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 DEFINE_PER_CPU(struct llist_head, ipi_lists);
  31
  32 static struct blk_mq_ctx *__blk_mq_get_ctx(struct request_queue *q,
  33                                            unsigned int cpu)
  34 {
  35         return per_cpu_ptr(q->queue_ctx, cpu);
  36 }
  37
  38 /*
  39  * This assumes per-cpu software queueing queues. They could be per-node
  40  * as well, for instance. For now this is hardcoded as-is. Note that we don't
  41  * care about preemption, since we know the ctx's are persistent. This does
  42  * mean that we can't rely on ctx always matching the currently running CPU.
  43  */
  44 static struct blk_mq_ctx *blk_mq_get_ctx(struct request_queue *q)
  45 {
  46         return __blk_mq_get_ctx(q, get_cpu());
  47 }
  48
  49 static void blk_mq_put_ctx(struct blk_mq_ctx *ctx)
  50 {
  51         put_cpu();
  52 }
  53
  54 /*
  55  * Check if any of the ctx's have pending work in this hardware queue
  56  */
  57 static bool blk_mq_hctx_has_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
  58 {
  59         unsigned int i;
  60
  61         for (i = 0; i < hctx->nr_ctx_map; i++)
  62                 if (hctx->ctx_map[i])
  63                         return true;
  64
  65         return false;
  66 }
  67
  68 /*
  69  * Mark this ctx as having pending work in this hardware queue
  70  */
  71 static void blk_mq_hctx_mark_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
  72                                      struct blk_mq_ctx *ctx)
  73 {
  74         if (!test_bit(ctx->index_hw, hctx->ctx_map))
  75                 set_bit(ctx->index_hw, hctx->ctx_map);
  76 }
  77
  78 static struct request *blk_mq_alloc_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, gfp_t gfp,
  79                                        bool reserved)
  80 {
  81         struct request *rq;
  82         unsigned int tag;
  83
  84         tag = blk_mq_get_tag(hctx->tags, gfp, reserved);
  85         if (tag != BLK_MQ_TAG_FAIL) {
  86                 rq = hctx->rqs[tag];
  87                 rq->tag = tag;
  88
  89                 return rq;
  90         }
  91
  92         return NULL;
  93 }
  94
  95 static int blk_mq_queue_enter(struct request_queue *q)
  96 {
  97         int ret;
  98
  99         __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, 1, 1000000);
 100         smp_wmb();
 101         /* we have problems to freeze the queue if it's initializing */
 102         if (!blk_queue_bypass(q) || !blk_queue_init_done(q))
 103                 return 0;
 104
 105         __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, -1, 1000000);
 106
 107         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 108         ret = wait_event_interruptible_lock_irq(q->mq_freeze_wq,
 109                 !blk_queue_bypass(q), *q->queue_lock);
 110         /* inc usage with lock hold to avoid freeze_queue runs here */
 111         if (!ret)
 112                 __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, 1, 1000000);
 113         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 114
 115         return ret;
 116 }
 117
 118 static void blk_mq_queue_exit(struct request_queue *q)
 119 {
 120         __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, -1, 1000000);
 121 }
 122
 123 /*
 124  * Guarantee no request is in use, so we can change any data structure of
 125  * the queue afterward.
 126  */
 127 static void blk_mq_freeze_queue(struct request_queue *q)
 128 {
 129         bool drain;
 130
 131         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 132         drain = !q->bypass_depth++;
 133         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
 134         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 135
 136         if (!drain)
 137                 return;
 138
 139         while (true) {
 140                 s64 count;
 141
 142                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
 143                 count = percpu_counter_sum(&q->mq_usage_counter);
 144                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 145
 146                 if (count == 0)
 147                         break;
 148                 blk_mq_run_queues(q, false);
 149                 msleep(10);
 150         }
 151 }
 152
 153 static void blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q)
 154 {
 155         bool wake = false;
 156
 157         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 158         if (!--q->bypass_depth) {
 159                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
 160                 wake = true;
 161         }
 162         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
 163         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 164         if (wake)
 165                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
 166 }
 167
 168 bool blk_mq_can_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
 169 {
 170         return blk_mq_has_free_tags(hctx->tags);
 171 }
 172 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_can_queue);
 173
 174 static void blk_mq_rq_ctx_init(struct request_queue *q, struct blk_mq_ctx *ctx,
 175                                struct request *rq, unsigned int rw_flags)
 176 {
 177         if (blk_queue_io_stat(q))
 178                 rw_flags |= REQ_IO_STAT;
 179
 180         rq->mq_ctx = ctx;
 181         rq->cmd_flags = rw_flags;
 182         ctx->rq_dispatched[rw_is_sync(rw_flags)]++;
 183 }
 184
 185 static struct request *__blk_mq_alloc_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 186                                               gfp_t gfp, bool reserved)
 187 {
 188         return blk_mq_alloc_rq(hctx, gfp, reserved);
 189 }
 190
 191 static struct request *blk_mq_alloc_request_pinned(struct request_queue *q,
 192                                                    int rw, gfp_t gfp,
 193                                                    bool reserved)
 194 {
 195         struct request *rq;
 196
 197         do {
 198                 struct blk_mq_ctx *ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 199                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 200
 201                 rq = __blk_mq_alloc_request(hctx, gfp & ~__GFP_WAIT, reserved);
 202                 if (rq) {
 203                         blk_mq_rq_ctx_init(q, ctx, rq, rw);
 204                         break;
 205                 } else if (!(gfp & __GFP_WAIT))
 206                         break;
 207
 208                 blk_mq_put_ctx(ctx);
 209                 __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 210                 blk_mq_wait_for_tags(hctx->tags);
 211         } while (1);
 212
 213         return rq;
 214 }
 215
 216 struct request *blk_mq_alloc_request(struct request_queue *q, int rw,
 217                 gfp_t gfp, bool reserved)
 218 {
 219         struct request *rq;
 220
 221         if (blk_mq_queue_enter(q))
 222                 return NULL;
 223
 224         rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, rw, gfp, reserved);
 225         blk_mq_put_ctx(rq->mq_ctx);
 226         return rq;
 227 }
 228
 229 struct request *blk_mq_alloc_reserved_request(struct request_queue *q, int rw,
 230                                               gfp_t gfp)
 231 {
 232         struct request *rq;
 233
 234         if (blk_mq_queue_enter(q))
 235                 return NULL;
 236
 237         rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, rw, gfp, true);
 238         blk_mq_put_ctx(rq->mq_ctx);
 239         return rq;
 240 }
 241 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_reserved_request);
 242
 243 /*
 244  * Re-init and set pdu, if we have it
 245  */
 246 static void blk_mq_rq_init(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *rq)
 247 {
 248         blk_rq_init(hctx->queue, rq);
 249
 250         if (hctx->cmd_size)
 251                 rq->special = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 252 }
 253
 254 static void __blk_mq_free_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 255                                   struct blk_mq_ctx *ctx, struct request *rq)
 256 {
 257         const int tag = rq->tag;
 258         struct request_queue *q = rq->q;
 259
 260         blk_mq_rq_init(hctx, rq);
 261         blk_mq_put_tag(hctx->tags, tag);
 262
 263         blk_mq_queue_exit(q);
 264 }
 265
 266 void blk_mq_free_request(struct request *rq)
 267 {
 268         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
 269         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 270         struct request_queue *q = rq->q;
 271
 272         ctx->rq_completed[rq_is_sync(rq)]++;
 273
 274         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 275         __blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
 276 }
 277
 278 static void blk_mq_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio, int error)
 279 {
 280         if (error)
 281                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
 282         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
 283                 error = -EIO;
 284
 285         if (unlikely(rq->cmd_flags & REQ_QUIET))
 286                 set_bit(BIO_QUIET, &bio->bi_flags);
 287
 288         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
 289         if (!(rq->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ))
 290                 bio_endio(bio, error);
 291 }
 292
 293 void blk_mq_complete_request(struct request *rq, int error)
 294 {
 295         struct bio *bio = rq->bio;
 296         unsigned int bytes = 0;
 297
 298         trace_block_rq_complete(rq->q, rq);
 299
 300         while (bio) {
 301                 struct bio *next = bio->bi_next;
 302
 303                 bio->bi_next = NULL;
 304                 bytes += bio->bi_size;
 305                 blk_mq_bio_endio(rq, bio, error);
 306                 bio = next;
 307         }
 308
 309         blk_account_io_completion(rq, bytes);
 310
 311         if (rq->end_io)
 312                 rq->end_io(rq, error);
 313         else
 314                 blk_mq_free_request(rq);
 315
 316         blk_account_io_done(rq);
 317 }
 318
 319 void __blk_mq_end_io(struct request *rq, int error)
 320 {
 321         if (!blk_mark_rq_complete(rq))
 322                 blk_mq_complete_request(rq, error);
 323 }
 324
 325 #if defined(CONFIG_SMP)
 326
 327 /*
 328  * Called with interrupts disabled.
 329  */
 330 static void ipi_end_io(void *data)
 331 {
 332         struct llist_head *list = &per_cpu(ipi_lists, smp_processor_id());
 333         struct llist_node *entry, *next;
 334         struct request *rq;
 335
 336         entry = llist_del_all(list);
 337
 338         while (entry) {
 339                 next = entry->next;
 340                 rq = llist_entry(entry, struct request, ll_list);
 341                 __blk_mq_end_io(rq, rq->errors);
 342                 entry = next;
 343         }
 344 }
 345
 346 static int ipi_remote_cpu(struct blk_mq_ctx *ctx, const int cpu,
 347                           struct request *rq, const int error)
 348 {
 349         struct call_single_data *data = &rq->csd;
 350
 351         rq->errors = error;
 352         rq->ll_list.next = NULL;
 353
 354         /*
 355          * If the list is non-empty, an existing IPI must already
 356          * be "in flight". If that is the case, we need not schedule
 357          * a new one.
 358          */
 359         if (llist_add(&rq->ll_list, &per_cpu(ipi_lists, ctx->cpu))) {
 360                 data->func = ipi_end_io;
 361                 data->flags = 0;
 362                 __smp_call_function_single(ctx->cpu, data, 0);
 363         }
 364
 365         return true;
 366 }
 367 #else /* CONFIG_SMP */
 368 static int ipi_remote_cpu(struct blk_mq_ctx *ctx, const int cpu,
 369                           struct request *rq, const int error)
 370 {
 371         return false;
 372 }
 373 #endif
 374
 375 /*
 376  * End IO on this request on a multiqueue enabled driver. We'll either do
 377  * it directly inline, or punt to a local IPI handler on the matching
 378  * remote CPU.
 379  */
 380 void blk_mq_end_io(struct request *rq, int error)
 381 {
 382         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
 383         int cpu;
 384
 385         if (!ctx->ipi_redirect)
 386                 return __blk_mq_end_io(rq, error);
 387
 388         cpu = get_cpu();
 389
 390         if (cpu == ctx->cpu || !cpu_online(ctx->cpu) ||
 391             !ipi_remote_cpu(ctx, cpu, rq, error))
 392                 __blk_mq_end_io(rq, error);
 393
 394         put_cpu();
 395 }
 396 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_end_io);
 397
 398 static void blk_mq_start_request(struct request *rq)
 399 {
 400         struct request_queue *q = rq->q;
 401
 402         trace_block_rq_issue(q, rq);
 403
 404         /*
 405          * Just mark start time and set the started bit. Due to memory
 406          * ordering, we know we'll see the correct deadline as long as
 407          * REQ_ATOMIC_STARTED is seen.
 408          */
 409         rq->deadline = jiffies + q->rq_timeout;
 410         set_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
 411 }
 412
 413 static void blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
 414 {
 415         struct request_queue *q = rq->q;
 416
 417         trace_block_rq_requeue(q, rq);
 418         clear_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
 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                 blk_mq_start_request(rq);
 587
 588                 /*
 589                  * Last request in the series. Flag it as such, this
 590                  * enables drivers to know when IO should be kicked off,
 591                  * if they don't do it on a per-request basis.
 592                  *
 593                  * Note: the flag isn't the only condition drivers
 594                  * should do kick off. If drive is busy, the last
 595                  * request might not have the bit set.
 596                  */
 597                 if (list_empty(&rq_list))
 598                         rq->cmd_flags |= REQ_END;
 599
 600                 ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, rq);
 601                 switch (ret) {
 602                 case BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK:
 603                         queued++;
 604                         continue;
 605                 case BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY:
 606                         /*
 607                          * FIXME: we should have a mechanism to stop the queue
 608                          * like blk_stop_queue, otherwise we will waste cpu
 609                          * time
 610                          */
 611                         list_add(&rq->queuelist, &rq_list);
 612                         blk_mq_requeue_request(rq);
 613                         break;
 614                 default:
 615                         pr_err("blk-mq: bad return on queue: %d\n", ret);
 616                         rq->errors = -EIO;
 617                 case BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR:
 618                         blk_mq_end_io(rq, rq->errors);
 619                         break;
 620                 }
 621
 622                 if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY)
 623                         break;
 624         }
 625
 626         if (!queued)
 627                 hctx->dispatched[0]++;
 628         else if (queued < (1 << (BLK_MQ_MAX_DISPATCH_ORDER - 1)))
 629                 hctx->dispatched[ilog2(queued) + 1]++;
 630
 631         /*
 632          * Any items that need requeuing? Stuff them into hctx->dispatch,
 633          * that is where we will continue on next queue run.
 634          */
 635         if (!list_empty(&rq_list)) {
 636                 spin_lock(&hctx->lock);
 637                 list_splice(&rq_list, &hctx->dispatch);
 638                 spin_unlock(&hctx->lock);
 639         }
 640 }
 641
 642 void blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async)
 643 {
 644         if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->flags)))
 645                 return;
 646
 647         if (!async)
 648                 __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 649         else {
 650                 struct request_queue *q = hctx->queue;
 651
 652                 kblockd_schedule_delayed_work(q, &hctx->delayed_work, 0);
 653         }
 654 }
 655
 656 void blk_mq_run_queues(struct request_queue *q, bool async)
 657 {
 658         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 659         int i;
 660
 661         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
 662                 if ((!blk_mq_hctx_has_pending(hctx) &&
 663                     list_empty_careful(&hctx->dispatch)) ||
 664                     test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->flags))
 665                         continue;
 666
 667                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
 668         }
 669 }
 670 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_run_queues);
 671
 672 void blk_mq_stop_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
 673 {
 674         cancel_delayed_work(&hctx->delayed_work);
 675         set_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
 676 }
 677 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queue);
 678
 679 void blk_mq_stop_hw_queues(struct request_queue *q)
 680 {
 681         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 682         int i;
 683
 684         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
 685                 blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
 686 }
 687 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queues);
 688
 689 void blk_mq_start_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
 690 {
 691         clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
 692         __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 693 }
 694 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queue);
 695
 696 void blk_mq_start_stopped_hw_queues(struct request_queue *q)
 697 {
 698         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 699         int i;
 700
 701         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
 702                 if (!test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
 703                         continue;
 704
 705                 clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
 706                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
 707         }
 708 }
 709 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_stopped_hw_queues);
 710
 711 static void blk_mq_work_fn(struct work_struct *work)
 712 {
 713         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 714
 715         hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, delayed_work.work);
 716         __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 717 }
 718
 719 static void __blk_mq_insert_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 720                                     struct request *rq)
 721 {
 722         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
 723
 724         trace_block_rq_insert(hctx->queue, rq);
 725
 726         list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
 727         blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
 728
 729         /*
 730          * We do this early, to ensure we are on the right CPU.
 731          */
 732         blk_mq_add_timer(rq);
 733 }
 734
 735 void blk_mq_insert_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
 736                            bool run_queue)
 737 {
 738         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 739         struct blk_mq_ctx *ctx, *current_ctx;
 740
 741         ctx = rq->mq_ctx;
 742         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 743
 744         if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) {
 745                 blk_insert_flush(rq);
 746         } else {
 747                 current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 748
 749                 if (!cpu_online(ctx->cpu)) {
 750                         ctx = current_ctx;
 751                         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 752                         rq->mq_ctx = ctx;
 753                 }
 754                 spin_lock(&ctx->lock);
 755                 __blk_mq_insert_request(hctx, rq);
 756                 spin_unlock(&ctx->lock);
 757
 758                 blk_mq_put_ctx(current_ctx);
 759         }
 760
 761         if (run_queue)
 762                 __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 763 }
 764 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_insert_request);
 765
 766 /*
 767  * This is a special version of blk_mq_insert_request to bypass FLUSH request
 768  * check. Should only be used internally.
 769  */
 770 void blk_mq_run_request(struct request *rq, bool run_queue, bool async)
 771 {
 772         struct request_queue *q = rq->q;
 773         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 774         struct blk_mq_ctx *ctx, *current_ctx;
 775
 776         current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 777
 778         ctx = rq->mq_ctx;
 779         if (!cpu_online(ctx->cpu)) {
 780                 ctx = current_ctx;
 781                 rq->mq_ctx = ctx;
 782         }
 783         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 784
 785         /* ctx->cpu might be offline */
 786         spin_lock(&ctx->lock);
 787         __blk_mq_insert_request(hctx, rq);
 788         spin_unlock(&ctx->lock);
 789
 790         blk_mq_put_ctx(current_ctx);
 791
 792         if (run_queue)
 793                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
 794 }
 795
 796 static void blk_mq_insert_requests(struct request_queue *q,
 797                                      struct blk_mq_ctx *ctx,
 798                                      struct list_head *list,
 799                                      int depth,
 800                                      bool from_schedule)
 801
 802 {
 803         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 804         struct blk_mq_ctx *current_ctx;
 805
 806         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
 807
 808         current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 809
 810         if (!cpu_online(ctx->cpu))
 811                 ctx = current_ctx;
 812         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 813
 814         /*
 815          * preemption doesn't flush plug list, so it's possible ctx->cpu is
 816          * offline now
 817          */
 818         spin_lock(&ctx->lock);
 819         while (!list_empty(list)) {
 820                 struct request *rq;
 821
 822                 rq = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
 823                 list_del_init(&rq->queuelist);
 824                 rq->mq_ctx = ctx;
 825                 __blk_mq_insert_request(hctx, rq);
 826         }
 827         spin_unlock(&ctx->lock);
 828
 829         blk_mq_put_ctx(current_ctx);
 830
 831         blk_mq_run_hw_queue(hctx, from_schedule);
 832 }
 833
 834 static int plug_ctx_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
 835 {
 836         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
 837         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
 838
 839         return !(rqa->mq_ctx < rqb->mq_ctx ||
 840                  (rqa->mq_ctx == rqb->mq_ctx &&
 841                   blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
 842 }
 843
 844 void blk_mq_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
 845 {
 846         struct blk_mq_ctx *this_ctx;
 847         struct request_queue *this_q;
 848         struct request *rq;
 849         LIST_HEAD(list);
 850         LIST_HEAD(ctx_list);
 851         unsigned int depth;
 852
 853         list_splice_init(&plug->mq_list, &list);
 854
 855         list_sort(NULL, &list, plug_ctx_cmp);
 856
 857         this_q = NULL;
 858         this_ctx = NULL;
 859         depth = 0;
 860
 861         while (!list_empty(&list)) {
 862                 rq = list_entry_rq(list.next);
 863                 list_del_init(&rq->queuelist);
 864                 BUG_ON(!rq->q);
 865                 if (rq->mq_ctx != this_ctx) {
 866                         if (this_ctx) {
 867                                 blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx,
 868                                                         &ctx_list, depth,
 869                                                         from_schedule);
 870                         }
 871
 872                         this_ctx = rq->mq_ctx;
 873                         this_q = rq->q;
 874                         depth = 0;
 875                 }
 876
 877                 depth++;
 878                 list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx_list);
 879         }
 880
 881         /*
 882          * If 'this_ctx' is set, we know we have entries to complete
 883          * on 'ctx_list'. Do those.
 884          */
 885         if (this_ctx) {
 886                 blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx, &ctx_list, depth,
 887                                        from_schedule);
 888         }
 889 }
 890
 891 static void blk_mq_bio_to_request(struct request *rq, struct bio *bio)
 892 {
 893         init_request_from_bio(rq, bio);
 894         blk_account_io_start(rq, 1);
 895 }
 896
 897 static void blk_mq_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
 898 {
 899         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 900         struct blk_mq_ctx *ctx;
 901         const int is_sync = rw_is_sync(bio->bi_rw);
 902         const int is_flush_fua = bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA);
 903         int rw = bio_data_dir(bio);
 904         struct request *rq;
 905         unsigned int use_plug, request_count = 0;
 906
 907         /*
 908          * If we have multiple hardware queues, just go directly to
 909          * one of those for sync IO.
 910          */
 911         use_plug = !is_flush_fua && ((q->nr_hw_queues == 1) || !is_sync);
 912
 913         blk_queue_bounce(q, &bio);
 914
 915         if (use_plug && blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count))
 916                 return;
 917
 918         if (blk_mq_queue_enter(q)) {
 919                 bio_endio(bio, -EIO);
 920                 return;
 921         }
 922
 923         ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 924         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 925
 926         trace_block_getrq(q, bio, rw);
 927         rq = __blk_mq_alloc_request(hctx, GFP_ATOMIC, false);
 928         if (likely(rq))
 929                 blk_mq_rq_ctx_init(q, ctx, rq, rw);
 930         else {
 931                 blk_mq_put_ctx(ctx);
 932                 trace_block_sleeprq(q, bio, rw);
 933                 rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, rw, __GFP_WAIT|GFP_ATOMIC,
 934                                                         false);
 935                 ctx = rq->mq_ctx;
 936                 hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 937         }
 938
 939         hctx->queued++;
 940
 941         if (unlikely(is_flush_fua)) {
 942                 blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
 943                 blk_mq_put_ctx(ctx);
 944                 blk_insert_flush(rq);
 945                 goto run_queue;
 946         }
 947
 948         /*
 949          * A task plug currently exists. Since this is completely lockless,
 950          * utilize that to temporarily store requests until the task is
 951          * either done or scheduled away.
 952          */
 953         if (use_plug) {
 954                 struct blk_plug *plug = current->plug;
 955
 956                 if (plug) {
 957                         blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
 958                         if (list_empty(&plug->mq_list))
 959                                 trace_block_plug(q);
 960                         else if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
 961                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
 962                                 trace_block_plug(q);
 963                         }
 964                         list_add_tail(&rq->queuelist, &plug->mq_list);
 965                         blk_mq_put_ctx(ctx);
 966                         return;
 967                 }
 968         }
 969
 970         spin_lock(&ctx->lock);
 971
 972         if ((hctx->flags & BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE) &&
 973             blk_mq_attempt_merge(q, ctx, bio))
 974                 __blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
 975         else {
 976                 blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
 977                 __blk_mq_insert_request(hctx, rq);
 978         }
 979
 980         spin_unlock(&ctx->lock);
 981         blk_mq_put_ctx(ctx);
 982
 983         /*
 984          * For a SYNC request, send it to the hardware immediately. For an
 985          * ASYNC request, just ensure that we run it later on. The latter
 986          * allows for merging opportunities and more efficient dispatching.
 987          */
 988 run_queue:
 989         blk_mq_run_hw_queue(hctx, !is_sync || is_flush_fua);
 990 }
 991
 992 /*
 993  * Default mapping to a software queue, since we use one per CPU.
 994  */
 995 struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_map_queue(struct request_queue *q, const int cpu)
 996 {
 997         return q->queue_hw_ctx[q->mq_map[cpu]];
 998 }
 999 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_map_queue);
1000
1001 struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_alloc_single_hw_queue(struct blk_mq_reg *reg,
1002                                                    unsigned int hctx_index)
1003 {
1004         return kmalloc_node(sizeof(struct blk_mq_hw_ctx),
1005                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, reg->numa_node);
1006 }
1007 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_single_hw_queue);
1008
1009 void blk_mq_free_single_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1010                                  unsigned int hctx_index)
1011 {
1012         kfree(hctx);
1013 }
1014 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_single_hw_queue);
1015
1016 static void blk_mq_hctx_notify(void *data, unsigned long action,
1017                                unsigned int cpu)
1018 {
1019         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = data;
1020         struct blk_mq_ctx *ctx;
1021         LIST_HEAD(tmp);
1022
1023         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1024                 return;
1025
1026         /*
1027          * Move ctx entries to new CPU, if this one is going away.
1028          */
1029         ctx = __blk_mq_get_ctx(hctx->queue, cpu);
1030
1031         spin_lock(&ctx->lock);
1032         if (!list_empty(&ctx->rq_list)) {
1033                 list_splice_init(&ctx->rq_list, &tmp);
1034                 clear_bit(ctx->index_hw, hctx->ctx_map);
1035         }
1036         spin_unlock(&ctx->lock);
1037
1038         if (list_empty(&tmp))
1039                 return;
1040
1041         ctx = blk_mq_get_ctx(hctx->queue);
1042         spin_lock(&ctx->lock);
1043
1044         while (!list_empty(&tmp)) {
1045                 struct request *rq;
1046
1047                 rq = list_first_entry(&tmp, struct request, queuelist);
1048                 rq->mq_ctx = ctx;
1049                 list_move_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
1050         }
1051
1052         blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1053
1054         spin_unlock(&ctx->lock);
1055         blk_mq_put_ctx(ctx);
1056 }
1057
1058 static void blk_mq_init_hw_commands(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1059                                     void (*init)(void *, struct blk_mq_hw_ctx *,
1060                                         struct request *, unsigned int),
1061                                     void *data)
1062 {
1063         unsigned int i;
1064
1065         for (i = 0; i < hctx->queue_depth; i++) {
1066                 struct request *rq = hctx->rqs[i];
1067
1068                 init(data, hctx, rq, i);
1069         }
1070 }
1071
1072 void blk_mq_init_commands(struct request_queue *q,
1073                           void (*init)(void *, struct blk_mq_hw_ctx *,
1074                                         struct request *, unsigned int),
1075                           void *data)
1076 {
1077         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1078         unsigned int i;
1079
1080         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1081                 blk_mq_init_hw_commands(hctx, init, data);
1082 }
1083 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_commands);
1084
1085 static void blk_mq_free_rq_map(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1086 {
1087         struct page *page;
1088
1089         while (!list_empty(&hctx->page_list)) {
1090                 page = list_first_entry(&hctx->page_list, struct page, list);
1091                 list_del_init(&page->list);
1092                 __free_pages(page, page->private);
1093         }
1094
1095         kfree(hctx->rqs);
1096
1097         if (hctx->tags)
1098                 blk_mq_free_tags(hctx->tags);
1099 }
1100
1101 static size_t order_to_size(unsigned int order)
1102 {
1103         size_t ret = PAGE_SIZE;
1104
1105         while (order--)
1106                 ret *= 2;
1107
1108         return ret;
1109 }
1110
1111 static int blk_mq_init_rq_map(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1112                               unsigned int reserved_tags, int node)
1113 {
1114         unsigned int i, j, entries_per_page, max_order = 4;
1115         size_t rq_size, left;
1116
1117         INIT_LIST_HEAD(&hctx->page_list);
1118
1119         hctx->rqs = kmalloc_node(hctx->queue_depth * sizeof(struct request *),
1120                                         GFP_KERNEL, node);
1121         if (!hctx->rqs)
1122                 return -ENOMEM;
1123
1124         /*
1125          * rq_size is the size of the request plus driver payload, rounded
1126          * to the cacheline size
1127          */
1128         rq_size = round_up(sizeof(struct request) + hctx->cmd_size,
1129                                 cache_line_size());
1130         left = rq_size * hctx->queue_depth;
1131
1132         for (i = 0; i < hctx->queue_depth;) {
1133                 int this_order = max_order;
1134                 struct page *page;
1135                 int to_do;
1136                 void *p;
1137
1138                 while (left < order_to_size(this_order - 1) && this_order)
1139                         this_order--;
1140
1141                 do {
1142                         page = alloc_pages_node(node, GFP_KERNEL, this_order);
1143                         if (page)
1144                                 break;
1145                         if (!this_order--)
1146                                 break;
1147                         if (order_to_size(this_order) < rq_size)
1148                                 break;
1149                 } while (1);
1150
1151                 if (!page)
1152                         break;
1153
1154                 page->private = this_order;
1155                 list_add_tail(&page->list, &hctx->page_list);
1156
1157                 p = page_address(page);
1158                 entries_per_page = order_to_size(this_order) / rq_size;
1159                 to_do = min(entries_per_page, hctx->queue_depth - i);
1160                 left -= to_do * rq_size;
1161                 for (j = 0; j < to_do; j++) {
1162                         hctx->rqs[i] = p;
1163                         blk_mq_rq_init(hctx, hctx->rqs[i]);
1164                         p += rq_size;
1165                         i++;
1166                 }
1167         }
1168
1169         if (i < (reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN))
1170                 goto err_rq_map;
1171         else if (i != hctx->queue_depth) {
1172                 hctx->queue_depth = i;
1173                 pr_warn("%s: queue depth set to %u because of low memory\n",
1174                                         __func__, i);
1175         }
1176
1177         hctx->tags = blk_mq_init_tags(hctx->queue_depth, reserved_tags, node);
1178         if (!hctx->tags) {
1179 err_rq_map:
1180                 blk_mq_free_rq_map(hctx);
1181                 return -ENOMEM;
1182         }
1183
1184         return 0;
1185 }
1186
1187 static int blk_mq_init_hw_queues(struct request_queue *q,
1188                                  struct blk_mq_reg *reg, void *driver_data)
1189 {
1190         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1191         unsigned int i, j;
1192
1193         /*
1194          * Initialize hardware queues
1195          */
1196         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1197                 unsigned int num_maps;
1198                 int node;
1199
1200                 node = hctx->numa_node;
1201                 if (node == NUMA_NO_NODE)
1202                         node = hctx->numa_node = reg->numa_node;
1203
1204                 INIT_DELAYED_WORK(&hctx->delayed_work, blk_mq_work_fn);
1205                 spin_lock_init(&hctx->lock);
1206                 INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch);
1207                 hctx->queue = q;
1208                 hctx->queue_num = i;
1209                 hctx->flags = reg->flags;
1210                 hctx->queue_depth = reg->queue_depth;
1211                 hctx->cmd_size = reg->cmd_size;
1212
1213                 blk_mq_init_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier,
1214                                                 blk_mq_hctx_notify, hctx);
1215                 blk_mq_register_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1216
1217                 if (blk_mq_init_rq_map(hctx, reg->reserved_tags, node))
1218                         break;
1219
1220                 /*
1221                  * Allocate space for all possible cpus to avoid allocation in
1222                  * runtime
1223                  */
1224                 hctx->ctxs = kmalloc_node(nr_cpu_ids * sizeof(void *),
1225                                                 GFP_KERNEL, node);
1226                 if (!hctx->ctxs)
1227                         break;
1228
1229                 num_maps = ALIGN(nr_cpu_ids, BITS_PER_LONG) / BITS_PER_LONG;
1230                 hctx->ctx_map = kzalloc_node(num_maps * sizeof(unsigned long),
1231                                                 GFP_KERNEL, node);
1232                 if (!hctx->ctx_map)
1233                         break;
1234
1235                 hctx->nr_ctx_map = num_maps;
1236                 hctx->nr_ctx = 0;
1237
1238                 if (reg->ops->init_hctx &&
1239                     reg->ops->init_hctx(hctx, driver_data, i))
1240                         break;
1241         }
1242
1243         if (i == q->nr_hw_queues)
1244                 return 0;
1245
1246         /*
1247          * Init failed
1248          */
1249         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, j) {
1250                 if (i == j)
1251                         break;
1252
1253                 if (reg->ops->exit_hctx)
1254                         reg->ops->exit_hctx(hctx, j);
1255
1256                 blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1257                 blk_mq_free_rq_map(hctx);
1258                 kfree(hctx->ctxs);
1259         }
1260
1261         return 1;
1262 }
1263
1264 static void blk_mq_init_cpu_queues(struct request_queue *q,
1265                                    unsigned int nr_hw_queues)
1266 {
1267         unsigned int i;
1268
1269         for_each_possible_cpu(i) {
1270                 struct blk_mq_ctx *__ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
1271                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1272
1273                 memset(__ctx, 0, sizeof(*__ctx));
1274                 __ctx->cpu = i;
1275                 spin_lock_init(&__ctx->lock);
1276                 INIT_LIST_HEAD(&__ctx->rq_list);
1277                 __ctx->queue = q;
1278
1279                 /* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1280                 hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1281                 hctx->nr_ctx++;
1282
1283                 if (!cpu_online(i))
1284                         continue;
1285
1286                 /*
1287                  * Set local node, IFF we have more than one hw queue. If
1288                  * not, we remain on the home node of the device
1289                  */
1290                 if (nr_hw_queues > 1 && hctx->numa_node == NUMA_NO_NODE)
1291                         hctx->numa_node = cpu_to_node(i);
1292         }
1293 }
1294
1295 static void blk_mq_map_swqueue(struct request_queue *q)
1296 {
1297         unsigned int i;
1298         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1299         struct blk_mq_ctx *ctx;
1300
1301         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1302                 hctx->nr_ctx = 0;
1303         }
1304
1305         /*
1306          * Map software to hardware queues
1307          */
1308         queue_for_each_ctx(q, ctx, i) {
1309                 /* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1310                 hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1311                 ctx->index_hw = hctx->nr_ctx;
1312                 hctx->ctxs[hctx->nr_ctx++] = ctx;
1313         }
1314 }
1315
1316 struct request_queue *blk_mq_init_queue(struct blk_mq_reg *reg,
1317                                         void *driver_data)
1318 {
1319         struct blk_mq_hw_ctx **hctxs;
1320         struct blk_mq_ctx *ctx;
1321         struct request_queue *q;
1322         int i;
1323
1324         if (!reg->nr_hw_queues ||
1325             !reg->ops->queue_rq || !reg->ops->map_queue ||
1326             !reg->ops->alloc_hctx || !reg->ops->free_hctx)
1327                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1328
1329         if (!reg->queue_depth)
1330                 reg->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
1331         else if (reg->queue_depth > BLK_MQ_MAX_DEPTH) {
1332                 pr_err("blk-mq: queuedepth too large (%u)\n", reg->queue_depth);
1333                 reg->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
1334         }
1335
1336         /*
1337          * Set aside a tag for flush requests.  It will only be used while
1338          * another flush request is in progress but outside the driver.
1339          *
1340          * TODO: only allocate if flushes are supported
1341          */
1342         reg->queue_depth++;
1343         reg->reserved_tags++;
1344
1345         if (reg->queue_depth < (reg->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN))
1346                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1347
1348         ctx = alloc_percpu(struct blk_mq_ctx);
1349         if (!ctx)
1350                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1351
1352         hctxs = kmalloc_node(reg->nr_hw_queues * sizeof(*hctxs), GFP_KERNEL,
1353                         reg->numa_node);
1354
1355         if (!hctxs)
1356                 goto err_percpu;
1357
1358         for (i = 0; i < reg->nr_hw_queues; i++) {
1359                 hctxs[i] = reg->ops->alloc_hctx(reg, i);
1360                 if (!hctxs[i])
1361                         goto err_hctxs;
1362
1363                 hctxs[i]->numa_node = NUMA_NO_NODE;
1364                 hctxs[i]->queue_num = i;
1365         }
1366
1367         q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, reg->numa_node);
1368         if (!q)
1369                 goto err_hctxs;
1370
1371         q->mq_map = blk_mq_make_queue_map(reg);
1372         if (!q->mq_map)
1373                 goto err_map;
1374
1375         setup_timer(&q->timeout, blk_mq_rq_timer, (unsigned long) q);
1376         blk_queue_rq_timeout(q, 30000);
1377
1378         q->nr_queues = nr_cpu_ids;
1379         q->nr_hw_queues = reg->nr_hw_queues;
1380
1381         q->queue_ctx = ctx;
1382         q->queue_hw_ctx = hctxs;
1383
1384         q->mq_ops = reg->ops;
1385         q->queue_flags |= QUEUE_FLAG_MQ_DEFAULT;
1386
1387         blk_queue_make_request(q, blk_mq_make_request);
1388         blk_queue_rq_timed_out(q, reg->ops->timeout);
1389         if (reg->timeout)
1390                 blk_queue_rq_timeout(q, reg->timeout);
1391
1392         blk_mq_init_flush(q);
1393         blk_mq_init_cpu_queues(q, reg->nr_hw_queues);
1394
1395         if (blk_mq_init_hw_queues(q, reg, driver_data))
1396                 goto err_hw;
1397
1398         blk_mq_map_swqueue(q);
1399
1400         mutex_lock(&all_q_mutex);
1401         list_add_tail(&q->all_q_node, &all_q_list);
1402         mutex_unlock(&all_q_mutex);
1403
1404         return q;
1405 err_hw:
1406         kfree(q->mq_map);
1407 err_map:
1408         blk_cleanup_queue(q);
1409 err_hctxs:
1410         for (i = 0; i < reg->nr_hw_queues; i++) {
1411                 if (!hctxs[i])
1412                         break;
1413                 reg->ops->free_hctx(hctxs[i], i);
1414         }
1415         kfree(hctxs);
1416 err_percpu:
1417         free_percpu(ctx);
1418         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1419 }
1420 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_queue);
1421
1422 void blk_mq_free_queue(struct request_queue *q)
1423 {
1424         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1425         int i;
1426
1427         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1428                 cancel_delayed_work_sync(&hctx->delayed_work);
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 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_queue);
1451
1452 /* Basically redo blk_mq_init_queue with queue frozen */
1453 static void blk_mq_queue_reinit(struct request_queue *q)
1454 {
1455         blk_mq_freeze_queue(q);
1456
1457         blk_mq_update_queue_map(q->mq_map, q->nr_hw_queues);
1458
1459         /*
1460          * redo blk_mq_init_cpu_queues and blk_mq_init_hw_queues. FIXME: maybe
1461          * we should change hctx numa_node according to new topology (this
1462          * involves free and re-allocate memory, worthy doing?)
1463          */
1464
1465         blk_mq_map_swqueue(q);
1466
1467         blk_mq_unfreeze_queue(q);
1468 }
1469
1470 static int blk_mq_queue_reinit_notify(struct notifier_block *nb,
1471                                       unsigned long action, void *hcpu)
1472 {
1473         struct request_queue *q;
1474
1475         /*
1476          * Before new mapping is established, hotadded cpu might already start
1477          * handling requests. This doesn't break anything as we map offline
1478          * CPUs to first hardware queue. We will re-init queue below to get
1479          * optimal settings.
1480          */
1481         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN &&
1482             action != CPU_ONLINE && action != CPU_ONLINE_FROZEN)
1483                 return NOTIFY_OK;
1484
1485         mutex_lock(&all_q_mutex);
1486         list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
1487                 blk_mq_queue_reinit(q);
1488         mutex_unlock(&all_q_mutex);
1489         return NOTIFY_OK;
1490 }
1491
1492 static int __init blk_mq_init(void)
1493 {
1494         unsigned int i;
1495
1496         for_each_possible_cpu(i)
1497                 init_llist_head(&per_cpu(ipi_lists, i));
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);