block/blk-mq.c

   1 #include <linux/kernel.h>
   2 #include <linux/module.h>
   3 #include <linux/backing-dev.h>
   4 #include <linux/bio.h>
   5 #include <linux/blkdev.h>
   6 #include <linux/mm.h>
   7 #include <linux/init.h>
   8 #include <linux/slab.h>
   9 #include <linux/workqueue.h>
  10 #include <linux/smp.h>
  11 #include <linux/llist.h>
  12 #include <linux/list_sort.h>
  13 #include <linux/cpu.h>
  14 #include <linux/cache.h>
  15 #include <linux/sched/sysctl.h>
  16 #include <linux/delay.h>
  17
  18 #include <trace/events/block.h>
  19
  20 #include <linux/blk-mq.h>
  21 #include "blk.h"
  22 #include "blk-mq.h"
  23 #include "blk-mq-tag.h"
  24
  25 static DEFINE_MUTEX(all_q_mutex);
  26 static LIST_HEAD(all_q_list);
  27
  28 static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx);
  29
  30 static struct blk_mq_ctx *__blk_mq_get_ctx(struct request_queue *q,
  31                                            unsigned int cpu)
  32 {
  33         return per_cpu_ptr(q->queue_ctx, cpu);
  34 }
  35
  36 /*
  37  * This assumes per-cpu software queueing queues. They could be per-node
  38  * as well, for instance. For now this is hardcoded as-is. Note that we don't
  39  * care about preemption, since we know the ctx's are persistent. This does
  40  * mean that we can't rely on ctx always matching the currently running CPU.
  41  */
  42 static struct blk_mq_ctx *blk_mq_get_ctx(struct request_queue *q)
  43 {
  44         return __blk_mq_get_ctx(q, get_cpu());
  45 }
  46
  47 static void blk_mq_put_ctx(struct blk_mq_ctx *ctx)
  48 {
  49         put_cpu();
  50 }
  51
  52 /*
  53  * Check if any of the ctx's have pending work in this hardware queue
  54  */
  55 static bool blk_mq_hctx_has_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
  56 {
  57         unsigned int i;
  58
  59         for (i = 0; i < hctx->nr_ctx_map; i++)
  60                 if (hctx->ctx_map[i])
  61                         return true;
  62
  63         return false;
  64 }
  65
  66 /*
  67  * Mark this ctx as having pending work in this hardware queue
  68  */
  69 static void blk_mq_hctx_mark_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
  70                                      struct blk_mq_ctx *ctx)
  71 {
  72         if (!test_bit(ctx->index_hw, hctx->ctx_map))
  73                 set_bit(ctx->index_hw, hctx->ctx_map);
  74 }
  75
  76 static struct request *__blk_mq_alloc_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
  77                                               gfp_t gfp, bool reserved)
  78 {
  79         struct request *rq;
  80         unsigned int tag;
  81
  82         tag = blk_mq_get_tag(hctx->tags, gfp, reserved);
  83         if (tag != BLK_MQ_TAG_FAIL) {
  84                 rq = hctx->rqs[tag];
  85                 rq->tag = tag;
  86
  87                 return rq;
  88         }
  89
  90         return NULL;
  91 }
  92
  93 static int blk_mq_queue_enter(struct request_queue *q)
  94 {
  95         int ret;
  96
  97         __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, 1, 1000000);
  98         smp_wmb();
  99         /* we have problems to freeze the queue if it's initializing */
 100         if (!blk_queue_bypass(q) || !blk_queue_init_done(q))
 101                 return 0;
 102
 103         __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, -1, 1000000);
 104
 105         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 106         ret = wait_event_interruptible_lock_irq(q->mq_freeze_wq,
 107                 !blk_queue_bypass(q) || blk_queue_dying(q),
 108                 *q->queue_lock);
 109         /* inc usage with lock hold to avoid freeze_queue runs here */
 110         if (!ret && !blk_queue_dying(q))
 111                 __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, 1, 1000000);
 112         else if (blk_queue_dying(q))
 113                 ret = -ENODEV;
 114         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 115
 116         return ret;
 117 }
 118
 119 static void blk_mq_queue_exit(struct request_queue *q)
 120 {
 121         __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, -1, 1000000);
 122 }
 123
 124 static void __blk_mq_drain_queue(struct request_queue *q)
 125 {
 126         while (true) {
 127                 s64 count;
 128
 129                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
 130                 count = percpu_counter_sum(&q->mq_usage_counter);
 131                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 132
 133                 if (count == 0)
 134                         break;
 135                 blk_mq_run_queues(q, false);
 136                 msleep(10);
 137         }
 138 }
 139
 140 /*
 141  * Guarantee no request is in use, so we can change any data structure of
 142  * the queue afterward.
 143  */
 144 static void blk_mq_freeze_queue(struct request_queue *q)
 145 {
 146         bool drain;
 147
 148         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 149         drain = !q->bypass_depth++;
 150         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
 151         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 152
 153         if (drain)
 154                 __blk_mq_drain_queue(q);
 155 }
 156
 157 void blk_mq_drain_queue(struct request_queue *q)
 158 {
 159         __blk_mq_drain_queue(q);
 160 }
 161
 162 static void blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q)
 163 {
 164         bool wake = false;
 165
 166         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 167         if (!--q->bypass_depth) {
 168                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
 169                 wake = true;
 170         }
 171         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
 172         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 173         if (wake)
 174                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
 175 }
 176
 177 bool blk_mq_can_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
 178 {
 179         return blk_mq_has_free_tags(hctx->tags);
 180 }
 181 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_can_queue);
 182
 183 static void blk_mq_rq_ctx_init(struct request_queue *q, struct blk_mq_ctx *ctx,
 184                                struct request *rq, unsigned int rw_flags)
 185 {
 186         if (blk_queue_io_stat(q))
 187                 rw_flags |= REQ_IO_STAT;
 188
 189         rq->mq_ctx = ctx;
 190         rq->cmd_flags = rw_flags;
 191         rq->start_time = jiffies;
 192         set_start_time_ns(rq);
 193         ctx->rq_dispatched[rw_is_sync(rw_flags)]++;
 194 }
 195
 196 static struct request *blk_mq_alloc_request_pinned(struct request_queue *q,
 197                                                    int rw, gfp_t gfp,
 198                                                    bool reserved)
 199 {
 200         struct request *rq;
 201
 202         do {
 203                 struct blk_mq_ctx *ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 204                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 205
 206                 rq = __blk_mq_alloc_request(hctx, gfp & ~__GFP_WAIT, reserved);
 207                 if (rq) {
 208                         blk_mq_rq_ctx_init(q, ctx, rq, rw);
 209                         break;
 210                 }
 211
 212                 blk_mq_put_ctx(ctx);
 213                 if (!(gfp & __GFP_WAIT))
 214                         break;
 215
 216                 __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 217                 blk_mq_wait_for_tags(hctx->tags);
 218         } while (1);
 219
 220         return rq;
 221 }
 222
 223 struct request *blk_mq_alloc_request(struct request_queue *q, int rw, gfp_t gfp)
 224 {
 225         struct request *rq;
 226
 227         if (blk_mq_queue_enter(q))
 228                 return NULL;
 229
 230         rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, rw, gfp, false);
 231         if (rq)
 232                 blk_mq_put_ctx(rq->mq_ctx);
 233         return rq;
 234 }
 235
 236 struct request *blk_mq_alloc_reserved_request(struct request_queue *q, int rw,
 237                                               gfp_t gfp)
 238 {
 239         struct request *rq;
 240
 241         if (blk_mq_queue_enter(q))
 242                 return NULL;
 243
 244         rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, rw, gfp, true);
 245         if (rq)
 246                 blk_mq_put_ctx(rq->mq_ctx);
 247         return rq;
 248 }
 249 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_reserved_request);
 250
 251 /*
 252  * Re-init and set pdu, if we have it
 253  */
 254 void blk_mq_rq_init(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *rq)
 255 {
 256         blk_rq_init(hctx->queue, rq);
 257
 258         if (hctx->cmd_size)
 259                 rq->special = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 260 }
 261
 262 static void __blk_mq_free_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 263                                   struct blk_mq_ctx *ctx, struct request *rq)
 264 {
 265         const int tag = rq->tag;
 266         struct request_queue *q = rq->q;
 267
 268         blk_mq_rq_init(hctx, rq);
 269         blk_mq_put_tag(hctx->tags, tag);
 270
 271         blk_mq_queue_exit(q);
 272 }
 273
 274 void blk_mq_free_request(struct request *rq)
 275 {
 276         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
 277         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 278         struct request_queue *q = rq->q;
 279
 280         ctx->rq_completed[rq_is_sync(rq)]++;
 281
 282         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 283         __blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
 284 }
 285
 286 static void blk_mq_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio, int error)
 287 {
 288         if (error)
 289                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
 290         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
 291                 error = -EIO;
 292
 293         if (unlikely(rq->cmd_flags & REQ_QUIET))
 294                 set_bit(BIO_QUIET, &bio->bi_flags);
 295
 296         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
 297         if (!(rq->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ))
 298                 bio_endio(bio, error);
 299 }
 300
 301 void blk_mq_end_io(struct request *rq, int error)
 302 {
 303         struct bio *bio = rq->bio;
 304         unsigned int bytes = 0;
 305
 306         trace_block_rq_complete(rq->q, rq);
 307
 308         while (bio) {
 309                 struct bio *next = bio->bi_next;
 310
 311                 bio->bi_next = NULL;
 312                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
 313                 blk_mq_bio_endio(rq, bio, error);
 314                 bio = next;
 315         }
 316
 317         blk_account_io_completion(rq, bytes);
 318
 319         blk_account_io_done(rq);
 320
 321         if (rq->end_io)
 322                 rq->end_io(rq, error);
 323         else
 324                 blk_mq_free_request(rq);
 325 }
 326 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_end_io);
 327
 328 static void __blk_mq_complete_request_remote(void *data)
 329 {
 330         struct request *rq = data;
 331
 332         rq->q->softirq_done_fn(rq);
 333 }
 334
 335 void __blk_mq_complete_request(struct request *rq)
 336 {
 337         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
 338         int cpu;
 339
 340         if (!ctx->ipi_redirect) {
 341                 rq->q->softirq_done_fn(rq);
 342                 return;
 343         }
 344
 345         cpu = get_cpu();
 346         if (cpu != ctx->cpu && cpu_online(ctx->cpu)) {
 347                 rq->csd.func = __blk_mq_complete_request_remote;
 348                 rq->csd.info = rq;
 349                 rq->csd.flags = 0;
 350                 __smp_call_function_single(ctx->cpu, &rq->csd, 0);
 351         } else {
 352                 rq->q->softirq_done_fn(rq);
 353         }
 354         put_cpu();
 355 }
 356
 357 /**
 358  * blk_mq_complete_request - end I/O on a request
 359  * @rq:         the request being processed
 360  *
 361  * Description:
 362  *      Ends all I/O on a request. It does not handle partial completions.
 363  *      The actual completion happens out-of-order, through a IPI handler.
 364  **/
 365 void blk_mq_complete_request(struct request *rq)
 366 {
 367         if (unlikely(blk_should_fake_timeout(rq->q)))
 368                 return;
 369         if (!blk_mark_rq_complete(rq))
 370                 __blk_mq_complete_request(rq);
 371 }
 372 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_complete_request);
 373
 374 static void blk_mq_start_request(struct request *rq, bool last)
 375 {
 376         struct request_queue *q = rq->q;
 377
 378         trace_block_rq_issue(q, rq);
 379
 380         /*
 381          * Just mark start time and set the started bit. Due to memory
 382          * ordering, we know we'll see the correct deadline as long as
 383          * REQ_ATOMIC_STARTED is seen.
 384          */
 385         rq->deadline = jiffies + q->rq_timeout;
 386         set_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
 387
 388         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq)) {
 389                 /*
 390                  * Make sure space for the drain appears.  We know we can do
 391                  * this because max_hw_segments has been adjusted to be one
 392                  * fewer than the device can handle.
 393                  */
 394                 rq->nr_phys_segments++;
 395         }
 396
 397         /*
 398          * Flag the last request in the series so that drivers know when IO
 399          * should be kicked off, if they don't do it on a per-request basis.
 400          *
 401          * Note: the flag isn't the only condition drivers should do kick off.
 402          * If drive is busy, the last request might not have the bit set.
 403          */
 404         if (last)
 405                 rq->cmd_flags |= REQ_END;
 406 }
 407
 408 static void blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
 409 {
 410         struct request_queue *q = rq->q;
 411
 412         trace_block_rq_requeue(q, rq);
 413         clear_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
 414
 415         rq->cmd_flags &= ~REQ_END;
 416
 417         if (q->dma_drain_size && blk_rq_bytes(rq))
 418                 rq->nr_phys_segments--;
 419 }
 420
 421 struct blk_mq_timeout_data {
 422         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 423         unsigned long *next;
 424         unsigned int *next_set;
 425 };
 426
 427 static void blk_mq_timeout_check(void *__data, unsigned long *free_tags)
 428 {
 429         struct blk_mq_timeout_data *data = __data;
 430         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = data->hctx;
 431         unsigned int tag;
 432
 433          /* It may not be in flight yet (this is where
 434          * the REQ_ATOMIC_STARTED flag comes in). The requests are
 435          * statically allocated, so we know it's always safe to access the
 436          * memory associated with a bit offset into ->rqs[].
 437          */
 438         tag = 0;
 439         do {
 440                 struct request *rq;
 441
 442                 tag = find_next_zero_bit(free_tags, hctx->queue_depth, tag);
 443                 if (tag >= hctx->queue_depth)
 444                         break;
 445
 446                 rq = hctx->rqs[tag++];
 447
 448                 if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags))
 449                         continue;
 450
 451                 blk_rq_check_expired(rq, data->next, data->next_set);
 452         } while (1);
 453 }
 454
 455 static void blk_mq_hw_ctx_check_timeout(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 456                                         unsigned long *next,
 457                                         unsigned int *next_set)
 458 {
 459         struct blk_mq_timeout_data data = {
 460                 .hctx           = hctx,
 461                 .next           = next,
 462                 .next_set       = next_set,
 463         };
 464
 465         /*
 466          * Ask the tagging code to iterate busy requests, so we can
 467          * check them for timeout.
 468          */
 469         blk_mq_tag_busy_iter(hctx->tags, blk_mq_timeout_check, &data);
 470 }
 471
 472 static void blk_mq_rq_timer(unsigned long data)
 473 {
 474         struct request_queue *q = (struct request_queue *) data;
 475         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 476         unsigned long next = 0;
 477         int i, next_set = 0;
 478
 479         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
 480                 blk_mq_hw_ctx_check_timeout(hctx, &next, &next_set);
 481
 482         if (next_set)
 483                 mod_timer(&q->timeout, round_jiffies_up(next));
 484 }
 485
 486 /*
 487  * Reverse check our software queue for entries that we could potentially
 488  * merge with. Currently includes a hand-wavy stop count of 8, to not spend
 489  * too much time checking for merges.
 490  */
 491 static bool blk_mq_attempt_merge(struct request_queue *q,
 492                                  struct blk_mq_ctx *ctx, struct bio *bio)
 493 {
 494         struct request *rq;
 495         int checked = 8;
 496
 497         list_for_each_entry_reverse(rq, &ctx->rq_list, queuelist) {
 498                 int el_ret;
 499
 500                 if (!checked--)
 501                         break;
 502
 503                 if (!blk_rq_merge_ok(rq, bio))
 504                         continue;
 505
 506                 el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
 507                 if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
 508                         if (bio_attempt_back_merge(q, rq, bio)) {
 509                                 ctx->rq_merged++;
 510                                 return true;
 511                         }
 512                         break;
 513                 } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
 514                         if (bio_attempt_front_merge(q, rq, bio)) {
 515                                 ctx->rq_merged++;
 516                                 return true;
 517                         }
 518                         break;
 519                 }
 520         }
 521
 522         return false;
 523 }
 524
 525 void blk_mq_add_timer(struct request *rq)
 526 {
 527         __blk_add_timer(rq, NULL);
 528 }
 529
 530 /*
 531  * Run this hardware queue, pulling any software queues mapped to it in.
 532  * Note that this function currently has various problems around ordering
 533  * of IO. In particular, we'd like FIFO behaviour on handling existing
 534  * items on the hctx->dispatch list. Ignore that for now.
 535  */
 536 static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
 537 {
 538         struct request_queue *q = hctx->queue;
 539         struct blk_mq_ctx *ctx;
 540         struct request *rq;
 541         LIST_HEAD(rq_list);
 542         int bit, queued;
 543
 544         if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->flags)))
 545                 return;
 546
 547         hctx->run++;
 548
 549         /*
 550          * Touch any software queue that has pending entries.
 551          */
 552         for_each_set_bit(bit, hctx->ctx_map, hctx->nr_ctx) {
 553                 clear_bit(bit, hctx->ctx_map);
 554                 ctx = hctx->ctxs[bit];
 555                 BUG_ON(bit != ctx->index_hw);
 556
 557                 spin_lock(&ctx->lock);
 558                 list_splice_tail_init(&ctx->rq_list, &rq_list);
 559                 spin_unlock(&ctx->lock);
 560         }
 561
 562         /*
 563          * If we have previous entries on our dispatch list, grab them
 564          * and stuff them at the front for more fair dispatch.
 565          */
 566         if (!list_empty_careful(&hctx->dispatch)) {
 567                 spin_lock(&hctx->lock);
 568                 if (!list_empty(&hctx->dispatch))
 569                         list_splice_init(&hctx->dispatch, &rq_list);
 570                 spin_unlock(&hctx->lock);
 571         }
 572
 573         /*
 574          * Delete and return all entries from our dispatch list
 575          */
 576         queued = 0;
 577
 578         /*
 579          * Now process all the entries, sending them to the driver.
 580          */
 581         while (!list_empty(&rq_list)) {
 582                 int ret;
 583
 584                 rq = list_first_entry(&rq_list, struct request, queuelist);
 585                 list_del_init(&rq->queuelist);
 586
 587                 blk_mq_start_request(rq, list_empty(&rq_list));
 588
 589                 ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, rq);
 590                 switch (ret) {
 591                 case BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK:
 592                         queued++;
 593                         continue;
 594                 case BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY:
 595                         /*
 596                          * FIXME: we should have a mechanism to stop the queue
 597                          * like blk_stop_queue, otherwise we will waste cpu
 598                          * time
 599                          */
 600                         list_add(&rq->queuelist, &rq_list);
 601                         blk_mq_requeue_request(rq);
 602                         break;
 603                 default:
 604                         pr_err("blk-mq: bad return on queue: %d\n", ret);
 605                 case BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR:
 606                         rq->errors = -EIO;
 607                         blk_mq_end_io(rq, rq->errors);
 608                         break;
 609                 }
 610
 611                 if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY)
 612                         break;
 613         }
 614
 615         if (!queued)
 616                 hctx->dispatched[0]++;
 617         else if (queued < (1 << (BLK_MQ_MAX_DISPATCH_ORDER - 1)))
 618                 hctx->dispatched[ilog2(queued) + 1]++;
 619
 620         /*
 621          * Any items that need requeuing? Stuff them into hctx->dispatch,
 622          * that is where we will continue on next queue run.
 623          */
 624         if (!list_empty(&rq_list)) {
 625                 spin_lock(&hctx->lock);
 626                 list_splice(&rq_list, &hctx->dispatch);
 627                 spin_unlock(&hctx->lock);
 628         }
 629 }
 630
 631 void blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async)
 632 {
 633         if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->flags)))
 634                 return;
 635
 636         if (!async)
 637                 __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 638         else {
 639                 struct request_queue *q = hctx->queue;
 640
 641                 kblockd_schedule_delayed_work(q, &hctx->delayed_work, 0);
 642         }
 643 }
 644
 645 void blk_mq_run_queues(struct request_queue *q, bool async)
 646 {
 647         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 648         int i;
 649
 650         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
 651                 if ((!blk_mq_hctx_has_pending(hctx) &&
 652                     list_empty_careful(&hctx->dispatch)) ||
 653                     test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->flags))
 654                         continue;
 655
 656                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
 657         }
 658 }
 659 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_run_queues);
 660
 661 void blk_mq_stop_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
 662 {
 663         cancel_delayed_work(&hctx->delayed_work);
 664         set_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
 665 }
 666 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queue);
 667
 668 void blk_mq_stop_hw_queues(struct request_queue *q)
 669 {
 670         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 671         int i;
 672
 673         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
 674                 blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
 675 }
 676 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queues);
 677
 678 void blk_mq_start_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
 679 {
 680         clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
 681         __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 682 }
 683 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queue);
 684
 685 void blk_mq_start_stopped_hw_queues(struct request_queue *q)
 686 {
 687         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 688         int i;
 689
 690         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
 691                 if (!test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
 692                         continue;
 693
 694                 clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
 695                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
 696         }
 697 }
 698 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_stopped_hw_queues);
 699
 700 static void blk_mq_work_fn(struct work_struct *work)
 701 {
 702         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 703
 704         hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, delayed_work.work);
 705         __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 706 }
 707
 708 static void __blk_mq_insert_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 709                                     struct request *rq, bool at_head)
 710 {
 711         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
 712
 713         trace_block_rq_insert(hctx->queue, rq);
 714
 715         if (at_head)
 716                 list_add(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
 717         else
 718                 list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
 719         blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
 720
 721         /*
 722          * We do this early, to ensure we are on the right CPU.
 723          */
 724         blk_mq_add_timer(rq);
 725 }
 726
 727 void blk_mq_insert_request(struct request *rq, bool at_head, bool run_queue,
 728                 bool async)
 729 {
 730         struct request_queue *q = rq->q;
 731         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 732         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx, *current_ctx;
 733
 734         current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 735         if (!cpu_online(ctx->cpu))
 736                 rq->mq_ctx = ctx = current_ctx;
 737
 738         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 739
 740         if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA) &&
 741             !(rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH_SEQ))) {
 742                 blk_insert_flush(rq);
 743         } else {
 744                 spin_lock(&ctx->lock);
 745                 __blk_mq_insert_request(hctx, rq, at_head);
 746                 spin_unlock(&ctx->lock);
 747         }
 748
 749         blk_mq_put_ctx(current_ctx);
 750
 751         if (run_queue)
 752                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
 753 }
 754
 755 static void blk_mq_insert_requests(struct request_queue *q,
 756                                      struct blk_mq_ctx *ctx,
 757                                      struct list_head *list,
 758                                      int depth,
 759                                      bool from_schedule)
 760
 761 {
 762         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 763         struct blk_mq_ctx *current_ctx;
 764
 765         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
 766
 767         current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 768
 769         if (!cpu_online(ctx->cpu))
 770                 ctx = current_ctx;
 771         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 772
 773         /*
 774          * preemption doesn't flush plug list, so it's possible ctx->cpu is
 775          * offline now
 776          */
 777         spin_lock(&ctx->lock);
 778         while (!list_empty(list)) {
 779                 struct request *rq;
 780
 781                 rq = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
 782                 list_del_init(&rq->queuelist);
 783                 rq->mq_ctx = ctx;
 784                 __blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
 785         }
 786         spin_unlock(&ctx->lock);
 787
 788         blk_mq_put_ctx(current_ctx);
 789
 790         blk_mq_run_hw_queue(hctx, from_schedule);
 791 }
 792
 793 static int plug_ctx_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
 794 {
 795         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
 796         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
 797
 798         return !(rqa->mq_ctx < rqb->mq_ctx ||
 799                  (rqa->mq_ctx == rqb->mq_ctx &&
 800                   blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
 801 }
 802
 803 void blk_mq_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
 804 {
 805         struct blk_mq_ctx *this_ctx;
 806         struct request_queue *this_q;
 807         struct request *rq;
 808         LIST_HEAD(list);
 809         LIST_HEAD(ctx_list);
 810         unsigned int depth;
 811
 812         list_splice_init(&plug->mq_list, &list);
 813
 814         list_sort(NULL, &list, plug_ctx_cmp);
 815
 816         this_q = NULL;
 817         this_ctx = NULL;
 818         depth = 0;
 819
 820         while (!list_empty(&list)) {
 821                 rq = list_entry_rq(list.next);
 822                 list_del_init(&rq->queuelist);
 823                 BUG_ON(!rq->q);
 824                 if (rq->mq_ctx != this_ctx) {
 825                         if (this_ctx) {
 826                                 blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx,
 827                                                         &ctx_list, depth,
 828                                                         from_schedule);
 829                         }
 830
 831                         this_ctx = rq->mq_ctx;
 832                         this_q = rq->q;
 833                         depth = 0;
 834                 }
 835
 836                 depth++;
 837                 list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx_list);
 838         }
 839
 840         /*
 841          * If 'this_ctx' is set, we know we have entries to complete
 842          * on 'ctx_list'. Do those.
 843          */
 844         if (this_ctx) {
 845                 blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx, &ctx_list, depth,
 846                                        from_schedule);
 847         }
 848 }
 849
 850 static void blk_mq_bio_to_request(struct request *rq, struct bio *bio)
 851 {
 852         init_request_from_bio(rq, bio);
 853         blk_account_io_start(rq, 1);
 854 }
 855
 856 static void blk_mq_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
 857 {
 858         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 859         struct blk_mq_ctx *ctx;
 860         const int is_sync = rw_is_sync(bio->bi_rw);
 861         const int is_flush_fua = bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA);
 862         int rw = bio_data_dir(bio);
 863         struct request *rq;
 864         unsigned int use_plug, request_count = 0;
 865
 866         /*
 867          * If we have multiple hardware queues, just go directly to
 868          * one of those for sync IO.
 869          */
 870         use_plug = !is_flush_fua && ((q->nr_hw_queues == 1) || !is_sync);
 871
 872         blk_queue_bounce(q, &bio);
 873
 874         if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
 875                 bio_endio(bio, -EIO);
 876                 return;
 877         }
 878
 879         if (use_plug && blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count))
 880                 return;
 881
 882         if (blk_mq_queue_enter(q)) {
 883                 bio_endio(bio, -EIO);
 884                 return;
 885         }
 886
 887         ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 888         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 889
 890         trace_block_getrq(q, bio, rw);
 891         rq = __blk_mq_alloc_request(hctx, GFP_ATOMIC, false);
 892         if (likely(rq))
 893                 blk_mq_rq_ctx_init(q, ctx, rq, rw);
 894         else {
 895                 blk_mq_put_ctx(ctx);
 896                 trace_block_sleeprq(q, bio, rw);
 897                 rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, rw, __GFP_WAIT|GFP_ATOMIC,
 898                                                         false);
 899                 ctx = rq->mq_ctx;
 900                 hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 901         }
 902
 903         hctx->queued++;
 904
 905         if (unlikely(is_flush_fua)) {
 906                 blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
 907                 blk_mq_put_ctx(ctx);
 908                 blk_insert_flush(rq);
 909                 goto run_queue;
 910         }
 911
 912         /*
 913          * A task plug currently exists. Since this is completely lockless,
 914          * utilize that to temporarily store requests until the task is
 915          * either done or scheduled away.
 916          */
 917         if (use_plug) {
 918                 struct blk_plug *plug = current->plug;
 919
 920                 if (plug) {
 921                         blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
 922                         if (list_empty(&plug->mq_list))
 923                                 trace_block_plug(q);
 924                         else if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
 925                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
 926                                 trace_block_plug(q);
 927                         }
 928                         list_add_tail(&rq->queuelist, &plug->mq_list);
 929                         blk_mq_put_ctx(ctx);
 930                         return;
 931                 }
 932         }
 933
 934         spin_lock(&ctx->lock);
 935
 936         if ((hctx->flags & BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE) &&
 937             blk_mq_attempt_merge(q, ctx, bio))
 938                 __blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
 939         else {
 940                 blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
 941                 __blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
 942         }
 943
 944         spin_unlock(&ctx->lock);
 945         blk_mq_put_ctx(ctx);
 946
 947         /*
 948          * For a SYNC request, send it to the hardware immediately. For an
 949          * ASYNC request, just ensure that we run it later on. The latter
 950          * allows for merging opportunities and more efficient dispatching.
 951          */
 952 run_queue:
 953         blk_mq_run_hw_queue(hctx, !is_sync || is_flush_fua);
 954 }
 955
 956 /*
 957  * Default mapping to a software queue, since we use one per CPU.
 958  */
 959 struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_map_queue(struct request_queue *q, const int cpu)
 960 {
 961         return q->queue_hw_ctx[q->mq_map[cpu]];
 962 }
 963 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_map_queue);
 964
 965 struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_alloc_single_hw_queue(struct blk_mq_reg *reg,
 966                                                    unsigned int hctx_index)
 967 {
 968         return kmalloc_node(sizeof(struct blk_mq_hw_ctx),
 969                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, reg->numa_node);
 970 }
 971 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_single_hw_queue);
 972
 973 void blk_mq_free_single_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 974                                  unsigned int hctx_index)
 975 {
 976         kfree(hctx);
 977 }
 978 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_single_hw_queue);
 979
 980 static void blk_mq_hctx_notify(void *data, unsigned long action,
 981                                unsigned int cpu)
 982 {
 983         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = data;
 984         struct blk_mq_ctx *ctx;
 985         LIST_HEAD(tmp);
 986
 987         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
 988                 return;
 989
 990         /*
 991          * Move ctx entries to new CPU, if this one is going away.
 992          */
 993         ctx = __blk_mq_get_ctx(hctx->queue, cpu);
 994
 995         spin_lock(&ctx->lock);
 996         if (!list_empty(&ctx->rq_list)) {
 997                 list_splice_init(&ctx->rq_list, &tmp);
 998                 clear_bit(ctx->index_hw, hctx->ctx_map);
 999         }
1000         spin_unlock(&ctx->lock);
1001
1002         if (list_empty(&tmp))
1003                 return;
1004
1005         ctx = blk_mq_get_ctx(hctx->queue);
1006         spin_lock(&ctx->lock);
1007
1008         while (!list_empty(&tmp)) {
1009                 struct request *rq;
1010
1011                 rq = list_first_entry(&tmp, struct request, queuelist);
1012                 rq->mq_ctx = ctx;
1013                 list_move_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
1014         }
1015
1016         blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1017
1018         spin_unlock(&ctx->lock);
1019         blk_mq_put_ctx(ctx);
1020 }
1021
1022 static void blk_mq_init_hw_commands(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1023                                     void (*init)(void *, struct blk_mq_hw_ctx *,
1024                                         struct request *, unsigned int),
1025                                     void *data)
1026 {
1027         unsigned int i;
1028
1029         for (i = 0; i < hctx->queue_depth; i++) {
1030                 struct request *rq = hctx->rqs[i];
1031
1032                 init(data, hctx, rq, i);
1033         }
1034 }
1035
1036 void blk_mq_init_commands(struct request_queue *q,
1037                           void (*init)(void *, struct blk_mq_hw_ctx *,
1038                                         struct request *, unsigned int),
1039                           void *data)
1040 {
1041         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1042         unsigned int i;
1043
1044         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1045                 blk_mq_init_hw_commands(hctx, init, data);
1046 }
1047 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_commands);
1048
1049 static void blk_mq_free_rq_map(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1050 {
1051         struct page *page;
1052
1053         while (!list_empty(&hctx->page_list)) {
1054                 page = list_first_entry(&hctx->page_list, struct page, lru);
1055                 list_del_init(&page->lru);
1056                 __free_pages(page, page->private);
1057         }
1058
1059         kfree(hctx->rqs);
1060
1061         if (hctx->tags)
1062                 blk_mq_free_tags(hctx->tags);
1063 }
1064
1065 static size_t order_to_size(unsigned int order)
1066 {
1067         size_t ret = PAGE_SIZE;
1068
1069         while (order--)
1070                 ret *= 2;
1071
1072         return ret;
1073 }
1074
1075 static int blk_mq_init_rq_map(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1076                               unsigned int reserved_tags, int node)
1077 {
1078         unsigned int i, j, entries_per_page, max_order = 4;
1079         size_t rq_size, left;
1080
1081         INIT_LIST_HEAD(&hctx->page_list);
1082
1083         hctx->rqs = kmalloc_node(hctx->queue_depth * sizeof(struct request *),
1084                                         GFP_KERNEL, node);
1085         if (!hctx->rqs)
1086                 return -ENOMEM;
1087
1088         /*
1089          * rq_size is the size of the request plus driver payload, rounded
1090          * to the cacheline size
1091          */
1092         rq_size = round_up(sizeof(struct request) + hctx->cmd_size,
1093                                 cache_line_size());
1094         left = rq_size * hctx->queue_depth;
1095
1096         for (i = 0; i < hctx->queue_depth;) {
1097                 int this_order = max_order;
1098                 struct page *page;
1099                 int to_do;
1100                 void *p;
1101
1102                 while (left < order_to_size(this_order - 1) && this_order)
1103                         this_order--;
1104
1105                 do {
1106                         page = alloc_pages_node(node, GFP_KERNEL, this_order);
1107                         if (page)
1108                                 break;
1109                         if (!this_order--)
1110                                 break;
1111                         if (order_to_size(this_order) < rq_size)
1112                                 break;
1113                 } while (1);
1114
1115                 if (!page)
1116                         break;
1117
1118                 page->private = this_order;
1119                 list_add_tail(&page->lru, &hctx->page_list);
1120
1121                 p = page_address(page);
1122                 entries_per_page = order_to_size(this_order) / rq_size;
1123                 to_do = min(entries_per_page, hctx->queue_depth - i);
1124                 left -= to_do * rq_size;
1125                 for (j = 0; j < to_do; j++) {
1126                         hctx->rqs[i] = p;
1127                         blk_mq_rq_init(hctx, hctx->rqs[i]);
1128                         p += rq_size;
1129                         i++;
1130                 }
1131         }
1132
1133         if (i < (reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN))
1134                 goto err_rq_map;
1135         else if (i != hctx->queue_depth) {
1136                 hctx->queue_depth = i;
1137                 pr_warn("%s: queue depth set to %u because of low memory\n",
1138                                         __func__, i);
1139         }
1140
1141         hctx->tags = blk_mq_init_tags(hctx->queue_depth, reserved_tags, node);
1142         if (!hctx->tags) {
1143 err_rq_map:
1144                 blk_mq_free_rq_map(hctx);
1145                 return -ENOMEM;
1146         }
1147
1148         return 0;
1149 }
1150
1151 static int blk_mq_init_hw_queues(struct request_queue *q,
1152                                  struct blk_mq_reg *reg, void *driver_data)
1153 {
1154         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1155         unsigned int i, j;
1156
1157         /*
1158          * Initialize hardware queues
1159          */
1160         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1161                 unsigned int num_maps;
1162                 int node;
1163
1164                 node = hctx->numa_node;
1165                 if (node == NUMA_NO_NODE)
1166                         node = hctx->numa_node = reg->numa_node;
1167
1168                 INIT_DELAYED_WORK(&hctx->delayed_work, blk_mq_work_fn);
1169                 spin_lock_init(&hctx->lock);
1170                 INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch);
1171                 hctx->queue = q;
1172                 hctx->queue_num = i;
1173                 hctx->flags = reg->flags;
1174                 hctx->queue_depth = reg->queue_depth;
1175                 hctx->cmd_size = reg->cmd_size;
1176
1177                 blk_mq_init_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier,
1178                                                 blk_mq_hctx_notify, hctx);
1179                 blk_mq_register_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1180
1181                 if (blk_mq_init_rq_map(hctx, reg->reserved_tags, node))
1182                         break;
1183
1184                 /*
1185                  * Allocate space for all possible cpus to avoid allocation in
1186                  * runtime
1187                  */
1188                 hctx->ctxs = kmalloc_node(nr_cpu_ids * sizeof(void *),
1189                                                 GFP_KERNEL, node);
1190                 if (!hctx->ctxs)
1191                         break;
1192
1193                 num_maps = ALIGN(nr_cpu_ids, BITS_PER_LONG) / BITS_PER_LONG;
1194                 hctx->ctx_map = kzalloc_node(num_maps * sizeof(unsigned long),
1195                                                 GFP_KERNEL, node);
1196                 if (!hctx->ctx_map)
1197                         break;
1198
1199                 hctx->nr_ctx_map = num_maps;
1200                 hctx->nr_ctx = 0;
1201
1202                 if (reg->ops->init_hctx &&
1203                     reg->ops->init_hctx(hctx, driver_data, i))
1204                         break;
1205         }
1206
1207         if (i == q->nr_hw_queues)
1208                 return 0;
1209
1210         /*
1211          * Init failed
1212          */
1213         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, j) {
1214                 if (i == j)
1215                         break;
1216
1217                 if (reg->ops->exit_hctx)
1218                         reg->ops->exit_hctx(hctx, j);
1219
1220                 blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1221                 blk_mq_free_rq_map(hctx);
1222                 kfree(hctx->ctxs);
1223         }
1224
1225         return 1;
1226 }
1227
1228 static void blk_mq_init_cpu_queues(struct request_queue *q,
1229                                    unsigned int nr_hw_queues)
1230 {
1231         unsigned int i;
1232
1233         for_each_possible_cpu(i) {
1234                 struct blk_mq_ctx *__ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
1235                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1236
1237                 memset(__ctx, 0, sizeof(*__ctx));
1238                 __ctx->cpu = i;
1239                 spin_lock_init(&__ctx->lock);
1240                 INIT_LIST_HEAD(&__ctx->rq_list);
1241                 __ctx->queue = q;
1242
1243                 /* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1244                 hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1245                 hctx->nr_ctx++;
1246
1247                 if (!cpu_online(i))
1248                         continue;
1249
1250                 /*
1251                  * Set local node, IFF we have more than one hw queue. If
1252                  * not, we remain on the home node of the device
1253                  */
1254                 if (nr_hw_queues > 1 && hctx->numa_node == NUMA_NO_NODE)
1255                         hctx->numa_node = cpu_to_node(i);
1256         }
1257 }
1258
1259 static void blk_mq_map_swqueue(struct request_queue *q)
1260 {
1261         unsigned int i;
1262         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1263         struct blk_mq_ctx *ctx;
1264
1265         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1266                 hctx->nr_ctx = 0;
1267         }
1268
1269         /*
1270          * Map software to hardware queues
1271          */
1272         queue_for_each_ctx(q, ctx, i) {
1273                 /* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1274                 hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1275                 ctx->index_hw = hctx->nr_ctx;
1276                 hctx->ctxs[hctx->nr_ctx++] = ctx;
1277         }
1278 }
1279
1280 struct request_queue *blk_mq_init_queue(struct blk_mq_reg *reg,
1281                                         void *driver_data)
1282 {
1283         struct blk_mq_hw_ctx **hctxs;
1284         struct blk_mq_ctx *ctx;
1285         struct request_queue *q;
1286         int i;
1287
1288         if (!reg->nr_hw_queues ||
1289             !reg->ops->queue_rq || !reg->ops->map_queue ||
1290             !reg->ops->alloc_hctx || !reg->ops->free_hctx)
1291                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1292
1293         if (!reg->queue_depth)
1294                 reg->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
1295         else if (reg->queue_depth > BLK_MQ_MAX_DEPTH) {
1296                 pr_err("blk-mq: queuedepth too large (%u)\n", reg->queue_depth);
1297                 reg->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
1298         }
1299
1300         if (reg->queue_depth < (reg->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN))
1301                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1302
1303         ctx = alloc_percpu(struct blk_mq_ctx);
1304         if (!ctx)
1305                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1306
1307         hctxs = kmalloc_node(reg->nr_hw_queues * sizeof(*hctxs), GFP_KERNEL,
1308                         reg->numa_node);
1309
1310         if (!hctxs)
1311                 goto err_percpu;
1312
1313         for (i = 0; i < reg->nr_hw_queues; i++) {
1314                 hctxs[i] = reg->ops->alloc_hctx(reg, i);
1315                 if (!hctxs[i])
1316                         goto err_hctxs;
1317
1318                 hctxs[i]->numa_node = NUMA_NO_NODE;
1319                 hctxs[i]->queue_num = i;
1320         }
1321
1322         q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, reg->numa_node);
1323         if (!q)
1324                 goto err_hctxs;
1325
1326         q->mq_map = blk_mq_make_queue_map(reg);
1327         if (!q->mq_map)
1328                 goto err_map;
1329
1330         setup_timer(&q->timeout, blk_mq_rq_timer, (unsigned long) q);
1331         blk_queue_rq_timeout(q, 30000);
1332
1333         q->nr_queues = nr_cpu_ids;
1334         q->nr_hw_queues = reg->nr_hw_queues;
1335
1336         q->queue_ctx = ctx;
1337         q->queue_hw_ctx = hctxs;
1338
1339         q->mq_ops = reg->ops;
1340         q->queue_flags |= QUEUE_FLAG_MQ_DEFAULT;
1341
1342         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
1343
1344         blk_queue_make_request(q, blk_mq_make_request);
1345         blk_queue_rq_timed_out(q, reg->ops->timeout);
1346         if (reg->timeout)
1347                 blk_queue_rq_timeout(q, reg->timeout);
1348
1349         if (reg->ops->complete)
1350                 blk_queue_softirq_done(q, reg->ops->complete);
1351
1352         blk_mq_init_flush(q);
1353         blk_mq_init_cpu_queues(q, reg->nr_hw_queues);
1354
1355         q->flush_rq = kzalloc(round_up(sizeof(struct request) + reg->cmd_size,
1356                                 cache_line_size()), GFP_KERNEL);
1357         if (!q->flush_rq)
1358                 goto err_hw;
1359
1360         if (blk_mq_init_hw_queues(q, reg, driver_data))
1361                 goto err_flush_rq;
1362
1363         blk_mq_map_swqueue(q);
1364
1365         mutex_lock(&all_q_mutex);
1366         list_add_tail(&q->all_q_node, &all_q_list);
1367         mutex_unlock(&all_q_mutex);
1368
1369         return q;
1370
1371 err_flush_rq:
1372         kfree(q->flush_rq);
1373 err_hw:
1374         kfree(q->mq_map);
1375 err_map:
1376         blk_cleanup_queue(q);
1377 err_hctxs:
1378         for (i = 0; i < reg->nr_hw_queues; i++) {
1379                 if (!hctxs[i])
1380                         break;
1381                 reg->ops->free_hctx(hctxs[i], i);
1382         }
1383         kfree(hctxs);
1384 err_percpu:
1385         free_percpu(ctx);
1386         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1387 }
1388 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_queue);
1389
1390 void blk_mq_free_queue(struct request_queue *q)
1391 {
1392         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1393         int i;
1394
1395         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1396                 kfree(hctx->ctx_map);
1397                 kfree(hctx->ctxs);
1398                 blk_mq_free_rq_map(hctx);
1399                 blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1400                 if (q->mq_ops->exit_hctx)
1401                         q->mq_ops->exit_hctx(hctx, i);
1402                 q->mq_ops->free_hctx(hctx, i);
1403         }
1404
1405         free_percpu(q->queue_ctx);
1406         kfree(q->queue_hw_ctx);
1407         kfree(q->mq_map);
1408
1409         q->queue_ctx = NULL;
1410         q->queue_hw_ctx = NULL;
1411         q->mq_map = NULL;
1412
1413         mutex_lock(&all_q_mutex);
1414         list_del_init(&q->all_q_node);
1415         mutex_unlock(&all_q_mutex);
1416 }
1417
1418 /* Basically redo blk_mq_init_queue with queue frozen */
1419 static void blk_mq_queue_reinit(struct request_queue *q)
1420 {
1421         blk_mq_freeze_queue(q);
1422
1423         blk_mq_update_queue_map(q->mq_map, q->nr_hw_queues);
1424
1425         /*
1426          * redo blk_mq_init_cpu_queues and blk_mq_init_hw_queues. FIXME: maybe
1427          * we should change hctx numa_node according to new topology (this
1428          * involves free and re-allocate memory, worthy doing?)
1429          */
1430
1431         blk_mq_map_swqueue(q);
1432
1433         blk_mq_unfreeze_queue(q);
1434 }
1435
1436 static int blk_mq_queue_reinit_notify(struct notifier_block *nb,
1437                                       unsigned long action, void *hcpu)
1438 {
1439         struct request_queue *q;
1440
1441         /*
1442          * Before new mapping is established, hotadded cpu might already start
1443          * handling requests. This doesn't break anything as we map offline
1444          * CPUs to first hardware queue. We will re-init queue below to get
1445          * optimal settings.
1446          */
1447         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN &&
1448             action != CPU_ONLINE && action != CPU_ONLINE_FROZEN)
1449                 return NOTIFY_OK;
1450
1451         mutex_lock(&all_q_mutex);
1452         list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
1453                 blk_mq_queue_reinit(q);
1454         mutex_unlock(&all_q_mutex);
1455         return NOTIFY_OK;
1456 }
1457
1458 static int __init blk_mq_init(void)
1459 {
1460         blk_mq_cpu_init();
1461
1462         /* Must be called after percpu_counter_hotcpu_callback() */
1463         hotcpu_notifier(blk_mq_queue_reinit_notify, -10);
1464
1465         return 0;
1466 }
1467 subsys_initcall(blk_mq_init);