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