block/blk-mq.c

   1 #include <linux/kernel.h>
   2 #include <linux/module.h>
   3 #include <linux/backing-dev.h>
   4 #include <linux/bio.h>
   5 #include <linux/blkdev.h>
   6 #include <linux/mm.h>
   7 #include <linux/init.h>
   8 #include <linux/slab.h>
   9 #include <linux/workqueue.h>
  10 #include <linux/smp.h>
  11 #include <linux/llist.h>
  12 #include <linux/list_sort.h>
  13 #include <linux/cpu.h>
  14 #include <linux/cache.h>
  15 #include <linux/sched/sysctl.h>
  16 #include <linux/delay.h>
  17
  18 #include <trace/events/block.h>
  19
  20 #include <linux/blk-mq.h>
  21 #include "blk.h"
  22 #include "blk-mq.h"
  23 #include "blk-mq-tag.h"
  24
  25 static DEFINE_MUTEX(all_q_mutex);
  26 static LIST_HEAD(all_q_list);
  27
  28 static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx);
  29
  30 static struct blk_mq_ctx *__blk_mq_get_ctx(struct request_queue *q,
  31                                            unsigned int cpu)
  32 {
  33         return per_cpu_ptr(q->queue_ctx, cpu);
  34 }
  35
  36 /*
  37  * This assumes per-cpu software queueing queues. They could be per-node
  38  * as well, for instance. For now this is hardcoded as-is. Note that we don't
  39  * care about preemption, since we know the ctx's are persistent. This does
  40  * mean that we can't rely on ctx always matching the currently running CPU.
  41  */
  42 static struct blk_mq_ctx *blk_mq_get_ctx(struct request_queue *q)
  43 {
  44         return __blk_mq_get_ctx(q, get_cpu());
  45 }
  46
  47 static void blk_mq_put_ctx(struct blk_mq_ctx *ctx)
  48 {
  49         put_cpu();
  50 }
  51
  52 /*
  53  * Check if any of the ctx's have pending work in this hardware queue
  54  */
  55 static bool blk_mq_hctx_has_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
  56 {
  57         unsigned int i;
  58
  59         for (i = 0; i < hctx->nr_ctx_map; i++)
  60                 if (hctx->ctx_map[i])
  61                         return true;
  62
  63         return false;
  64 }
  65
  66 /*
  67  * Mark this ctx as having pending work in this hardware queue
  68  */
  69 static void blk_mq_hctx_mark_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
  70                                      struct blk_mq_ctx *ctx)
  71 {
  72         if (!test_bit(ctx->index_hw, hctx->ctx_map))
  73                 set_bit(ctx->index_hw, hctx->ctx_map);
  74 }
  75
  76 static struct request *blk_mq_alloc_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, gfp_t gfp,
  77                                        bool reserved)
  78 {
  79         struct request *rq;
  80         unsigned int tag;
  81
  82         tag = blk_mq_get_tag(hctx->tags, gfp, reserved);
  83         if (tag != BLK_MQ_TAG_FAIL) {
  84                 rq = hctx->rqs[tag];
  85                 rq->tag = tag;
  86
  87                 return rq;
  88         }
  89
  90         return NULL;
  91 }
  92
  93 static int blk_mq_queue_enter(struct request_queue *q)
  94 {
  95         int ret;
  96
  97         __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, 1, 1000000);
  98         smp_wmb();
  99         /* we have problems to freeze the queue if it's initializing */
 100         if (!blk_queue_bypass(q) || !blk_queue_init_done(q))
 101                 return 0;
 102
 103         __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, -1, 1000000);
 104
 105         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 106         ret = wait_event_interruptible_lock_irq(q->mq_freeze_wq,
 107                 !blk_queue_bypass(q) || blk_queue_dying(q),
 108                 *q->queue_lock);
 109         /* inc usage with lock hold to avoid freeze_queue runs here */
 110         if (!ret && !blk_queue_dying(q))
 111                 __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, 1, 1000000);
 112         else if (blk_queue_dying(q))
 113                 ret = -ENODEV;
 114         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 115
 116         return ret;
 117 }
 118
 119 static void blk_mq_queue_exit(struct request_queue *q)
 120 {
 121         __percpu_counter_add(&q->mq_usage_counter, -1, 1000000);
 122 }
 123
 124 static void __blk_mq_drain_queue(struct request_queue *q)
 125 {
 126         while (true) {
 127                 s64 count;
 128
 129                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
 130                 count = percpu_counter_sum(&q->mq_usage_counter);
 131                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 132
 133                 if (count == 0)
 134                         break;
 135                 blk_mq_run_queues(q, false);
 136                 msleep(10);
 137         }
 138 }
 139
 140 /*
 141  * Guarantee no request is in use, so we can change any data structure of
 142  * the queue afterward.
 143  */
 144 static void blk_mq_freeze_queue(struct request_queue *q)
 145 {
 146         bool drain;
 147
 148         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 149         drain = !q->bypass_depth++;
 150         queue_flag_set(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
 151         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 152
 153         if (drain)
 154                 __blk_mq_drain_queue(q);
 155 }
 156
 157 void blk_mq_drain_queue(struct request_queue *q)
 158 {
 159         __blk_mq_drain_queue(q);
 160 }
 161
 162 static void blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q)
 163 {
 164         bool wake = false;
 165
 166         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 167         if (!--q->bypass_depth) {
 168                 queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_BYPASS, q);
 169                 wake = true;
 170         }
 171         WARN_ON_ONCE(q->bypass_depth < 0);
 172         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 173         if (wake)
 174                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
 175 }
 176
 177 bool blk_mq_can_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
 178 {
 179         return blk_mq_has_free_tags(hctx->tags);
 180 }
 181 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_can_queue);
 182
 183 static void blk_mq_rq_ctx_init(struct request_queue *q, struct blk_mq_ctx *ctx,
 184                                struct request *rq, unsigned int rw_flags)
 185 {
 186         if (blk_queue_io_stat(q))
 187                 rw_flags |= REQ_IO_STAT;
 188
 189         rq->mq_ctx = ctx;
 190         rq->cmd_flags = rw_flags;
 191         rq->start_time = jiffies;
 192         set_start_time_ns(rq);
 193         ctx->rq_dispatched[rw_is_sync(rw_flags)]++;
 194 }
 195
 196 static struct request *__blk_mq_alloc_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 197                                               gfp_t gfp, bool reserved,
 198                                               int rw)
 199 {
 200         struct request *req;
 201         bool is_flush = false;
 202         /*
 203          * flush need allocate a request, leave at least one request for
 204          * non-flush IO to avoid deadlock
 205          */
 206         if ((rw & REQ_FLUSH) && !(rw & REQ_FLUSH_SEQ)) {
 207                 if (atomic_inc_return(&hctx->pending_flush) >=
 208                     hctx->queue_depth - hctx->reserved_tags - 1) {
 209                         atomic_dec(&hctx->pending_flush);
 210                         return NULL;
 211                 }
 212                 is_flush = true;
 213         }
 214         req = blk_mq_alloc_rq(hctx, gfp, reserved);
 215         if (!req && is_flush)
 216                 atomic_dec(&hctx->pending_flush);
 217         return req;
 218 }
 219
 220 static struct request *blk_mq_alloc_request_pinned(struct request_queue *q,
 221                                                    int rw, gfp_t gfp,
 222                                                    bool reserved)
 223 {
 224         struct request *rq;
 225
 226         do {
 227                 struct blk_mq_ctx *ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 228                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 229
 230                 rq = __blk_mq_alloc_request(hctx, gfp & ~__GFP_WAIT, reserved, rw);
 231                 if (rq) {
 232                         blk_mq_rq_ctx_init(q, ctx, rq, rw);
 233                         break;
 234                 }
 235
 236                 blk_mq_put_ctx(ctx);
 237                 if (!(gfp & __GFP_WAIT))
 238                         break;
 239
 240                 __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 241                 blk_mq_wait_for_tags(hctx->tags);
 242         } while (1);
 243
 244         return rq;
 245 }
 246
 247 struct request *blk_mq_alloc_request(struct request_queue *q, int rw,
 248                 gfp_t gfp, bool reserved)
 249 {
 250         struct request *rq;
 251
 252         if (blk_mq_queue_enter(q))
 253                 return NULL;
 254
 255         rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, rw, gfp, reserved);
 256         if (rq)
 257                 blk_mq_put_ctx(rq->mq_ctx);
 258         return rq;
 259 }
 260
 261 struct request *blk_mq_alloc_reserved_request(struct request_queue *q, int rw,
 262                                               gfp_t gfp)
 263 {
 264         struct request *rq;
 265
 266         if (blk_mq_queue_enter(q))
 267                 return NULL;
 268
 269         rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, rw, gfp, true);
 270         if (rq)
 271                 blk_mq_put_ctx(rq->mq_ctx);
 272         return rq;
 273 }
 274 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_reserved_request);
 275
 276 /*
 277  * Re-init and set pdu, if we have it
 278  */
 279 static void blk_mq_rq_init(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *rq)
 280 {
 281         blk_rq_init(hctx->queue, rq);
 282
 283         if (hctx->cmd_size)
 284                 rq->special = blk_mq_rq_to_pdu(rq);
 285 }
 286
 287 static void __blk_mq_free_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 288                                   struct blk_mq_ctx *ctx, struct request *rq)
 289 {
 290         const int tag = rq->tag;
 291         struct request_queue *q = rq->q;
 292
 293         if ((rq->cmd_flags & REQ_FLUSH) && !(rq->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ))
 294                 atomic_dec(&hctx->pending_flush);
 295
 296         blk_mq_rq_init(hctx, rq);
 297         blk_mq_put_tag(hctx->tags, tag);
 298
 299         blk_mq_queue_exit(q);
 300 }
 301
 302 void blk_mq_free_request(struct request *rq)
 303 {
 304         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
 305         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 306         struct request_queue *q = rq->q;
 307
 308         ctx->rq_completed[rq_is_sync(rq)]++;
 309
 310         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 311         __blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
 312 }
 313
 314 static void blk_mq_bio_endio(struct request *rq, struct bio *bio, int error)
 315 {
 316         if (error)
 317                 clear_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
 318         else if (!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags))
 319                 error = -EIO;
 320
 321         if (unlikely(rq->cmd_flags & REQ_QUIET))
 322                 set_bit(BIO_QUIET, &bio->bi_flags);
 323
 324         /* don't actually finish bio if it's part of flush sequence */
 325         if (!(rq->cmd_flags & REQ_FLUSH_SEQ))
 326                 bio_endio(bio, error);
 327 }
 328
 329 void blk_mq_complete_request(struct request *rq, int error)
 330 {
 331         struct bio *bio = rq->bio;
 332         unsigned int bytes = 0;
 333
 334         trace_block_rq_complete(rq->q, rq);
 335
 336         while (bio) {
 337                 struct bio *next = bio->bi_next;
 338
 339                 bio->bi_next = NULL;
 340                 bytes += bio->bi_iter.bi_size;
 341                 blk_mq_bio_endio(rq, bio, error);
 342                 bio = next;
 343         }
 344
 345         blk_account_io_completion(rq, bytes);
 346
 347         blk_account_io_done(rq);
 348
 349         if (rq->end_io)
 350                 rq->end_io(rq, error);
 351         else
 352                 blk_mq_free_request(rq);
 353 }
 354
 355 void __blk_mq_end_io(struct request *rq, int error)
 356 {
 357         if (!blk_mark_rq_complete(rq))
 358                 blk_mq_complete_request(rq, error);
 359 }
 360
 361 static void blk_mq_end_io_remote(void *data)
 362 {
 363         struct request *rq = data;
 364
 365         __blk_mq_end_io(rq, rq->errors);
 366 }
 367
 368 /*
 369  * End IO on this request on a multiqueue enabled driver. We'll either do
 370  * it directly inline, or punt to a local IPI handler on the matching
 371  * remote CPU.
 372  */
 373 void blk_mq_end_io(struct request *rq, int error)
 374 {
 375         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
 376         int cpu;
 377
 378         if (!ctx->ipi_redirect)
 379                 return __blk_mq_end_io(rq, error);
 380
 381         cpu = get_cpu();
 382         if (cpu != ctx->cpu && cpu_online(ctx->cpu)) {
 383                 rq->errors = error;
 384                 rq->csd.func = blk_mq_end_io_remote;
 385                 rq->csd.info = rq;
 386                 rq->csd.flags = 0;
 387                 __smp_call_function_single(ctx->cpu, &rq->csd, 0);
 388         } else {
 389                 __blk_mq_end_io(rq, error);
 390         }
 391         put_cpu();
 392 }
 393 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_end_io);
 394
 395 static void blk_mq_start_request(struct request *rq)
 396 {
 397         struct request_queue *q = rq->q;
 398
 399         trace_block_rq_issue(q, rq);
 400
 401         /*
 402          * Just mark start time and set the started bit. Due to memory
 403          * ordering, we know we'll see the correct deadline as long as
 404          * REQ_ATOMIC_STARTED is seen.
 405          */
 406         rq->deadline = jiffies + q->rq_timeout;
 407         set_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
 408 }
 409
 410 static void blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
 411 {
 412         struct request_queue *q = rq->q;
 413
 414         trace_block_rq_requeue(q, rq);
 415         clear_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags);
 416 }
 417
 418 struct blk_mq_timeout_data {
 419         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 420         unsigned long *next;
 421         unsigned int *next_set;
 422 };
 423
 424 static void blk_mq_timeout_check(void *__data, unsigned long *free_tags)
 425 {
 426         struct blk_mq_timeout_data *data = __data;
 427         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = data->hctx;
 428         unsigned int tag;
 429
 430          /* It may not be in flight yet (this is where
 431          * the REQ_ATOMIC_STARTED flag comes in). The requests are
 432          * statically allocated, so we know it's always safe to access the
 433          * memory associated with a bit offset into ->rqs[].
 434          */
 435         tag = 0;
 436         do {
 437                 struct request *rq;
 438
 439                 tag = find_next_zero_bit(free_tags, hctx->queue_depth, tag);
 440                 if (tag >= hctx->queue_depth)
 441                         break;
 442
 443                 rq = hctx->rqs[tag++];
 444
 445                 if (!test_bit(REQ_ATOM_STARTED, &rq->atomic_flags))
 446                         continue;
 447
 448                 blk_rq_check_expired(rq, data->next, data->next_set);
 449         } while (1);
 450 }
 451
 452 static void blk_mq_hw_ctx_check_timeout(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 453                                         unsigned long *next,
 454                                         unsigned int *next_set)
 455 {
 456         struct blk_mq_timeout_data data = {
 457                 .hctx           = hctx,
 458                 .next           = next,
 459                 .next_set       = next_set,
 460         };
 461
 462         /*
 463          * Ask the tagging code to iterate busy requests, so we can
 464          * check them for timeout.
 465          */
 466         blk_mq_tag_busy_iter(hctx->tags, blk_mq_timeout_check, &data);
 467 }
 468
 469 static void blk_mq_rq_timer(unsigned long data)
 470 {
 471         struct request_queue *q = (struct request_queue *) data;
 472         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 473         unsigned long next = 0;
 474         int i, next_set = 0;
 475
 476         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
 477                 blk_mq_hw_ctx_check_timeout(hctx, &next, &next_set);
 478
 479         if (next_set)
 480                 mod_timer(&q->timeout, round_jiffies_up(next));
 481 }
 482
 483 /*
 484  * Reverse check our software queue for entries that we could potentially
 485  * merge with. Currently includes a hand-wavy stop count of 8, to not spend
 486  * too much time checking for merges.
 487  */
 488 static bool blk_mq_attempt_merge(struct request_queue *q,
 489                                  struct blk_mq_ctx *ctx, struct bio *bio)
 490 {
 491         struct request *rq;
 492         int checked = 8;
 493
 494         list_for_each_entry_reverse(rq, &ctx->rq_list, queuelist) {
 495                 int el_ret;
 496
 497                 if (!checked--)
 498                         break;
 499
 500                 if (!blk_rq_merge_ok(rq, bio))
 501                         continue;
 502
 503                 el_ret = blk_try_merge(rq, bio);
 504                 if (el_ret == ELEVATOR_BACK_MERGE) {
 505                         if (bio_attempt_back_merge(q, rq, bio)) {
 506                                 ctx->rq_merged++;
 507                                 return true;
 508                         }
 509                         break;
 510                 } else if (el_ret == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
 511                         if (bio_attempt_front_merge(q, rq, bio)) {
 512                                 ctx->rq_merged++;
 513                                 return true;
 514                         }
 515                         break;
 516                 }
 517         }
 518
 519         return false;
 520 }
 521
 522 void blk_mq_add_timer(struct request *rq)
 523 {
 524         __blk_add_timer(rq, NULL);
 525 }
 526
 527 /*
 528  * Run this hardware queue, pulling any software queues mapped to it in.
 529  * Note that this function currently has various problems around ordering
 530  * of IO. In particular, we'd like FIFO behaviour on handling existing
 531  * items on the hctx->dispatch list. Ignore that for now.
 532  */
 533 static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
 534 {
 535         struct request_queue *q = hctx->queue;
 536         struct blk_mq_ctx *ctx;
 537         struct request *rq;
 538         LIST_HEAD(rq_list);
 539         int bit, queued;
 540
 541         if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->flags)))
 542                 return;
 543
 544         hctx->run++;
 545
 546         /*
 547          * Touch any software queue that has pending entries.
 548          */
 549         for_each_set_bit(bit, hctx->ctx_map, hctx->nr_ctx) {
 550                 clear_bit(bit, hctx->ctx_map);
 551                 ctx = hctx->ctxs[bit];
 552                 BUG_ON(bit != ctx->index_hw);
 553
 554                 spin_lock(&ctx->lock);
 555                 list_splice_tail_init(&ctx->rq_list, &rq_list);
 556                 spin_unlock(&ctx->lock);
 557         }
 558
 559         /*
 560          * If we have previous entries on our dispatch list, grab them
 561          * and stuff them at the front for more fair dispatch.
 562          */
 563         if (!list_empty_careful(&hctx->dispatch)) {
 564                 spin_lock(&hctx->lock);
 565                 if (!list_empty(&hctx->dispatch))
 566                         list_splice_init(&hctx->dispatch, &rq_list);
 567                 spin_unlock(&hctx->lock);
 568         }
 569
 570         /*
 571          * Delete and return all entries from our dispatch list
 572          */
 573         queued = 0;
 574
 575         /*
 576          * Now process all the entries, sending them to the driver.
 577          */
 578         while (!list_empty(&rq_list)) {
 579                 int ret;
 580
 581                 rq = list_first_entry(&rq_list, struct request, queuelist);
 582                 list_del_init(&rq->queuelist);
 583                 blk_mq_start_request(rq);
 584
 585                 /*
 586                  * Last request in the series. Flag it as such, this
 587                  * enables drivers to know when IO should be kicked off,
 588                  * if they don't do it on a per-request basis.
 589                  *
 590                  * Note: the flag isn't the only condition drivers
 591                  * should do kick off. If drive is busy, the last
 592                  * request might not have the bit set.
 593                  */
 594                 if (list_empty(&rq_list))
 595                         rq->cmd_flags |= REQ_END;
 596
 597                 ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, rq);
 598                 switch (ret) {
 599                 case BLK_MQ_RQ_QUEUE_OK:
 600                         queued++;
 601                         continue;
 602                 case BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY:
 603                         /*
 604                          * FIXME: we should have a mechanism to stop the queue
 605                          * like blk_stop_queue, otherwise we will waste cpu
 606                          * time
 607                          */
 608                         list_add(&rq->queuelist, &rq_list);
 609                         blk_mq_requeue_request(rq);
 610                         break;
 611                 default:
 612                         pr_err("blk-mq: bad return on queue: %d\n", ret);
 613                         rq->errors = -EIO;
 614                 case BLK_MQ_RQ_QUEUE_ERROR:
 615                         blk_mq_end_io(rq, rq->errors);
 616                         break;
 617                 }
 618
 619                 if (ret == BLK_MQ_RQ_QUEUE_BUSY)
 620                         break;
 621         }
 622
 623         if (!queued)
 624                 hctx->dispatched[0]++;
 625         else if (queued < (1 << (BLK_MQ_MAX_DISPATCH_ORDER - 1)))
 626                 hctx->dispatched[ilog2(queued) + 1]++;
 627
 628         /*
 629          * Any items that need requeuing? Stuff them into hctx->dispatch,
 630          * that is where we will continue on next queue run.
 631          */
 632         if (!list_empty(&rq_list)) {
 633                 spin_lock(&hctx->lock);
 634                 list_splice(&rq_list, &hctx->dispatch);
 635                 spin_unlock(&hctx->lock);
 636         }
 637 }
 638
 639 void blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async)
 640 {
 641         if (unlikely(test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->flags)))
 642                 return;
 643
 644         if (!async)
 645                 __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 646         else {
 647                 struct request_queue *q = hctx->queue;
 648
 649                 kblockd_schedule_delayed_work(q, &hctx->delayed_work, 0);
 650         }
 651 }
 652
 653 void blk_mq_run_queues(struct request_queue *q, bool async)
 654 {
 655         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 656         int i;
 657
 658         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
 659                 if ((!blk_mq_hctx_has_pending(hctx) &&
 660                     list_empty_careful(&hctx->dispatch)) ||
 661                     test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->flags))
 662                         continue;
 663
 664                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
 665         }
 666 }
 667 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_run_queues);
 668
 669 void blk_mq_stop_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
 670 {
 671         cancel_delayed_work(&hctx->delayed_work);
 672         set_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
 673 }
 674 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queue);
 675
 676 void blk_mq_stop_hw_queues(struct request_queue *q)
 677 {
 678         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 679         int i;
 680
 681         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
 682                 blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
 683 }
 684 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queues);
 685
 686 void blk_mq_start_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
 687 {
 688         clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
 689         __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 690 }
 691 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queue);
 692
 693 void blk_mq_start_stopped_hw_queues(struct request_queue *q)
 694 {
 695         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 696         int i;
 697
 698         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
 699                 if (!test_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state))
 700                         continue;
 701
 702                 clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
 703                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
 704         }
 705 }
 706 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_stopped_hw_queues);
 707
 708 static void blk_mq_work_fn(struct work_struct *work)
 709 {
 710         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 711
 712         hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, delayed_work.work);
 713         __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 714 }
 715
 716 static void __blk_mq_insert_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 717                                     struct request *rq, bool at_head)
 718 {
 719         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
 720
 721         trace_block_rq_insert(hctx->queue, rq);
 722
 723         if (at_head)
 724                 list_add(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
 725         else
 726                 list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
 727         blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
 728
 729         /*
 730          * We do this early, to ensure we are on the right CPU.
 731          */
 732         blk_mq_add_timer(rq);
 733 }
 734
 735 void blk_mq_insert_request(struct request_queue *q, struct request *rq,
 736                            bool at_head, bool run_queue)
 737 {
 738         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 739         struct blk_mq_ctx *ctx, *current_ctx;
 740
 741         ctx = rq->mq_ctx;
 742         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 743
 744         if (rq->cmd_flags & (REQ_FLUSH | REQ_FUA)) {
 745                 blk_insert_flush(rq);
 746         } else {
 747                 current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 748
 749                 if (!cpu_online(ctx->cpu)) {
 750                         ctx = current_ctx;
 751                         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 752                         rq->mq_ctx = ctx;
 753                 }
 754                 spin_lock(&ctx->lock);
 755                 __blk_mq_insert_request(hctx, rq, at_head);
 756                 spin_unlock(&ctx->lock);
 757
 758                 blk_mq_put_ctx(current_ctx);
 759         }
 760
 761         if (run_queue)
 762                 __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
 763 }
 764 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_insert_request);
 765
 766 /*
 767  * This is a special version of blk_mq_insert_request to bypass FLUSH request
 768  * check. Should only be used internally.
 769  */
 770 void blk_mq_run_request(struct request *rq, bool run_queue, bool async)
 771 {
 772         struct request_queue *q = rq->q;
 773         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 774         struct blk_mq_ctx *ctx, *current_ctx;
 775
 776         current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 777
 778         ctx = rq->mq_ctx;
 779         if (!cpu_online(ctx->cpu)) {
 780                 ctx = current_ctx;
 781                 rq->mq_ctx = ctx;
 782         }
 783         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 784
 785         /* ctx->cpu might be offline */
 786         spin_lock(&ctx->lock);
 787         __blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
 788         spin_unlock(&ctx->lock);
 789
 790         blk_mq_put_ctx(current_ctx);
 791
 792         if (run_queue)
 793                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
 794 }
 795
 796 static void blk_mq_insert_requests(struct request_queue *q,
 797                                      struct blk_mq_ctx *ctx,
 798                                      struct list_head *list,
 799                                      int depth,
 800                                      bool from_schedule)
 801
 802 {
 803         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 804         struct blk_mq_ctx *current_ctx;
 805
 806         trace_block_unplug(q, depth, !from_schedule);
 807
 808         current_ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 809
 810         if (!cpu_online(ctx->cpu))
 811                 ctx = current_ctx;
 812         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 813
 814         /*
 815          * preemption doesn't flush plug list, so it's possible ctx->cpu is
 816          * offline now
 817          */
 818         spin_lock(&ctx->lock);
 819         while (!list_empty(list)) {
 820                 struct request *rq;
 821
 822                 rq = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
 823                 list_del_init(&rq->queuelist);
 824                 rq->mq_ctx = ctx;
 825                 __blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
 826         }
 827         spin_unlock(&ctx->lock);
 828
 829         blk_mq_put_ctx(current_ctx);
 830
 831         blk_mq_run_hw_queue(hctx, from_schedule);
 832 }
 833
 834 static int plug_ctx_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
 835 {
 836         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
 837         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
 838
 839         return !(rqa->mq_ctx < rqb->mq_ctx ||
 840                  (rqa->mq_ctx == rqb->mq_ctx &&
 841                   blk_rq_pos(rqa) < blk_rq_pos(rqb)));
 842 }
 843
 844 void blk_mq_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
 845 {
 846         struct blk_mq_ctx *this_ctx;
 847         struct request_queue *this_q;
 848         struct request *rq;
 849         LIST_HEAD(list);
 850         LIST_HEAD(ctx_list);
 851         unsigned int depth;
 852
 853         list_splice_init(&plug->mq_list, &list);
 854
 855         list_sort(NULL, &list, plug_ctx_cmp);
 856
 857         this_q = NULL;
 858         this_ctx = NULL;
 859         depth = 0;
 860
 861         while (!list_empty(&list)) {
 862                 rq = list_entry_rq(list.next);
 863                 list_del_init(&rq->queuelist);
 864                 BUG_ON(!rq->q);
 865                 if (rq->mq_ctx != this_ctx) {
 866                         if (this_ctx) {
 867                                 blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx,
 868                                                         &ctx_list, depth,
 869                                                         from_schedule);
 870                         }
 871
 872                         this_ctx = rq->mq_ctx;
 873                         this_q = rq->q;
 874                         depth = 0;
 875                 }
 876
 877                 depth++;
 878                 list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx_list);
 879         }
 880
 881         /*
 882          * If 'this_ctx' is set, we know we have entries to complete
 883          * on 'ctx_list'. Do those.
 884          */
 885         if (this_ctx) {
 886                 blk_mq_insert_requests(this_q, this_ctx, &ctx_list, depth,
 887                                        from_schedule);
 888         }
 889 }
 890
 891 static void blk_mq_bio_to_request(struct request *rq, struct bio *bio)
 892 {
 893         init_request_from_bio(rq, bio);
 894         blk_account_io_start(rq, 1);
 895 }
 896
 897 static void blk_mq_make_request(struct request_queue *q, struct bio *bio)
 898 {
 899         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
 900         struct blk_mq_ctx *ctx;
 901         const int is_sync = rw_is_sync(bio->bi_rw);
 902         const int is_flush_fua = bio->bi_rw & (REQ_FLUSH | REQ_FUA);
 903         int rw = bio_data_dir(bio);
 904         struct request *rq;
 905         unsigned int use_plug, request_count = 0;
 906
 907         /*
 908          * If we have multiple hardware queues, just go directly to
 909          * one of those for sync IO.
 910          */
 911         use_plug = !is_flush_fua && ((q->nr_hw_queues == 1) || !is_sync);
 912
 913         blk_queue_bounce(q, &bio);
 914
 915         if (use_plug && blk_attempt_plug_merge(q, bio, &request_count))
 916                 return;
 917
 918         if (blk_mq_queue_enter(q)) {
 919                 bio_endio(bio, -EIO);
 920                 return;
 921         }
 922
 923         ctx = blk_mq_get_ctx(q);
 924         hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 925
 926         trace_block_getrq(q, bio, rw);
 927         rq = __blk_mq_alloc_request(hctx, GFP_ATOMIC, false, bio->bi_rw);
 928         if (likely(rq))
 929                 blk_mq_rq_ctx_init(q, ctx, rq, bio->bi_rw);
 930         else {
 931                 blk_mq_put_ctx(ctx);
 932                 trace_block_sleeprq(q, bio, rw);
 933                 rq = blk_mq_alloc_request_pinned(q, bio->bi_rw,
 934                                 __GFP_WAIT|GFP_ATOMIC, false);
 935                 ctx = rq->mq_ctx;
 936                 hctx = q->mq_ops->map_queue(q, ctx->cpu);
 937         }
 938
 939         hctx->queued++;
 940
 941         if (unlikely(is_flush_fua)) {
 942                 blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
 943                 blk_mq_put_ctx(ctx);
 944                 blk_insert_flush(rq);
 945                 goto run_queue;
 946         }
 947
 948         /*
 949          * A task plug currently exists. Since this is completely lockless,
 950          * utilize that to temporarily store requests until the task is
 951          * either done or scheduled away.
 952          */
 953         if (use_plug) {
 954                 struct blk_plug *plug = current->plug;
 955
 956                 if (plug) {
 957                         blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
 958                         if (list_empty(&plug->mq_list))
 959                                 trace_block_plug(q);
 960                         else if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT) {
 961                                 blk_flush_plug_list(plug, false);
 962                                 trace_block_plug(q);
 963                         }
 964                         list_add_tail(&rq->queuelist, &plug->mq_list);
 965                         blk_mq_put_ctx(ctx);
 966                         return;
 967                 }
 968         }
 969
 970         spin_lock(&ctx->lock);
 971
 972         if ((hctx->flags & BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE) &&
 973             blk_mq_attempt_merge(q, ctx, bio))
 974                 __blk_mq_free_request(hctx, ctx, rq);
 975         else {
 976                 blk_mq_bio_to_request(rq, bio);
 977                 __blk_mq_insert_request(hctx, rq, false);
 978         }
 979
 980         spin_unlock(&ctx->lock);
 981         blk_mq_put_ctx(ctx);
 982
 983         /*
 984          * For a SYNC request, send it to the hardware immediately. For an
 985          * ASYNC request, just ensure that we run it later on. The latter
 986          * allows for merging opportunities and more efficient dispatching.
 987          */
 988 run_queue:
 989         blk_mq_run_hw_queue(hctx, !is_sync || is_flush_fua);
 990 }
 991
 992 /*
 993  * Default mapping to a software queue, since we use one per CPU.
 994  */
 995 struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_map_queue(struct request_queue *q, const int cpu)
 996 {
 997         return q->queue_hw_ctx[q->mq_map[cpu]];
 998 }
 999 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_map_queue);
1000
1001 struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_alloc_single_hw_queue(struct blk_mq_reg *reg,
1002                                                    unsigned int hctx_index)
1003 {
1004         return kmalloc_node(sizeof(struct blk_mq_hw_ctx),
1005                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, reg->numa_node);
1006 }
1007 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_single_hw_queue);
1008
1009 void blk_mq_free_single_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1010                                  unsigned int hctx_index)
1011 {
1012         kfree(hctx);
1013 }
1014 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_single_hw_queue);
1015
1016 static void blk_mq_hctx_notify(void *data, unsigned long action,
1017                                unsigned int cpu)
1018 {
1019         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = data;
1020         struct blk_mq_ctx *ctx;
1021         LIST_HEAD(tmp);
1022
1023         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1024                 return;
1025
1026         /*
1027          * Move ctx entries to new CPU, if this one is going away.
1028          */
1029         ctx = __blk_mq_get_ctx(hctx->queue, cpu);
1030
1031         spin_lock(&ctx->lock);
1032         if (!list_empty(&ctx->rq_list)) {
1033                 list_splice_init(&ctx->rq_list, &tmp);
1034                 clear_bit(ctx->index_hw, hctx->ctx_map);
1035         }
1036         spin_unlock(&ctx->lock);
1037
1038         if (list_empty(&tmp))
1039                 return;
1040
1041         ctx = blk_mq_get_ctx(hctx->queue);
1042         spin_lock(&ctx->lock);
1043
1044         while (!list_empty(&tmp)) {
1045                 struct request *rq;
1046
1047                 rq = list_first_entry(&tmp, struct request, queuelist);
1048                 rq->mq_ctx = ctx;
1049                 list_move_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_list);
1050         }
1051
1052         blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1053
1054         spin_unlock(&ctx->lock);
1055         blk_mq_put_ctx(ctx);
1056 }
1057
1058 static void blk_mq_init_hw_commands(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1059                                     void (*init)(void *, struct blk_mq_hw_ctx *,
1060                                         struct request *, unsigned int),
1061                                     void *data)
1062 {
1063         unsigned int i;
1064
1065         for (i = 0; i < hctx->queue_depth; i++) {
1066                 struct request *rq = hctx->rqs[i];
1067
1068                 init(data, hctx, rq, i);
1069         }
1070 }
1071
1072 void blk_mq_init_commands(struct request_queue *q,
1073                           void (*init)(void *, struct blk_mq_hw_ctx *,
1074                                         struct request *, unsigned int),
1075                           void *data)
1076 {
1077         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1078         unsigned int i;
1079
1080         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1081                 blk_mq_init_hw_commands(hctx, init, data);
1082 }
1083 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_commands);
1084
1085 static void blk_mq_free_rq_map(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1086 {
1087         struct page *page;
1088
1089         while (!list_empty(&hctx->page_list)) {
1090                 page = list_first_entry(&hctx->page_list, struct page, lru);
1091                 list_del_init(&page->lru);
1092                 __free_pages(page, page->private);
1093         }
1094
1095         kfree(hctx->rqs);
1096
1097         if (hctx->tags)
1098                 blk_mq_free_tags(hctx->tags);
1099 }
1100
1101 static size_t order_to_size(unsigned int order)
1102 {
1103         size_t ret = PAGE_SIZE;
1104
1105         while (order--)
1106                 ret *= 2;
1107
1108         return ret;
1109 }
1110
1111 static int blk_mq_init_rq_map(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1112                               unsigned int reserved_tags, int node)
1113 {
1114         unsigned int i, j, entries_per_page, max_order = 4;
1115         size_t rq_size, left;
1116
1117         INIT_LIST_HEAD(&hctx->page_list);
1118
1119         hctx->rqs = kmalloc_node(hctx->queue_depth * sizeof(struct request *),
1120                                         GFP_KERNEL, node);
1121         if (!hctx->rqs)
1122                 return -ENOMEM;
1123
1124         /*
1125          * rq_size is the size of the request plus driver payload, rounded
1126          * to the cacheline size
1127          */
1128         rq_size = round_up(sizeof(struct request) + hctx->cmd_size,
1129                                 cache_line_size());
1130         left = rq_size * hctx->queue_depth;
1131
1132         for (i = 0; i < hctx->queue_depth;) {
1133                 int this_order = max_order;
1134                 struct page *page;
1135                 int to_do;
1136                 void *p;
1137
1138                 while (left < order_to_size(this_order - 1) && this_order)
1139                         this_order--;
1140
1141                 do {
1142                         page = alloc_pages_node(node, GFP_KERNEL, this_order);
1143                         if (page)
1144                                 break;
1145                         if (!this_order--)
1146                                 break;
1147                         if (order_to_size(this_order) < rq_size)
1148                                 break;
1149                 } while (1);
1150
1151                 if (!page)
1152                         break;
1153
1154                 page->private = this_order;
1155                 list_add_tail(&page->lru, &hctx->page_list);
1156
1157                 p = page_address(page);
1158                 entries_per_page = order_to_size(this_order) / rq_size;
1159                 to_do = min(entries_per_page, hctx->queue_depth - i);
1160                 left -= to_do * rq_size;
1161                 for (j = 0; j < to_do; j++) {
1162                         hctx->rqs[i] = p;
1163                         blk_mq_rq_init(hctx, hctx->rqs[i]);
1164                         p += rq_size;
1165                         i++;
1166                 }
1167         }
1168
1169         if (i < (reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN))
1170                 goto err_rq_map;
1171         else if (i != hctx->queue_depth) {
1172                 hctx->queue_depth = i;
1173                 pr_warn("%s: queue depth set to %u because of low memory\n",
1174                                         __func__, i);
1175         }
1176
1177         hctx->tags = blk_mq_init_tags(hctx->queue_depth, reserved_tags, node);
1178         if (!hctx->tags) {
1179 err_rq_map:
1180                 blk_mq_free_rq_map(hctx);
1181                 return -ENOMEM;
1182         }
1183
1184         return 0;
1185 }
1186
1187 static int blk_mq_init_hw_queues(struct request_queue *q,
1188                                  struct blk_mq_reg *reg, void *driver_data)
1189 {
1190         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1191         unsigned int i, j;
1192
1193         /*
1194          * Initialize hardware queues
1195          */
1196         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1197                 unsigned int num_maps;
1198                 int node;
1199
1200                 node = hctx->numa_node;
1201                 if (node == NUMA_NO_NODE)
1202                         node = hctx->numa_node = reg->numa_node;
1203
1204                 INIT_DELAYED_WORK(&hctx->delayed_work, blk_mq_work_fn);
1205                 spin_lock_init(&hctx->lock);
1206                 INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch);
1207                 hctx->queue = q;
1208                 hctx->queue_num = i;
1209                 hctx->flags = reg->flags;
1210                 hctx->queue_depth = reg->queue_depth;
1211                 hctx->reserved_tags = reg->reserved_tags;
1212                 hctx->cmd_size = reg->cmd_size;
1213                 atomic_set(&hctx->pending_flush, 0);
1214
1215                 blk_mq_init_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier,
1216                                                 blk_mq_hctx_notify, hctx);
1217                 blk_mq_register_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1218
1219                 if (blk_mq_init_rq_map(hctx, reg->reserved_tags, node))
1220                         break;
1221
1222                 /*
1223                  * Allocate space for all possible cpus to avoid allocation in
1224                  * runtime
1225                  */
1226                 hctx->ctxs = kmalloc_node(nr_cpu_ids * sizeof(void *),
1227                                                 GFP_KERNEL, node);
1228                 if (!hctx->ctxs)
1229                         break;
1230
1231                 num_maps = ALIGN(nr_cpu_ids, BITS_PER_LONG) / BITS_PER_LONG;
1232                 hctx->ctx_map = kzalloc_node(num_maps * sizeof(unsigned long),
1233                                                 GFP_KERNEL, node);
1234                 if (!hctx->ctx_map)
1235                         break;
1236
1237                 hctx->nr_ctx_map = num_maps;
1238                 hctx->nr_ctx = 0;
1239
1240                 if (reg->ops->init_hctx &&
1241                     reg->ops->init_hctx(hctx, driver_data, i))
1242                         break;
1243         }
1244
1245         if (i == q->nr_hw_queues)
1246                 return 0;
1247
1248         /*
1249          * Init failed
1250          */
1251         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, j) {
1252                 if (i == j)
1253                         break;
1254
1255                 if (reg->ops->exit_hctx)
1256                         reg->ops->exit_hctx(hctx, j);
1257
1258                 blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1259                 blk_mq_free_rq_map(hctx);
1260                 kfree(hctx->ctxs);
1261         }
1262
1263         return 1;
1264 }
1265
1266 static void blk_mq_init_cpu_queues(struct request_queue *q,
1267                                    unsigned int nr_hw_queues)
1268 {
1269         unsigned int i;
1270
1271         for_each_possible_cpu(i) {
1272                 struct blk_mq_ctx *__ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
1273                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1274
1275                 memset(__ctx, 0, sizeof(*__ctx));
1276                 __ctx->cpu = i;
1277                 spin_lock_init(&__ctx->lock);
1278                 INIT_LIST_HEAD(&__ctx->rq_list);
1279                 __ctx->queue = q;
1280
1281                 /* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1282                 hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1283                 hctx->nr_ctx++;
1284
1285                 if (!cpu_online(i))
1286                         continue;
1287
1288                 /*
1289                  * Set local node, IFF we have more than one hw queue. If
1290                  * not, we remain on the home node of the device
1291                  */
1292                 if (nr_hw_queues > 1 && hctx->numa_node == NUMA_NO_NODE)
1293                         hctx->numa_node = cpu_to_node(i);
1294         }
1295 }
1296
1297 static void blk_mq_map_swqueue(struct request_queue *q)
1298 {
1299         unsigned int i;
1300         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1301         struct blk_mq_ctx *ctx;
1302
1303         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1304                 hctx->nr_ctx = 0;
1305         }
1306
1307         /*
1308          * Map software to hardware queues
1309          */
1310         queue_for_each_ctx(q, ctx, i) {
1311                 /* If the cpu isn't online, the cpu is mapped to first hctx */
1312                 hctx = q->mq_ops->map_queue(q, i);
1313                 ctx->index_hw = hctx->nr_ctx;
1314                 hctx->ctxs[hctx->nr_ctx++] = ctx;
1315         }
1316 }
1317
1318 struct request_queue *blk_mq_init_queue(struct blk_mq_reg *reg,
1319                                         void *driver_data)
1320 {
1321         struct blk_mq_hw_ctx **hctxs;
1322         struct blk_mq_ctx *ctx;
1323         struct request_queue *q;
1324         int i;
1325
1326         if (!reg->nr_hw_queues ||
1327             !reg->ops->queue_rq || !reg->ops->map_queue ||
1328             !reg->ops->alloc_hctx || !reg->ops->free_hctx)
1329                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1330
1331         if (!reg->queue_depth)
1332                 reg->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
1333         else if (reg->queue_depth > BLK_MQ_MAX_DEPTH) {
1334                 pr_err("blk-mq: queuedepth too large (%u)\n", reg->queue_depth);
1335                 reg->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
1336         }
1337
1338         if (reg->queue_depth < (reg->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN))
1339                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1340
1341         ctx = alloc_percpu(struct blk_mq_ctx);
1342         if (!ctx)
1343                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1344
1345         hctxs = kmalloc_node(reg->nr_hw_queues * sizeof(*hctxs), GFP_KERNEL,
1346                         reg->numa_node);
1347
1348         if (!hctxs)
1349                 goto err_percpu;
1350
1351         for (i = 0; i < reg->nr_hw_queues; i++) {
1352                 hctxs[i] = reg->ops->alloc_hctx(reg, i);
1353                 if (!hctxs[i])
1354                         goto err_hctxs;
1355
1356                 hctxs[i]->numa_node = NUMA_NO_NODE;
1357                 hctxs[i]->queue_num = i;
1358         }
1359
1360         q = blk_alloc_queue_node(GFP_KERNEL, reg->numa_node);
1361         if (!q)
1362                 goto err_hctxs;
1363
1364         q->mq_map = blk_mq_make_queue_map(reg);
1365         if (!q->mq_map)
1366                 goto err_map;
1367
1368         setup_timer(&q->timeout, blk_mq_rq_timer, (unsigned long) q);
1369         blk_queue_rq_timeout(q, 30000);
1370
1371         q->nr_queues = nr_cpu_ids;
1372         q->nr_hw_queues = reg->nr_hw_queues;
1373
1374         q->queue_ctx = ctx;
1375         q->queue_hw_ctx = hctxs;
1376
1377         q->mq_ops = reg->ops;
1378         q->queue_flags |= QUEUE_FLAG_MQ_DEFAULT;
1379
1380         blk_queue_make_request(q, blk_mq_make_request);
1381         blk_queue_rq_timed_out(q, reg->ops->timeout);
1382         if (reg->timeout)
1383                 blk_queue_rq_timeout(q, reg->timeout);
1384
1385         blk_mq_init_flush(q);
1386         blk_mq_init_cpu_queues(q, reg->nr_hw_queues);
1387
1388         if (blk_mq_init_hw_queues(q, reg, driver_data))
1389                 goto err_hw;
1390
1391         blk_mq_map_swqueue(q);
1392
1393         mutex_lock(&all_q_mutex);
1394         list_add_tail(&q->all_q_node, &all_q_list);
1395         mutex_unlock(&all_q_mutex);
1396
1397         return q;
1398 err_hw:
1399         kfree(q->mq_map);
1400 err_map:
1401         blk_cleanup_queue(q);
1402 err_hctxs:
1403         for (i = 0; i < reg->nr_hw_queues; i++) {
1404                 if (!hctxs[i])
1405                         break;
1406                 reg->ops->free_hctx(hctxs[i], i);
1407         }
1408         kfree(hctxs);
1409 err_percpu:
1410         free_percpu(ctx);
1411         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1412 }
1413 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_queue);
1414
1415 void blk_mq_free_queue(struct request_queue *q)
1416 {
1417         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1418         int i;
1419
1420         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1421                 kfree(hctx->ctx_map);
1422                 kfree(hctx->ctxs);
1423                 blk_mq_free_rq_map(hctx);
1424                 blk_mq_unregister_cpu_notifier(&hctx->cpu_notifier);
1425                 if (q->mq_ops->exit_hctx)
1426                         q->mq_ops->exit_hctx(hctx, i);
1427                 q->mq_ops->free_hctx(hctx, i);
1428         }
1429
1430         free_percpu(q->queue_ctx);
1431         kfree(q->queue_hw_ctx);
1432         kfree(q->mq_map);
1433
1434         q->queue_ctx = NULL;
1435         q->queue_hw_ctx = NULL;
1436         q->mq_map = NULL;
1437
1438         mutex_lock(&all_q_mutex);
1439         list_del_init(&q->all_q_node);
1440         mutex_unlock(&all_q_mutex);
1441 }
1442
1443 /* Basically redo blk_mq_init_queue with queue frozen */
1444 static void blk_mq_queue_reinit(struct request_queue *q)
1445 {
1446         blk_mq_freeze_queue(q);
1447
1448         blk_mq_update_queue_map(q->mq_map, q->nr_hw_queues);
1449
1450         /*
1451          * redo blk_mq_init_cpu_queues and blk_mq_init_hw_queues. FIXME: maybe
1452          * we should change hctx numa_node according to new topology (this
1453          * involves free and re-allocate memory, worthy doing?)
1454          */
1455
1456         blk_mq_map_swqueue(q);
1457
1458         blk_mq_unfreeze_queue(q);
1459 }
1460
1461 static int blk_mq_queue_reinit_notify(struct notifier_block *nb,
1462                                       unsigned long action, void *hcpu)
1463 {
1464         struct request_queue *q;
1465
1466         /*
1467          * Before new mapping is established, hotadded cpu might already start
1468          * handling requests. This doesn't break anything as we map offline
1469          * CPUs to first hardware queue. We will re-init queue below to get
1470          * optimal settings.
1471          */
1472         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN &&
1473             action != CPU_ONLINE && action != CPU_ONLINE_FROZEN)
1474                 return NOTIFY_OK;
1475
1476         mutex_lock(&all_q_mutex);
1477         list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
1478                 blk_mq_queue_reinit(q);
1479         mutex_unlock(&all_q_mutex);
1480         return NOTIFY_OK;
1481 }
1482
1483 static int __init blk_mq_init(void)
1484 {
1485         blk_mq_cpu_init();
1486
1487         /* Must be called after percpu_counter_hotcpu_callback() */
1488         hotcpu_notifier(blk_mq_queue_reinit_notify, -10);
1489
1490         return 0;
1491 }
1492 subsys_initcall(blk_mq_init);