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