]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - block/blk-mq.c
1e585e3444c2547dd1df5ac14ab8cbc474c26068
[~andy/linux] / 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->rqs[tag];
85                 rq->tag = tag;
86
87                 return rq;
88         }
89
90         return NULL;
91 }
92
93 static int blk_mq_queue_enter(struct request_queue *q)
94 {
95         int ret;
96
97         __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, 1, 1000000);
98         smp_wmb();
99         /* we have problems to freeze the queue if it's initializing */
100         if (!blk_queue_bypass(q) || !blk_queue_init_done(q))
101                 return 0;
102
103         __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, -1, 1000000);
104
105         spin_lock_irq(q->queue_lock);
106         ret = wait_event_interruptible_lock_irq(q->mq_freeze_wq,
107                 !blk_queue_bypass(q) || blk_queue_dying(q),
108                 *q->queue_lock);
109         /* inc usage with lock hold to avoid freeze_queue runs here */
110         if (!ret && !blk_queue_dying(q))
111                 __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, 1, 1000000);
112         else if (blk_queue_dying(q))
113                 ret = -ENODEV;
114         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
115
116         return ret;
117 }
118
119 static void blk_mq_queue_exit(struct request_queue *q)
120 {
121         __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, -1, 1000000);
122 }
123
124 static void __blk_mq_drain_queue(struct request_queue *q)
125 {
126         while (true) {
127                 s64 count;
128
129                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
130                 count = percpu_counter_sum(&q->mq_usage_counter);
131                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
132
133                 if (count == 0)
134                         break;
135                 blk_mq_run_queues(q, false);
136                 msleep(10);
137         }
138 }
139
140 /*
141  * Guarantee no request is in use, so we can change any data structure of
142  * the queue afterward.
143  */
144 static void blk_mq_freeze_queue(struct request_queue *q)
145 {
146         bool drain;
147
148         spin_lock_irq(q->queue_lock);
149         drain = !q->bypass_depth++;
150         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
151         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
152
153         if (drain)
154                 __blk_mq_drain_queue(q);
155 }
156
157 void blk_mq_drain_queue(struct request_queue *q)
158 {
159         __blk_mq_drain_queue(q);
160 }
161
162 static void blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q)
163 {
164         bool wake = false;
165
166         spin_lock_irq(q->queue_lock);
167         if (!--q->bypass_depth) {
168                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
169                 wake = true;
170         }
171         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
172         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
173         if (wake)
174                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
175 }
176
177 bool blk_mq_can_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
178 {
179         return blk_mq_has_free_tags(hctx->tags);
180 }
181 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_can_queue);
182
183 static void blk_mq_rq_ctx_init(struct request_queue *q, struct blk_mq_ctx *ctx,
184                                struct request *rq, unsigned int rw_flags)
185 {
186         if (blk_queue_io_stat(q))
187                 rw_flags |= REQ_IO_STAT;
188
189         rq->mq_ctx = ctx;
190         rq->cmd_flags = rw_flags;
191         rq->start_time = jiffies;
192         set_start_time_ns(rq);
193         ctx->rq_dispatched[rw_is_sync(rw_flags)]++;
194 }
195
196 static struct request *blk_mq_alloc_request_pinned(struct request_queue *q,
197                                                    int rw, gfp_t gfp,
198                                                    bool reserved)
199 {
200         struct request *rq;
201
202         do {
203                 struct blk_mq_ctx *ctx = blk_mq_get_ctx(q);
204                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
205
206                 rq = __blk_mq_alloc_request(hctx, gfp & ~__GFP_WAIT, reserved);
207                 if (rq) {
208                         blk_mq_rq_ctx_init(q, ctx, rq, rw);
209                         break;
210                 }
211
212                 blk_mq_put_ctx(ctx);
213                 if (!(gfp & __GFP_WAIT))
214                         break;
215
216                 __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
217                 blk_mq_wait_for_tags(hctx->tags);
218         } while (1);
219
220         return rq;
221 }
222
223 struct request *blk_mq_alloc_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp)
224 {
225         struct request *rq;
226
227         if (blk_mq_queue_enter(q))
228                 return NULL;
229
230         rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, rw, gfp, false);
231         if (rq)
232                 blk_mq_put_ctx(rq->mq_ctx);
233         return rq;
234 }
235
236 struct request *blk_mq_alloc_reserved_request(struct request_queue *q, int rw,
237                                               gfp_t gfp)
238 {
239         struct request *rq;
240
241         if (blk_mq_queue_enter(q))
242                 return NULL;
243
244         rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, rw, gfp, true);
245         if (rq)
246                 blk_mq_put_ctx(rq->mq_ctx);
247         return rq;
248 }
249 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_reserved_request);
250
251 /*
252  * Re-init and set pdu, if we have it
253  */
254 void blk_mq_rq_init(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *rq)
255 {
256         blk_rq_init(hctx->queue, rq);
257
258         if (hctx->cmd_size)
259                 rq->special = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
260 }
261
262 static void __blk_mq_free_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
263                                   struct blk_mq_ctx *ctx, struct request *rq)
264 {
265         const int tag = rq->tag;
266         struct request_queue *q = rq->q;
267
268         blk_mq_rq_init(hctx, rq);
269         blk_mq_put_tag(hctx->tags, tag);
270
271         blk_mq_queue_exit(q);
272 }
273
274 void blk_mq_free_request(struct request *rq)
275 {
276         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
277         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
278         struct request_queue *q = rq->q;
279
280         ctx->rq_completed[rq_is_sync(rq)]++;
281
282         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
283         __blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
284 }
285
286 static void blk_mq_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio, int error)
287 {
288         if (error)
289                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
290         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
291                 error = -EIO;
292
293         if (unlikely(rq->cmd_flags & REQ_QUIET))
294                 set_bit(BIO_QUIET, &bio->bi_flags);
295
296         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
297         if (!(rq->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ))
298                 bio_endio(bio, error);
299 }
300
301 void blk_mq_end_io(struct request *rq, int error)
302 {
303         struct bio *bio = rq->bio;
304         unsigned int bytes = 0;
305
306         trace_block_rq_complete(rq->q, rq);
307
308         while (bio) {
309                 struct bio *next = bio->bi_next;
310
311                 bio->bi_next = NULL;
312                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
313                 blk_mq_bio_endio(rq, bio, error);
314                 bio = next;
315         }
316
317         blk_account_io_completion(rq, bytes);
318
319         blk_account_io_done(rq);
320
321         if (rq->end_io)
322                 rq->end_io(rq, error);
323         else
324                 blk_mq_free_request(rq);
325 }
326 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_end_io);
327
328 static void __blk_mq_complete_request_remote(void *data)
329 {
330         struct request *rq = data;
331
332         rq->q->softirq_done_fn(rq);
333 }
334
335 void __blk_mq_complete_request(struct request *rq)
336 {
337         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
338         int cpu;
339
340         if (!ctx->ipi_redirect) {
341                 rq->q->softirq_done_fn(rq);
342                 return;
343         }
344
345         cpu = get_cpu();
346         if (cpu != ctx->cpu && cpu_online(ctx->cpu)) {
347                 rq->csd.func = __blk_mq_complete_request_remote;
348                 rq->csd.info = rq;
349                 rq->csd.flags = 0;
350                 __smp_call_function_single(ctx->cpu, &rq->csd, 0);
351         } else {
352                 rq->q->softirq_done_fn(rq);
353         }
354         put_cpu();
355 }
356
357 /**
358  * blk_mq_complete_request - end I/O on a request
359  * @rq:         the request being processed
360  *
361  * Description:
362  *      Ends all I/O on a request. It does not handle partial completions.
363  *      The actual completion happens out-of-order, through a IPI handler.
364  **/
365 void blk_mq_complete_request(struct request *rq)
366 {
367         if (unlikely(blk_should_fake_timeout(rq->q)))
368                 return;
369         if (!blk_mark_rq_complete(rq))
370                 __blk_mq_complete_request(rq);
371 }
372 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_complete_request);
373
374 static void blk_mq_start_request(struct request *rq, bool last)
375 {
376         struct request_queue *q = rq->q;
377
378         trace_block_rq_issue(q, rq);
379
380         /*
381          * Just mark start time and set the started bit. Due to memory
382          * ordering, we know we'll see the correct deadline as long as
383          * REQ_ATOMIC_STARTED is seen.
384          */
385         rq->deadline = jiffies + q->rq_timeout;
386         set_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
387
388         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
389                 /*
390                  * Make sure space for the drain appears.  We know we can do
391                  * this because max_hw_segments has been adjusted to be one
392                  * fewer than the device can handle.
393                  */
394                 rq->nr_phys_segments++;
395         }
396
397         /*
398          * Flag the last request in the series so that drivers know when IO
399          * should be kicked off, if they don't do it on a per-request basis.
400          *
401          * Note: the flag isn't the only condition drivers should do kick off.
402          * If drive is busy, the last request might not have the bit set.
403          */
404         if (last)
405                 rq->cmd_flags |= REQ_END;
406 }
407
408 static void blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
409 {
410         struct request_queue *q = rq->q;
411
412         trace_block_rq_requeue(q, rq);
413         clear_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
414
415         rq->cmd_flags &= ~REQ_END;
416
417         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq))
418                 rq->nr_phys_segments--;
419 }
420
421 struct blk_mq_timeout_data {
422         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
423         unsigned long *next;
424         unsigned int *next_set;
425 };
426
427 static void blk_mq_timeout_check(void *__data, unsigned long *free_tags)
428 {
429         struct blk_mq_timeout_data *data = __data;
430         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = data->hctx;
431         unsigned int tag;
432
433          /* It may not be in flight yet (this is where
434          * the REQ_ATOMIC_STARTED flag comes in). The requests are
435          * statically allocated, so we know it's always safe to access the
436          * memory associated with a bit offset into ->rqs[].
437          */
438         tag = 0;
439         do {
440                 struct request *rq;
441
442                 tag = find_next_zero_bit(free_tags, hctx->queue_depth, tag);
443                 if (tag >= hctx->queue_depth)
444                         break;
445
446                 rq = hctx->rqs[tag++];
447
448                 if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags))
449                         continue;
450
451                 blk_rq_check_expired(rq, data->next, data->next_set);
452         } while (1);
453 }
454
455 static void blk_mq_hw_ctx_check_timeout(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
456                                         unsigned long *next,
457                                         unsigned int *next_set)
458 {
459         struct blk_mq_timeout_data data = {
460                 .hctx           = hctx,
461                 .next           = next,
462                 .next_set       = next_set,
463         };
464
465         /*
466          * Ask the tagging code to iterate busy requests, so we can
467          * check them for timeout.
468          */
469         blk_mq_tag_busy_iter(hctx->tags, blk_mq_timeout_check, &data);
470 }
471
472 static void blk_mq_rq_timer(unsigned long data)
473 {
474         struct request_queue *q = (struct request_queue *) data;
475         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
476         unsigned long next = 0;
477         int i, next_set = 0;
478
479         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
480                 blk_mq_hw_ctx_check_timeout(hctx, &next, &next_set);
481
482         if (next_set)
483                 mod_timer(&q->timeout, round_jiffies_up(next));
484 }
485
486 /*
487  * Reverse check our software queue for entries that we could potentially
488  * merge with. Currently includes a hand-wavy stop count of 8, to not spend
489  * too much time checking for merges.
490  */
491 static bool blk_mq_attempt_merge(struct request_queue *q,
492                                  struct blk_mq_ctx *ctx, struct bio *bio)
493 {
494         struct request *rq;
495         int checked = 8;
496
497         list_for_each_entry_reverse(rq, &ctx->rq_list, queuelist) {
498                 int el_ret;
499
500                 if (!checked--)
501                         break;
502
503                 if (!blk_rq_merge_ok(rq, bio))
504                         continue;
505
506                 el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
507                 if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
508                         if (bio_attempt_back_merge(q, rq, bio)) {
509                                 ctx->rq_merged++;
510                                 return true;
511                         }
512                         break;
513                 } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
514                         if (bio_attempt_front_merge(q, rq, bio)) {
515                                 ctx->rq_merged++;
516                                 return true;
517                         }
518                         break;
519                 }
520         }
521
522         return false;
523 }
524
525 void blk_mq_add_timer(struct request *rq)
526 {
527         __blk_add_timer(rq, NULL);
528 }
529
530 /*
531  * Run this hardware queue, pulling any software queues mapped to it in.
532  * Note that this function currently has various problems around ordering
533  * of IO. In particular, we'd like FIFO behaviour on handling existing
534  * items on the hctx->dispatch list. Ignore that for now.
535  */
536 static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
537 {
538         struct request_queue *q = hctx->queue;
539         struct blk_mq_ctx *ctx;
540         struct request *rq;
541         LIST_HEAD(rq_list);
542         int bit, queued;
543
544         if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->flags)))
545                 return;
546
547         hctx->run++;
548
549         /*
550          * Touch any software queue that has pending entries.
551          */
552         for_each_set_bit(bit, hctx->ctx_map, hctx->nr_ctx) {
553                 clear_bit(bit, hctx->ctx_map);
554                 ctx = hctx->ctxs[bit];
555                 BUG_ON(bit != ctx->index_hw);
556
557                 spin_lock(&ctx->lock);
558                 list_splice_tail_init(&ctx->rq_list, &rq_list);
559                 spin_unlock(&ctx->lock);
560         }
561
562         /*
563          * If we have previous entries on our dispatch list, grab them
564          * and stuff them at the front for more fair dispatch.
565          */
566         if (!list_empty_careful(&hctx->dispatch)) {
567                 spin_lock(&hctx->lock);
568                 if (!list_empty(&hctx->dispatch))
569                         list_splice_init(&hctx->dispatch, &rq_list);
570                 spin_unlock(&hctx->lock);
571         }
572
573         /*
574          * Delete and return all entries from our dispatch list
575          */
576         queued = 0;
577
578         /*
579          * Now process all the entries, sending them to the driver.
580          */
581         while (!list_empty(&rq_list)) {
582                 int ret;
583
584                 rq = list_first_entry(&rq_list, struct request, queuelist);
585                 list_del_init(&rq->queuelist);
586
587                 blk_mq_start_request(rq, list_empty(&rq_list));
588
589                 ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, rq);
590                 switch (ret) {
591                 case BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK:
592                         queued++;
593                         continue;
594                 case BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY:
595                         /*
596                          * FIXME: we should have a mechanism to stop the queue
597                          * like blk_stop_queue, otherwise we will waste cpu
598                          * time
599                          */
600                         list_add(&rq->queuelist, &rq_list);
601                         blk_mq_requeue_request(rq);
602                         break;
603                 default:
604                         pr_err("blk-mq: bad return on queue: %d\n", ret);
605                 case BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR:
606                         rq->errors = -EIO;
607                         blk_mq_end_io(rq, rq->errors);
608                         break;
609                 }
610
611                 if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY)
612                         break;
613         }
614
615         if (!queued)
616                 hctx->dispatched[0]++;
617         else if (queued < (1 << (BLK_MQ_MAX_DISPATCH_ORDER - 1)))
618                 hctx->dispatched[ilog2(queued) + 1]++;
619
620         /*
621          * Any items that need requeuing? Stuff them into hctx->dispatch,
622          * that is where we will continue on next queue run.
623          */
624         if (!list_empty(&rq_list)) {
625                 spin_lock(&hctx->lock);
626                 list_splice(&rq_list, &hctx->dispatch);
627                 spin_unlock(&hctx->lock);
628         }
629 }
630
631 void blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async)
632 {
633         if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->flags)))
634                 return;
635
636         if (!async)
637                 __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
638         else {
639                 struct request_queue *q = hctx->queue;
640
641                 kblockd_schedule_delayed_work(q, &hctx->delayed_work, 0);
642         }
643 }
644
645 void blk_mq_run_queues(struct request_queue *q, bool async)
646 {
647         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
648         int i;
649
650         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
651                 if ((!blk_mq_hctx_has_pending(hctx) &&
652                     list_empty_careful(&hctx->dispatch)) ||
653                     test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->flags))
654                         continue;
655
656                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
657         }
658 }
659 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_run_queues);
660
661 void blk_mq_stop_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
662 {
663         cancel_delayed_work(&hctx->delayed_work);
664         set_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
665 }
666 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queue);
667
668 void blk_mq_stop_hw_queues(struct request_queue *q)
669 {
670         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
671         int i;
672
673         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
674                 blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
675 }
676 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queues);
677
678 void blk_mq_start_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
679 {
680         clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
681         __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
682 }
683 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queue);
684
685 void blk_mq_start_stopped_hw_queues(struct request_queue *q)
686 {
687         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
688         int i;
689
690         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
691                 if (!test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
692                         continue;
693
694                 clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
695                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
696         }
697 }
698 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_stopped_hw_queues);
699
700 static void blk_mq_work_fn(struct work_struct *work)
701 {
702         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
703
704         hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, delayed_work.work);
705         __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
706 }
707
708 static void __blk_mq_insert_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
709                                     struct request *rq, bool at_head)
710 {
711         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
712
713         trace_block_rq_insert(hctx->queue, rq);
714
715         if (at_head)
716                 list_add(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
717         else
718                 list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
719         blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
720
721         /*
722          * We do this early, to ensure we are on the right CPU.
723          */
724         blk_mq_add_timer(rq);
725 }
726
727 void blk_mq_insert_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
728                            bool at_head, bool run_queue)
729 {
730         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
731         struct blk_mq_ctx *ctx, *current_ctx;
732
733         ctx = rq->mq_ctx;
734         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
735
736         if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) {
737                 blk_insert_flush(rq);
738         } else {
739                 current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
740
741                 if (!cpu_online(ctx->cpu)) {
742                         ctx = current_ctx;
743                         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
744                         rq->mq_ctx = ctx;
745                 }
746                 spin_lock(&ctx->lock);
747                 __blk_mq_insert_request(hctx, rq, at_head);
748                 spin_unlock(&ctx->lock);
749
750                 blk_mq_put_ctx(current_ctx);
751         }
752
753         if (run_queue)
754                 __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
755 }
756 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_insert_request);
757
758 /*
759  * This is a special version of blk_mq_insert_request to bypass FLUSH request
760  * check. Should only be used internally.
761  */
762 void blk_mq_run_request(struct request *rq, bool run_queue, bool async)
763 {
764         struct request_queue *q = rq->q;
765         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
766         struct blk_mq_ctx *ctx, *current_ctx;
767
768         current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
769
770         ctx = rq->mq_ctx;
771         if (!cpu_online(ctx->cpu)) {
772                 ctx = current_ctx;
773                 rq->mq_ctx = ctx;
774         }
775         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
776
777         /* ctx->cpu might be offline */
778         spin_lock(&ctx->lock);
779         __blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
780         spin_unlock(&ctx->lock);
781
782         blk_mq_put_ctx(current_ctx);
783
784         if (run_queue)
785                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
786 }
787
788 static void blk_mq_insert_requests(struct request_queue *q,
789                                      struct blk_mq_ctx *ctx,
790                                      struct list_head *list,
791                                      int depth,
792                                      bool from_schedule)
793
794 {
795         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
796         struct blk_mq_ctx *current_ctx;
797
798         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
799
800         current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
801
802         if (!cpu_online(ctx->cpu))
803                 ctx = current_ctx;
804         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
805
806         /*
807          * preemption doesn't flush plug list, so it's possible ctx->cpu is
808          * offline now
809          */
810         spin_lock(&ctx->lock);
811         while (!list_empty(list)) {
812                 struct request *rq;
813
814                 rq = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
815                 list_del_init(&rq->queuelist);
816                 rq->mq_ctx = ctx;
817                 __blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
818         }
819         spin_unlock(&ctx->lock);
820
821         blk_mq_put_ctx(current_ctx);
822
823         blk_mq_run_hw_queue(hctx, from_schedule);
824 }
825
826 static int plug_ctx_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
827 {
828         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
829         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
830
831         return !(rqa->mq_ctx < rqb->mq_ctx ||
832                  (rqa->mq_ctx == rqb->mq_ctx &&
833                   blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
834 }
835
836 void blk_mq_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
837 {
838         struct blk_mq_ctx *this_ctx;
839         struct request_queue *this_q;
840         struct request *rq;
841         LIST_HEAD(list);
842         LIST_HEAD(ctx_list);
843         unsigned int depth;
844
845         list_splice_init(&plug->mq_list, &list);
846
847         list_sort(NULL, &list, plug_ctx_cmp);
848
849         this_q = NULL;
850         this_ctx = NULL;
851         depth = 0;
852
853         while (!list_empty(&list)) {
854                 rq = list_entry_rq(list.next);
855                 list_del_init(&rq->queuelist);
856                 BUG_ON(!rq->q);
857                 if (rq->mq_ctx != this_ctx) {
858                         if (this_ctx) {
859                                 blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx,
860                                                         &ctx_list, depth,
861                                                         from_schedule);
862                         }
863
864                         this_ctx = rq->mq_ctx;
865                         this_q = rq->q;
866                         depth = 0;
867                 }
868
869                 depth++;
870                 list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx_list);
871         }
872
873         /*
874          * If 'this_ctx' is set, we know we have entries to complete
875          * on 'ctx_list'. Do those.
876          */
877         if (this_ctx) {
878                 blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx, &ctx_list, depth,
879                                        from_schedule);
880         }
881 }
882
883 static void blk_mq_bio_to_request(struct request *rq, struct bio *bio)
884 {
885         init_request_from_bio(rq, bio);
886         blk_account_io_start(rq, 1);
887 }
888
889 static void blk_mq_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
890 {
891         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
892         struct blk_mq_ctx *ctx;
893         const int is_sync = rw_is_sync(bio->bi_rw);
894         const int is_flush_fua = bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA);
895         int rw = bio_data_dir(bio);
896         struct request *rq;
897         unsigned int use_plug, request_count = 0;
898
899         /*
900          * If we have multiple hardware queues, just go directly to
901          * one of those for sync IO.
902          */
903         use_plug = !is_flush_fua && ((q->nr_hw_queues == 1) || !is_sync);
904
905         blk_queue_bounce(q, &bio);
906
907         if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
908                 bio_endio(bio, -EIO);
909                 return;
910         }
911
912         if (use_plug && blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count))
913                 return;
914
915         if (blk_mq_queue_enter(q)) {
916                 bio_endio(bio, -EIO);
917                 return;
918         }
919
920         ctx = blk_mq_get_ctx(q);
921         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
922
923         trace_block_getrq(q, bio, rw);
924         rq = __blk_mq_alloc_request(hctx, GFP_ATOMIC, false);
925         if (likely(rq))
926                 blk_mq_rq_ctx_init(q, ctx, rq, rw);
927         else {
928                 blk_mq_put_ctx(ctx);
929                 trace_block_sleeprq(q, bio, rw);
930                 rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, rw, __GFP_WAIT|GFP_ATOMIC,
931                                                         false);
932                 ctx = rq->mq_ctx;
933                 hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
934         }
935
936         hctx->queued++;
937
938         if (unlikely(is_flush_fua)) {
939                 blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
940                 blk_mq_put_ctx(ctx);
941                 blk_insert_flush(rq);
942                 goto run_queue;
943         }
944
945         /*
946          * A task plug currently exists. Since this is completely lockless,
947          * utilize that to temporarily store requests until the task is
948          * either done or scheduled away.
949          */
950         if (use_plug) {
951                 struct blk_plug *plug = current->plug;
952
953                 if (plug) {
954                         blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
955                         if (list_empty(&plug->mq_list))
956                                 trace_block_plug(q);
957                         else if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
958                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
959                                 trace_block_plug(q);
960                         }
961                         list_add_tail(&rq->queuelist, &plug->mq_list);
962                         blk_mq_put_ctx(ctx);
963                         return;
964                 }
965         }
966
967         spin_lock(&ctx->lock);
968
969         if ((hctx->flags & BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE) &&
970             blk_mq_attempt_merge(q, ctx, bio))
971                 __blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
972         else {
973                 blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
974                 __blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
975         }
976
977         spin_unlock(&ctx->lock);
978         blk_mq_put_ctx(ctx);
979
980         /*
981          * For a SYNC request, send it to the hardware immediately. For an
982          * ASYNC request, just ensure that we run it later on. The latter
983          * allows for merging opportunities and more efficient dispatching.
984          */
985 run_queue:
986         blk_mq_run_hw_queue(hctx, !is_sync || is_flush_fua);
987 }
988
989 /*
990  * Default mapping to a software queue, since we use one per CPU.
991  */
992 struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_map_queue(struct request_queue *q, const int cpu)
993 {
994         return q->queue_hw_ctx[q->mq_map[cpu]];
995 }
996 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_map_queue);
997
998 struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_alloc_single_hw_queue(struct blk_mq_reg *reg,
999                                                    unsigned int hctx_index)
1000 {
1001         return kmalloc_node(sizeof(struct blk_mq_hw_ctx),
1002                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, reg->numa_node);
1003 }
1004 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_single_hw_queue);
1005
1006 void blk_mq_free_single_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1007                                  unsigned int hctx_index)
1008 {
1009         kfree(hctx);
1010 }
1011 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_single_hw_queue);
1012
1013 static void blk_mq_hctx_notify(void *data, unsigned long action,
1014                                unsigned int cpu)
1015 {
1016         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = data;
1017         struct blk_mq_ctx *ctx;
1018         LIST_HEAD(tmp);
1019
1020         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1021                 return;
1022
1023         /*
1024          * Move ctx entries to new CPU, if this one is going away.
1025          */
1026         ctx = __blk_mq_get_ctx(hctx->queue, cpu);
1027
1028         spin_lock(&ctx->lock);
1029         if (!list_empty(&ctx->rq_list)) {
1030                 list_splice_init(&ctx->rq_list, &tmp);
1031                 clear_bit(ctx->index_hw, hctx->ctx_map);
1032         }
1033         spin_unlock(&ctx->lock);
1034
1035         if (list_empty(&tmp))
1036                 return;
1037
1038         ctx = blk_mq_get_ctx(hctx->queue);
1039         spin_lock(&ctx->lock);
1040
1041         while (!list_empty(&tmp)) {
1042                 struct request *rq;
1043
1044                 rq = list_first_entry(&tmp, struct request, queuelist);
1045                 rq->mq_ctx = ctx;
1046                 list_move_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
1047         }
1048
1049         blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1050
1051         spin_unlock(&ctx->lock);
1052         blk_mq_put_ctx(ctx);
1053 }
1054
1055 static void blk_mq_init_hw_commands(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1056                                     void (*init)(void *, struct blk_mq_hw_ctx *,
1057                                         struct request *, unsigned int),
1058                                     void *data)
1059 {
1060         unsigned int i;
1061
1062         for (i = 0; i < hctx->queue_depth; i++) {
1063                 struct request *rq = hctx->rqs[i];
1064
1065                 init(data, hctx, rq, i);
1066         }
1067 }
1068
1069 void blk_mq_init_commands(struct request_queue *q,
1070                           void (*init)(void *, struct blk_mq_hw_ctx *,
1071                                         struct request *, unsigned int),
1072                           void *data)
1073 {
1074         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1075         unsigned int i;
1076
1077         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1078                 blk_mq_init_hw_commands(hctx, init, data);
1079 }
1080 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_commands);
1081
1082 static void blk_mq_free_rq_map(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1083 {
1084         struct page *page;
1085
1086         while (!list_empty(&hctx->page_list)) {
1087                 page = list_first_entry(&hctx->page_list, struct page, lru);
1088                 list_del_init(&page->lru);
1089                 __free_pages(page, page->private);
1090         }
1091
1092         kfree(hctx->rqs);
1093
1094         if (hctx->tags)
1095                 blk_mq_free_tags(hctx->tags);
1096 }
1097
1098 static size_t order_to_size(unsigned int order)
1099 {
1100         size_t ret = PAGE_SIZE;
1101
1102         while (order--)
1103                 ret *= 2;
1104
1105         return ret;
1106 }
1107
1108 static int blk_mq_init_rq_map(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1109                               unsigned int reserved_tags, int node)
1110 {
1111         unsigned int i, j, entries_per_page, max_order = 4;
1112         size_t rq_size, left;
1113
1114         INIT_LIST_HEAD(&hctx->page_list);
1115
1116         hctx->rqs = kmalloc_node(hctx->queue_depth * sizeof(struct request *),
1117                                         GFP_KERNEL, node);
1118         if (!hctx->rqs)
1119                 return -ENOMEM;
1120
1121         /*
1122          * rq_size is the size of the request plus driver payload, rounded
1123          * to the cacheline size
1124          */
1125         rq_size = round_up(sizeof(struct request) + hctx->cmd_size,
1126                                 cache_line_size());
1127         left = rq_size * hctx->queue_depth;
1128
1129         for (i = 0; i < hctx->queue_depth;) {
1130                 int this_order = max_order;
1131                 struct page *page;
1132                 int to_do;
1133                 void *p;
1134
1135                 while (left < order_to_size(this_order - 1) && this_order)
1136                         this_order--;
1137
1138                 do {
1139                         page = alloc_pages_node(node, GFP_KERNEL, this_order);
1140                         if (page)
1141                                 break;
1142                         if (!this_order--)
1143                                 break;
1144                         if (order_to_size(this_order) < rq_size)
1145                                 break;
1146                 } while (1);
1147
1148                 if (!page)
1149                         break;
1150
1151                 page->private = this_order;
1152                 list_add_tail(&page->lru, &hctx->page_list);
1153
1154                 p = page_address(page);
1155                 entries_per_page = order_to_size(this_order) / rq_size;
1156                 to_do = min(entries_per_page, hctx->queue_depth - i);
1157                 left -= to_do * rq_size;
1158                 for (j = 0; j < to_do; j++) {
1159                         hctx->rqs[i] = p;
1160                         blk_mq_rq_init(hctx, hctx->rqs[i]);
1161                         p += rq_size;
1162                         i++;
1163                 }
1164         }
1165
1166         if (i < (reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN))
1167                 goto err_rq_map;
1168         else if (i != hctx->queue_depth) {
1169                 hctx->queue_depth = i;
1170                 pr_warn("%s: queue depth set to %u because of low memory\n",
1171                                         __func__, i);
1172         }
1173
1174         hctx->tags = blk_mq_init_tags(hctx->queue_depth, reserved_tags, node);
1175         if (!hctx->tags) {
1176 err_rq_map:
1177                 blk_mq_free_rq_map(hctx);
1178                 return -ENOMEM;
1179         }
1180
1181         return 0;
1182 }
1183
1184 static int blk_mq_init_hw_queues(struct request_queue *q,
1185                                  struct blk_mq_reg *reg, void *driver_data)
1186 {
1187         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1188         unsigned int i, j;
1189
1190         /*
1191          * Initialize hardware queues
1192          */
1193         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1194                 unsigned int num_maps;
1195                 int node;
1196
1197                 node = hctx->numa_node;
1198                 if (node == NUMA_NO_NODE)
1199                         node = hctx->numa_node = reg->numa_node;
1200
1201                 INIT_DELAYED_WORK(&hctx->delayed_work, blk_mq_work_fn);
1202                 spin_lock_init(&hctx->lock);
1203                 INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch);
1204                 hctx->queue = q;
1205                 hctx->queue_num = i;
1206                 hctx->flags = reg->flags;
1207                 hctx->queue_depth = reg->queue_depth;
1208                 hctx->cmd_size = reg->cmd_size;
1209
1210                 blk_mq_init_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier,
1211                                                 blk_mq_hctx_notify, hctx);
1212                 blk_mq_register_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1213
1214                 if (blk_mq_init_rq_map(hctx, reg->reserved_tags, node))
1215                         break;
1216
1217                 /*
1218                  * Allocate space for all possible cpus to avoid allocation in
1219                  * runtime
1220                  */
1221                 hctx->ctxs = kmalloc_node(nr_cpu_ids * sizeof(void *),
1222                                                 GFP_KERNEL, node);
1223                 if (!hctx->ctxs)
1224                         break;
1225
1226                 num_maps = ALIGN(nr_cpu_ids, BITS_PER_LONG) / BITS_PER_LONG;
1227                 hctx->ctx_map = kzalloc_node(num_maps * sizeof(unsigned long),
1228                                                 GFP_KERNEL, node);
1229                 if (!hctx->ctx_map)
1230                         break;
1231
1232                 hctx->nr_ctx_map = num_maps;
1233                 hctx->nr_ctx = 0;
1234
1235                 if (reg->ops->init_hctx &&
1236                     reg->ops->init_hctx(hctx, driver_data, i))
1237                         break;
1238         }
1239
1240         if (i == q->nr_hw_queues)
1241                 return 0;
1242
1243         /*
1244          * Init failed
1245          */
1246         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, j) {
1247                 if (i == j)
1248                         break;
1249
1250                 if (reg->ops->exit_hctx)
1251                         reg->ops->exit_hctx(hctx, j);
1252
1253                 blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1254                 blk_mq_free_rq_map(hctx);
1255                 kfree(hctx->ctxs);
1256         }
1257
1258         return 1;
1259 }
1260
1261 static void blk_mq_init_cpu_queues(struct request_queue *q,
1262                                    unsigned int nr_hw_queues)
1263 {
1264         unsigned int i;
1265
1266         for_each_possible_cpu(i) {
1267                 struct blk_mq_ctx *__ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
1268                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1269
1270                 memset(__ctx, 0, sizeof(*__ctx));
1271                 __ctx->cpu = i;
1272                 spin_lock_init(&__ctx->lock);
1273                 INIT_LIST_HEAD(&__ctx->rq_list);
1274                 __ctx->queue = q;
1275
1276                 /* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1277                 hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1278                 hctx->nr_ctx++;
1279
1280                 if (!cpu_online(i))
1281                         continue;
1282
1283                 /*
1284                  * Set local node, IFF we have more than one hw queue. If
1285                  * not, we remain on the home node of the device
1286                  */
1287                 if (nr_hw_queues > 1 && hctx->numa_node == NUMA_NO_NODE)
1288                         hctx->numa_node = cpu_to_node(i);
1289         }
1290 }
1291
1292 static void blk_mq_map_swqueue(struct request_queue *q)
1293 {
1294         unsigned int i;
1295         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1296         struct blk_mq_ctx *ctx;
1297
1298         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1299                 hctx->nr_ctx = 0;
1300         }
1301
1302         /*
1303          * Map software to hardware queues
1304          */
1305         queue_for_each_ctx(q, ctx, i) {
1306                 /* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1307                 hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1308                 ctx->index_hw = hctx->nr_ctx;
1309                 hctx->ctxs[hctx->nr_ctx++] = ctx;
1310         }
1311 }
1312
1313 struct request_queue *blk_mq_init_queue(struct blk_mq_reg *reg,
1314                                         void *driver_data)
1315 {
1316         struct blk_mq_hw_ctx **hctxs;
1317         struct blk_mq_ctx *ctx;
1318         struct request_queue *q;
1319         int i;
1320
1321         if (!reg->nr_hw_queues ||
1322             !reg->ops->queue_rq || !reg->ops->map_queue ||
1323             !reg->ops->alloc_hctx || !reg->ops->free_hctx)
1324                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1325
1326         if (!reg->queue_depth)
1327                 reg->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
1328         else if (reg->queue_depth > BLK_MQ_MAX_DEPTH) {
1329                 pr_err("blk-mq: queuedepth too large (%u)\n", reg->queue_depth);
1330                 reg->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
1331         }
1332
1333         if (reg->queue_depth < (reg->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN))
1334                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1335
1336         ctx = alloc_percpu(struct blk_mq_ctx);
1337         if (!ctx)
1338                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1339
1340         hctxs = kmalloc_node(reg->nr_hw_queues * sizeof(*hctxs), GFP_KERNEL,
1341                         reg->numa_node);
1342
1343         if (!hctxs)
1344                 goto err_percpu;
1345
1346         for (i = 0; i < reg->nr_hw_queues; i++) {
1347                 hctxs[i] = reg->ops->alloc_hctx(reg, i);
1348                 if (!hctxs[i])
1349                         goto err_hctxs;
1350
1351                 hctxs[i]->numa_node = NUMA_NO_NODE;
1352                 hctxs[i]->queue_num = i;
1353         }
1354
1355         q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, reg->numa_node);
1356         if (!q)
1357                 goto err_hctxs;
1358
1359         q->mq_map = blk_mq_make_queue_map(reg);
1360         if (!q->mq_map)
1361                 goto err_map;
1362
1363         setup_timer(&q->timeout, blk_mq_rq_timer, (unsigned long) q);
1364         blk_queue_rq_timeout(q, 30000);
1365
1366         q->nr_queues = nr_cpu_ids;
1367         q->nr_hw_queues = reg->nr_hw_queues;
1368
1369         q->queue_ctx = ctx;
1370         q->queue_hw_ctx = hctxs;
1371
1372         q->mq_ops = reg->ops;
1373         q->queue_flags |= QUEUE_FLAG_MQ_DEFAULT;
1374
1375         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
1376
1377         blk_queue_make_request(q, blk_mq_make_request);
1378         blk_queue_rq_timed_out(q, reg->ops->timeout);
1379         if (reg->timeout)
1380                 blk_queue_rq_timeout(q, reg->timeout);
1381
1382         if (reg->ops->complete)
1383                 blk_queue_softirq_done(q, reg->ops->complete);
1384
1385         blk_mq_init_flush(q);
1386         blk_mq_init_cpu_queues(q, reg->nr_hw_queues);
1387
1388         q->flush_rq = kzalloc(round_up(sizeof(struct request) + reg->cmd_size,
1389                                 cache_line_size()), GFP_KERNEL);
1390         if (!q->flush_rq)
1391                 goto err_hw;
1392
1393         if (blk_mq_init_hw_queues(q, reg, driver_data))
1394                 goto err_flush_rq;
1395
1396         blk_mq_map_swqueue(q);
1397
1398         mutex_lock(&all_q_mutex);
1399         list_add_tail(&q->all_q_node, &all_q_list);
1400         mutex_unlock(&all_q_mutex);
1401
1402         return q;
1403
1404 err_flush_rq:
1405         kfree(q->flush_rq);
1406 err_hw:
1407         kfree(q->mq_map);
1408 err_map:
1409         blk_cleanup_queue(q);
1410 err_hctxs:
1411         for (i = 0; i < reg->nr_hw_queues; i++) {
1412                 if (!hctxs[i])
1413                         break;
1414                 reg->ops->free_hctx(hctxs[i], i);
1415         }
1416         kfree(hctxs);
1417 err_percpu:
1418         free_percpu(ctx);
1419         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1420 }
1421 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_queue);
1422
1423 void blk_mq_free_queue(struct request_queue *q)
1424 {
1425         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1426         int i;
1427
1428         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1429                 kfree(hctx->ctx_map);
1430                 kfree(hctx->ctxs);
1431                 blk_mq_free_rq_map(hctx);
1432                 blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1433                 if (q->mq_ops->exit_hctx)
1434                         q->mq_ops->exit_hctx(hctx, i);
1435                 q->mq_ops->free_hctx(hctx, i);
1436         }
1437
1438         free_percpu(q->queue_ctx);
1439         kfree(q->queue_hw_ctx);
1440         kfree(q->mq_map);
1441
1442         q->queue_ctx = NULL;
1443         q->queue_hw_ctx = NULL;
1444         q->mq_map = NULL;
1445
1446         mutex_lock(&all_q_mutex);
1447         list_del_init(&q->all_q_node);
1448         mutex_unlock(&all_q_mutex);
1449 }
1450
1451 /* Basically redo blk_mq_init_queue with queue frozen */
1452 static void blk_mq_queue_reinit(struct request_queue *q)
1453 {
1454         blk_mq_freeze_queue(q);
1455
1456         blk_mq_update_queue_map(q->mq_map, q->nr_hw_queues);
1457
1458         /*
1459          * redo blk_mq_init_cpu_queues and blk_mq_init_hw_queues. FIXME: maybe
1460          * we should change hctx numa_node according to new topology (this
1461          * involves free and re-allocate memory, worthy doing?)
1462          */
1463
1464         blk_mq_map_swqueue(q);
1465
1466         blk_mq_unfreeze_queue(q);
1467 }
1468
1469 static int blk_mq_queue_reinit_notify(struct notifier_block *nb,
1470                                       unsigned long action, void *hcpu)
1471 {
1472         struct request_queue *q;
1473
1474         /*
1475          * Before new mapping is established, hotadded cpu might already start
1476          * handling requests. This doesn't break anything as we map offline
1477          * CPUs to first hardware queue. We will re-init queue below to get
1478          * optimal settings.
1479          */
1480         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN &&
1481             action != CPU_ONLINE && action != CPU_ONLINE_FROZEN)
1482                 return NOTIFY_OK;
1483
1484         mutex_lock(&all_q_mutex);
1485         list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
1486                 blk_mq_queue_reinit(q);
1487         mutex_unlock(&all_q_mutex);
1488         return NOTIFY_OK;
1489 }
1490
1491 static int __init blk_mq_init(void)
1492 {
1493         blk_mq_cpu_init();
1494
1495         /* Must be called after percpu_counter_hotcpu_callback() */
1496         hotcpu_notifier(blk_mq_queue_reinit_notify, -10);
1497
1498         return 0;
1499 }
1500 subsys_initcall(blk_mq_init);