xref: /linux/block/blk-mq.c (revision e167dfb53cb85fde7b15f644e9dbef7ba31896b6)
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 
11072d6f02aSTejun Heo /*
11172d6f02aSTejun Heo  * Guarantee no request is in use, so we can change any data structure of
11272d6f02aSTejun Heo  * the queue afterward.
11372d6f02aSTejun Heo  */
11472d6f02aSTejun Heo void blk_mq_freeze_queue(struct request_queue *q)
11543a5e4e2SMing Lei {
116cddd5d17STejun Heo 	bool freeze;
117cddd5d17STejun Heo 
11872d6f02aSTejun Heo 	spin_lock_irq(q->queue_lock);
119cddd5d17STejun Heo 	freeze = !q->mq_freeze_depth++;
12072d6f02aSTejun Heo 	spin_unlock_irq(q->queue_lock);
12172d6f02aSTejun Heo 
122cddd5d17STejun Heo 	if (freeze) {
1239eca8046STejun Heo 		percpu_ref_kill(&q->mq_usage_counter);
124add703fdSTejun Heo 		blk_mq_run_queues(q, false);
125cddd5d17STejun Heo 	}
126add703fdSTejun Heo 	wait_event(q->mq_freeze_wq, percpu_ref_is_zero(&q->mq_usage_counter));
12743a5e4e2SMing Lei }
12843a5e4e2SMing Lei 
129320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q)
130320ae51fSJens Axboe {
131cddd5d17STejun Heo 	bool wake;
132320ae51fSJens Axboe 
133320ae51fSJens Axboe 	spin_lock_irq(q->queue_lock);
134780db207STejun Heo 	wake = !--q->mq_freeze_depth;
135780db207STejun Heo 	WARN_ON_ONCE(q->mq_freeze_depth < 0);
136320ae51fSJens Axboe 	spin_unlock_irq(q->queue_lock);
137add703fdSTejun Heo 	if (wake) {
138add703fdSTejun Heo 		percpu_ref_reinit(&q->mq_usage_counter);
139320ae51fSJens Axboe 		wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
140320ae51fSJens Axboe 	}
141add703fdSTejun Heo }
142320ae51fSJens Axboe 
143320ae51fSJens Axboe bool blk_mq_can_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
144320ae51fSJens Axboe {
145320ae51fSJens Axboe 	return blk_mq_has_free_tags(hctx->tags);
146320ae51fSJens Axboe }
147320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_can_queue);
148320ae51fSJens Axboe 
14994eddfbeSJens Axboe static void blk_mq_rq_ctx_init(struct request_queue *q, struct blk_mq_ctx *ctx,
15094eddfbeSJens Axboe 			       struct request *rq, unsigned int rw_flags)
151320ae51fSJens Axboe {
15294eddfbeSJens Axboe 	if (blk_queue_io_stat(q))
15394eddfbeSJens Axboe 		rw_flags |= REQ_IO_STAT;
15494eddfbeSJens Axboe 
155af76e555SChristoph Hellwig 	INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
156af76e555SChristoph Hellwig 	/* csd/requeue_work/fifo_time is initialized before use */
157af76e555SChristoph Hellwig 	rq->q = q;
158320ae51fSJens Axboe 	rq->mq_ctx = ctx;
1590d2602caSJens Axboe 	rq->cmd_flags |= rw_flags;
160af76e555SChristoph Hellwig 	/* do not touch atomic flags, it needs atomic ops against the timer */
161af76e555SChristoph Hellwig 	rq->cpu = -1;
162af76e555SChristoph Hellwig 	INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
163af76e555SChristoph Hellwig 	RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
164af76e555SChristoph Hellwig 	rq->rq_disk = NULL;
165af76e555SChristoph Hellwig 	rq->part = NULL;
1663ee32372SJens Axboe 	rq->start_time = jiffies;
167af76e555SChristoph Hellwig #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP
168af76e555SChristoph Hellwig 	rq->rl = NULL;
1690fec08b4SMing Lei 	set_start_time_ns(rq);
170af76e555SChristoph Hellwig 	rq->io_start_time_ns = 0;
171af76e555SChristoph Hellwig #endif
172af76e555SChristoph Hellwig 	rq->nr_phys_segments = 0;
173af76e555SChristoph Hellwig #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY)
174af76e555SChristoph Hellwig 	rq->nr_integrity_segments = 0;
175af76e555SChristoph Hellwig #endif
176af76e555SChristoph Hellwig 	rq->special = NULL;
177af76e555SChristoph Hellwig 	/* tag was already set */
178af76e555SChristoph Hellwig 	rq->errors = 0;
179af76e555SChristoph Hellwig 
1806f4a1626STony Battersby 	rq->cmd = rq->__cmd;
1816f4a1626STony Battersby 
182af76e555SChristoph Hellwig 	rq->extra_len = 0;
183af76e555SChristoph Hellwig 	rq->sense_len = 0;
184af76e555SChristoph Hellwig 	rq->resid_len = 0;
185af76e555SChristoph Hellwig 	rq->sense = NULL;
186af76e555SChristoph Hellwig 
187af76e555SChristoph Hellwig 	INIT_LIST_HEAD(&rq->timeout_list);
188f6be4fb4SJens Axboe 	rq->timeout = 0;
189f6be4fb4SJens Axboe 
190af76e555SChristoph Hellwig 	rq->end_io = NULL;
191af76e555SChristoph Hellwig 	rq->end_io_data = NULL;
192af76e555SChristoph Hellwig 	rq->next_rq = NULL;
193af76e555SChristoph Hellwig 
194320ae51fSJens Axboe 	ctx->rq_dispatched[rw_is_sync(rw_flags)]++;
195320ae51fSJens Axboe }
196320ae51fSJens Axboe 
1975dee8577SChristoph Hellwig static struct request *
198cb96a42cSMing Lei __blk_mq_alloc_request(struct blk_mq_alloc_data *data, int rw)
1995dee8577SChristoph Hellwig {
2005dee8577SChristoph Hellwig 	struct request *rq;
2015dee8577SChristoph Hellwig 	unsigned int tag;
2025dee8577SChristoph Hellwig 
203cb96a42cSMing Lei 	tag = blk_mq_get_tag(data);
2045dee8577SChristoph Hellwig 	if (tag != BLK_MQ_TAG_FAIL) {
205cb96a42cSMing Lei 		rq = data->hctx->tags->rqs[tag];
2065dee8577SChristoph Hellwig 
207cb96a42cSMing Lei 		if (blk_mq_tag_busy(data->hctx)) {
2085dee8577SChristoph Hellwig 			rq->cmd_flags = REQ_MQ_INFLIGHT;
209cb96a42cSMing Lei 			atomic_inc(&data->hctx->nr_active);
2105dee8577SChristoph Hellwig 		}
2115dee8577SChristoph Hellwig 
2125dee8577SChristoph Hellwig 		rq->tag = tag;
213cb96a42cSMing Lei 		blk_mq_rq_ctx_init(data->q, data->ctx, rq, rw);
2145dee8577SChristoph Hellwig 		return rq;
2155dee8577SChristoph Hellwig 	}
2165dee8577SChristoph Hellwig 
2175dee8577SChristoph Hellwig 	return NULL;
2185dee8577SChristoph Hellwig }
2195dee8577SChristoph Hellwig 
2204ce01dd1SChristoph Hellwig struct request *blk_mq_alloc_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp,
2214ce01dd1SChristoph Hellwig 		bool reserved)
222320ae51fSJens Axboe {
223d852564fSChristoph Hellwig 	struct blk_mq_ctx *ctx;
224d852564fSChristoph Hellwig 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
225320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
226cb96a42cSMing Lei 	struct blk_mq_alloc_data alloc_data;
227a492f075SJoe Lawrence 	int ret;
228320ae51fSJens Axboe 
229a492f075SJoe Lawrence 	ret = blk_mq_queue_enter(q);
230a492f075SJoe Lawrence 	if (ret)
231a492f075SJoe Lawrence 		return ERR_PTR(ret);
232320ae51fSJens Axboe 
233d852564fSChristoph Hellwig 	ctx = blk_mq_get_ctx(q);
234d852564fSChristoph Hellwig 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
235cb96a42cSMing Lei 	blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q, gfp & ~__GFP_WAIT,
236cb96a42cSMing Lei 			reserved, ctx, hctx);
237d852564fSChristoph Hellwig 
238cb96a42cSMing Lei 	rq = __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw);
239d852564fSChristoph Hellwig 	if (!rq && (gfp & __GFP_WAIT)) {
240d852564fSChristoph Hellwig 		__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
241d852564fSChristoph Hellwig 		blk_mq_put_ctx(ctx);
242d852564fSChristoph Hellwig 
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, reserved, ctx,
246cb96a42cSMing Lei 				hctx);
247cb96a42cSMing Lei 		rq =  __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw);
248cb96a42cSMing Lei 		ctx = alloc_data.ctx;
249d852564fSChristoph Hellwig 	}
250d852564fSChristoph Hellwig 	blk_mq_put_ctx(ctx);
251a492f075SJoe Lawrence 	if (!rq)
252a492f075SJoe Lawrence 		return ERR_PTR(-EWOULDBLOCK);
253320ae51fSJens Axboe 	return rq;
254320ae51fSJens Axboe }
2554bb659b1SJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_request);
256320ae51fSJens Axboe 
257320ae51fSJens Axboe static void __blk_mq_free_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
258320ae51fSJens Axboe 				  struct blk_mq_ctx *ctx, struct request *rq)
259320ae51fSJens Axboe {
260320ae51fSJens Axboe 	const int tag = rq->tag;
261320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
262320ae51fSJens Axboe 
2630d2602caSJens Axboe 	if (rq->cmd_flags & REQ_MQ_INFLIGHT)
2640d2602caSJens Axboe 		atomic_dec(&hctx->nr_active);
265683d0e12SDavid Hildenbrand 	rq->cmd_flags = 0;
2660d2602caSJens Axboe 
267af76e555SChristoph Hellwig 	clear_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
2680d2602caSJens Axboe 	blk_mq_put_tag(hctx, tag, &ctx->last_tag);
269320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_queue_exit(q);
270320ae51fSJens Axboe }
271320ae51fSJens Axboe 
272320ae51fSJens Axboe void blk_mq_free_request(struct request *rq)
273320ae51fSJens Axboe {
274320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
275320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
276320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
277320ae51fSJens Axboe 
278320ae51fSJens Axboe 	ctx->rq_completed[rq_is_sync(rq)]++;
279320ae51fSJens Axboe 
280320ae51fSJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
281320ae51fSJens Axboe 	__blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
282320ae51fSJens Axboe }
283320ae51fSJens Axboe 
284c8a446adSChristoph Hellwig inline void __blk_mq_end_request(struct request *rq, int error)
285320ae51fSJens Axboe {
2860d11e6acSMing Lei 	blk_account_io_done(rq);
2870d11e6acSMing Lei 
28891b63639SChristoph Hellwig 	if (rq->end_io) {
289320ae51fSJens Axboe 		rq->end_io(rq, error);
29091b63639SChristoph Hellwig 	} else {
29191b63639SChristoph Hellwig 		if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
29291b63639SChristoph Hellwig 			blk_mq_free_request(rq->next_rq);
293320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_free_request(rq);
294320ae51fSJens Axboe 	}
29591b63639SChristoph Hellwig }
296c8a446adSChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(__blk_mq_end_request);
29763151a44SChristoph Hellwig 
298c8a446adSChristoph Hellwig void blk_mq_end_request(struct request *rq, int error)
29963151a44SChristoph Hellwig {
30063151a44SChristoph Hellwig 	if (blk_update_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq)))
30163151a44SChristoph Hellwig 		BUG();
302c8a446adSChristoph Hellwig 	__blk_mq_end_request(rq, error);
30363151a44SChristoph Hellwig }
304c8a446adSChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_end_request);
305320ae51fSJens Axboe 
30630a91cb4SChristoph Hellwig static void __blk_mq_complete_request_remote(void *data)
307320ae51fSJens Axboe {
3083d6efbf6SChristoph Hellwig 	struct request *rq = data;
309320ae51fSJens Axboe 
31030a91cb4SChristoph Hellwig 	rq->q->softirq_done_fn(rq);
311320ae51fSJens Axboe }
312320ae51fSJens Axboe 
313ed851860SJens Axboe static void blk_mq_ipi_complete_request(struct request *rq)
314320ae51fSJens Axboe {
315320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
31638535201SChristoph Hellwig 	bool shared = false;
317320ae51fSJens Axboe 	int cpu;
318320ae51fSJens Axboe 
31938535201SChristoph Hellwig 	if (!test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &rq->q->queue_flags)) {
32030a91cb4SChristoph Hellwig 		rq->q->softirq_done_fn(rq);
32130a91cb4SChristoph Hellwig 		return;
32230a91cb4SChristoph Hellwig 	}
323320ae51fSJens Axboe 
324320ae51fSJens Axboe 	cpu = get_cpu();
32538535201SChristoph Hellwig 	if (!test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_FORCE, &rq->q->queue_flags))
32638535201SChristoph Hellwig 		shared = cpus_share_cache(cpu, ctx->cpu);
32738535201SChristoph Hellwig 
32838535201SChristoph Hellwig 	if (cpu != ctx->cpu && !shared && cpu_online(ctx->cpu)) {
32930a91cb4SChristoph Hellwig 		rq->csd.func = __blk_mq_complete_request_remote;
3303d6efbf6SChristoph Hellwig 		rq->csd.info = rq;
3313d6efbf6SChristoph Hellwig 		rq->csd.flags = 0;
332c46fff2aSFrederic Weisbecker 		smp_call_function_single_async(ctx->cpu, &rq->csd);
3333d6efbf6SChristoph Hellwig 	} else {
33430a91cb4SChristoph Hellwig 		rq->q->softirq_done_fn(rq);
3353d6efbf6SChristoph Hellwig 	}
336320ae51fSJens Axboe 	put_cpu();
337320ae51fSJens Axboe }
33830a91cb4SChristoph Hellwig 
339ed851860SJens Axboe void __blk_mq_complete_request(struct request *rq)
340ed851860SJens Axboe {
341ed851860SJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
342ed851860SJens Axboe 
343ed851860SJens Axboe 	if (!q->softirq_done_fn)
344c8a446adSChristoph Hellwig 		blk_mq_end_request(rq, rq->errors);
345ed851860SJens Axboe 	else
346ed851860SJens Axboe 		blk_mq_ipi_complete_request(rq);
347ed851860SJens Axboe }
348ed851860SJens Axboe 
34930a91cb4SChristoph Hellwig /**
35030a91cb4SChristoph Hellwig  * blk_mq_complete_request - end I/O on a request
35130a91cb4SChristoph Hellwig  * @rq:		the request being processed
35230a91cb4SChristoph Hellwig  *
35330a91cb4SChristoph Hellwig  * Description:
35430a91cb4SChristoph Hellwig  *	Ends all I/O on a request. It does not handle partial completions.
35530a91cb4SChristoph Hellwig  *	The actual completion happens out-of-order, through a IPI handler.
35630a91cb4SChristoph Hellwig  **/
35730a91cb4SChristoph Hellwig void blk_mq_complete_request(struct request *rq)
35830a91cb4SChristoph Hellwig {
35995f09684SJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
36095f09684SJens Axboe 
36195f09684SJens Axboe 	if (unlikely(blk_should_fake_timeout(q)))
36230a91cb4SChristoph Hellwig 		return;
363ed851860SJens Axboe 	if (!blk_mark_rq_complete(rq))
36430a91cb4SChristoph Hellwig 		__blk_mq_complete_request(rq);
36530a91cb4SChristoph Hellwig }
36630a91cb4SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_complete_request);
367320ae51fSJens Axboe 
368e2490073SChristoph Hellwig void blk_mq_start_request(struct request *rq)
369320ae51fSJens Axboe {
370320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
371320ae51fSJens Axboe 
372320ae51fSJens Axboe 	trace_block_rq_issue(q, rq);
373320ae51fSJens Axboe 
374742ee69bSChristoph Hellwig 	rq->resid_len = blk_rq_bytes(rq);
37591b63639SChristoph Hellwig 	if (unlikely(blk_bidi_rq(rq)))
37691b63639SChristoph Hellwig 		rq->next_rq->resid_len = blk_rq_bytes(rq->next_rq);
377742ee69bSChristoph Hellwig 
3782b8393b4SMing Lei 	blk_add_timer(rq);
37987ee7b11SJens Axboe 
38087ee7b11SJens Axboe 	/*
381538b7534SJens Axboe 	 * Ensure that ->deadline is visible before set the started
382538b7534SJens Axboe 	 * flag and clear the completed flag.
383538b7534SJens Axboe 	 */
384538b7534SJens Axboe 	smp_mb__before_atomic();
385538b7534SJens Axboe 
386538b7534SJens Axboe 	/*
38787ee7b11SJens Axboe 	 * Mark us as started and clear complete. Complete might have been
38887ee7b11SJens Axboe 	 * set if requeue raced with timeout, which then marked it as
38987ee7b11SJens Axboe 	 * complete. So be sure to clear complete again when we start
39087ee7b11SJens Axboe 	 * the request, otherwise we'll ignore the completion event.
39187ee7b11SJens Axboe 	 */
3924b570521SJens Axboe 	if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags))
393320ae51fSJens Axboe 		set_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
3944b570521SJens Axboe 	if (test_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &rq->atomic_flags))
39587ee7b11SJens Axboe 		clear_bit(REQ_ATOM_COMPLETE, &rq->atomic_flags);
39649f5baa5SChristoph Hellwig 
39749f5baa5SChristoph Hellwig 	if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
39849f5baa5SChristoph Hellwig 		/*
39949f5baa5SChristoph Hellwig 		 * Make sure space for the drain appears.  We know we can do
40049f5baa5SChristoph Hellwig 		 * this because max_hw_segments has been adjusted to be one
40149f5baa5SChristoph Hellwig 		 * fewer than the device can handle.
40249f5baa5SChristoph Hellwig 		 */
40349f5baa5SChristoph Hellwig 		rq->nr_phys_segments++;
40449f5baa5SChristoph Hellwig 	}
405320ae51fSJens Axboe }
406e2490073SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_request);
407320ae51fSJens Axboe 
408ed0791b2SChristoph Hellwig static void __blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
409320ae51fSJens Axboe {
410320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
411320ae51fSJens Axboe 
412320ae51fSJens Axboe 	trace_block_rq_requeue(q, rq);
41349f5baa5SChristoph Hellwig 
414e2490073SChristoph Hellwig 	if (test_and_clear_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags)) {
41549f5baa5SChristoph Hellwig 		if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq))
41649f5baa5SChristoph Hellwig 			rq->nr_phys_segments--;
417320ae51fSJens Axboe 	}
418e2490073SChristoph Hellwig }
419320ae51fSJens Axboe 
420ed0791b2SChristoph Hellwig void blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
421ed0791b2SChristoph Hellwig {
422ed0791b2SChristoph Hellwig 	__blk_mq_requeue_request(rq);
423ed0791b2SChristoph Hellwig 
424ed0791b2SChristoph Hellwig 	BUG_ON(blk_queued_rq(rq));
4256fca6a61SChristoph Hellwig 	blk_mq_add_to_requeue_list(rq, true);
426ed0791b2SChristoph Hellwig }
427ed0791b2SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_requeue_request);
428ed0791b2SChristoph Hellwig 
4296fca6a61SChristoph Hellwig static void blk_mq_requeue_work(struct work_struct *work)
4306fca6a61SChristoph Hellwig {
4316fca6a61SChristoph Hellwig 	struct request_queue *q =
4326fca6a61SChristoph Hellwig 		container_of(work, struct request_queue, requeue_work);
4336fca6a61SChristoph Hellwig 	LIST_HEAD(rq_list);
4346fca6a61SChristoph Hellwig 	struct request *rq, *next;
4356fca6a61SChristoph Hellwig 	unsigned long flags;
4366fca6a61SChristoph Hellwig 
4376fca6a61SChristoph Hellwig 	spin_lock_irqsave(&q->requeue_lock, flags);
4386fca6a61SChristoph Hellwig 	list_splice_init(&q->requeue_list, &rq_list);
4396fca6a61SChristoph Hellwig 	spin_unlock_irqrestore(&q->requeue_lock, flags);
4406fca6a61SChristoph Hellwig 
4416fca6a61SChristoph Hellwig 	list_for_each_entry_safe(rq, next, &rq_list, queuelist) {
4426fca6a61SChristoph Hellwig 		if (!(rq->cmd_flags & REQ_SOFTBARRIER))
4436fca6a61SChristoph Hellwig 			continue;
4446fca6a61SChristoph Hellwig 
4456fca6a61SChristoph Hellwig 		rq->cmd_flags &= ~REQ_SOFTBARRIER;
4466fca6a61SChristoph Hellwig 		list_del_init(&rq->queuelist);
4476fca6a61SChristoph Hellwig 		blk_mq_insert_request(rq, true, false, false);
4486fca6a61SChristoph Hellwig 	}
4496fca6a61SChristoph Hellwig 
4506fca6a61SChristoph Hellwig 	while (!list_empty(&rq_list)) {
4516fca6a61SChristoph Hellwig 		rq = list_entry(rq_list.next, struct request, queuelist);
4526fca6a61SChristoph Hellwig 		list_del_init(&rq->queuelist);
4536fca6a61SChristoph Hellwig 		blk_mq_insert_request(rq, false, false, false);
4546fca6a61SChristoph Hellwig 	}
4556fca6a61SChristoph Hellwig 
4568b957415SJens Axboe 	/*
4578b957415SJens Axboe 	 * Use the start variant of queue running here, so that running
4588b957415SJens Axboe 	 * the requeue work will kick stopped queues.
4598b957415SJens Axboe 	 */
4608b957415SJens Axboe 	blk_mq_start_hw_queues(q);
4616fca6a61SChristoph Hellwig }
4626fca6a61SChristoph Hellwig 
4636fca6a61SChristoph Hellwig void blk_mq_add_to_requeue_list(struct request *rq, bool at_head)
4646fca6a61SChristoph Hellwig {
4656fca6a61SChristoph Hellwig 	struct request_queue *q = rq->q;
4666fca6a61SChristoph Hellwig 	unsigned long flags;
4676fca6a61SChristoph Hellwig 
4686fca6a61SChristoph Hellwig 	/*
4696fca6a61SChristoph Hellwig 	 * We abuse this flag that is otherwise used by the I/O scheduler to
4706fca6a61SChristoph Hellwig 	 * request head insertation from the workqueue.
4716fca6a61SChristoph Hellwig 	 */
4726fca6a61SChristoph Hellwig 	BUG_ON(rq->cmd_flags & REQ_SOFTBARRIER);
4736fca6a61SChristoph Hellwig 
4746fca6a61SChristoph Hellwig 	spin_lock_irqsave(&q->requeue_lock, flags);
4756fca6a61SChristoph Hellwig 	if (at_head) {
4766fca6a61SChristoph Hellwig 		rq->cmd_flags |= REQ_SOFTBARRIER;
4776fca6a61SChristoph Hellwig 		list_add(&rq->queuelist, &q->requeue_list);
4786fca6a61SChristoph Hellwig 	} else {
4796fca6a61SChristoph Hellwig 		list_add_tail(&rq->queuelist, &q->requeue_list);
4806fca6a61SChristoph Hellwig 	}
4816fca6a61SChristoph Hellwig 	spin_unlock_irqrestore(&q->requeue_lock, flags);
4826fca6a61SChristoph Hellwig }
4836fca6a61SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_add_to_requeue_list);
4846fca6a61SChristoph Hellwig 
4856fca6a61SChristoph Hellwig void blk_mq_kick_requeue_list(struct request_queue *q)
4866fca6a61SChristoph Hellwig {
4876fca6a61SChristoph Hellwig 	kblockd_schedule_work(&q->requeue_work);
4886fca6a61SChristoph Hellwig }
4896fca6a61SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_kick_requeue_list);
4906fca6a61SChristoph Hellwig 
4917c94e1c1SMing Lei static inline bool is_flush_request(struct request *rq,
4927c94e1c1SMing Lei 		struct blk_flush_queue *fq, unsigned int tag)
49324d2f903SChristoph Hellwig {
4940e62f51fSJens Axboe 	return ((rq->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ) &&
4957c94e1c1SMing Lei 			fq->flush_rq->tag == tag);
4960e62f51fSJens Axboe }
49722302375SShaohua Li 
4980e62f51fSJens Axboe struct request *blk_mq_tag_to_rq(struct blk_mq_tags *tags, unsigned int tag)
4990e62f51fSJens Axboe {
5000e62f51fSJens Axboe 	struct request *rq = tags->rqs[tag];
501e97c293cSMing Lei 	/* mq_ctx of flush rq is always cloned from the corresponding req */
502e97c293cSMing Lei 	struct blk_flush_queue *fq = blk_get_flush_queue(rq->q, rq->mq_ctx);
50322302375SShaohua Li 
5047c94e1c1SMing Lei 	if (!is_flush_request(rq, fq, tag))
5050e62f51fSJens Axboe 		return rq;
5060e62f51fSJens Axboe 
5077c94e1c1SMing Lei 	return fq->flush_rq;
50824d2f903SChristoph Hellwig }
50924d2f903SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_tag_to_rq);
51024d2f903SChristoph Hellwig 
511320ae51fSJens Axboe struct blk_mq_timeout_data {
51246f92d42SChristoph Hellwig 	unsigned long next;
51346f92d42SChristoph Hellwig 	unsigned int next_set;
514320ae51fSJens Axboe };
515320ae51fSJens Axboe 
51690415837SChristoph Hellwig void blk_mq_rq_timed_out(struct request *req, bool reserved)
517320ae51fSJens Axboe {
51846f92d42SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_ops *ops = req->q->mq_ops;
51946f92d42SChristoph Hellwig 	enum blk_eh_timer_return ret = BLK_EH_RESET_TIMER;
52087ee7b11SJens Axboe 
52187ee7b11SJens Axboe 	/*
52287ee7b11SJens Axboe 	 * We know that complete is set at this point. If STARTED isn't set
52387ee7b11SJens Axboe 	 * anymore, then the request isn't active and the "timeout" should
52487ee7b11SJens Axboe 	 * just be ignored. This can happen due to the bitflag ordering.
52587ee7b11SJens Axboe 	 * Timeout first checks if STARTED is set, and if it is, assumes
52687ee7b11SJens Axboe 	 * the request is active. But if we race with completion, then
52787ee7b11SJens Axboe 	 * we both flags will get cleared. So check here again, and ignore
52887ee7b11SJens Axboe 	 * a timeout event with a request that isn't active.
52987ee7b11SJens Axboe 	 */
53046f92d42SChristoph Hellwig 	if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &req->atomic_flags))
53146f92d42SChristoph Hellwig 		return;
53287ee7b11SJens Axboe 
53346f92d42SChristoph Hellwig 	if (ops->timeout)
5340152fb6bSChristoph Hellwig 		ret = ops->timeout(req, reserved);
53587ee7b11SJens Axboe 
53646f92d42SChristoph Hellwig 	switch (ret) {
53746f92d42SChristoph Hellwig 	case BLK_EH_HANDLED:
53846f92d42SChristoph Hellwig 		__blk_mq_complete_request(req);
53946f92d42SChristoph Hellwig 		break;
54046f92d42SChristoph Hellwig 	case BLK_EH_RESET_TIMER:
54146f92d42SChristoph Hellwig 		blk_add_timer(req);
54246f92d42SChristoph Hellwig 		blk_clear_rq_complete(req);
54346f92d42SChristoph Hellwig 		break;
54446f92d42SChristoph Hellwig 	case BLK_EH_NOT_HANDLED:
54546f92d42SChristoph Hellwig 		break;
54646f92d42SChristoph Hellwig 	default:
54746f92d42SChristoph Hellwig 		printk(KERN_ERR "block: bad eh return: %d\n", ret);
54846f92d42SChristoph Hellwig 		break;
54987ee7b11SJens Axboe 	}
55087ee7b11SJens Axboe }
55187ee7b11SJens Axboe 
55281481eb4SChristoph Hellwig static void blk_mq_check_expired(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
55381481eb4SChristoph Hellwig 		struct request *rq, void *priv, bool reserved)
554320ae51fSJens Axboe {
55581481eb4SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_timeout_data *data = priv;
55681481eb4SChristoph Hellwig 
55746f92d42SChristoph Hellwig 	if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags))
55846f92d42SChristoph Hellwig 		return;
55946f92d42SChristoph Hellwig 
56046f92d42SChristoph Hellwig 	if (time_after_eq(jiffies, rq->deadline)) {
56146f92d42SChristoph Hellwig 		if (!blk_mark_rq_complete(rq))
5620152fb6bSChristoph Hellwig 			blk_mq_rq_timed_out(rq, reserved);
56346f92d42SChristoph Hellwig 	} else if (!data->next_set || time_after(data->next, rq->deadline)) {
56446f92d42SChristoph Hellwig 		data->next = rq->deadline;
56546f92d42SChristoph Hellwig 		data->next_set = 1;
56646f92d42SChristoph Hellwig 	}
56781481eb4SChristoph Hellwig }
56881481eb4SChristoph Hellwig 
56981481eb4SChristoph Hellwig static void blk_mq_rq_timer(unsigned long priv)
57081481eb4SChristoph Hellwig {
57181481eb4SChristoph Hellwig 	struct request_queue *q = (struct request_queue *)priv;
57281481eb4SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_timeout_data data = {
57381481eb4SChristoph Hellwig 		.next		= 0,
57481481eb4SChristoph Hellwig 		.next_set	= 0,
57581481eb4SChristoph Hellwig 	};
576320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
57781481eb4SChristoph Hellwig 	int i;
578320ae51fSJens Axboe 
579484b4061SJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
580484b4061SJens Axboe 		/*
581484b4061SJens Axboe 		 * If not software queues are currently mapped to this
582484b4061SJens Axboe 		 * hardware queue, there's nothing to check
583484b4061SJens Axboe 		 */
584484b4061SJens Axboe 		if (!hctx->nr_ctx || !hctx->tags)
585484b4061SJens Axboe 			continue;
586484b4061SJens Axboe 
58781481eb4SChristoph Hellwig 		blk_mq_tag_busy_iter(hctx, blk_mq_check_expired, &data);
588484b4061SJens Axboe 	}
589320ae51fSJens Axboe 
59081481eb4SChristoph Hellwig 	if (data.next_set) {
59181481eb4SChristoph Hellwig 		data.next = blk_rq_timeout(round_jiffies_up(data.next));
59281481eb4SChristoph Hellwig 		mod_timer(&q->timeout, data.next);
5930d2602caSJens Axboe 	} else {
5940d2602caSJens Axboe 		queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
5950d2602caSJens Axboe 			blk_mq_tag_idle(hctx);
5960d2602caSJens Axboe 	}
597320ae51fSJens Axboe }
598320ae51fSJens Axboe 
599320ae51fSJens Axboe /*
600320ae51fSJens Axboe  * Reverse check our software queue for entries that we could potentially
601320ae51fSJens Axboe  * merge with. Currently includes a hand-wavy stop count of 8, to not spend
602320ae51fSJens Axboe  * too much time checking for merges.
603320ae51fSJens Axboe  */
604320ae51fSJens Axboe static bool blk_mq_attempt_merge(struct request_queue *q,
605320ae51fSJens Axboe 				 struct blk_mq_ctx *ctx, struct bio *bio)
606320ae51fSJens Axboe {
607320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
608320ae51fSJens Axboe 	int checked = 8;
609320ae51fSJens Axboe 
610320ae51fSJens Axboe 	list_for_each_entry_reverse(rq, &ctx->rq_list, queuelist) {
611320ae51fSJens Axboe 		int el_ret;
612320ae51fSJens Axboe 
613320ae51fSJens Axboe 		if (!checked--)
614320ae51fSJens Axboe 			break;
615320ae51fSJens Axboe 
616320ae51fSJens Axboe 		if (!blk_rq_merge_ok(rq, bio))
617320ae51fSJens Axboe 			continue;
618320ae51fSJens Axboe 
619320ae51fSJens Axboe 		el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
620320ae51fSJens Axboe 		if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
621320ae51fSJens Axboe 			if (bio_attempt_back_merge(q, rq, bio)) {
622320ae51fSJens Axboe 				ctx->rq_merged++;
623320ae51fSJens Axboe 				return true;
624320ae51fSJens Axboe 			}
625320ae51fSJens Axboe 			break;
626320ae51fSJens Axboe 		} else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
627320ae51fSJens Axboe 			if (bio_attempt_front_merge(q, rq, bio)) {
628320ae51fSJens Axboe 				ctx->rq_merged++;
629320ae51fSJens Axboe 				return true;
630320ae51fSJens Axboe 			}
631320ae51fSJens Axboe 			break;
632320ae51fSJens Axboe 		}
633320ae51fSJens Axboe 	}
634320ae51fSJens Axboe 
635320ae51fSJens Axboe 	return false;
636320ae51fSJens Axboe }
637320ae51fSJens Axboe 
638320ae51fSJens Axboe /*
6391429d7c9SJens Axboe  * Process software queues that have been marked busy, splicing them
6401429d7c9SJens Axboe  * to the for-dispatch
6411429d7c9SJens Axboe  */
6421429d7c9SJens Axboe static void flush_busy_ctxs(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct list_head *list)
6431429d7c9SJens Axboe {
6441429d7c9SJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
6451429d7c9SJens Axboe 	int i;
6461429d7c9SJens Axboe 
6471429d7c9SJens Axboe 	for (i = 0; i < hctx->ctx_map.map_size; i++) {
6481429d7c9SJens Axboe 		struct blk_align_bitmap *bm = &hctx->ctx_map.map[i];
6491429d7c9SJens Axboe 		unsigned int off, bit;
6501429d7c9SJens Axboe 
6511429d7c9SJens Axboe 		if (!bm->word)
6521429d7c9SJens Axboe 			continue;
6531429d7c9SJens Axboe 
6541429d7c9SJens Axboe 		bit = 0;
6551429d7c9SJens Axboe 		off = i * hctx->ctx_map.bits_per_word;
6561429d7c9SJens Axboe 		do {
6571429d7c9SJens Axboe 			bit = find_next_bit(&bm->word, bm->depth, bit);
6581429d7c9SJens Axboe 			if (bit >= bm->depth)
6591429d7c9SJens Axboe 				break;
6601429d7c9SJens Axboe 
6611429d7c9SJens Axboe 			ctx = hctx->ctxs[bit + off];
6621429d7c9SJens Axboe 			clear_bit(bit, &bm->word);
6631429d7c9SJens Axboe 			spin_lock(&ctx->lock);
6641429d7c9SJens Axboe 			list_splice_tail_init(&ctx->rq_list, list);
6651429d7c9SJens Axboe 			spin_unlock(&ctx->lock);
6661429d7c9SJens Axboe 
6671429d7c9SJens Axboe 			bit++;
6681429d7c9SJens Axboe 		} while (1);
6691429d7c9SJens Axboe 	}
6701429d7c9SJens Axboe }
6711429d7c9SJens Axboe 
6721429d7c9SJens Axboe /*
673320ae51fSJens Axboe  * Run this hardware queue, pulling any software queues mapped to it in.
674320ae51fSJens Axboe  * Note that this function currently has various problems around ordering
675320ae51fSJens Axboe  * of IO. In particular, we'd like FIFO behaviour on handling existing
676320ae51fSJens Axboe  * items on the hctx->dispatch list. Ignore that for now.
677320ae51fSJens Axboe  */
678320ae51fSJens Axboe static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
679320ae51fSJens Axboe {
680320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = hctx->queue;
681320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
682320ae51fSJens Axboe 	LIST_HEAD(rq_list);
68374c45052SJens Axboe 	LIST_HEAD(driver_list);
68474c45052SJens Axboe 	struct list_head *dptr;
6851429d7c9SJens Axboe 	int queued;
686320ae51fSJens Axboe 
687fd1270d5SJens Axboe 	WARN_ON(!cpumask_test_cpu(raw_smp_processor_id(), hctx->cpumask));
688e4043dcfSJens Axboe 
6895d12f905SJens Axboe 	if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state)))
690320ae51fSJens Axboe 		return;
691320ae51fSJens Axboe 
692320ae51fSJens Axboe 	hctx->run++;
693320ae51fSJens Axboe 
694320ae51fSJens Axboe 	/*
695320ae51fSJens Axboe 	 * Touch any software queue that has pending entries.
696320ae51fSJens Axboe 	 */
6971429d7c9SJens Axboe 	flush_busy_ctxs(hctx, &rq_list);
698320ae51fSJens Axboe 
699320ae51fSJens Axboe 	/*
700320ae51fSJens Axboe 	 * If we have previous entries on our dispatch list, grab them
701320ae51fSJens Axboe 	 * and stuff them at the front for more fair dispatch.
702320ae51fSJens Axboe 	 */
703320ae51fSJens Axboe 	if (!list_empty_careful(&hctx->dispatch)) {
704320ae51fSJens Axboe 		spin_lock(&hctx->lock);
705320ae51fSJens Axboe 		if (!list_empty(&hctx->dispatch))
706320ae51fSJens Axboe 			list_splice_init(&hctx->dispatch, &rq_list);
707320ae51fSJens Axboe 		spin_unlock(&hctx->lock);
708320ae51fSJens Axboe 	}
709320ae51fSJens Axboe 
710320ae51fSJens Axboe 	/*
71174c45052SJens Axboe 	 * Start off with dptr being NULL, so we start the first request
71274c45052SJens Axboe 	 * immediately, even if we have more pending.
71374c45052SJens Axboe 	 */
71474c45052SJens Axboe 	dptr = NULL;
71574c45052SJens Axboe 
71674c45052SJens Axboe 	/*
717320ae51fSJens Axboe 	 * Now process all the entries, sending them to the driver.
718320ae51fSJens Axboe 	 */
7191429d7c9SJens Axboe 	queued = 0;
720320ae51fSJens Axboe 	while (!list_empty(&rq_list)) {
72174c45052SJens Axboe 		struct blk_mq_queue_data bd;
722320ae51fSJens Axboe 		int ret;
723320ae51fSJens Axboe 
724320ae51fSJens Axboe 		rq = list_first_entry(&rq_list, struct request, queuelist);
725320ae51fSJens Axboe 		list_del_init(&rq->queuelist);
726320ae51fSJens Axboe 
72774c45052SJens Axboe 		bd.rq = rq;
72874c45052SJens Axboe 		bd.list = dptr;
72974c45052SJens Axboe 		bd.last = list_empty(&rq_list);
73074c45052SJens Axboe 
73174c45052SJens Axboe 		ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, &bd);
732320ae51fSJens Axboe 		switch (ret) {
733320ae51fSJens Axboe 		case BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK:
734320ae51fSJens Axboe 			queued++;
735320ae51fSJens Axboe 			continue;
736320ae51fSJens Axboe 		case BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY:
737320ae51fSJens Axboe 			list_add(&rq->queuelist, &rq_list);
738ed0791b2SChristoph Hellwig 			__blk_mq_requeue_request(rq);
739320ae51fSJens Axboe 			break;
740320ae51fSJens Axboe 		default:
741320ae51fSJens Axboe 			pr_err("blk-mq: bad return on queue: %d\n", ret);
742320ae51fSJens Axboe 		case BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR:
7431e93b8c2SChristoph Hellwig 			rq->errors = -EIO;
744c8a446adSChristoph Hellwig 			blk_mq_end_request(rq, rq->errors);
745320ae51fSJens Axboe 			break;
746320ae51fSJens Axboe 		}
747320ae51fSJens Axboe 
748320ae51fSJens Axboe 		if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY)
749320ae51fSJens Axboe 			break;
75074c45052SJens Axboe 
75174c45052SJens Axboe 		/*
75274c45052SJens Axboe 		 * We've done the first request. If we have more than 1
75374c45052SJens Axboe 		 * left in the list, set dptr to defer issue.
75474c45052SJens Axboe 		 */
75574c45052SJens Axboe 		if (!dptr && rq_list.next != rq_list.prev)
75674c45052SJens Axboe 			dptr = &driver_list;
757320ae51fSJens Axboe 	}
758320ae51fSJens Axboe 
759320ae51fSJens Axboe 	if (!queued)
760320ae51fSJens Axboe 		hctx->dispatched[0]++;
761320ae51fSJens Axboe 	else if (queued < (1 << (BLK_MQ_MAX_DISPATCH_ORDER - 1)))
762320ae51fSJens Axboe 		hctx->dispatched[ilog2(queued) + 1]++;
763320ae51fSJens Axboe 
764320ae51fSJens Axboe 	/*
765320ae51fSJens Axboe 	 * Any items that need requeuing? Stuff them into hctx->dispatch,
766320ae51fSJens Axboe 	 * that is where we will continue on next queue run.
767320ae51fSJens Axboe 	 */
768320ae51fSJens Axboe 	if (!list_empty(&rq_list)) {
769320ae51fSJens Axboe 		spin_lock(&hctx->lock);
770320ae51fSJens Axboe 		list_splice(&rq_list, &hctx->dispatch);
771320ae51fSJens Axboe 		spin_unlock(&hctx->lock);
772320ae51fSJens Axboe 	}
773320ae51fSJens Axboe }
774320ae51fSJens Axboe 
775506e931fSJens Axboe /*
776506e931fSJens Axboe  * It'd be great if the workqueue API had a way to pass
777506e931fSJens Axboe  * in a mask and had some smarts for more clever placement.
778506e931fSJens Axboe  * For now we just round-robin here, switching for every
779506e931fSJens Axboe  * BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH queued items.
780506e931fSJens Axboe  */
781506e931fSJens Axboe static int blk_mq_hctx_next_cpu(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
782506e931fSJens Axboe {
783506e931fSJens Axboe 	int cpu = hctx->next_cpu;
784506e931fSJens Axboe 
785506e931fSJens Axboe 	if (--hctx->next_cpu_batch <= 0) {
786506e931fSJens Axboe 		int next_cpu;
787506e931fSJens Axboe 
788506e931fSJens Axboe 		next_cpu = cpumask_next(hctx->next_cpu, hctx->cpumask);
789506e931fSJens Axboe 		if (next_cpu >= nr_cpu_ids)
790506e931fSJens Axboe 			next_cpu = cpumask_first(hctx->cpumask);
791506e931fSJens Axboe 
792506e931fSJens Axboe 		hctx->next_cpu = next_cpu;
793506e931fSJens Axboe 		hctx->next_cpu_batch = BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH;
794506e931fSJens Axboe 	}
795506e931fSJens Axboe 
796506e931fSJens Axboe 	return cpu;
797506e931fSJens Axboe }
798506e931fSJens Axboe 
799320ae51fSJens Axboe void blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async)
800320ae51fSJens Axboe {
8015d12f905SJens Axboe 	if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state)))
802320ae51fSJens Axboe 		return;
803320ae51fSJens Axboe 
804e4043dcfSJens Axboe 	if (!async && cpumask_test_cpu(smp_processor_id(), hctx->cpumask))
805320ae51fSJens Axboe 		__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
806e4043dcfSJens Axboe 	else if (hctx->queue->nr_hw_queues == 1)
80770f4db63SChristoph Hellwig 		kblockd_schedule_delayed_work(&hctx->run_work, 0);
808e4043dcfSJens Axboe 	else {
809e4043dcfSJens Axboe 		unsigned int cpu;
810e4043dcfSJens Axboe 
811506e931fSJens Axboe 		cpu = blk_mq_hctx_next_cpu(hctx);
81270f4db63SChristoph Hellwig 		kblockd_schedule_delayed_work_on(cpu, &hctx->run_work, 0);
813e4043dcfSJens Axboe 	}
814320ae51fSJens Axboe }
815320ae51fSJens Axboe 
816320ae51fSJens Axboe void blk_mq_run_queues(struct request_queue *q, bool async)
817320ae51fSJens Axboe {
818320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
819320ae51fSJens Axboe 	int i;
820320ae51fSJens Axboe 
821320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
822320ae51fSJens Axboe 		if ((!blk_mq_hctx_has_pending(hctx) &&
823320ae51fSJens Axboe 		    list_empty_careful(&hctx->dispatch)) ||
8245d12f905SJens Axboe 		    test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
825320ae51fSJens Axboe 			continue;
826320ae51fSJens Axboe 
827e4043dcfSJens Axboe 		preempt_disable();
828320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
829e4043dcfSJens Axboe 		preempt_enable();
830320ae51fSJens Axboe 	}
831320ae51fSJens Axboe }
832320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_run_queues);
833320ae51fSJens Axboe 
834320ae51fSJens Axboe void blk_mq_stop_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
835320ae51fSJens Axboe {
83670f4db63SChristoph Hellwig 	cancel_delayed_work(&hctx->run_work);
83770f4db63SChristoph Hellwig 	cancel_delayed_work(&hctx->delay_work);
838320ae51fSJens Axboe 	set_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
839320ae51fSJens Axboe }
840320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queue);
841320ae51fSJens Axboe 
842280d45f6SChristoph Hellwig void blk_mq_stop_hw_queues(struct request_queue *q)
843280d45f6SChristoph Hellwig {
844280d45f6SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
845280d45f6SChristoph Hellwig 	int i;
846280d45f6SChristoph Hellwig 
847280d45f6SChristoph Hellwig 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
848280d45f6SChristoph Hellwig 		blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
849280d45f6SChristoph Hellwig }
850280d45f6SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queues);
851280d45f6SChristoph Hellwig 
852320ae51fSJens Axboe void blk_mq_start_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
853320ae51fSJens Axboe {
854320ae51fSJens Axboe 	clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
855e4043dcfSJens Axboe 
856e4043dcfSJens Axboe 	preempt_disable();
8570ffbce80SJens Axboe 	blk_mq_run_hw_queue(hctx, false);
858e4043dcfSJens Axboe 	preempt_enable();
859320ae51fSJens Axboe }
860320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queue);
861320ae51fSJens Axboe 
8622f268556SChristoph Hellwig void blk_mq_start_hw_queues(struct request_queue *q)
8632f268556SChristoph Hellwig {
8642f268556SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
8652f268556SChristoph Hellwig 	int i;
8662f268556SChristoph Hellwig 
8672f268556SChristoph Hellwig 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
8682f268556SChristoph Hellwig 		blk_mq_start_hw_queue(hctx);
8692f268556SChristoph Hellwig }
8702f268556SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queues);
8712f268556SChristoph Hellwig 
8722f268556SChristoph Hellwig 
8731b4a3258SChristoph Hellwig void blk_mq_start_stopped_hw_queues(struct request_queue *q, bool async)
874320ae51fSJens Axboe {
875320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
876320ae51fSJens Axboe 	int i;
877320ae51fSJens Axboe 
878320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
879320ae51fSJens Axboe 		if (!test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
880320ae51fSJens Axboe 			continue;
881320ae51fSJens Axboe 
882320ae51fSJens Axboe 		clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
883e4043dcfSJens Axboe 		preempt_disable();
8841b4a3258SChristoph Hellwig 		blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
885e4043dcfSJens Axboe 		preempt_enable();
886320ae51fSJens Axboe 	}
887320ae51fSJens Axboe }
888320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_stopped_hw_queues);
889320ae51fSJens Axboe 
89070f4db63SChristoph Hellwig static void blk_mq_run_work_fn(struct work_struct *work)
891320ae51fSJens Axboe {
892320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
893320ae51fSJens Axboe 
89470f4db63SChristoph Hellwig 	hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, run_work.work);
895e4043dcfSJens Axboe 
896320ae51fSJens Axboe 	__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
897320ae51fSJens Axboe }
898320ae51fSJens Axboe 
89970f4db63SChristoph Hellwig static void blk_mq_delay_work_fn(struct work_struct *work)
90070f4db63SChristoph Hellwig {
90170f4db63SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
90270f4db63SChristoph Hellwig 
90370f4db63SChristoph Hellwig 	hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, delay_work.work);
90470f4db63SChristoph Hellwig 
90570f4db63SChristoph Hellwig 	if (test_and_clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
90670f4db63SChristoph Hellwig 		__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
90770f4db63SChristoph Hellwig }
90870f4db63SChristoph Hellwig 
90970f4db63SChristoph Hellwig void blk_mq_delay_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned long msecs)
91070f4db63SChristoph Hellwig {
91170f4db63SChristoph Hellwig 	unsigned long tmo = msecs_to_jiffies(msecs);
91270f4db63SChristoph Hellwig 
91370f4db63SChristoph Hellwig 	if (hctx->queue->nr_hw_queues == 1)
91470f4db63SChristoph Hellwig 		kblockd_schedule_delayed_work(&hctx->delay_work, tmo);
91570f4db63SChristoph Hellwig 	else {
91670f4db63SChristoph Hellwig 		unsigned int cpu;
91770f4db63SChristoph Hellwig 
918506e931fSJens Axboe 		cpu = blk_mq_hctx_next_cpu(hctx);
91970f4db63SChristoph Hellwig 		kblockd_schedule_delayed_work_on(cpu, &hctx->delay_work, tmo);
92070f4db63SChristoph Hellwig 	}
92170f4db63SChristoph Hellwig }
92270f4db63SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_delay_queue);
92370f4db63SChristoph Hellwig 
924320ae51fSJens Axboe static void __blk_mq_insert_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
92572a0a36eSChristoph Hellwig 				    struct request *rq, bool at_head)
926320ae51fSJens Axboe {
927320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
928320ae51fSJens Axboe 
92901b983c9SJens Axboe 	trace_block_rq_insert(hctx->queue, rq);
93001b983c9SJens Axboe 
93172a0a36eSChristoph Hellwig 	if (at_head)
93272a0a36eSChristoph Hellwig 		list_add(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
93372a0a36eSChristoph Hellwig 	else
934320ae51fSJens Axboe 		list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
9354bb659b1SJens Axboe 
936320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
937320ae51fSJens Axboe }
938320ae51fSJens Axboe 
939eeabc850SChristoph Hellwig void blk_mq_insert_request(struct request *rq, bool at_head, bool run_queue,
940eeabc850SChristoph Hellwig 		bool async)
941320ae51fSJens Axboe {
942320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q = rq->q;
943320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
944eeabc850SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx, *current_ctx;
945320ae51fSJens Axboe 
946320ae51fSJens Axboe 	current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
947eeabc850SChristoph Hellwig 	if (!cpu_online(ctx->cpu))
948eeabc850SChristoph Hellwig 		rq->mq_ctx = ctx = current_ctx;
949320ae51fSJens Axboe 
950320ae51fSJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
951320ae51fSJens Axboe 
952320ae51fSJens Axboe 	spin_lock(&ctx->lock);
953eeabc850SChristoph Hellwig 	__blk_mq_insert_request(hctx, rq, at_head);
954320ae51fSJens Axboe 	spin_unlock(&ctx->lock);
955320ae51fSJens Axboe 
956320ae51fSJens Axboe 	if (run_queue)
957320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
958e4043dcfSJens Axboe 
959e4043dcfSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(current_ctx);
960320ae51fSJens Axboe }
961320ae51fSJens Axboe 
962320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_insert_requests(struct request_queue *q,
963320ae51fSJens Axboe 				     struct blk_mq_ctx *ctx,
964320ae51fSJens Axboe 				     struct list_head *list,
965320ae51fSJens Axboe 				     int depth,
966320ae51fSJens Axboe 				     bool from_schedule)
967320ae51fSJens Axboe 
968320ae51fSJens Axboe {
969320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
970320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *current_ctx;
971320ae51fSJens Axboe 
972320ae51fSJens Axboe 	trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
973320ae51fSJens Axboe 
974320ae51fSJens Axboe 	current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
975320ae51fSJens Axboe 
976320ae51fSJens Axboe 	if (!cpu_online(ctx->cpu))
977320ae51fSJens Axboe 		ctx = current_ctx;
978320ae51fSJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
979320ae51fSJens Axboe 
980320ae51fSJens Axboe 	/*
981320ae51fSJens Axboe 	 * preemption doesn't flush plug list, so it's possible ctx->cpu is
982320ae51fSJens Axboe 	 * offline now
983320ae51fSJens Axboe 	 */
984320ae51fSJens Axboe 	spin_lock(&ctx->lock);
985320ae51fSJens Axboe 	while (!list_empty(list)) {
986320ae51fSJens Axboe 		struct request *rq;
987320ae51fSJens Axboe 
988320ae51fSJens Axboe 		rq = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
989320ae51fSJens Axboe 		list_del_init(&rq->queuelist);
990320ae51fSJens Axboe 		rq->mq_ctx = ctx;
99172a0a36eSChristoph Hellwig 		__blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
992320ae51fSJens Axboe 	}
993320ae51fSJens Axboe 	spin_unlock(&ctx->lock);
994320ae51fSJens Axboe 
995320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_run_hw_queue(hctx, from_schedule);
996e4043dcfSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(current_ctx);
997320ae51fSJens Axboe }
998320ae51fSJens Axboe 
999320ae51fSJens Axboe static int plug_ctx_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1000320ae51fSJens Axboe {
1001320ae51fSJens Axboe 	struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
1002320ae51fSJens Axboe 	struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
1003320ae51fSJens Axboe 
1004320ae51fSJens Axboe 	return !(rqa->mq_ctx < rqb->mq_ctx ||
1005320ae51fSJens Axboe 		 (rqa->mq_ctx == rqb->mq_ctx &&
1006320ae51fSJens Axboe 		  blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
1007320ae51fSJens Axboe }
1008320ae51fSJens Axboe 
1009320ae51fSJens Axboe void blk_mq_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1010320ae51fSJens Axboe {
1011320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *this_ctx;
1012320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *this_q;
1013320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
1014320ae51fSJens Axboe 	LIST_HEAD(list);
1015320ae51fSJens Axboe 	LIST_HEAD(ctx_list);
1016320ae51fSJens Axboe 	unsigned int depth;
1017320ae51fSJens Axboe 
1018320ae51fSJens Axboe 	list_splice_init(&plug->mq_list, &list);
1019320ae51fSJens Axboe 
1020320ae51fSJens Axboe 	list_sort(NULL, &list, plug_ctx_cmp);
1021320ae51fSJens Axboe 
1022320ae51fSJens Axboe 	this_q = NULL;
1023320ae51fSJens Axboe 	this_ctx = NULL;
1024320ae51fSJens Axboe 	depth = 0;
1025320ae51fSJens Axboe 
1026320ae51fSJens Axboe 	while (!list_empty(&list)) {
1027320ae51fSJens Axboe 		rq = list_entry_rq(list.next);
1028320ae51fSJens Axboe 		list_del_init(&rq->queuelist);
1029320ae51fSJens Axboe 		BUG_ON(!rq->q);
1030320ae51fSJens Axboe 		if (rq->mq_ctx != this_ctx) {
1031320ae51fSJens Axboe 			if (this_ctx) {
1032320ae51fSJens Axboe 				blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx,
1033320ae51fSJens Axboe 							&ctx_list, depth,
1034320ae51fSJens Axboe 							from_schedule);
1035320ae51fSJens Axboe 			}
1036320ae51fSJens Axboe 
1037320ae51fSJens Axboe 			this_ctx = rq->mq_ctx;
1038320ae51fSJens Axboe 			this_q = rq->q;
1039320ae51fSJens Axboe 			depth = 0;
1040320ae51fSJens Axboe 		}
1041320ae51fSJens Axboe 
1042320ae51fSJens Axboe 		depth++;
1043320ae51fSJens Axboe 		list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx_list);
1044320ae51fSJens Axboe 	}
1045320ae51fSJens Axboe 
1046320ae51fSJens Axboe 	/*
1047320ae51fSJens Axboe 	 * If 'this_ctx' is set, we know we have entries to complete
1048320ae51fSJens Axboe 	 * on 'ctx_list'. Do those.
1049320ae51fSJens Axboe 	 */
1050320ae51fSJens Axboe 	if (this_ctx) {
1051320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx, &ctx_list, depth,
1052320ae51fSJens Axboe 				       from_schedule);
1053320ae51fSJens Axboe 	}
1054320ae51fSJens Axboe }
1055320ae51fSJens Axboe 
1056320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_bio_to_request(struct request *rq, struct bio *bio)
1057320ae51fSJens Axboe {
1058320ae51fSJens Axboe 	init_request_from_bio(rq, bio);
10594b570521SJens Axboe 
10603ee32372SJens Axboe 	if (blk_do_io_stat(rq))
1061320ae51fSJens Axboe 		blk_account_io_start(rq, 1);
1062320ae51fSJens Axboe }
1063320ae51fSJens Axboe 
1064274a5843SJens Axboe static inline bool hctx_allow_merges(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1065274a5843SJens Axboe {
1066274a5843SJens Axboe 	return (hctx->flags & BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE) &&
1067274a5843SJens Axboe 		!blk_queue_nomerges(hctx->queue);
1068274a5843SJens Axboe }
1069274a5843SJens Axboe 
107007068d5bSJens Axboe static inline bool blk_mq_merge_queue_io(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
107107068d5bSJens Axboe 					 struct blk_mq_ctx *ctx,
107207068d5bSJens Axboe 					 struct request *rq, struct bio *bio)
107307068d5bSJens Axboe {
1074274a5843SJens Axboe 	if (!hctx_allow_merges(hctx)) {
107507068d5bSJens Axboe 		blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
107607068d5bSJens Axboe 		spin_lock(&ctx->lock);
107707068d5bSJens Axboe insert_rq:
107807068d5bSJens Axboe 		__blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
107907068d5bSJens Axboe 		spin_unlock(&ctx->lock);
108007068d5bSJens Axboe 		return false;
108107068d5bSJens Axboe 	} else {
1082274a5843SJens Axboe 		struct request_queue *q = hctx->queue;
1083274a5843SJens Axboe 
108407068d5bSJens Axboe 		spin_lock(&ctx->lock);
108507068d5bSJens Axboe 		if (!blk_mq_attempt_merge(q, ctx, bio)) {
108607068d5bSJens Axboe 			blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
108707068d5bSJens Axboe 			goto insert_rq;
108807068d5bSJens Axboe 		}
108907068d5bSJens Axboe 
109007068d5bSJens Axboe 		spin_unlock(&ctx->lock);
109107068d5bSJens Axboe 		__blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
109207068d5bSJens Axboe 		return true;
109307068d5bSJens Axboe 	}
109407068d5bSJens Axboe }
109507068d5bSJens Axboe 
109607068d5bSJens Axboe struct blk_map_ctx {
109707068d5bSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
109807068d5bSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
109907068d5bSJens Axboe };
110007068d5bSJens Axboe 
110107068d5bSJens Axboe static struct request *blk_mq_map_request(struct request_queue *q,
110207068d5bSJens Axboe 					  struct bio *bio,
110307068d5bSJens Axboe 					  struct blk_map_ctx *data)
1104320ae51fSJens Axboe {
1105320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1106320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
1107320ae51fSJens Axboe 	struct request *rq;
110807068d5bSJens Axboe 	int rw = bio_data_dir(bio);
1109cb96a42cSMing Lei 	struct blk_mq_alloc_data alloc_data;
1110320ae51fSJens Axboe 
111107068d5bSJens Axboe 	if (unlikely(blk_mq_queue_enter(q))) {
111214ec77f3SNicholas Bellinger 		bio_endio(bio, -EIO);
111307068d5bSJens Axboe 		return NULL;
1114320ae51fSJens Axboe 	}
1115320ae51fSJens Axboe 
1116320ae51fSJens Axboe 	ctx = blk_mq_get_ctx(q);
1117320ae51fSJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
1118320ae51fSJens Axboe 
111907068d5bSJens Axboe 	if (rw_is_sync(bio->bi_rw))
112027fbf4e8SShaohua Li 		rw |= REQ_SYNC;
112107068d5bSJens Axboe 
1122320ae51fSJens Axboe 	trace_block_getrq(q, bio, rw);
1123cb96a42cSMing Lei 	blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q, GFP_ATOMIC, false, ctx,
1124cb96a42cSMing Lei 			hctx);
1125cb96a42cSMing Lei 	rq = __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw);
11265dee8577SChristoph Hellwig 	if (unlikely(!rq)) {
1127793597a6SChristoph Hellwig 		__blk_mq_run_hw_queue(hctx);
1128320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_put_ctx(ctx);
1129320ae51fSJens Axboe 		trace_block_sleeprq(q, bio, rw);
1130793597a6SChristoph Hellwig 
1131793597a6SChristoph Hellwig 		ctx = blk_mq_get_ctx(q);
1132320ae51fSJens Axboe 		hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
1133cb96a42cSMing Lei 		blk_mq_set_alloc_data(&alloc_data, q,
1134cb96a42cSMing Lei 				__GFP_WAIT|GFP_ATOMIC, false, ctx, hctx);
1135cb96a42cSMing Lei 		rq = __blk_mq_alloc_request(&alloc_data, rw);
1136cb96a42cSMing Lei 		ctx = alloc_data.ctx;
1137cb96a42cSMing Lei 		hctx = alloc_data.hctx;
1138320ae51fSJens Axboe 	}
1139320ae51fSJens Axboe 
1140320ae51fSJens Axboe 	hctx->queued++;
114107068d5bSJens Axboe 	data->hctx = hctx;
114207068d5bSJens Axboe 	data->ctx = ctx;
114307068d5bSJens Axboe 	return rq;
114407068d5bSJens Axboe }
114507068d5bSJens Axboe 
114607068d5bSJens Axboe /*
114707068d5bSJens Axboe  * Multiple hardware queue variant. This will not use per-process plugs,
114807068d5bSJens Axboe  * but will attempt to bypass the hctx queueing if we can go straight to
114907068d5bSJens Axboe  * hardware for SYNC IO.
115007068d5bSJens Axboe  */
115107068d5bSJens Axboe static void blk_mq_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
115207068d5bSJens Axboe {
115307068d5bSJens Axboe 	const int is_sync = rw_is_sync(bio->bi_rw);
115407068d5bSJens Axboe 	const int is_flush_fua = bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA);
115507068d5bSJens Axboe 	struct blk_map_ctx data;
115607068d5bSJens Axboe 	struct request *rq;
115707068d5bSJens Axboe 
115807068d5bSJens Axboe 	blk_queue_bounce(q, &bio);
115907068d5bSJens Axboe 
116007068d5bSJens Axboe 	if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
116107068d5bSJens Axboe 		bio_endio(bio, -EIO);
116207068d5bSJens Axboe 		return;
116307068d5bSJens Axboe 	}
116407068d5bSJens Axboe 
116507068d5bSJens Axboe 	rq = blk_mq_map_request(q, bio, &data);
116607068d5bSJens Axboe 	if (unlikely(!rq))
116707068d5bSJens Axboe 		return;
116807068d5bSJens Axboe 
116907068d5bSJens Axboe 	if (unlikely(is_flush_fua)) {
117007068d5bSJens Axboe 		blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
117107068d5bSJens Axboe 		blk_insert_flush(rq);
117207068d5bSJens Axboe 		goto run_queue;
117307068d5bSJens Axboe 	}
117407068d5bSJens Axboe 
1175*e167dfb5SJens Axboe 	/*
1176*e167dfb5SJens Axboe 	 * If the driver supports defer issued based on 'last', then
1177*e167dfb5SJens Axboe 	 * queue it up like normal since we can potentially save some
1178*e167dfb5SJens Axboe 	 * CPU this way.
1179*e167dfb5SJens Axboe 	 */
1180*e167dfb5SJens Axboe 	if (is_sync && !(data.hctx->flags & BLK_MQ_F_DEFER_ISSUE)) {
118174c45052SJens Axboe 		struct blk_mq_queue_data bd = {
118274c45052SJens Axboe 			.rq = rq,
118374c45052SJens Axboe 			.list = NULL,
118474c45052SJens Axboe 			.last = 1
118574c45052SJens Axboe 		};
118607068d5bSJens Axboe 		int ret;
118707068d5bSJens Axboe 
118807068d5bSJens Axboe 		blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
118907068d5bSJens Axboe 
119007068d5bSJens Axboe 		/*
119107068d5bSJens Axboe 		 * For OK queue, we are done. For error, kill it. Any other
119207068d5bSJens Axboe 		 * error (busy), just add it to our list as we previously
119307068d5bSJens Axboe 		 * would have done
119407068d5bSJens Axboe 		 */
119574c45052SJens Axboe 		ret = q->mq_ops->queue_rq(data.hctx, &bd);
119607068d5bSJens Axboe 		if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK)
119707068d5bSJens Axboe 			goto done;
119807068d5bSJens Axboe 		else {
119907068d5bSJens Axboe 			__blk_mq_requeue_request(rq);
120007068d5bSJens Axboe 
120107068d5bSJens Axboe 			if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR) {
120207068d5bSJens Axboe 				rq->errors = -EIO;
1203c8a446adSChristoph Hellwig 				blk_mq_end_request(rq, rq->errors);
120407068d5bSJens Axboe 				goto done;
120507068d5bSJens Axboe 			}
120607068d5bSJens Axboe 		}
120707068d5bSJens Axboe 	}
120807068d5bSJens Axboe 
120907068d5bSJens Axboe 	if (!blk_mq_merge_queue_io(data.hctx, data.ctx, rq, bio)) {
121007068d5bSJens Axboe 		/*
121107068d5bSJens Axboe 		 * For a SYNC request, send it to the hardware immediately. For
121207068d5bSJens Axboe 		 * an ASYNC request, just ensure that we run it later on. The
121307068d5bSJens Axboe 		 * latter allows for merging opportunities and more efficient
121407068d5bSJens Axboe 		 * dispatching.
121507068d5bSJens Axboe 		 */
121607068d5bSJens Axboe run_queue:
121707068d5bSJens Axboe 		blk_mq_run_hw_queue(data.hctx, !is_sync || is_flush_fua);
121807068d5bSJens Axboe 	}
121907068d5bSJens Axboe done:
122007068d5bSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(data.ctx);
122107068d5bSJens Axboe }
122207068d5bSJens Axboe 
122307068d5bSJens Axboe /*
122407068d5bSJens Axboe  * Single hardware queue variant. This will attempt to use any per-process
122507068d5bSJens Axboe  * plug for merging and IO deferral.
122607068d5bSJens Axboe  */
122707068d5bSJens Axboe static void blk_sq_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
122807068d5bSJens Axboe {
122907068d5bSJens Axboe 	const int is_sync = rw_is_sync(bio->bi_rw);
123007068d5bSJens Axboe 	const int is_flush_fua = bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA);
123107068d5bSJens Axboe 	unsigned int use_plug, request_count = 0;
123207068d5bSJens Axboe 	struct blk_map_ctx data;
123307068d5bSJens Axboe 	struct request *rq;
123407068d5bSJens Axboe 
123507068d5bSJens Axboe 	/*
123607068d5bSJens Axboe 	 * If we have multiple hardware queues, just go directly to
123707068d5bSJens Axboe 	 * one of those for sync IO.
123807068d5bSJens Axboe 	 */
123907068d5bSJens Axboe 	use_plug = !is_flush_fua && !is_sync;
124007068d5bSJens Axboe 
124107068d5bSJens Axboe 	blk_queue_bounce(q, &bio);
124207068d5bSJens Axboe 
124307068d5bSJens Axboe 	if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
124407068d5bSJens Axboe 		bio_endio(bio, -EIO);
124507068d5bSJens Axboe 		return;
124607068d5bSJens Axboe 	}
124707068d5bSJens Axboe 
124807068d5bSJens Axboe 	if (use_plug && !blk_queue_nomerges(q) &&
124907068d5bSJens Axboe 	    blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count))
125007068d5bSJens Axboe 		return;
125107068d5bSJens Axboe 
125207068d5bSJens Axboe 	rq = blk_mq_map_request(q, bio, &data);
1253ff87bcecSJens Axboe 	if (unlikely(!rq))
1254ff87bcecSJens Axboe 		return;
1255320ae51fSJens Axboe 
1256320ae51fSJens Axboe 	if (unlikely(is_flush_fua)) {
1257320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
1258320ae51fSJens Axboe 		blk_insert_flush(rq);
1259320ae51fSJens Axboe 		goto run_queue;
1260320ae51fSJens Axboe 	}
1261320ae51fSJens Axboe 
1262320ae51fSJens Axboe 	/*
1263320ae51fSJens Axboe 	 * A task plug currently exists. Since this is completely lockless,
1264320ae51fSJens Axboe 	 * utilize that to temporarily store requests until the task is
1265320ae51fSJens Axboe 	 * either done or scheduled away.
1266320ae51fSJens Axboe 	 */
1267320ae51fSJens Axboe 	if (use_plug) {
1268320ae51fSJens Axboe 		struct blk_plug *plug = current->plug;
1269320ae51fSJens Axboe 
1270320ae51fSJens Axboe 		if (plug) {
1271320ae51fSJens Axboe 			blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
127292f399c7SShaohua Li 			if (list_empty(&plug->mq_list))
1273320ae51fSJens Axboe 				trace_block_plug(q);
1274320ae51fSJens Axboe 			else if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
1275320ae51fSJens Axboe 				blk_flush_plug_list(plug, false);
1276320ae51fSJens Axboe 				trace_block_plug(q);
1277320ae51fSJens Axboe 			}
1278320ae51fSJens Axboe 			list_add_tail(&rq->queuelist, &plug->mq_list);
127907068d5bSJens Axboe 			blk_mq_put_ctx(data.ctx);
1280320ae51fSJens Axboe 			return;
1281320ae51fSJens Axboe 		}
1282320ae51fSJens Axboe 	}
1283320ae51fSJens Axboe 
128407068d5bSJens Axboe 	if (!blk_mq_merge_queue_io(data.hctx, data.ctx, rq, bio)) {
1285320ae51fSJens Axboe 		/*
128607068d5bSJens Axboe 		 * For a SYNC request, send it to the hardware immediately. For
128707068d5bSJens Axboe 		 * an ASYNC request, just ensure that we run it later on. The
128807068d5bSJens Axboe 		 * latter allows for merging opportunities and more efficient
128907068d5bSJens Axboe 		 * dispatching.
1290320ae51fSJens Axboe 		 */
1291320ae51fSJens Axboe run_queue:
129207068d5bSJens Axboe 		blk_mq_run_hw_queue(data.hctx, !is_sync || is_flush_fua);
129307068d5bSJens Axboe 	}
129407068d5bSJens Axboe 
129507068d5bSJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(data.ctx);
1296320ae51fSJens Axboe }
1297320ae51fSJens Axboe 
1298320ae51fSJens Axboe /*
1299320ae51fSJens Axboe  * Default mapping to a software queue, since we use one per CPU.
1300320ae51fSJens Axboe  */
1301320ae51fSJens Axboe struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_map_queue(struct request_queue *q, const int cpu)
1302320ae51fSJens Axboe {
1303320ae51fSJens Axboe 	return q->queue_hw_ctx[q->mq_map[cpu]];
1304320ae51fSJens Axboe }
1305320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_map_queue);
1306320ae51fSJens Axboe 
130724d2f903SChristoph Hellwig static void blk_mq_free_rq_map(struct blk_mq_tag_set *set,
130824d2f903SChristoph Hellwig 		struct blk_mq_tags *tags, unsigned int hctx_idx)
1309320ae51fSJens Axboe {
1310320ae51fSJens Axboe 	struct page *page;
1311320ae51fSJens Axboe 
131224d2f903SChristoph Hellwig 	if (tags->rqs && set->ops->exit_request) {
1313e9b267d9SChristoph Hellwig 		int i;
1314e9b267d9SChristoph Hellwig 
131524d2f903SChristoph Hellwig 		for (i = 0; i < tags->nr_tags; i++) {
131624d2f903SChristoph Hellwig 			if (!tags->rqs[i])
1317e9b267d9SChristoph Hellwig 				continue;
131824d2f903SChristoph Hellwig 			set->ops->exit_request(set->driver_data, tags->rqs[i],
131924d2f903SChristoph Hellwig 						hctx_idx, i);
1320a5164405SJens Axboe 			tags->rqs[i] = NULL;
1321e9b267d9SChristoph Hellwig 		}
1322e9b267d9SChristoph Hellwig 	}
1323e9b267d9SChristoph Hellwig 
132424d2f903SChristoph Hellwig 	while (!list_empty(&tags->page_list)) {
132524d2f903SChristoph Hellwig 		page = list_first_entry(&tags->page_list, struct page, lru);
13266753471cSDave Hansen 		list_del_init(&page->lru);
1327320ae51fSJens Axboe 		__free_pages(page, page->private);
1328320ae51fSJens Axboe 	}
1329320ae51fSJens Axboe 
133024d2f903SChristoph Hellwig 	kfree(tags->rqs);
1331320ae51fSJens Axboe 
133224d2f903SChristoph Hellwig 	blk_mq_free_tags(tags);
1333320ae51fSJens Axboe }
1334320ae51fSJens Axboe 
1335320ae51fSJens Axboe static size_t order_to_size(unsigned int order)
1336320ae51fSJens Axboe {
13374ca08500SMing Lei 	return (size_t)PAGE_SIZE << order;
1338320ae51fSJens Axboe }
1339320ae51fSJens Axboe 
134024d2f903SChristoph Hellwig static struct blk_mq_tags *blk_mq_init_rq_map(struct blk_mq_tag_set *set,
134124d2f903SChristoph Hellwig 		unsigned int hctx_idx)
1342320ae51fSJens Axboe {
134324d2f903SChristoph Hellwig 	struct blk_mq_tags *tags;
1344320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i, j, entries_per_page, max_order = 4;
1345320ae51fSJens Axboe 	size_t rq_size, left;
1346320ae51fSJens Axboe 
134724d2f903SChristoph Hellwig 	tags = blk_mq_init_tags(set->queue_depth, set->reserved_tags,
134824d2f903SChristoph Hellwig 				set->numa_node);
134924d2f903SChristoph Hellwig 	if (!tags)
135024d2f903SChristoph Hellwig 		return NULL;
1351320ae51fSJens Axboe 
135224d2f903SChristoph Hellwig 	INIT_LIST_HEAD(&tags->page_list);
135324d2f903SChristoph Hellwig 
1354a5164405SJens Axboe 	tags->rqs = kzalloc_node(set->queue_depth * sizeof(struct request *),
1355a5164405SJens Axboe 				 GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY,
1356a5164405SJens Axboe 				 set->numa_node);
135724d2f903SChristoph Hellwig 	if (!tags->rqs) {
135824d2f903SChristoph Hellwig 		blk_mq_free_tags(tags);
135924d2f903SChristoph Hellwig 		return NULL;
136024d2f903SChristoph Hellwig 	}
1361320ae51fSJens Axboe 
1362320ae51fSJens Axboe 	/*
1363320ae51fSJens Axboe 	 * rq_size is the size of the request plus driver payload, rounded
1364320ae51fSJens Axboe 	 * to the cacheline size
1365320ae51fSJens Axboe 	 */
136624d2f903SChristoph Hellwig 	rq_size = round_up(sizeof(struct request) + set->cmd_size,
1367320ae51fSJens Axboe 				cache_line_size());
136824d2f903SChristoph Hellwig 	left = rq_size * set->queue_depth;
1369320ae51fSJens Axboe 
137024d2f903SChristoph Hellwig 	for (i = 0; i < set->queue_depth; ) {
1371320ae51fSJens Axboe 		int this_order = max_order;
1372320ae51fSJens Axboe 		struct page *page;
1373320ae51fSJens Axboe 		int to_do;
1374320ae51fSJens Axboe 		void *p;
1375320ae51fSJens Axboe 
1376320ae51fSJens Axboe 		while (left < order_to_size(this_order - 1) && this_order)
1377320ae51fSJens Axboe 			this_order--;
1378320ae51fSJens Axboe 
1379320ae51fSJens Axboe 		do {
1380a5164405SJens Axboe 			page = alloc_pages_node(set->numa_node,
1381a5164405SJens Axboe 				GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY,
138224d2f903SChristoph Hellwig 				this_order);
1383320ae51fSJens Axboe 			if (page)
1384320ae51fSJens Axboe 				break;
1385320ae51fSJens Axboe 			if (!this_order--)
1386320ae51fSJens Axboe 				break;
1387320ae51fSJens Axboe 			if (order_to_size(this_order) < rq_size)
1388320ae51fSJens Axboe 				break;
1389320ae51fSJens Axboe 		} while (1);
1390320ae51fSJens Axboe 
1391320ae51fSJens Axboe 		if (!page)
139224d2f903SChristoph Hellwig 			goto fail;
1393320ae51fSJens Axboe 
1394320ae51fSJens Axboe 		page->private = this_order;
139524d2f903SChristoph Hellwig 		list_add_tail(&page->lru, &tags->page_list);
1396320ae51fSJens Axboe 
1397320ae51fSJens Axboe 		p = page_address(page);
1398320ae51fSJens Axboe 		entries_per_page = order_to_size(this_order) / rq_size;
139924d2f903SChristoph Hellwig 		to_do = min(entries_per_page, set->queue_depth - i);
1400320ae51fSJens Axboe 		left -= to_do * rq_size;
1401320ae51fSJens Axboe 		for (j = 0; j < to_do; j++) {
140224d2f903SChristoph Hellwig 			tags->rqs[i] = p;
1403683d0e12SDavid Hildenbrand 			tags->rqs[i]->atomic_flags = 0;
1404683d0e12SDavid Hildenbrand 			tags->rqs[i]->cmd_flags = 0;
140524d2f903SChristoph Hellwig 			if (set->ops->init_request) {
140624d2f903SChristoph Hellwig 				if (set->ops->init_request(set->driver_data,
140724d2f903SChristoph Hellwig 						tags->rqs[i], hctx_idx, i,
1408a5164405SJens Axboe 						set->numa_node)) {
1409a5164405SJens Axboe 					tags->rqs[i] = NULL;
141024d2f903SChristoph Hellwig 					goto fail;
1411e9b267d9SChristoph Hellwig 				}
1412a5164405SJens Axboe 			}
1413e9b267d9SChristoph Hellwig 
1414320ae51fSJens Axboe 			p += rq_size;
1415320ae51fSJens Axboe 			i++;
1416320ae51fSJens Axboe 		}
1417320ae51fSJens Axboe 	}
1418320ae51fSJens Axboe 
141924d2f903SChristoph Hellwig 	return tags;
1420320ae51fSJens Axboe 
142124d2f903SChristoph Hellwig fail:
142224d2f903SChristoph Hellwig 	blk_mq_free_rq_map(set, tags, hctx_idx);
142324d2f903SChristoph Hellwig 	return NULL;
1424320ae51fSJens Axboe }
1425320ae51fSJens Axboe 
14261429d7c9SJens Axboe static void blk_mq_free_bitmap(struct blk_mq_ctxmap *bitmap)
14271429d7c9SJens Axboe {
14281429d7c9SJens Axboe 	kfree(bitmap->map);
14291429d7c9SJens Axboe }
14301429d7c9SJens Axboe 
14311429d7c9SJens Axboe static int blk_mq_alloc_bitmap(struct blk_mq_ctxmap *bitmap, int node)
14321429d7c9SJens Axboe {
14331429d7c9SJens Axboe 	unsigned int bpw = 8, total, num_maps, i;
14341429d7c9SJens Axboe 
14351429d7c9SJens Axboe 	bitmap->bits_per_word = bpw;
14361429d7c9SJens Axboe 
14371429d7c9SJens Axboe 	num_maps = ALIGN(nr_cpu_ids, bpw) / bpw;
14381429d7c9SJens Axboe 	bitmap->map = kzalloc_node(num_maps * sizeof(struct blk_align_bitmap),
14391429d7c9SJens Axboe 					GFP_KERNEL, node);
14401429d7c9SJens Axboe 	if (!bitmap->map)
14411429d7c9SJens Axboe 		return -ENOMEM;
14421429d7c9SJens Axboe 
14431429d7c9SJens Axboe 	bitmap->map_size = num_maps;
14441429d7c9SJens Axboe 
14451429d7c9SJens Axboe 	total = nr_cpu_ids;
14461429d7c9SJens Axboe 	for (i = 0; i < num_maps; i++) {
14471429d7c9SJens Axboe 		bitmap->map[i].depth = min(total, bitmap->bits_per_word);
14481429d7c9SJens Axboe 		total -= bitmap->map[i].depth;
14491429d7c9SJens Axboe 	}
14501429d7c9SJens Axboe 
14511429d7c9SJens Axboe 	return 0;
14521429d7c9SJens Axboe }
14531429d7c9SJens Axboe 
1454484b4061SJens Axboe static int blk_mq_hctx_cpu_offline(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, int cpu)
1455484b4061SJens Axboe {
1456484b4061SJens Axboe 	struct request_queue *q = hctx->queue;
1457484b4061SJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
1458484b4061SJens Axboe 	LIST_HEAD(tmp);
1459484b4061SJens Axboe 
1460484b4061SJens Axboe 	/*
1461484b4061SJens Axboe 	 * Move ctx entries to new CPU, if this one is going away.
1462484b4061SJens Axboe 	 */
1463484b4061SJens Axboe 	ctx = __blk_mq_get_ctx(q, cpu);
1464484b4061SJens Axboe 
1465484b4061SJens Axboe 	spin_lock(&ctx->lock);
1466484b4061SJens Axboe 	if (!list_empty(&ctx->rq_list)) {
1467484b4061SJens Axboe 		list_splice_init(&ctx->rq_list, &tmp);
1468484b4061SJens Axboe 		blk_mq_hctx_clear_pending(hctx, ctx);
1469484b4061SJens Axboe 	}
1470484b4061SJens Axboe 	spin_unlock(&ctx->lock);
1471484b4061SJens Axboe 
1472484b4061SJens Axboe 	if (list_empty(&tmp))
1473484b4061SJens Axboe 		return NOTIFY_OK;
1474484b4061SJens Axboe 
1475484b4061SJens Axboe 	ctx = blk_mq_get_ctx(q);
1476484b4061SJens Axboe 	spin_lock(&ctx->lock);
1477484b4061SJens Axboe 
1478484b4061SJens Axboe 	while (!list_empty(&tmp)) {
1479484b4061SJens Axboe 		struct request *rq;
1480484b4061SJens Axboe 
1481484b4061SJens Axboe 		rq = list_first_entry(&tmp, struct request, queuelist);
1482484b4061SJens Axboe 		rq->mq_ctx = ctx;
1483484b4061SJens Axboe 		list_move_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
1484484b4061SJens Axboe 	}
1485484b4061SJens Axboe 
1486484b4061SJens Axboe 	hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
1487484b4061SJens Axboe 	blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1488484b4061SJens Axboe 
1489484b4061SJens Axboe 	spin_unlock(&ctx->lock);
1490484b4061SJens Axboe 
1491484b4061SJens Axboe 	blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
1492484b4061SJens Axboe 	blk_mq_put_ctx(ctx);
1493484b4061SJens Axboe 	return NOTIFY_OK;
1494484b4061SJens Axboe }
1495484b4061SJens Axboe 
1496484b4061SJens Axboe static int blk_mq_hctx_cpu_online(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, int cpu)
1497484b4061SJens Axboe {
1498484b4061SJens Axboe 	struct request_queue *q = hctx->queue;
1499484b4061SJens Axboe 	struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
1500484b4061SJens Axboe 
1501484b4061SJens Axboe 	if (set->tags[hctx->queue_num])
1502484b4061SJens Axboe 		return NOTIFY_OK;
1503484b4061SJens Axboe 
1504484b4061SJens Axboe 	set->tags[hctx->queue_num] = blk_mq_init_rq_map(set, hctx->queue_num);
1505484b4061SJens Axboe 	if (!set->tags[hctx->queue_num])
1506484b4061SJens Axboe 		return NOTIFY_STOP;
1507484b4061SJens Axboe 
1508484b4061SJens Axboe 	hctx->tags = set->tags[hctx->queue_num];
1509484b4061SJens Axboe 	return NOTIFY_OK;
1510484b4061SJens Axboe }
1511484b4061SJens Axboe 
1512484b4061SJens Axboe static int blk_mq_hctx_notify(void *data, unsigned long action,
1513484b4061SJens Axboe 			      unsigned int cpu)
1514484b4061SJens Axboe {
1515484b4061SJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx = data;
1516484b4061SJens Axboe 
1517484b4061SJens Axboe 	if (action == CPU_DEAD || action == CPU_DEAD_FROZEN)
1518484b4061SJens Axboe 		return blk_mq_hctx_cpu_offline(hctx, cpu);
1519484b4061SJens Axboe 	else if (action == CPU_ONLINE || action == CPU_ONLINE_FROZEN)
1520484b4061SJens Axboe 		return blk_mq_hctx_cpu_online(hctx, cpu);
1521484b4061SJens Axboe 
1522484b4061SJens Axboe 	return NOTIFY_OK;
1523484b4061SJens Axboe }
1524484b4061SJens Axboe 
152508e98fc6SMing Lei static void blk_mq_exit_hctx(struct request_queue *q,
152608e98fc6SMing Lei 		struct blk_mq_tag_set *set,
152708e98fc6SMing Lei 		struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned int hctx_idx)
152808e98fc6SMing Lei {
1529f70ced09SMing Lei 	unsigned flush_start_tag = set->queue_depth;
1530f70ced09SMing Lei 
153108e98fc6SMing Lei 	blk_mq_tag_idle(hctx);
153208e98fc6SMing Lei 
1533f70ced09SMing Lei 	if (set->ops->exit_request)
1534f70ced09SMing Lei 		set->ops->exit_request(set->driver_data,
1535f70ced09SMing Lei 				       hctx->fq->flush_rq, hctx_idx,
1536f70ced09SMing Lei 				       flush_start_tag + hctx_idx);
1537f70ced09SMing Lei 
153808e98fc6SMing Lei 	if (set->ops->exit_hctx)
153908e98fc6SMing Lei 		set->ops->exit_hctx(hctx, hctx_idx);
154008e98fc6SMing Lei 
154108e98fc6SMing Lei 	blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1542f70ced09SMing Lei 	blk_free_flush_queue(hctx->fq);
154308e98fc6SMing Lei 	kfree(hctx->ctxs);
154408e98fc6SMing Lei 	blk_mq_free_bitmap(&hctx->ctx_map);
154508e98fc6SMing Lei }
154608e98fc6SMing Lei 
1547624dbe47SMing Lei static void blk_mq_exit_hw_queues(struct request_queue *q,
1548624dbe47SMing Lei 		struct blk_mq_tag_set *set, int nr_queue)
1549624dbe47SMing Lei {
1550624dbe47SMing Lei 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1551624dbe47SMing Lei 	unsigned int i;
1552624dbe47SMing Lei 
1553624dbe47SMing Lei 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1554624dbe47SMing Lei 		if (i == nr_queue)
1555624dbe47SMing Lei 			break;
155608e98fc6SMing Lei 		blk_mq_exit_hctx(q, set, hctx, i);
1557624dbe47SMing Lei 	}
1558624dbe47SMing Lei }
1559624dbe47SMing Lei 
1560624dbe47SMing Lei static void blk_mq_free_hw_queues(struct request_queue *q,
1561624dbe47SMing Lei 		struct blk_mq_tag_set *set)
1562624dbe47SMing Lei {
1563624dbe47SMing Lei 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1564624dbe47SMing Lei 	unsigned int i;
1565624dbe47SMing Lei 
1566624dbe47SMing Lei 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1567624dbe47SMing Lei 		free_cpumask_var(hctx->cpumask);
1568cdef54ddSChristoph Hellwig 		kfree(hctx);
1569624dbe47SMing Lei 	}
1570624dbe47SMing Lei }
1571624dbe47SMing Lei 
157208e98fc6SMing Lei static int blk_mq_init_hctx(struct request_queue *q,
157308e98fc6SMing Lei 		struct blk_mq_tag_set *set,
157408e98fc6SMing Lei 		struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned hctx_idx)
1575320ae51fSJens Axboe {
1576320ae51fSJens Axboe 	int node;
1577f70ced09SMing Lei 	unsigned flush_start_tag = set->queue_depth;
1578320ae51fSJens Axboe 
1579320ae51fSJens Axboe 	node = hctx->numa_node;
1580320ae51fSJens Axboe 	if (node == NUMA_NO_NODE)
158124d2f903SChristoph Hellwig 		node = hctx->numa_node = set->numa_node;
1582320ae51fSJens Axboe 
158370f4db63SChristoph Hellwig 	INIT_DELAYED_WORK(&hctx->run_work, blk_mq_run_work_fn);
158470f4db63SChristoph Hellwig 	INIT_DELAYED_WORK(&hctx->delay_work, blk_mq_delay_work_fn);
1585320ae51fSJens Axboe 	spin_lock_init(&hctx->lock);
1586320ae51fSJens Axboe 	INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch);
1587320ae51fSJens Axboe 	hctx->queue = q;
158808e98fc6SMing Lei 	hctx->queue_num = hctx_idx;
158924d2f903SChristoph Hellwig 	hctx->flags = set->flags;
159024d2f903SChristoph Hellwig 	hctx->cmd_size = set->cmd_size;
1591320ae51fSJens Axboe 
1592320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_init_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier,
1593320ae51fSJens Axboe 					blk_mq_hctx_notify, hctx);
1594320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_register_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1595320ae51fSJens Axboe 
159608e98fc6SMing Lei 	hctx->tags = set->tags[hctx_idx];
1597320ae51fSJens Axboe 
1598320ae51fSJens Axboe 	/*
1599a68aafa5SJens Axboe 	 * Allocate space for all possible cpus to avoid allocation at
1600320ae51fSJens Axboe 	 * runtime
1601320ae51fSJens Axboe 	 */
1602320ae51fSJens Axboe 	hctx->ctxs = kmalloc_node(nr_cpu_ids * sizeof(void *),
1603320ae51fSJens Axboe 					GFP_KERNEL, node);
1604320ae51fSJens Axboe 	if (!hctx->ctxs)
160508e98fc6SMing Lei 		goto unregister_cpu_notifier;
1606320ae51fSJens Axboe 
16071429d7c9SJens Axboe 	if (blk_mq_alloc_bitmap(&hctx->ctx_map, node))
160808e98fc6SMing Lei 		goto free_ctxs;
1609320ae51fSJens Axboe 
1610320ae51fSJens Axboe 	hctx->nr_ctx = 0;
1611320ae51fSJens Axboe 
161224d2f903SChristoph Hellwig 	if (set->ops->init_hctx &&
161308e98fc6SMing Lei 	    set->ops->init_hctx(hctx, set->driver_data, hctx_idx))
161408e98fc6SMing Lei 		goto free_bitmap;
161508e98fc6SMing Lei 
1616f70ced09SMing Lei 	hctx->fq = blk_alloc_flush_queue(q, hctx->numa_node, set->cmd_size);
1617f70ced09SMing Lei 	if (!hctx->fq)
1618f70ced09SMing Lei 		goto exit_hctx;
1619f70ced09SMing Lei 
1620f70ced09SMing Lei 	if (set->ops->init_request &&
1621f70ced09SMing Lei 	    set->ops->init_request(set->driver_data,
1622f70ced09SMing Lei 				   hctx->fq->flush_rq, hctx_idx,
1623f70ced09SMing Lei 				   flush_start_tag + hctx_idx, node))
1624f70ced09SMing Lei 		goto free_fq;
1625f70ced09SMing Lei 
162608e98fc6SMing Lei 	return 0;
162708e98fc6SMing Lei 
1628f70ced09SMing Lei  free_fq:
1629f70ced09SMing Lei 	kfree(hctx->fq);
1630f70ced09SMing Lei  exit_hctx:
1631f70ced09SMing Lei 	if (set->ops->exit_hctx)
1632f70ced09SMing Lei 		set->ops->exit_hctx(hctx, hctx_idx);
163308e98fc6SMing Lei  free_bitmap:
163408e98fc6SMing Lei 	blk_mq_free_bitmap(&hctx->ctx_map);
163508e98fc6SMing Lei  free_ctxs:
163608e98fc6SMing Lei 	kfree(hctx->ctxs);
163708e98fc6SMing Lei  unregister_cpu_notifier:
163808e98fc6SMing Lei 	blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
163908e98fc6SMing Lei 
164008e98fc6SMing Lei 	return -1;
164108e98fc6SMing Lei }
164208e98fc6SMing Lei 
164308e98fc6SMing Lei static int blk_mq_init_hw_queues(struct request_queue *q,
164408e98fc6SMing Lei 		struct blk_mq_tag_set *set)
164508e98fc6SMing Lei {
164608e98fc6SMing Lei 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
164708e98fc6SMing Lei 	unsigned int i;
164808e98fc6SMing Lei 
164908e98fc6SMing Lei 	/*
165008e98fc6SMing Lei 	 * Initialize hardware queues
165108e98fc6SMing Lei 	 */
165208e98fc6SMing Lei 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
165308e98fc6SMing Lei 		if (blk_mq_init_hctx(q, set, hctx, i))
1654320ae51fSJens Axboe 			break;
1655320ae51fSJens Axboe 	}
1656320ae51fSJens Axboe 
1657320ae51fSJens Axboe 	if (i == q->nr_hw_queues)
1658320ae51fSJens Axboe 		return 0;
1659320ae51fSJens Axboe 
1660320ae51fSJens Axboe 	/*
1661320ae51fSJens Axboe 	 * Init failed
1662320ae51fSJens Axboe 	 */
1663624dbe47SMing Lei 	blk_mq_exit_hw_queues(q, set, i);
1664320ae51fSJens Axboe 
1665320ae51fSJens Axboe 	return 1;
1666320ae51fSJens Axboe }
1667320ae51fSJens Axboe 
1668320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_init_cpu_queues(struct request_queue *q,
1669320ae51fSJens Axboe 				   unsigned int nr_hw_queues)
1670320ae51fSJens Axboe {
1671320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i;
1672320ae51fSJens Axboe 
1673320ae51fSJens Axboe 	for_each_possible_cpu(i) {
1674320ae51fSJens Axboe 		struct blk_mq_ctx *__ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
1675320ae51fSJens Axboe 		struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1676320ae51fSJens Axboe 
1677320ae51fSJens Axboe 		memset(__ctx, 0, sizeof(*__ctx));
1678320ae51fSJens Axboe 		__ctx->cpu = i;
1679320ae51fSJens Axboe 		spin_lock_init(&__ctx->lock);
1680320ae51fSJens Axboe 		INIT_LIST_HEAD(&__ctx->rq_list);
1681320ae51fSJens Axboe 		__ctx->queue = q;
1682320ae51fSJens Axboe 
1683320ae51fSJens Axboe 		/* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1684320ae51fSJens Axboe 		if (!cpu_online(i))
1685320ae51fSJens Axboe 			continue;
1686320ae51fSJens Axboe 
1687e4043dcfSJens Axboe 		hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1688e4043dcfSJens Axboe 		cpumask_set_cpu(i, hctx->cpumask);
1689e4043dcfSJens Axboe 		hctx->nr_ctx++;
1690e4043dcfSJens Axboe 
1691320ae51fSJens Axboe 		/*
1692320ae51fSJens Axboe 		 * Set local node, IFF we have more than one hw queue. If
1693320ae51fSJens Axboe 		 * not, we remain on the home node of the device
1694320ae51fSJens Axboe 		 */
1695320ae51fSJens Axboe 		if (nr_hw_queues > 1 && hctx->numa_node == NUMA_NO_NODE)
1696320ae51fSJens Axboe 			hctx->numa_node = cpu_to_node(i);
1697320ae51fSJens Axboe 	}
1698320ae51fSJens Axboe }
1699320ae51fSJens Axboe 
1700320ae51fSJens Axboe static void blk_mq_map_swqueue(struct request_queue *q)
1701320ae51fSJens Axboe {
1702320ae51fSJens Axboe 	unsigned int i;
1703320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1704320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_ctx *ctx;
1705320ae51fSJens Axboe 
1706320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1707e4043dcfSJens Axboe 		cpumask_clear(hctx->cpumask);
1708320ae51fSJens Axboe 		hctx->nr_ctx = 0;
1709320ae51fSJens Axboe 	}
1710320ae51fSJens Axboe 
1711320ae51fSJens Axboe 	/*
1712320ae51fSJens Axboe 	 * Map software to hardware queues
1713320ae51fSJens Axboe 	 */
1714320ae51fSJens Axboe 	queue_for_each_ctx(q, ctx, i) {
1715320ae51fSJens Axboe 		/* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1716e4043dcfSJens Axboe 		if (!cpu_online(i))
1717e4043dcfSJens Axboe 			continue;
1718e4043dcfSJens Axboe 
1719320ae51fSJens Axboe 		hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1720e4043dcfSJens Axboe 		cpumask_set_cpu(i, hctx->cpumask);
1721320ae51fSJens Axboe 		ctx->index_hw = hctx->nr_ctx;
1722320ae51fSJens Axboe 		hctx->ctxs[hctx->nr_ctx++] = ctx;
1723320ae51fSJens Axboe 	}
1724506e931fSJens Axboe 
1725506e931fSJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1726484b4061SJens Axboe 		/*
1727a68aafa5SJens Axboe 		 * If no software queues are mapped to this hardware queue,
1728a68aafa5SJens Axboe 		 * disable it and free the request entries.
1729484b4061SJens Axboe 		 */
1730484b4061SJens Axboe 		if (!hctx->nr_ctx) {
1731484b4061SJens Axboe 			struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
1732484b4061SJens Axboe 
1733484b4061SJens Axboe 			if (set->tags[i]) {
1734484b4061SJens Axboe 				blk_mq_free_rq_map(set, set->tags[i], i);
1735484b4061SJens Axboe 				set->tags[i] = NULL;
1736484b4061SJens Axboe 				hctx->tags = NULL;
1737484b4061SJens Axboe 			}
1738484b4061SJens Axboe 			continue;
1739484b4061SJens Axboe 		}
1740484b4061SJens Axboe 
1741484b4061SJens Axboe 		/*
1742484b4061SJens Axboe 		 * Initialize batch roundrobin counts
1743484b4061SJens Axboe 		 */
1744506e931fSJens Axboe 		hctx->next_cpu = cpumask_first(hctx->cpumask);
1745506e931fSJens Axboe 		hctx->next_cpu_batch = BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH;
1746506e931fSJens Axboe 	}
1747320ae51fSJens Axboe }
1748320ae51fSJens Axboe 
17490d2602caSJens Axboe static void blk_mq_update_tag_set_depth(struct blk_mq_tag_set *set)
17500d2602caSJens Axboe {
17510d2602caSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
17520d2602caSJens Axboe 	struct request_queue *q;
17530d2602caSJens Axboe 	bool shared;
17540d2602caSJens Axboe 	int i;
17550d2602caSJens Axboe 
17560d2602caSJens Axboe 	if (set->tag_list.next == set->tag_list.prev)
17570d2602caSJens Axboe 		shared = false;
17580d2602caSJens Axboe 	else
17590d2602caSJens Axboe 		shared = true;
17600d2602caSJens Axboe 
17610d2602caSJens Axboe 	list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
17620d2602caSJens Axboe 		blk_mq_freeze_queue(q);
17630d2602caSJens Axboe 
17640d2602caSJens Axboe 		queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
17650d2602caSJens Axboe 			if (shared)
17660d2602caSJens Axboe 				hctx->flags |= BLK_MQ_F_TAG_SHARED;
17670d2602caSJens Axboe 			else
17680d2602caSJens Axboe 				hctx->flags &= ~BLK_MQ_F_TAG_SHARED;
17690d2602caSJens Axboe 		}
17700d2602caSJens Axboe 		blk_mq_unfreeze_queue(q);
17710d2602caSJens Axboe 	}
17720d2602caSJens Axboe }
17730d2602caSJens Axboe 
17740d2602caSJens Axboe static void blk_mq_del_queue_tag_set(struct request_queue *q)
17750d2602caSJens Axboe {
17760d2602caSJens Axboe 	struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
17770d2602caSJens Axboe 
17780d2602caSJens Axboe 	mutex_lock(&set->tag_list_lock);
17790d2602caSJens Axboe 	list_del_init(&q->tag_set_list);
17800d2602caSJens Axboe 	blk_mq_update_tag_set_depth(set);
17810d2602caSJens Axboe 	mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
17820d2602caSJens Axboe }
17830d2602caSJens Axboe 
17840d2602caSJens Axboe static void blk_mq_add_queue_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set,
17850d2602caSJens Axboe 				     struct request_queue *q)
17860d2602caSJens Axboe {
17870d2602caSJens Axboe 	q->tag_set = set;
17880d2602caSJens Axboe 
17890d2602caSJens Axboe 	mutex_lock(&set->tag_list_lock);
17900d2602caSJens Axboe 	list_add_tail(&q->tag_set_list, &set->tag_list);
17910d2602caSJens Axboe 	blk_mq_update_tag_set_depth(set);
17920d2602caSJens Axboe 	mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
17930d2602caSJens Axboe }
17940d2602caSJens Axboe 
179524d2f903SChristoph Hellwig struct request_queue *blk_mq_init_queue(struct blk_mq_tag_set *set)
1796320ae51fSJens Axboe {
1797320ae51fSJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx **hctxs;
1798e6cdb092SMing Lei 	struct blk_mq_ctx __percpu *ctx;
1799320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q;
1800f14bbe77SJens Axboe 	unsigned int *map;
1801320ae51fSJens Axboe 	int i;
1802320ae51fSJens Axboe 
1803320ae51fSJens Axboe 	ctx = alloc_percpu(struct blk_mq_ctx);
1804320ae51fSJens Axboe 	if (!ctx)
1805320ae51fSJens Axboe 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1806320ae51fSJens Axboe 
1807aedcd72fSJens Axboe 	/*
1808aedcd72fSJens Axboe 	 * If a crashdump is active, then we are potentially in a very
1809aedcd72fSJens Axboe 	 * memory constrained environment. Limit us to 1 queue and
1810aedcd72fSJens Axboe 	 * 64 tags to prevent using too much memory.
1811aedcd72fSJens Axboe 	 */
1812aedcd72fSJens Axboe 	if (is_kdump_kernel()) {
1813aedcd72fSJens Axboe 		set->nr_hw_queues = 1;
1814aedcd72fSJens Axboe 		set->queue_depth = min(64U, set->queue_depth);
1815aedcd72fSJens Axboe 	}
1816aedcd72fSJens Axboe 
181724d2f903SChristoph Hellwig 	hctxs = kmalloc_node(set->nr_hw_queues * sizeof(*hctxs), GFP_KERNEL,
181824d2f903SChristoph Hellwig 			set->numa_node);
1819320ae51fSJens Axboe 
1820320ae51fSJens Axboe 	if (!hctxs)
1821320ae51fSJens Axboe 		goto err_percpu;
1822320ae51fSJens Axboe 
1823f14bbe77SJens Axboe 	map = blk_mq_make_queue_map(set);
1824f14bbe77SJens Axboe 	if (!map)
1825f14bbe77SJens Axboe 		goto err_map;
1826f14bbe77SJens Axboe 
182724d2f903SChristoph Hellwig 	for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
1828f14bbe77SJens Axboe 		int node = blk_mq_hw_queue_to_node(map, i);
1829f14bbe77SJens Axboe 
1830cdef54ddSChristoph Hellwig 		hctxs[i] = kzalloc_node(sizeof(struct blk_mq_hw_ctx),
1831cdef54ddSChristoph Hellwig 					GFP_KERNEL, node);
1832320ae51fSJens Axboe 		if (!hctxs[i])
1833320ae51fSJens Axboe 			goto err_hctxs;
1834320ae51fSJens Axboe 
1835a86073e4SJens Axboe 		if (!zalloc_cpumask_var_node(&hctxs[i]->cpumask, GFP_KERNEL,
1836a86073e4SJens Axboe 						node))
1837e4043dcfSJens Axboe 			goto err_hctxs;
1838e4043dcfSJens Axboe 
18390d2602caSJens Axboe 		atomic_set(&hctxs[i]->nr_active, 0);
1840f14bbe77SJens Axboe 		hctxs[i]->numa_node = node;
1841320ae51fSJens Axboe 		hctxs[i]->queue_num = i;
1842320ae51fSJens Axboe 	}
1843320ae51fSJens Axboe 
184424d2f903SChristoph Hellwig 	q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, set->numa_node);
1845320ae51fSJens Axboe 	if (!q)
1846320ae51fSJens Axboe 		goto err_hctxs;
1847320ae51fSJens Axboe 
184817497acbSTejun Heo 	/*
184917497acbSTejun Heo 	 * Init percpu_ref in atomic mode so that it's faster to shutdown.
185017497acbSTejun Heo 	 * See blk_register_queue() for details.
185117497acbSTejun Heo 	 */
1852a34375efSTejun Heo 	if (percpu_ref_init(&q->mq_usage_counter, blk_mq_usage_counter_release,
185317497acbSTejun Heo 			    PERCPU_REF_INIT_ATOMIC, GFP_KERNEL))
18543d2936f4SMing Lei 		goto err_map;
18553d2936f4SMing Lei 
1856320ae51fSJens Axboe 	setup_timer(&q->timeout, blk_mq_rq_timer, (unsigned long) q);
1857320ae51fSJens Axboe 	blk_queue_rq_timeout(q, 30000);
1858320ae51fSJens Axboe 
1859320ae51fSJens Axboe 	q->nr_queues = nr_cpu_ids;
186024d2f903SChristoph Hellwig 	q->nr_hw_queues = set->nr_hw_queues;
1861f14bbe77SJens Axboe 	q->mq_map = map;
1862320ae51fSJens Axboe 
1863320ae51fSJens Axboe 	q->queue_ctx = ctx;
1864320ae51fSJens Axboe 	q->queue_hw_ctx = hctxs;
1865320ae51fSJens Axboe 
186624d2f903SChristoph Hellwig 	q->mq_ops = set->ops;
186794eddfbeSJens Axboe 	q->queue_flags |= QUEUE_FLAG_MQ_DEFAULT;
1868320ae51fSJens Axboe 
186905f1dd53SJens Axboe 	if (!(set->flags & BLK_MQ_F_SG_MERGE))
187005f1dd53SJens Axboe 		q->queue_flags |= 1 << QUEUE_FLAG_NO_SG_MERGE;
187105f1dd53SJens Axboe 
18721be036e9SChristoph Hellwig 	q->sg_reserved_size = INT_MAX;
18731be036e9SChristoph Hellwig 
18746fca6a61SChristoph Hellwig 	INIT_WORK(&q->requeue_work, blk_mq_requeue_work);
18756fca6a61SChristoph Hellwig 	INIT_LIST_HEAD(&q->requeue_list);
18766fca6a61SChristoph Hellwig 	spin_lock_init(&q->requeue_lock);
18776fca6a61SChristoph Hellwig 
187807068d5bSJens Axboe 	if (q->nr_hw_queues > 1)
1879320ae51fSJens Axboe 		blk_queue_make_request(q, blk_mq_make_request);
188007068d5bSJens Axboe 	else
188107068d5bSJens Axboe 		blk_queue_make_request(q, blk_sq_make_request);
188207068d5bSJens Axboe 
188324d2f903SChristoph Hellwig 	if (set->timeout)
188424d2f903SChristoph Hellwig 		blk_queue_rq_timeout(q, set->timeout);
1885320ae51fSJens Axboe 
1886eba71768SJens Axboe 	/*
1887eba71768SJens Axboe 	 * Do this after blk_queue_make_request() overrides it...
1888eba71768SJens Axboe 	 */
1889eba71768SJens Axboe 	q->nr_requests = set->queue_depth;
1890eba71768SJens Axboe 
189124d2f903SChristoph Hellwig 	if (set->ops->complete)
189224d2f903SChristoph Hellwig 		blk_queue_softirq_done(q, set->ops->complete);
189330a91cb4SChristoph Hellwig 
189424d2f903SChristoph Hellwig 	blk_mq_init_cpu_queues(q, set->nr_hw_queues);
1895320ae51fSJens Axboe 
189624d2f903SChristoph Hellwig 	if (blk_mq_init_hw_queues(q, set))
18971bcb1eadSMing Lei 		goto err_hw;
189818741986SChristoph Hellwig 
1899320ae51fSJens Axboe 	mutex_lock(&all_q_mutex);
1900320ae51fSJens Axboe 	list_add_tail(&q->all_q_node, &all_q_list);
1901320ae51fSJens Axboe 	mutex_unlock(&all_q_mutex);
1902320ae51fSJens Axboe 
19030d2602caSJens Axboe 	blk_mq_add_queue_tag_set(set, q);
19040d2602caSJens Axboe 
1905484b4061SJens Axboe 	blk_mq_map_swqueue(q);
1906484b4061SJens Axboe 
1907320ae51fSJens Axboe 	return q;
190818741986SChristoph Hellwig 
1909320ae51fSJens Axboe err_hw:
1910320ae51fSJens Axboe 	blk_cleanup_queue(q);
1911320ae51fSJens Axboe err_hctxs:
1912f14bbe77SJens Axboe 	kfree(map);
191324d2f903SChristoph Hellwig 	for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
1914320ae51fSJens Axboe 		if (!hctxs[i])
1915320ae51fSJens Axboe 			break;
1916e4043dcfSJens Axboe 		free_cpumask_var(hctxs[i]->cpumask);
1917cdef54ddSChristoph Hellwig 		kfree(hctxs[i]);
1918320ae51fSJens Axboe 	}
1919f14bbe77SJens Axboe err_map:
1920320ae51fSJens Axboe 	kfree(hctxs);
1921320ae51fSJens Axboe err_percpu:
1922320ae51fSJens Axboe 	free_percpu(ctx);
1923320ae51fSJens Axboe 	return ERR_PTR(-ENOMEM);
1924320ae51fSJens Axboe }
1925320ae51fSJens Axboe EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_queue);
1926320ae51fSJens Axboe 
1927320ae51fSJens Axboe void blk_mq_free_queue(struct request_queue *q)
1928320ae51fSJens Axboe {
1929624dbe47SMing Lei 	struct blk_mq_tag_set	*set = q->tag_set;
1930320ae51fSJens Axboe 
19310d2602caSJens Axboe 	blk_mq_del_queue_tag_set(q);
19320d2602caSJens Axboe 
1933624dbe47SMing Lei 	blk_mq_exit_hw_queues(q, set, set->nr_hw_queues);
1934624dbe47SMing Lei 	blk_mq_free_hw_queues(q, set);
1935320ae51fSJens Axboe 
1936add703fdSTejun Heo 	percpu_ref_exit(&q->mq_usage_counter);
19373d2936f4SMing Lei 
1938320ae51fSJens Axboe 	free_percpu(q->queue_ctx);
1939320ae51fSJens Axboe 	kfree(q->queue_hw_ctx);
1940320ae51fSJens Axboe 	kfree(q->mq_map);
1941320ae51fSJens Axboe 
1942320ae51fSJens Axboe 	q->queue_ctx = NULL;
1943320ae51fSJens Axboe 	q->queue_hw_ctx = NULL;
1944320ae51fSJens Axboe 	q->mq_map = NULL;
1945320ae51fSJens Axboe 
1946320ae51fSJens Axboe 	mutex_lock(&all_q_mutex);
1947320ae51fSJens Axboe 	list_del_init(&q->all_q_node);
1948320ae51fSJens Axboe 	mutex_unlock(&all_q_mutex);
1949320ae51fSJens Axboe }
1950320ae51fSJens Axboe 
1951320ae51fSJens Axboe /* Basically redo blk_mq_init_queue with queue frozen */
1952f618ef7cSPaul Gortmaker static void blk_mq_queue_reinit(struct request_queue *q)
1953320ae51fSJens Axboe {
1954320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_freeze_queue(q);
1955320ae51fSJens Axboe 
195667aec14cSJens Axboe 	blk_mq_sysfs_unregister(q);
195767aec14cSJens Axboe 
1958320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_update_queue_map(q->mq_map, q->nr_hw_queues);
1959320ae51fSJens Axboe 
1960320ae51fSJens Axboe 	/*
1961320ae51fSJens Axboe 	 * redo blk_mq_init_cpu_queues and blk_mq_init_hw_queues. FIXME: maybe
1962320ae51fSJens Axboe 	 * we should change hctx numa_node according to new topology (this
1963320ae51fSJens Axboe 	 * involves free and re-allocate memory, worthy doing?)
1964320ae51fSJens Axboe 	 */
1965320ae51fSJens Axboe 
1966320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_map_swqueue(q);
1967320ae51fSJens Axboe 
196867aec14cSJens Axboe 	blk_mq_sysfs_register(q);
196967aec14cSJens Axboe 
1970320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_unfreeze_queue(q);
1971320ae51fSJens Axboe }
1972320ae51fSJens Axboe 
1973f618ef7cSPaul Gortmaker static int blk_mq_queue_reinit_notify(struct notifier_block *nb,
1974320ae51fSJens Axboe 				      unsigned long action, void *hcpu)
1975320ae51fSJens Axboe {
1976320ae51fSJens Axboe 	struct request_queue *q;
1977320ae51fSJens Axboe 
1978320ae51fSJens Axboe 	/*
19799fccfed8SJens Axboe 	 * Before new mappings are established, hotadded cpu might already
19809fccfed8SJens Axboe 	 * start handling requests. This doesn't break anything as we map
19819fccfed8SJens Axboe 	 * offline CPUs to first hardware queue. We will re-init the queue
19829fccfed8SJens Axboe 	 * below to get optimal settings.
1983320ae51fSJens Axboe 	 */
1984320ae51fSJens Axboe 	if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN &&
1985320ae51fSJens Axboe 	    action != CPU_ONLINE && action != CPU_ONLINE_FROZEN)
1986320ae51fSJens Axboe 		return NOTIFY_OK;
1987320ae51fSJens Axboe 
1988320ae51fSJens Axboe 	mutex_lock(&all_q_mutex);
1989320ae51fSJens Axboe 	list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
1990320ae51fSJens Axboe 		blk_mq_queue_reinit(q);
1991320ae51fSJens Axboe 	mutex_unlock(&all_q_mutex);
1992320ae51fSJens Axboe 	return NOTIFY_OK;
1993320ae51fSJens Axboe }
1994320ae51fSJens Axboe 
1995a5164405SJens Axboe static int __blk_mq_alloc_rq_maps(struct blk_mq_tag_set *set)
1996a5164405SJens Axboe {
1997a5164405SJens Axboe 	int i;
1998a5164405SJens Axboe 
1999a5164405SJens Axboe 	for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
2000a5164405SJens Axboe 		set->tags[i] = blk_mq_init_rq_map(set, i);
2001a5164405SJens Axboe 		if (!set->tags[i])
2002a5164405SJens Axboe 			goto out_unwind;
2003a5164405SJens Axboe 	}
2004a5164405SJens Axboe 
2005a5164405SJens Axboe 	return 0;
2006a5164405SJens Axboe 
2007a5164405SJens Axboe out_unwind:
2008a5164405SJens Axboe 	while (--i >= 0)
2009a5164405SJens Axboe 		blk_mq_free_rq_map(set, set->tags[i], i);
2010a5164405SJens Axboe 
2011a5164405SJens Axboe 	return -ENOMEM;
2012a5164405SJens Axboe }
2013a5164405SJens Axboe 
2014a5164405SJens Axboe /*
2015a5164405SJens Axboe  * Allocate the request maps associated with this tag_set. Note that this
2016a5164405SJens Axboe  * may reduce the depth asked for, if memory is tight. set->queue_depth
2017a5164405SJens Axboe  * will be updated to reflect the allocated depth.
2018a5164405SJens Axboe  */
2019a5164405SJens Axboe static int blk_mq_alloc_rq_maps(struct blk_mq_tag_set *set)
2020a5164405SJens Axboe {
2021a5164405SJens Axboe 	unsigned int depth;
2022a5164405SJens Axboe 	int err;
2023a5164405SJens Axboe 
2024a5164405SJens Axboe 	depth = set->queue_depth;
2025a5164405SJens Axboe 	do {
2026a5164405SJens Axboe 		err = __blk_mq_alloc_rq_maps(set);
2027a5164405SJens Axboe 		if (!err)
2028a5164405SJens Axboe 			break;
2029a5164405SJens Axboe 
2030a5164405SJens Axboe 		set->queue_depth >>= 1;
2031a5164405SJens Axboe 		if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN) {
2032a5164405SJens Axboe 			err = -ENOMEM;
2033a5164405SJens Axboe 			break;
2034a5164405SJens Axboe 		}
2035a5164405SJens Axboe 	} while (set->queue_depth);
2036a5164405SJens Axboe 
2037a5164405SJens Axboe 	if (!set->queue_depth || err) {
2038a5164405SJens Axboe 		pr_err("blk-mq: failed to allocate request map\n");
2039a5164405SJens Axboe 		return -ENOMEM;
2040a5164405SJens Axboe 	}
2041a5164405SJens Axboe 
2042a5164405SJens Axboe 	if (depth != set->queue_depth)
2043a5164405SJens Axboe 		pr_info("blk-mq: reduced tag depth (%u -> %u)\n",
2044a5164405SJens Axboe 						depth, set->queue_depth);
2045a5164405SJens Axboe 
2046a5164405SJens Axboe 	return 0;
2047a5164405SJens Axboe }
2048a5164405SJens Axboe 
2049a4391c64SJens Axboe /*
2050a4391c64SJens Axboe  * Alloc a tag set to be associated with one or more request queues.
2051a4391c64SJens Axboe  * May fail with EINVAL for various error conditions. May adjust the
2052a4391c64SJens Axboe  * requested depth down, if if it too large. In that case, the set
2053a4391c64SJens Axboe  * value will be stored in set->queue_depth.
2054a4391c64SJens Axboe  */
205524d2f903SChristoph Hellwig int blk_mq_alloc_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
205624d2f903SChristoph Hellwig {
205724d2f903SChristoph Hellwig 	if (!set->nr_hw_queues)
205824d2f903SChristoph Hellwig 		return -EINVAL;
2059a4391c64SJens Axboe 	if (!set->queue_depth)
206024d2f903SChristoph Hellwig 		return -EINVAL;
206124d2f903SChristoph Hellwig 	if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN)
206224d2f903SChristoph Hellwig 		return -EINVAL;
206324d2f903SChristoph Hellwig 
2064cdef54ddSChristoph Hellwig 	if (!set->nr_hw_queues || !set->ops->queue_rq || !set->ops->map_queue)
206524d2f903SChristoph Hellwig 		return -EINVAL;
206624d2f903SChristoph Hellwig 
2067a4391c64SJens Axboe 	if (set->queue_depth > BLK_MQ_MAX_DEPTH) {
2068a4391c64SJens Axboe 		pr_info("blk-mq: reduced tag depth to %u\n",
2069a4391c64SJens Axboe 			BLK_MQ_MAX_DEPTH);
2070a4391c64SJens Axboe 		set->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
2071a4391c64SJens Axboe 	}
207224d2f903SChristoph Hellwig 
207348479005SMing Lei 	set->tags = kmalloc_node(set->nr_hw_queues *
207448479005SMing Lei 				 sizeof(struct blk_mq_tags *),
207524d2f903SChristoph Hellwig 				 GFP_KERNEL, set->numa_node);
207624d2f903SChristoph Hellwig 	if (!set->tags)
2077a5164405SJens Axboe 		return -ENOMEM;
207824d2f903SChristoph Hellwig 
2079a5164405SJens Axboe 	if (blk_mq_alloc_rq_maps(set))
2080a5164405SJens Axboe 		goto enomem;
208124d2f903SChristoph Hellwig 
20820d2602caSJens Axboe 	mutex_init(&set->tag_list_lock);
20830d2602caSJens Axboe 	INIT_LIST_HEAD(&set->tag_list);
20840d2602caSJens Axboe 
208524d2f903SChristoph Hellwig 	return 0;
2086a5164405SJens Axboe enomem:
20875676e7b6SRobert Elliott 	kfree(set->tags);
20885676e7b6SRobert Elliott 	set->tags = NULL;
208924d2f903SChristoph Hellwig 	return -ENOMEM;
209024d2f903SChristoph Hellwig }
209124d2f903SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_tag_set);
209224d2f903SChristoph Hellwig 
209324d2f903SChristoph Hellwig void blk_mq_free_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
209424d2f903SChristoph Hellwig {
209524d2f903SChristoph Hellwig 	int i;
209624d2f903SChristoph Hellwig 
2097484b4061SJens Axboe 	for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
2098484b4061SJens Axboe 		if (set->tags[i])
209924d2f903SChristoph Hellwig 			blk_mq_free_rq_map(set, set->tags[i], i);
2100484b4061SJens Axboe 	}
2101484b4061SJens Axboe 
2102981bd189SMing Lei 	kfree(set->tags);
21035676e7b6SRobert Elliott 	set->tags = NULL;
210424d2f903SChristoph Hellwig }
210524d2f903SChristoph Hellwig EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_tag_set);
210624d2f903SChristoph Hellwig 
2107e3a2b3f9SJens Axboe int blk_mq_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
2108e3a2b3f9SJens Axboe {
2109e3a2b3f9SJens Axboe 	struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
2110e3a2b3f9SJens Axboe 	struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2111e3a2b3f9SJens Axboe 	int i, ret;
2112e3a2b3f9SJens Axboe 
2113e3a2b3f9SJens Axboe 	if (!set || nr > set->queue_depth)
2114e3a2b3f9SJens Axboe 		return -EINVAL;
2115e3a2b3f9SJens Axboe 
2116e3a2b3f9SJens Axboe 	ret = 0;
2117e3a2b3f9SJens Axboe 	queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2118e3a2b3f9SJens Axboe 		ret = blk_mq_tag_update_depth(hctx->tags, nr);
2119e3a2b3f9SJens Axboe 		if (ret)
2120e3a2b3f9SJens Axboe 			break;
2121e3a2b3f9SJens Axboe 	}
2122e3a2b3f9SJens Axboe 
2123e3a2b3f9SJens Axboe 	if (!ret)
2124e3a2b3f9SJens Axboe 		q->nr_requests = nr;
2125e3a2b3f9SJens Axboe 
2126e3a2b3f9SJens Axboe 	return ret;
2127e3a2b3f9SJens Axboe }
2128e3a2b3f9SJens Axboe 
2129676141e4SJens Axboe void blk_mq_disable_hotplug(void)
2130676141e4SJens Axboe {
2131676141e4SJens Axboe 	mutex_lock(&all_q_mutex);
2132676141e4SJens Axboe }
2133676141e4SJens Axboe 
2134676141e4SJens Axboe void blk_mq_enable_hotplug(void)
2135676141e4SJens Axboe {
2136676141e4SJens Axboe 	mutex_unlock(&all_q_mutex);
2137676141e4SJens Axboe }
2138676141e4SJens Axboe 
2139320ae51fSJens Axboe static int __init blk_mq_init(void)
2140320ae51fSJens Axboe {
2141320ae51fSJens Axboe 	blk_mq_cpu_init();
2142320ae51fSJens Axboe 
2143add703fdSTejun Heo 	hotcpu_notifier(blk_mq_queue_reinit_notify, 0);
2144320ae51fSJens Axboe 
2145320ae51fSJens Axboe 	return 0;
2146320ae51fSJens Axboe }
2147320ae51fSJens Axboe subsys_initcall(blk_mq_init);
2148