block: switch partition lookup to use struct block_device
[linux-2.6-microblaze.git] / block / blk-mq.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Block multiqueue core code
4  *
5  * Copyright (C) 2013-2014 Jens Axboe
6  * Copyright (C) 2013-2014 Christoph Hellwig
7  */
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/module.h>
10 #include <linux/backing-dev.h>
11 #include <linux/bio.h>
12 #include <linux/blkdev.h>
13 #include <linux/kmemleak.h>
14 #include <linux/mm.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/workqueue.h>
18 #include <linux/smp.h>
19 #include <linux/llist.h>
20 #include <linux/list_sort.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cache.h>
23 #include <linux/sched/sysctl.h>
24 #include <linux/sched/topology.h>
25 #include <linux/sched/signal.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/crash_dump.h>
28 #include <linux/prefetch.h>
29 #include <linux/blk-crypto.h>
30
31 #include <trace/events/block.h>
32
33 #include <linux/blk-mq.h>
34 #include <linux/t10-pi.h>
35 #include "blk.h"
36 #include "blk-mq.h"
37 #include "blk-mq-debugfs.h"
38 #include "blk-mq-tag.h"
39 #include "blk-pm.h"
40 #include "blk-stat.h"
41 #include "blk-mq-sched.h"
42 #include "blk-rq-qos.h"
43
44 static DEFINE_PER_CPU(struct list_head, blk_cpu_done);
45
46 static void blk_mq_poll_stats_start(struct request_queue *q);
47 static void blk_mq_poll_stats_fn(struct blk_stat_callback *cb);
48
49 static int blk_mq_poll_stats_bkt(const struct request *rq)
50 {
51         int ddir, sectors, bucket;
52
53         ddir = rq_data_dir(rq);
54         sectors = blk_rq_stats_sectors(rq);
55
56         bucket = ddir + 2 * ilog2(sectors);
57
58         if (bucket < 0)
59                 return -1;
60         else if (bucket >= BLK_MQ_POLL_STATS_BKTS)
61                 return ddir + BLK_MQ_POLL_STATS_BKTS - 2;
62
63         return bucket;
64 }
65
66 /*
67  * Check if any of the ctx, dispatch list or elevator
68  * have pending work in this hardware queue.
69  */
70 static bool blk_mq_hctx_has_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
71 {
72         return !list_empty_careful(&hctx->dispatch) ||
73                 sbitmap_any_bit_set(&hctx->ctx_map) ||
74                         blk_mq_sched_has_work(hctx);
75 }
76
77 /*
78  * Mark this ctx as having pending work in this hardware queue
79  */
80 static void blk_mq_hctx_mark_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
81                                      struct blk_mq_ctx *ctx)
82 {
83         const int bit = ctx->index_hw[hctx->type];
84
85         if (!sbitmap_test_bit(&hctx->ctx_map, bit))
86                 sbitmap_set_bit(&hctx->ctx_map, bit);
87 }
88
89 static void blk_mq_hctx_clear_pending(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
90                                       struct blk_mq_ctx *ctx)
91 {
92         const int bit = ctx->index_hw[hctx->type];
93
94         sbitmap_clear_bit(&hctx->ctx_map, bit);
95 }
96
97 struct mq_inflight {
98         struct block_device *part;
99         unsigned int inflight[2];
100 };
101
102 static bool blk_mq_check_inflight(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
103                                   struct request *rq, void *priv,
104                                   bool reserved)
105 {
106         struct mq_inflight *mi = priv;
107
108         if (rq->part == mi->part && blk_mq_rq_state(rq) == MQ_RQ_IN_FLIGHT)
109                 mi->inflight[rq_data_dir(rq)]++;
110
111         return true;
112 }
113
114 unsigned int blk_mq_in_flight(struct request_queue *q,
115                 struct block_device *part)
116 {
117         struct mq_inflight mi = { .part = part };
118
119         blk_mq_queue_tag_busy_iter(q, blk_mq_check_inflight, &mi);
120
121         return mi.inflight[0] + mi.inflight[1];
122 }
123
124 void blk_mq_in_flight_rw(struct request_queue *q, struct block_device *part,
125                 unsigned int inflight[2])
126 {
127         struct mq_inflight mi = { .part = part };
128
129         blk_mq_queue_tag_busy_iter(q, blk_mq_check_inflight, &mi);
130         inflight[0] = mi.inflight[0];
131         inflight[1] = mi.inflight[1];
132 }
133
134 void blk_freeze_queue_start(struct request_queue *q)
135 {
136         mutex_lock(&q->mq_freeze_lock);
137         if (++q->mq_freeze_depth == 1) {
138                 percpu_ref_kill(&q->q_usage_counter);
139                 mutex_unlock(&q->mq_freeze_lock);
140                 if (queue_is_mq(q))
141                         blk_mq_run_hw_queues(q, false);
142         } else {
143                 mutex_unlock(&q->mq_freeze_lock);
144         }
145 }
146 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_freeze_queue_start);
147
148 void blk_mq_freeze_queue_wait(struct request_queue *q)
149 {
150         wait_event(q->mq_freeze_wq, percpu_ref_is_zero(&q->q_usage_counter));
151 }
152 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_freeze_queue_wait);
153
154 int blk_mq_freeze_queue_wait_timeout(struct request_queue *q,
155                                      unsigned long timeout)
156 {
157         return wait_event_timeout(q->mq_freeze_wq,
158                                         percpu_ref_is_zero(&q->q_usage_counter),
159                                         timeout);
160 }
161 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_freeze_queue_wait_timeout);
162
163 /*
164  * Guarantee no request is in use, so we can change any data structure of
165  * the queue afterward.
166  */
167 void blk_freeze_queue(struct request_queue *q)
168 {
169         /*
170          * In the !blk_mq case we are only calling this to kill the
171          * q_usage_counter, otherwise this increases the freeze depth
172          * and waits for it to return to zero.  For this reason there is
173          * no blk_unfreeze_queue(), and blk_freeze_queue() is not
174          * exported to drivers as the only user for unfreeze is blk_mq.
175          */
176         blk_freeze_queue_start(q);
177         blk_mq_freeze_queue_wait(q);
178 }
179
180 void blk_mq_freeze_queue(struct request_queue *q)
181 {
182         /*
183          * ...just an alias to keep freeze and unfreeze actions balanced
184          * in the blk_mq_* namespace
185          */
186         blk_freeze_queue(q);
187 }
188 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_freeze_queue);
189
190 void blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q)
191 {
192         mutex_lock(&q->mq_freeze_lock);
193         q->mq_freeze_depth--;
194         WARN_ON_ONCE(q->mq_freeze_depth < 0);
195         if (!q->mq_freeze_depth) {
196                 percpu_ref_resurrect(&q->q_usage_counter);
197                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
198         }
199         mutex_unlock(&q->mq_freeze_lock);
200 }
201 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_unfreeze_queue);
202
203 /*
204  * FIXME: replace the scsi_internal_device_*block_nowait() calls in the
205  * mpt3sas driver such that this function can be removed.
206  */
207 void blk_mq_quiesce_queue_nowait(struct request_queue *q)
208 {
209         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_QUIESCED, q);
210 }
211 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_quiesce_queue_nowait);
212
213 /**
214  * blk_mq_quiesce_queue() - wait until all ongoing dispatches have finished
215  * @q: request queue.
216  *
217  * Note: this function does not prevent that the struct request end_io()
218  * callback function is invoked. Once this function is returned, we make
219  * sure no dispatch can happen until the queue is unquiesced via
220  * blk_mq_unquiesce_queue().
221  */
222 void blk_mq_quiesce_queue(struct request_queue *q)
223 {
224         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
225         unsigned int i;
226         bool rcu = false;
227
228         blk_mq_quiesce_queue_nowait(q);
229
230         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
231                 if (hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)
232                         synchronize_srcu(hctx->srcu);
233                 else
234                         rcu = true;
235         }
236         if (rcu)
237                 synchronize_rcu();
238 }
239 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_quiesce_queue);
240
241 /*
242  * blk_mq_unquiesce_queue() - counterpart of blk_mq_quiesce_queue()
243  * @q: request queue.
244  *
245  * This function recovers queue into the state before quiescing
246  * which is done by blk_mq_quiesce_queue.
247  */
248 void blk_mq_unquiesce_queue(struct request_queue *q)
249 {
250         blk_queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_QUIESCED, q);
251
252         /* dispatch requests which are inserted during quiescing */
253         blk_mq_run_hw_queues(q, true);
254 }
255 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_unquiesce_queue);
256
257 void blk_mq_wake_waiters(struct request_queue *q)
258 {
259         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
260         unsigned int i;
261
262         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
263                 if (blk_mq_hw_queue_mapped(hctx))
264                         blk_mq_tag_wakeup_all(hctx->tags, true);
265 }
266
267 /*
268  * Only need start/end time stamping if we have iostat or
269  * blk stats enabled, or using an IO scheduler.
270  */
271 static inline bool blk_mq_need_time_stamp(struct request *rq)
272 {
273         return (rq->rq_flags & (RQF_IO_STAT | RQF_STATS)) || rq->q->elevator;
274 }
275
276 static struct request *blk_mq_rq_ctx_init(struct blk_mq_alloc_data *data,
277                 unsigned int tag, u64 alloc_time_ns)
278 {
279         struct blk_mq_tags *tags = blk_mq_tags_from_data(data);
280         struct request *rq = tags->static_rqs[tag];
281
282         if (data->q->elevator) {
283                 rq->tag = BLK_MQ_NO_TAG;
284                 rq->internal_tag = tag;
285         } else {
286                 rq->tag = tag;
287                 rq->internal_tag = BLK_MQ_NO_TAG;
288         }
289
290         /* csd/requeue_work/fifo_time is initialized before use */
291         rq->q = data->q;
292         rq->mq_ctx = data->ctx;
293         rq->mq_hctx = data->hctx;
294         rq->rq_flags = 0;
295         rq->cmd_flags = data->cmd_flags;
296         if (data->flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT)
297                 rq->rq_flags |= RQF_PREEMPT;
298         if (blk_queue_io_stat(data->q))
299                 rq->rq_flags |= RQF_IO_STAT;
300         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
301         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
302         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
303         rq->rq_disk = NULL;
304         rq->part = NULL;
305 #ifdef CONFIG_BLK_RQ_ALLOC_TIME
306         rq->alloc_time_ns = alloc_time_ns;
307 #endif
308         if (blk_mq_need_time_stamp(rq))
309                 rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
310         else
311                 rq->start_time_ns = 0;
312         rq->io_start_time_ns = 0;
313         rq->stats_sectors = 0;
314         rq->nr_phys_segments = 0;
315 #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY)
316         rq->nr_integrity_segments = 0;
317 #endif
318         blk_crypto_rq_set_defaults(rq);
319         /* tag was already set */
320         WRITE_ONCE(rq->deadline, 0);
321
322         rq->timeout = 0;
323
324         rq->end_io = NULL;
325         rq->end_io_data = NULL;
326
327         data->ctx->rq_dispatched[op_is_sync(data->cmd_flags)]++;
328         refcount_set(&rq->ref, 1);
329
330         if (!op_is_flush(data->cmd_flags)) {
331                 struct elevator_queue *e = data->q->elevator;
332
333                 rq->elv.icq = NULL;
334                 if (e && e->type->ops.prepare_request) {
335                         if (e->type->icq_cache)
336                                 blk_mq_sched_assign_ioc(rq);
337
338                         e->type->ops.prepare_request(rq);
339                         rq->rq_flags |= RQF_ELVPRIV;
340                 }
341         }
342
343         data->hctx->queued++;
344         return rq;
345 }
346
347 static struct request *__blk_mq_alloc_request(struct blk_mq_alloc_data *data)
348 {
349         struct request_queue *q = data->q;
350         struct elevator_queue *e = q->elevator;
351         u64 alloc_time_ns = 0;
352         unsigned int tag;
353
354         /* alloc_time includes depth and tag waits */
355         if (blk_queue_rq_alloc_time(q))
356                 alloc_time_ns = ktime_get_ns();
357
358         if (data->cmd_flags & REQ_NOWAIT)
359                 data->flags |= BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
360
361         if (e) {
362                 /*
363                  * Flush requests are special and go directly to the
364                  * dispatch list. Don't include reserved tags in the
365                  * limiting, as it isn't useful.
366                  */
367                 if (!op_is_flush(data->cmd_flags) &&
368                     e->type->ops.limit_depth &&
369                     !(data->flags & BLK_MQ_REQ_RESERVED))
370                         e->type->ops.limit_depth(data->cmd_flags, data);
371         }
372
373 retry:
374         data->ctx = blk_mq_get_ctx(q);
375         data->hctx = blk_mq_map_queue(q, data->cmd_flags, data->ctx);
376         if (!e)
377                 blk_mq_tag_busy(data->hctx);
378
379         /*
380          * Waiting allocations only fail because of an inactive hctx.  In that
381          * case just retry the hctx assignment and tag allocation as CPU hotplug
382          * should have migrated us to an online CPU by now.
383          */
384         tag = blk_mq_get_tag(data);
385         if (tag == BLK_MQ_NO_TAG) {
386                 if (data->flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
387                         return NULL;
388
389                 /*
390                  * Give up the CPU and sleep for a random short time to ensure
391                  * that thread using a realtime scheduling class are migrated
392                  * off the CPU, and thus off the hctx that is going away.
393                  */
394                 msleep(3);
395                 goto retry;
396         }
397         return blk_mq_rq_ctx_init(data, tag, alloc_time_ns);
398 }
399
400 struct request *blk_mq_alloc_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
401                 blk_mq_req_flags_t flags)
402 {
403         struct blk_mq_alloc_data data = {
404                 .q              = q,
405                 .flags          = flags,
406                 .cmd_flags      = op,
407         };
408         struct request *rq;
409         int ret;
410
411         ret = blk_queue_enter(q, flags);
412         if (ret)
413                 return ERR_PTR(ret);
414
415         rq = __blk_mq_alloc_request(&data);
416         if (!rq)
417                 goto out_queue_exit;
418         rq->__data_len = 0;
419         rq->__sector = (sector_t) -1;
420         rq->bio = rq->biotail = NULL;
421         return rq;
422 out_queue_exit:
423         blk_queue_exit(q);
424         return ERR_PTR(-EWOULDBLOCK);
425 }
426 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_request);
427
428 struct request *blk_mq_alloc_request_hctx(struct request_queue *q,
429         unsigned int op, blk_mq_req_flags_t flags, unsigned int hctx_idx)
430 {
431         struct blk_mq_alloc_data data = {
432                 .q              = q,
433                 .flags          = flags,
434                 .cmd_flags      = op,
435         };
436         u64 alloc_time_ns = 0;
437         unsigned int cpu;
438         unsigned int tag;
439         int ret;
440
441         /* alloc_time includes depth and tag waits */
442         if (blk_queue_rq_alloc_time(q))
443                 alloc_time_ns = ktime_get_ns();
444
445         /*
446          * If the tag allocator sleeps we could get an allocation for a
447          * different hardware context.  No need to complicate the low level
448          * allocator for this for the rare use case of a command tied to
449          * a specific queue.
450          */
451         if (WARN_ON_ONCE(!(flags & (BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_RESERVED))))
452                 return ERR_PTR(-EINVAL);
453
454         if (hctx_idx >= q->nr_hw_queues)
455                 return ERR_PTR(-EIO);
456
457         ret = blk_queue_enter(q, flags);
458         if (ret)
459                 return ERR_PTR(ret);
460
461         /*
462          * Check if the hardware context is actually mapped to anything.
463          * If not tell the caller that it should skip this queue.
464          */
465         ret = -EXDEV;
466         data.hctx = q->queue_hw_ctx[hctx_idx];
467         if (!blk_mq_hw_queue_mapped(data.hctx))
468                 goto out_queue_exit;
469         cpu = cpumask_first_and(data.hctx->cpumask, cpu_online_mask);
470         data.ctx = __blk_mq_get_ctx(q, cpu);
471
472         if (!q->elevator)
473                 blk_mq_tag_busy(data.hctx);
474
475         ret = -EWOULDBLOCK;
476         tag = blk_mq_get_tag(&data);
477         if (tag == BLK_MQ_NO_TAG)
478                 goto out_queue_exit;
479         return blk_mq_rq_ctx_init(&data, tag, alloc_time_ns);
480
481 out_queue_exit:
482         blk_queue_exit(q);
483         return ERR_PTR(ret);
484 }
485 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_alloc_request_hctx);
486
487 static void __blk_mq_free_request(struct request *rq)
488 {
489         struct request_queue *q = rq->q;
490         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
491         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
492         const int sched_tag = rq->internal_tag;
493
494         blk_crypto_free_request(rq);
495         blk_pm_mark_last_busy(rq);
496         rq->mq_hctx = NULL;
497         if (rq->tag != BLK_MQ_NO_TAG)
498                 blk_mq_put_tag(hctx->tags, ctx, rq->tag);
499         if (sched_tag != BLK_MQ_NO_TAG)
500                 blk_mq_put_tag(hctx->sched_tags, ctx, sched_tag);
501         blk_mq_sched_restart(hctx);
502         blk_queue_exit(q);
503 }
504
505 void blk_mq_free_request(struct request *rq)
506 {
507         struct request_queue *q = rq->q;
508         struct elevator_queue *e = q->elevator;
509         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
510         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
511
512         if (rq->rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
513                 if (e && e->type->ops.finish_request)
514                         e->type->ops.finish_request(rq);
515                 if (rq->elv.icq) {
516                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
517                         rq->elv.icq = NULL;
518                 }
519         }
520
521         ctx->rq_completed[rq_is_sync(rq)]++;
522         if (rq->rq_flags & RQF_MQ_INFLIGHT)
523                 __blk_mq_dec_active_requests(hctx);
524
525         if (unlikely(laptop_mode && !blk_rq_is_passthrough(rq)))
526                 laptop_io_completion(q->backing_dev_info);
527
528         rq_qos_done(q, rq);
529
530         WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_IDLE);
531         if (refcount_dec_and_test(&rq->ref))
532                 __blk_mq_free_request(rq);
533 }
534 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_free_request);
535
536 inline void __blk_mq_end_request(struct request *rq, blk_status_t error)
537 {
538         u64 now = 0;
539
540         if (blk_mq_need_time_stamp(rq))
541                 now = ktime_get_ns();
542
543         if (rq->rq_flags & RQF_STATS) {
544                 blk_mq_poll_stats_start(rq->q);
545                 blk_stat_add(rq, now);
546         }
547
548         blk_mq_sched_completed_request(rq, now);
549
550         blk_account_io_done(rq, now);
551
552         if (rq->end_io) {
553                 rq_qos_done(rq->q, rq);
554                 rq->end_io(rq, error);
555         } else {
556                 blk_mq_free_request(rq);
557         }
558 }
559 EXPORT_SYMBOL(__blk_mq_end_request);
560
561 void blk_mq_end_request(struct request *rq, blk_status_t error)
562 {
563         if (blk_update_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq)))
564                 BUG();
565         __blk_mq_end_request(rq, error);
566 }
567 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_end_request);
568
569 /*
570  * Softirq action handler - move entries to local list and loop over them
571  * while passing them to the queue registered handler.
572  */
573 static __latent_entropy void blk_done_softirq(struct softirq_action *h)
574 {
575         struct list_head *cpu_list, local_list;
576
577         local_irq_disable();
578         cpu_list = this_cpu_ptr(&blk_cpu_done);
579         list_replace_init(cpu_list, &local_list);
580         local_irq_enable();
581
582         while (!list_empty(&local_list)) {
583                 struct request *rq;
584
585                 rq = list_entry(local_list.next, struct request, ipi_list);
586                 list_del_init(&rq->ipi_list);
587                 rq->q->mq_ops->complete(rq);
588         }
589 }
590
591 static void blk_mq_trigger_softirq(struct request *rq)
592 {
593         struct list_head *list;
594         unsigned long flags;
595
596         local_irq_save(flags);
597         list = this_cpu_ptr(&blk_cpu_done);
598         list_add_tail(&rq->ipi_list, list);
599
600         /*
601          * If the list only contains our just added request, signal a raise of
602          * the softirq.  If there are already entries there, someone already
603          * raised the irq but it hasn't run yet.
604          */
605         if (list->next == &rq->ipi_list)
606                 raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
607         local_irq_restore(flags);
608 }
609
610 static int blk_softirq_cpu_dead(unsigned int cpu)
611 {
612         /*
613          * If a CPU goes away, splice its entries to the current CPU
614          * and trigger a run of the softirq
615          */
616         local_irq_disable();
617         list_splice_init(&per_cpu(blk_cpu_done, cpu),
618                          this_cpu_ptr(&blk_cpu_done));
619         raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
620         local_irq_enable();
621
622         return 0;
623 }
624
625
626 static void __blk_mq_complete_request_remote(void *data)
627 {
628         struct request *rq = data;
629
630         /*
631          * For most of single queue controllers, there is only one irq vector
632          * for handling I/O completion, and the only irq's affinity is set
633          * to all possible CPUs.  On most of ARCHs, this affinity means the irq
634          * is handled on one specific CPU.
635          *
636          * So complete I/O requests in softirq context in case of single queue
637          * devices to avoid degrading I/O performance due to irqsoff latency.
638          */
639         if (rq->q->nr_hw_queues == 1)
640                 blk_mq_trigger_softirq(rq);
641         else
642                 rq->q->mq_ops->complete(rq);
643 }
644
645 static inline bool blk_mq_complete_need_ipi(struct request *rq)
646 {
647         int cpu = raw_smp_processor_id();
648
649         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SMP) ||
650             !test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &rq->q->queue_flags))
651                 return false;
652
653         /* same CPU or cache domain?  Complete locally */
654         if (cpu == rq->mq_ctx->cpu ||
655             (!test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_FORCE, &rq->q->queue_flags) &&
656              cpus_share_cache(cpu, rq->mq_ctx->cpu)))
657                 return false;
658
659         /* don't try to IPI to an offline CPU */
660         return cpu_online(rq->mq_ctx->cpu);
661 }
662
663 bool blk_mq_complete_request_remote(struct request *rq)
664 {
665         WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_COMPLETE);
666
667         /*
668          * For a polled request, always complete locallly, it's pointless
669          * to redirect the completion.
670          */
671         if (rq->cmd_flags & REQ_HIPRI)
672                 return false;
673
674         if (blk_mq_complete_need_ipi(rq)) {
675                 rq->csd.func = __blk_mq_complete_request_remote;
676                 rq->csd.info = rq;
677                 rq->csd.flags = 0;
678                 smp_call_function_single_async(rq->mq_ctx->cpu, &rq->csd);
679         } else {
680                 if (rq->q->nr_hw_queues > 1)
681                         return false;
682                 blk_mq_trigger_softirq(rq);
683         }
684
685         return true;
686 }
687 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_complete_request_remote);
688
689 /**
690  * blk_mq_complete_request - end I/O on a request
691  * @rq:         the request being processed
692  *
693  * Description:
694  *      Complete a request by scheduling the ->complete_rq operation.
695  **/
696 void blk_mq_complete_request(struct request *rq)
697 {
698         if (!blk_mq_complete_request_remote(rq))
699                 rq->q->mq_ops->complete(rq);
700 }
701 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_complete_request);
702
703 static void hctx_unlock(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, int srcu_idx)
704         __releases(hctx->srcu)
705 {
706         if (!(hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING))
707                 rcu_read_unlock();
708         else
709                 srcu_read_unlock(hctx->srcu, srcu_idx);
710 }
711
712 static void hctx_lock(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, int *srcu_idx)
713         __acquires(hctx->srcu)
714 {
715         if (!(hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)) {
716                 /* shut up gcc false positive */
717                 *srcu_idx = 0;
718                 rcu_read_lock();
719         } else
720                 *srcu_idx = srcu_read_lock(hctx->srcu);
721 }
722
723 /**
724  * blk_mq_start_request - Start processing a request
725  * @rq: Pointer to request to be started
726  *
727  * Function used by device drivers to notify the block layer that a request
728  * is going to be processed now, so blk layer can do proper initializations
729  * such as starting the timeout timer.
730  */
731 void blk_mq_start_request(struct request *rq)
732 {
733         struct request_queue *q = rq->q;
734
735         trace_block_rq_issue(q, rq);
736
737         if (test_bit(QUEUE_FLAG_STATS, &q->queue_flags)) {
738                 rq->io_start_time_ns = ktime_get_ns();
739                 rq->stats_sectors = blk_rq_sectors(rq);
740                 rq->rq_flags |= RQF_STATS;
741                 rq_qos_issue(q, rq);
742         }
743
744         WARN_ON_ONCE(blk_mq_rq_state(rq) != MQ_RQ_IDLE);
745
746         blk_add_timer(rq);
747         WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_IN_FLIGHT);
748
749 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
750         if (blk_integrity_rq(rq) && req_op(rq) == REQ_OP_WRITE)
751                 q->integrity.profile->prepare_fn(rq);
752 #endif
753 }
754 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_request);
755
756 static void __blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
757 {
758         struct request_queue *q = rq->q;
759
760         blk_mq_put_driver_tag(rq);
761
762         trace_block_rq_requeue(q, rq);
763         rq_qos_requeue(q, rq);
764
765         if (blk_mq_request_started(rq)) {
766                 WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_IDLE);
767                 rq->rq_flags &= ~RQF_TIMED_OUT;
768         }
769 }
770
771 void blk_mq_requeue_request(struct request *rq, bool kick_requeue_list)
772 {
773         __blk_mq_requeue_request(rq);
774
775         /* this request will be re-inserted to io scheduler queue */
776         blk_mq_sched_requeue_request(rq);
777
778         BUG_ON(!list_empty(&rq->queuelist));
779         blk_mq_add_to_requeue_list(rq, true, kick_requeue_list);
780 }
781 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_requeue_request);
782
783 static void blk_mq_requeue_work(struct work_struct *work)
784 {
785         struct request_queue *q =
786                 container_of(work, struct request_queue, requeue_work.work);
787         LIST_HEAD(rq_list);
788         struct request *rq, *next;
789
790         spin_lock_irq(&q->requeue_lock);
791         list_splice_init(&q->requeue_list, &rq_list);
792         spin_unlock_irq(&q->requeue_lock);
793
794         list_for_each_entry_safe(rq, next, &rq_list, queuelist) {
795                 if (!(rq->rq_flags & (RQF_SOFTBARRIER | RQF_DONTPREP)))
796                         continue;
797
798                 rq->rq_flags &= ~RQF_SOFTBARRIER;
799                 list_del_init(&rq->queuelist);
800                 /*
801                  * If RQF_DONTPREP, rq has contained some driver specific
802                  * data, so insert it to hctx dispatch list to avoid any
803                  * merge.
804                  */
805                 if (rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)
806                         blk_mq_request_bypass_insert(rq, false, false);
807                 else
808                         blk_mq_sched_insert_request(rq, true, false, false);
809         }
810
811         while (!list_empty(&rq_list)) {
812                 rq = list_entry(rq_list.next, struct request, queuelist);
813                 list_del_init(&rq->queuelist);
814                 blk_mq_sched_insert_request(rq, false, false, false);
815         }
816
817         blk_mq_run_hw_queues(q, false);
818 }
819
820 void blk_mq_add_to_requeue_list(struct request *rq, bool at_head,
821                                 bool kick_requeue_list)
822 {
823         struct request_queue *q = rq->q;
824         unsigned long flags;
825
826         /*
827          * We abuse this flag that is otherwise used by the I/O scheduler to
828          * request head insertion from the workqueue.
829          */
830         BUG_ON(rq->rq_flags & RQF_SOFTBARRIER);
831
832         spin_lock_irqsave(&q->requeue_lock, flags);
833         if (at_head) {
834                 rq->rq_flags |= RQF_SOFTBARRIER;
835                 list_add(&rq->queuelist, &q->requeue_list);
836         } else {
837                 list_add_tail(&rq->queuelist, &q->requeue_list);
838         }
839         spin_unlock_irqrestore(&q->requeue_lock, flags);
840
841         if (kick_requeue_list)
842                 blk_mq_kick_requeue_list(q);
843 }
844
845 void blk_mq_kick_requeue_list(struct request_queue *q)
846 {
847         kblockd_mod_delayed_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, &q->requeue_work, 0);
848 }
849 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_kick_requeue_list);
850
851 void blk_mq_delay_kick_requeue_list(struct request_queue *q,
852                                     unsigned long msecs)
853 {
854         kblockd_mod_delayed_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, &q->requeue_work,
855                                     msecs_to_jiffies(msecs));
856 }
857 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_delay_kick_requeue_list);
858
859 struct request *blk_mq_tag_to_rq(struct blk_mq_tags *tags, unsigned int tag)
860 {
861         if (tag < tags->nr_tags) {
862                 prefetch(tags->rqs[tag]);
863                 return tags->rqs[tag];
864         }
865
866         return NULL;
867 }
868 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_tag_to_rq);
869
870 static bool blk_mq_rq_inflight(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *rq,
871                                void *priv, bool reserved)
872 {
873         /*
874          * If we find a request that isn't idle and the queue matches,
875          * we know the queue is busy. Return false to stop the iteration.
876          */
877         if (blk_mq_request_started(rq) && rq->q == hctx->queue) {
878                 bool *busy = priv;
879
880                 *busy = true;
881                 return false;
882         }
883
884         return true;
885 }
886
887 bool blk_mq_queue_inflight(struct request_queue *q)
888 {
889         bool busy = false;
890
891         blk_mq_queue_tag_busy_iter(q, blk_mq_rq_inflight, &busy);
892         return busy;
893 }
894 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_queue_inflight);
895
896 static void blk_mq_rq_timed_out(struct request *req, bool reserved)
897 {
898         req->rq_flags |= RQF_TIMED_OUT;
899         if (req->q->mq_ops->timeout) {
900                 enum blk_eh_timer_return ret;
901
902                 ret = req->q->mq_ops->timeout(req, reserved);
903                 if (ret == BLK_EH_DONE)
904                         return;
905                 WARN_ON_ONCE(ret != BLK_EH_RESET_TIMER);
906         }
907
908         blk_add_timer(req);
909 }
910
911 static bool blk_mq_req_expired(struct request *rq, unsigned long *next)
912 {
913         unsigned long deadline;
914
915         if (blk_mq_rq_state(rq) != MQ_RQ_IN_FLIGHT)
916                 return false;
917         if (rq->rq_flags & RQF_TIMED_OUT)
918                 return false;
919
920         deadline = READ_ONCE(rq->deadline);
921         if (time_after_eq(jiffies, deadline))
922                 return true;
923
924         if (*next == 0)
925                 *next = deadline;
926         else if (time_after(*next, deadline))
927                 *next = deadline;
928         return false;
929 }
930
931 static bool blk_mq_check_expired(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
932                 struct request *rq, void *priv, bool reserved)
933 {
934         unsigned long *next = priv;
935
936         /*
937          * Just do a quick check if it is expired before locking the request in
938          * so we're not unnecessarilly synchronizing across CPUs.
939          */
940         if (!blk_mq_req_expired(rq, next))
941                 return true;
942
943         /*
944          * We have reason to believe the request may be expired. Take a
945          * reference on the request to lock this request lifetime into its
946          * currently allocated context to prevent it from being reallocated in
947          * the event the completion by-passes this timeout handler.
948          *
949          * If the reference was already released, then the driver beat the
950          * timeout handler to posting a natural completion.
951          */
952         if (!refcount_inc_not_zero(&rq->ref))
953                 return true;
954
955         /*
956          * The request is now locked and cannot be reallocated underneath the
957          * timeout handler's processing. Re-verify this exact request is truly
958          * expired; if it is not expired, then the request was completed and
959          * reallocated as a new request.
960          */
961         if (blk_mq_req_expired(rq, next))
962                 blk_mq_rq_timed_out(rq, reserved);
963
964         if (is_flush_rq(rq, hctx))
965                 rq->end_io(rq, 0);
966         else if (refcount_dec_and_test(&rq->ref))
967                 __blk_mq_free_request(rq);
968
969         return true;
970 }
971
972 static void blk_mq_timeout_work(struct work_struct *work)
973 {
974         struct request_queue *q =
975                 container_of(work, struct request_queue, timeout_work);
976         unsigned long next = 0;
977         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
978         int i;
979
980         /* A deadlock might occur if a request is stuck requiring a
981          * timeout at the same time a queue freeze is waiting
982          * completion, since the timeout code would not be able to
983          * acquire the queue reference here.
984          *
985          * That's why we don't use blk_queue_enter here; instead, we use
986          * percpu_ref_tryget directly, because we need to be able to
987          * obtain a reference even in the short window between the queue
988          * starting to freeze, by dropping the first reference in
989          * blk_freeze_queue_start, and the moment the last request is
990          * consumed, marked by the instant q_usage_counter reaches
991          * zero.
992          */
993         if (!percpu_ref_tryget(&q->q_usage_counter))
994                 return;
995
996         blk_mq_queue_tag_busy_iter(q, blk_mq_check_expired, &next);
997
998         if (next != 0) {
999                 mod_timer(&q->timeout, next);
1000         } else {
1001                 /*
1002                  * Request timeouts are handled as a forward rolling timer. If
1003                  * we end up here it means that no requests are pending and
1004                  * also that no request has been pending for a while. Mark
1005                  * each hctx as idle.
1006                  */
1007                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1008                         /* the hctx may be unmapped, so check it here */
1009                         if (blk_mq_hw_queue_mapped(hctx))
1010                                 blk_mq_tag_idle(hctx);
1011                 }
1012         }
1013         blk_queue_exit(q);
1014 }
1015
1016 struct flush_busy_ctx_data {
1017         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1018         struct list_head *list;
1019 };
1020
1021 static bool flush_busy_ctx(struct sbitmap *sb, unsigned int bitnr, void *data)
1022 {
1023         struct flush_busy_ctx_data *flush_data = data;
1024         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = flush_data->hctx;
1025         struct blk_mq_ctx *ctx = hctx->ctxs[bitnr];
1026         enum hctx_type type = hctx->type;
1027
1028         spin_lock(&ctx->lock);
1029         list_splice_tail_init(&ctx->rq_lists[type], flush_data->list);
1030         sbitmap_clear_bit(sb, bitnr);
1031         spin_unlock(&ctx->lock);
1032         return true;
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Process software queues that have been marked busy, splicing them
1037  * to the for-dispatch
1038  */
1039 void blk_mq_flush_busy_ctxs(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct list_head *list)
1040 {
1041         struct flush_busy_ctx_data data = {
1042                 .hctx = hctx,
1043                 .list = list,
1044         };
1045
1046         sbitmap_for_each_set(&hctx->ctx_map, flush_busy_ctx, &data);
1047 }
1048 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_flush_busy_ctxs);
1049
1050 struct dispatch_rq_data {
1051         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1052         struct request *rq;
1053 };
1054
1055 static bool dispatch_rq_from_ctx(struct sbitmap *sb, unsigned int bitnr,
1056                 void *data)
1057 {
1058         struct dispatch_rq_data *dispatch_data = data;
1059         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = dispatch_data->hctx;
1060         struct blk_mq_ctx *ctx = hctx->ctxs[bitnr];
1061         enum hctx_type type = hctx->type;
1062
1063         spin_lock(&ctx->lock);
1064         if (!list_empty(&ctx->rq_lists[type])) {
1065                 dispatch_data->rq = list_entry_rq(ctx->rq_lists[type].next);
1066                 list_del_init(&dispatch_data->rq->queuelist);
1067                 if (list_empty(&ctx->rq_lists[type]))
1068                         sbitmap_clear_bit(sb, bitnr);
1069         }
1070         spin_unlock(&ctx->lock);
1071
1072         return !dispatch_data->rq;
1073 }
1074
1075 struct request *blk_mq_dequeue_from_ctx(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1076                                         struct blk_mq_ctx *start)
1077 {
1078         unsigned off = start ? start->index_hw[hctx->type] : 0;
1079         struct dispatch_rq_data data = {
1080                 .hctx = hctx,
1081                 .rq   = NULL,
1082         };
1083
1084         __sbitmap_for_each_set(&hctx->ctx_map, off,
1085                                dispatch_rq_from_ctx, &data);
1086
1087         return data.rq;
1088 }
1089
1090 static inline unsigned int queued_to_index(unsigned int queued)
1091 {
1092         if (!queued)
1093                 return 0;
1094
1095         return min(BLK_MQ_MAX_DISPATCH_ORDER - 1, ilog2(queued) + 1);
1096 }
1097
1098 static bool __blk_mq_get_driver_tag(struct request *rq)
1099 {
1100         struct sbitmap_queue *bt = rq->mq_hctx->tags->bitmap_tags;
1101         unsigned int tag_offset = rq->mq_hctx->tags->nr_reserved_tags;
1102         int tag;
1103
1104         blk_mq_tag_busy(rq->mq_hctx);
1105
1106         if (blk_mq_tag_is_reserved(rq->mq_hctx->sched_tags, rq->internal_tag)) {
1107                 bt = rq->mq_hctx->tags->breserved_tags;
1108                 tag_offset = 0;
1109         } else {
1110                 if (!hctx_may_queue(rq->mq_hctx, bt))
1111                         return false;
1112         }
1113
1114         tag = __sbitmap_queue_get(bt);
1115         if (tag == BLK_MQ_NO_TAG)
1116                 return false;
1117
1118         rq->tag = tag + tag_offset;
1119         return true;
1120 }
1121
1122 static bool blk_mq_get_driver_tag(struct request *rq)
1123 {
1124         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
1125
1126         if (rq->tag == BLK_MQ_NO_TAG && !__blk_mq_get_driver_tag(rq))
1127                 return false;
1128
1129         if ((hctx->flags & BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED) &&
1130                         !(rq->rq_flags & RQF_MQ_INFLIGHT)) {
1131                 rq->rq_flags |= RQF_MQ_INFLIGHT;
1132                 __blk_mq_inc_active_requests(hctx);
1133         }
1134         hctx->tags->rqs[rq->tag] = rq;
1135         return true;
1136 }
1137
1138 static int blk_mq_dispatch_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
1139                                 int flags, void *key)
1140 {
1141         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1142
1143         hctx = container_of(wait, struct blk_mq_hw_ctx, dispatch_wait);
1144
1145         spin_lock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1146         if (!list_empty(&wait->entry)) {
1147                 struct sbitmap_queue *sbq;
1148
1149                 list_del_init(&wait->entry);
1150                 sbq = hctx->tags->bitmap_tags;
1151                 atomic_dec(&sbq->ws_active);
1152         }
1153         spin_unlock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1154
1155         blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
1156         return 1;
1157 }
1158
1159 /*
1160  * Mark us waiting for a tag. For shared tags, this involves hooking us into
1161  * the tag wakeups. For non-shared tags, we can simply mark us needing a
1162  * restart. For both cases, take care to check the condition again after
1163  * marking us as waiting.
1164  */
1165 static bool blk_mq_mark_tag_wait(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1166                                  struct request *rq)
1167 {
1168         struct sbitmap_queue *sbq = hctx->tags->bitmap_tags;
1169         struct wait_queue_head *wq;
1170         wait_queue_entry_t *wait;
1171         bool ret;
1172
1173         if (!(hctx->flags & BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED)) {
1174                 blk_mq_sched_mark_restart_hctx(hctx);
1175
1176                 /*
1177                  * It's possible that a tag was freed in the window between the
1178                  * allocation failure and adding the hardware queue to the wait
1179                  * queue.
1180                  *
1181                  * Don't clear RESTART here, someone else could have set it.
1182                  * At most this will cost an extra queue run.
1183                  */
1184                 return blk_mq_get_driver_tag(rq);
1185         }
1186
1187         wait = &hctx->dispatch_wait;
1188         if (!list_empty_careful(&wait->entry))
1189                 return false;
1190
1191         wq = &bt_wait_ptr(sbq, hctx)->wait;
1192
1193         spin_lock_irq(&wq->lock);
1194         spin_lock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1195         if (!list_empty(&wait->entry)) {
1196                 spin_unlock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1197                 spin_unlock_irq(&wq->lock);
1198                 return false;
1199         }
1200
1201         atomic_inc(&sbq->ws_active);
1202         wait->flags &= ~WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
1203         __add_wait_queue(wq, wait);
1204
1205         /*
1206          * It's possible that a tag was freed in the window between the
1207          * allocation failure and adding the hardware queue to the wait
1208          * queue.
1209          */
1210         ret = blk_mq_get_driver_tag(rq);
1211         if (!ret) {
1212                 spin_unlock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1213                 spin_unlock_irq(&wq->lock);
1214                 return false;
1215         }
1216
1217         /*
1218          * We got a tag, remove ourselves from the wait queue to ensure
1219          * someone else gets the wakeup.
1220          */
1221         list_del_init(&wait->entry);
1222         atomic_dec(&sbq->ws_active);
1223         spin_unlock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1224         spin_unlock_irq(&wq->lock);
1225
1226         return true;
1227 }
1228
1229 #define BLK_MQ_DISPATCH_BUSY_EWMA_WEIGHT  8
1230 #define BLK_MQ_DISPATCH_BUSY_EWMA_FACTOR  4
1231 /*
1232  * Update dispatch busy with the Exponential Weighted Moving Average(EWMA):
1233  * - EWMA is one simple way to compute running average value
1234  * - weight(7/8 and 1/8) is applied so that it can decrease exponentially
1235  * - take 4 as factor for avoiding to get too small(0) result, and this
1236  *   factor doesn't matter because EWMA decreases exponentially
1237  */
1238 static void blk_mq_update_dispatch_busy(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool busy)
1239 {
1240         unsigned int ewma;
1241
1242         if (hctx->queue->elevator)
1243                 return;
1244
1245         ewma = hctx->dispatch_busy;
1246
1247         if (!ewma && !busy)
1248                 return;
1249
1250         ewma *= BLK_MQ_DISPATCH_BUSY_EWMA_WEIGHT - 1;
1251         if (busy)
1252                 ewma += 1 << BLK_MQ_DISPATCH_BUSY_EWMA_FACTOR;
1253         ewma /= BLK_MQ_DISPATCH_BUSY_EWMA_WEIGHT;
1254
1255         hctx->dispatch_busy = ewma;
1256 }
1257
1258 #define BLK_MQ_RESOURCE_DELAY   3               /* ms units */
1259
1260 static void blk_mq_handle_dev_resource(struct request *rq,
1261                                        struct list_head *list)
1262 {
1263         struct request *next =
1264                 list_first_entry_or_null(list, struct request, queuelist);
1265
1266         /*
1267          * If an I/O scheduler has been configured and we got a driver tag for
1268          * the next request already, free it.
1269          */
1270         if (next)
1271                 blk_mq_put_driver_tag(next);
1272
1273         list_add(&rq->queuelist, list);
1274         __blk_mq_requeue_request(rq);
1275 }
1276
1277 static void blk_mq_handle_zone_resource(struct request *rq,
1278                                         struct list_head *zone_list)
1279 {
1280         /*
1281          * If we end up here it is because we cannot dispatch a request to a
1282          * specific zone due to LLD level zone-write locking or other zone
1283          * related resource not being available. In this case, set the request
1284          * aside in zone_list for retrying it later.
1285          */
1286         list_add(&rq->queuelist, zone_list);
1287         __blk_mq_requeue_request(rq);
1288 }
1289
1290 enum prep_dispatch {
1291         PREP_DISPATCH_OK,
1292         PREP_DISPATCH_NO_TAG,
1293         PREP_DISPATCH_NO_BUDGET,
1294 };
1295
1296 static enum prep_dispatch blk_mq_prep_dispatch_rq(struct request *rq,
1297                                                   bool need_budget)
1298 {
1299         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
1300
1301         if (need_budget && !blk_mq_get_dispatch_budget(rq->q)) {
1302                 blk_mq_put_driver_tag(rq);
1303                 return PREP_DISPATCH_NO_BUDGET;
1304         }
1305
1306         if (!blk_mq_get_driver_tag(rq)) {
1307                 /*
1308                  * The initial allocation attempt failed, so we need to
1309                  * rerun the hardware queue when a tag is freed. The
1310                  * waitqueue takes care of that. If the queue is run
1311                  * before we add this entry back on the dispatch list,
1312                  * we'll re-run it below.
1313                  */
1314                 if (!blk_mq_mark_tag_wait(hctx, rq)) {
1315                         /*
1316                          * All budgets not got from this function will be put
1317                          * together during handling partial dispatch
1318                          */
1319                         if (need_budget)
1320                                 blk_mq_put_dispatch_budget(rq->q);
1321                         return PREP_DISPATCH_NO_TAG;
1322                 }
1323         }
1324
1325         return PREP_DISPATCH_OK;
1326 }
1327
1328 /* release all allocated budgets before calling to blk_mq_dispatch_rq_list */
1329 static void blk_mq_release_budgets(struct request_queue *q,
1330                 unsigned int nr_budgets)
1331 {
1332         int i;
1333
1334         for (i = 0; i < nr_budgets; i++)
1335                 blk_mq_put_dispatch_budget(q);
1336 }
1337
1338 /*
1339  * Returns true if we did some work AND can potentially do more.
1340  */
1341 bool blk_mq_dispatch_rq_list(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct list_head *list,
1342                              unsigned int nr_budgets)
1343 {
1344         enum prep_dispatch prep;
1345         struct request_queue *q = hctx->queue;
1346         struct request *rq, *nxt;
1347         int errors, queued;
1348         blk_status_t ret = BLK_STS_OK;
1349         LIST_HEAD(zone_list);
1350
1351         if (list_empty(list))
1352                 return false;
1353
1354         /*
1355          * Now process all the entries, sending them to the driver.
1356          */
1357         errors = queued = 0;
1358         do {
1359                 struct blk_mq_queue_data bd;
1360
1361                 rq = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
1362
1363                 WARN_ON_ONCE(hctx != rq->mq_hctx);
1364                 prep = blk_mq_prep_dispatch_rq(rq, !nr_budgets);
1365                 if (prep != PREP_DISPATCH_OK)
1366                         break;
1367
1368                 list_del_init(&rq->queuelist);
1369
1370                 bd.rq = rq;
1371
1372                 /*
1373                  * Flag last if we have no more requests, or if we have more
1374                  * but can't assign a driver tag to it.
1375                  */
1376                 if (list_empty(list))
1377                         bd.last = true;
1378                 else {
1379                         nxt = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
1380                         bd.last = !blk_mq_get_driver_tag(nxt);
1381                 }
1382
1383                 /*
1384                  * once the request is queued to lld, no need to cover the
1385                  * budget any more
1386                  */
1387                 if (nr_budgets)
1388                         nr_budgets--;
1389                 ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, &bd);
1390                 switch (ret) {
1391                 case BLK_STS_OK:
1392                         queued++;
1393                         break;
1394                 case BLK_STS_RESOURCE:
1395                 case BLK_STS_DEV_RESOURCE:
1396                         blk_mq_handle_dev_resource(rq, list);
1397                         goto out;
1398                 case BLK_STS_ZONE_RESOURCE:
1399                         /*
1400                          * Move the request to zone_list and keep going through
1401                          * the dispatch list to find more requests the drive can
1402                          * accept.
1403                          */
1404                         blk_mq_handle_zone_resource(rq, &zone_list);
1405                         break;
1406                 default:
1407                         errors++;
1408                         blk_mq_end_request(rq, BLK_STS_IOERR);
1409                 }
1410         } while (!list_empty(list));
1411 out:
1412         if (!list_empty(&zone_list))
1413                 list_splice_tail_init(&zone_list, list);
1414
1415         hctx->dispatched[queued_to_index(queued)]++;
1416
1417         /* If we didn't flush the entire list, we could have told the driver
1418          * there was more coming, but that turned out to be a lie.
1419          */
1420         if ((!list_empty(list) || errors) && q->mq_ops->commit_rqs && queued)
1421                 q->mq_ops->commit_rqs(hctx);
1422         /*
1423          * Any items that need requeuing? Stuff them into hctx->dispatch,
1424          * that is where we will continue on next queue run.
1425          */
1426         if (!list_empty(list)) {
1427                 bool needs_restart;
1428                 /* For non-shared tags, the RESTART check will suffice */
1429                 bool no_tag = prep == PREP_DISPATCH_NO_TAG &&
1430                         (hctx->flags & BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED);
1431                 bool no_budget_avail = prep == PREP_DISPATCH_NO_BUDGET;
1432
1433                 blk_mq_release_budgets(q, nr_budgets);
1434
1435                 spin_lock(&hctx->lock);
1436                 list_splice_tail_init(list, &hctx->dispatch);
1437                 spin_unlock(&hctx->lock);
1438
1439                 /*
1440                  * Order adding requests to hctx->dispatch and checking
1441                  * SCHED_RESTART flag. The pair of this smp_mb() is the one
1442                  * in blk_mq_sched_restart(). Avoid restart code path to
1443                  * miss the new added requests to hctx->dispatch, meantime
1444                  * SCHED_RESTART is observed here.
1445                  */
1446                 smp_mb();
1447
1448                 /*
1449                  * If SCHED_RESTART was set by the caller of this function and
1450                  * it is no longer set that means that it was cleared by another
1451                  * thread and hence that a queue rerun is needed.
1452                  *
1453                  * If 'no_tag' is set, that means that we failed getting
1454                  * a driver tag with an I/O scheduler attached. If our dispatch
1455                  * waitqueue is no longer active, ensure that we run the queue
1456                  * AFTER adding our entries back to the list.
1457                  *
1458                  * If no I/O scheduler has been configured it is possible that
1459                  * the hardware queue got stopped and restarted before requests
1460                  * were pushed back onto the dispatch list. Rerun the queue to
1461                  * avoid starvation. Notes:
1462                  * - blk_mq_run_hw_queue() checks whether or not a queue has
1463                  *   been stopped before rerunning a queue.
1464                  * - Some but not all block drivers stop a queue before
1465                  *   returning BLK_STS_RESOURCE. Two exceptions are scsi-mq
1466                  *   and dm-rq.
1467                  *
1468                  * If driver returns BLK_STS_RESOURCE and SCHED_RESTART
1469                  * bit is set, run queue after a delay to avoid IO stalls
1470                  * that could otherwise occur if the queue is idle.  We'll do
1471                  * similar if we couldn't get budget and SCHED_RESTART is set.
1472                  */
1473                 needs_restart = blk_mq_sched_needs_restart(hctx);
1474                 if (!needs_restart ||
1475                     (no_tag && list_empty_careful(&hctx->dispatch_wait.entry)))
1476                         blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
1477                 else if (needs_restart && (ret == BLK_STS_RESOURCE ||
1478                                            no_budget_avail))
1479                         blk_mq_delay_run_hw_queue(hctx, BLK_MQ_RESOURCE_DELAY);
1480
1481                 blk_mq_update_dispatch_busy(hctx, true);
1482                 return false;
1483         } else
1484                 blk_mq_update_dispatch_busy(hctx, false);
1485
1486         return (queued + errors) != 0;
1487 }
1488
1489 /**
1490  * __blk_mq_run_hw_queue - Run a hardware queue.
1491  * @hctx: Pointer to the hardware queue to run.
1492  *
1493  * Send pending requests to the hardware.
1494  */
1495 static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1496 {
1497         int srcu_idx;
1498
1499         /*
1500          * We should be running this queue from one of the CPUs that
1501          * are mapped to it.
1502          *
1503          * There are at least two related races now between setting
1504          * hctx->next_cpu from blk_mq_hctx_next_cpu() and running
1505          * __blk_mq_run_hw_queue():
1506          *
1507          * - hctx->next_cpu is found offline in blk_mq_hctx_next_cpu(),
1508          *   but later it becomes online, then this warning is harmless
1509          *   at all
1510          *
1511          * - hctx->next_cpu is found online in blk_mq_hctx_next_cpu(),
1512          *   but later it becomes offline, then the warning can't be
1513          *   triggered, and we depend on blk-mq timeout handler to
1514          *   handle dispatched requests to this hctx
1515          */
1516         if (!cpumask_test_cpu(raw_smp_processor_id(), hctx->cpumask) &&
1517                 cpu_online(hctx->next_cpu)) {
1518                 printk(KERN_WARNING "run queue from wrong CPU %d, hctx %s\n",
1519                         raw_smp_processor_id(),
1520                         cpumask_empty(hctx->cpumask) ? "inactive": "active");
1521                 dump_stack();
1522         }
1523
1524         /*
1525          * We can't run the queue inline with ints disabled. Ensure that
1526          * we catch bad users of this early.
1527          */
1528         WARN_ON_ONCE(in_interrupt());
1529
1530         might_sleep_if(hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING);
1531
1532         hctx_lock(hctx, &srcu_idx);
1533         blk_mq_sched_dispatch_requests(hctx);
1534         hctx_unlock(hctx, srcu_idx);
1535 }
1536
1537 static inline int blk_mq_first_mapped_cpu(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1538 {
1539         int cpu = cpumask_first_and(hctx->cpumask, cpu_online_mask);
1540
1541         if (cpu >= nr_cpu_ids)
1542                 cpu = cpumask_first(hctx->cpumask);
1543         return cpu;
1544 }
1545
1546 /*
1547  * It'd be great if the workqueue API had a way to pass
1548  * in a mask and had some smarts for more clever placement.
1549  * For now we just round-robin here, switching for every
1550  * BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH queued items.
1551  */
1552 static int blk_mq_hctx_next_cpu(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1553 {
1554         bool tried = false;
1555         int next_cpu = hctx->next_cpu;
1556
1557         if (hctx->queue->nr_hw_queues == 1)
1558                 return WORK_CPU_UNBOUND;
1559
1560         if (--hctx->next_cpu_batch <= 0) {
1561 select_cpu:
1562                 next_cpu = cpumask_next_and(next_cpu, hctx->cpumask,
1563                                 cpu_online_mask);
1564                 if (next_cpu >= nr_cpu_ids)
1565                         next_cpu = blk_mq_first_mapped_cpu(hctx);
1566                 hctx->next_cpu_batch = BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH;
1567         }
1568
1569         /*
1570          * Do unbound schedule if we can't find a online CPU for this hctx,
1571          * and it should only happen in the path of handling CPU DEAD.
1572          */
1573         if (!cpu_online(next_cpu)) {
1574                 if (!tried) {
1575                         tried = true;
1576                         goto select_cpu;
1577                 }
1578
1579                 /*
1580                  * Make sure to re-select CPU next time once after CPUs
1581                  * in hctx->cpumask become online again.
1582                  */
1583                 hctx->next_cpu = next_cpu;
1584                 hctx->next_cpu_batch = 1;
1585                 return WORK_CPU_UNBOUND;
1586         }
1587
1588         hctx->next_cpu = next_cpu;
1589         return next_cpu;
1590 }
1591
1592 /**
1593  * __blk_mq_delay_run_hw_queue - Run (or schedule to run) a hardware queue.
1594  * @hctx: Pointer to the hardware queue to run.
1595  * @async: If we want to run the queue asynchronously.
1596  * @msecs: Microseconds of delay to wait before running the queue.
1597  *
1598  * If !@async, try to run the queue now. Else, run the queue asynchronously and
1599  * with a delay of @msecs.
1600  */
1601 static void __blk_mq_delay_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async,
1602                                         unsigned long msecs)
1603 {
1604         if (unlikely(blk_mq_hctx_stopped(hctx)))
1605                 return;
1606
1607         if (!async && !(hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)) {
1608                 int cpu = get_cpu();
1609                 if (cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask)) {
1610                         __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
1611                         put_cpu();
1612                         return;
1613                 }
1614
1615                 put_cpu();
1616         }
1617
1618         kblockd_mod_delayed_work_on(blk_mq_hctx_next_cpu(hctx), &hctx->run_work,
1619                                     msecs_to_jiffies(msecs));
1620 }
1621
1622 /**
1623  * blk_mq_delay_run_hw_queue - Run a hardware queue asynchronously.
1624  * @hctx: Pointer to the hardware queue to run.
1625  * @msecs: Microseconds of delay to wait before running the queue.
1626  *
1627  * Run a hardware queue asynchronously with a delay of @msecs.
1628  */
1629 void blk_mq_delay_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned long msecs)
1630 {
1631         __blk_mq_delay_run_hw_queue(hctx, true, msecs);
1632 }
1633 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_delay_run_hw_queue);
1634
1635 /**
1636  * blk_mq_run_hw_queue - Start to run a hardware queue.
1637  * @hctx: Pointer to the hardware queue to run.
1638  * @async: If we want to run the queue asynchronously.
1639  *
1640  * Check if the request queue is not in a quiesced state and if there are
1641  * pending requests to be sent. If this is true, run the queue to send requests
1642  * to hardware.
1643  */
1644 void blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async)
1645 {
1646         int srcu_idx;
1647         bool need_run;
1648
1649         /*
1650          * When queue is quiesced, we may be switching io scheduler, or
1651          * updating nr_hw_queues, or other things, and we can't run queue
1652          * any more, even __blk_mq_hctx_has_pending() can't be called safely.
1653          *
1654          * And queue will be rerun in blk_mq_unquiesce_queue() if it is
1655          * quiesced.
1656          */
1657         hctx_lock(hctx, &srcu_idx);
1658         need_run = !blk_queue_quiesced(hctx->queue) &&
1659                 blk_mq_hctx_has_pending(hctx);
1660         hctx_unlock(hctx, srcu_idx);
1661
1662         if (need_run)
1663                 __blk_mq_delay_run_hw_queue(hctx, async, 0);
1664 }
1665 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_run_hw_queue);
1666
1667 /**
1668  * blk_mq_run_hw_queues - Run all hardware queues in a request queue.
1669  * @q: Pointer to the request queue to run.
1670  * @async: If we want to run the queue asynchronously.
1671  */
1672 void blk_mq_run_hw_queues(struct request_queue *q, bool async)
1673 {
1674         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1675         int i;
1676
1677         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1678                 if (blk_mq_hctx_stopped(hctx))
1679                         continue;
1680
1681                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
1682         }
1683 }
1684 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_run_hw_queues);
1685
1686 /**
1687  * blk_mq_delay_run_hw_queues - Run all hardware queues asynchronously.
1688  * @q: Pointer to the request queue to run.
1689  * @msecs: Microseconds of delay to wait before running the queues.
1690  */
1691 void blk_mq_delay_run_hw_queues(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
1692 {
1693         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1694         int i;
1695
1696         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1697                 if (blk_mq_hctx_stopped(hctx))
1698                         continue;
1699
1700                 blk_mq_delay_run_hw_queue(hctx, msecs);
1701         }
1702 }
1703 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_delay_run_hw_queues);
1704
1705 /**
1706  * blk_mq_queue_stopped() - check whether one or more hctxs have been stopped
1707  * @q: request queue.
1708  *
1709  * The caller is responsible for serializing this function against
1710  * blk_mq_{start,stop}_hw_queue().
1711  */
1712 bool blk_mq_queue_stopped(struct request_queue *q)
1713 {
1714         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1715         int i;
1716
1717         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1718                 if (blk_mq_hctx_stopped(hctx))
1719                         return true;
1720
1721         return false;
1722 }
1723 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_queue_stopped);
1724
1725 /*
1726  * This function is often used for pausing .queue_rq() by driver when
1727  * there isn't enough resource or some conditions aren't satisfied, and
1728  * BLK_STS_RESOURCE is usually returned.
1729  *
1730  * We do not guarantee that dispatch can be drained or blocked
1731  * after blk_mq_stop_hw_queue() returns. Please use
1732  * blk_mq_quiesce_queue() for that requirement.
1733  */
1734 void blk_mq_stop_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1735 {
1736         cancel_delayed_work(&hctx->run_work);
1737
1738         set_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
1739 }
1740 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queue);
1741
1742 /*
1743  * This function is often used for pausing .queue_rq() by driver when
1744  * there isn't enough resource or some conditions aren't satisfied, and
1745  * BLK_STS_RESOURCE is usually returned.
1746  *
1747  * We do not guarantee that dispatch can be drained or blocked
1748  * after blk_mq_stop_hw_queues() returns. Please use
1749  * blk_mq_quiesce_queue() for that requirement.
1750  */
1751 void blk_mq_stop_hw_queues(struct request_queue *q)
1752 {
1753         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1754         int i;
1755
1756         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1757                 blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
1758 }
1759 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queues);
1760
1761 void blk_mq_start_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1762 {
1763         clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
1764
1765         blk_mq_run_hw_queue(hctx, false);
1766 }
1767 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queue);
1768
1769 void blk_mq_start_hw_queues(struct request_queue *q)
1770 {
1771         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1772         int i;
1773
1774         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1775                 blk_mq_start_hw_queue(hctx);
1776 }
1777 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queues);
1778
1779 void blk_mq_start_stopped_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async)
1780 {
1781         if (!blk_mq_hctx_stopped(hctx))
1782                 return;
1783
1784         clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
1785         blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
1786 }
1787 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_start_stopped_hw_queue);
1788
1789 void blk_mq_start_stopped_hw_queues(struct request_queue *q, bool async)
1790 {
1791         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1792         int i;
1793
1794         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1795                 blk_mq_start_stopped_hw_queue(hctx, async);
1796 }
1797 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_stopped_hw_queues);
1798
1799 static void blk_mq_run_work_fn(struct work_struct *work)
1800 {
1801         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1802
1803         hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, run_work.work);
1804
1805         /*
1806          * If we are stopped, don't run the queue.
1807          */
1808         if (blk_mq_hctx_stopped(hctx))
1809                 return;
1810
1811         __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
1812 }
1813
1814 static inline void __blk_mq_insert_req_list(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1815                                             struct request *rq,
1816                                             bool at_head)
1817 {
1818         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
1819         enum hctx_type type = hctx->type;
1820
1821         lockdep_assert_held(&ctx->lock);
1822
1823         trace_block_rq_insert(hctx->queue, rq);
1824
1825         if (at_head)
1826                 list_add(&rq->queuelist, &ctx->rq_lists[type]);
1827         else
1828                 list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_lists[type]);
1829 }
1830
1831 void __blk_mq_insert_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *rq,
1832                              bool at_head)
1833 {
1834         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
1835
1836         lockdep_assert_held(&ctx->lock);
1837
1838         __blk_mq_insert_req_list(hctx, rq, at_head);
1839         blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1840 }
1841
1842 /**
1843  * blk_mq_request_bypass_insert - Insert a request at dispatch list.
1844  * @rq: Pointer to request to be inserted.
1845  * @at_head: true if the request should be inserted at the head of the list.
1846  * @run_queue: If we should run the hardware queue after inserting the request.
1847  *
1848  * Should only be used carefully, when the caller knows we want to
1849  * bypass a potential IO scheduler on the target device.
1850  */
1851 void blk_mq_request_bypass_insert(struct request *rq, bool at_head,
1852                                   bool run_queue)
1853 {
1854         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
1855
1856         spin_lock(&hctx->lock);
1857         if (at_head)
1858                 list_add(&rq->queuelist, &hctx->dispatch);
1859         else
1860                 list_add_tail(&rq->queuelist, &hctx->dispatch);
1861         spin_unlock(&hctx->lock);
1862
1863         if (run_queue)
1864                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, false);
1865 }
1866
1867 void blk_mq_insert_requests(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct blk_mq_ctx *ctx,
1868                             struct list_head *list)
1869
1870 {
1871         struct request *rq;
1872         enum hctx_type type = hctx->type;
1873
1874         /*
1875          * preemption doesn't flush plug list, so it's possible ctx->cpu is
1876          * offline now
1877          */
1878         list_for_each_entry(rq, list, queuelist) {
1879                 BUG_ON(rq->mq_ctx != ctx);
1880                 trace_block_rq_insert(hctx->queue, rq);
1881         }
1882
1883         spin_lock(&ctx->lock);
1884         list_splice_tail_init(list, &ctx->rq_lists[type]);
1885         blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1886         spin_unlock(&ctx->lock);
1887 }
1888
1889 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1890 {
1891         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
1892         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
1893
1894         if (rqa->mq_ctx != rqb->mq_ctx)
1895                 return rqa->mq_ctx > rqb->mq_ctx;
1896         if (rqa->mq_hctx != rqb->mq_hctx)
1897                 return rqa->mq_hctx > rqb->mq_hctx;
1898
1899         return blk_rq_pos(rqa) > blk_rq_pos(rqb);
1900 }
1901
1902 void blk_mq_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1903 {
1904         LIST_HEAD(list);
1905
1906         if (list_empty(&plug->mq_list))
1907                 return;
1908         list_splice_init(&plug->mq_list, &list);
1909
1910         if (plug->rq_count > 2 && plug->multiple_queues)
1911                 list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
1912
1913         plug->rq_count = 0;
1914
1915         do {
1916                 struct list_head rq_list;
1917                 struct request *rq, *head_rq = list_entry_rq(list.next);
1918                 struct list_head *pos = &head_rq->queuelist; /* skip first */
1919                 struct blk_mq_hw_ctx *this_hctx = head_rq->mq_hctx;
1920                 struct blk_mq_ctx *this_ctx = head_rq->mq_ctx;
1921                 unsigned int depth = 1;
1922
1923                 list_for_each_continue(pos, &list) {
1924                         rq = list_entry_rq(pos);
1925                         BUG_ON(!rq->q);
1926                         if (rq->mq_hctx != this_hctx || rq->mq_ctx != this_ctx)
1927                                 break;
1928                         depth++;
1929                 }
1930
1931                 list_cut_before(&rq_list, &list, pos);
1932                 trace_block_unplug(head_rq->q, depth, !from_schedule);
1933                 blk_mq_sched_insert_requests(this_hctx, this_ctx, &rq_list,
1934                                                 from_schedule);
1935         } while(!list_empty(&list));
1936 }
1937
1938 static void blk_mq_bio_to_request(struct request *rq, struct bio *bio,
1939                 unsigned int nr_segs)
1940 {
1941         int err;
1942
1943         if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
1944                 rq->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1945
1946         rq->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1947         rq->write_hint = bio->bi_write_hint;
1948         blk_rq_bio_prep(rq, bio, nr_segs);
1949
1950         /* This can't fail, since GFP_NOIO includes __GFP_DIRECT_RECLAIM. */
1951         err = blk_crypto_rq_bio_prep(rq, bio, GFP_NOIO);
1952         WARN_ON_ONCE(err);
1953
1954         blk_account_io_start(rq);
1955 }
1956
1957 static blk_status_t __blk_mq_issue_directly(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1958                                             struct request *rq,
1959                                             blk_qc_t *cookie, bool last)
1960 {
1961         struct request_queue *q = rq->q;
1962         struct blk_mq_queue_data bd = {
1963                 .rq = rq,
1964                 .last = last,
1965         };
1966         blk_qc_t new_cookie;
1967         blk_status_t ret;
1968
1969         new_cookie = request_to_qc_t(hctx, rq);
1970
1971         /*
1972          * For OK queue, we are done. For error, caller may kill it.
1973          * Any other error (busy), just add it to our list as we
1974          * previously would have done.
1975          */
1976         ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, &bd);
1977         switch (ret) {
1978         case BLK_STS_OK:
1979                 blk_mq_update_dispatch_busy(hctx, false);
1980                 *cookie = new_cookie;
1981                 break;
1982         case BLK_STS_RESOURCE:
1983         case BLK_STS_DEV_RESOURCE:
1984                 blk_mq_update_dispatch_busy(hctx, true);
1985                 __blk_mq_requeue_request(rq);
1986                 break;
1987         default:
1988                 blk_mq_update_dispatch_busy(hctx, false);
1989                 *cookie = BLK_QC_T_NONE;
1990                 break;
1991         }
1992
1993         return ret;
1994 }
1995
1996 static blk_status_t __blk_mq_try_issue_directly(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1997                                                 struct request *rq,
1998                                                 blk_qc_t *cookie,
1999                                                 bool bypass_insert, bool last)
2000 {
2001         struct request_queue *q = rq->q;
2002         bool run_queue = true;
2003
2004         /*
2005          * RCU or SRCU read lock is needed before checking quiesced flag.
2006          *
2007          * When queue is stopped or quiesced, ignore 'bypass_insert' from
2008          * blk_mq_request_issue_directly(), and return BLK_STS_OK to caller,
2009          * and avoid driver to try to dispatch again.
2010          */
2011         if (blk_mq_hctx_stopped(hctx) || blk_queue_quiesced(q)) {
2012                 run_queue = false;
2013                 bypass_insert = false;
2014                 goto insert;
2015         }
2016
2017         if (q->elevator && !bypass_insert)
2018                 goto insert;
2019
2020         if (!blk_mq_get_dispatch_budget(q))
2021                 goto insert;
2022
2023         if (!blk_mq_get_driver_tag(rq)) {
2024                 blk_mq_put_dispatch_budget(q);
2025                 goto insert;
2026         }
2027
2028         return __blk_mq_issue_directly(hctx, rq, cookie, last);
2029 insert:
2030         if (bypass_insert)
2031                 return BLK_STS_RESOURCE;
2032
2033         blk_mq_sched_insert_request(rq, false, run_queue, false);
2034
2035         return BLK_STS_OK;
2036 }
2037
2038 /**
2039  * blk_mq_try_issue_directly - Try to send a request directly to device driver.
2040  * @hctx: Pointer of the associated hardware queue.
2041  * @rq: Pointer to request to be sent.
2042  * @cookie: Request queue cookie.
2043  *
2044  * If the device has enough resources to accept a new request now, send the
2045  * request directly to device driver. Else, insert at hctx->dispatch queue, so
2046  * we can try send it another time in the future. Requests inserted at this
2047  * queue have higher priority.
2048  */
2049 static void blk_mq_try_issue_directly(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
2050                 struct request *rq, blk_qc_t *cookie)
2051 {
2052         blk_status_t ret;
2053         int srcu_idx;
2054
2055         might_sleep_if(hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING);
2056
2057         hctx_lock(hctx, &srcu_idx);
2058
2059         ret = __blk_mq_try_issue_directly(hctx, rq, cookie, false, true);
2060         if (ret == BLK_STS_RESOURCE || ret == BLK_STS_DEV_RESOURCE)
2061                 blk_mq_request_bypass_insert(rq, false, true);
2062         else if (ret != BLK_STS_OK)
2063                 blk_mq_end_request(rq, ret);
2064
2065         hctx_unlock(hctx, srcu_idx);
2066 }
2067
2068 blk_status_t blk_mq_request_issue_directly(struct request *rq, bool last)
2069 {
2070         blk_status_t ret;
2071         int srcu_idx;
2072         blk_qc_t unused_cookie;
2073         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
2074
2075         hctx_lock(hctx, &srcu_idx);
2076         ret = __blk_mq_try_issue_directly(hctx, rq, &unused_cookie, true, last);
2077         hctx_unlock(hctx, srcu_idx);
2078
2079         return ret;
2080 }
2081
2082 void blk_mq_try_issue_list_directly(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
2083                 struct list_head *list)
2084 {
2085         int queued = 0;
2086         int errors = 0;
2087
2088         while (!list_empty(list)) {
2089                 blk_status_t ret;
2090                 struct request *rq = list_first_entry(list, struct request,
2091                                 queuelist);
2092
2093                 list_del_init(&rq->queuelist);
2094                 ret = blk_mq_request_issue_directly(rq, list_empty(list));
2095                 if (ret != BLK_STS_OK) {
2096                         if (ret == BLK_STS_RESOURCE ||
2097                                         ret == BLK_STS_DEV_RESOURCE) {
2098                                 blk_mq_request_bypass_insert(rq, false,
2099                                                         list_empty(list));
2100                                 break;
2101                         }
2102                         blk_mq_end_request(rq, ret);
2103                         errors++;
2104                 } else
2105                         queued++;
2106         }
2107
2108         /*
2109          * If we didn't flush the entire list, we could have told
2110          * the driver there was more coming, but that turned out to
2111          * be a lie.
2112          */
2113         if ((!list_empty(list) || errors) &&
2114              hctx->queue->mq_ops->commit_rqs && queued)
2115                 hctx->queue->mq_ops->commit_rqs(hctx);
2116 }
2117
2118 static void blk_add_rq_to_plug(struct blk_plug *plug, struct request *rq)
2119 {
2120         list_add_tail(&rq->queuelist, &plug->mq_list);
2121         plug->rq_count++;
2122         if (!plug->multiple_queues && !list_is_singular(&plug->mq_list)) {
2123                 struct request *tmp;
2124
2125                 tmp = list_first_entry(&plug->mq_list, struct request,
2126                                                 queuelist);
2127                 if (tmp->q != rq->q)
2128                         plug->multiple_queues = true;
2129         }
2130 }
2131
2132 /**
2133  * blk_mq_submit_bio - Create and send a request to block device.
2134  * @bio: Bio pointer.
2135  *
2136  * Builds up a request structure from @q and @bio and send to the device. The
2137  * request may not be queued directly to hardware if:
2138  * * This request can be merged with another one
2139  * * We want to place request at plug queue for possible future merging
2140  * * There is an IO scheduler active at this queue
2141  *
2142  * It will not queue the request if there is an error with the bio, or at the
2143  * request creation.
2144  *
2145  * Returns: Request queue cookie.
2146  */
2147 blk_qc_t blk_mq_submit_bio(struct bio *bio)
2148 {
2149         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2150         const int is_sync = op_is_sync(bio->bi_opf);
2151         const int is_flush_fua = op_is_flush(bio->bi_opf);
2152         struct blk_mq_alloc_data data = {
2153                 .q              = q,
2154         };
2155         struct request *rq;
2156         struct blk_plug *plug;
2157         struct request *same_queue_rq = NULL;
2158         unsigned int nr_segs;
2159         blk_qc_t cookie;
2160         blk_status_t ret;
2161
2162         blk_queue_bounce(q, &bio);
2163         __blk_queue_split(&bio, &nr_segs);
2164
2165         if (!bio_integrity_prep(bio))
2166                 goto queue_exit;
2167
2168         if (!is_flush_fua && !blk_queue_nomerges(q) &&
2169             blk_attempt_plug_merge(q, bio, nr_segs, &same_queue_rq))
2170                 goto queue_exit;
2171
2172         if (blk_mq_sched_bio_merge(q, bio, nr_segs))
2173                 goto queue_exit;
2174
2175         rq_qos_throttle(q, bio);
2176
2177         data.cmd_flags = bio->bi_opf;
2178         rq = __blk_mq_alloc_request(&data);
2179         if (unlikely(!rq)) {
2180                 rq_qos_cleanup(q, bio);
2181                 if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
2182                         bio_wouldblock_error(bio);
2183                 goto queue_exit;
2184         }
2185
2186         trace_block_getrq(q, bio, bio->bi_opf);
2187
2188         rq_qos_track(q, rq, bio);
2189
2190         cookie = request_to_qc_t(data.hctx, rq);
2191
2192         blk_mq_bio_to_request(rq, bio, nr_segs);
2193
2194         ret = blk_crypto_init_request(rq);
2195         if (ret != BLK_STS_OK) {
2196                 bio->bi_status = ret;
2197                 bio_endio(bio);
2198                 blk_mq_free_request(rq);
2199                 return BLK_QC_T_NONE;
2200         }
2201
2202         plug = blk_mq_plug(q, bio);
2203         if (unlikely(is_flush_fua)) {
2204                 /* Bypass scheduler for flush requests */
2205                 blk_insert_flush(rq);
2206                 blk_mq_run_hw_queue(data.hctx, true);
2207         } else if (plug && (q->nr_hw_queues == 1 || q->mq_ops->commit_rqs ||
2208                                 !blk_queue_nonrot(q))) {
2209                 /*
2210                  * Use plugging if we have a ->commit_rqs() hook as well, as
2211                  * we know the driver uses bd->last in a smart fashion.
2212                  *
2213                  * Use normal plugging if this disk is slow HDD, as sequential
2214                  * IO may benefit a lot from plug merging.
2215                  */
2216                 unsigned int request_count = plug->rq_count;
2217                 struct request *last = NULL;
2218
2219                 if (!request_count)
2220                         trace_block_plug(q);
2221                 else
2222                         last = list_entry_rq(plug->mq_list.prev);
2223
2224                 if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT || (last &&
2225                     blk_rq_bytes(last) >= BLK_PLUG_FLUSH_SIZE)) {
2226                         blk_flush_plug_list(plug, false);
2227                         trace_block_plug(q);
2228                 }
2229
2230                 blk_add_rq_to_plug(plug, rq);
2231         } else if (q->elevator) {
2232                 /* Insert the request at the IO scheduler queue */
2233                 blk_mq_sched_insert_request(rq, false, true, true);
2234         } else if (plug && !blk_queue_nomerges(q)) {
2235                 /*
2236                  * We do limited plugging. If the bio can be merged, do that.
2237                  * Otherwise the existing request in the plug list will be
2238                  * issued. So the plug list will have one request at most
2239                  * The plug list might get flushed before this. If that happens,
2240                  * the plug list is empty, and same_queue_rq is invalid.
2241                  */
2242                 if (list_empty(&plug->mq_list))
2243                         same_queue_rq = NULL;
2244                 if (same_queue_rq) {
2245                         list_del_init(&same_queue_rq->queuelist);
2246                         plug->rq_count--;
2247                 }
2248                 blk_add_rq_to_plug(plug, rq);
2249                 trace_block_plug(q);
2250
2251                 if (same_queue_rq) {
2252                         data.hctx = same_queue_rq->mq_hctx;
2253                         trace_block_unplug(q, 1, true);
2254                         blk_mq_try_issue_directly(data.hctx, same_queue_rq,
2255                                         &cookie);
2256                 }
2257         } else if ((q->nr_hw_queues > 1 && is_sync) ||
2258                         !data.hctx->dispatch_busy) {
2259                 /*
2260                  * There is no scheduler and we can try to send directly
2261                  * to the hardware.
2262                  */
2263                 blk_mq_try_issue_directly(data.hctx, rq, &cookie);
2264         } else {
2265                 /* Default case. */
2266                 blk_mq_sched_insert_request(rq, false, true, true);
2267         }
2268
2269         return cookie;
2270 queue_exit:
2271         blk_queue_exit(q);
2272         return BLK_QC_T_NONE;
2273 }
2274
2275 void blk_mq_free_rqs(struct blk_mq_tag_set *set, struct blk_mq_tags *tags,
2276                      unsigned int hctx_idx)
2277 {
2278         struct page *page;
2279
2280         if (tags->rqs && set->ops->exit_request) {
2281                 int i;
2282
2283                 for (i = 0; i < tags->nr_tags; i++) {
2284                         struct request *rq = tags->static_rqs[i];
2285
2286                         if (!rq)
2287                                 continue;
2288                         set->ops->exit_request(set, rq, hctx_idx);
2289                         tags->static_rqs[i] = NULL;
2290                 }
2291         }
2292
2293         while (!list_empty(&tags->page_list)) {
2294                 page = list_first_entry(&tags->page_list, struct page, lru);
2295                 list_del_init(&page->lru);
2296                 /*
2297                  * Remove kmemleak object previously allocated in
2298                  * blk_mq_alloc_rqs().
2299                  */
2300                 kmemleak_free(page_address(page));
2301                 __free_pages(page, page->private);
2302         }
2303 }
2304
2305 void blk_mq_free_rq_map(struct blk_mq_tags *tags, unsigned int flags)
2306 {
2307         kfree(tags->rqs);
2308         tags->rqs = NULL;
2309         kfree(tags->static_rqs);
2310         tags->static_rqs = NULL;
2311
2312         blk_mq_free_tags(tags, flags);
2313 }
2314
2315 struct blk_mq_tags *blk_mq_alloc_rq_map(struct blk_mq_tag_set *set,
2316                                         unsigned int hctx_idx,
2317                                         unsigned int nr_tags,
2318                                         unsigned int reserved_tags,
2319                                         unsigned int flags)
2320 {
2321         struct blk_mq_tags *tags;
2322         int node;
2323
2324         node = blk_mq_hw_queue_to_node(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT], hctx_idx);
2325         if (node == NUMA_NO_NODE)
2326                 node = set->numa_node;
2327
2328         tags = blk_mq_init_tags(nr_tags, reserved_tags, node, flags);
2329         if (!tags)
2330                 return NULL;
2331
2332         tags->rqs = kcalloc_node(nr_tags, sizeof(struct request *),
2333                                  GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY,
2334                                  node);
2335         if (!tags->rqs) {
2336                 blk_mq_free_tags(tags, flags);
2337                 return NULL;
2338         }
2339
2340         tags->static_rqs = kcalloc_node(nr_tags, sizeof(struct request *),
2341                                         GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY,
2342                                         node);
2343         if (!tags->static_rqs) {
2344                 kfree(tags->rqs);
2345                 blk_mq_free_tags(tags, flags);
2346                 return NULL;
2347         }
2348
2349         return tags;
2350 }
2351
2352 static size_t order_to_size(unsigned int order)
2353 {
2354         return (size_t)PAGE_SIZE << order;
2355 }
2356
2357 static int blk_mq_init_request(struct blk_mq_tag_set *set, struct request *rq,
2358                                unsigned int hctx_idx, int node)
2359 {
2360         int ret;
2361
2362         if (set->ops->init_request) {
2363                 ret = set->ops->init_request(set, rq, hctx_idx, node);
2364                 if (ret)
2365                         return ret;
2366         }
2367
2368         WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_IDLE);
2369         return 0;
2370 }
2371
2372 int blk_mq_alloc_rqs(struct blk_mq_tag_set *set, struct blk_mq_tags *tags,
2373                      unsigned int hctx_idx, unsigned int depth)
2374 {
2375         unsigned int i, j, entries_per_page, max_order = 4;
2376         size_t rq_size, left;
2377         int node;
2378
2379         node = blk_mq_hw_queue_to_node(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT], hctx_idx);
2380         if (node == NUMA_NO_NODE)
2381                 node = set->numa_node;
2382
2383         INIT_LIST_HEAD(&tags->page_list);
2384
2385         /*
2386          * rq_size is the size of the request plus driver payload, rounded
2387          * to the cacheline size
2388          */
2389         rq_size = round_up(sizeof(struct request) + set->cmd_size,
2390                                 cache_line_size());
2391         left = rq_size * depth;
2392
2393         for (i = 0; i < depth; ) {
2394                 int this_order = max_order;
2395                 struct page *page;
2396                 int to_do;
2397                 void *p;
2398
2399                 while (this_order && left < order_to_size(this_order - 1))
2400                         this_order--;
2401
2402                 do {
2403                         page = alloc_pages_node(node,
2404                                 GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY | __GFP_ZERO,
2405                                 this_order);
2406                         if (page)
2407                                 break;
2408                         if (!this_order--)
2409                                 break;
2410                         if (order_to_size(this_order) < rq_size)
2411                                 break;
2412                 } while (1);
2413
2414                 if (!page)
2415                         goto fail;
2416
2417                 page->private = this_order;
2418                 list_add_tail(&page->lru, &tags->page_list);
2419
2420                 p = page_address(page);
2421                 /*
2422                  * Allow kmemleak to scan these pages as they contain pointers
2423                  * to additional allocations like via ops->init_request().
2424                  */
2425                 kmemleak_alloc(p, order_to_size(this_order), 1, GFP_NOIO);
2426                 entries_per_page = order_to_size(this_order) / rq_size;
2427                 to_do = min(entries_per_page, depth - i);
2428                 left -= to_do * rq_size;
2429                 for (j = 0; j < to_do; j++) {
2430                         struct request *rq = p;
2431
2432                         tags->static_rqs[i] = rq;
2433                         if (blk_mq_init_request(set, rq, hctx_idx, node)) {
2434                                 tags->static_rqs[i] = NULL;
2435                                 goto fail;
2436                         }
2437
2438                         p += rq_size;
2439                         i++;
2440                 }
2441         }
2442         return 0;
2443
2444 fail:
2445         blk_mq_free_rqs(set, tags, hctx_idx);
2446         return -ENOMEM;
2447 }
2448
2449 struct rq_iter_data {
2450         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2451         bool has_rq;
2452 };
2453
2454 static bool blk_mq_has_request(struct request *rq, void *data, bool reserved)
2455 {
2456         struct rq_iter_data *iter_data = data;
2457
2458         if (rq->mq_hctx != iter_data->hctx)
2459                 return true;
2460         iter_data->has_rq = true;
2461         return false;
2462 }
2463
2464 static bool blk_mq_hctx_has_requests(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
2465 {
2466         struct blk_mq_tags *tags = hctx->sched_tags ?
2467                         hctx->sched_tags : hctx->tags;
2468         struct rq_iter_data data = {
2469                 .hctx   = hctx,
2470         };
2471
2472         blk_mq_all_tag_iter(tags, blk_mq_has_request, &data);
2473         return data.has_rq;
2474 }
2475
2476 static inline bool blk_mq_last_cpu_in_hctx(unsigned int cpu,
2477                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
2478 {
2479         if (cpumask_next_and(-1, hctx->cpumask, cpu_online_mask) != cpu)
2480                 return false;
2481         if (cpumask_next_and(cpu, hctx->cpumask, cpu_online_mask) < nr_cpu_ids)
2482                 return false;
2483         return true;
2484 }
2485
2486 static int blk_mq_hctx_notify_offline(unsigned int cpu, struct hlist_node *node)
2487 {
2488         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = hlist_entry_safe(node,
2489                         struct blk_mq_hw_ctx, cpuhp_online);
2490
2491         if (!cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask) ||
2492             !blk_mq_last_cpu_in_hctx(cpu, hctx))
2493                 return 0;
2494
2495         /*
2496          * Prevent new request from being allocated on the current hctx.
2497          *
2498          * The smp_mb__after_atomic() Pairs with the implied barrier in
2499          * test_and_set_bit_lock in sbitmap_get().  Ensures the inactive flag is
2500          * seen once we return from the tag allocator.
2501          */
2502         set_bit(BLK_MQ_S_INACTIVE, &hctx->state);
2503         smp_mb__after_atomic();
2504
2505         /*
2506          * Try to grab a reference to the queue and wait for any outstanding
2507          * requests.  If we could not grab a reference the queue has been
2508          * frozen and there are no requests.
2509          */
2510         if (percpu_ref_tryget(&hctx->queue->q_usage_counter)) {
2511                 while (blk_mq_hctx_has_requests(hctx))
2512                         msleep(5);
2513                 percpu_ref_put(&hctx->queue->q_usage_counter);
2514         }
2515
2516         return 0;
2517 }
2518
2519 static int blk_mq_hctx_notify_online(unsigned int cpu, struct hlist_node *node)
2520 {
2521         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = hlist_entry_safe(node,
2522                         struct blk_mq_hw_ctx, cpuhp_online);
2523
2524         if (cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask))
2525                 clear_bit(BLK_MQ_S_INACTIVE, &hctx->state);
2526         return 0;
2527 }
2528
2529 /*
2530  * 'cpu' is going away. splice any existing rq_list entries from this
2531  * software queue to the hw queue dispatch list, and ensure that it
2532  * gets run.
2533  */
2534 static int blk_mq_hctx_notify_dead(unsigned int cpu, struct hlist_node *node)
2535 {
2536         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2537         struct blk_mq_ctx *ctx;
2538         LIST_HEAD(tmp);
2539         enum hctx_type type;
2540
2541         hctx = hlist_entry_safe(node, struct blk_mq_hw_ctx, cpuhp_dead);
2542         if (!cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask))
2543                 return 0;
2544
2545         ctx = __blk_mq_get_ctx(hctx->queue, cpu);
2546         type = hctx->type;
2547
2548         spin_lock(&ctx->lock);
2549         if (!list_empty(&ctx->rq_lists[type])) {
2550                 list_splice_init(&ctx->rq_lists[type], &tmp);
2551                 blk_mq_hctx_clear_pending(hctx, ctx);
2552         }
2553         spin_unlock(&ctx->lock);
2554
2555         if (list_empty(&tmp))
2556                 return 0;
2557
2558         spin_lock(&hctx->lock);
2559         list_splice_tail_init(&tmp, &hctx->dispatch);
2560         spin_unlock(&hctx->lock);
2561
2562         blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
2563         return 0;
2564 }
2565
2566 static void blk_mq_remove_cpuhp(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
2567 {
2568         if (!(hctx->flags & BLK_MQ_F_STACKING))
2569                 cpuhp_state_remove_instance_nocalls(CPUHP_AP_BLK_MQ_ONLINE,
2570                                                     &hctx->cpuhp_online);
2571         cpuhp_state_remove_instance_nocalls(CPUHP_BLK_MQ_DEAD,
2572                                             &hctx->cpuhp_dead);
2573 }
2574
2575 /* hctx->ctxs will be freed in queue's release handler */
2576 static void blk_mq_exit_hctx(struct request_queue *q,
2577                 struct blk_mq_tag_set *set,
2578                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned int hctx_idx)
2579 {
2580         if (blk_mq_hw_queue_mapped(hctx))
2581                 blk_mq_tag_idle(hctx);
2582
2583         if (set->ops->exit_request)
2584                 set->ops->exit_request(set, hctx->fq->flush_rq, hctx_idx);
2585
2586         if (set->ops->exit_hctx)
2587                 set->ops->exit_hctx(hctx, hctx_idx);
2588
2589         blk_mq_remove_cpuhp(hctx);
2590
2591         spin_lock(&q->unused_hctx_lock);
2592         list_add(&hctx->hctx_list, &q->unused_hctx_list);
2593         spin_unlock(&q->unused_hctx_lock);
2594 }
2595
2596 static void blk_mq_exit_hw_queues(struct request_queue *q,
2597                 struct blk_mq_tag_set *set, int nr_queue)
2598 {
2599         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2600         unsigned int i;
2601
2602         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2603                 if (i == nr_queue)
2604                         break;
2605                 blk_mq_debugfs_unregister_hctx(hctx);
2606                 blk_mq_exit_hctx(q, set, hctx, i);
2607         }
2608 }
2609
2610 static int blk_mq_hw_ctx_size(struct blk_mq_tag_set *tag_set)
2611 {
2612         int hw_ctx_size = sizeof(struct blk_mq_hw_ctx);
2613
2614         BUILD_BUG_ON(ALIGN(offsetof(struct blk_mq_hw_ctx, srcu),
2615                            __alignof__(struct blk_mq_hw_ctx)) !=
2616                      sizeof(struct blk_mq_hw_ctx));
2617
2618         if (tag_set->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)
2619                 hw_ctx_size += sizeof(struct srcu_struct);
2620
2621         return hw_ctx_size;
2622 }
2623
2624 static int blk_mq_init_hctx(struct request_queue *q,
2625                 struct blk_mq_tag_set *set,
2626                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned hctx_idx)
2627 {
2628         hctx->queue_num = hctx_idx;
2629
2630         if (!(hctx->flags & BLK_MQ_F_STACKING))
2631                 cpuhp_state_add_instance_nocalls(CPUHP_AP_BLK_MQ_ONLINE,
2632                                 &hctx->cpuhp_online);
2633         cpuhp_state_add_instance_nocalls(CPUHP_BLK_MQ_DEAD, &hctx->cpuhp_dead);
2634
2635         hctx->tags = set->tags[hctx_idx];
2636
2637         if (set->ops->init_hctx &&
2638             set->ops->init_hctx(hctx, set->driver_data, hctx_idx))
2639                 goto unregister_cpu_notifier;
2640
2641         if (blk_mq_init_request(set, hctx->fq->flush_rq, hctx_idx,
2642                                 hctx->numa_node))
2643                 goto exit_hctx;
2644         return 0;
2645
2646  exit_hctx:
2647         if (set->ops->exit_hctx)
2648                 set->ops->exit_hctx(hctx, hctx_idx);
2649  unregister_cpu_notifier:
2650         blk_mq_remove_cpuhp(hctx);
2651         return -1;
2652 }
2653
2654 static struct blk_mq_hw_ctx *
2655 blk_mq_alloc_hctx(struct request_queue *q, struct blk_mq_tag_set *set,
2656                 int node)
2657 {
2658         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2659         gfp_t gfp = GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY;
2660
2661         hctx = kzalloc_node(blk_mq_hw_ctx_size(set), gfp, node);
2662         if (!hctx)
2663                 goto fail_alloc_hctx;
2664
2665         if (!zalloc_cpumask_var_node(&hctx->cpumask, gfp, node))
2666                 goto free_hctx;
2667
2668         atomic_set(&hctx->nr_active, 0);
2669         atomic_set(&hctx->elevator_queued, 0);
2670         if (node == NUMA_NO_NODE)
2671                 node = set->numa_node;
2672         hctx->numa_node = node;
2673
2674         INIT_DELAYED_WORK(&hctx->run_work, blk_mq_run_work_fn);
2675         spin_lock_init(&hctx->lock);
2676         INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch);
2677         hctx->queue = q;
2678         hctx->flags = set->flags & ~BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2679
2680         INIT_LIST_HEAD(&hctx->hctx_list);
2681
2682         /*
2683          * Allocate space for all possible cpus to avoid allocation at
2684          * runtime
2685          */
2686         hctx->ctxs = kmalloc_array_node(nr_cpu_ids, sizeof(void *),
2687                         gfp, node);
2688         if (!hctx->ctxs)
2689                 goto free_cpumask;
2690
2691         if (sbitmap_init_node(&hctx->ctx_map, nr_cpu_ids, ilog2(8),
2692                                 gfp, node))
2693                 goto free_ctxs;
2694         hctx->nr_ctx = 0;
2695
2696         spin_lock_init(&hctx->dispatch_wait_lock);
2697         init_waitqueue_func_entry(&hctx->dispatch_wait, blk_mq_dispatch_wake);
2698         INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch_wait.entry);
2699
2700         hctx->fq = blk_alloc_flush_queue(hctx->numa_node, set->cmd_size, gfp);
2701         if (!hctx->fq)
2702                 goto free_bitmap;
2703
2704         if (hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)
2705                 init_srcu_struct(hctx->srcu);
2706         blk_mq_hctx_kobj_init(hctx);
2707
2708         return hctx;
2709
2710  free_bitmap:
2711         sbitmap_free(&hctx->ctx_map);
2712  free_ctxs:
2713         kfree(hctx->ctxs);
2714  free_cpumask:
2715         free_cpumask_var(hctx->cpumask);
2716  free_hctx:
2717         kfree(hctx);
2718  fail_alloc_hctx:
2719         return NULL;
2720 }
2721
2722 static void blk_mq_init_cpu_queues(struct request_queue *q,
2723                                    unsigned int nr_hw_queues)
2724 {
2725         struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
2726         unsigned int i, j;
2727
2728         for_each_possible_cpu(i) {
2729                 struct blk_mq_ctx *__ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
2730                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2731                 int k;
2732
2733                 __ctx->cpu = i;
2734                 spin_lock_init(&__ctx->lock);
2735                 for (k = HCTX_TYPE_DEFAULT; k < HCTX_MAX_TYPES; k++)
2736                         INIT_LIST_HEAD(&__ctx->rq_lists[k]);
2737
2738                 __ctx->queue = q;
2739
2740                 /*
2741                  * Set local node, IFF we have more than one hw queue. If
2742                  * not, we remain on the home node of the device
2743                  */
2744                 for (j = 0; j < set->nr_maps; j++) {
2745                         hctx = blk_mq_map_queue_type(q, j, i);
2746                         if (nr_hw_queues > 1 && hctx->numa_node == NUMA_NO_NODE)
2747                                 hctx->numa_node = cpu_to_node(i);
2748                 }
2749         }
2750 }
2751
2752 static bool __blk_mq_alloc_map_and_request(struct blk_mq_tag_set *set,
2753                                         int hctx_idx)
2754 {
2755         unsigned int flags = set->flags;
2756         int ret = 0;
2757
2758         set->tags[hctx_idx] = blk_mq_alloc_rq_map(set, hctx_idx,
2759                                         set->queue_depth, set->reserved_tags, flags);
2760         if (!set->tags[hctx_idx])
2761                 return false;
2762
2763         ret = blk_mq_alloc_rqs(set, set->tags[hctx_idx], hctx_idx,
2764                                 set->queue_depth);
2765         if (!ret)
2766                 return true;
2767
2768         blk_mq_free_rq_map(set->tags[hctx_idx], flags);
2769         set->tags[hctx_idx] = NULL;
2770         return false;
2771 }
2772
2773 static void blk_mq_free_map_and_requests(struct blk_mq_tag_set *set,
2774                                          unsigned int hctx_idx)
2775 {
2776         unsigned int flags = set->flags;
2777
2778         if (set->tags && set->tags[hctx_idx]) {
2779                 blk_mq_free_rqs(set, set->tags[hctx_idx], hctx_idx);
2780                 blk_mq_free_rq_map(set->tags[hctx_idx], flags);
2781                 set->tags[hctx_idx] = NULL;
2782         }
2783 }
2784
2785 static void blk_mq_map_swqueue(struct request_queue *q)
2786 {
2787         unsigned int i, j, hctx_idx;
2788         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2789         struct blk_mq_ctx *ctx;
2790         struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
2791
2792         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2793                 cpumask_clear(hctx->cpumask);
2794                 hctx->nr_ctx = 0;
2795                 hctx->dispatch_from = NULL;
2796         }
2797
2798         /*
2799          * Map software to hardware queues.
2800          *
2801          * If the cpu isn't present, the cpu is mapped to first hctx.
2802          */
2803         for_each_possible_cpu(i) {
2804
2805                 ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
2806                 for (j = 0; j < set->nr_maps; j++) {
2807                         if (!set->map[j].nr_queues) {
2808                                 ctx->hctxs[j] = blk_mq_map_queue_type(q,
2809                                                 HCTX_TYPE_DEFAULT, i);
2810                                 continue;
2811                         }
2812                         hctx_idx = set->map[j].mq_map[i];
2813                         /* unmapped hw queue can be remapped after CPU topo changed */
2814                         if (!set->tags[hctx_idx] &&
2815                             !__blk_mq_alloc_map_and_request(set, hctx_idx)) {
2816                                 /*
2817                                  * If tags initialization fail for some hctx,
2818                                  * that hctx won't be brought online.  In this
2819                                  * case, remap the current ctx to hctx[0] which
2820                                  * is guaranteed to always have tags allocated
2821                                  */
2822                                 set->map[j].mq_map[i] = 0;
2823                         }
2824
2825                         hctx = blk_mq_map_queue_type(q, j, i);
2826                         ctx->hctxs[j] = hctx;
2827                         /*
2828                          * If the CPU is already set in the mask, then we've
2829                          * mapped this one already. This can happen if
2830                          * devices share queues across queue maps.
2831                          */
2832                         if (cpumask_test_cpu(i, hctx->cpumask))
2833                                 continue;
2834
2835                         cpumask_set_cpu(i, hctx->cpumask);
2836                         hctx->type = j;
2837                         ctx->index_hw[hctx->type] = hctx->nr_ctx;
2838                         hctx->ctxs[hctx->nr_ctx++] = ctx;
2839
2840                         /*
2841                          * If the nr_ctx type overflows, we have exceeded the
2842                          * amount of sw queues we can support.
2843                          */
2844                         BUG_ON(!hctx->nr_ctx);
2845                 }
2846
2847                 for (; j < HCTX_MAX_TYPES; j++)
2848                         ctx->hctxs[j] = blk_mq_map_queue_type(q,
2849                                         HCTX_TYPE_DEFAULT, i);
2850         }
2851
2852         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2853                 /*
2854                  * If no software queues are mapped to this hardware queue,
2855                  * disable it and free the request entries.
2856                  */
2857                 if (!hctx->nr_ctx) {
2858                         /* Never unmap queue 0.  We need it as a
2859                          * fallback in case of a new remap fails
2860                          * allocation
2861                          */
2862                         if (i && set->tags[i])
2863                                 blk_mq_free_map_and_requests(set, i);
2864
2865                         hctx->tags = NULL;
2866                         continue;
2867                 }
2868
2869                 hctx->tags = set->tags[i];
2870                 WARN_ON(!hctx->tags);
2871
2872                 /*
2873                  * Set the map size to the number of mapped software queues.
2874                  * This is more accurate and more efficient than looping
2875                  * over all possibly mapped software queues.
2876                  */
2877                 sbitmap_resize(&hctx->ctx_map, hctx->nr_ctx);
2878
2879                 /*
2880                  * Initialize batch roundrobin counts
2881                  */
2882                 hctx->next_cpu = blk_mq_first_mapped_cpu(hctx);
2883                 hctx->next_cpu_batch = BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH;
2884         }
2885 }
2886
2887 /*
2888  * Caller needs to ensure that we're either frozen/quiesced, or that
2889  * the queue isn't live yet.
2890  */
2891 static void queue_set_hctx_shared(struct request_queue *q, bool shared)
2892 {
2893         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2894         int i;
2895
2896         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2897                 if (shared)
2898                         hctx->flags |= BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2899                 else
2900                         hctx->flags &= ~BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2901         }
2902 }
2903
2904 static void blk_mq_update_tag_set_shared(struct blk_mq_tag_set *set,
2905                                          bool shared)
2906 {
2907         struct request_queue *q;
2908
2909         lockdep_assert_held(&set->tag_list_lock);
2910
2911         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
2912                 blk_mq_freeze_queue(q);
2913                 queue_set_hctx_shared(q, shared);
2914                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
2915         }
2916 }
2917
2918 static void blk_mq_del_queue_tag_set(struct request_queue *q)
2919 {
2920         struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
2921
2922         mutex_lock(&set->tag_list_lock);
2923         list_del(&q->tag_set_list);
2924         if (list_is_singular(&set->tag_list)) {
2925                 /* just transitioned to unshared */
2926                 set->flags &= ~BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2927                 /* update existing queue */
2928                 blk_mq_update_tag_set_shared(set, false);
2929         }
2930         mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
2931         INIT_LIST_HEAD(&q->tag_set_list);
2932 }
2933
2934 static void blk_mq_add_queue_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set,
2935                                      struct request_queue *q)
2936 {
2937         mutex_lock(&set->tag_list_lock);
2938
2939         /*
2940          * Check to see if we're transitioning to shared (from 1 to 2 queues).
2941          */
2942         if (!list_empty(&set->tag_list) &&
2943             !(set->flags & BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED)) {
2944                 set->flags |= BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2945                 /* update existing queue */
2946                 blk_mq_update_tag_set_shared(set, true);
2947         }
2948         if (set->flags & BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED)
2949                 queue_set_hctx_shared(q, true);
2950         list_add_tail(&q->tag_set_list, &set->tag_list);
2951
2952         mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
2953 }
2954
2955 /* All allocations will be freed in release handler of q->mq_kobj */
2956 static int blk_mq_alloc_ctxs(struct request_queue *q)
2957 {
2958         struct blk_mq_ctxs *ctxs;
2959         int cpu;
2960
2961         ctxs = kzalloc(sizeof(*ctxs), GFP_KERNEL);
2962         if (!ctxs)
2963                 return -ENOMEM;
2964
2965         ctxs->queue_ctx = alloc_percpu(struct blk_mq_ctx);
2966         if (!ctxs->queue_ctx)
2967                 goto fail;
2968
2969         for_each_possible_cpu(cpu) {
2970                 struct blk_mq_ctx *ctx = per_cpu_ptr(ctxs->queue_ctx, cpu);
2971                 ctx->ctxs = ctxs;
2972         }
2973
2974         q->mq_kobj = &ctxs->kobj;
2975         q->queue_ctx = ctxs->queue_ctx;
2976
2977         return 0;
2978  fail:
2979         kfree(ctxs);
2980         return -ENOMEM;
2981 }
2982
2983 /*
2984  * It is the actual release handler for mq, but we do it from
2985  * request queue's release handler for avoiding use-after-free
2986  * and headache because q->mq_kobj shouldn't have been introduced,
2987  * but we can't group ctx/kctx kobj without it.
2988  */
2989 void blk_mq_release(struct request_queue *q)
2990 {
2991         struct blk_mq_hw_ctx *hctx, *next;
2992         int i;
2993
2994         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
2995                 WARN_ON_ONCE(hctx && list_empty(&hctx->hctx_list));
2996
2997         /* all hctx are in .unused_hctx_list now */
2998         list_for_each_entry_safe(hctx, next, &q->unused_hctx_list, hctx_list) {
2999                 list_del_init(&hctx->hctx_list);
3000                 kobject_put(&hctx->kobj);
3001         }
3002
3003         kfree(q->queue_hw_ctx);
3004
3005         /*
3006          * release .mq_kobj and sw queue's kobject now because
3007          * both share lifetime with request queue.
3008          */
3009         blk_mq_sysfs_deinit(q);
3010 }
3011
3012 struct request_queue *blk_mq_init_queue_data(struct blk_mq_tag_set *set,
3013                 void *queuedata)
3014 {
3015         struct request_queue *uninit_q, *q;
3016
3017         uninit_q = blk_alloc_queue(set->numa_node);
3018         if (!uninit_q)
3019                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3020         uninit_q->queuedata = queuedata;
3021
3022         /*
3023          * Initialize the queue without an elevator. device_add_disk() will do
3024          * the initialization.
3025          */
3026         q = blk_mq_init_allocated_queue(set, uninit_q, false);
3027         if (IS_ERR(q))
3028                 blk_cleanup_queue(uninit_q);
3029
3030         return q;
3031 }
3032 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_init_queue_data);
3033
3034 struct request_queue *blk_mq_init_queue(struct blk_mq_tag_set *set)
3035 {
3036         return blk_mq_init_queue_data(set, NULL);
3037 }
3038 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_queue);
3039
3040 /*
3041  * Helper for setting up a queue with mq ops, given queue depth, and
3042  * the passed in mq ops flags.
3043  */
3044 struct request_queue *blk_mq_init_sq_queue(struct blk_mq_tag_set *set,
3045                                            const struct blk_mq_ops *ops,
3046                                            unsigned int queue_depth,
3047                                            unsigned int set_flags)
3048 {
3049         struct request_queue *q;
3050         int ret;
3051
3052         memset(set, 0, sizeof(*set));
3053         set->ops = ops;
3054         set->nr_hw_queues = 1;
3055         set->nr_maps = 1;
3056         set->queue_depth = queue_depth;
3057         set->numa_node = NUMA_NO_NODE;
3058         set->flags = set_flags;
3059
3060         ret = blk_mq_alloc_tag_set(set);
3061         if (ret)
3062                 return ERR_PTR(ret);
3063
3064         q = blk_mq_init_queue(set);
3065         if (IS_ERR(q)) {
3066                 blk_mq_free_tag_set(set);
3067                 return q;
3068         }
3069
3070         return q;
3071 }
3072 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_sq_queue);
3073
3074 static struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_alloc_and_init_hctx(
3075                 struct blk_mq_tag_set *set, struct request_queue *q,
3076                 int hctx_idx, int node)
3077 {
3078         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = NULL, *tmp;
3079
3080         /* reuse dead hctx first */
3081         spin_lock(&q->unused_hctx_lock);
3082         list_for_each_entry(tmp, &q->unused_hctx_list, hctx_list) {
3083                 if (tmp->numa_node == node) {
3084                         hctx = tmp;
3085                         break;
3086                 }
3087         }
3088         if (hctx)
3089                 list_del_init(&hctx->hctx_list);
3090         spin_unlock(&q->unused_hctx_lock);
3091
3092         if (!hctx)
3093                 hctx = blk_mq_alloc_hctx(q, set, node);
3094         if (!hctx)
3095                 goto fail;
3096
3097         if (blk_mq_init_hctx(q, set, hctx, hctx_idx))
3098                 goto free_hctx;
3099
3100         return hctx;
3101
3102  free_hctx:
3103         kobject_put(&hctx->kobj);
3104  fail:
3105         return NULL;
3106 }
3107
3108 static void blk_mq_realloc_hw_ctxs(struct blk_mq_tag_set *set,
3109                                                 struct request_queue *q)
3110 {
3111         int i, j, end;
3112         struct blk_mq_hw_ctx **hctxs = q->queue_hw_ctx;
3113
3114         if (q->nr_hw_queues < set->nr_hw_queues) {
3115                 struct blk_mq_hw_ctx **new_hctxs;
3116
3117                 new_hctxs = kcalloc_node(set->nr_hw_queues,
3118                                        sizeof(*new_hctxs), GFP_KERNEL,
3119                                        set->numa_node);
3120                 if (!new_hctxs)
3121                         return;
3122                 if (hctxs)
3123                         memcpy(new_hctxs, hctxs, q->nr_hw_queues *
3124                                sizeof(*hctxs));
3125                 q->queue_hw_ctx = new_hctxs;
3126                 kfree(hctxs);
3127                 hctxs = new_hctxs;
3128         }
3129
3130         /* protect against switching io scheduler  */
3131         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
3132         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
3133                 int node;
3134                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
3135
3136                 node = blk_mq_hw_queue_to_node(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT], i);
3137                 /*
3138                  * If the hw queue has been mapped to another numa node,
3139                  * we need to realloc the hctx. If allocation fails, fallback
3140                  * to use the previous one.
3141                  */
3142                 if (hctxs[i] && (hctxs[i]->numa_node == node))
3143                         continue;
3144
3145                 hctx = blk_mq_alloc_and_init_hctx(set, q, i, node);
3146                 if (hctx) {
3147                         if (hctxs[i])
3148                                 blk_mq_exit_hctx(q, set, hctxs[i], i);
3149                         hctxs[i] = hctx;
3150                 } else {
3151                         if (hctxs[i])
3152                                 pr_warn("Allocate new hctx on node %d fails,\
3153                                                 fallback to previous one on node %d\n",
3154                                                 node, hctxs[i]->numa_node);
3155                         else
3156                                 break;
3157                 }
3158         }
3159         /*
3160          * Increasing nr_hw_queues fails. Free the newly allocated
3161          * hctxs and keep the previous q->nr_hw_queues.
3162          */
3163         if (i != set->nr_hw_queues) {
3164                 j = q->nr_hw_queues;
3165                 end = i;
3166         } else {
3167                 j = i;
3168                 end = q->nr_hw_queues;
3169                 q->nr_hw_queues = set->nr_hw_queues;
3170         }
3171
3172         for (; j < end; j++) {
3173                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx = hctxs[j];
3174
3175                 if (hctx) {
3176                         if (hctx->tags)
3177                                 blk_mq_free_map_and_requests(set, j);
3178                         blk_mq_exit_hctx(q, set, hctx, j);
3179                         hctxs[j] = NULL;
3180                 }
3181         }
3182         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
3183 }
3184
3185 struct request_queue *blk_mq_init_allocated_queue(struct blk_mq_tag_set *set,
3186                                                   struct request_queue *q,
3187                                                   bool elevator_init)
3188 {
3189         /* mark the queue as mq asap */
3190         q->mq_ops = set->ops;
3191
3192         q->poll_cb = blk_stat_alloc_callback(blk_mq_poll_stats_fn,
3193                                              blk_mq_poll_stats_bkt,
3194                                              BLK_MQ_POLL_STATS_BKTS, q);
3195         if (!q->poll_cb)
3196                 goto err_exit;
3197
3198         if (blk_mq_alloc_ctxs(q))
3199                 goto err_poll;
3200
3201         /* init q->mq_kobj and sw queues' kobjects */
3202         blk_mq_sysfs_init(q);
3203
3204         INIT_LIST_HEAD(&q->unused_hctx_list);
3205         spin_lock_init(&q->unused_hctx_lock);
3206
3207         blk_mq_realloc_hw_ctxs(set, q);
3208         if (!q->nr_hw_queues)
3209                 goto err_hctxs;
3210
3211         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_mq_timeout_work);
3212         blk_queue_rq_timeout(q, set->timeout ? set->timeout : 30 * HZ);
3213
3214         q->tag_set = set;
3215
3216         q->queue_flags |= QUEUE_FLAG_MQ_DEFAULT;
3217         if (set->nr_maps > HCTX_TYPE_POLL &&
3218             set->map[HCTX_TYPE_POLL].nr_queues)
3219                 blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_POLL, q);
3220
3221         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
3222
3223         INIT_DELAYED_WORK(&q->requeue_work, blk_mq_requeue_work);
3224         INIT_LIST_HEAD(&q->requeue_list);
3225         spin_lock_init(&q->requeue_lock);
3226
3227         q->nr_requests = set->queue_depth;
3228
3229         /*
3230          * Default to classic polling
3231          */
3232         q->poll_nsec = BLK_MQ_POLL_CLASSIC;
3233
3234         blk_mq_init_cpu_queues(q, set->nr_hw_queues);
3235         blk_mq_add_queue_tag_set(set, q);
3236         blk_mq_map_swqueue(q);
3237
3238         if (elevator_init)
3239                 elevator_init_mq(q);
3240
3241         return q;
3242
3243 err_hctxs:
3244         kfree(q->queue_hw_ctx);
3245         q->nr_hw_queues = 0;
3246         blk_mq_sysfs_deinit(q);
3247 err_poll:
3248         blk_stat_free_callback(q->poll_cb);
3249         q->poll_cb = NULL;
3250 err_exit:
3251         q->mq_ops = NULL;
3252         return ERR_PTR(-ENOMEM);
3253 }
3254 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_allocated_queue);
3255
3256 /* tags can _not_ be used after returning from blk_mq_exit_queue */
3257 void blk_mq_exit_queue(struct request_queue *q)
3258 {
3259         struct blk_mq_tag_set   *set = q->tag_set;
3260
3261         blk_mq_del_queue_tag_set(q);
3262         blk_mq_exit_hw_queues(q, set, set->nr_hw_queues);
3263 }
3264
3265 static int __blk_mq_alloc_rq_maps(struct blk_mq_tag_set *set)
3266 {
3267         int i;
3268
3269         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
3270                 if (!__blk_mq_alloc_map_and_request(set, i))
3271                         goto out_unwind;
3272                 cond_resched();
3273         }
3274
3275         return 0;
3276
3277 out_unwind:
3278         while (--i >= 0)
3279                 blk_mq_free_map_and_requests(set, i);
3280
3281         return -ENOMEM;
3282 }
3283
3284 /*
3285  * Allocate the request maps associated with this tag_set. Note that this
3286  * may reduce the depth asked for, if memory is tight. set->queue_depth
3287  * will be updated to reflect the allocated depth.
3288  */
3289 static int blk_mq_alloc_map_and_requests(struct blk_mq_tag_set *set)
3290 {
3291         unsigned int depth;
3292         int err;
3293
3294         depth = set->queue_depth;
3295         do {
3296                 err = __blk_mq_alloc_rq_maps(set);
3297                 if (!err)
3298                         break;
3299
3300                 set->queue_depth >>= 1;
3301                 if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN) {
3302                         err = -ENOMEM;
3303                         break;
3304                 }
3305         } while (set->queue_depth);
3306
3307         if (!set->queue_depth || err) {
3308                 pr_err("blk-mq: failed to allocate request map\n");
3309                 return -ENOMEM;
3310         }
3311
3312         if (depth != set->queue_depth)
3313                 pr_info("blk-mq: reduced tag depth (%u -> %u)\n",
3314                                                 depth, set->queue_depth);
3315
3316         return 0;
3317 }
3318
3319 static int blk_mq_update_queue_map(struct blk_mq_tag_set *set)
3320 {
3321         /*
3322          * blk_mq_map_queues() and multiple .map_queues() implementations
3323          * expect that set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT].nr_queues is set to the
3324          * number of hardware queues.
3325          */
3326         if (set->nr_maps == 1)
3327                 set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT].nr_queues = set->nr_hw_queues;
3328
3329         if (set->ops->map_queues && !is_kdump_kernel()) {
3330                 int i;
3331
3332                 /*
3333                  * transport .map_queues is usually done in the following
3334                  * way:
3335                  *
3336                  * for (queue = 0; queue < set->nr_hw_queues; queue++) {
3337                  *      mask = get_cpu_mask(queue)
3338                  *      for_each_cpu(cpu, mask)
3339                  *              set->map[x].mq_map[cpu] = queue;
3340                  * }
3341                  *
3342                  * When we need to remap, the table has to be cleared for
3343                  * killing stale mapping since one CPU may not be mapped
3344                  * to any hw queue.
3345                  */
3346                 for (i = 0; i < set->nr_maps; i++)
3347                         blk_mq_clear_mq_map(&set->map[i]);
3348
3349                 return set->ops->map_queues(set);
3350         } else {
3351                 BUG_ON(set->nr_maps > 1);
3352                 return blk_mq_map_queues(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT]);
3353         }
3354 }
3355
3356 static int blk_mq_realloc_tag_set_tags(struct blk_mq_tag_set *set,
3357                                   int cur_nr_hw_queues, int new_nr_hw_queues)
3358 {
3359         struct blk_mq_tags **new_tags;
3360
3361         if (cur_nr_hw_queues >= new_nr_hw_queues)
3362                 return 0;
3363
3364         new_tags = kcalloc_node(new_nr_hw_queues, sizeof(struct blk_mq_tags *),
3365                                 GFP_KERNEL, set->numa_node);
3366         if (!new_tags)
3367                 return -ENOMEM;
3368
3369         if (set->tags)
3370                 memcpy(new_tags, set->tags, cur_nr_hw_queues *
3371                        sizeof(*set->tags));
3372         kfree(set->tags);
3373         set->tags = new_tags;
3374         set->nr_hw_queues = new_nr_hw_queues;
3375
3376         return 0;
3377 }
3378
3379 /*
3380  * Alloc a tag set to be associated with one or more request queues.
3381  * May fail with EINVAL for various error conditions. May adjust the
3382  * requested depth down, if it's too large. In that case, the set
3383  * value will be stored in set->queue_depth.
3384  */
3385 int blk_mq_alloc_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
3386 {
3387         int i, ret;
3388
3389         BUILD_BUG_ON(BLK_MQ_MAX_DEPTH > 1 << BLK_MQ_UNIQUE_TAG_BITS);
3390
3391         if (!set->nr_hw_queues)
3392                 return -EINVAL;
3393         if (!set->queue_depth)
3394                 return -EINVAL;
3395         if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN)
3396                 return -EINVAL;
3397
3398         if (!set->ops->queue_rq)
3399                 return -EINVAL;
3400
3401         if (!set->ops->get_budget ^ !set->ops->put_budget)
3402                 return -EINVAL;
3403
3404         if (set->queue_depth > BLK_MQ_MAX_DEPTH) {
3405                 pr_info("blk-mq: reduced tag depth to %u\n",
3406                         BLK_MQ_MAX_DEPTH);
3407                 set->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
3408         }
3409
3410         if (!set->nr_maps)
3411                 set->nr_maps = 1;
3412         else if (set->nr_maps > HCTX_MAX_TYPES)
3413                 return -EINVAL;
3414
3415         /*
3416          * If a crashdump is active, then we are potentially in a very
3417          * memory constrained environment. Limit us to 1 queue and
3418          * 64 tags to prevent using too much memory.
3419          */
3420         if (is_kdump_kernel()) {
3421                 set->nr_hw_queues = 1;
3422                 set->nr_maps = 1;
3423                 set->queue_depth = min(64U, set->queue_depth);
3424         }
3425         /*
3426          * There is no use for more h/w queues than cpus if we just have
3427          * a single map
3428          */
3429         if (set->nr_maps == 1 && set->nr_hw_queues > nr_cpu_ids)
3430                 set->nr_hw_queues = nr_cpu_ids;
3431
3432         if (blk_mq_realloc_tag_set_tags(set, 0, set->nr_hw_queues) < 0)
3433                 return -ENOMEM;
3434
3435         ret = -ENOMEM;
3436         for (i = 0; i < set->nr_maps; i++) {
3437                 set->map[i].mq_map = kcalloc_node(nr_cpu_ids,
3438                                                   sizeof(set->map[i].mq_map[0]),
3439                                                   GFP_KERNEL, set->numa_node);
3440                 if (!set->map[i].mq_map)
3441                         goto out_free_mq_map;
3442                 set->map[i].nr_queues = is_kdump_kernel() ? 1 : set->nr_hw_queues;
3443         }
3444
3445         ret = blk_mq_update_queue_map(set);
3446         if (ret)
3447                 goto out_free_mq_map;
3448
3449         ret = blk_mq_alloc_map_and_requests(set);
3450         if (ret)
3451                 goto out_free_mq_map;
3452
3453         if (blk_mq_is_sbitmap_shared(set->flags)) {
3454                 atomic_set(&set->active_queues_shared_sbitmap, 0);
3455
3456                 if (blk_mq_init_shared_sbitmap(set, set->flags)) {
3457                         ret = -ENOMEM;
3458                         goto out_free_mq_rq_maps;
3459                 }
3460         }
3461
3462         mutex_init(&set->tag_list_lock);
3463         INIT_LIST_HEAD(&set->tag_list);
3464
3465         return 0;
3466
3467 out_free_mq_rq_maps:
3468         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++)
3469                 blk_mq_free_map_and_requests(set, i);
3470 out_free_mq_map:
3471         for (i = 0; i < set->nr_maps; i++) {
3472                 kfree(set->map[i].mq_map);
3473                 set->map[i].mq_map = NULL;
3474         }
3475         kfree(set->tags);
3476         set->tags = NULL;
3477         return ret;
3478 }
3479 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_tag_set);
3480
3481 void blk_mq_free_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
3482 {
3483         int i, j;
3484
3485         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++)
3486                 blk_mq_free_map_and_requests(set, i);
3487
3488         if (blk_mq_is_sbitmap_shared(set->flags))
3489                 blk_mq_exit_shared_sbitmap(set);
3490
3491         for (j = 0; j < set->nr_maps; j++) {
3492                 kfree(set->map[j].mq_map);
3493                 set->map[j].mq_map = NULL;
3494         }
3495
3496         kfree(set->tags);
3497         set->tags = NULL;
3498 }
3499 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_tag_set);
3500
3501 int blk_mq_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
3502 {
3503         struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
3504         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
3505         int i, ret;
3506
3507         if (!set)
3508                 return -EINVAL;
3509
3510         if (q->nr_requests == nr)
3511                 return 0;
3512
3513         blk_mq_freeze_queue(q);
3514         blk_mq_quiesce_queue(q);
3515
3516         ret = 0;
3517         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
3518                 if (!hctx->tags)
3519                         continue;
3520                 /*
3521                  * If we're using an MQ scheduler, just update the scheduler
3522                  * queue depth. This is similar to what the old code would do.
3523                  */
3524                 if (!hctx->sched_tags) {
3525                         ret = blk_mq_tag_update_depth(hctx, &hctx->tags, nr,
3526                                                         false);
3527                         if (!ret && blk_mq_is_sbitmap_shared(set->flags))
3528                                 blk_mq_tag_resize_shared_sbitmap(set, nr);
3529                 } else {
3530                         ret = blk_mq_tag_update_depth(hctx, &hctx->sched_tags,
3531                                                         nr, true);
3532                 }
3533                 if (ret)
3534                         break;
3535                 if (q->elevator && q->elevator->type->ops.depth_updated)
3536                         q->elevator->type->ops.depth_updated(hctx);
3537         }
3538
3539         if (!ret)
3540                 q->nr_requests = nr;
3541
3542         blk_mq_unquiesce_queue(q);
3543         blk_mq_unfreeze_queue(q);
3544
3545         return ret;
3546 }
3547
3548 /*
3549  * request_queue and elevator_type pair.
3550  * It is just used by __blk_mq_update_nr_hw_queues to cache
3551  * the elevator_type associated with a request_queue.
3552  */
3553 struct blk_mq_qe_pair {
3554         struct list_head node;
3555         struct request_queue *q;
3556         struct elevator_type *type;
3557 };
3558
3559 /*
3560  * Cache the elevator_type in qe pair list and switch the
3561  * io scheduler to 'none'
3562  */
3563 static bool blk_mq_elv_switch_none(struct list_head *head,
3564                 struct request_queue *q)
3565 {
3566         struct blk_mq_qe_pair *qe;
3567
3568         if (!q->elevator)
3569                 return true;
3570
3571         qe = kmalloc(sizeof(*qe), GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY);
3572         if (!qe)
3573                 return false;
3574
3575         INIT_LIST_HEAD(&qe->node);
3576         qe->q = q;
3577         qe->type = q->elevator->type;
3578         list_add(&qe->node, head);
3579
3580         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
3581         /*
3582          * After elevator_switch_mq, the previous elevator_queue will be
3583          * released by elevator_release. The reference of the io scheduler
3584          * module get by elevator_get will also be put. So we need to get
3585          * a reference of the io scheduler module here to prevent it to be
3586          * removed.
3587          */
3588         __module_get(qe->type->elevator_owner);
3589         elevator_switch_mq(q, NULL);
3590         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
3591
3592         return true;
3593 }
3594
3595 static void blk_mq_elv_switch_back(struct list_head *head,
3596                 struct request_queue *q)
3597 {
3598         struct blk_mq_qe_pair *qe;
3599         struct elevator_type *t = NULL;
3600
3601         list_for_each_entry(qe, head, node)
3602                 if (qe->q == q) {
3603                         t = qe->type;
3604                         break;
3605                 }
3606
3607         if (!t)
3608                 return;
3609
3610         list_del(&qe->node);
3611         kfree(qe);
3612
3613         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
3614         elevator_switch_mq(q, t);
3615         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
3616 }
3617
3618 static void __blk_mq_update_nr_hw_queues(struct blk_mq_tag_set *set,
3619                                                         int nr_hw_queues)
3620 {
3621         struct request_queue *q;
3622         LIST_HEAD(head);
3623         int prev_nr_hw_queues;
3624
3625         lockdep_assert_held(&set->tag_list_lock);
3626
3627         if (set->nr_maps == 1 && nr_hw_queues > nr_cpu_ids)
3628                 nr_hw_queues = nr_cpu_ids;
3629         if (nr_hw_queues < 1)
3630                 return;
3631         if (set->nr_maps == 1 && nr_hw_queues == set->nr_hw_queues)
3632                 return;
3633
3634         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
3635                 blk_mq_freeze_queue(q);
3636         /*
3637          * Switch IO scheduler to 'none', cleaning up the data associated
3638          * with the previous scheduler. We will switch back once we are done
3639          * updating the new sw to hw queue mappings.
3640          */
3641         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
3642                 if (!blk_mq_elv_switch_none(&head, q))
3643                         goto switch_back;
3644
3645         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
3646                 blk_mq_debugfs_unregister_hctxs(q);
3647                 blk_mq_sysfs_unregister(q);
3648         }
3649
3650         prev_nr_hw_queues = set->nr_hw_queues;
3651         if (blk_mq_realloc_tag_set_tags(set, set->nr_hw_queues, nr_hw_queues) <
3652             0)
3653                 goto reregister;
3654
3655         set->nr_hw_queues = nr_hw_queues;
3656 fallback:
3657         blk_mq_update_queue_map(set);
3658         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
3659                 blk_mq_realloc_hw_ctxs(set, q);
3660                 if (q->nr_hw_queues != set->nr_hw_queues) {
3661                         pr_warn("Increasing nr_hw_queues to %d fails, fallback to %d\n",
3662                                         nr_hw_queues, prev_nr_hw_queues);
3663                         set->nr_hw_queues = prev_nr_hw_queues;
3664                         blk_mq_map_queues(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT]);
3665                         goto fallback;
3666                 }
3667                 blk_mq_map_swqueue(q);
3668         }
3669
3670 reregister:
3671         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
3672                 blk_mq_sysfs_register(q);
3673                 blk_mq_debugfs_register_hctxs(q);
3674         }
3675
3676 switch_back:
3677         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
3678                 blk_mq_elv_switch_back(&head, q);
3679
3680         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
3681                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
3682 }
3683
3684 void blk_mq_update_nr_hw_queues(struct blk_mq_tag_set *set, int nr_hw_queues)
3685 {
3686         mutex_lock(&set->tag_list_lock);
3687         __blk_mq_update_nr_hw_queues(set, nr_hw_queues);
3688         mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
3689 }
3690 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_update_nr_hw_queues);
3691
3692 /* Enable polling stats and return whether they were already enabled. */
3693 static bool blk_poll_stats_enable(struct request_queue *q)
3694 {
3695         if (test_bit(QUEUE_FLAG_POLL_STATS, &q->queue_flags) ||
3696             blk_queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_POLL_STATS, q))
3697                 return true;
3698         blk_stat_add_callback(q, q->poll_cb);
3699         return false;
3700 }
3701
3702 static void blk_mq_poll_stats_start(struct request_queue *q)
3703 {
3704         /*
3705          * We don't arm the callback if polling stats are not enabled or the
3706          * callback is already active.
3707          */
3708         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL_STATS, &q->queue_flags) ||
3709             blk_stat_is_active(q->poll_cb))
3710                 return;
3711
3712         blk_stat_activate_msecs(q->poll_cb, 100);
3713 }
3714
3715 static void blk_mq_poll_stats_fn(struct blk_stat_callback *cb)
3716 {
3717         struct request_queue *q = cb->data;
3718         int bucket;
3719
3720         for (bucket = 0; bucket < BLK_MQ_POLL_STATS_BKTS; bucket++) {
3721                 if (cb->stat[bucket].nr_samples)
3722                         q->poll_stat[bucket] = cb->stat[bucket];
3723         }
3724 }
3725
3726 static unsigned long blk_mq_poll_nsecs(struct request_queue *q,
3727                                        struct request *rq)
3728 {
3729         unsigned long ret = 0;
3730         int bucket;
3731
3732         /*
3733          * If stats collection isn't on, don't sleep but turn it on for
3734          * future users
3735          */
3736         if (!blk_poll_stats_enable(q))
3737                 return 0;
3738
3739         /*
3740          * As an optimistic guess, use half of the mean service time
3741          * for this type of request. We can (and should) make this smarter.
3742          * For instance, if the completion latencies are tight, we can
3743          * get closer than just half the mean. This is especially
3744          * important on devices where the completion latencies are longer
3745          * than ~10 usec. We do use the stats for the relevant IO size
3746          * if available which does lead to better estimates.
3747          */
3748         bucket = blk_mq_poll_stats_bkt(rq);
3749         if (bucket < 0)
3750                 return ret;
3751
3752         if (q->poll_stat[bucket].nr_samples)
3753                 ret = (q->poll_stat[bucket].mean + 1) / 2;
3754
3755         return ret;
3756 }
3757
3758 static bool blk_mq_poll_hybrid_sleep(struct request_queue *q,
3759                                      struct request *rq)
3760 {
3761         struct hrtimer_sleeper hs;
3762         enum hrtimer_mode mode;
3763         unsigned int nsecs;
3764         ktime_t kt;
3765
3766         if (rq->rq_flags & RQF_MQ_POLL_SLEPT)
3767                 return false;
3768
3769         /*
3770          * If we get here, hybrid polling is enabled. Hence poll_nsec can be:
3771          *
3772          *  0:  use half of prev avg
3773          * >0:  use this specific value
3774          */
3775         if (q->poll_nsec > 0)
3776                 nsecs = q->poll_nsec;
3777         else
3778                 nsecs = blk_mq_poll_nsecs(q, rq);
3779
3780         if (!nsecs)
3781                 return false;
3782
3783         rq->rq_flags |= RQF_MQ_POLL_SLEPT;
3784
3785         /*
3786          * This will be replaced with the stats tracking code, using
3787          * 'avg_completion_time / 2' as the pre-sleep target.
3788          */
3789         kt = nsecs;
3790
3791         mode = HRTIMER_MODE_REL;
3792         hrtimer_init_sleeper_on_stack(&hs, CLOCK_MONOTONIC, mode);
3793         hrtimer_set_expires(&hs.timer, kt);
3794
3795         do {
3796                 if (blk_mq_rq_state(rq) == MQ_RQ_COMPLETE)
3797                         break;
3798                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3799                 hrtimer_sleeper_start_expires(&hs, mode);
3800                 if (hs.task)
3801                         io_schedule();
3802                 hrtimer_cancel(&hs.timer);
3803                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
3804         } while (hs.task && !signal_pending(current));
3805
3806         __set_current_state(TASK_RUNNING);
3807         destroy_hrtimer_on_stack(&hs.timer);
3808         return true;
3809 }
3810
3811 static bool blk_mq_poll_hybrid(struct request_queue *q,
3812                                struct blk_mq_hw_ctx *hctx, blk_qc_t cookie)
3813 {
3814         struct request *rq;
3815
3816         if (q->poll_nsec == BLK_MQ_POLL_CLASSIC)
3817                 return false;
3818
3819         if (!blk_qc_t_is_internal(cookie))
3820                 rq = blk_mq_tag_to_rq(hctx->tags, blk_qc_t_to_tag(cookie));
3821         else {
3822                 rq = blk_mq_tag_to_rq(hctx->sched_tags, blk_qc_t_to_tag(cookie));
3823                 /*
3824                  * With scheduling, if the request has completed, we'll
3825                  * get a NULL return here, as we clear the sched tag when
3826                  * that happens. The request still remains valid, like always,
3827                  * so we should be safe with just the NULL check.
3828                  */
3829                 if (!rq)
3830                         return false;
3831         }
3832
3833         return blk_mq_poll_hybrid_sleep(q, rq);
3834 }
3835
3836 /**
3837  * blk_poll - poll for IO completions
3838  * @q:  the queue
3839  * @cookie: cookie passed back at IO submission time
3840  * @spin: whether to spin for completions
3841  *
3842  * Description:
3843  *    Poll for completions on the passed in queue. Returns number of
3844  *    completed entries found. If @spin is true, then blk_poll will continue
3845  *    looping until at least one completion is found, unless the task is
3846  *    otherwise marked running (or we need to reschedule).
3847  */
3848 int blk_poll(struct request_queue *q, blk_qc_t cookie, bool spin)
3849 {
3850         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
3851         long state;
3852
3853         if (!blk_qc_t_valid(cookie) ||
3854             !test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
3855                 return 0;
3856
3857         if (current->plug)
3858                 blk_flush_plug_list(current->plug, false);
3859
3860         hctx = q->queue_hw_ctx[blk_qc_t_to_queue_num(cookie)];
3861
3862         /*
3863          * If we sleep, have the caller restart the poll loop to reset
3864          * the state. Like for the other success return cases, the
3865          * caller is responsible for checking if the IO completed. If
3866          * the IO isn't complete, we'll get called again and will go
3867          * straight to the busy poll loop.
3868          */
3869         if (blk_mq_poll_hybrid(q, hctx, cookie))
3870                 return 1;
3871
3872         hctx->poll_considered++;
3873
3874         state = current->state;
3875         do {
3876                 int ret;
3877
3878                 hctx->poll_invoked++;
3879
3880                 ret = q->mq_ops->poll(hctx);
3881                 if (ret > 0) {
3882                         hctx->poll_success++;
3883                         __set_current_state(TASK_RUNNING);
3884                         return ret;
3885                 }
3886
3887                 if (signal_pending_state(state, current))
3888                         __set_current_state(TASK_RUNNING);
3889
3890                 if (current->state == TASK_RUNNING)
3891                         return 1;
3892                 if (ret < 0 || !spin)
3893                         break;
3894                 cpu_relax();
3895         } while (!need_resched());
3896
3897         __set_current_state(TASK_RUNNING);
3898         return 0;
3899 }
3900 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_poll);
3901
3902 unsigned int blk_mq_rq_cpu(struct request *rq)
3903 {
3904         return rq->mq_ctx->cpu;
3905 }
3906 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_rq_cpu);
3907
3908 static int __init blk_mq_init(void)
3909 {
3910         int i;
3911
3912         for_each_possible_cpu(i)
3913                 INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(blk_cpu_done, i));
3914         open_softirq(BLOCK_SOFTIRQ, blk_done_softirq);
3915
3916         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_BLOCK_SOFTIRQ_DEAD,
3917                                   "block/softirq:dead", NULL,
3918                                   blk_softirq_cpu_dead);
3919         cpuhp_setup_state_multi(CPUHP_BLK_MQ_DEAD, "block/mq:dead", NULL,
3920                                 blk_mq_hctx_notify_dead);
3921         cpuhp_setup_state_multi(CPUHP_AP_BLK_MQ_ONLINE, "block/mq:online",
3922                                 blk_mq_hctx_notify_online,
3923                                 blk_mq_hctx_notify_offline);
3924         return 0;
3925 }
3926 subsys_initcall(blk_mq_init);