!hctxs[i])
1839320ae51fSJens Axboe 			goto err_hctxs;
1840320ae51fSJens Axboe 
1841a86073e4SJens Axboe 		if (!zalloc_cpumask_var_node(&hctxs[i]->cpumask, GFP_KERNEL,
1842a86073e4SJens Axboe 						node))
1843e4043dcfSJens Axboe 			goto err_hctxs;
1844e4043dcfSJens Axboe 
18450d2602caSJens Axboe 		atomic_set(&hctxs[i]->nr_active, 0);
1846f14bbe77SJens Axboe 		hctxs[i]->numa_node = node;
1847320ae51fSJens Axboe 		hctxs[i]->queue_num = i;
1848320ae51fSJens Axboe 	}
1849320ae51fSJens Axboe 
185024d2f903SChristoph Hellwig 	q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, set->numa_node);
1851320ae51fSJens Axboe 	if (!q)
1852320ae51fSJens Axboe 		goto err_hctxs;
1853320ae51fSJens Axboe 
185417497acbSTejun Heo 	/*
185517497acbSTejun Heo 	 * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
185617497acbSTejun Heo 	 * See blk_register_queue() for details.
185717497acbSTejun Heo 	 */
1858a34375efSTejun Heo 	if (percpu_ref_init(&q->mq_usage_counter, blk_mq_usage_counter_release,
185917497acbSTejun Heo 			    PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
18603d2936f4SMing Lei 		goto err_map;
18613d2936f4SMing Lei 
1862320ae51fSJens Axboe 	setup_timer(&q->timeout, blk_mq_rq_timer, (unsigned long) q);
1863320ae51fSJens Axboe 	blk_queue_rq_timeout(q, 30000);
1864320ae51fSJens Axboe 
1865320ae51fSJens Axboe 	q->nr_queues = nr_cpu_ids;
186624d2f903SChristoph Hellwig 	q->nr_hw_queues = set->nr_hw_queues;
1867f14bbe77SJens Axboe 	q->mq_map = map;
1868320ae51fSJens Axboe 
1869320ae51fSJens Axboe 	q->queue_ctx = ctx;
1870320ae51fSJens Axboe 	q->queue_hw_ctx = hctxs;
1871320ae51fSJens Axboe 
187224d2f903SChristoph Hellwig 	q->mq_ops = set->ops;
187394eddfbeSJens Axboe 	q->queue_flags |= QUEUE_FLAG_MQ_DEFAULT;
1874320ae51fSJens Axboe 
187505f1dd53SJens Axboe 	if (!(set->flags & BLK_MQ_F_SG_MERGE))
187605f1dd53SJens Axboe 		q->queue_flags |= 1 << QUEUE_FLAG_NO_SG_MERGE;
187705f1dd53SJens Axboe 
18781be036e9SChristoph Hellwig 	q->sg_reserved_size = INT_MAX;
18791be036e9SChristoph Hellwig 
18806fca6a61SChristoph Hellwig 	INIT_WORK(&q->requeue_work, blk_mq_requeue_work);
18816fca6a61SChristoph Hellwig 	INIT_LIST_HEAD(&q->requeue_list);
18826fca6a61SChristoph Hellwig 	spin_lock_init(&q->requeue_lock);
18836fca6a61SChristoph Hellwig 
188407068d5bSJens Axboe 	if (q->nr_hw_queues > 1)
1885320ae51fSJens Axboe 		blk_queue_make_request(q, blk_mq_make_request);
188607068d5bSJens Axboe 	else
188707068d5bSJens Axboe 		blk_queue_make_request(q, blk_sq_make_request);
188807068d5bSJens Axboe 
188924d2f903SChristoph Hellwig 	if (set->timeout)
189024d2f903SChristoph Hellwig 		blk_queue_rq_timeout(q, set->timeout);
1891320ae51fSJens Axboe 
1892eba71768SJens Axboe 	/*
1893eba71768SJens Axboe 	 * Do this after blk_queue_make_request() overrides it...
1894eba71768SJens Axboe 	 */
1895eba71768SJens Axboe 	q->nr_requests = set->queue_depth;
1896eba71768SJens Axboe 
189724d2f903SChristoph Hellwig 	if (set->ops->complete)
189824d2f903SChristoph Hellwig 		blk_queue_softirq_done(q, set->ops->complete);
189930a91cb4SChristoph Hellwig 
190024d2f903SChristoph Hellwig 	blk_mq_init_cpu_queues(q, set->nr_hw_queues);
1901320ae51fSJens Axboe 
190224d2f903SChristoph Hellwig 	if (blk_mq_init_hw_queues(q, set))
19031bcb1eadSMing Lei 		goto err_hw;
190418741986SChristoph Hellwig 
1905320ae51fSJens Axboe 	mutex_lock(&all_q_mutex);
1906320ae51fSJens Axboe 	list_add_tail(&q->all_q_node, &all_q_list);
1907320ae51fSJens Axboe 	mutex_unlock(&all_q_mutex);
1908320ae51fSJens Axboe 
19090d2602caSJens Axboe 	blk_mq_add_queue_tag_set(set, q);
19100d2602caSJens Axboe 
1911484b4061SJens Axboe 	blk_mq_map_swqueue(q);
1912484b4061SJens Axboe 
1913320ae51fSJens Axboe 	return q;
191418741986SChristoph Hellwig 
1915320ae51fSJens Axboe err_hw:
1916320ae51fSJens Axboe 	blk_cleanup_queue(q);
1917320ae51fSJens Axboe err_hctxs:
1918f14bbe77SJens Axboe 	kfree(map);
191924d2f903SChristoph Hellwig 	for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
1920320ae51fSJens Axboe 		if (!hctxs[i])
1921320ae51fSJens Axboe 			break;
1922e4043dcfSJens Axboe 		free_cpumask_var(hctxs[i]->cpumask);
1923cdef54ddSChristoph Hellwig 		kfree(hctxs[i]);
1924320ae51fSJens Axboe 	}
1925f14bbe77SJens Axboe err_map:
1926320ae51fSJens Axboe 	kfree(hctxs);
1927320ae51fSJens Axboe err_percpu:
1928320ae51fSJens Axboe 	free_percpu(ctx);
1929320ae51fSJens Axboe 	return ERR_PTR(-ENOMEM);
1930320ae51fSJens Axboe }
1931320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_queue);
1932320ae51fSJens Axboe 
1933320ae51fSJens Axboe void blk_mq_free_queue(struct request_queue *q)
1934320ae51fSJens Axboe {
1935624dbe47SMing Lei 	struct blk_mq_tag_set	*set = q->tag_set;
1936320ae51fSJens Axboe 
19370d2602caSJens Axboe 	blk_mq_del_queue_tag_set(q);
19380d2602caSJens Axboe 
1939624dbe47SMing Lei 	blk_mq_exit_hw_queues(q, set, set->nr_hw_queues);
1940624dbe47SMing Lei 	blk_mq_free_hw_queues(q, set);
1941320ae51fSJens Axboe 
1942add703fdSTejun Heo 	percpu_ref_exit(&q->mq_usage_counter);
19433d2936f4SMing Lei 
1944320ae51fSJens Axboe 	free_percpu(q->queue_ctx);
1945320ae51fSJens Axboe 	kfree(q->queue_hw_ctx);
1946320ae51fSJens Axboe 	kfree(q->mq_map);
1947320ae51fSJens Axboe 
1948320ae51fSJens Axboe 	q->queue_ctx = NULL;
1949320ae51fSJens Axboe 	q->queue_hw_ctx = NULL;
1950320ae51fSJens Axboe 	q->mq_map = NULL;
1951320ae51fSJens Axboe 
1952320ae51fSJens Axboe 	mutex_lock(&all_q_mutex);
1953320ae51fSJens Axboe 	list_del_init(&q->all_q_node);
1954320ae51fSJens Axboe 	mutex_unlock(&all_q_mutex);
1955320ae51fSJens Axboe }
1956320ae51fSJens Axboe 
1957320ae51fSJens Axboe /* Basically redo blk_mq_init_queue with queue frozen */
1958f618ef7cSPaul Gortmaker static void blk_mq_queue_reinit(struct request_queue *q)
1959320ae51fSJens Axboe {
1960f3af020bSTejun Heo 	WARN_ON_ONCE(!q->mq_freeze_depth);
1961320ae51fSJens Axboe 
196267aec14cSJens Axboe 	blk_mq_sysfs_unregister(q);
196367aec14cSJens Axboe 
1964320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_update_queue_map(q->mq_map, q->nr_hw_queues);
1965320ae51fSJens Axboe 
1966320ae51fSJens Axboe 	/*
1967320ae51fSJens Axboe 	 * redo blk_mq_init_cpu_queues and blk_mq_init_hw_queues. FIXME: maybe
1968320ae51fSJens Axboe 	 * we should change hctx numa_node according to new topology (this
1969320ae51fSJens Axboe 	 * involves free and re-allocate memory, worthy doing?)
1970320ae51fSJens Axboe 	 */
1971320ae51fSJens Axboe 
1972320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_map_swqueue(q);
1973320ae51fSJens Axboe 
197467aec14cSJens Axboe 	blk_mq_sysfs_register(q);
1975320ae51fSJens Axboe }
1976320ae51fSJens Axboe 
1977f618ef7cSPaul Gortmaker static int blk_mq_queue_reinit_notify(struct notifier_block *nb,
1978320ae51fSJens Axboe 				      unsigned long action, void *hcpu)
1979320ae51fSJens Axboe {
1980320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q;
1981320ae51fSJens Axboe 
1982320ae51fSJens Axboe 	/*
19839fccfed8SJens Axboe 	 * Before new mappings are established, hotadded cpu might already
19849fccfed8SJens Axboe 	 * start handling requests. This doesn't break anything as we map
19859fccfed8SJens Axboe 	 * offline CPUs to first hardware queue. We will re-init the queue
19869fccfed8SJens Axboe 	 * below to get optimal settings.
1987320ae51fSJens Axboe 	 */
1988320ae51fSJens Axboe 	if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN &&
1989320ae51fSJens Axboe 	    action != CPU_ONLINE && action != CPU_ONLINE_FROZEN)
1990320ae51fSJens Axboe 		return NOTIFY_OK;
1991320ae51fSJens Axboe 
1992320ae51fSJens Axboe 	mutex_lock(&all_q_mutex);
1993f3af020bSTejun Heo 
1994f3af020bSTejun Heo 	/*
1995f3af020bSTejun Heo 	 * We need to freeze and reinit all existing queues.  Freezing
1996f3af020bSTejun Heo 	 * involves synchronous wait for an RCU grace period and doing it
1997f3af020bSTejun Heo 	 * one by one may take a long time.  Start freezing all queues in
1998f3af020bSTejun Heo 	 * one swoop and then wait for the completions so that freezing can
1999f3af020bSTejun Heo 	 * take place in parallel.
2000f3af020bSTejun Heo 	 */
2001f3af020bSTejun Heo 	list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
2002f3af020bSTejun Heo 		blk_mq_freeze_queue_start(q);
2003f3af020bSTejun Heo 	list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
2004f3af020bSTejun Heo 		blk_mq_freeze_queue_wait(q);
2005f3af020bSTejun Heo 
2006320ae51fSJens Axboe 	list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
2007320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_queue_reinit(q);
2008f3af020bSTejun Heo 
2009f3af020bSTejun Heo 	list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
2010f3af020bSTejun Heo 		blk_mq_unfreeze_queue(q);
2011f3af020bSTejun Heo 
2012320ae51fSJens Axboe 	mutex_unlock(&all_q_mutex);
2013320ae51fSJens Axboe 	return NOTIFY_OK;
2014320ae51fSJens Axboe }
2015320ae51fSJens Axboe 
2016a5164405SJens Axboe static int __blk_mq_alloc_rq_maps(struct blk_mq_tag_set *set)
2017a5164405SJens Axboe {
2018a5164405SJens Axboe 	int i;
2019a5164405SJens Axboe 
2020a5164405SJens Axboe 	for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
2021a5164405SJens Axboe 		set->tags[i] = blk_mq_init_rq_map(set, i);
2022a5164405SJens Axboe 		if (!set->tags[i])
2023a5164405SJens Axboe 			goto out_unwind;
2024a5164405SJens Axboe 	}
2025a5164405SJens Axboe 
2026a5164405SJens Axboe 	return 0;
2027a5164405SJens Axboe 
2028a5164405SJens Axboe out_unwind:
2029a5164405SJens Axboe 	while (--i >= 0)
2030a5164405SJens Axboe 		blk_mq_free_rq_map(set, set->tags[i], i);
2031a5164405SJens Axboe 
2032a5164405SJens Axboe 	return -ENOMEM;
2033a5164405SJens Axboe }
2034a5164405SJens Axboe 
2035a5164405SJens Axboe /*
2036a5164405SJens Axboe  * Allocate the request maps associated with this tag_set. Note that this
2037a5164405SJens Axboe  * may reduce the depth asked for, if memory is tight. set->queue_depth
2038a5164405SJens Axboe  * will be updated to reflect the allocated depth.
2039a5164405SJens Axboe  */
2040a5164405SJens Axboe static int blk_mq_alloc_rq_maps(struct blk_mq_tag_set *set)
2041a5164405SJens Axboe {
2042a5164405SJens Axboe 	unsigned int depth;
2043a5164405SJens Axboe 	int err;
2044a5164405SJens Axboe 
2045a5164405SJens Axboe 	depth = set->queue_depth;
2046a5164405SJens Axboe 	do {
2047a5164405SJens Axboe 		err = __blk_mq_alloc_rq_maps(set);
2048a5164405SJens Axboe 		if (!err)
2049a5164405SJens Axboe 			break;
2050a5164405SJens Axboe 
2051a5164405SJens Axboe 		set->queue_depth >>= 1;
2052a5164405SJens Axboe 		if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN) {
2053a5164405SJens Axboe 			err = -ENOMEM;
2054a5164405SJens Axboe 			break;
2055a5164405SJens Axboe 		}
2056a5164405SJens Axboe 	} while (set->queue_depth);
2057a5164405SJens Axboe 
2058a5164405SJens Axboe 	if (!set->queue_depth || err) {
2059a5164405SJens Axboe 		pr_err("blk-mq: failed to allocate request map\n");
2060a5164405SJens Axboe 		return -ENOMEM;
2061a5164405SJens Axboe 	}
2062a5164405SJens Axboe 
2063a5164405SJens Axboe 	if (depth != set->queue_depth)
2064a5164405SJens Axboe 		pr_info("blk-mq: reduced tag depth (%u -> %u)\n",
2065a5164405SJens Axboe 						depth, set->queue_depth);
2066a5164405SJens Axboe 
2067a5164405SJens Axboe 	return 0;
2068a5164405SJens Axboe }
2069a5164405SJens Axboe 
2070a4391c64SJens Axboe /*
2071a4391c64SJens Axboe  * Alloc a tag set to be associated with one or more request queues.
2072a4391c64SJens Axboe  * May fail with EINVAL for various error conditions. May adjust the
2073a4391c64SJens Axboe  * requested depth down, if if it too large. In that case, the set
2074a4391c64SJens Axboe  * value will be stored in set->queue_depth.
2075a4391c64SJens Axboe  */
207624d2f903SChristoph Hellwig int blk_mq_alloc_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
207724d2f903SChristoph Hellwig {
2078205fb5f5SBart Van Assche 	BUILD_BUG_ON(BLK_MQ_MAX_DEPTH > 1 << BLK_MQ_UNIQUE_TAG_BITS);
2079205fb5f5SBart Van Assche 
208024d2f903SChristoph Hellwig 	if (!set->nr_hw_queues)
208124d2f903SChristoph Hellwig 		return -EINVAL;
2082a4391c64SJens Axboe 	if (!set->queue_depth)
208324d2f903SChristoph Hellwig 		return -EINVAL;
208424d2f903SChristoph Hellwig 	if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN)
208524d2f903SChristoph Hellwig 		return -EINVAL;
208624d2f903SChristoph Hellwig 
2087cdef54ddSChristoph Hellwig 	if (!set->nr_hw_queues || !set->ops->queue_rq || !set->ops->map_queue)
208824d2f903SChristoph Hellwig 		return -EINVAL;
208924d2f903SChristoph Hellwig 
2090a4391c64SJens Axboe 	if (set->queue_depth > BLK_MQ_MAX_DEPTH) {
2091a4391c64SJens Axboe 		pr_info("blk-mq: reduced tag depth to %u\n",
2092a4391c64SJens Axboe 			BLK_MQ_MAX_DEPTH);
2093a4391c64SJens Axboe 		set->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
2094a4391c64SJens Axboe 	}
209524d2f903SChristoph Hellwig 
20966637fadfSShaohua Li 	/*
20976637fadfSShaohua Li 	 * If a crashdump is active, then we are potentially in a very
20986637fadfSShaohua Li 	 * memory constrained environment. Limit us to 1 queue and
20996637fadfSShaohua Li 	 * 64 tags to prevent using too much memory.
21006637fadfSShaohua Li 	 */
21016637fadfSShaohua Li 	if (is_kdump_kernel()) {
21026637fadfSShaohua Li 		set->nr_hw_queues = 1;
21036637fadfSShaohua Li 		set->queue_depth = min(64U, set->queue_depth);
21046637fadfSShaohua Li 	}
21056637fadfSShaohua Li 
210648479005SMing Lei 	set->tags = kmalloc_node(set->nr_hw_queues *
210748479005SMing Lei 				 sizeof(struct blk_mq_tags *),
210824d2f903SChristoph Hellwig 				 GFP_KERNEL, set->numa_node);
210924d2f903SChristoph Hellwig 	if (!set->tags)
2110a5164405SJens Axboe 		return -ENOMEM;
211124d2f903SChristoph Hellwig 
2112a5164405SJens Axboe 	if (blk_mq_alloc_rq_maps(set))
2113a5164405SJens Axboe 		goto enomem;
211424d2f903SChristoph Hellwig 
21150d2602caSJens Axboe 	mutex_init(&set->tag_list_lock);
21160d2602caSJens Axboe 	INIT_LIST_HEAD(&set->tag_list);
21170d2602caSJens Axboe 
211824d2f903SChristoph Hellwig 	return 0;
2119a5164405SJens Axboe enomem:
21205676e7b6SRobert Elliott 	kfree(set->tags);
21215676e7b6SRobert Elliott 	set->tags = NULL;
212224d2f903SChristoph Hellwig 	return -ENOMEM;
212324d2f903SChristoph Hellwig }
212424d2f903SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_tag_set);
212524d2f903SChristoph Hellwig 
212624d2f903SChristoph Hellwig void blk_mq_free_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
212724d2f903SChristoph Hellwig {
212824d2f903SChristoph Hellwig 	int i;
212924d2f903SChristoph Hellwig 
2130484b4061SJens Axboe 	for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
2131484b4061SJens Axboe 		if (set->tags[i])
213224d2f903SChristoph Hellwig 			blk_mq_free_rq_map(set, set->tags[i], i);
2133484b4061SJens Axboe 	}
2134484b4061SJens Axboe 
2135981bd189SMing Lei 	kfree(set->tags);
21365676e7b6SRobert Elliott 	set->tags = NULL;
213724d2f903SChristoph Hellwig }
213824d2f903SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_tag_set);
213924d2f903SChristoph Hellwig 
2140e3a2b3f9SJens Axboe int blk_mq_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
2141e3a2b3f9SJens Axboe {
2142e3a2b3f9SJens Axboe 	struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
2143e3a2b3f9SJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2144e3a2b3f9SJens Axboe 	int i, ret;
2145e3a2b3f9SJens Axboe 
2146e3a2b3f9SJens Axboe 	if (!set || nr > set->queue_depth)
2147e3a2b3f9SJens Axboe 		return -EINVAL;
2148e3a2b3f9SJens Axboe 
2149e3a2b3f9SJens Axboe 	ret = 0;
2150e3a2b3f9SJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2151e3a2b3f9SJens Axboe 		ret = blk_mq_tag_update_depth(hctx->tags, nr);
2152e3a2b3f9SJens Axboe 		if (ret)
2153e3a2b3f9SJens Axboe 			break;
2154e3a2b3f9SJens Axboe 	}
2155e3a2b3f9SJens Axboe 
2156e3a2b3f9SJens Axboe 	if (!ret)
2157e3a2b3f9SJens Axboe 		q->nr_requests = nr;
2158e3a2b3f9SJens Axboe 
2159e3a2b3f9SJens Axboe 	return ret;
2160e3a2b3f9SJens Axboe }
2161e3a2b3f9SJens Axboe 
2162676141e4SJens Axboe void blk_mq_disable_hotplug(void)
2163676141e4SJens Axboe {
2164676141e4SJens Axboe 	mutex_lock(&all_q_mutex);
2165676141e4SJens Axboe }
2166676141e4SJens Axboe 
2167676141e4SJens Axboe void blk_mq_enable_hotplug(void)
2168676141e4SJens Axboe {
2169676141e4SJens Axboe 	mutex_unlock(&all_q_mutex);
2170676141e4SJens Axboe }
2171676141e4SJens Axboe 
2172320ae51fSJens Axboe static int __init blk_mq_init(void)
2173320ae51fSJens Axboe {
2174320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_cpu_init();
2175320ae51fSJens Axboe 
2176add703fdSTejun Heo 	hotcpu_notifier(blk_mq_queue_reinit_notify, 0);
2177320ae51fSJens Axboe 
2178320ae51fSJens Axboe 	return 0;
2179320ae51fSJens Axboe }
2180320ae51fSJens Axboe subsys_initcall(blk_mq_init);
2181