blk-mq: fix msec comment from micro to milli seconds
[platform/kernel/linux-starfive.git] / block / blk-mq.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Block multiqueue core code
4  *
5  * Copyright (C) 2013-2014 Jens Axboe
6  * Copyright (C) 2013-2014 Christoph Hellwig
7  */
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/module.h>
10 #include <linux/backing-dev.h>
11 #include <linux/bio.h>
12 #include <linux/blkdev.h>
13 #include <linux/kmemleak.h>
14 #include <linux/mm.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/workqueue.h>
18 #include <linux/smp.h>
19 #include <linux/llist.h>
20 #include <linux/list_sort.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cache.h>
23 #include <linux/sched/sysctl.h>
24 #include <linux/sched/topology.h>
25 #include <linux/sched/signal.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/crash_dump.h>
28 #include <linux/prefetch.h>
29 #include <linux/blk-crypto.h>
30
31 #include <trace/events/block.h>
32
33 #include <linux/blk-mq.h>
34 #include <linux/t10-pi.h>
35 #include "blk.h"
36 #include "blk-mq.h"
37 #include "blk-mq-debugfs.h"
38 #include "blk-mq-tag.h"
39 #include "blk-pm.h"
40 #include "blk-stat.h"
41 #include "blk-mq-sched.h"
42 #include "blk-rq-qos.h"
43
44 static DEFINE_PER_CPU(struct list_head, blk_cpu_done);
45
46 static void blk_mq_poll_stats_start(struct request_queue *q);
47 static void blk_mq_poll_stats_fn(struct blk_stat_callback *cb);
48
49 static int blk_mq_poll_stats_bkt(const struct request *rq)
50 {
51         int ddir, sectors, bucket;
52
53         ddir = rq_data_dir(rq);
54         sectors = blk_rq_stats_sectors(rq);
55
56         bucket = ddir + 2 * ilog2(sectors);
57
58         if (bucket < 0)
59                 return -1;
60         else if (bucket >= BLK_MQ_POLL_STATS_BKTS)
61                 return ddir + BLK_MQ_POLL_STATS_BKTS - 2;
62
63         return bucket;
64 }
65
66 /*
67  * Check if any of the ctx, dispatch list or elevator
68  * have pending work in this hardware queue.
69  */
70 static bool blk_mq_hctx_has_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
71 {
72         return !list_empty_careful(&hctx->dispatch) ||
73                 sbitmap_any_bit_set(&hctx->ctx_map) ||
74                         blk_mq_sched_has_work(hctx);
75 }
76
77 /*
78  * Mark this ctx as having pending work in this hardware queue
79  */
80 static void blk_mq_hctx_mark_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
81                                      struct blk_mq_ctx *ctx)
82 {
83         const int bit = ctx->index_hw[hctx->type];
84
85         if (!sbitmap_test_bit(&hctx->ctx_map, bit))
86                 sbitmap_set_bit(&hctx->ctx_map, bit);
87 }
88
89 static void blk_mq_hctx_clear_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
90                                       struct blk_mq_ctx *ctx)
91 {
92         const int bit = ctx->index_hw[hctx->type];
93
94         sbitmap_clear_bit(&hctx->ctx_map, bit);
95 }
96
97 struct mq_inflight {
98         struct block_device *part;
99         unsigned int inflight[2];
100 };
101
102 static bool blk_mq_check_inflight(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
103                                   struct request *rq, void *priv,
104                                   bool reserved)
105 {
106         struct mq_inflight *mi = priv;
107
108         if ((!mi->part->bd_partno || rq->part == mi->part) &&
109             blk_mq_rq_state(rq) == MQ_RQ_IN_FLIGHT)
110                 mi->inflight[rq_data_dir(rq)]++;
111
112         return true;
113 }
114
115 unsigned int blk_mq_in_flight(struct request_queue *q,
116                 struct block_device *part)
117 {
118         struct mq_inflight mi = { .part = part };
119
120         blk_mq_queue_tag_busy_iter(q, blk_mq_check_inflight, &mi);
121
122         return mi.inflight[0] + mi.inflight[1];
123 }
124
125 void blk_mq_in_flight_rw(struct request_queue *q, struct block_device *part,
126                 unsigned int inflight[2])
127 {
128         struct mq_inflight mi = { .part = part };
129
130         blk_mq_queue_tag_busy_iter(q, blk_mq_check_inflight, &mi);
131         inflight[0] = mi.inflight[0];
132         inflight[1] = mi.inflight[1];
133 }
134
135 void blk_freeze_queue_start(struct request_queue *q)
136 {
137         mutex_lock(&q->mq_freeze_lock);
138         if (++q->mq_freeze_depth == 1) {
139                 percpu_ref_kill(&q->q_usage_counter);
140                 mutex_unlock(&q->mq_freeze_lock);
141                 if (queue_is_mq(q))
142                         blk_mq_run_hw_queues(q, false);
143         } else {
144                 mutex_unlock(&q->mq_freeze_lock);
145         }
146 }
147 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_freeze_queue_start);
148
149 void blk_mq_freeze_queue_wait(struct request_queue *q)
150 {
151         wait_event(q->mq_freeze_wq, percpu_ref_is_zero(&q->q_usage_counter));
152 }
153 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_freeze_queue_wait);
154
155 int blk_mq_freeze_queue_wait_timeout(struct request_queue *q,
156                                      unsigned long timeout)
157 {
158         return wait_event_timeout(q->mq_freeze_wq,
159                                         percpu_ref_is_zero(&q->q_usage_counter),
160                                         timeout);
161 }
162 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_freeze_queue_wait_timeout);
163
164 /*
165  * Guarantee no request is in use, so we can change any data structure of
166  * the queue afterward.
167  */
168 void blk_freeze_queue(struct request_queue *q)
169 {
170         /*
171          * In the !blk_mq case we are only calling this to kill the
172          * q_usage_counter, otherwise this increases the freeze depth
173          * and waits for it to return to zero.  For this reason there is
174          * no blk_unfreeze_queue(), and blk_freeze_queue() is not
175          * exported to drivers as the only user for unfreeze is blk_mq.
176          */
177         blk_freeze_queue_start(q);
178         blk_mq_freeze_queue_wait(q);
179 }
180
181 void blk_mq_freeze_queue(struct request_queue *q)
182 {
183         /*
184          * ...just an alias to keep freeze and unfreeze actions balanced
185          * in the blk_mq_* namespace
186          */
187         blk_freeze_queue(q);
188 }
189 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_freeze_queue);
190
191 void blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q)
192 {
193         mutex_lock(&q->mq_freeze_lock);
194         q->mq_freeze_depth--;
195         WARN_ON_ONCE(q->mq_freeze_depth < 0);
196         if (!q->mq_freeze_depth) {
197                 percpu_ref_resurrect(&q->q_usage_counter);
198                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
199         }
200         mutex_unlock(&q->mq_freeze_lock);
201 }
202 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_unfreeze_queue);
203
204 /*
205  * FIXME: replace the scsi_internal_device_*block_nowait() calls in the
206  * mpt3sas driver such that this function can be removed.
207  */
208 void blk_mq_quiesce_queue_nowait(struct request_queue *q)
209 {
210         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_QUIESCED, q);
211 }
212 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_quiesce_queue_nowait);
213
214 /**
215  * blk_mq_quiesce_queue() - wait until all ongoing dispatches have finished
216  * @q: request queue.
217  *
218  * Note: this function does not prevent that the struct request end_io()
219  * callback function is invoked. Once this function is returned, we make
220  * sure no dispatch can happen until the queue is unquiesced via
221  * blk_mq_unquiesce_queue().
222  */
223 void blk_mq_quiesce_queue(struct request_queue *q)
224 {
225         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
226         unsigned int i;
227         bool rcu = false;
228
229         blk_mq_quiesce_queue_nowait(q);
230
231         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
232                 if (hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)
233                         synchronize_srcu(hctx->srcu);
234                 else
235                         rcu = true;
236         }
237         if (rcu)
238                 synchronize_rcu();
239 }
240 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_quiesce_queue);
241
242 /*
243  * blk_mq_unquiesce_queue() - counterpart of blk_mq_quiesce_queue()
244  * @q: request queue.
245  *
246  * This function recovers queue into the state before quiescing
247  * which is done by blk_mq_quiesce_queue.
248  */
249 void blk_mq_unquiesce_queue(struct request_queue *q)
250 {
251         blk_queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_QUIESCED, q);
252
253         /* dispatch requests which are inserted during quiescing */
254         blk_mq_run_hw_queues(q, true);
255 }
256 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_unquiesce_queue);
257
258 void blk_mq_wake_waiters(struct request_queue *q)
259 {
260         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
261         unsigned int i;
262
263         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
264                 if (blk_mq_hw_queue_mapped(hctx))
265                         blk_mq_tag_wakeup_all(hctx->tags, true);
266 }
267
268 /*
269  * Only need start/end time stamping if we have iostat or
270  * blk stats enabled, or using an IO scheduler.
271  */
272 static inline bool blk_mq_need_time_stamp(struct request *rq)
273 {
274         return (rq->rq_flags & (RQF_IO_STAT | RQF_STATS)) || rq->q->elevator;
275 }
276
277 static struct request *blk_mq_rq_ctx_init(struct blk_mq_alloc_data *data,
278                 unsigned int tag, u64 alloc_time_ns)
279 {
280         struct blk_mq_tags *tags = blk_mq_tags_from_data(data);
281         struct request *rq = tags->static_rqs[tag];
282
283         if (data->q->elevator) {
284                 rq->tag = BLK_MQ_NO_TAG;
285                 rq->internal_tag = tag;
286         } else {
287                 rq->tag = tag;
288                 rq->internal_tag = BLK_MQ_NO_TAG;
289         }
290
291         /* csd/requeue_work/fifo_time is initialized before use */
292         rq->q = data->q;
293         rq->mq_ctx = data->ctx;
294         rq->mq_hctx = data->hctx;
295         rq->rq_flags = 0;
296         rq->cmd_flags = data->cmd_flags;
297         if (data->flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT)
298                 rq->rq_flags |= RQF_PREEMPT;
299         if (blk_queue_io_stat(data->q))
300                 rq->rq_flags |= RQF_IO_STAT;
301         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
302         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
303         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
304         rq->rq_disk = NULL;
305         rq->part = NULL;
306 #ifdef CONFIG_BLK_RQ_ALLOC_TIME
307         rq->alloc_time_ns = alloc_time_ns;
308 #endif
309         if (blk_mq_need_time_stamp(rq))
310                 rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
311         else
312                 rq->start_time_ns = 0;
313         rq->io_start_time_ns = 0;
314         rq->stats_sectors = 0;
315         rq->nr_phys_segments = 0;
316 #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY)
317         rq->nr_integrity_segments = 0;
318 #endif
319         blk_crypto_rq_set_defaults(rq);
320         /* tag was already set */
321         WRITE_ONCE(rq->deadline, 0);
322
323         rq->timeout = 0;
324
325         rq->end_io = NULL;
326         rq->end_io_data = NULL;
327
328         data->ctx->rq_dispatched[op_is_sync(data->cmd_flags)]++;
329         refcount_set(&rq->ref, 1);
330
331         if (!op_is_flush(data->cmd_flags)) {
332                 struct elevator_queue *e = data->q->elevator;
333
334                 rq->elv.icq = NULL;
335                 if (e && e->type->ops.prepare_request) {
336                         if (e->type->icq_cache)
337                                 blk_mq_sched_assign_ioc(rq);
338
339                         e->type->ops.prepare_request(rq);
340                         rq->rq_flags |= RQF_ELVPRIV;
341                 }
342         }
343
344         data->hctx->queued++;
345         return rq;
346 }
347
348 static struct request *__blk_mq_alloc_request(struct blk_mq_alloc_data *data)
349 {
350         struct request_queue *q = data->q;
351         struct elevator_queue *e = q->elevator;
352         u64 alloc_time_ns = 0;
353         unsigned int tag;
354
355         /* alloc_time includes depth and tag waits */
356         if (blk_queue_rq_alloc_time(q))
357                 alloc_time_ns = ktime_get_ns();
358
359         if (data->cmd_flags & REQ_NOWAIT)
360                 data->flags |= BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
361
362         if (e) {
363                 /*
364                  * Flush requests are special and go directly to the
365                  * dispatch list. Don't include reserved tags in the
366                  * limiting, as it isn't useful.
367                  */
368                 if (!op_is_flush(data->cmd_flags) &&
369                     e->type->ops.limit_depth &&
370                     !(data->flags & BLK_MQ_REQ_RESERVED))
371                         e->type->ops.limit_depth(data->cmd_flags, data);
372         }
373
374 retry:
375         data->ctx = blk_mq_get_ctx(q);
376         data->hctx = blk_mq_map_queue(q, data->cmd_flags, data->ctx);
377         if (!e)
378                 blk_mq_tag_busy(data->hctx);
379
380         /*
381          * Waiting allocations only fail because of an inactive hctx.  In that
382          * case just retry the hctx assignment and tag allocation as CPU hotplug
383          * should have migrated us to an online CPU by now.
384          */
385         tag = blk_mq_get_tag(data);
386         if (tag == BLK_MQ_NO_TAG) {
387                 if (data->flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
388                         return NULL;
389
390                 /*
391                  * Give up the CPU and sleep for a random short time to ensure
392                  * that thread using a realtime scheduling class are migrated
393                  * off the CPU, and thus off the hctx that is going away.
394                  */
395                 msleep(3);
396                 goto retry;
397         }
398         return blk_mq_rq_ctx_init(data, tag, alloc_time_ns);
399 }
400
401 struct request *blk_mq_alloc_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
402                 blk_mq_req_flags_t flags)
403 {
404         struct blk_mq_alloc_data data = {
405                 .q              = q,
406                 .flags          = flags,
407                 .cmd_flags      = op,
408         };
409         struct request *rq;
410         int ret;
411
412         ret = blk_queue_enter(q, flags);
413         if (ret)
414                 return ERR_PTR(ret);
415
416         rq = __blk_mq_alloc_request(&data);
417         if (!rq)
418                 goto out_queue_exit;
419         rq->__data_len = 0;
420         rq->__sector = (sector_t) -1;
421         rq->bio = rq->biotail = NULL;
422         return rq;
423 out_queue_exit:
424         blk_queue_exit(q);
425         return ERR_PTR(-EWOULDBLOCK);
426 }
427 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_request);
428
429 struct request *blk_mq_alloc_request_hctx(struct request_queue *q,
430         unsigned int op, blk_mq_req_flags_t flags, unsigned int hctx_idx)
431 {
432         struct blk_mq_alloc_data data = {
433                 .q              = q,
434                 .flags          = flags,
435                 .cmd_flags      = op,
436         };
437         u64 alloc_time_ns = 0;
438         unsigned int cpu;
439         unsigned int tag;
440         int ret;
441
442         /* alloc_time includes depth and tag waits */
443         if (blk_queue_rq_alloc_time(q))
444                 alloc_time_ns = ktime_get_ns();
445
446         /*
447          * If the tag allocator sleeps we could get an allocation for a
448          * different hardware context.  No need to complicate the low level
449          * allocator for this for the rare use case of a command tied to
450          * a specific queue.
451          */
452         if (WARN_ON_ONCE(!(flags & (BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_RESERVED))))
453                 return ERR_PTR(-EINVAL);
454
455         if (hctx_idx >= q->nr_hw_queues)
456                 return ERR_PTR(-EIO);
457
458         ret = blk_queue_enter(q, flags);
459         if (ret)
460                 return ERR_PTR(ret);
461
462         /*
463          * Check if the hardware context is actually mapped to anything.
464          * If not tell the caller that it should skip this queue.
465          */
466         ret = -EXDEV;
467         data.hctx = q->queue_hw_ctx[hctx_idx];
468         if (!blk_mq_hw_queue_mapped(data.hctx))
469                 goto out_queue_exit;
470         cpu = cpumask_first_and(data.hctx->cpumask, cpu_online_mask);
471         data.ctx = __blk_mq_get_ctx(q, cpu);
472
473         if (!q->elevator)
474                 blk_mq_tag_busy(data.hctx);
475
476         ret = -EWOULDBLOCK;
477         tag = blk_mq_get_tag(&data);
478         if (tag == BLK_MQ_NO_TAG)
479                 goto out_queue_exit;
480         return blk_mq_rq_ctx_init(&data, tag, alloc_time_ns);
481
482 out_queue_exit:
483         blk_queue_exit(q);
484         return ERR_PTR(ret);
485 }
486 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_alloc_request_hctx);
487
488 static void __blk_mq_free_request(struct request *rq)
489 {
490         struct request_queue *q = rq->q;
491         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
492         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
493         const int sched_tag = rq->internal_tag;
494
495         blk_crypto_free_request(rq);
496         blk_pm_mark_last_busy(rq);
497         rq->mq_hctx = NULL;
498         if (rq->tag != BLK_MQ_NO_TAG)
499                 blk_mq_put_tag(hctx->tags, ctx, rq->tag);
500         if (sched_tag != BLK_MQ_NO_TAG)
501                 blk_mq_put_tag(hctx->sched_tags, ctx, sched_tag);
502         blk_mq_sched_restart(hctx);
503         blk_queue_exit(q);
504 }
505
506 void blk_mq_free_request(struct request *rq)
507 {
508         struct request_queue *q = rq->q;
509         struct elevator_queue *e = q->elevator;
510         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
511         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
512
513         if (rq->rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
514                 if (e && e->type->ops.finish_request)
515                         e->type->ops.finish_request(rq);
516                 if (rq->elv.icq) {
517                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
518                         rq->elv.icq = NULL;
519                 }
520         }
521
522         ctx->rq_completed[rq_is_sync(rq)]++;
523         if (rq->rq_flags & RQF_MQ_INFLIGHT)
524                 __blk_mq_dec_active_requests(hctx);
525
526         if (unlikely(laptop_mode && !blk_rq_is_passthrough(rq)))
527                 laptop_io_completion(q->backing_dev_info);
528
529         rq_qos_done(q, rq);
530
531         WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_IDLE);
532         if (refcount_dec_and_test(&rq->ref))
533                 __blk_mq_free_request(rq);
534 }
535 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_free_request);
536
537 inline void __blk_mq_end_request(struct request *rq, blk_status_t error)
538 {
539         u64 now = 0;
540
541         if (blk_mq_need_time_stamp(rq))
542                 now = ktime_get_ns();
543
544         if (rq->rq_flags & RQF_STATS) {
545                 blk_mq_poll_stats_start(rq->q);
546                 blk_stat_add(rq, now);
547         }
548
549         blk_mq_sched_completed_request(rq, now);
550
551         blk_account_io_done(rq, now);
552
553         if (rq->end_io) {
554                 rq_qos_done(rq->q, rq);
555                 rq->end_io(rq, error);
556         } else {
557                 blk_mq_free_request(rq);
558         }
559 }
560 EXPORT_SYMBOL(__blk_mq_end_request);
561
562 void blk_mq_end_request(struct request *rq, blk_status_t error)
563 {
564         if (blk_update_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq)))
565                 BUG();
566         __blk_mq_end_request(rq, error);
567 }
568 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_end_request);
569
570 /*
571  * Softirq action handler - move entries to local list and loop over them
572  * while passing them to the queue registered handler.
573  */
574 static __latent_entropy void blk_done_softirq(struct softirq_action *h)
575 {
576         struct list_head *cpu_list, local_list;
577
578         local_irq_disable();
579         cpu_list = this_cpu_ptr(&blk_cpu_done);
580         list_replace_init(cpu_list, &local_list);
581         local_irq_enable();
582
583         while (!list_empty(&local_list)) {
584                 struct request *rq;
585
586                 rq = list_entry(local_list.next, struct request, ipi_list);
587                 list_del_init(&rq->ipi_list);
588                 rq->q->mq_ops->complete(rq);
589         }
590 }
591
592 static void blk_mq_trigger_softirq(struct request *rq)
593 {
594         struct list_head *list;
595         unsigned long flags;
596
597         local_irq_save(flags);
598         list = this_cpu_ptr(&blk_cpu_done);
599         list_add_tail(&rq->ipi_list, list);
600
601         /*
602          * If the list only contains our just added request, signal a raise of
603          * the softirq.  If there are already entries there, someone already
604          * raised the irq but it hasn't run yet.
605          */
606         if (list->next == &rq->ipi_list)
607                 raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
608         local_irq_restore(flags);
609 }
610
611 static int blk_softirq_cpu_dead(unsigned int cpu)
612 {
613         /*
614          * If a CPU goes away, splice its entries to the current CPU
615          * and trigger a run of the softirq
616          */
617         local_irq_disable();
618         list_splice_init(&per_cpu(blk_cpu_done, cpu),
619                          this_cpu_ptr(&blk_cpu_done));
620         raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
621         local_irq_enable();
622
623         return 0;
624 }
625
626
627 static void __blk_mq_complete_request_remote(void *data)
628 {
629         struct request *rq = data;
630
631         /*
632          * For most of single queue controllers, there is only one irq vector
633          * for handling I/O completion, and the only irq's affinity is set
634          * to all possible CPUs.  On most of ARCHs, this affinity means the irq
635          * is handled on one specific CPU.
636          *
637          * So complete I/O requests in softirq context in case of single queue
638          * devices to avoid degrading I/O performance due to irqsoff latency.
639          */
640         if (rq->q->nr_hw_queues == 1)
641                 blk_mq_trigger_softirq(rq);
642         else
643                 rq->q->mq_ops->complete(rq);
644 }
645
646 static inline bool blk_mq_complete_need_ipi(struct request *rq)
647 {
648         int cpu = raw_smp_processor_id();
649
650         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SMP) ||
651             !test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &rq->q->queue_flags))
652                 return false;
653
654         /* same CPU or cache domain?  Complete locally */
655         if (cpu == rq->mq_ctx->cpu ||
656             (!test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_FORCE, &rq->q->queue_flags) &&
657              cpus_share_cache(cpu, rq->mq_ctx->cpu)))
658                 return false;
659
660         /* don't try to IPI to an offline CPU */
661         return cpu_online(rq->mq_ctx->cpu);
662 }
663
664 bool blk_mq_complete_request_remote(struct request *rq)
665 {
666         WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_COMPLETE);
667
668         /*
669          * For a polled request, always complete locallly, it's pointless
670          * to redirect the completion.
671          */
672         if (rq->cmd_flags & REQ_HIPRI)
673                 return false;
674
675         if (blk_mq_complete_need_ipi(rq)) {
676                 rq->csd.func = __blk_mq_complete_request_remote;
677                 rq->csd.info = rq;
678                 rq->csd.flags = 0;
679                 smp_call_function_single_async(rq->mq_ctx->cpu, &rq->csd);
680         } else {
681                 if (rq->q->nr_hw_queues > 1)
682                         return false;
683                 blk_mq_trigger_softirq(rq);
684         }
685
686         return true;
687 }
688 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_complete_request_remote);
689
690 /**
691  * blk_mq_complete_request - end I/O on a request
692  * @rq:         the request being processed
693  *
694  * Description:
695  *      Complete a request by scheduling the ->complete_rq operation.
696  **/
697 void blk_mq_complete_request(struct request *rq)
698 {
699         if (!blk_mq_complete_request_remote(rq))
700                 rq->q->mq_ops->complete(rq);
701 }
702 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_complete_request);
703
704 static void hctx_unlock(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, int srcu_idx)
705         __releases(hctx->srcu)
706 {
707         if (!(hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING))
708                 rcu_read_unlock();
709         else
710                 srcu_read_unlock(hctx->srcu, srcu_idx);
711 }
712
713 static void hctx_lock(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, int *srcu_idx)
714         __acquires(hctx->srcu)
715 {
716         if (!(hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)) {
717                 /* shut up gcc false positive */
718                 *srcu_idx = 0;
719                 rcu_read_lock();
720         } else
721                 *srcu_idx = srcu_read_lock(hctx->srcu);
722 }
723
724 /**
725  * blk_mq_start_request - Start processing a request
726  * @rq: Pointer to request to be started
727  *
728  * Function used by device drivers to notify the block layer that a request
729  * is going to be processed now, so blk layer can do proper initializations
730  * such as starting the timeout timer.
731  */
732 void blk_mq_start_request(struct request *rq)
733 {
734         struct request_queue *q = rq->q;
735
736         trace_block_rq_issue(rq);
737
738         if (test_bit(QUEUE_FLAG_STATS, &q->queue_flags)) {
739                 rq->io_start_time_ns = ktime_get_ns();
740                 rq->stats_sectors = blk_rq_sectors(rq);
741                 rq->rq_flags |= RQF_STATS;
742                 rq_qos_issue(q, rq);
743         }
744
745         WARN_ON_ONCE(blk_mq_rq_state(rq) != MQ_RQ_IDLE);
746
747         blk_add_timer(rq);
748         WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_IN_FLIGHT);
749
750 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
751         if (blk_integrity_rq(rq) && req_op(rq) == REQ_OP_WRITE)
752                 q->integrity.profile->prepare_fn(rq);
753 #endif
754 }
755 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_request);
756
757 static void __blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
758 {
759         struct request_queue *q = rq->q;
760
761         blk_mq_put_driver_tag(rq);
762
763         trace_block_rq_requeue(rq);
764         rq_qos_requeue(q, rq);
765
766         if (blk_mq_request_started(rq)) {
767                 WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_IDLE);
768                 rq->rq_flags &= ~RQF_TIMED_OUT;
769         }
770 }
771
772 void blk_mq_requeue_request(struct request *rq, bool kick_requeue_list)
773 {
774         __blk_mq_requeue_request(rq);
775
776         /* this request will be re-inserted to io scheduler queue */
777         blk_mq_sched_requeue_request(rq);
778
779         BUG_ON(!list_empty(&rq->queuelist));
780         blk_mq_add_to_requeue_list(rq, true, kick_requeue_list);
781 }
782 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_requeue_request);
783
784 static void blk_mq_requeue_work(struct work_struct *work)
785 {
786         struct request_queue *q =
787                 container_of(work, struct request_queue, requeue_work.work);
788         LIST_HEAD(rq_list);
789         struct request *rq, *next;
790
791         spin_lock_irq(&q->requeue_lock);
792         list_splice_init(&q->requeue_list, &rq_list);
793         spin_unlock_irq(&q->requeue_lock);
794
795         list_for_each_entry_safe(rq, next, &rq_list, queuelist) {
796                 if (!(rq->rq_flags & (RQF_SOFTBARRIER | RQF_DONTPREP)))
797                         continue;
798
799                 rq->rq_flags &= ~RQF_SOFTBARRIER;
800                 list_del_init(&rq->queuelist);
801                 /*
802                  * If RQF_DONTPREP, rq has contained some driver specific
803                  * data, so insert it to hctx dispatch list to avoid any
804                  * merge.
805                  */
806                 if (rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)
807                         blk_mq_request_bypass_insert(rq, false, false);
808                 else
809                         blk_mq_sched_insert_request(rq, true, false, false);
810         }
811
812         while (!list_empty(&rq_list)) {
813                 rq = list_entry(rq_list.next, struct request, queuelist);
814                 list_del_init(&rq->queuelist);
815                 blk_mq_sched_insert_request(rq, false, false, false);
816         }
817
818         blk_mq_run_hw_queues(q, false);
819 }
820
821 void blk_mq_add_to_requeue_list(struct request *rq, bool at_head,
822                                 bool kick_requeue_list)
823 {
824         struct request_queue *q = rq->q;
825         unsigned long flags;
826
827         /*
828          * We abuse this flag that is otherwise used by the I/O scheduler to
829          * request head insertion from the workqueue.
830          */
831         BUG_ON(rq->rq_flags & RQF_SOFTBARRIER);
832
833         spin_lock_irqsave(&q->requeue_lock, flags);
834         if (at_head) {
835                 rq->rq_flags |= RQF_SOFTBARRIER;
836                 list_add(&rq->queuelist, &q->requeue_list);
837         } else {
838                 list_add_tail(&rq->queuelist, &q->requeue_list);
839         }
840         spin_unlock_irqrestore(&q->requeue_lock, flags);
841
842         if (kick_requeue_list)
843                 blk_mq_kick_requeue_list(q);
844 }
845
846 void blk_mq_kick_requeue_list(struct request_queue *q)
847 {
848         kblockd_mod_delayed_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, &q->requeue_work, 0);
849 }
850 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_kick_requeue_list);
851
852 void blk_mq_delay_kick_requeue_list(struct request_queue *q,
853                                     unsigned long msecs)
854 {
855         kblockd_mod_delayed_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, &q->requeue_work,
856                                     msecs_to_jiffies(msecs));
857 }
858 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_delay_kick_requeue_list);
859
860 struct request *blk_mq_tag_to_rq(struct blk_mq_tags *tags, unsigned int tag)
861 {
862         if (tag < tags->nr_tags) {
863                 prefetch(tags->rqs[tag]);
864                 return tags->rqs[tag];
865         }
866
867         return NULL;
868 }
869 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_tag_to_rq);
870
871 static bool blk_mq_rq_inflight(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *rq,
872                                void *priv, bool reserved)
873 {
874         /*
875          * If we find a request that isn't idle and the queue matches,
876          * we know the queue is busy. Return false to stop the iteration.
877          */
878         if (blk_mq_request_started(rq) && rq->q == hctx->queue) {
879                 bool *busy = priv;
880
881                 *busy = true;
882                 return false;
883         }
884
885         return true;
886 }
887
888 bool blk_mq_queue_inflight(struct request_queue *q)
889 {
890         bool busy = false;
891
892         blk_mq_queue_tag_busy_iter(q, blk_mq_rq_inflight, &busy);
893         return busy;
894 }
895 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_queue_inflight);
896
897 static void blk_mq_rq_timed_out(struct request *req, bool reserved)
898 {
899         req->rq_flags |= RQF_TIMED_OUT;
900         if (req->q->mq_ops->timeout) {
901                 enum blk_eh_timer_return ret;
902
903                 ret = req->q->mq_ops->timeout(req, reserved);
904                 if (ret == BLK_EH_DONE)
905                         return;
906                 WARN_ON_ONCE(ret != BLK_EH_RESET_TIMER);
907         }
908
909         blk_add_timer(req);
910 }
911
912 static bool blk_mq_req_expired(struct request *rq, unsigned long *next)
913 {
914         unsigned long deadline;
915
916         if (blk_mq_rq_state(rq) != MQ_RQ_IN_FLIGHT)
917                 return false;
918         if (rq->rq_flags & RQF_TIMED_OUT)
919                 return false;
920
921         deadline = READ_ONCE(rq->deadline);
922         if (time_after_eq(jiffies, deadline))
923                 return true;
924
925         if (*next == 0)
926                 *next = deadline;
927         else if (time_after(*next, deadline))
928                 *next = deadline;
929         return false;
930 }
931
932 static bool blk_mq_check_expired(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
933                 struct request *rq, void *priv, bool reserved)
934 {
935         unsigned long *next = priv;
936
937         /*
938          * Just do a quick check if it is expired before locking the request in
939          * so we're not unnecessarilly synchronizing across CPUs.
940          */
941         if (!blk_mq_req_expired(rq, next))
942                 return true;
943
944         /*
945          * We have reason to believe the request may be expired. Take a
946          * reference on the request to lock this request lifetime into its
947          * currently allocated context to prevent it from being reallocated in
948          * the event the completion by-passes this timeout handler.
949          *
950          * If the reference was already released, then the driver beat the
951          * timeout handler to posting a natural completion.
952          */
953         if (!refcount_inc_not_zero(&rq->ref))
954                 return true;
955
956         /*
957          * The request is now locked and cannot be reallocated underneath the
958          * timeout handler's processing. Re-verify this exact request is truly
959          * expired; if it is not expired, then the request was completed and
960          * reallocated as a new request.
961          */
962         if (blk_mq_req_expired(rq, next))
963                 blk_mq_rq_timed_out(rq, reserved);
964
965         if (is_flush_rq(rq, hctx))
966                 rq->end_io(rq, 0);
967         else if (refcount_dec_and_test(&rq->ref))
968                 __blk_mq_free_request(rq);
969
970         return true;
971 }
972
973 static void blk_mq_timeout_work(struct work_struct *work)
974 {
975         struct request_queue *q =
976                 container_of(work, struct request_queue, timeout_work);
977         unsigned long next = 0;
978         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
979         int i;
980
981         /* A deadlock might occur if a request is stuck requiring a
982          * timeout at the same time a queue freeze is waiting
983          * completion, since the timeout code would not be able to
984          * acquire the queue reference here.
985          *
986          * That's why we don't use blk_queue_enter here; instead, we use
987          * percpu_ref_tryget directly, because we need to be able to
988          * obtain a reference even in the short window between the queue
989          * starting to freeze, by dropping the first reference in
990          * blk_freeze_queue_start, and the moment the last request is
991          * consumed, marked by the instant q_usage_counter reaches
992          * zero.
993          */
994         if (!percpu_ref_tryget(&q->q_usage_counter))
995                 return;
996
997         blk_mq_queue_tag_busy_iter(q, blk_mq_check_expired, &next);
998
999         if (next != 0) {
1000                 mod_timer(&q->timeout, next);
1001         } else {
1002                 /*
1003                  * Request timeouts are handled as a forward rolling timer. If
1004                  * we end up here it means that no requests are pending and
1005                  * also that no request has been pending for a while. Mark
1006                  * each hctx as idle.
1007                  */
1008                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1009                         /* the hctx may be unmapped, so check it here */
1010                         if (blk_mq_hw_queue_mapped(hctx))
1011                                 blk_mq_tag_idle(hctx);
1012                 }
1013         }
1014         blk_queue_exit(q);
1015 }
1016
1017 struct flush_busy_ctx_data {
1018         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1019         struct list_head *list;
1020 };
1021
1022 static bool flush_busy_ctx(struct sbitmap *sb, unsigned int bitnr, void *data)
1023 {
1024         struct flush_busy_ctx_data *flush_data = data;
1025         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = flush_data->hctx;
1026         struct blk_mq_ctx *ctx = hctx->ctxs[bitnr];
1027         enum hctx_type type = hctx->type;
1028
1029         spin_lock(&ctx->lock);
1030         list_splice_tail_init(&ctx->rq_lists[type], flush_data->list);
1031         sbitmap_clear_bit(sb, bitnr);
1032         spin_unlock(&ctx->lock);
1033         return true;
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Process software queues that have been marked busy, splicing them
1038  * to the for-dispatch
1039  */
1040 void blk_mq_flush_busy_ctxs(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct list_head *list)
1041 {
1042         struct flush_busy_ctx_data data = {
1043                 .hctx = hctx,
1044                 .list = list,
1045         };
1046
1047         sbitmap_for_each_set(&hctx->ctx_map, flush_busy_ctx, &data);
1048 }
1049 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_flush_busy_ctxs);
1050
1051 struct dispatch_rq_data {
1052         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1053         struct request *rq;
1054 };
1055
1056 static bool dispatch_rq_from_ctx(struct sbitmap *sb, unsigned int bitnr,
1057                 void *data)
1058 {
1059         struct dispatch_rq_data *dispatch_data = data;
1060         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = dispatch_data->hctx;
1061         struct blk_mq_ctx *ctx = hctx->ctxs[bitnr];
1062         enum hctx_type type = hctx->type;
1063
1064         spin_lock(&ctx->lock);
1065         if (!list_empty(&ctx->rq_lists[type])) {
1066                 dispatch_data->rq = list_entry_rq(ctx->rq_lists[type].next);
1067                 list_del_init(&dispatch_data->rq->queuelist);
1068                 if (list_empty(&ctx->rq_lists[type]))
1069                         sbitmap_clear_bit(sb, bitnr);
1070         }
1071         spin_unlock(&ctx->lock);
1072
1073         return !dispatch_data->rq;
1074 }
1075
1076 struct request *blk_mq_dequeue_from_ctx(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1077                                         struct blk_mq_ctx *start)
1078 {
1079         unsigned off = start ? start->index_hw[hctx->type] : 0;
1080         struct dispatch_rq_data data = {
1081                 .hctx = hctx,
1082                 .rq   = NULL,
1083         };
1084
1085         __sbitmap_for_each_set(&hctx->ctx_map, off,
1086                                dispatch_rq_from_ctx, &data);
1087
1088         return data.rq;
1089 }
1090
1091 static inline unsigned int queued_to_index(unsigned int queued)
1092 {
1093         if (!queued)
1094                 return 0;
1095
1096         return min(BLK_MQ_MAX_DISPATCH_ORDER - 1, ilog2(queued) + 1);
1097 }
1098
1099 static bool __blk_mq_get_driver_tag(struct request *rq)
1100 {
1101         struct sbitmap_queue *bt = rq->mq_hctx->tags->bitmap_tags;
1102         unsigned int tag_offset = rq->mq_hctx->tags->nr_reserved_tags;
1103         int tag;
1104
1105         blk_mq_tag_busy(rq->mq_hctx);
1106
1107         if (blk_mq_tag_is_reserved(rq->mq_hctx->sched_tags, rq->internal_tag)) {
1108                 bt = rq->mq_hctx->tags->breserved_tags;
1109                 tag_offset = 0;
1110         } else {
1111                 if (!hctx_may_queue(rq->mq_hctx, bt))
1112                         return false;
1113         }
1114
1115         tag = __sbitmap_queue_get(bt);
1116         if (tag == BLK_MQ_NO_TAG)
1117                 return false;
1118
1119         rq->tag = tag + tag_offset;
1120         return true;
1121 }
1122
1123 static bool blk_mq_get_driver_tag(struct request *rq)
1124 {
1125         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
1126
1127         if (rq->tag == BLK_MQ_NO_TAG && !__blk_mq_get_driver_tag(rq))
1128                 return false;
1129
1130         if ((hctx->flags & BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED) &&
1131                         !(rq->rq_flags & RQF_MQ_INFLIGHT)) {
1132                 rq->rq_flags |= RQF_MQ_INFLIGHT;
1133                 __blk_mq_inc_active_requests(hctx);
1134         }
1135         hctx->tags->rqs[rq->tag] = rq;
1136         return true;
1137 }
1138
1139 static int blk_mq_dispatch_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
1140                                 int flags, void *key)
1141 {
1142         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1143
1144         hctx = container_of(wait, struct blk_mq_hw_ctx, dispatch_wait);
1145
1146         spin_lock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1147         if (!list_empty(&wait->entry)) {
1148                 struct sbitmap_queue *sbq;
1149
1150                 list_del_init(&wait->entry);
1151                 sbq = hctx->tags->bitmap_tags;
1152                 atomic_dec(&sbq->ws_active);
1153         }
1154         spin_unlock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1155
1156         blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
1157         return 1;
1158 }
1159
1160 /*
1161  * Mark us waiting for a tag. For shared tags, this involves hooking us into
1162  * the tag wakeups. For non-shared tags, we can simply mark us needing a
1163  * restart. For both cases, take care to check the condition again after
1164  * marking us as waiting.
1165  */
1166 static bool blk_mq_mark_tag_wait(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1167                                  struct request *rq)
1168 {
1169         struct sbitmap_queue *sbq = hctx->tags->bitmap_tags;
1170         struct wait_queue_head *wq;
1171         wait_queue_entry_t *wait;
1172         bool ret;
1173
1174         if (!(hctx->flags & BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED)) {
1175                 blk_mq_sched_mark_restart_hctx(hctx);
1176
1177                 /*
1178                  * It's possible that a tag was freed in the window between the
1179                  * allocation failure and adding the hardware queue to the wait
1180                  * queue.
1181                  *
1182                  * Don't clear RESTART here, someone else could have set it.
1183                  * At most this will cost an extra queue run.
1184                  */
1185                 return blk_mq_get_driver_tag(rq);
1186         }
1187
1188         wait = &hctx->dispatch_wait;
1189         if (!list_empty_careful(&wait->entry))
1190                 return false;
1191
1192         wq = &bt_wait_ptr(sbq, hctx)->wait;
1193
1194         spin_lock_irq(&wq->lock);
1195         spin_lock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1196         if (!list_empty(&wait->entry)) {
1197                 spin_unlock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1198                 spin_unlock_irq(&wq->lock);
1199                 return false;
1200         }
1201
1202         atomic_inc(&sbq->ws_active);
1203         wait->flags &= ~WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
1204         __add_wait_queue(wq, wait);
1205
1206         /*
1207          * It's possible that a tag was freed in the window between the
1208          * allocation failure and adding the hardware queue to the wait
1209          * queue.
1210          */
1211         ret = blk_mq_get_driver_tag(rq);
1212         if (!ret) {
1213                 spin_unlock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1214                 spin_unlock_irq(&wq->lock);
1215                 return false;
1216         }
1217
1218         /*
1219          * We got a tag, remove ourselves from the wait queue to ensure
1220          * someone else gets the wakeup.
1221          */
1222         list_del_init(&wait->entry);
1223         atomic_dec(&sbq->ws_active);
1224         spin_unlock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1225         spin_unlock_irq(&wq->lock);
1226
1227         return true;
1228 }
1229
1230 #define BLK_MQ_DISPATCH_BUSY_EWMA_WEIGHT  8
1231 #define BLK_MQ_DISPATCH_BUSY_EWMA_FACTOR  4
1232 /*
1233  * Update dispatch busy with the Exponential Weighted Moving Average(EWMA):
1234  * - EWMA is one simple way to compute running average value
1235  * - weight(7/8 and 1/8) is applied so that it can decrease exponentially
1236  * - take 4 as factor for avoiding to get too small(0) result, and this
1237  *   factor doesn't matter because EWMA decreases exponentially
1238  */
1239 static void blk_mq_update_dispatch_busy(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool busy)
1240 {
1241         unsigned int ewma;
1242
1243         if (hctx->queue->elevator)
1244                 return;
1245
1246         ewma = hctx->dispatch_busy;
1247
1248         if (!ewma && !busy)
1249                 return;
1250
1251         ewma *= BLK_MQ_DISPATCH_BUSY_EWMA_WEIGHT - 1;
1252         if (busy)
1253                 ewma += 1 << BLK_MQ_DISPATCH_BUSY_EWMA_FACTOR;
1254         ewma /= BLK_MQ_DISPATCH_BUSY_EWMA_WEIGHT;
1255
1256         hctx->dispatch_busy = ewma;
1257 }
1258
1259 #define BLK_MQ_RESOURCE_DELAY   3               /* ms units */
1260
1261 static void blk_mq_handle_dev_resource(struct request *rq,
1262                                        struct list_head *list)
1263 {
1264         struct request *next =
1265                 list_first_entry_or_null(list, struct request, queuelist);
1266
1267         /*
1268          * If an I/O scheduler has been configured and we got a driver tag for
1269          * the next request already, free it.
1270          */
1271         if (next)
1272                 blk_mq_put_driver_tag(next);
1273
1274         list_add(&rq->queuelist, list);
1275         __blk_mq_requeue_request(rq);
1276 }
1277
1278 static void blk_mq_handle_zone_resource(struct request *rq,
1279                                         struct list_head *zone_list)
1280 {
1281         /*
1282          * If we end up here it is because we cannot dispatch a request to a
1283          * specific zone due to LLD level zone-write locking or other zone
1284          * related resource not being available. In this case, set the request
1285          * aside in zone_list for retrying it later.
1286          */
1287         list_add(&rq->queuelist, zone_list);
1288         __blk_mq_requeue_request(rq);
1289 }
1290
1291 enum prep_dispatch {
1292         PREP_DISPATCH_OK,
1293         PREP_DISPATCH_NO_TAG,
1294         PREP_DISPATCH_NO_BUDGET,
1295 };
1296
1297 static enum prep_dispatch blk_mq_prep_dispatch_rq(struct request *rq,
1298                                                   bool need_budget)
1299 {
1300         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
1301
1302         if (need_budget && !blk_mq_get_dispatch_budget(rq->q)) {
1303                 blk_mq_put_driver_tag(rq);
1304                 return PREP_DISPATCH_NO_BUDGET;
1305         }
1306
1307         if (!blk_mq_get_driver_tag(rq)) {
1308                 /*
1309                  * The initial allocation attempt failed, so we need to
1310                  * rerun the hardware queue when a tag is freed. The
1311                  * waitqueue takes care of that. If the queue is run
1312                  * before we add this entry back on the dispatch list,
1313                  * we'll re-run it below.
1314                  */
1315                 if (!blk_mq_mark_tag_wait(hctx, rq)) {
1316                         /*
1317                          * All budgets not got from this function will be put
1318                          * together during handling partial dispatch
1319                          */
1320                         if (need_budget)
1321                                 blk_mq_put_dispatch_budget(rq->q);
1322                         return PREP_DISPATCH_NO_TAG;
1323                 }
1324         }
1325
1326         return PREP_DISPATCH_OK;
1327 }
1328
1329 /* release all allocated budgets before calling to blk_mq_dispatch_rq_list */
1330 static void blk_mq_release_budgets(struct request_queue *q,
1331                 unsigned int nr_budgets)
1332 {
1333         int i;
1334
1335         for (i = 0; i < nr_budgets; i++)
1336                 blk_mq_put_dispatch_budget(q);
1337 }
1338
1339 /*
1340  * Returns true if we did some work AND can potentially do more.
1341  */
1342 bool blk_mq_dispatch_rq_list(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct list_head *list,
1343                              unsigned int nr_budgets)
1344 {
1345         enum prep_dispatch prep;
1346         struct request_queue *q = hctx->queue;
1347         struct request *rq, *nxt;
1348         int errors, queued;
1349         blk_status_t ret = BLK_STS_OK;
1350         LIST_HEAD(zone_list);
1351
1352         if (list_empty(list))
1353                 return false;
1354
1355         /*
1356          * Now process all the entries, sending them to the driver.
1357          */
1358         errors = queued = 0;
1359         do {
1360                 struct blk_mq_queue_data bd;
1361
1362                 rq = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
1363
1364                 WARN_ON_ONCE(hctx != rq->mq_hctx);
1365                 prep = blk_mq_prep_dispatch_rq(rq, !nr_budgets);
1366                 if (prep != PREP_DISPATCH_OK)
1367                         break;
1368
1369                 list_del_init(&rq->queuelist);
1370
1371                 bd.rq = rq;
1372
1373                 /*
1374                  * Flag last if we have no more requests, or if we have more
1375                  * but can't assign a driver tag to it.
1376                  */
1377                 if (list_empty(list))
1378                         bd.last = true;
1379                 else {
1380                         nxt = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
1381                         bd.last = !blk_mq_get_driver_tag(nxt);
1382                 }
1383
1384                 /*
1385                  * once the request is queued to lld, no need to cover the
1386                  * budget any more
1387                  */
1388                 if (nr_budgets)
1389                         nr_budgets--;
1390                 ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, &bd);
1391                 switch (ret) {
1392                 case BLK_STS_OK:
1393                         queued++;
1394                         break;
1395                 case BLK_STS_RESOURCE:
1396                 case BLK_STS_DEV_RESOURCE:
1397                         blk_mq_handle_dev_resource(rq, list);
1398                         goto out;
1399                 case BLK_STS_ZONE_RESOURCE:
1400                         /*
1401                          * Move the request to zone_list and keep going through
1402                          * the dispatch list to find more requests the drive can
1403                          * accept.
1404                          */
1405                         blk_mq_handle_zone_resource(rq, &zone_list);
1406                         break;
1407                 default:
1408                         errors++;
1409                         blk_mq_end_request(rq, BLK_STS_IOERR);
1410                 }
1411         } while (!list_empty(list));
1412 out:
1413         if (!list_empty(&zone_list))
1414                 list_splice_tail_init(&zone_list, list);
1415
1416         hctx->dispatched[queued_to_index(queued)]++;
1417
1418         /* If we didn't flush the entire list, we could have told the driver
1419          * there was more coming, but that turned out to be a lie.
1420          */
1421         if ((!list_empty(list) || errors) && q->mq_ops->commit_rqs && queued)
1422                 q->mq_ops->commit_rqs(hctx);
1423         /*
1424          * Any items that need requeuing? Stuff them into hctx->dispatch,
1425          * that is where we will continue on next queue run.
1426          */
1427         if (!list_empty(list)) {
1428                 bool needs_restart;
1429                 /* For non-shared tags, the RESTART check will suffice */
1430                 bool no_tag = prep == PREP_DISPATCH_NO_TAG &&
1431                         (hctx->flags & BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED);
1432                 bool no_budget_avail = prep == PREP_DISPATCH_NO_BUDGET;
1433
1434                 blk_mq_release_budgets(q, nr_budgets);
1435
1436                 spin_lock(&hctx->lock);
1437                 list_splice_tail_init(list, &hctx->dispatch);
1438                 spin_unlock(&hctx->lock);
1439
1440                 /*
1441                  * Order adding requests to hctx->dispatch and checking
1442                  * SCHED_RESTART flag. The pair of this smp_mb() is the one
1443                  * in blk_mq_sched_restart(). Avoid restart code path to
1444                  * miss the new added requests to hctx->dispatch, meantime
1445                  * SCHED_RESTART is observed here.
1446                  */
1447                 smp_mb();
1448
1449                 /*
1450                  * If SCHED_RESTART was set by the caller of this function and
1451                  * it is no longer set that means that it was cleared by another
1452                  * thread and hence that a queue rerun is needed.
1453                  *
1454                  * If 'no_tag' is set, that means that we failed getting
1455                  * a driver tag with an I/O scheduler attached. If our dispatch
1456                  * waitqueue is no longer active, ensure that we run the queue
1457                  * AFTER adding our entries back to the list.
1458                  *
1459                  * If no I/O scheduler has been configured it is possible that
1460                  * the hardware queue got stopped and restarted before requests
1461                  * were pushed back onto the dispatch list. Rerun the queue to
1462                  * avoid starvation. Notes:
1463                  * - blk_mq_run_hw_queue() checks whether or not a queue has
1464                  *   been stopped before rerunning a queue.
1465                  * - Some but not all block drivers stop a queue before
1466                  *   returning BLK_STS_RESOURCE. Two exceptions are scsi-mq
1467                  *   and dm-rq.
1468                  *
1469                  * If driver returns BLK_STS_RESOURCE and SCHED_RESTART
1470                  * bit is set, run queue after a delay to avoid IO stalls
1471                  * that could otherwise occur if the queue is idle.  We'll do
1472                  * similar if we couldn't get budget and SCHED_RESTART is set.
1473                  */
1474                 needs_restart = blk_mq_sched_needs_restart(hctx);
1475                 if (!needs_restart ||
1476                     (no_tag && list_empty_careful(&hctx->dispatch_wait.entry)))
1477                         blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
1478                 else if (needs_restart && (ret == BLK_STS_RESOURCE ||
1479                                            no_budget_avail))
1480                         blk_mq_delay_run_hw_queue(hctx, BLK_MQ_RESOURCE_DELAY);
1481
1482                 blk_mq_update_dispatch_busy(hctx, true);
1483                 return false;
1484         } else
1485                 blk_mq_update_dispatch_busy(hctx, false);
1486
1487         return (queued + errors) != 0;
1488 }
1489
1490 /**
1491  * __blk_mq_run_hw_queue - Run a hardware queue.
1492  * @hctx: Pointer to the hardware queue to run.
1493  *
1494  * Send pending requests to the hardware.
1495  */
1496 static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1497 {
1498         int srcu_idx;
1499
1500         /*
1501          * We should be running this queue from one of the CPUs that
1502          * are mapped to it.
1503          *
1504          * There are at least two related races now between setting
1505          * hctx->next_cpu from blk_mq_hctx_next_cpu() and running
1506          * __blk_mq_run_hw_queue():
1507          *
1508          * - hctx->next_cpu is found offline in blk_mq_hctx_next_cpu(),
1509          *   but later it becomes online, then this warning is harmless
1510          *   at all
1511          *
1512          * - hctx->next_cpu is found online in blk_mq_hctx_next_cpu(),
1513          *   but later it becomes offline, then the warning can't be
1514          *   triggered, and we depend on blk-mq timeout handler to
1515          *   handle dispatched requests to this hctx
1516          */
1517         if (!cpumask_test_cpu(raw_smp_processor_id(), hctx->cpumask) &&
1518                 cpu_online(hctx->next_cpu)) {
1519                 printk(KERN_WARNING "run queue from wrong CPU %d, hctx %s\n",
1520                         raw_smp_processor_id(),
1521                         cpumask_empty(hctx->cpumask) ? "inactive": "active");
1522                 dump_stack();
1523         }
1524
1525         /*
1526          * We can't run the queue inline with ints disabled. Ensure that
1527          * we catch bad users of this early.
1528          */
1529         WARN_ON_ONCE(in_interrupt());
1530
1531         might_sleep_if(hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING);
1532
1533         hctx_lock(hctx, &srcu_idx);
1534         blk_mq_sched_dispatch_requests(hctx);
1535         hctx_unlock(hctx, srcu_idx);
1536 }
1537
1538 static inline int blk_mq_first_mapped_cpu(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1539 {
1540         int cpu = cpumask_first_and(hctx->cpumask, cpu_online_mask);
1541
1542         if (cpu >= nr_cpu_ids)
1543                 cpu = cpumask_first(hctx->cpumask);
1544         return cpu;
1545 }
1546
1547 /*
1548  * It'd be great if the workqueue API had a way to pass
1549  * in a mask and had some smarts for more clever placement.
1550  * For now we just round-robin here, switching for every
1551  * BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH queued items.
1552  */
1553 static int blk_mq_hctx_next_cpu(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1554 {
1555         bool tried = false;
1556         int next_cpu = hctx->next_cpu;
1557
1558         if (hctx->queue->nr_hw_queues == 1)
1559                 return WORK_CPU_UNBOUND;
1560
1561         if (--hctx->next_cpu_batch <= 0) {
1562 select_cpu:
1563                 next_cpu = cpumask_next_and(next_cpu, hctx->cpumask,
1564                                 cpu_online_mask);
1565                 if (next_cpu >= nr_cpu_ids)
1566                         next_cpu = blk_mq_first_mapped_cpu(hctx);
1567                 hctx->next_cpu_batch = BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH;
1568         }
1569
1570         /*
1571          * Do unbound schedule if we can't find a online CPU for this hctx,
1572          * and it should only happen in the path of handling CPU DEAD.
1573          */
1574         if (!cpu_online(next_cpu)) {
1575                 if (!tried) {
1576                         tried = true;
1577                         goto select_cpu;
1578                 }
1579
1580                 /*
1581                  * Make sure to re-select CPU next time once after CPUs
1582                  * in hctx->cpumask become online again.
1583                  */
1584                 hctx->next_cpu = next_cpu;
1585                 hctx->next_cpu_batch = 1;
1586                 return WORK_CPU_UNBOUND;
1587         }
1588
1589         hctx->next_cpu = next_cpu;
1590         return next_cpu;
1591 }
1592
1593 /**
1594  * __blk_mq_delay_run_hw_queue - Run (or schedule to run) a hardware queue.
1595  * @hctx: Pointer to the hardware queue to run.
1596  * @async: If we want to run the queue asynchronously.
1597  * @msecs: Milliseconds of delay to wait before running the queue.
1598  *
1599  * If !@async, try to run the queue now. Else, run the queue asynchronously and
1600  * with a delay of @msecs.
1601  */
1602 static void __blk_mq_delay_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async,
1603                                         unsigned long msecs)
1604 {
1605         if (unlikely(blk_mq_hctx_stopped(hctx)))
1606                 return;
1607
1608         if (!async && !(hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)) {
1609                 int cpu = get_cpu();
1610                 if (cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask)) {
1611                         __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
1612                         put_cpu();
1613                         return;
1614                 }
1615
1616                 put_cpu();
1617         }
1618
1619         kblockd_mod_delayed_work_on(blk_mq_hctx_next_cpu(hctx), &hctx->run_work,
1620                                     msecs_to_jiffies(msecs));
1621 }
1622
1623 /**
1624  * blk_mq_delay_run_hw_queue - Run a hardware queue asynchronously.
1625  * @hctx: Pointer to the hardware queue to run.
1626  * @msecs: Milliseconds of delay to wait before running the queue.
1627  *
1628  * Run a hardware queue asynchronously with a delay of @msecs.
1629  */
1630 void blk_mq_delay_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned long msecs)
1631 {
1632         __blk_mq_delay_run_hw_queue(hctx, true, msecs);
1633 }
1634 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_delay_run_hw_queue);
1635
1636 /**
1637  * blk_mq_run_hw_queue - Start to run a hardware queue.
1638  * @hctx: Pointer to the hardware queue to run.
1639  * @async: If we want to run the queue asynchronously.
1640  *
1641  * Check if the request queue is not in a quiesced state and if there are
1642  * pending requests to be sent. If this is true, run the queue to send requests
1643  * to hardware.
1644  */
1645 void blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async)
1646 {
1647         int srcu_idx;
1648         bool need_run;
1649
1650         /*
1651          * When queue is quiesced, we may be switching io scheduler, or
1652          * updating nr_hw_queues, or other things, and we can't run queue
1653          * any more, even __blk_mq_hctx_has_pending() can't be called safely.
1654          *
1655          * And queue will be rerun in blk_mq_unquiesce_queue() if it is
1656          * quiesced.
1657          */
1658         hctx_lock(hctx, &srcu_idx);
1659         need_run = !blk_queue_quiesced(hctx->queue) &&
1660                 blk_mq_hctx_has_pending(hctx);
1661         hctx_unlock(hctx, srcu_idx);
1662
1663         if (need_run)
1664                 __blk_mq_delay_run_hw_queue(hctx, async, 0);
1665 }
1666 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_run_hw_queue);
1667
1668 /**
1669  * blk_mq_run_hw_queues - Run all hardware queues in a request queue.
1670  * @q: Pointer to the request queue to run.
1671  * @async: If we want to run the queue asynchronously.
1672  */
1673 void blk_mq_run_hw_queues(struct request_queue *q, bool async)
1674 {
1675         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1676         int i;
1677
1678         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1679                 if (blk_mq_hctx_stopped(hctx))
1680                         continue;
1681
1682                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
1683         }
1684 }
1685 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_run_hw_queues);
1686
1687 /**
1688  * blk_mq_delay_run_hw_queues - Run all hardware queues asynchronously.
1689  * @q: Pointer to the request queue to run.
1690  * @msecs: Milliseconds of delay to wait before running the queues.
1691  */
1692 void blk_mq_delay_run_hw_queues(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
1693 {
1694         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1695         int i;
1696
1697         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1698                 if (blk_mq_hctx_stopped(hctx))
1699                         continue;
1700
1701                 blk_mq_delay_run_hw_queue(hctx, msecs);
1702         }
1703 }
1704 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_delay_run_hw_queues);
1705
1706 /**
1707  * blk_mq_queue_stopped() - check whether one or more hctxs have been stopped
1708  * @q: request queue.
1709  *
1710  * The caller is responsible for serializing this function against
1711  * blk_mq_{start,stop}_hw_queue().
1712  */
1713 bool blk_mq_queue_stopped(struct request_queue *q)
1714 {
1715         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1716         int i;
1717
1718         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1719                 if (blk_mq_hctx_stopped(hctx))
1720                         return true;
1721
1722         return false;
1723 }
1724 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_queue_stopped);
1725
1726 /*
1727  * This function is often used for pausing .queue_rq() by driver when
1728  * there isn't enough resource or some conditions aren't satisfied, and
1729  * BLK_STS_RESOURCE is usually returned.
1730  *
1731  * We do not guarantee that dispatch can be drained or blocked
1732  * after blk_mq_stop_hw_queue() returns. Please use
1733  * blk_mq_quiesce_queue() for that requirement.
1734  */
1735 void blk_mq_stop_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1736 {
1737         cancel_delayed_work(&hctx->run_work);
1738
1739         set_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
1740 }
1741 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queue);
1742
1743 /*
1744  * This function is often used for pausing .queue_rq() by driver when
1745  * there isn't enough resource or some conditions aren't satisfied, and
1746  * BLK_STS_RESOURCE is usually returned.
1747  *
1748  * We do not guarantee that dispatch can be drained or blocked
1749  * after blk_mq_stop_hw_queues() returns. Please use
1750  * blk_mq_quiesce_queue() for that requirement.
1751  */
1752 void blk_mq_stop_hw_queues(struct request_queue *q)
1753 {
1754         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1755         int i;
1756
1757         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1758                 blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
1759 }
1760 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queues);
1761
1762 void blk_mq_start_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1763 {
1764         clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
1765
1766         blk_mq_run_hw_queue(hctx, false);
1767 }
1768 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queue);
1769
1770 void blk_mq_start_hw_queues(struct request_queue *q)
1771 {
1772         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1773         int i;
1774
1775         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1776                 blk_mq_start_hw_queue(hctx);
1777 }
1778 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queues);
1779
1780 void blk_mq_start_stopped_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async)
1781 {
1782         if (!blk_mq_hctx_stopped(hctx))
1783                 return;
1784
1785         clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
1786         blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
1787 }
1788 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_start_stopped_hw_queue);
1789
1790 void blk_mq_start_stopped_hw_queues(struct request_queue *q, bool async)
1791 {
1792         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1793         int i;
1794
1795         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1796                 blk_mq_start_stopped_hw_queue(hctx, async);
1797 }
1798 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_stopped_hw_queues);
1799
1800 static void blk_mq_run_work_fn(struct work_struct *work)
1801 {
1802         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1803
1804         hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, run_work.work);
1805
1806         /*
1807          * If we are stopped, don't run the queue.
1808          */
1809         if (blk_mq_hctx_stopped(hctx))
1810                 return;
1811
1812         __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
1813 }
1814
1815 static inline void __blk_mq_insert_req_list(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1816                                             struct request *rq,
1817                                             bool at_head)
1818 {
1819         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
1820         enum hctx_type type = hctx->type;
1821
1822         lockdep_assert_held(&ctx->lock);
1823
1824         trace_block_rq_insert(rq);
1825
1826         if (at_head)
1827                 list_add(&rq->queuelist, &ctx->rq_lists[type]);
1828         else
1829                 list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_lists[type]);
1830 }
1831
1832 void __blk_mq_insert_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *rq,
1833                              bool at_head)
1834 {
1835         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
1836
1837         lockdep_assert_held(&ctx->lock);
1838
1839         __blk_mq_insert_req_list(hctx, rq, at_head);
1840         blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1841 }
1842
1843 /**
1844  * blk_mq_request_bypass_insert - Insert a request at dispatch list.
1845  * @rq: Pointer to request to be inserted.
1846  * @at_head: true if the request should be inserted at the head of the list.
1847  * @run_queue: If we should run the hardware queue after inserting the request.
1848  *
1849  * Should only be used carefully, when the caller knows we want to
1850  * bypass a potential IO scheduler on the target device.
1851  */
1852 void blk_mq_request_bypass_insert(struct request *rq, bool at_head,
1853                                   bool run_queue)
1854 {
1855         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
1856
1857         spin_lock(&hctx->lock);
1858         if (at_head)
1859                 list_add(&rq->queuelist, &hctx->dispatch);
1860         else
1861                 list_add_tail(&rq->queuelist, &hctx->dispatch);
1862         spin_unlock(&hctx->lock);
1863
1864         if (run_queue)
1865                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, false);
1866 }
1867
1868 void blk_mq_insert_requests(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct blk_mq_ctx *ctx,
1869                             struct list_head *list)
1870
1871 {
1872         struct request *rq;
1873         enum hctx_type type = hctx->type;
1874
1875         /*
1876          * preemption doesn't flush plug list, so it's possible ctx->cpu is
1877          * offline now
1878          */
1879         list_for_each_entry(rq, list, queuelist) {
1880                 BUG_ON(rq->mq_ctx != ctx);
1881                 trace_block_rq_insert(rq);
1882         }
1883
1884         spin_lock(&ctx->lock);
1885         list_splice_tail_init(list, &ctx->rq_lists[type]);
1886         blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1887         spin_unlock(&ctx->lock);
1888 }
1889
1890 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1891 {
1892         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
1893         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
1894
1895         if (rqa->mq_ctx != rqb->mq_ctx)
1896                 return rqa->mq_ctx > rqb->mq_ctx;
1897         if (rqa->mq_hctx != rqb->mq_hctx)
1898                 return rqa->mq_hctx > rqb->mq_hctx;
1899
1900         return blk_rq_pos(rqa) > blk_rq_pos(rqb);
1901 }
1902
1903 void blk_mq_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1904 {
1905         LIST_HEAD(list);
1906
1907         if (list_empty(&plug->mq_list))
1908                 return;
1909         list_splice_init(&plug->mq_list, &list);
1910
1911         if (plug->rq_count > 2 && plug->multiple_queues)
1912                 list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
1913
1914         plug->rq_count = 0;
1915
1916         do {
1917                 struct list_head rq_list;
1918                 struct request *rq, *head_rq = list_entry_rq(list.next);
1919                 struct list_head *pos = &head_rq->queuelist; /* skip first */
1920                 struct blk_mq_hw_ctx *this_hctx = head_rq->mq_hctx;
1921                 struct blk_mq_ctx *this_ctx = head_rq->mq_ctx;
1922                 unsigned int depth = 1;
1923
1924                 list_for_each_continue(pos, &list) {
1925                         rq = list_entry_rq(pos);
1926                         BUG_ON(!rq->q);
1927                         if (rq->mq_hctx != this_hctx || rq->mq_ctx != this_ctx)
1928                                 break;
1929                         depth++;
1930                 }
1931
1932                 list_cut_before(&rq_list, &list, pos);
1933                 trace_block_unplug(head_rq->q, depth, !from_schedule);
1934                 blk_mq_sched_insert_requests(this_hctx, this_ctx, &rq_list,
1935                                                 from_schedule);
1936         } while(!list_empty(&list));
1937 }
1938
1939 static void blk_mq_bio_to_request(struct request *rq, struct bio *bio,
1940                 unsigned int nr_segs)
1941 {
1942         int err;
1943
1944         if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
1945                 rq->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1946
1947         rq->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1948         rq->write_hint = bio->bi_write_hint;
1949         blk_rq_bio_prep(rq, bio, nr_segs);
1950
1951         /* This can't fail, since GFP_NOIO includes __GFP_DIRECT_RECLAIM. */
1952         err = blk_crypto_rq_bio_prep(rq, bio, GFP_NOIO);
1953         WARN_ON_ONCE(err);
1954
1955         blk_account_io_start(rq);
1956 }
1957
1958 static blk_status_t __blk_mq_issue_directly(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1959                                             struct request *rq,
1960                                             blk_qc_t *cookie, bool last)
1961 {
1962         struct request_queue *q = rq->q;
1963         struct blk_mq_queue_data bd = {
1964                 .rq = rq,
1965                 .last = last,
1966         };
1967         blk_qc_t new_cookie;
1968         blk_status_t ret;
1969
1970         new_cookie = request_to_qc_t(hctx, rq);
1971
1972         /*
1973          * For OK queue, we are done. For error, caller may kill it.
1974          * Any other error (busy), just add it to our list as we
1975          * previously would have done.
1976          */
1977         ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, &bd);
1978         switch (ret) {
1979         case BLK_STS_OK:
1980                 blk_mq_update_dispatch_busy(hctx, false);
1981                 *cookie = new_cookie;
1982                 break;
1983         case BLK_STS_RESOURCE:
1984         case BLK_STS_DEV_RESOURCE:
1985                 blk_mq_update_dispatch_busy(hctx, true);
1986                 __blk_mq_requeue_request(rq);
1987                 break;
1988         default:
1989                 blk_mq_update_dispatch_busy(hctx, false);
1990                 *cookie = BLK_QC_T_NONE;
1991                 break;
1992         }
1993
1994         return ret;
1995 }
1996
1997 static blk_status_t __blk_mq_try_issue_directly(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1998                                                 struct request *rq,
1999                                                 blk_qc_t *cookie,
2000                                                 bool bypass_insert, bool last)
2001 {
2002         struct request_queue *q = rq->q;
2003         bool run_queue = true;
2004
2005         /*
2006          * RCU or SRCU read lock is needed before checking quiesced flag.
2007          *
2008          * When queue is stopped or quiesced, ignore 'bypass_insert' from
2009          * blk_mq_request_issue_directly(), and return BLK_STS_OK to caller,
2010          * and avoid driver to try to dispatch again.
2011          */
2012         if (blk_mq_hctx_stopped(hctx) || blk_queue_quiesced(q)) {
2013                 run_queue = false;
2014                 bypass_insert = false;
2015                 goto insert;
2016         }
2017
2018         if (q->elevator && !bypass_insert)
2019                 goto insert;
2020
2021         if (!blk_mq_get_dispatch_budget(q))
2022                 goto insert;
2023
2024         if (!blk_mq_get_driver_tag(rq)) {
2025                 blk_mq_put_dispatch_budget(q);
2026                 goto insert;
2027         }
2028
2029         return __blk_mq_issue_directly(hctx, rq, cookie, last);
2030 insert:
2031         if (bypass_insert)
2032                 return BLK_STS_RESOURCE;
2033
2034         blk_mq_sched_insert_request(rq, false, run_queue, false);
2035
2036         return BLK_STS_OK;
2037 }
2038
2039 /**
2040  * blk_mq_try_issue_directly - Try to send a request directly to device driver.
2041  * @hctx: Pointer of the associated hardware queue.
2042  * @rq: Pointer to request to be sent.
2043  * @cookie: Request queue cookie.
2044  *
2045  * If the device has enough resources to accept a new request now, send the
2046  * request directly to device driver. Else, insert at hctx->dispatch queue, so
2047  * we can try send it another time in the future. Requests inserted at this
2048  * queue have higher priority.
2049  */
2050 static void blk_mq_try_issue_directly(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
2051                 struct request *rq, blk_qc_t *cookie)
2052 {
2053         blk_status_t ret;
2054         int srcu_idx;
2055
2056         might_sleep_if(hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING);
2057
2058         hctx_lock(hctx, &srcu_idx);
2059
2060         ret = __blk_mq_try_issue_directly(hctx, rq, cookie, false, true);
2061         if (ret == BLK_STS_RESOURCE || ret == BLK_STS_DEV_RESOURCE)
2062                 blk_mq_request_bypass_insert(rq, false, true);
2063         else if (ret != BLK_STS_OK)
2064                 blk_mq_end_request(rq, ret);
2065
2066         hctx_unlock(hctx, srcu_idx);
2067 }
2068
2069 blk_status_t blk_mq_request_issue_directly(struct request *rq, bool last)
2070 {
2071         blk_status_t ret;
2072         int srcu_idx;
2073         blk_qc_t unused_cookie;
2074         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
2075
2076         hctx_lock(hctx, &srcu_idx);
2077         ret = __blk_mq_try_issue_directly(hctx, rq, &unused_cookie, true, last);
2078         hctx_unlock(hctx, srcu_idx);
2079
2080         return ret;
2081 }
2082
2083 void blk_mq_try_issue_list_directly(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
2084                 struct list_head *list)
2085 {
2086         int queued = 0;
2087         int errors = 0;
2088
2089         while (!list_empty(list)) {
2090                 blk_status_t ret;
2091                 struct request *rq = list_first_entry(list, struct request,
2092                                 queuelist);
2093
2094                 list_del_init(&rq->queuelist);
2095                 ret = blk_mq_request_issue_directly(rq, list_empty(list));
2096                 if (ret != BLK_STS_OK) {
2097                         if (ret == BLK_STS_RESOURCE ||
2098                                         ret == BLK_STS_DEV_RESOURCE) {
2099                                 blk_mq_request_bypass_insert(rq, false,
2100                                                         list_empty(list));
2101                                 break;
2102                         }
2103                         blk_mq_end_request(rq, ret);
2104                         errors++;
2105                 } else
2106                         queued++;
2107         }
2108
2109         /*
2110          * If we didn't flush the entire list, we could have told
2111          * the driver there was more coming, but that turned out to
2112          * be a lie.
2113          */
2114         if ((!list_empty(list) || errors) &&
2115              hctx->queue->mq_ops->commit_rqs && queued)
2116                 hctx->queue->mq_ops->commit_rqs(hctx);
2117 }
2118
2119 static void blk_add_rq_to_plug(struct blk_plug *plug, struct request *rq)
2120 {
2121         list_add_tail(&rq->queuelist, &plug->mq_list);
2122         plug->rq_count++;
2123         if (!plug->multiple_queues && !list_is_singular(&plug->mq_list)) {
2124                 struct request *tmp;
2125
2126                 tmp = list_first_entry(&plug->mq_list, struct request,
2127                                                 queuelist);
2128                 if (tmp->q != rq->q)
2129                         plug->multiple_queues = true;
2130         }
2131 }
2132
2133 /**
2134  * blk_mq_submit_bio - Create and send a request to block device.
2135  * @bio: Bio pointer.
2136  *
2137  * Builds up a request structure from @q and @bio and send to the device. The
2138  * request may not be queued directly to hardware if:
2139  * * This request can be merged with another one
2140  * * We want to place request at plug queue for possible future merging
2141  * * There is an IO scheduler active at this queue
2142  *
2143  * It will not queue the request if there is an error with the bio, or at the
2144  * request creation.
2145  *
2146  * Returns: Request queue cookie.
2147  */
2148 blk_qc_t blk_mq_submit_bio(struct bio *bio)
2149 {
2150         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2151         const int is_sync = op_is_sync(bio->bi_opf);
2152         const int is_flush_fua = op_is_flush(bio->bi_opf);
2153         struct blk_mq_alloc_data data = {
2154                 .q              = q,
2155         };
2156         struct request *rq;
2157         struct blk_plug *plug;
2158         struct request *same_queue_rq = NULL;
2159         unsigned int nr_segs;
2160         blk_qc_t cookie;
2161         blk_status_t ret;
2162         bool hipri;
2163
2164         blk_queue_bounce(q, &bio);
2165         __blk_queue_split(&bio, &nr_segs);
2166
2167         if (!bio_integrity_prep(bio))
2168                 goto queue_exit;
2169
2170         if (!is_flush_fua && !blk_queue_nomerges(q) &&
2171             blk_attempt_plug_merge(q, bio, nr_segs, &same_queue_rq))
2172                 goto queue_exit;
2173
2174         if (blk_mq_sched_bio_merge(q, bio, nr_segs))
2175                 goto queue_exit;
2176
2177         rq_qos_throttle(q, bio);
2178
2179         hipri = bio->bi_opf & REQ_HIPRI;
2180
2181         data.cmd_flags = bio->bi_opf;
2182         rq = __blk_mq_alloc_request(&data);
2183         if (unlikely(!rq)) {
2184                 rq_qos_cleanup(q, bio);
2185                 if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
2186                         bio_wouldblock_error(bio);
2187                 goto queue_exit;
2188         }
2189
2190         trace_block_getrq(bio);
2191
2192         rq_qos_track(q, rq, bio);
2193
2194         cookie = request_to_qc_t(data.hctx, rq);
2195
2196         blk_mq_bio_to_request(rq, bio, nr_segs);
2197
2198         ret = blk_crypto_init_request(rq);
2199         if (ret != BLK_STS_OK) {
2200                 bio->bi_status = ret;
2201                 bio_endio(bio);
2202                 blk_mq_free_request(rq);
2203                 return BLK_QC_T_NONE;
2204         }
2205
2206         plug = blk_mq_plug(q, bio);
2207         if (unlikely(is_flush_fua)) {
2208                 /* Bypass scheduler for flush requests */
2209                 blk_insert_flush(rq);
2210                 blk_mq_run_hw_queue(data.hctx, true);
2211         } else if (plug && (q->nr_hw_queues == 1 || q->mq_ops->commit_rqs ||
2212                                 !blk_queue_nonrot(q))) {
2213                 /*
2214                  * Use plugging if we have a ->commit_rqs() hook as well, as
2215                  * we know the driver uses bd->last in a smart fashion.
2216                  *
2217                  * Use normal plugging if this disk is slow HDD, as sequential
2218                  * IO may benefit a lot from plug merging.
2219                  */
2220                 unsigned int request_count = plug->rq_count;
2221                 struct request *last = NULL;
2222
2223                 if (!request_count)
2224                         trace_block_plug(q);
2225                 else
2226                         last = list_entry_rq(plug->mq_list.prev);
2227
2228                 if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT || (last &&
2229                     blk_rq_bytes(last) >= BLK_PLUG_FLUSH_SIZE)) {
2230                         blk_flush_plug_list(plug, false);
2231                         trace_block_plug(q);
2232                 }
2233
2234                 blk_add_rq_to_plug(plug, rq);
2235         } else if (q->elevator) {
2236                 /* Insert the request at the IO scheduler queue */
2237                 blk_mq_sched_insert_request(rq, false, true, true);
2238         } else if (plug && !blk_queue_nomerges(q)) {
2239                 /*
2240                  * We do limited plugging. If the bio can be merged, do that.
2241                  * Otherwise the existing request in the plug list will be
2242                  * issued. So the plug list will have one request at most
2243                  * The plug list might get flushed before this. If that happens,
2244                  * the plug list is empty, and same_queue_rq is invalid.
2245                  */
2246                 if (list_empty(&plug->mq_list))
2247                         same_queue_rq = NULL;
2248                 if (same_queue_rq) {
2249                         list_del_init(&same_queue_rq->queuelist);
2250                         plug->rq_count--;
2251                 }
2252                 blk_add_rq_to_plug(plug, rq);
2253                 trace_block_plug(q);
2254
2255                 if (same_queue_rq) {
2256                         data.hctx = same_queue_rq->mq_hctx;
2257                         trace_block_unplug(q, 1, true);
2258                         blk_mq_try_issue_directly(data.hctx, same_queue_rq,
2259                                         &cookie);
2260                 }
2261         } else if ((q->nr_hw_queues > 1 && is_sync) ||
2262                         !data.hctx->dispatch_busy) {
2263                 /*
2264                  * There is no scheduler and we can try to send directly
2265                  * to the hardware.
2266                  */
2267                 blk_mq_try_issue_directly(data.hctx, rq, &cookie);
2268         } else {
2269                 /* Default case. */
2270                 blk_mq_sched_insert_request(rq, false, true, true);
2271         }
2272
2273         if (!hipri)
2274                 return BLK_QC_T_NONE;
2275         return cookie;
2276 queue_exit:
2277         blk_queue_exit(q);
2278         return BLK_QC_T_NONE;
2279 }
2280
2281 void blk_mq_free_rqs(struct blk_mq_tag_set *set, struct blk_mq_tags *tags,
2282                      unsigned int hctx_idx)
2283 {
2284         struct page *page;
2285
2286         if (tags->rqs && set->ops->exit_request) {
2287                 int i;
2288
2289                 for (i = 0; i < tags->nr_tags; i++) {
2290                         struct request *rq = tags->static_rqs[i];
2291
2292                         if (!rq)
2293                                 continue;
2294                         set->ops->exit_request(set, rq, hctx_idx);
2295                         tags->static_rqs[i] = NULL;
2296                 }
2297         }
2298
2299         while (!list_empty(&tags->page_list)) {
2300                 page = list_first_entry(&tags->page_list, struct page, lru);
2301                 list_del_init(&page->lru);
2302                 /*
2303                  * Remove kmemleak object previously allocated in
2304                  * blk_mq_alloc_rqs().
2305                  */
2306                 kmemleak_free(page_address(page));
2307                 __free_pages(page, page->private);
2308         }
2309 }
2310
2311 void blk_mq_free_rq_map(struct blk_mq_tags *tags, unsigned int flags)
2312 {
2313         kfree(tags->rqs);
2314         tags->rqs = NULL;
2315         kfree(tags->static_rqs);
2316         tags->static_rqs = NULL;
2317
2318         blk_mq_free_tags(tags, flags);
2319 }
2320
2321 struct blk_mq_tags *blk_mq_alloc_rq_map(struct blk_mq_tag_set *set,
2322                                         unsigned int hctx_idx,
2323                                         unsigned int nr_tags,
2324                                         unsigned int reserved_tags,
2325                                         unsigned int flags)
2326 {
2327         struct blk_mq_tags *tags;
2328         int node;
2329
2330         node = blk_mq_hw_queue_to_node(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT], hctx_idx);
2331         if (node == NUMA_NO_NODE)
2332                 node = set->numa_node;
2333
2334         tags = blk_mq_init_tags(nr_tags, reserved_tags, node, flags);
2335         if (!tags)
2336                 return NULL;
2337
2338         tags->rqs = kcalloc_node(nr_tags, sizeof(struct request *),
2339                                  GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY,
2340                                  node);
2341         if (!tags->rqs) {
2342                 blk_mq_free_tags(tags, flags);
2343                 return NULL;
2344         }
2345
2346         tags->static_rqs = kcalloc_node(nr_tags, sizeof(struct request *),
2347                                         GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY,
2348                                         node);
2349         if (!tags->static_rqs) {
2350                 kfree(tags->rqs);
2351                 blk_mq_free_tags(tags, flags);
2352                 return NULL;
2353         }
2354
2355         return tags;
2356 }
2357
2358 static size_t order_to_size(unsigned int order)
2359 {
2360         return (size_t)PAGE_SIZE << order;
2361 }
2362
2363 static int blk_mq_init_request(struct blk_mq_tag_set *set, struct request *rq,
2364                                unsigned int hctx_idx, int node)
2365 {
2366         int ret;
2367
2368         if (set->ops->init_request) {
2369                 ret = set->ops->init_request(set, rq, hctx_idx, node);
2370                 if (ret)
2371                         return ret;
2372         }
2373
2374         WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_IDLE);
2375         return 0;
2376 }
2377
2378 int blk_mq_alloc_rqs(struct blk_mq_tag_set *set, struct blk_mq_tags *tags,
2379                      unsigned int hctx_idx, unsigned int depth)
2380 {
2381         unsigned int i, j, entries_per_page, max_order = 4;
2382         size_t rq_size, left;
2383         int node;
2384
2385         node = blk_mq_hw_queue_to_node(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT], hctx_idx);
2386         if (node == NUMA_NO_NODE)
2387                 node = set->numa_node;
2388
2389         INIT_LIST_HEAD(&tags->page_list);
2390
2391         /*
2392          * rq_size is the size of the request plus driver payload, rounded
2393          * to the cacheline size
2394          */
2395         rq_size = round_up(sizeof(struct request) + set->cmd_size,
2396                                 cache_line_size());
2397         left = rq_size * depth;
2398
2399         for (i = 0; i < depth; ) {
2400                 int this_order = max_order;
2401                 struct page *page;
2402                 int to_do;
2403                 void *p;
2404
2405                 while (this_order && left < order_to_size(this_order - 1))
2406                         this_order--;
2407
2408                 do {
2409                         page = alloc_pages_node(node,
2410                                 GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY | __GFP_ZERO,
2411                                 this_order);
2412                         if (page)
2413                                 break;
2414                         if (!this_order--)
2415                                 break;
2416                         if (order_to_size(this_order) < rq_size)
2417                                 break;
2418                 } while (1);
2419
2420                 if (!page)
2421                         goto fail;
2422
2423                 page->private = this_order;
2424                 list_add_tail(&page->lru, &tags->page_list);
2425
2426                 p = page_address(page);
2427                 /*
2428                  * Allow kmemleak to scan these pages as they contain pointers
2429                  * to additional allocations like via ops->init_request().
2430                  */
2431                 kmemleak_alloc(p, order_to_size(this_order), 1, GFP_NOIO);
2432                 entries_per_page = order_to_size(this_order) / rq_size;
2433                 to_do = min(entries_per_page, depth - i);
2434                 left -= to_do * rq_size;
2435                 for (j = 0; j < to_do; j++) {
2436                         struct request *rq = p;
2437
2438                         tags->static_rqs[i] = rq;
2439                         if (blk_mq_init_request(set, rq, hctx_idx, node)) {
2440                                 tags->static_rqs[i] = NULL;
2441                                 goto fail;
2442                         }
2443
2444                         p += rq_size;
2445                         i++;
2446                 }
2447         }
2448         return 0;
2449
2450 fail:
2451         blk_mq_free_rqs(set, tags, hctx_idx);
2452         return -ENOMEM;
2453 }
2454
2455 struct rq_iter_data {
2456         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2457         bool has_rq;
2458 };
2459
2460 static bool blk_mq_has_request(struct request *rq, void *data, bool reserved)
2461 {
2462         struct rq_iter_data *iter_data = data;
2463
2464         if (rq->mq_hctx != iter_data->hctx)
2465                 return true;
2466         iter_data->has_rq = true;
2467         return false;
2468 }
2469
2470 static bool blk_mq_hctx_has_requests(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
2471 {
2472         struct blk_mq_tags *tags = hctx->sched_tags ?
2473                         hctx->sched_tags : hctx->tags;
2474         struct rq_iter_data data = {
2475                 .hctx   = hctx,
2476         };
2477
2478         blk_mq_all_tag_iter(tags, blk_mq_has_request, &data);
2479         return data.has_rq;
2480 }
2481
2482 static inline bool blk_mq_last_cpu_in_hctx(unsigned int cpu,
2483                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
2484 {
2485         if (cpumask_next_and(-1, hctx->cpumask, cpu_online_mask) != cpu)
2486                 return false;
2487         if (cpumask_next_and(cpu, hctx->cpumask, cpu_online_mask) < nr_cpu_ids)
2488                 return false;
2489         return true;
2490 }
2491
2492 static int blk_mq_hctx_notify_offline(unsigned int cpu, struct hlist_node *node)
2493 {
2494         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = hlist_entry_safe(node,
2495                         struct blk_mq_hw_ctx, cpuhp_online);
2496
2497         if (!cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask) ||
2498             !blk_mq_last_cpu_in_hctx(cpu, hctx))
2499                 return 0;
2500
2501         /*
2502          * Prevent new request from being allocated on the current hctx.
2503          *
2504          * The smp_mb__after_atomic() Pairs with the implied barrier in
2505          * test_and_set_bit_lock in sbitmap_get().  Ensures the inactive flag is
2506          * seen once we return from the tag allocator.
2507          */
2508         set_bit(BLK_MQ_S_INACTIVE, &hctx->state);
2509         smp_mb__after_atomic();
2510
2511         /*
2512          * Try to grab a reference to the queue and wait for any outstanding
2513          * requests.  If we could not grab a reference the queue has been
2514          * frozen and there are no requests.
2515          */
2516         if (percpu_ref_tryget(&hctx->queue->q_usage_counter)) {
2517                 while (blk_mq_hctx_has_requests(hctx))
2518                         msleep(5);
2519                 percpu_ref_put(&hctx->queue->q_usage_counter);
2520         }
2521
2522         return 0;
2523 }
2524
2525 static int blk_mq_hctx_notify_online(unsigned int cpu, struct hlist_node *node)
2526 {
2527         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = hlist_entry_safe(node,
2528                         struct blk_mq_hw_ctx, cpuhp_online);
2529
2530         if (cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask))
2531                 clear_bit(BLK_MQ_S_INACTIVE, &hctx->state);
2532         return 0;
2533 }
2534
2535 /*
2536  * 'cpu' is going away. splice any existing rq_list entries from this
2537  * software queue to the hw queue dispatch list, and ensure that it
2538  * gets run.
2539  */
2540 static int blk_mq_hctx_notify_dead(unsigned int cpu, struct hlist_node *node)
2541 {
2542         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2543         struct blk_mq_ctx *ctx;
2544         LIST_HEAD(tmp);
2545         enum hctx_type type;
2546
2547         hctx = hlist_entry_safe(node, struct blk_mq_hw_ctx, cpuhp_dead);
2548         if (!cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask))
2549                 return 0;
2550
2551         ctx = __blk_mq_get_ctx(hctx->queue, cpu);
2552         type = hctx->type;
2553
2554         spin_lock(&ctx->lock);
2555         if (!list_empty(&ctx->rq_lists[type])) {
2556                 list_splice_init(&ctx->rq_lists[type], &tmp);
2557                 blk_mq_hctx_clear_pending(hctx, ctx);
2558         }
2559         spin_unlock(&ctx->lock);
2560
2561         if (list_empty(&tmp))
2562                 return 0;
2563
2564         spin_lock(&hctx->lock);
2565         list_splice_tail_init(&tmp, &hctx->dispatch);
2566         spin_unlock(&hctx->lock);
2567
2568         blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
2569         return 0;
2570 }
2571
2572 static void blk_mq_remove_cpuhp(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
2573 {
2574         if (!(hctx->flags & BLK_MQ_F_STACKING))
2575                 cpuhp_state_remove_instance_nocalls(CPUHP_AP_BLK_MQ_ONLINE,
2576                                                     &hctx->cpuhp_online);
2577         cpuhp_state_remove_instance_nocalls(CPUHP_BLK_MQ_DEAD,
2578                                             &hctx->cpuhp_dead);
2579 }
2580
2581 /* hctx->ctxs will be freed in queue's release handler */
2582 static void blk_mq_exit_hctx(struct request_queue *q,
2583                 struct blk_mq_tag_set *set,
2584                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned int hctx_idx)
2585 {
2586         if (blk_mq_hw_queue_mapped(hctx))
2587                 blk_mq_tag_idle(hctx);
2588
2589         if (set->ops->exit_request)
2590                 set->ops->exit_request(set, hctx->fq->flush_rq, hctx_idx);
2591
2592         if (set->ops->exit_hctx)
2593                 set->ops->exit_hctx(hctx, hctx_idx);
2594
2595         blk_mq_remove_cpuhp(hctx);
2596
2597         spin_lock(&q->unused_hctx_lock);
2598         list_add(&hctx->hctx_list, &q->unused_hctx_list);
2599         spin_unlock(&q->unused_hctx_lock);
2600 }
2601
2602 static void blk_mq_exit_hw_queues(struct request_queue *q,
2603                 struct blk_mq_tag_set *set, int nr_queue)
2604 {
2605         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2606         unsigned int i;
2607
2608         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2609                 if (i == nr_queue)
2610                         break;
2611                 blk_mq_debugfs_unregister_hctx(hctx);
2612                 blk_mq_exit_hctx(q, set, hctx, i);
2613         }
2614 }
2615
2616 static int blk_mq_hw_ctx_size(struct blk_mq_tag_set *tag_set)
2617 {
2618         int hw_ctx_size = sizeof(struct blk_mq_hw_ctx);
2619
2620         BUILD_BUG_ON(ALIGN(offsetof(struct blk_mq_hw_ctx, srcu),
2621                            __alignof__(struct blk_mq_hw_ctx)) !=
2622                      sizeof(struct blk_mq_hw_ctx));
2623
2624         if (tag_set->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)
2625                 hw_ctx_size += sizeof(struct srcu_struct);
2626
2627         return hw_ctx_size;
2628 }
2629
2630 static int blk_mq_init_hctx(struct request_queue *q,
2631                 struct blk_mq_tag_set *set,
2632                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned hctx_idx)
2633 {
2634         hctx->queue_num = hctx_idx;
2635
2636         if (!(hctx->flags & BLK_MQ_F_STACKING))
2637                 cpuhp_state_add_instance_nocalls(CPUHP_AP_BLK_MQ_ONLINE,
2638                                 &hctx->cpuhp_online);
2639         cpuhp_state_add_instance_nocalls(CPUHP_BLK_MQ_DEAD, &hctx->cpuhp_dead);
2640
2641         hctx->tags = set->tags[hctx_idx];
2642
2643         if (set->ops->init_hctx &&
2644             set->ops->init_hctx(hctx, set->driver_data, hctx_idx))
2645                 goto unregister_cpu_notifier;
2646
2647         if (blk_mq_init_request(set, hctx->fq->flush_rq, hctx_idx,
2648                                 hctx->numa_node))
2649                 goto exit_hctx;
2650         return 0;
2651
2652  exit_hctx:
2653         if (set->ops->exit_hctx)
2654                 set->ops->exit_hctx(hctx, hctx_idx);
2655  unregister_cpu_notifier:
2656         blk_mq_remove_cpuhp(hctx);
2657         return -1;
2658 }
2659
2660 static struct blk_mq_hw_ctx *
2661 blk_mq_alloc_hctx(struct request_queue *q, struct blk_mq_tag_set *set,
2662                 int node)
2663 {
2664         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2665         gfp_t gfp = GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY;
2666
2667         hctx = kzalloc_node(blk_mq_hw_ctx_size(set), gfp, node);
2668         if (!hctx)
2669                 goto fail_alloc_hctx;
2670
2671         if (!zalloc_cpumask_var_node(&hctx->cpumask, gfp, node))
2672                 goto free_hctx;
2673
2674         atomic_set(&hctx->nr_active, 0);
2675         atomic_set(&hctx->elevator_queued, 0);
2676         if (node == NUMA_NO_NODE)
2677                 node = set->numa_node;
2678         hctx->numa_node = node;
2679
2680         INIT_DELAYED_WORK(&hctx->run_work, blk_mq_run_work_fn);
2681         spin_lock_init(&hctx->lock);
2682         INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch);
2683         hctx->queue = q;
2684         hctx->flags = set->flags & ~BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2685
2686         INIT_LIST_HEAD(&hctx->hctx_list);
2687
2688         /*
2689          * Allocate space for all possible cpus to avoid allocation at
2690          * runtime
2691          */
2692         hctx->ctxs = kmalloc_array_node(nr_cpu_ids, sizeof(void *),
2693                         gfp, node);
2694         if (!hctx->ctxs)
2695                 goto free_cpumask;
2696
2697         if (sbitmap_init_node(&hctx->ctx_map, nr_cpu_ids, ilog2(8),
2698                                 gfp, node))
2699                 goto free_ctxs;
2700         hctx->nr_ctx = 0;
2701
2702         spin_lock_init(&hctx->dispatch_wait_lock);
2703         init_waitqueue_func_entry(&hctx->dispatch_wait, blk_mq_dispatch_wake);
2704         INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch_wait.entry);
2705
2706         hctx->fq = blk_alloc_flush_queue(hctx->numa_node, set->cmd_size, gfp);
2707         if (!hctx->fq)
2708                 goto free_bitmap;
2709
2710         if (hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)
2711                 init_srcu_struct(hctx->srcu);
2712         blk_mq_hctx_kobj_init(hctx);
2713
2714         return hctx;
2715
2716  free_bitmap:
2717         sbitmap_free(&hctx->ctx_map);
2718  free_ctxs:
2719         kfree(hctx->ctxs);
2720  free_cpumask:
2721         free_cpumask_var(hctx->cpumask);
2722  free_hctx:
2723         kfree(hctx);
2724  fail_alloc_hctx:
2725         return NULL;
2726 }
2727
2728 static void blk_mq_init_cpu_queues(struct request_queue *q,
2729                                    unsigned int nr_hw_queues)
2730 {
2731         struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
2732         unsigned int i, j;
2733
2734         for_each_possible_cpu(i) {
2735                 struct blk_mq_ctx *__ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
2736                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2737                 int k;
2738
2739                 __ctx->cpu = i;
2740                 spin_lock_init(&__ctx->lock);
2741                 for (k = HCTX_TYPE_DEFAULT; k < HCTX_MAX_TYPES; k++)
2742                         INIT_LIST_HEAD(&__ctx->rq_lists[k]);
2743
2744                 __ctx->queue = q;
2745
2746                 /*
2747                  * Set local node, IFF we have more than one hw queue. If
2748                  * not, we remain on the home node of the device
2749                  */
2750                 for (j = 0; j < set->nr_maps; j++) {
2751                         hctx = blk_mq_map_queue_type(q, j, i);
2752                         if (nr_hw_queues > 1 && hctx->numa_node == NUMA_NO_NODE)
2753                                 hctx->numa_node = cpu_to_node(i);
2754                 }
2755         }
2756 }
2757
2758 static bool __blk_mq_alloc_map_and_request(struct blk_mq_tag_set *set,
2759                                         int hctx_idx)
2760 {
2761         unsigned int flags = set->flags;
2762         int ret = 0;
2763
2764         set->tags[hctx_idx] = blk_mq_alloc_rq_map(set, hctx_idx,
2765                                         set->queue_depth, set->reserved_tags, flags);
2766         if (!set->tags[hctx_idx])
2767                 return false;
2768
2769         ret = blk_mq_alloc_rqs(set, set->tags[hctx_idx], hctx_idx,
2770                                 set->queue_depth);
2771         if (!ret)
2772                 return true;
2773
2774         blk_mq_free_rq_map(set->tags[hctx_idx], flags);
2775         set->tags[hctx_idx] = NULL;
2776         return false;
2777 }
2778
2779 static void blk_mq_free_map_and_requests(struct blk_mq_tag_set *set,
2780                                          unsigned int hctx_idx)
2781 {
2782         unsigned int flags = set->flags;
2783
2784         if (set->tags && set->tags[hctx_idx]) {
2785                 blk_mq_free_rqs(set, set->tags[hctx_idx], hctx_idx);
2786                 blk_mq_free_rq_map(set->tags[hctx_idx], flags);
2787                 set->tags[hctx_idx] = NULL;
2788         }
2789 }
2790
2791 static void blk_mq_map_swqueue(struct request_queue *q)
2792 {
2793         unsigned int i, j, hctx_idx;
2794         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2795         struct blk_mq_ctx *ctx;
2796         struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
2797
2798         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2799                 cpumask_clear(hctx->cpumask);
2800                 hctx->nr_ctx = 0;
2801                 hctx->dispatch_from = NULL;
2802         }
2803
2804         /*
2805          * Map software to hardware queues.
2806          *
2807          * If the cpu isn't present, the cpu is mapped to first hctx.
2808          */
2809         for_each_possible_cpu(i) {
2810
2811                 ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
2812                 for (j = 0; j < set->nr_maps; j++) {
2813                         if (!set->map[j].nr_queues) {
2814                                 ctx->hctxs[j] = blk_mq_map_queue_type(q,
2815                                                 HCTX_TYPE_DEFAULT, i);
2816                                 continue;
2817                         }
2818                         hctx_idx = set->map[j].mq_map[i];
2819                         /* unmapped hw queue can be remapped after CPU topo changed */
2820                         if (!set->tags[hctx_idx] &&
2821                             !__blk_mq_alloc_map_and_request(set, hctx_idx)) {
2822                                 /*
2823                                  * If tags initialization fail for some hctx,
2824                                  * that hctx won't be brought online.  In this
2825                                  * case, remap the current ctx to hctx[0] which
2826                                  * is guaranteed to always have tags allocated
2827                                  */
2828                                 set->map[j].mq_map[i] = 0;
2829                         }
2830
2831                         hctx = blk_mq_map_queue_type(q, j, i);
2832                         ctx->hctxs[j] = hctx;
2833                         /*
2834                          * If the CPU is already set in the mask, then we've
2835                          * mapped this one already. This can happen if
2836                          * devices share queues across queue maps.
2837                          */
2838                         if (cpumask_test_cpu(i, hctx->cpumask))
2839                                 continue;
2840
2841                         cpumask_set_cpu(i, hctx->cpumask);
2842                         hctx->type = j;
2843                         ctx->index_hw[hctx->type] = hctx->nr_ctx;
2844                         hctx->ctxs[hctx->nr_ctx++] = ctx;
2845
2846                         /*
2847                          * If the nr_ctx type overflows, we have exceeded the
2848                          * amount of sw queues we can support.
2849                          */
2850                         BUG_ON(!hctx->nr_ctx);
2851                 }
2852
2853                 for (; j < HCTX_MAX_TYPES; j++)
2854                         ctx->hctxs[j] = blk_mq_map_queue_type(q,
2855                                         HCTX_TYPE_DEFAULT, i);
2856         }
2857
2858         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2859                 /*
2860                  * If no software queues are mapped to this hardware queue,
2861                  * disable it and free the request entries.
2862                  */
2863                 if (!hctx->nr_ctx) {
2864                         /* Never unmap queue 0.  We need it as a
2865                          * fallback in case of a new remap fails
2866                          * allocation
2867                          */
2868                         if (i && set->tags[i])
2869                                 blk_mq_free_map_and_requests(set, i);
2870
2871                         hctx->tags = NULL;
2872                         continue;
2873                 }
2874
2875                 hctx->tags = set->tags[i];
2876                 WARN_ON(!hctx->tags);
2877
2878                 /*
2879                  * Set the map size to the number of mapped software queues.
2880                  * This is more accurate and more efficient than looping
2881                  * over all possibly mapped software queues.
2882                  */
2883                 sbitmap_resize(&hctx->ctx_map, hctx->nr_ctx);
2884
2885                 /*
2886                  * Initialize batch roundrobin counts
2887                  */
2888                 hctx->next_cpu = blk_mq_first_mapped_cpu(hctx);
2889                 hctx->next_cpu_batch = BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH;
2890         }
2891 }
2892
2893 /*
2894  * Caller needs to ensure that we're either frozen/quiesced, or that
2895  * the queue isn't live yet.
2896  */
2897 static void queue_set_hctx_shared(struct request_queue *q, bool shared)
2898 {
2899         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2900         int i;
2901
2902         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2903                 if (shared)
2904                         hctx->flags |= BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2905                 else
2906                         hctx->flags &= ~BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2907         }
2908 }
2909
2910 static void blk_mq_update_tag_set_shared(struct blk_mq_tag_set *set,
2911                                          bool shared)
2912 {
2913         struct request_queue *q;
2914
2915         lockdep_assert_held(&set->tag_list_lock);
2916
2917         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
2918                 blk_mq_freeze_queue(q);
2919                 queue_set_hctx_shared(q, shared);
2920                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
2921         }
2922 }
2923
2924 static void blk_mq_del_queue_tag_set(struct request_queue *q)
2925 {
2926         struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
2927
2928         mutex_lock(&set->tag_list_lock);
2929         list_del(&q->tag_set_list);
2930         if (list_is_singular(&set->tag_list)) {
2931                 /* just transitioned to unshared */
2932                 set->flags &= ~BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2933                 /* update existing queue */
2934                 blk_mq_update_tag_set_shared(set, false);
2935         }
2936         mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
2937         INIT_LIST_HEAD(&q->tag_set_list);
2938 }
2939
2940 static void blk_mq_add_queue_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set,
2941                                      struct request_queue *q)
2942 {
2943         mutex_lock(&set->tag_list_lock);
2944
2945         /*
2946          * Check to see if we're transitioning to shared (from 1 to 2 queues).
2947          */
2948         if (!list_empty(&set->tag_list) &&
2949             !(set->flags & BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED)) {
2950                 set->flags |= BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2951                 /* update existing queue */
2952                 blk_mq_update_tag_set_shared(set, true);
2953         }
2954         if (set->flags & BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED)
2955                 queue_set_hctx_shared(q, true);
2956         list_add_tail(&q->tag_set_list, &set->tag_list);
2957
2958         mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
2959 }
2960
2961 /* All allocations will be freed in release handler of q->mq_kobj */
2962 static int blk_mq_alloc_ctxs(struct request_queue *q)
2963 {
2964         struct blk_mq_ctxs *ctxs;
2965         int cpu;
2966
2967         ctxs = kzalloc(sizeof(*ctxs), GFP_KERNEL);
2968         if (!ctxs)
2969                 return -ENOMEM;
2970
2971         ctxs->queue_ctx = alloc_percpu(struct blk_mq_ctx);
2972         if (!ctxs->queue_ctx)
2973                 goto fail;
2974
2975         for_each_possible_cpu(cpu) {
2976                 struct blk_mq_ctx *ctx = per_cpu_ptr(ctxs->queue_ctx, cpu);
2977                 ctx->ctxs = ctxs;
2978         }
2979
2980         q->mq_kobj = &ctxs->kobj;
2981         q->queue_ctx = ctxs->queue_ctx;
2982
2983         return 0;
2984  fail:
2985         kfree(ctxs);
2986         return -ENOMEM;
2987 }
2988
2989 /*
2990  * It is the actual release handler for mq, but we do it from
2991  * request queue's release handler for avoiding use-after-free
2992  * and headache because q->mq_kobj shouldn't have been introduced,
2993  * but we can't group ctx/kctx kobj without it.
2994  */
2995 void blk_mq_release(struct request_queue *q)
2996 {
2997         struct blk_mq_hw_ctx *hctx, *next;
2998         int i;
2999
3000         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
3001                 WARN_ON_ONCE(hctx && list_empty(&hctx->hctx_list));
3002
3003         /* all hctx are in .unused_hctx_list now */
3004         list_for_each_entry_safe(hctx, next, &q->unused_hctx_list, hctx_list) {
3005                 list_del_init(&hctx->hctx_list);
3006                 kobject_put(&hctx->kobj);
3007         }
3008
3009         kfree(q->queue_hw_ctx);
3010
3011         /*
3012          * release .mq_kobj and sw queue's kobject now because
3013          * both share lifetime with request queue.
3014          */
3015         blk_mq_sysfs_deinit(q);
3016 }
3017
3018 struct request_queue *blk_mq_init_queue_data(struct blk_mq_tag_set *set,
3019                 void *queuedata)
3020 {
3021         struct request_queue *uninit_q, *q;
3022
3023         uninit_q = blk_alloc_queue(set->numa_node);
3024         if (!uninit_q)
3025                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3026         uninit_q->queuedata = queuedata;
3027
3028         /*
3029          * Initialize the queue without an elevator. device_add_disk() will do
3030          * the initialization.
3031          */
3032         q = blk_mq_init_allocated_queue(set, uninit_q, false);
3033         if (IS_ERR(q))
3034                 blk_cleanup_queue(uninit_q);
3035
3036         return q;
3037 }
3038 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_init_queue_data);
3039
3040 struct request_queue *blk_mq_init_queue(struct blk_mq_tag_set *set)
3041 {
3042         return blk_mq_init_queue_data(set, NULL);
3043 }
3044 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_queue);
3045
3046 /*
3047  * Helper for setting up a queue with mq ops, given queue depth, and
3048  * the passed in mq ops flags.
3049  */
3050 struct request_queue *blk_mq_init_sq_queue(struct blk_mq_tag_set *set,
3051                                            const struct blk_mq_ops *ops,
3052                                            unsigned int queue_depth,
3053                                            unsigned int set_flags)
3054 {
3055         struct request_queue *q;
3056         int ret;
3057
3058         memset(set, 0, sizeof(*set));
3059         set->ops = ops;
3060         set->nr_hw_queues = 1;
3061         set->nr_maps = 1;
3062         set->queue_depth = queue_depth;
3063         set->numa_node = NUMA_NO_NODE;
3064         set->flags = set_flags;
3065
3066         ret = blk_mq_alloc_tag_set(set);
3067         if (ret)
3068                 return ERR_PTR(ret);
3069
3070         q = blk_mq_init_queue(set);
3071         if (IS_ERR(q)) {
3072                 blk_mq_free_tag_set(set);
3073                 return q;
3074         }
3075
3076         return q;
3077 }
3078 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_sq_queue);
3079
3080 static struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_alloc_and_init_hctx(
3081                 struct blk_mq_tag_set *set, struct request_queue *q,
3082                 int hctx_idx, int node)
3083 {
3084         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = NULL, *tmp;
3085
3086         /* reuse dead hctx first */
3087         spin_lock(&q->unused_hctx_lock);
3088         list_for_each_entry(tmp, &q->unused_hctx_list, hctx_list) {
3089                 if (tmp->numa_node == node) {
3090                         hctx = tmp;
3091                         break;
3092                 }
3093         }
3094         if (hctx)
3095                 list_del_init(&hctx->hctx_list);
3096         spin_unlock(&q->unused_hctx_lock);
3097
3098         if (!hctx)
3099                 hctx = blk_mq_alloc_hctx(q, set, node);
3100         if (!hctx)
3101                 goto fail;
3102
3103         if (blk_mq_init_hctx(q, set, hctx, hctx_idx))
3104                 goto free_hctx;
3105
3106         return hctx;
3107
3108  free_hctx:
3109         kobject_put(&hctx->kobj);
3110  fail:
3111         return NULL;
3112 }
3113
3114 static void blk_mq_realloc_hw_ctxs(struct blk_mq_tag_set *set,
3115                                                 struct request_queue *q)
3116 {
3117         int i, j, end;
3118         struct blk_mq_hw_ctx **hctxs = q->queue_hw_ctx;
3119
3120         if (q->nr_hw_queues < set->nr_hw_queues) {
3121                 struct blk_mq_hw_ctx **new_hctxs;
3122
3123                 new_hctxs = kcalloc_node(set->nr_hw_queues,
3124                                        sizeof(*new_hctxs), GFP_KERNEL,
3125                                        set->numa_node);
3126                 if (!new_hctxs)
3127                         return;
3128                 if (hctxs)
3129                         memcpy(new_hctxs, hctxs, q->nr_hw_queues *
3130                                sizeof(*hctxs));
3131                 q->queue_hw_ctx = new_hctxs;
3132                 kfree(hctxs);
3133                 hctxs = new_hctxs;
3134         }
3135
3136         /* protect against switching io scheduler  */
3137         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
3138         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
3139                 int node;
3140                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
3141
3142                 node = blk_mq_hw_queue_to_node(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT], i);
3143                 /*
3144                  * If the hw queue has been mapped to another numa node,
3145                  * we need to realloc the hctx. If allocation fails, fallback
3146                  * to use the previous one.
3147                  */
3148                 if (hctxs[i] && (hctxs[i]->numa_node == node))
3149                         continue;
3150
3151                 hctx = blk_mq_alloc_and_init_hctx(set, q, i, node);
3152                 if (hctx) {
3153                         if (hctxs[i])
3154                                 blk_mq_exit_hctx(q, set, hctxs[i], i);
3155                         hctxs[i] = hctx;
3156                 } else {
3157                         if (hctxs[i])
3158                                 pr_warn("Allocate new hctx on node %d fails,\
3159                                                 fallback to previous one on node %d\n",
3160                                                 node, hctxs[i]->numa_node);
3161                         else
3162                                 break;
3163                 }
3164         }
3165         /*
3166          * Increasing nr_hw_queues fails. Free the newly allocated
3167          * hctxs and keep the previous q->nr_hw_queues.
3168          */
3169         if (i != set->nr_hw_queues) {
3170                 j = q->nr_hw_queues;
3171                 end = i;
3172         } else {
3173                 j = i;
3174                 end = q->nr_hw_queues;
3175                 q->nr_hw_queues = set->nr_hw_queues;
3176         }
3177
3178         for (; j < end; j++) {
3179                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx = hctxs[j];
3180
3181                 if (hctx) {
3182                         if (hctx->tags)
3183                                 blk_mq_free_map_and_requests(set, j);
3184                         blk_mq_exit_hctx(q, set, hctx, j);
3185                         hctxs[j] = NULL;
3186                 }
3187         }
3188         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
3189 }
3190
3191 struct request_queue *blk_mq_init_allocated_queue(struct blk_mq_tag_set *set,
3192                                                   struct request_queue *q,
3193                                                   bool elevator_init)
3194 {
3195         /* mark the queue as mq asap */
3196         q->mq_ops = set->ops;
3197
3198         q->poll_cb = blk_stat_alloc_callback(blk_mq_poll_stats_fn,
3199                                              blk_mq_poll_stats_bkt,
3200                                              BLK_MQ_POLL_STATS_BKTS, q);
3201         if (!q->poll_cb)
3202                 goto err_exit;
3203
3204         if (blk_mq_alloc_ctxs(q))
3205                 goto err_poll;
3206
3207         /* init q->mq_kobj and sw queues' kobjects */
3208         blk_mq_sysfs_init(q);
3209
3210         INIT_LIST_HEAD(&q->unused_hctx_list);
3211         spin_lock_init(&q->unused_hctx_lock);
3212
3213         blk_mq_realloc_hw_ctxs(set, q);
3214         if (!q->nr_hw_queues)
3215                 goto err_hctxs;
3216
3217         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_mq_timeout_work);
3218         blk_queue_rq_timeout(q, set->timeout ? set->timeout : 30 * HZ);
3219
3220         q->tag_set = set;
3221
3222         q->queue_flags |= QUEUE_FLAG_MQ_DEFAULT;
3223         if (set->nr_maps > HCTX_TYPE_POLL &&
3224             set->map[HCTX_TYPE_POLL].nr_queues)
3225                 blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_POLL, q);
3226
3227         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
3228
3229         INIT_DELAYED_WORK(&q->requeue_work, blk_mq_requeue_work);
3230         INIT_LIST_HEAD(&q->requeue_list);
3231         spin_lock_init(&q->requeue_lock);
3232
3233         q->nr_requests = set->queue_depth;
3234
3235         /*
3236          * Default to classic polling
3237          */
3238         q->poll_nsec = BLK_MQ_POLL_CLASSIC;
3239
3240         blk_mq_init_cpu_queues(q, set->nr_hw_queues);
3241         blk_mq_add_queue_tag_set(set, q);
3242         blk_mq_map_swqueue(q);
3243
3244         if (elevator_init)
3245                 elevator_init_mq(q);
3246
3247         return q;
3248
3249 err_hctxs:
3250         kfree(q->queue_hw_ctx);
3251         q->nr_hw_queues = 0;
3252         blk_mq_sysfs_deinit(q);
3253 err_poll:
3254         blk_stat_free_callback(q->poll_cb);
3255         q->poll_cb = NULL;
3256 err_exit:
3257         q->mq_ops = NULL;
3258         return ERR_PTR(-ENOMEM);
3259 }
3260 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_allocated_queue);
3261
3262 /* tags can _not_ be used after returning from blk_mq_exit_queue */
3263 void blk_mq_exit_queue(struct request_queue *q)
3264 {
3265         struct blk_mq_tag_set   *set = q->tag_set;
3266
3267         blk_mq_del_queue_tag_set(q);
3268         blk_mq_exit_hw_queues(q, set, set->nr_hw_queues);
3269 }
3270
3271 static int __blk_mq_alloc_rq_maps(struct blk_mq_tag_set *set)
3272 {
3273         int i;
3274
3275         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
3276                 if (!__blk_mq_alloc_map_and_request(set, i))
3277                         goto out_unwind;
3278                 cond_resched();
3279         }
3280
3281         return 0;
3282
3283 out_unwind:
3284         while (--i >= 0)
3285                 blk_mq_free_map_and_requests(set, i);
3286
3287         return -ENOMEM;
3288 }
3289
3290 /*
3291  * Allocate the request maps associated with this tag_set. Note that this
3292  * may reduce the depth asked for, if memory is tight. set->queue_depth
3293  * will be updated to reflect the allocated depth.
3294  */
3295 static int blk_mq_alloc_map_and_requests(struct blk_mq_tag_set *set)
3296 {
3297         unsigned int depth;
3298         int err;
3299
3300         depth = set->queue_depth;
3301         do {
3302                 err = __blk_mq_alloc_rq_maps(set);
3303                 if (!err)
3304                         break;
3305
3306                 set->queue_depth >>= 1;
3307                 if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN) {
3308                         err = -ENOMEM;
3309                         break;
3310                 }
3311         } while (set->queue_depth);
3312
3313         if (!set->queue_depth || err) {
3314                 pr_err("blk-mq: failed to allocate request map\n");
3315                 return -ENOMEM;
3316         }
3317
3318         if (depth != set->queue_depth)
3319                 pr_info("blk-mq: reduced tag depth (%u -> %u)\n",
3320                                                 depth, set->queue_depth);
3321
3322         return 0;
3323 }
3324
3325 static int blk_mq_update_queue_map(struct blk_mq_tag_set *set)
3326 {
3327         /*
3328          * blk_mq_map_queues() and multiple .map_queues() implementations
3329          * expect that set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT].nr_queues is set to the
3330          * number of hardware queues.
3331          */
3332         if (set->nr_maps == 1)
3333                 set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT].nr_queues = set->nr_hw_queues;
3334
3335         if (set->ops->map_queues && !is_kdump_kernel()) {
3336                 int i;
3337
3338                 /*
3339                  * transport .map_queues is usually done in the following
3340                  * way:
3341                  *
3342                  * for (queue = 0; queue < set->nr_hw_queues; queue++) {
3343                  *      mask = get_cpu_mask(queue)
3344                  *      for_each_cpu(cpu, mask)
3345                  *              set->map[x].mq_map[cpu] = queue;
3346                  * }
3347                  *
3348                  * When we need to remap, the table has to be cleared for
3349                  * killing stale mapping since one CPU may not be mapped
3350                  * to any hw queue.
3351                  */
3352                 for (i = 0; i < set->nr_maps; i++)
3353                         blk_mq_clear_mq_map(&set->map[i]);
3354
3355                 return set->ops->map_queues(set);
3356         } else {
3357                 BUG_ON(set->nr_maps > 1);
3358                 return blk_mq_map_queues(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT]);
3359         }
3360 }
3361
3362 static int blk_mq_realloc_tag_set_tags(struct blk_mq_tag_set *set,
3363                                   int cur_nr_hw_queues, int new_nr_hw_queues)
3364 {
3365         struct blk_mq_tags **new_tags;
3366
3367         if (cur_nr_hw_queues >= new_nr_hw_queues)
3368                 return 0;
3369
3370         new_tags = kcalloc_node(new_nr_hw_queues, sizeof(struct blk_mq_tags *),
3371                                 GFP_KERNEL, set->numa_node);
3372         if (!new_tags)
3373                 return -ENOMEM;
3374
3375         if (set->tags)
3376                 memcpy(new_tags, set->tags, cur_nr_hw_queues *
3377                        sizeof(*set->tags));
3378         kfree(set->tags);
3379         set->tags = new_tags;
3380         set->nr_hw_queues = new_nr_hw_queues;
3381
3382         return 0;
3383 }
3384
3385 static int blk_mq_alloc_tag_set_tags(struct blk_mq_tag_set *set,
3386                                 int new_nr_hw_queues)
3387 {
3388         return blk_mq_realloc_tag_set_tags(set, 0, new_nr_hw_queues);
3389 }
3390
3391 /*
3392  * Alloc a tag set to be associated with one or more request queues.
3393  * May fail with EINVAL for various error conditions. May adjust the
3394  * requested depth down, if it's too large. In that case, the set
3395  * value will be stored in set->queue_depth.
3396  */
3397 int blk_mq_alloc_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
3398 {
3399         int i, ret;
3400
3401         BUILD_BUG_ON(BLK_MQ_MAX_DEPTH > 1 << BLK_MQ_UNIQUE_TAG_BITS);
3402
3403         if (!set->nr_hw_queues)
3404                 return -EINVAL;
3405         if (!set->queue_depth)
3406                 return -EINVAL;
3407         if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN)
3408                 return -EINVAL;
3409
3410         if (!set->ops->queue_rq)
3411                 return -EINVAL;
3412
3413         if (!set->ops->get_budget ^ !set->ops->put_budget)
3414                 return -EINVAL;
3415
3416         if (set->queue_depth > BLK_MQ_MAX_DEPTH) {
3417                 pr_info("blk-mq: reduced tag depth to %u\n",
3418                         BLK_MQ_MAX_DEPTH);
3419                 set->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
3420         }
3421
3422         if (!set->nr_maps)
3423                 set->nr_maps = 1;
3424         else if (set->nr_maps > HCTX_MAX_TYPES)
3425                 return -EINVAL;
3426
3427         /*
3428          * If a crashdump is active, then we are potentially in a very
3429          * memory constrained environment. Limit us to 1 queue and
3430          * 64 tags to prevent using too much memory.
3431          */
3432         if (is_kdump_kernel()) {
3433                 set->nr_hw_queues = 1;
3434                 set->nr_maps = 1;
3435                 set->queue_depth = min(64U, set->queue_depth);
3436         }
3437         /*
3438          * There is no use for more h/w queues than cpus if we just have
3439          * a single map
3440          */
3441         if (set->nr_maps == 1 && set->nr_hw_queues > nr_cpu_ids)
3442                 set->nr_hw_queues = nr_cpu_ids;
3443
3444         if (blk_mq_alloc_tag_set_tags(set, set->nr_hw_queues) < 0)
3445                 return -ENOMEM;
3446
3447         ret = -ENOMEM;
3448         for (i = 0; i < set->nr_maps; i++) {
3449                 set->map[i].mq_map = kcalloc_node(nr_cpu_ids,
3450                                                   sizeof(set->map[i].mq_map[0]),
3451                                                   GFP_KERNEL, set->numa_node);
3452                 if (!set->map[i].mq_map)
3453                         goto out_free_mq_map;
3454                 set->map[i].nr_queues = is_kdump_kernel() ? 1 : set->nr_hw_queues;
3455         }
3456
3457         ret = blk_mq_update_queue_map(set);
3458         if (ret)
3459                 goto out_free_mq_map;
3460
3461         ret = blk_mq_alloc_map_and_requests(set);
3462         if (ret)
3463                 goto out_free_mq_map;
3464
3465         if (blk_mq_is_sbitmap_shared(set->flags)) {
3466                 atomic_set(&set->active_queues_shared_sbitmap, 0);
3467
3468                 if (blk_mq_init_shared_sbitmap(set, set->flags)) {
3469                         ret = -ENOMEM;
3470                         goto out_free_mq_rq_maps;
3471                 }
3472         }
3473
3474         mutex_init(&set->tag_list_lock);
3475         INIT_LIST_HEAD(&set->tag_list);
3476
3477         return 0;
3478
3479 out_free_mq_rq_maps:
3480         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++)
3481                 blk_mq_free_map_and_requests(set, i);
3482 out_free_mq_map:
3483         for (i = 0; i < set->nr_maps; i++) {
3484                 kfree(set->map[i].mq_map);
3485                 set->map[i].mq_map = NULL;
3486         }
3487         kfree(set->tags);
3488         set->tags = NULL;
3489         return ret;
3490 }
3491 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_tag_set);
3492
3493 void blk_mq_free_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
3494 {
3495         int i, j;
3496
3497         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++)
3498                 blk_mq_free_map_and_requests(set, i);
3499
3500         if (blk_mq_is_sbitmap_shared(set->flags))
3501                 blk_mq_exit_shared_sbitmap(set);
3502
3503         for (j = 0; j < set->nr_maps; j++) {
3504                 kfree(set->map[j].mq_map);
3505                 set->map[j].mq_map = NULL;
3506         }
3507
3508         kfree(set->tags);
3509         set->tags = NULL;
3510 }
3511 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_tag_set);
3512
3513 int blk_mq_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
3514 {
3515         struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
3516         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
3517         int i, ret;
3518
3519         if (!set)
3520                 return -EINVAL;
3521
3522         if (q->nr_requests == nr)
3523                 return 0;
3524
3525         blk_mq_freeze_queue(q);
3526         blk_mq_quiesce_queue(q);
3527
3528         ret = 0;
3529         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
3530                 if (!hctx->tags)
3531                         continue;
3532                 /*
3533                  * If we're using an MQ scheduler, just update the scheduler
3534                  * queue depth. This is similar to what the old code would do.
3535                  */
3536                 if (!hctx->sched_tags) {
3537                         ret = blk_mq_tag_update_depth(hctx, &hctx->tags, nr,
3538                                                         false);
3539                         if (!ret && blk_mq_is_sbitmap_shared(set->flags))
3540                                 blk_mq_tag_resize_shared_sbitmap(set, nr);
3541                 } else {
3542                         ret = blk_mq_tag_update_depth(hctx, &hctx->sched_tags,
3543                                                         nr, true);
3544                 }
3545                 if (ret)
3546                         break;
3547                 if (q->elevator && q->elevator->type->ops.depth_updated)
3548                         q->elevator->type->ops.depth_updated(hctx);
3549         }
3550
3551         if (!ret)
3552                 q->nr_requests = nr;
3553
3554         blk_mq_unquiesce_queue(q);
3555         blk_mq_unfreeze_queue(q);
3556
3557         return ret;
3558 }
3559
3560 /*
3561  * request_queue and elevator_type pair.
3562  * It is just used by __blk_mq_update_nr_hw_queues to cache
3563  * the elevator_type associated with a request_queue.
3564  */
3565 struct blk_mq_qe_pair {
3566         struct list_head node;
3567         struct request_queue *q;
3568         struct elevator_type *type;
3569 };
3570
3571 /*
3572  * Cache the elevator_type in qe pair list and switch the
3573  * io scheduler to 'none'
3574  */
3575 static bool blk_mq_elv_switch_none(struct list_head *head,
3576                 struct request_queue *q)
3577 {
3578         struct blk_mq_qe_pair *qe;
3579
3580         if (!q->elevator)
3581                 return true;
3582
3583         qe = kmalloc(sizeof(*qe), GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY);
3584         if (!qe)
3585                 return false;
3586
3587         INIT_LIST_HEAD(&qe->node);
3588         qe->q = q;
3589         qe->type = q->elevator->type;
3590         list_add(&qe->node, head);
3591
3592         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
3593         /*
3594          * After elevator_switch_mq, the previous elevator_queue will be
3595          * released by elevator_release. The reference of the io scheduler
3596          * module get by elevator_get will also be put. So we need to get
3597          * a reference of the io scheduler module here to prevent it to be
3598          * removed.
3599          */
3600         __module_get(qe->type->elevator_owner);
3601         elevator_switch_mq(q, NULL);
3602         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
3603
3604         return true;
3605 }
3606
3607 static void blk_mq_elv_switch_back(struct list_head *head,
3608                 struct request_queue *q)
3609 {
3610         struct blk_mq_qe_pair *qe;
3611         struct elevator_type *t = NULL;
3612
3613         list_for_each_entry(qe, head, node)
3614                 if (qe->q == q) {
3615                         t = qe->type;
3616                         break;
3617                 }
3618
3619         if (!t)
3620                 return;
3621
3622         list_del(&qe->node);
3623         kfree(qe);
3624
3625         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
3626         elevator_switch_mq(q, t);
3627         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
3628 }
3629
3630 static void __blk_mq_update_nr_hw_queues(struct blk_mq_tag_set *set,
3631                                                         int nr_hw_queues)
3632 {
3633         struct request_queue *q;
3634         LIST_HEAD(head);
3635         int prev_nr_hw_queues;
3636
3637         lockdep_assert_held(&set->tag_list_lock);
3638
3639         if (set->nr_maps == 1 && nr_hw_queues > nr_cpu_ids)
3640                 nr_hw_queues = nr_cpu_ids;
3641         if (nr_hw_queues < 1)
3642                 return;
3643         if (set->nr_maps == 1 && nr_hw_queues == set->nr_hw_queues)
3644                 return;
3645
3646         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
3647                 blk_mq_freeze_queue(q);
3648         /*
3649          * Switch IO scheduler to 'none', cleaning up the data associated
3650          * with the previous scheduler. We will switch back once we are done
3651          * updating the new sw to hw queue mappings.
3652          */
3653         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
3654                 if (!blk_mq_elv_switch_none(&head, q))
3655                         goto switch_back;
3656
3657         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
3658                 blk_mq_debugfs_unregister_hctxs(q);
3659                 blk_mq_sysfs_unregister(q);
3660         }
3661
3662         prev_nr_hw_queues = set->nr_hw_queues;
3663         if (blk_mq_realloc_tag_set_tags(set, set->nr_hw_queues, nr_hw_queues) <
3664             0)
3665                 goto reregister;
3666
3667         set->nr_hw_queues = nr_hw_queues;
3668 fallback:
3669         blk_mq_update_queue_map(set);
3670         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
3671                 blk_mq_realloc_hw_ctxs(set, q);
3672                 if (q->nr_hw_queues != set->nr_hw_queues) {
3673                         pr_warn("Increasing nr_hw_queues to %d fails, fallback to %d\n",
3674                                         nr_hw_queues, prev_nr_hw_queues);
3675                         set->nr_hw_queues = prev_nr_hw_queues;
3676                         blk_mq_map_queues(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT]);
3677                         goto fallback;
3678                 }
3679                 blk_mq_map_swqueue(q);
3680         }
3681
3682 reregister:
3683         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
3684                 blk_mq_sysfs_register(q);
3685                 blk_mq_debugfs_register_hctxs(q);
3686         }
3687
3688 switch_back:
3689         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
3690                 blk_mq_elv_switch_back(&head, q);
3691
3692         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
3693                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
3694 }
3695
3696 void blk_mq_update_nr_hw_queues(struct blk_mq_tag_set *set, int nr_hw_queues)
3697 {
3698         mutex_lock(&set->tag_list_lock);
3699         __blk_mq_update_nr_hw_queues(set, nr_hw_queues);
3700         mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
3701 }
3702 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_update_nr_hw_queues);
3703
3704 /* Enable polling stats and return whether they were already enabled. */
3705 static bool blk_poll_stats_enable(struct request_queue *q)
3706 {
3707         if (test_bit(QUEUE_FLAG_POLL_STATS, &q->queue_flags) ||
3708             blk_queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_POLL_STATS, q))
3709                 return true;
3710         blk_stat_add_callback(q, q->poll_cb);
3711         return false;
3712 }
3713
3714 static void blk_mq_poll_stats_start(struct request_queue *q)
3715 {
3716         /*
3717          * We don't arm the callback if polling stats are not enabled or the
3718          * callback is already active.
3719          */
3720         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL_STATS, &q->queue_flags) ||
3721             blk_stat_is_active(q->poll_cb))
3722                 return;
3723
3724         blk_stat_activate_msecs(q->poll_cb, 100);
3725 }
3726
3727 static void blk_mq_poll_stats_fn(struct blk_stat_callback *cb)
3728 {
3729         struct request_queue *q = cb->data;
3730         int bucket;
3731
3732         for (bucket = 0; bucket < BLK_MQ_POLL_STATS_BKTS; bucket++) {
3733                 if (cb->stat[bucket].nr_samples)
3734                         q->poll_stat[bucket] = cb->stat[bucket];
3735         }
3736 }
3737
3738 static unsigned long blk_mq_poll_nsecs(struct request_queue *q,
3739                                        struct request *rq)
3740 {
3741         unsigned long ret = 0;
3742         int bucket;
3743
3744         /*
3745          * If stats collection isn't on, don't sleep but turn it on for
3746          * future users
3747          */
3748         if (!blk_poll_stats_enable(q))
3749                 return 0;
3750
3751         /*
3752          * As an optimistic guess, use half of the mean service time
3753          * for this type of request. We can (and should) make this smarter.
3754          * For instance, if the completion latencies are tight, we can
3755          * get closer than just half the mean. This is especially
3756          * important on devices where the completion latencies are longer
3757          * than ~10 usec. We do use the stats for the relevant IO size
3758          * if available which does lead to better estimates.
3759          */
3760         bucket = blk_mq_poll_stats_bkt(rq);
3761         if (bucket < 0)
3762                 return ret;
3763
3764         if (q->poll_stat[bucket].nr_samples)
3765                 ret = (q->poll_stat[bucket].mean + 1) / 2;
3766
3767         return ret;
3768 }
3769
3770 static bool blk_mq_poll_hybrid_sleep(struct request_queue *q,
3771                                      struct request *rq)
3772 {
3773         struct hrtimer_sleeper hs;
3774         enum hrtimer_mode mode;
3775         unsigned int nsecs;
3776         ktime_t kt;
3777
3778         if (rq->rq_flags & RQF_MQ_POLL_SLEPT)
3779                 return false;
3780
3781         /*
3782          * If we get here, hybrid polling is enabled. Hence poll_nsec can be:
3783          *
3784          *  0:  use half of prev avg
3785          * >0:  use this specific value
3786          */
3787         if (q->poll_nsec > 0)
3788                 nsecs = q->poll_nsec;
3789         else
3790                 nsecs = blk_mq_poll_nsecs(q, rq);
3791
3792         if (!nsecs)
3793                 return false;
3794
3795         rq->rq_flags |= RQF_MQ_POLL_SLEPT;
3796
3797         /*
3798          * This will be replaced with the stats tracking code, using
3799          * 'avg_completion_time / 2' as the pre-sleep target.
3800          */
3801         kt = nsecs;
3802
3803         mode = HRTIMER_MODE_REL;
3804         hrtimer_init_sleeper_on_stack(&hs, CLOCK_MONOTONIC, mode);
3805         hrtimer_set_expires(&hs.timer, kt);
3806
3807         do {
3808                 if (blk_mq_rq_state(rq) == MQ_RQ_COMPLETE)
3809                         break;
3810                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3811                 hrtimer_sleeper_start_expires(&hs, mode);
3812                 if (hs.task)
3813                         io_schedule();
3814                 hrtimer_cancel(&hs.timer);
3815                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
3816         } while (hs.task && !signal_pending(current));
3817
3818         __set_current_state(TASK_RUNNING);
3819         destroy_hrtimer_on_stack(&hs.timer);
3820         return true;
3821 }
3822
3823 static bool blk_mq_poll_hybrid(struct request_queue *q,
3824                                struct blk_mq_hw_ctx *hctx, blk_qc_t cookie)
3825 {
3826         struct request *rq;
3827
3828         if (q->poll_nsec == BLK_MQ_POLL_CLASSIC)
3829                 return false;
3830
3831         if (!blk_qc_t_is_internal(cookie))
3832                 rq = blk_mq_tag_to_rq(hctx->tags, blk_qc_t_to_tag(cookie));
3833         else {
3834                 rq = blk_mq_tag_to_rq(hctx->sched_tags, blk_qc_t_to_tag(cookie));
3835                 /*
3836                  * With scheduling, if the request has completed, we'll
3837                  * get a NULL return here, as we clear the sched tag when
3838                  * that happens. The request still remains valid, like always,
3839                  * so we should be safe with just the NULL check.
3840                  */
3841                 if (!rq)
3842                         return false;
3843         }
3844
3845         return blk_mq_poll_hybrid_sleep(q, rq);
3846 }
3847
3848 /**
3849  * blk_poll - poll for IO completions
3850  * @q:  the queue
3851  * @cookie: cookie passed back at IO submission time
3852  * @spin: whether to spin for completions
3853  *
3854  * Description:
3855  *    Poll for completions on the passed in queue. Returns number of
3856  *    completed entries found. If @spin is true, then blk_poll will continue
3857  *    looping until at least one completion is found, unless the task is
3858  *    otherwise marked running (or we need to reschedule).
3859  */
3860 int blk_poll(struct request_queue *q, blk_qc_t cookie, bool spin)
3861 {
3862         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
3863         long state;
3864
3865         if (!blk_qc_t_valid(cookie) ||
3866             !test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
3867                 return 0;
3868
3869         if (current->plug)
3870                 blk_flush_plug_list(current->plug, false);
3871
3872         hctx = q->queue_hw_ctx[blk_qc_t_to_queue_num(cookie)];
3873
3874         /*
3875          * If we sleep, have the caller restart the poll loop to reset
3876          * the state. Like for the other success return cases, the
3877          * caller is responsible for checking if the IO completed. If
3878          * the IO isn't complete, we'll get called again and will go
3879          * straight to the busy poll loop. If specified not to spin,
3880          * we also should not sleep.
3881          */
3882         if (spin && blk_mq_poll_hybrid(q, hctx, cookie))
3883                 return 1;
3884
3885         hctx->poll_considered++;
3886
3887         state = current->state;
3888         do {
3889                 int ret;
3890
3891                 hctx->poll_invoked++;
3892
3893                 ret = q->mq_ops->poll(hctx);
3894                 if (ret > 0) {
3895                         hctx->poll_success++;
3896                         __set_current_state(TASK_RUNNING);
3897                         return ret;
3898                 }
3899
3900                 if (signal_pending_state(state, current))
3901                         __set_current_state(TASK_RUNNING);
3902
3903                 if (current->state == TASK_RUNNING)
3904                         return 1;
3905                 if (ret < 0 || !spin)
3906                         break;
3907                 cpu_relax();
3908         } while (!need_resched());
3909
3910         __set_current_state(TASK_RUNNING);
3911         return 0;
3912 }
3913 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_poll);
3914
3915 unsigned int blk_mq_rq_cpu(struct request *rq)
3916 {
3917         return rq->mq_ctx->cpu;
3918 }
3919 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_rq_cpu);
3920
3921 static int __init blk_mq_init(void)
3922 {
3923         int i;
3924
3925         for_each_possible_cpu(i)
3926                 INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(blk_cpu_done, i));
3927         open_softirq(BLOCK_SOFTIRQ, blk_done_softirq);
3928
3929         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_BLOCK_SOFTIRQ_DEAD,
3930                                   "block/softirq:dead", NULL,
3931                                   blk_softirq_cpu_dead);
3932         cpuhp_setup_state_multi(CPUHP_BLK_MQ_DEAD, "block/mq:dead", NULL,
3933                                 blk_mq_hctx_notify_dead);
3934         cpuhp_setup_state_multi(CPUHP_AP_BLK_MQ_ONLINE, "block/mq:online",
3935                                 blk_mq_hctx_notify_online,
3936                                 blk_mq_hctx_notify_offline);
3937         return 0;
3938 }
3939 subsys_initcall(blk_mq_init);