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