block/blk-mq.c

   1 #include <linux/kernel.h>
   2 #include <linux/module.h>
   3 #include <linux/backing-dev.h>
   4 #include <linux/bio.h>
   5 #include <linux/blkdev.h>
   6 #include <linux/mm.h>
   7 #include <linux/init.h>
   8 #include <linux/slab.h>
   9 #include <linux/workqueue.h>
  10 #include <linux/smp.h>
  11 #include <linux/llist.h>
  12 #include <linux/list_sort.h>
  13 #include <linux/cpu.h>
  14 #include <linux/cache.h>
  15 #include <linux/sched/sysctl.h>
  16 #include <linux/delay.h>
  17
  18 #include <trace/events/block.h>
  19
  20 #include <linux/blk-mq.h>
  21 #include "blk.h"
  22 #include "blk-mq.h"
  23 #include "blk-mq-tag.h"
  24
  25 static DEFINE_MUTEX(all_q_mutex);
  26 static LIST_HEAD(all_q_list);
  27
  28 static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx);
  29
  30 static struct blk_mq_ctx *__blk_mq_get_ctx(struct request_queue *q,
  31                                            unsigned int cpu)
  32 {
  33         return per_cpu_ptr(q->queue_ctx, cpu);
  34 }
  35
  36 /*
  37  * This assumes per-cpu software queueing queues. They could be per-node
  38  * as well, for instance. For now this is hardcoded as-is. Note that we don't
  39  * care about preemption, since we know the ctx's are persistent. This does
  40  * mean that we can't rely on ctx always matching the currently running CPU.
  41  */
  42 static struct blk_mq_ctx *blk_mq_get_ctx(struct request_queue *q)
  43 {
  44         return __blk_mq_get_ctx(q, get_cpu());
  45 }
  46
  47 static void blk_mq_put_ctx(struct blk_mq_ctx *ctx)
  48 {
  49         put_cpu();
  50 }
  51
  52 /*
  53  * Check if any of the ctx's have pending work in this hardware queue
  54  */
  55 static bool blk_mq_hctx_has_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
  56 {
  57         unsigned int i;
  58
  59         for (i = 0; i < hctx->nr_ctx_map; i++)
  60                 if (hctx->ctx_map[i])
  61                         return true;
  62
  63         return false;
  64 }
  65
  66 /*
  67  * Mark this ctx as having pending work in this hardware queue
  68  */
  69 static void blk_mq_hctx_mark_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
  70                                      struct blk_mq_ctx *ctx)
  71 {
  72         if (!test_bit(ctx->index_hw, hctx->ctx_map))
  73                 set_bit(ctx->index_hw, hctx->ctx_map);
  74 }
  75
  76 static struct request *__blk_mq_alloc_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
  77                                               gfp_t gfp, bool reserved)
  78 {
  79         struct request *rq;
  80         unsigned int tag;
  81
  82         tag = blk_mq_get_tag(hctx->tags, gfp, reserved);
  83         if (tag != BLK_MQ_TAG_FAIL) {
  84                 rq = hctx->tags->rqs[tag];
  85                 blk_rq_init(hctx->queue, rq);
  86                 rq->tag = tag;
  87
  88                 return rq;
  89         }
  90
  91         return NULL;
  92 }
  93
  94 static int blk_mq_queue_enter(struct request_queue *q)
  95 {
  96         int ret;
  97
  98         __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, 1, 1000000);
  99         smp_wmb();
 100         /* we have problems to freeze the queue if it's initializing */
 101         if (!blk_queue_bypass(q) || !blk_queue_init_done(q))
 102                 return 0;
 103
 104         __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, -1, 1000000);
 105
 106         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 107         ret = wait_event_interruptible_lock_irq(q->mq_freeze_wq,
 108                 !blk_queue_bypass(q) || blk_queue_dying(q),
 109                 *q->queue_lock);
 110         /* inc usage with lock hold to avoid freeze_queue runs here */
 111         if (!ret && !blk_queue_dying(q))
 112                 __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, 1, 1000000);
 113         else if (blk_queue_dying(q))
 114                 ret = -ENODEV;
 115         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 116
 117         return ret;
 118 }
 119
 120 static void blk_mq_queue_exit(struct request_queue *q)
 121 {
 122         __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, -1, 1000000);
 123 }
 124
 125 static void __blk_mq_drain_queue(struct request_queue *q)
 126 {
 127         while (true) {
 128                 s64 count;
 129
 130                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
 131                 count = percpu_counter_sum(&q->mq_usage_counter);
 132                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 133
 134                 if (count == 0)
 135                         break;
 136                 blk_mq_run_queues(q, false);
 137                 msleep(10);
 138         }
 139 }
 140
 141 /*
 142  * Guarantee no request is in use, so we can change any data structure of
 143  * the queue afterward.
 144  */
 145 static void blk_mq_freeze_queue(struct request_queue *q)
 146 {
 147         bool drain;
 148
 149         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 150         drain = !q->bypass_depth++;
 151         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
 152         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 153
 154         if (drain)
 155                 __blk_mq_drain_queue(q);
 156 }
 157
 158 void blk_mq_drain_queue(struct request_queue *q)
 159 {
 160         __blk_mq_drain_queue(q);
 161 }
 162
 163 static void blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q)
 164 {
 165         bool wake = false;
 166
 167         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 168         if (!--q->bypass_depth) {
 169                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
 170                 wake = true;
 171         }
 172         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
 173         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 174         if (wake)
 175                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
 176 }
 177
 178 bool blk_mq_can_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
 179 {
 180         return blk_mq_has_free_tags(hctx->tags);
 181 }
 182 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_can_queue);
 183
 184 static void blk_mq_rq_ctx_init(struct request_queue *q, struct blk_mq_ctx *ctx,
 185                                struct request *rq, unsigned int rw_flags)
 186 {
 187         if (blk_queue_io_stat(q))
 188                 rw_flags |= REQ_IO_STAT;
 189
 190         rq->mq_ctx = ctx;
 191         rq->cmd_flags = rw_flags;
 192         rq->start_time = jiffies;
 193         set_start_time_ns(rq);
 194         ctx->rq_dispatched[rw_is_sync(rw_flags)]++;
 195 }
 196
 197 static struct request *blk_mq_alloc_request_pinned(struct request_queue *q,
 198                                                    int rw, gfp_t gfp,
 199                                                    bool reserved)
 200 {
 201         struct request *rq;
 202
 203         do {
 204                 struct blk_mq_ctx *ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 205                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 206
 207                 rq = __blk_mq_alloc_request(hctx, gfp & ~__GFP_WAIT, reserved);
 208                 if (rq) {
 209                         blk_mq_rq_ctx_init(q, ctx, rq, rw);
 210                         break;
 211                 }
 212
 213                 if (gfp & __GFP_WAIT) {
 214                         __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 215                         blk_mq_put_ctx(ctx);
 216                 } else {
 217                         blk_mq_put_ctx(ctx);
 218                         break;
 219                 }
 220
 221                 blk_mq_wait_for_tags(hctx->tags);
 222         } while (1);
 223
 224         return rq;
 225 }
 226
 227 struct request *blk_mq_alloc_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp)
 228 {
 229         struct request *rq;
 230
 231         if (blk_mq_queue_enter(q))
 232                 return NULL;
 233
 234         rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, rw, gfp, false);
 235         if (rq)
 236                 blk_mq_put_ctx(rq->mq_ctx);
 237         return rq;
 238 }
 239
 240 struct request *blk_mq_alloc_reserved_request(struct request_queue *q, int rw,
 241                                               gfp_t gfp)
 242 {
 243         struct request *rq;
 244
 245         if (blk_mq_queue_enter(q))
 246                 return NULL;
 247
 248         rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, rw, gfp, true);
 249         if (rq)
 250                 blk_mq_put_ctx(rq->mq_ctx);
 251         return rq;
 252 }
 253 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_reserved_request);
 254
 255 static void __blk_mq_free_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 256                                   struct blk_mq_ctx *ctx, struct request *rq)
 257 {
 258         const int tag = rq->tag;
 259         struct request_queue *q = rq->q;
 260
 261         blk_mq_put_tag(hctx->tags, tag);
 262         blk_mq_queue_exit(q);
 263 }
 264
 265 void blk_mq_free_request(struct request *rq)
 266 {
 267         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
 268         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 269         struct request_queue *q = rq->q;
 270
 271         ctx->rq_completed[rq_is_sync(rq)]++;
 272
 273         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 274         __blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
 275 }
 276
 277 /*
 278  * Clone all relevant state from a request that has been put on hold in
 279  * the flush state machine into the preallocated flush request that hangs
 280  * off the request queue.
 281  *
 282  * For a driver the flush request should be invisible, that's why we are
 283  * impersonating the original request here.
 284  */
 285 void blk_mq_clone_flush_request(struct request *flush_rq,
 286                 struct request *orig_rq)
 287 {
 288         struct blk_mq_hw_ctx *hctx =
 289                 orig_rq->q->mq_ops->map_queue(orig_rq->q, orig_rq->mq_ctx->cpu);
 290
 291         flush_rq->mq_ctx = orig_rq->mq_ctx;
 292         flush_rq->tag = orig_rq->tag;
 293         memcpy(blk_mq_rq_to_pdu(flush_rq), blk_mq_rq_to_pdu(orig_rq),
 294                 hctx->cmd_size);
 295 }
 296
 297 inline void __blk_mq_end_io(struct request *rq, int error)
 298 {
 299         blk_account_io_done(rq);
 300
 301         if (rq->end_io)
 302                 rq->end_io(rq, error);
 303         else
 304                 blk_mq_free_request(rq);
 305 }
 306 EXPORT_SYMBOL(__blk_mq_end_io);
 307
 308 void blk_mq_end_io(struct request *rq, int error)
 309 {
 310         if (blk_update_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq)))
 311                 BUG();
 312         __blk_mq_end_io(rq, error);
 313 }
 314 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_end_io);
 315
 316 static void __blk_mq_complete_request_remote(void *data)
 317 {
 318         struct request *rq = data;
 319
 320         rq->q->softirq_done_fn(rq);
 321 }
 322
 323 void __blk_mq_complete_request(struct request *rq)
 324 {
 325         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
 326         int cpu;
 327
 328         if (!ctx->ipi_redirect) {
 329                 rq->q->softirq_done_fn(rq);
 330                 return;
 331         }
 332
 333         cpu = get_cpu();
 334         if (cpu != ctx->cpu && cpu_online(ctx->cpu)) {
 335                 rq->csd.func = __blk_mq_complete_request_remote;
 336                 rq->csd.info = rq;
 337                 rq->csd.flags = 0;
 338                 smp_call_function_single_async(ctx->cpu, &rq->csd);
 339         } else {
 340                 rq->q->softirq_done_fn(rq);
 341         }
 342         put_cpu();
 343 }
 344
 345 /**
 346  * blk_mq_complete_request - end I/O on a request
 347  * @rq:         the request being processed
 348  *
 349  * Description:
 350  *      Ends all I/O on a request. It does not handle partial completions.
 351  *      The actual completion happens out-of-order, through a IPI handler.
 352  **/
 353 void blk_mq_complete_request(struct request *rq)
 354 {
 355         if (unlikely(blk_should_fake_timeout(rq->q)))
 356                 return;
 357         if (!blk_mark_rq_complete(rq))
 358                 __blk_mq_complete_request(rq);
 359 }
 360 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_complete_request);
 361
 362 static void blk_mq_start_request(struct request *rq, bool last)
 363 {
 364         struct request_queue *q = rq->q;
 365
 366         trace_block_rq_issue(q, rq);
 367
 368         rq->resid_len = blk_rq_bytes(rq);
 369
 370         /*
 371          * Just mark start time and set the started bit. Due to memory
 372          * ordering, we know we'll see the correct deadline as long as
 373          * REQ_ATOMIC_STARTED is seen.
 374          */
 375         rq->deadline = jiffies + q->rq_timeout;
 376         set_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
 377
 378         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
 379                 /*
 380                  * Make sure space for the drain appears.  We know we can do
 381                  * this because max_hw_segments has been adjusted to be one
 382                  * fewer than the device can handle.
 383                  */
 384                 rq->nr_phys_segments++;
 385         }
 386
 387         /*
 388          * Flag the last request in the series so that drivers know when IO
 389          * should be kicked off, if they don't do it on a per-request basis.
 390          *
 391          * Note: the flag isn't the only condition drivers should do kick off.
 392          * If drive is busy, the last request might not have the bit set.
 393          */
 394         if (last)
 395                 rq->cmd_flags |= REQ_END;
 396 }
 397
 398 static void blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
 399 {
 400         struct request_queue *q = rq->q;
 401
 402         trace_block_rq_requeue(q, rq);
 403         clear_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
 404
 405         rq->cmd_flags &= ~REQ_END;
 406
 407         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq))
 408                 rq->nr_phys_segments--;
 409 }
 410
 411 struct request *blk_mq_tag_to_rq(struct blk_mq_tags *tags, unsigned int tag)
 412 {
 413         return tags->rqs[tag];
 414 }
 415 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_tag_to_rq);
 416
 417 struct blk_mq_timeout_data {
 418         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 419         unsigned long *next;
 420         unsigned int *next_set;
 421 };
 422
 423 static void blk_mq_timeout_check(void *__data, unsigned long *free_tags)
 424 {
 425         struct blk_mq_timeout_data *data = __data;
 426         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = data->hctx;
 427         unsigned int tag;
 428
 429          /* It may not be in flight yet (this is where
 430          * the REQ_ATOMIC_STARTED flag comes in). The requests are
 431          * statically allocated, so we know it's always safe to access the
 432          * memory associated with a bit offset into ->rqs[].
 433          */
 434         tag = 0;
 435         do {
 436                 struct request *rq;
 437
 438                 tag = find_next_zero_bit(free_tags, hctx->tags->nr_tags, tag);
 439                 if (tag >= hctx->tags->nr_tags)
 440                         break;
 441
 442                 rq = blk_mq_tag_to_rq(hctx->tags, tag++);
 443                 if (rq->q != hctx->queue)
 444                         continue;
 445                 if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags))
 446                         continue;
 447
 448                 blk_rq_check_expired(rq, data->next, data->next_set);
 449         } while (1);
 450 }
 451
 452 static void blk_mq_hw_ctx_check_timeout(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 453                                         unsigned long *next,
 454                                         unsigned int *next_set)
 455 {
 456         struct blk_mq_timeout_data data = {
 457                 .hctx           = hctx,
 458                 .next           = next,
 459                 .next_set       = next_set,
 460         };
 461
 462         /*
 463          * Ask the tagging code to iterate busy requests, so we can
 464          * check them for timeout.
 465          */
 466         blk_mq_tag_busy_iter(hctx->tags, blk_mq_timeout_check, &data);
 467 }
 468
 469 static void blk_mq_rq_timer(unsigned long data)
 470 {
 471         struct request_queue *q = (struct request_queue *) data;
 472         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 473         unsigned long next = 0;
 474         int i, next_set = 0;
 475
 476         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
 477                 blk_mq_hw_ctx_check_timeout(hctx, &next, &next_set);
 478
 479         if (next_set)
 480                 mod_timer(&q->timeout, round_jiffies_up(next));
 481 }
 482
 483 /*
 484  * Reverse check our software queue for entries that we could potentially
 485  * merge with. Currently includes a hand-wavy stop count of 8, to not spend
 486  * too much time checking for merges.
 487  */
 488 static bool blk_mq_attempt_merge(struct request_queue *q,
 489                                  struct blk_mq_ctx *ctx, struct bio *bio)
 490 {
 491         struct request *rq;
 492         int checked = 8;
 493
 494         list_for_each_entry_reverse(rq, &ctx->rq_list, queuelist) {
 495                 int el_ret;
 496
 497                 if (!checked--)
 498                         break;
 499
 500                 if (!blk_rq_merge_ok(rq, bio))
 501                         continue;
 502
 503                 el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
 504                 if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
 505                         if (bio_attempt_back_merge(q, rq, bio)) {
 506                                 ctx->rq_merged++;
 507                                 return true;
 508                         }
 509                         break;
 510                 } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
 511                         if (bio_attempt_front_merge(q, rq, bio)) {
 512                                 ctx->rq_merged++;
 513                                 return true;
 514                         }
 515                         break;
 516                 }
 517         }
 518
 519         return false;
 520 }
 521
 522 void blk_mq_add_timer(struct request *rq)
 523 {
 524         __blk_add_timer(rq, NULL);
 525 }
 526
 527 /*
 528  * Run this hardware queue, pulling any software queues mapped to it in.
 529  * Note that this function currently has various problems around ordering
 530  * of IO. In particular, we'd like FIFO behaviour on handling existing
 531  * items on the hctx->dispatch list. Ignore that for now.
 532  */
 533 static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
 534 {
 535         struct request_queue *q = hctx->queue;
 536         struct blk_mq_ctx *ctx;
 537         struct request *rq;
 538         LIST_HEAD(rq_list);
 539         int bit, queued;
 540
 541         WARN_ON(!cpumask_test_cpu(raw_smp_processor_id(), hctx->cpumask));
 542
 543         if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state)))
 544                 return;
 545
 546         hctx->run++;
 547
 548         /*
 549          * Touch any software queue that has pending entries.
 550          */
 551         for_each_set_bit(bit, hctx->ctx_map, hctx->nr_ctx) {
 552                 clear_bit(bit, hctx->ctx_map);
 553                 ctx = hctx->ctxs[bit];
 554                 BUG_ON(bit != ctx->index_hw);
 555
 556                 spin_lock(&ctx->lock);
 557                 list_splice_tail_init(&ctx->rq_list, &rq_list);
 558                 spin_unlock(&ctx->lock);
 559         }
 560
 561         /*
 562          * If we have previous entries on our dispatch list, grab them
 563          * and stuff them at the front for more fair dispatch.
 564          */
 565         if (!list_empty_careful(&hctx->dispatch)) {
 566                 spin_lock(&hctx->lock);
 567                 if (!list_empty(&hctx->dispatch))
 568                         list_splice_init(&hctx->dispatch, &rq_list);
 569                 spin_unlock(&hctx->lock);
 570         }
 571
 572         /*
 573          * Delete and return all entries from our dispatch list
 574          */
 575         queued = 0;
 576
 577         /*
 578          * Now process all the entries, sending them to the driver.
 579          */
 580         while (!list_empty(&rq_list)) {
 581                 int ret;
 582
 583                 rq = list_first_entry(&rq_list, struct request, queuelist);
 584                 list_del_init(&rq->queuelist);
 585
 586                 blk_mq_start_request(rq, list_empty(&rq_list));
 587
 588                 ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, rq);
 589                 switch (ret) {
 590                 case BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK:
 591                         queued++;
 592                         continue;
 593                 case BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY:
 594                         /*
 595                          * FIXME: we should have a mechanism to stop the queue
 596                          * like blk_stop_queue, otherwise we will waste cpu
 597                          * time
 598                          */
 599                         list_add(&rq->queuelist, &rq_list);
 600                         blk_mq_requeue_request(rq);
 601                         break;
 602                 default:
 603                         pr_err("blk-mq: bad return on queue: %d\n", ret);
 604                 case BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR:
 605                         rq->errors = -EIO;
 606                         blk_mq_end_io(rq, rq->errors);
 607                         break;
 608                 }
 609
 610                 if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY)
 611                         break;
 612         }
 613
 614         if (!queued)
 615                 hctx->dispatched[0]++;
 616         else if (queued < (1 << (BLK_MQ_MAX_DISPATCH_ORDER - 1)))
 617                 hctx->dispatched[ilog2(queued) + 1]++;
 618
 619         /*
 620          * Any items that need requeuing? Stuff them into hctx->dispatch,
 621          * that is where we will continue on next queue run.
 622          */
 623         if (!list_empty(&rq_list)) {
 624                 spin_lock(&hctx->lock);
 625                 list_splice(&rq_list, &hctx->dispatch);
 626                 spin_unlock(&hctx->lock);
 627         }
 628 }
 629
 630 void blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async)
 631 {
 632         if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state)))
 633                 return;
 634
 635         if (!async && cpumask_test_cpu(smp_processor_id(), hctx->cpumask))
 636                 __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 637         else if (hctx->queue->nr_hw_queues == 1)
 638                 kblockd_schedule_delayed_work(&hctx->delayed_work, 0);
 639         else {
 640                 unsigned int cpu;
 641
 642                 /*
 643                  * It'd be great if the workqueue API had a way to pass
 644                  * in a mask and had some smarts for more clever placement
 645                  * than the first CPU. Or we could round-robin here. For now,
 646                  * just queue on the first CPU.
 647                  */
 648                 cpu = cpumask_first(hctx->cpumask);
 649                 kblockd_schedule_delayed_work_on(cpu, &hctx->delayed_work, 0);
 650         }
 651 }
 652
 653 void blk_mq_run_queues(struct request_queue *q, bool async)
 654 {
 655         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 656         int i;
 657
 658         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
 659                 if ((!blk_mq_hctx_has_pending(hctx) &&
 660                     list_empty_careful(&hctx->dispatch)) ||
 661                     test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
 662                         continue;
 663
 664                 preempt_disable();
 665                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
 666                 preempt_enable();
 667         }
 668 }
 669 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_run_queues);
 670
 671 void blk_mq_stop_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
 672 {
 673         cancel_delayed_work(&hctx->delayed_work);
 674         set_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
 675 }
 676 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queue);
 677
 678 void blk_mq_stop_hw_queues(struct request_queue *q)
 679 {
 680         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 681         int i;
 682
 683         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
 684                 blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
 685 }
 686 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queues);
 687
 688 void blk_mq_start_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
 689 {
 690         clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
 691
 692         preempt_disable();
 693         __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 694         preempt_enable();
 695 }
 696 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queue);
 697
 698 void blk_mq_start_stopped_hw_queues(struct request_queue *q)
 699 {
 700         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 701         int i;
 702
 703         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
 704                 if (!test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
 705                         continue;
 706
 707                 clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
 708                 preempt_disable();
 709                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
 710                 preempt_enable();
 711         }
 712 }
 713 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_stopped_hw_queues);
 714
 715 static void blk_mq_work_fn(struct work_struct *work)
 716 {
 717         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 718
 719         hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, delayed_work.work);
 720
 721         __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 722 }
 723
 724 static void __blk_mq_insert_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 725                                     struct request *rq, bool at_head)
 726 {
 727         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
 728
 729         trace_block_rq_insert(hctx->queue, rq);
 730
 731         if (at_head)
 732                 list_add(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
 733         else
 734                 list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
 735         blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
 736
 737         /*
 738          * We do this early, to ensure we are on the right CPU.
 739          */
 740         blk_mq_add_timer(rq);
 741 }
 742
 743 void blk_mq_insert_request(struct request *rq, bool at_head, bool run_queue,
 744                 bool async)
 745 {
 746         struct request_queue *q = rq->q;
 747         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 748         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx, *current_ctx;
 749
 750         current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 751         if (!cpu_online(ctx->cpu))
 752                 rq->mq_ctx = ctx = current_ctx;
 753
 754         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 755
 756         if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA) &&
 757             !(rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH_SEQ))) {
 758                 blk_insert_flush(rq);
 759         } else {
 760                 spin_lock(&ctx->lock);
 761                 __blk_mq_insert_request(hctx, rq, at_head);
 762                 spin_unlock(&ctx->lock);
 763         }
 764
 765         if (run_queue)
 766                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
 767
 768         blk_mq_put_ctx(current_ctx);
 769 }
 770
 771 static void blk_mq_insert_requests(struct request_queue *q,
 772                                      struct blk_mq_ctx *ctx,
 773                                      struct list_head *list,
 774                                      int depth,
 775                                      bool from_schedule)
 776
 777 {
 778         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 779         struct blk_mq_ctx *current_ctx;
 780
 781         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
 782
 783         current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 784
 785         if (!cpu_online(ctx->cpu))
 786                 ctx = current_ctx;
 787         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 788
 789         /*
 790          * preemption doesn't flush plug list, so it's possible ctx->cpu is
 791          * offline now
 792          */
 793         spin_lock(&ctx->lock);
 794         while (!list_empty(list)) {
 795                 struct request *rq;
 796
 797                 rq = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
 798                 list_del_init(&rq->queuelist);
 799                 rq->mq_ctx = ctx;
 800                 __blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
 801         }
 802         spin_unlock(&ctx->lock);
 803
 804         blk_mq_run_hw_queue(hctx, from_schedule);
 805         blk_mq_put_ctx(current_ctx);
 806 }
 807
 808 static int plug_ctx_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
 809 {
 810         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
 811         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
 812
 813         return !(rqa->mq_ctx < rqb->mq_ctx ||
 814                  (rqa->mq_ctx == rqb->mq_ctx &&
 815                   blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
 816 }
 817
 818 void blk_mq_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
 819 {
 820         struct blk_mq_ctx *this_ctx;
 821         struct request_queue *this_q;
 822         struct request *rq;
 823         LIST_HEAD(list);
 824         LIST_HEAD(ctx_list);
 825         unsigned int depth;
 826
 827         list_splice_init(&plug->mq_list, &list);
 828
 829         list_sort(NULL, &list, plug_ctx_cmp);
 830
 831         this_q = NULL;
 832         this_ctx = NULL;
 833         depth = 0;
 834
 835         while (!list_empty(&list)) {
 836                 rq = list_entry_rq(list.next);
 837                 list_del_init(&rq->queuelist);
 838                 BUG_ON(!rq->q);
 839                 if (rq->mq_ctx != this_ctx) {
 840                         if (this_ctx) {
 841                                 blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx,
 842                                                         &ctx_list, depth,
 843                                                         from_schedule);
 844                         }
 845
 846                         this_ctx = rq->mq_ctx;
 847                         this_q = rq->q;
 848                         depth = 0;
 849                 }
 850
 851                 depth++;
 852                 list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx_list);
 853         }
 854
 855         /*
 856          * If 'this_ctx' is set, we know we have entries to complete
 857          * on 'ctx_list'. Do those.
 858          */
 859         if (this_ctx) {
 860                 blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx, &ctx_list, depth,
 861                                        from_schedule);
 862         }
 863 }
 864
 865 static void blk_mq_bio_to_request(struct request *rq, struct bio *bio)
 866 {
 867         init_request_from_bio(rq, bio);
 868         blk_account_io_start(rq, 1);
 869 }
 870
 871 static void blk_mq_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
 872 {
 873         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 874         struct blk_mq_ctx *ctx;
 875         const int is_sync = rw_is_sync(bio->bi_rw);
 876         const int is_flush_fua = bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA);
 877         int rw = bio_data_dir(bio);
 878         struct request *rq;
 879         unsigned int use_plug, request_count = 0;
 880
 881         /*
 882          * If we have multiple hardware queues, just go directly to
 883          * one of those for sync IO.
 884          */
 885         use_plug = !is_flush_fua && ((q->nr_hw_queues == 1) || !is_sync);
 886
 887         blk_queue_bounce(q, &bio);
 888
 889         if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
 890                 bio_endio(bio, -EIO);
 891                 return;
 892         }
 893
 894         if (use_plug && blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count))
 895                 return;
 896
 897         if (blk_mq_queue_enter(q)) {
 898                 bio_endio(bio, -EIO);
 899                 return;
 900         }
 901
 902         ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 903         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 904
 905         if (is_sync)
 906                 rw |= REQ_SYNC;
 907         trace_block_getrq(q, bio, rw);
 908         rq = __blk_mq_alloc_request(hctx, GFP_ATOMIC, false);
 909         if (likely(rq))
 910                 blk_mq_rq_ctx_init(q, ctx, rq, rw);
 911         else {
 912                 blk_mq_put_ctx(ctx);
 913                 trace_block_sleeprq(q, bio, rw);
 914                 rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, rw, __GFP_WAIT|GFP_ATOMIC,
 915                                                         false);
 916                 ctx = rq->mq_ctx;
 917                 hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 918         }
 919
 920         hctx->queued++;
 921
 922         if (unlikely(is_flush_fua)) {
 923                 blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
 924                 blk_insert_flush(rq);
 925                 goto run_queue;
 926         }
 927
 928         /*
 929          * A task plug currently exists. Since this is completely lockless,
 930          * utilize that to temporarily store requests until the task is
 931          * either done or scheduled away.
 932          */
 933         if (use_plug) {
 934                 struct blk_plug *plug = current->plug;
 935
 936                 if (plug) {
 937                         blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
 938                         if (list_empty(&plug->mq_list))
 939                                 trace_block_plug(q);
 940                         else if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
 941                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
 942                                 trace_block_plug(q);
 943                         }
 944                         list_add_tail(&rq->queuelist, &plug->mq_list);
 945                         blk_mq_put_ctx(ctx);
 946                         return;
 947                 }
 948         }
 949
 950         spin_lock(&ctx->lock);
 951
 952         if ((hctx->flags & BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE) &&
 953             blk_mq_attempt_merge(q, ctx, bio))
 954                 __blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
 955         else {
 956                 blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
 957                 __blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
 958         }
 959
 960         spin_unlock(&ctx->lock);
 961
 962         /*
 963          * For a SYNC request, send it to the hardware immediately. For an
 964          * ASYNC request, just ensure that we run it later on. The latter
 965          * allows for merging opportunities and more efficient dispatching.
 966          */
 967 run_queue:
 968         blk_mq_run_hw_queue(hctx, !is_sync || is_flush_fua);
 969         blk_mq_put_ctx(ctx);
 970 }
 971
 972 /*
 973  * Default mapping to a software queue, since we use one per CPU.
 974  */
 975 struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_map_queue(struct request_queue *q, const int cpu)
 976 {
 977         return q->queue_hw_ctx[q->mq_map[cpu]];
 978 }
 979 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_map_queue);
 980
 981 struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_alloc_single_hw_queue(struct blk_mq_tag_set *set,
 982                                                    unsigned int hctx_index)
 983 {
 984         return kmalloc_node(sizeof(struct blk_mq_hw_ctx),
 985                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, set->numa_node);
 986 }
 987 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_single_hw_queue);
 988
 989 void blk_mq_free_single_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 990                                  unsigned int hctx_index)
 991 {
 992         kfree(hctx);
 993 }
 994 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_single_hw_queue);
 995
 996 static void blk_mq_hctx_notify(void *data, unsigned long action,
 997                                unsigned int cpu)
 998 {
 999         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = data;
1000         struct request_queue *q = hctx->queue;
1001         struct blk_mq_ctx *ctx;
1002         LIST_HEAD(tmp);
1003
1004         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1005                 return;
1006
1007         /*
1008          * Move ctx entries to new CPU, if this one is going away.
1009          */
1010         ctx = __blk_mq_get_ctx(q, cpu);
1011
1012         spin_lock(&ctx->lock);
1013         if (!list_empty(&ctx->rq_list)) {
1014                 list_splice_init(&ctx->rq_list, &tmp);
1015                 clear_bit(ctx->index_hw, hctx->ctx_map);
1016         }
1017         spin_unlock(&ctx->lock);
1018
1019         if (list_empty(&tmp))
1020                 return;
1021
1022         ctx = blk_mq_get_ctx(q);
1023         spin_lock(&ctx->lock);
1024
1025         while (!list_empty(&tmp)) {
1026                 struct request *rq;
1027
1028                 rq = list_first_entry(&tmp, struct request, queuelist);
1029                 rq->mq_ctx = ctx;
1030                 list_move_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
1031         }
1032
1033         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
1034         blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1035
1036         spin_unlock(&ctx->lock);
1037
1038         blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
1039         blk_mq_put_ctx(ctx);
1040 }
1041
1042 static void blk_mq_free_rq_map(struct blk_mq_tag_set *set,
1043                 struct blk_mq_tags *tags, unsigned int hctx_idx)
1044 {
1045         struct page *page;
1046
1047         if (tags->rqs && set->ops->exit_request) {
1048                 int i;
1049
1050                 for (i = 0; i < tags->nr_tags; i++) {
1051                         if (!tags->rqs[i])
1052                                 continue;
1053                         set->ops->exit_request(set->driver_data, tags->rqs[i],
1054                                                 hctx_idx, i);
1055                 }
1056         }
1057
1058         while (!list_empty(&tags->page_list)) {
1059                 page = list_first_entry(&tags->page_list, struct page, lru);
1060                 list_del_init(&page->lru);
1061                 __free_pages(page, page->private);
1062         }
1063
1064         kfree(tags->rqs);
1065
1066         blk_mq_free_tags(tags);
1067 }
1068
1069 static size_t order_to_size(unsigned int order)
1070 {
1071         size_t ret = PAGE_SIZE;
1072
1073         while (order--)
1074                 ret *= 2;
1075
1076         return ret;
1077 }
1078
1079 static struct blk_mq_tags *blk_mq_init_rq_map(struct blk_mq_tag_set *set,
1080                 unsigned int hctx_idx)
1081 {
1082         struct blk_mq_tags *tags;
1083         unsigned int i, j, entries_per_page, max_order = 4;
1084         size_t rq_size, left;
1085
1086         tags = blk_mq_init_tags(set->queue_depth, set->reserved_tags,
1087                                 set->numa_node);
1088         if (!tags)
1089                 return NULL;
1090
1091         INIT_LIST_HEAD(&tags->page_list);
1092
1093         tags->rqs = kmalloc_node(set->queue_depth * sizeof(struct request *),
1094                                         GFP_KERNEL, set->numa_node);
1095         if (!tags->rqs) {
1096                 blk_mq_free_tags(tags);
1097                 return NULL;
1098         }
1099
1100         /*
1101          * rq_size is the size of the request plus driver payload, rounded
1102          * to the cacheline size
1103          */
1104         rq_size = round_up(sizeof(struct request) + set->cmd_size,
1105                                 cache_line_size());
1106         left = rq_size * set->queue_depth;
1107
1108         for (i = 0; i < set->queue_depth; ) {
1109                 int this_order = max_order;
1110                 struct page *page;
1111                 int to_do;
1112                 void *p;
1113
1114                 while (left < order_to_size(this_order - 1) && this_order)
1115                         this_order--;
1116
1117                 do {
1118                         page = alloc_pages_node(set->numa_node, GFP_KERNEL,
1119                                                 this_order);
1120                         if (page)
1121                                 break;
1122                         if (!this_order--)
1123                                 break;
1124                         if (order_to_size(this_order) < rq_size)
1125                                 break;
1126                 } while (1);
1127
1128                 if (!page)
1129                         goto fail;
1130
1131                 page->private = this_order;
1132                 list_add_tail(&page->lru, &tags->page_list);
1133
1134                 p = page_address(page);
1135                 entries_per_page = order_to_size(this_order) / rq_size;
1136                 to_do = min(entries_per_page, set->queue_depth - i);
1137                 left -= to_do * rq_size;
1138                 for (j = 0; j < to_do; j++) {
1139                         tags->rqs[i] = p;
1140                         if (set->ops->init_request) {
1141                                 if (set->ops->init_request(set->driver_data,
1142                                                 tags->rqs[i], hctx_idx, i,
1143                                                 set->numa_node))
1144                                         goto fail;
1145                         }
1146
1147                         p += rq_size;
1148                         i++;
1149                 }
1150         }
1151
1152         return tags;
1153
1154 fail:
1155         pr_warn("%s: failed to allocate requests\n", __func__);
1156         blk_mq_free_rq_map(set, tags, hctx_idx);
1157         return NULL;
1158 }
1159
1160 static int blk_mq_init_hw_queues(struct request_queue *q,
1161                 struct blk_mq_tag_set *set)
1162 {
1163         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1164         unsigned int i, j;
1165
1166         /*
1167          * Initialize hardware queues
1168          */
1169         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1170                 unsigned int num_maps;
1171                 int node;
1172
1173                 node = hctx->numa_node;
1174                 if (node == NUMA_NO_NODE)
1175                         node = hctx->numa_node = set->numa_node;
1176
1177                 INIT_DELAYED_WORK(&hctx->delayed_work, blk_mq_work_fn);
1178                 spin_lock_init(&hctx->lock);
1179                 INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch);
1180                 hctx->queue = q;
1181                 hctx->queue_num = i;
1182                 hctx->flags = set->flags;
1183                 hctx->cmd_size = set->cmd_size;
1184
1185                 blk_mq_init_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier,
1186                                                 blk_mq_hctx_notify, hctx);
1187                 blk_mq_register_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1188
1189                 hctx->tags = set->tags[i];
1190
1191                 /*
1192                  * Allocate space for all possible cpus to avoid allocation in
1193                  * runtime
1194                  */
1195                 hctx->ctxs = kmalloc_node(nr_cpu_ids * sizeof(void *),
1196                                                 GFP_KERNEL, node);
1197                 if (!hctx->ctxs)
1198                         break;
1199
1200                 num_maps = ALIGN(nr_cpu_ids, BITS_PER_LONG) / BITS_PER_LONG;
1201                 hctx->ctx_map = kzalloc_node(num_maps * sizeof(unsigned long),
1202                                                 GFP_KERNEL, node);
1203                 if (!hctx->ctx_map)
1204                         break;
1205
1206                 hctx->nr_ctx_map = num_maps;
1207                 hctx->nr_ctx = 0;
1208
1209                 if (set->ops->init_hctx &&
1210                     set->ops->init_hctx(hctx, set->driver_data, i))
1211                         break;
1212         }
1213
1214         if (i == q->nr_hw_queues)
1215                 return 0;
1216
1217         /*
1218          * Init failed
1219          */
1220         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, j) {
1221                 if (i == j)
1222                         break;
1223
1224                 if (set->ops->exit_hctx)
1225                         set->ops->exit_hctx(hctx, j);
1226
1227                 blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1228                 kfree(hctx->ctxs);
1229         }
1230
1231         return 1;
1232 }
1233
1234 static void blk_mq_init_cpu_queues(struct request_queue *q,
1235                                    unsigned int nr_hw_queues)
1236 {
1237         unsigned int i;
1238
1239         for_each_possible_cpu(i) {
1240                 struct blk_mq_ctx *__ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
1241                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1242
1243                 memset(__ctx, 0, sizeof(*__ctx));
1244                 __ctx->cpu = i;
1245                 spin_lock_init(&__ctx->lock);
1246                 INIT_LIST_HEAD(&__ctx->rq_list);
1247                 __ctx->queue = q;
1248
1249                 /* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1250                 if (!cpu_online(i))
1251                         continue;
1252
1253                 hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1254                 cpumask_set_cpu(i, hctx->cpumask);
1255                 hctx->nr_ctx++;
1256
1257                 /*
1258                  * Set local node, IFF we have more than one hw queue. If
1259                  * not, we remain on the home node of the device
1260                  */
1261                 if (nr_hw_queues > 1 && hctx->numa_node == NUMA_NO_NODE)
1262                         hctx->numa_node = cpu_to_node(i);
1263         }
1264 }
1265
1266 static void blk_mq_map_swqueue(struct request_queue *q)
1267 {
1268         unsigned int i;
1269         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1270         struct blk_mq_ctx *ctx;
1271
1272         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1273                 cpumask_clear(hctx->cpumask);
1274                 hctx->nr_ctx = 0;
1275         }
1276
1277         /*
1278          * Map software to hardware queues
1279          */
1280         queue_for_each_ctx(q, ctx, i) {
1281                 /* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1282                 if (!cpu_online(i))
1283                         continue;
1284
1285                 hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1286                 cpumask_set_cpu(i, hctx->cpumask);
1287                 ctx->index_hw = hctx->nr_ctx;
1288                 hctx->ctxs[hctx->nr_ctx++] = ctx;
1289         }
1290 }
1291
1292 struct request_queue *blk_mq_init_queue(struct blk_mq_tag_set *set)
1293 {
1294         struct blk_mq_hw_ctx **hctxs;
1295         struct blk_mq_ctx *ctx;
1296         struct request_queue *q;
1297         int i;
1298
1299         ctx = alloc_percpu(struct blk_mq_ctx);
1300         if (!ctx)
1301                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1302
1303         hctxs = kmalloc_node(set->nr_hw_queues * sizeof(*hctxs), GFP_KERNEL,
1304                         set->numa_node);
1305
1306         if (!hctxs)
1307                 goto err_percpu;
1308
1309         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
1310                 hctxs[i] = set->ops->alloc_hctx(set, i);
1311                 if (!hctxs[i])
1312                         goto err_hctxs;
1313
1314                 if (!zalloc_cpumask_var(&hctxs[i]->cpumask, GFP_KERNEL))
1315                         goto err_hctxs;
1316
1317                 hctxs[i]->numa_node = NUMA_NO_NODE;
1318                 hctxs[i]->queue_num = i;
1319         }
1320
1321         q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, set->numa_node);
1322         if (!q)
1323                 goto err_hctxs;
1324
1325         q->mq_map = blk_mq_make_queue_map(set);
1326         if (!q->mq_map)
1327                 goto err_map;
1328
1329         setup_timer(&q->timeout, blk_mq_rq_timer, (unsigned long) q);
1330         blk_queue_rq_timeout(q, 30000);
1331
1332         q->nr_queues = nr_cpu_ids;
1333         q->nr_hw_queues = set->nr_hw_queues;
1334
1335         q->queue_ctx = ctx;
1336         q->queue_hw_ctx = hctxs;
1337
1338         q->mq_ops = set->ops;
1339         q->queue_flags |= QUEUE_FLAG_MQ_DEFAULT;
1340
1341         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
1342
1343         blk_queue_make_request(q, blk_mq_make_request);
1344         blk_queue_rq_timed_out(q, set->ops->timeout);
1345         if (set->timeout)
1346                 blk_queue_rq_timeout(q, set->timeout);
1347
1348         if (set->ops->complete)
1349                 blk_queue_softirq_done(q, set->ops->complete);
1350
1351         blk_mq_init_flush(q);
1352         blk_mq_init_cpu_queues(q, set->nr_hw_queues);
1353
1354         q->flush_rq = kzalloc(round_up(sizeof(struct request) +
1355                                 set->cmd_size, cache_line_size()),
1356                                 GFP_KERNEL);
1357         if (!q->flush_rq)
1358                 goto err_hw;
1359
1360         if (blk_mq_init_hw_queues(q, set))
1361                 goto err_flush_rq;
1362
1363         blk_mq_map_swqueue(q);
1364
1365         mutex_lock(&all_q_mutex);
1366         list_add_tail(&q->all_q_node, &all_q_list);
1367         mutex_unlock(&all_q_mutex);
1368
1369         return q;
1370
1371 err_flush_rq:
1372         kfree(q->flush_rq);
1373 err_hw:
1374         kfree(q->mq_map);
1375 err_map:
1376         blk_cleanup_queue(q);
1377 err_hctxs:
1378         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
1379                 if (!hctxs[i])
1380                         break;
1381                 free_cpumask_var(hctxs[i]->cpumask);
1382                 set->ops->free_hctx(hctxs[i], i);
1383         }
1384         kfree(hctxs);
1385 err_percpu:
1386         free_percpu(ctx);
1387         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1388 }
1389 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_queue);
1390
1391 void blk_mq_free_queue(struct request_queue *q)
1392 {
1393         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1394         int i;
1395
1396         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1397                 kfree(hctx->ctx_map);
1398                 kfree(hctx->ctxs);
1399                 blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1400                 if (q->mq_ops->exit_hctx)
1401                         q->mq_ops->exit_hctx(hctx, i);
1402                 free_cpumask_var(hctx->cpumask);
1403                 q->mq_ops->free_hctx(hctx, i);
1404         }
1405
1406         free_percpu(q->queue_ctx);
1407         kfree(q->queue_hw_ctx);
1408         kfree(q->mq_map);
1409
1410         q->queue_ctx = NULL;
1411         q->queue_hw_ctx = NULL;
1412         q->mq_map = NULL;
1413
1414         mutex_lock(&all_q_mutex);
1415         list_del_init(&q->all_q_node);
1416         mutex_unlock(&all_q_mutex);
1417 }
1418
1419 /* Basically redo blk_mq_init_queue with queue frozen */
1420 static void blk_mq_queue_reinit(struct request_queue *q)
1421 {
1422         blk_mq_freeze_queue(q);
1423
1424         blk_mq_update_queue_map(q->mq_map, q->nr_hw_queues);
1425
1426         /*
1427          * redo blk_mq_init_cpu_queues and blk_mq_init_hw_queues. FIXME: maybe
1428          * we should change hctx numa_node according to new topology (this
1429          * involves free and re-allocate memory, worthy doing?)
1430          */
1431
1432         blk_mq_map_swqueue(q);
1433
1434         blk_mq_unfreeze_queue(q);
1435 }
1436
1437 static int blk_mq_queue_reinit_notify(struct notifier_block *nb,
1438                                       unsigned long action, void *hcpu)
1439 {
1440         struct request_queue *q;
1441
1442         /*
1443          * Before new mapping is established, hotadded cpu might already start
1444          * handling requests. This doesn't break anything as we map offline
1445          * CPUs to first hardware queue. We will re-init queue below to get
1446          * optimal settings.
1447          */
1448         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN &&
1449             action != CPU_ONLINE && action != CPU_ONLINE_FROZEN)
1450                 return NOTIFY_OK;
1451
1452         mutex_lock(&all_q_mutex);
1453         list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
1454                 blk_mq_queue_reinit(q);
1455         mutex_unlock(&all_q_mutex);
1456         return NOTIFY_OK;
1457 }
1458
1459 int blk_mq_alloc_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
1460 {
1461         int i;
1462
1463         if (!set->nr_hw_queues)
1464                 return -EINVAL;
1465         if (!set->queue_depth || set->queue_depth > BLK_MQ_MAX_DEPTH)
1466                 return -EINVAL;
1467         if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN)
1468                 return -EINVAL;
1469
1470         if (!set->nr_hw_queues ||
1471             !set->ops->queue_rq || !set->ops->map_queue ||
1472             !set->ops->alloc_hctx || !set->ops->free_hctx)
1473                 return -EINVAL;
1474
1475
1476         set->tags = kmalloc_node(set->nr_hw_queues * sizeof(struct blk_mq_tags),
1477                                  GFP_KERNEL, set->numa_node);
1478         if (!set->tags)
1479                 goto out;
1480
1481         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
1482                 set->tags[i] = blk_mq_init_rq_map(set, i);
1483                 if (!set->tags[i])
1484                         goto out_unwind;
1485         }
1486
1487         return 0;
1488
1489 out_unwind:
1490         while (--i >= 0)
1491                 blk_mq_free_rq_map(set, set->tags[i], i);
1492 out:
1493         return -ENOMEM;
1494 }
1495 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_tag_set);
1496
1497 void blk_mq_free_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
1498 {
1499         int i;
1500
1501         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++)
1502                 blk_mq_free_rq_map(set, set->tags[i], i);
1503 }
1504 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_tag_set);
1505
1506 void blk_mq_disable_hotplug(void)
1507 {
1508         mutex_lock(&all_q_mutex);
1509 }
1510
1511 void blk_mq_enable_hotplug(void)
1512 {
1513         mutex_unlock(&all_q_mutex);
1514 }
1515
1516 static int __init blk_mq_init(void)
1517 {
1518         blk_mq_cpu_init();
1519
1520         /* Must be called after percpu_counter_hotcpu_callback() */
1521         hotcpu_notifier(blk_mq_queue_reinit_notify, -10);
1522
1523         return 0;
1524 }
1525 subsys_initcall(blk_mq_init);