Merge tag 'for-5.11/block-2020-12-14' of git://git.kernel.dk/linux-block
[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 ((!mi->part->bd_partno || rq->part == mi->part) &&
109             blk_mq_rq_state(rq) == MQ_RQ_IN_FLIGHT)
110                 mi->inflight[rq_data_dir(rq)]++;
111
112         return true;
113 }
114
115 unsigned int blk_mq_in_flight(struct request_queue *q,
116                 struct block_device *part)
117 {
118         struct mq_inflight mi = { .part = part };
119
120         blk_mq_queue_tag_busy_iter(q, blk_mq_check_inflight, &mi);
121
122         return mi.inflight[0] + mi.inflight[1];
123 }
124
125 void blk_mq_in_flight_rw(struct request_queue *q, struct block_device *part,
126                 unsigned int inflight[2])
127 {
128         struct mq_inflight mi = { .part = part };
129
130         blk_mq_queue_tag_busy_iter(q, blk_mq_check_inflight, &mi);
131         inflight[0] = mi.inflight[0];
132         inflight[1] = mi.inflight[1];
133 }
134
135 void blk_freeze_queue_start(struct request_queue *q)
136 {
137         mutex_lock(&q->mq_freeze_lock);
138         if (++q->mq_freeze_depth == 1) {
139                 percpu_ref_kill(&q->q_usage_counter);
140                 mutex_unlock(&q->mq_freeze_lock);
141                 if (queue_is_mq(q))
142                         blk_mq_run_hw_queues(q, false);
143         } else {
144                 mutex_unlock(&q->mq_freeze_lock);
145         }
146 }
147 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_freeze_queue_start);
148
149 void blk_mq_freeze_queue_wait(struct request_queue *q)
150 {
151         wait_event(q->mq_freeze_wq, percpu_ref_is_zero(&q->q_usage_counter));
152 }
153 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_freeze_queue_wait);
154
155 int blk_mq_freeze_queue_wait_timeout(struct request_queue *q,
156                                      unsigned long timeout)
157 {
158         return wait_event_timeout(q->mq_freeze_wq,
159                                         percpu_ref_is_zero(&q->q_usage_counter),
160                                         timeout);
161 }
162 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_freeze_queue_wait_timeout);
163
164 /*
165  * Guarantee no request is in use, so we can change any data structure of
166  * the queue afterward.
167  */
168 void blk_freeze_queue(struct request_queue *q)
169 {
170         /*
171          * In the !blk_mq case we are only calling this to kill the
172          * q_usage_counter, otherwise this increases the freeze depth
173          * and waits for it to return to zero.  For this reason there is
174          * no blk_unfreeze_queue(), and blk_freeze_queue() is not
175          * exported to drivers as the only user for unfreeze is blk_mq.
176          */
177         blk_freeze_queue_start(q);
178         blk_mq_freeze_queue_wait(q);
179 }
180
181 void blk_mq_freeze_queue(struct request_queue *q)
182 {
183         /*
184          * ...just an alias to keep freeze and unfreeze actions balanced
185          * in the blk_mq_* namespace
186          */
187         blk_freeze_queue(q);
188 }
189 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_freeze_queue);
190
191 void blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q)
192 {
193         mutex_lock(&q->mq_freeze_lock);
194         q->mq_freeze_depth--;
195         WARN_ON_ONCE(q->mq_freeze_depth < 0);
196         if (!q->mq_freeze_depth) {
197                 percpu_ref_resurrect(&q->q_usage_counter);
198                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
199         }
200         mutex_unlock(&q->mq_freeze_lock);
201 }
202 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_unfreeze_queue);
203
204 /*
205  * FIXME: replace the scsi_internal_device_*block_nowait() calls in the
206  * mpt3sas driver such that this function can be removed.
207  */
208 void blk_mq_quiesce_queue_nowait(struct request_queue *q)
209 {
210         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_QUIESCED, q);
211 }
212 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_quiesce_queue_nowait);
213
214 /**
215  * blk_mq_quiesce_queue() - wait until all ongoing dispatches have finished
216  * @q: request queue.
217  *
218  * Note: this function does not prevent that the struct request end_io()
219  * callback function is invoked. Once this function is returned, we make
220  * sure no dispatch can happen until the queue is unquiesced via
221  * blk_mq_unquiesce_queue().
222  */
223 void blk_mq_quiesce_queue(struct request_queue *q)
224 {
225         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
226         unsigned int i;
227         bool rcu = false;
228
229         blk_mq_quiesce_queue_nowait(q);
230
231         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
232                 if (hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)
233                         synchronize_srcu(hctx->srcu);
234                 else
235                         rcu = true;
236         }
237         if (rcu)
238                 synchronize_rcu();
239 }
240 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_quiesce_queue);
241
242 /*
243  * blk_mq_unquiesce_queue() - counterpart of blk_mq_quiesce_queue()
244  * @q: request queue.
245  *
246  * This function recovers queue into the state before quiescing
247  * which is done by blk_mq_quiesce_queue.
248  */
249 void blk_mq_unquiesce_queue(struct request_queue *q)
250 {
251         blk_queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_QUIESCED, q);
252
253         /* dispatch requests which are inserted during quiescing */
254         blk_mq_run_hw_queues(q, true);
255 }
256 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_unquiesce_queue);
257
258 void blk_mq_wake_waiters(struct request_queue *q)
259 {
260         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
261         unsigned int i;
262
263         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
264                 if (blk_mq_hw_queue_mapped(hctx))
265                         blk_mq_tag_wakeup_all(hctx->tags, true);
266 }
267
268 /*
269  * Only need start/end time stamping if we have iostat or
270  * blk stats enabled, or using an IO scheduler.
271  */
272 static inline bool blk_mq_need_time_stamp(struct request *rq)
273 {
274         return (rq->rq_flags & (RQF_IO_STAT | RQF_STATS)) || rq->q->elevator;
275 }
276
277 static struct request *blk_mq_rq_ctx_init(struct blk_mq_alloc_data *data,
278                 unsigned int tag, u64 alloc_time_ns)
279 {
280         struct blk_mq_tags *tags = blk_mq_tags_from_data(data);
281         struct request *rq = tags->static_rqs[tag];
282
283         if (data->q->elevator) {
284                 rq->tag = BLK_MQ_NO_TAG;
285                 rq->internal_tag = tag;
286         } else {
287                 rq->tag = tag;
288                 rq->internal_tag = BLK_MQ_NO_TAG;
289         }
290
291         /* csd/requeue_work/fifo_time is initialized before use */
292         rq->q = data->q;
293         rq->mq_ctx = data->ctx;
294         rq->mq_hctx = data->hctx;
295         rq->rq_flags = 0;
296         rq->cmd_flags = data->cmd_flags;
297         if (data->flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT)
298                 rq->rq_flags |= RQF_PREEMPT;
299         if (blk_queue_io_stat(data->q))
300                 rq->rq_flags |= RQF_IO_STAT;
301         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
302         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
303         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
304         rq->rq_disk = NULL;
305         rq->part = NULL;
306 #ifdef CONFIG_BLK_RQ_ALLOC_TIME
307         rq->alloc_time_ns = alloc_time_ns;
308 #endif
309         if (blk_mq_need_time_stamp(rq))
310                 rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
311         else
312                 rq->start_time_ns = 0;
313         rq->io_start_time_ns = 0;
314         rq->stats_sectors = 0;
315         rq->nr_phys_segments = 0;
316 #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY)
317         rq->nr_integrity_segments = 0;
318 #endif
319         blk_crypto_rq_set_defaults(rq);
320         /* tag was already set */
321         WRITE_ONCE(rq->deadline, 0);
322
323         rq->timeout = 0;
324
325         rq->end_io = NULL;
326         rq->end_io_data = NULL;
327
328         data->ctx->rq_dispatched[op_is_sync(data->cmd_flags)]++;
329         refcount_set(&rq->ref, 1);
330
331         if (!op_is_flush(data->cmd_flags)) {
332                 struct elevator_queue *e = data->q->elevator;
333
334                 rq->elv.icq = NULL;
335                 if (e && e->type->ops.prepare_request) {
336                         if (e->type->icq_cache)
337                                 blk_mq_sched_assign_ioc(rq);
338
339                         e->type->ops.prepare_request(rq);
340                         rq->rq_flags |= RQF_ELVPRIV;
341                 }
342         }
343
344         data->hctx->queued++;
345         return rq;
346 }
347
348 static struct request *__blk_mq_alloc_request(struct blk_mq_alloc_data *data)
349 {
350         struct request_queue *q = data->q;
351         struct elevator_queue *e = q->elevator;
352         u64 alloc_time_ns = 0;
353         unsigned int tag;
354
355         /* alloc_time includes depth and tag waits */
356         if (blk_queue_rq_alloc_time(q))
357                 alloc_time_ns = ktime_get_ns();
358
359         if (data->cmd_flags & REQ_NOWAIT)
360                 data->flags |= BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
361
362         if (e) {
363                 /*
364                  * Flush requests are special and go directly to the
365                  * dispatch list. Don't include reserved tags in the
366                  * limiting, as it isn't useful.
367                  */
368                 if (!op_is_flush(data->cmd_flags) &&
369                     e->type->ops.limit_depth &&
370                     !(data->flags & BLK_MQ_REQ_RESERVED))
371                         e->type->ops.limit_depth(data->cmd_flags, data);
372         }
373
374 retry:
375         data->ctx = blk_mq_get_ctx(q);
376         data->hctx = blk_mq_map_queue(q, data->cmd_flags, data->ctx);
377         if (!e)
378                 blk_mq_tag_busy(data->hctx);
379
380         /*
381          * Waiting allocations only fail because of an inactive hctx.  In that
382          * case just retry the hctx assignment and tag allocation as CPU hotplug
383          * should have migrated us to an online CPU by now.
384          */
385         tag = blk_mq_get_tag(data);
386         if (tag == BLK_MQ_NO_TAG) {
387                 if (data->flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
388                         return NULL;
389
390                 /*
391                  * Give up the CPU and sleep for a random short time to ensure
392                  * that thread using a realtime scheduling class are migrated
393                  * off the CPU, and thus off the hctx that is going away.
394                  */
395                 msleep(3);
396                 goto retry;
397         }
398         return blk_mq_rq_ctx_init(data, tag, alloc_time_ns);
399 }
400
401 struct request *blk_mq_alloc_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
402                 blk_mq_req_flags_t flags)
403 {
404         struct blk_mq_alloc_data data = {
405                 .q              = q,
406                 .flags          = flags,
407                 .cmd_flags      = op,
408         };
409         struct request *rq;
410         int ret;
411
412         ret = blk_queue_enter(q, flags);
413         if (ret)
414                 return ERR_PTR(ret);
415
416         rq = __blk_mq_alloc_request(&data);
417         if (!rq)
418                 goto out_queue_exit;
419         rq->__data_len = 0;
420         rq->__sector = (sector_t) -1;
421         rq->bio = rq->biotail = NULL;
422         return rq;
423 out_queue_exit:
424         blk_queue_exit(q);
425         return ERR_PTR(-EWOULDBLOCK);
426 }
427 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_request);
428
429 struct request *blk_mq_alloc_request_hctx(struct request_queue *q,
430         unsigned int op, blk_mq_req_flags_t flags, unsigned int hctx_idx)
431 {
432         struct blk_mq_alloc_data data = {
433                 .q              = q,
434                 .flags          = flags,
435                 .cmd_flags      = op,
436         };
437         u64 alloc_time_ns = 0;
438         unsigned int cpu;
439         unsigned int tag;
440         int ret;
441
442         /* alloc_time includes depth and tag waits */
443         if (blk_queue_rq_alloc_time(q))
444                 alloc_time_ns = ktime_get_ns();
445
446         /*
447          * If the tag allocator sleeps we could get an allocation for a
448          * different hardware context.  No need to complicate the low level
449          * allocator for this for the rare use case of a command tied to
450          * a specific queue.
451          */
452         if (WARN_ON_ONCE(!(flags & (BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_RESERVED))))
453                 return ERR_PTR(-EINVAL);
454
455         if (hctx_idx >= q->nr_hw_queues)
456                 return ERR_PTR(-EIO);
457
458         ret = blk_queue_enter(q, flags);
459         if (ret)
460                 return ERR_PTR(ret);
461
462         /*
463          * Check if the hardware context is actually mapped to anything.
464          * If not tell the caller that it should skip this queue.
465          */
466         ret = -EXDEV;
467         data.hctx = q->queue_hw_ctx[hctx_idx];
468         if (!blk_mq_hw_queue_mapped(data.hctx))
469                 goto out_queue_exit;
470         cpu = cpumask_first_and(data.hctx->cpumask, cpu_online_mask);
471         data.ctx = __blk_mq_get_ctx(q, cpu);
472
473         if (!q->elevator)
474                 blk_mq_tag_busy(data.hctx);
475
476         ret = -EWOULDBLOCK;
477         tag = blk_mq_get_tag(&data);
478         if (tag == BLK_MQ_NO_TAG)
479                 goto out_queue_exit;
480         return blk_mq_rq_ctx_init(&data, tag, alloc_time_ns);
481
482 out_queue_exit:
483         blk_queue_exit(q);
484         return ERR_PTR(ret);
485 }
486 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_alloc_request_hctx);
487
488 static void __blk_mq_free_request(struct request *rq)
489 {
490         struct request_queue *q = rq->q;
491         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
492         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
493         const int sched_tag = rq->internal_tag;
494
495         blk_crypto_free_request(rq);
496         blk_pm_mark_last_busy(rq);
497         rq->mq_hctx = NULL;
498         if (rq->tag != BLK_MQ_NO_TAG)
499                 blk_mq_put_tag(hctx->tags, ctx, rq->tag);
500         if (sched_tag != BLK_MQ_NO_TAG)
501                 blk_mq_put_tag(hctx->sched_tags, ctx, sched_tag);
502         blk_mq_sched_restart(hctx);
503         blk_queue_exit(q);
504 }
505
506 void blk_mq_free_request(struct request *rq)
507 {
508         struct request_queue *q = rq->q;
509         struct elevator_queue *e = q->elevator;
510         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
511         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
512
513         if (rq->rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
514                 if (e && e->type->ops.finish_request)
515                         e->type->ops.finish_request(rq);
516                 if (rq->elv.icq) {
517                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
518                         rq->elv.icq = NULL;
519                 }
520         }
521
522         ctx->rq_completed[rq_is_sync(rq)]++;
523         if (rq->rq_flags & RQF_MQ_INFLIGHT)
524                 __blk_mq_dec_active_requests(hctx);
525
526         if (unlikely(laptop_mode && !blk_rq_is_passthrough(rq)))
527                 laptop_io_completion(q->backing_dev_info);
528
529         rq_qos_done(q, rq);
530
531         WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_IDLE);
532         if (refcount_dec_and_test(&rq->ref))
533                 __blk_mq_free_request(rq);
534 }
535 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_free_request);
536
537 inline void __blk_mq_end_request(struct request *rq, blk_status_t error)
538 {
539         u64 now = 0;
540
541         if (blk_mq_need_time_stamp(rq))
542                 now = ktime_get_ns();
543
544         if (rq->rq_flags & RQF_STATS) {
545                 blk_mq_poll_stats_start(rq->q);
546                 blk_stat_add(rq, now);
547         }
548
549         blk_mq_sched_completed_request(rq, now);
550
551         blk_account_io_done(rq, now);
552
553         if (rq->end_io) {
554                 rq_qos_done(rq->q, rq);
555                 rq->end_io(rq, error);
556         } else {
557                 blk_mq_free_request(rq);
558         }
559 }
560 EXPORT_SYMBOL(__blk_mq_end_request);
561
562 void blk_mq_end_request(struct request *rq, blk_status_t error)
563 {
564         if (blk_update_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq)))
565                 BUG();
566         __blk_mq_end_request(rq, error);
567 }
568 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_end_request);
569
570 /*
571  * Softirq action handler - move entries to local list and loop over them
572  * while passing them to the queue registered handler.
573  */
574 static __latent_entropy void blk_done_softirq(struct softirq_action *h)
575 {
576         struct list_head *cpu_list, local_list;
577
578         local_irq_disable();
579         cpu_list = this_cpu_ptr(&blk_cpu_done);
580         list_replace_init(cpu_list, &local_list);
581         local_irq_enable();
582
583         while (!list_empty(&local_list)) {
584                 struct request *rq;
585
586                 rq = list_entry(local_list.next, struct request, ipi_list);
587                 list_del_init(&rq->ipi_list);
588                 rq->q->mq_ops->complete(rq);
589         }
590 }
591
592 static void blk_mq_trigger_softirq(struct request *rq)
593 {
594         struct list_head *list;
595         unsigned long flags;
596
597         local_irq_save(flags);
598         list = this_cpu_ptr(&blk_cpu_done);
599         list_add_tail(&rq->ipi_list, list);
600
601         /*
602          * If the list only contains our just added request, signal a raise of
603          * the softirq.  If there are already entries there, someone already
604          * raised the irq but it hasn't run yet.
605          */
606         if (list->next == &rq->ipi_list)
607                 raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
608         local_irq_restore(flags);
609 }
610
611 static int blk_softirq_cpu_dead(unsigned int cpu)
612 {
613         /*
614          * If a CPU goes away, splice its entries to the current CPU
615          * and trigger a run of the softirq
616          */
617         local_irq_disable();
618         list_splice_init(&per_cpu(blk_cpu_done, cpu),
619                          this_cpu_ptr(&blk_cpu_done));
620         raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
621         local_irq_enable();
622
623         return 0;
624 }
625
626
627 static void __blk_mq_complete_request_remote(void *data)
628 {
629         struct request *rq = data;
630
631         /*
632          * For most of single queue controllers, there is only one irq vector
633          * for handling I/O completion, and the only irq's affinity is set
634          * to all possible CPUs.  On most of ARCHs, this affinity means the irq
635          * is handled on one specific CPU.
636          *
637          * So complete I/O requests in softirq context in case of single queue
638          * devices to avoid degrading I/O performance due to irqsoff latency.
639          */
640         if (rq->q->nr_hw_queues == 1)
641                 blk_mq_trigger_softirq(rq);
642         else
643                 rq->q->mq_ops->complete(rq);
644 }
645
646 static inline bool blk_mq_complete_need_ipi(struct request *rq)
647 {
648         int cpu = raw_smp_processor_id();
649
650         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SMP) ||
651             !test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &rq->q->queue_flags))
652                 return false;
653
654         /* same CPU or cache domain?  Complete locally */
655         if (cpu == rq->mq_ctx->cpu ||
656             (!test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_FORCE, &rq->q->queue_flags) &&
657              cpus_share_cache(cpu, rq->mq_ctx->cpu)))
658                 return false;
659
660         /* don't try to IPI to an offline CPU */
661         return cpu_online(rq->mq_ctx->cpu);
662 }
663
664 bool blk_mq_complete_request_remote(struct request *rq)
665 {
666         WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_COMPLETE);
667
668         /*
669          * For a polled request, always complete locallly, it's pointless
670          * to redirect the completion.
671          */
672         if (rq->cmd_flags & REQ_HIPRI)
673                 return false;
674
675         if (blk_mq_complete_need_ipi(rq)) {
676                 INIT_CSD(&rq->csd, __blk_mq_complete_request_remote, rq);
677                 smp_call_function_single_async(rq->mq_ctx->cpu, &rq->csd);
678         } else {
679                 if (rq->q->nr_hw_queues > 1)
680                         return false;
681                 blk_mq_trigger_softirq(rq);
682         }
683
684         return true;
685 }
686 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_complete_request_remote);
687
688 /**
689  * blk_mq_complete_request - end I/O on a request
690  * @rq:         the request being processed
691  *
692  * Description:
693  *      Complete a request by scheduling the ->complete_rq operation.
694  **/
695 void blk_mq_complete_request(struct request *rq)
696 {
697         if (!blk_mq_complete_request_remote(rq))
698                 rq->q->mq_ops->complete(rq);
699 }
700 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_complete_request);
701
702 static void hctx_unlock(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, int srcu_idx)
703         __releases(hctx->srcu)
704 {
705         if (!(hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING))
706                 rcu_read_unlock();
707         else
708                 srcu_read_unlock(hctx->srcu, srcu_idx);
709 }
710
711 static void hctx_lock(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, int *srcu_idx)
712         __acquires(hctx->srcu)
713 {
714         if (!(hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)) {
715                 /* shut up gcc false positive */
716                 *srcu_idx = 0;
717                 rcu_read_lock();
718         } else
719                 *srcu_idx = srcu_read_lock(hctx->srcu);
720 }
721
722 /**
723  * blk_mq_start_request - Start processing a request
724  * @rq: Pointer to request to be started
725  *
726  * Function used by device drivers to notify the block layer that a request
727  * is going to be processed now, so blk layer can do proper initializations
728  * such as starting the timeout timer.
729  */
730 void blk_mq_start_request(struct request *rq)
731 {
732         struct request_queue *q = rq->q;
733
734         trace_block_rq_issue(rq);
735
736         if (test_bit(QUEUE_FLAG_STATS, &q->queue_flags)) {
737                 rq->io_start_time_ns = ktime_get_ns();
738                 rq->stats_sectors = blk_rq_sectors(rq);
739                 rq->rq_flags |= RQF_STATS;
740                 rq_qos_issue(q, rq);
741         }
742
743         WARN_ON_ONCE(blk_mq_rq_state(rq) != MQ_RQ_IDLE);
744
745         blk_add_timer(rq);
746         WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_IN_FLIGHT);
747
748 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
749         if (blk_integrity_rq(rq) && req_op(rq) == REQ_OP_WRITE)
750                 q->integrity.profile->prepare_fn(rq);
751 #endif
752 }
753 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_request);
754
755 static void __blk_mq_requeue_request(struct request *rq)
756 {
757         struct request_queue *q = rq->q;
758
759         blk_mq_put_driver_tag(rq);
760
761         trace_block_rq_requeue(rq);
762         rq_qos_requeue(q, rq);
763
764         if (blk_mq_request_started(rq)) {
765                 WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_IDLE);
766                 rq->rq_flags &= ~RQF_TIMED_OUT;
767         }
768 }
769
770 void blk_mq_requeue_request(struct request *rq, bool kick_requeue_list)
771 {
772         __blk_mq_requeue_request(rq);
773
774         /* this request will be re-inserted to io scheduler queue */
775         blk_mq_sched_requeue_request(rq);
776
777         BUG_ON(!list_empty(&rq->queuelist));
778         blk_mq_add_to_requeue_list(rq, true, kick_requeue_list);
779 }
780 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_requeue_request);
781
782 static void blk_mq_requeue_work(struct work_struct *work)
783 {
784         struct request_queue *q =
785                 container_of(work, struct request_queue, requeue_work.work);
786         LIST_HEAD(rq_list);
787         struct request *rq, *next;
788
789         spin_lock_irq(&q->requeue_lock);
790         list_splice_init(&q->requeue_list, &rq_list);
791         spin_unlock_irq(&q->requeue_lock);
792
793         list_for_each_entry_safe(rq, next, &rq_list, queuelist) {
794                 if (!(rq->rq_flags & (RQF_SOFTBARRIER | RQF_DONTPREP)))
795                         continue;
796
797                 rq->rq_flags &= ~RQF_SOFTBARRIER;
798                 list_del_init(&rq->queuelist);
799                 /*
800                  * If RQF_DONTPREP, rq has contained some driver specific
801                  * data, so insert it to hctx dispatch list to avoid any
802                  * merge.
803                  */
804                 if (rq->rq_flags & RQF_DONTPREP)
805                         blk_mq_request_bypass_insert(rq, false, false);
806                 else
807                         blk_mq_sched_insert_request(rq, true, false, false);
808         }
809
810         while (!list_empty(&rq_list)) {
811                 rq = list_entry(rq_list.next, struct request, queuelist);
812                 list_del_init(&rq->queuelist);
813                 blk_mq_sched_insert_request(rq, false, false, false);
814         }
815
816         blk_mq_run_hw_queues(q, false);
817 }
818
819 void blk_mq_add_to_requeue_list(struct request *rq, bool at_head,
820                                 bool kick_requeue_list)
821 {
822         struct request_queue *q = rq->q;
823         unsigned long flags;
824
825         /*
826          * We abuse this flag that is otherwise used by the I/O scheduler to
827          * request head insertion from the workqueue.
828          */
829         BUG_ON(rq->rq_flags & RQF_SOFTBARRIER);
830
831         spin_lock_irqsave(&q->requeue_lock, flags);
832         if (at_head) {
833                 rq->rq_flags |= RQF_SOFTBARRIER;
834                 list_add(&rq->queuelist, &q->requeue_list);
835         } else {
836                 list_add_tail(&rq->queuelist, &q->requeue_list);
837         }
838         spin_unlock_irqrestore(&q->requeue_lock, flags);
839
840         if (kick_requeue_list)
841                 blk_mq_kick_requeue_list(q);
842 }
843
844 void blk_mq_kick_requeue_list(struct request_queue *q)
845 {
846         kblockd_mod_delayed_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, &q->requeue_work, 0);
847 }
848 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_kick_requeue_list);
849
850 void blk_mq_delay_kick_requeue_list(struct request_queue *q,
851                                     unsigned long msecs)
852 {
853         kblockd_mod_delayed_work_on(WORK_CPU_UNBOUND, &q->requeue_work,
854                                     msecs_to_jiffies(msecs));
855 }
856 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_delay_kick_requeue_list);
857
858 struct request *blk_mq_tag_to_rq(struct blk_mq_tags *tags, unsigned int tag)
859 {
860         if (tag < tags->nr_tags) {
861                 prefetch(tags->rqs[tag]);
862                 return tags->rqs[tag];
863         }
864
865         return NULL;
866 }
867 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_tag_to_rq);
868
869 static bool blk_mq_rq_inflight(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *rq,
870                                void *priv, bool reserved)
871 {
872         /*
873          * If we find a request that isn't idle and the queue matches,
874          * we know the queue is busy. Return false to stop the iteration.
875          */
876         if (blk_mq_request_started(rq) && rq->q == hctx->queue) {
877                 bool *busy = priv;
878
879                 *busy = true;
880                 return false;
881         }
882
883         return true;
884 }
885
886 bool blk_mq_queue_inflight(struct request_queue *q)
887 {
888         bool busy = false;
889
890         blk_mq_queue_tag_busy_iter(q, blk_mq_rq_inflight, &busy);
891         return busy;
892 }
893 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_queue_inflight);
894
895 static void blk_mq_rq_timed_out(struct request *req, bool reserved)
896 {
897         req->rq_flags |= RQF_TIMED_OUT;
898         if (req->q->mq_ops->timeout) {
899                 enum blk_eh_timer_return ret;
900
901                 ret = req->q->mq_ops->timeout(req, reserved);
902                 if (ret == BLK_EH_DONE)
903                         return;
904                 WARN_ON_ONCE(ret != BLK_EH_RESET_TIMER);
905         }
906
907         blk_add_timer(req);
908 }
909
910 static bool blk_mq_req_expired(struct request *rq, unsigned long *next)
911 {
912         unsigned long deadline;
913
914         if (blk_mq_rq_state(rq) != MQ_RQ_IN_FLIGHT)
915                 return false;
916         if (rq->rq_flags & RQF_TIMED_OUT)
917                 return false;
918
919         deadline = READ_ONCE(rq->deadline);
920         if (time_after_eq(jiffies, deadline))
921                 return true;
922
923         if (*next == 0)
924                 *next = deadline;
925         else if (time_after(*next, deadline))
926                 *next = deadline;
927         return false;
928 }
929
930 static bool blk_mq_check_expired(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
931                 struct request *rq, void *priv, bool reserved)
932 {
933         unsigned long *next = priv;
934
935         /*
936          * Just do a quick check if it is expired before locking the request in
937          * so we're not unnecessarilly synchronizing across CPUs.
938          */
939         if (!blk_mq_req_expired(rq, next))
940                 return true;
941
942         /*
943          * We have reason to believe the request may be expired. Take a
944          * reference on the request to lock this request lifetime into its
945          * currently allocated context to prevent it from being reallocated in
946          * the event the completion by-passes this timeout handler.
947          *
948          * If the reference was already released, then the driver beat the
949          * timeout handler to posting a natural completion.
950          */
951         if (!refcount_inc_not_zero(&rq->ref))
952                 return true;
953
954         /*
955          * The request is now locked and cannot be reallocated underneath the
956          * timeout handler's processing. Re-verify this exact request is truly
957          * expired; if it is not expired, then the request was completed and
958          * reallocated as a new request.
959          */
960         if (blk_mq_req_expired(rq, next))
961                 blk_mq_rq_timed_out(rq, reserved);
962
963         if (is_flush_rq(rq, hctx))
964                 rq->end_io(rq, 0);
965         else if (refcount_dec_and_test(&rq->ref))
966                 __blk_mq_free_request(rq);
967
968         return true;
969 }
970
971 static void blk_mq_timeout_work(struct work_struct *work)
972 {
973         struct request_queue *q =
974                 container_of(work, struct request_queue, timeout_work);
975         unsigned long next = 0;
976         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
977         int i;
978
979         /* A deadlock might occur if a request is stuck requiring a
980          * timeout at the same time a queue freeze is waiting
981          * completion, since the timeout code would not be able to
982          * acquire the queue reference here.
983          *
984          * That's why we don't use blk_queue_enter here; instead, we use
985          * percpu_ref_tryget directly, because we need to be able to
986          * obtain a reference even in the short window between the queue
987          * starting to freeze, by dropping the first reference in
988          * blk_freeze_queue_start, and the moment the last request is
989          * consumed, marked by the instant q_usage_counter reaches
990          * zero.
991          */
992         if (!percpu_ref_tryget(&q->q_usage_counter))
993                 return;
994
995         blk_mq_queue_tag_busy_iter(q, blk_mq_check_expired, &next);
996
997         if (next != 0) {
998                 mod_timer(&q->timeout, next);
999         } else {
1000                 /*
1001                  * Request timeouts are handled as a forward rolling timer. If
1002                  * we end up here it means that no requests are pending and
1003                  * also that no request has been pending for a while. Mark
1004                  * each hctx as idle.
1005                  */
1006                 queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1007                         /* the hctx may be unmapped, so check it here */
1008                         if (blk_mq_hw_queue_mapped(hctx))
1009                                 blk_mq_tag_idle(hctx);
1010                 }
1011         }
1012         blk_queue_exit(q);
1013 }
1014
1015 struct flush_busy_ctx_data {
1016         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1017         struct list_head *list;
1018 };
1019
1020 static bool flush_busy_ctx(struct sbitmap *sb, unsigned int bitnr, void *data)
1021 {
1022         struct flush_busy_ctx_data *flush_data = data;
1023         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = flush_data->hctx;
1024         struct blk_mq_ctx *ctx = hctx->ctxs[bitnr];
1025         enum hctx_type type = hctx->type;
1026
1027         spin_lock(&ctx->lock);
1028         list_splice_tail_init(&ctx->rq_lists[type], flush_data->list);
1029         sbitmap_clear_bit(sb, bitnr);
1030         spin_unlock(&ctx->lock);
1031         return true;
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Process software queues that have been marked busy, splicing them
1036  * to the for-dispatch
1037  */
1038 void blk_mq_flush_busy_ctxs(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct list_head *list)
1039 {
1040         struct flush_busy_ctx_data data = {
1041                 .hctx = hctx,
1042                 .list = list,
1043         };
1044
1045         sbitmap_for_each_set(&hctx->ctx_map, flush_busy_ctx, &data);
1046 }
1047 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_flush_busy_ctxs);
1048
1049 struct dispatch_rq_data {
1050         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1051         struct request *rq;
1052 };
1053
1054 static bool dispatch_rq_from_ctx(struct sbitmap *sb, unsigned int bitnr,
1055                 void *data)
1056 {
1057         struct dispatch_rq_data *dispatch_data = data;
1058         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = dispatch_data->hctx;
1059         struct blk_mq_ctx *ctx = hctx->ctxs[bitnr];
1060         enum hctx_type type = hctx->type;
1061
1062         spin_lock(&ctx->lock);
1063         if (!list_empty(&ctx->rq_lists[type])) {
1064                 dispatch_data->rq = list_entry_rq(ctx->rq_lists[type].next);
1065                 list_del_init(&dispatch_data->rq->queuelist);
1066                 if (list_empty(&ctx->rq_lists[type]))
1067                         sbitmap_clear_bit(sb, bitnr);
1068         }
1069         spin_unlock(&ctx->lock);
1070
1071         return !dispatch_data->rq;
1072 }
1073
1074 struct request *blk_mq_dequeue_from_ctx(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1075                                         struct blk_mq_ctx *start)
1076 {
1077         unsigned off = start ? start->index_hw[hctx->type] : 0;
1078         struct dispatch_rq_data data = {
1079                 .hctx = hctx,
1080                 .rq   = NULL,
1081         };
1082
1083         __sbitmap_for_each_set(&hctx->ctx_map, off,
1084                                dispatch_rq_from_ctx, &data);
1085
1086         return data.rq;
1087 }
1088
1089 static inline unsigned int queued_to_index(unsigned int queued)
1090 {
1091         if (!queued)
1092                 return 0;
1093
1094         return min(BLK_MQ_MAX_DISPATCH_ORDER - 1, ilog2(queued) + 1);
1095 }
1096
1097 static bool __blk_mq_get_driver_tag(struct request *rq)
1098 {
1099         struct sbitmap_queue *bt = rq->mq_hctx->tags->bitmap_tags;
1100         unsigned int tag_offset = rq->mq_hctx->tags->nr_reserved_tags;
1101         int tag;
1102
1103         blk_mq_tag_busy(rq->mq_hctx);
1104
1105         if (blk_mq_tag_is_reserved(rq->mq_hctx->sched_tags, rq->internal_tag)) {
1106                 bt = rq->mq_hctx->tags->breserved_tags;
1107                 tag_offset = 0;
1108         } else {
1109                 if (!hctx_may_queue(rq->mq_hctx, bt))
1110                         return false;
1111         }
1112
1113         tag = __sbitmap_queue_get(bt);
1114         if (tag == BLK_MQ_NO_TAG)
1115                 return false;
1116
1117         rq->tag = tag + tag_offset;
1118         return true;
1119 }
1120
1121 static bool blk_mq_get_driver_tag(struct request *rq)
1122 {
1123         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
1124
1125         if (rq->tag == BLK_MQ_NO_TAG && !__blk_mq_get_driver_tag(rq))
1126                 return false;
1127
1128         if ((hctx->flags & BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED) &&
1129                         !(rq->rq_flags & RQF_MQ_INFLIGHT)) {
1130                 rq->rq_flags |= RQF_MQ_INFLIGHT;
1131                 __blk_mq_inc_active_requests(hctx);
1132         }
1133         hctx->tags->rqs[rq->tag] = rq;
1134         return true;
1135 }
1136
1137 static int blk_mq_dispatch_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
1138                                 int flags, void *key)
1139 {
1140         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1141
1142         hctx = container_of(wait, struct blk_mq_hw_ctx, dispatch_wait);
1143
1144         spin_lock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1145         if (!list_empty(&wait->entry)) {
1146                 struct sbitmap_queue *sbq;
1147
1148                 list_del_init(&wait->entry);
1149                 sbq = hctx->tags->bitmap_tags;
1150                 atomic_dec(&sbq->ws_active);
1151         }
1152         spin_unlock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1153
1154         blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
1155         return 1;
1156 }
1157
1158 /*
1159  * Mark us waiting for a tag. For shared tags, this involves hooking us into
1160  * the tag wakeups. For non-shared tags, we can simply mark us needing a
1161  * restart. For both cases, take care to check the condition again after
1162  * marking us as waiting.
1163  */
1164 static bool blk_mq_mark_tag_wait(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1165                                  struct request *rq)
1166 {
1167         struct sbitmap_queue *sbq = hctx->tags->bitmap_tags;
1168         struct wait_queue_head *wq;
1169         wait_queue_entry_t *wait;
1170         bool ret;
1171
1172         if (!(hctx->flags & BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED)) {
1173                 blk_mq_sched_mark_restart_hctx(hctx);
1174
1175                 /*
1176                  * It's possible that a tag was freed in the window between the
1177                  * allocation failure and adding the hardware queue to the wait
1178                  * queue.
1179                  *
1180                  * Don't clear RESTART here, someone else could have set it.
1181                  * At most this will cost an extra queue run.
1182                  */
1183                 return blk_mq_get_driver_tag(rq);
1184         }
1185
1186         wait = &hctx->dispatch_wait;
1187         if (!list_empty_careful(&wait->entry))
1188                 return false;
1189
1190         wq = &bt_wait_ptr(sbq, hctx)->wait;
1191
1192         spin_lock_irq(&wq->lock);
1193         spin_lock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1194         if (!list_empty(&wait->entry)) {
1195                 spin_unlock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1196                 spin_unlock_irq(&wq->lock);
1197                 return false;
1198         }
1199
1200         atomic_inc(&sbq->ws_active);
1201         wait->flags &= ~WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
1202         __add_wait_queue(wq, wait);
1203
1204         /*
1205          * It's possible that a tag was freed in the window between the
1206          * allocation failure and adding the hardware queue to the wait
1207          * queue.
1208          */
1209         ret = blk_mq_get_driver_tag(rq);
1210         if (!ret) {
1211                 spin_unlock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1212                 spin_unlock_irq(&wq->lock);
1213                 return false;
1214         }
1215
1216         /*
1217          * We got a tag, remove ourselves from the wait queue to ensure
1218          * someone else gets the wakeup.
1219          */
1220         list_del_init(&wait->entry);
1221         atomic_dec(&sbq->ws_active);
1222         spin_unlock(&hctx->dispatch_wait_lock);
1223         spin_unlock_irq(&wq->lock);
1224
1225         return true;
1226 }
1227
1228 #define BLK_MQ_DISPATCH_BUSY_EWMA_WEIGHT  8
1229 #define BLK_MQ_DISPATCH_BUSY_EWMA_FACTOR  4
1230 /*
1231  * Update dispatch busy with the Exponential Weighted Moving Average(EWMA):
1232  * - EWMA is one simple way to compute running average value
1233  * - weight(7/8 and 1/8) is applied so that it can decrease exponentially
1234  * - take 4 as factor for avoiding to get too small(0) result, and this
1235  *   factor doesn't matter because EWMA decreases exponentially
1236  */
1237 static void blk_mq_update_dispatch_busy(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool busy)
1238 {
1239         unsigned int ewma;
1240
1241         if (hctx->queue->elevator)
1242                 return;
1243
1244         ewma = hctx->dispatch_busy;
1245
1246         if (!ewma && !busy)
1247                 return;
1248
1249         ewma *= BLK_MQ_DISPATCH_BUSY_EWMA_WEIGHT - 1;
1250         if (busy)
1251                 ewma += 1 << BLK_MQ_DISPATCH_BUSY_EWMA_FACTOR;
1252         ewma /= BLK_MQ_DISPATCH_BUSY_EWMA_WEIGHT;
1253
1254         hctx->dispatch_busy = ewma;
1255 }
1256
1257 #define BLK_MQ_RESOURCE_DELAY   3               /* ms units */
1258
1259 static void blk_mq_handle_dev_resource(struct request *rq,
1260                                        struct list_head *list)
1261 {
1262         struct request *next =
1263                 list_first_entry_or_null(list, struct request, queuelist);
1264
1265         /*
1266          * If an I/O scheduler has been configured and we got a driver tag for
1267          * the next request already, free it.
1268          */
1269         if (next)
1270                 blk_mq_put_driver_tag(next);
1271
1272         list_add(&rq->queuelist, list);
1273         __blk_mq_requeue_request(rq);
1274 }
1275
1276 static void blk_mq_handle_zone_resource(struct request *rq,
1277                                         struct list_head *zone_list)
1278 {
1279         /*
1280          * If we end up here it is because we cannot dispatch a request to a
1281          * specific zone due to LLD level zone-write locking or other zone
1282          * related resource not being available. In this case, set the request
1283          * aside in zone_list for retrying it later.
1284          */
1285         list_add(&rq->queuelist, zone_list);
1286         __blk_mq_requeue_request(rq);
1287 }
1288
1289 enum prep_dispatch {
1290         PREP_DISPATCH_OK,
1291         PREP_DISPATCH_NO_TAG,
1292         PREP_DISPATCH_NO_BUDGET,
1293 };
1294
1295 static enum prep_dispatch blk_mq_prep_dispatch_rq(struct request *rq,
1296                                                   bool need_budget)
1297 {
1298         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
1299
1300         if (need_budget && !blk_mq_get_dispatch_budget(rq->q)) {
1301                 blk_mq_put_driver_tag(rq);
1302                 return PREP_DISPATCH_NO_BUDGET;
1303         }
1304
1305         if (!blk_mq_get_driver_tag(rq)) {
1306                 /*
1307                  * The initial allocation attempt failed, so we need to
1308                  * rerun the hardware queue when a tag is freed. The
1309                  * waitqueue takes care of that. If the queue is run
1310                  * before we add this entry back on the dispatch list,
1311                  * we'll re-run it below.
1312                  */
1313                 if (!blk_mq_mark_tag_wait(hctx, rq)) {
1314                         /*
1315                          * All budgets not got from this function will be put
1316                          * together during handling partial dispatch
1317                          */
1318                         if (need_budget)
1319                                 blk_mq_put_dispatch_budget(rq->q);
1320                         return PREP_DISPATCH_NO_TAG;
1321                 }
1322         }
1323
1324         return PREP_DISPATCH_OK;
1325 }
1326
1327 /* release all allocated budgets before calling to blk_mq_dispatch_rq_list */
1328 static void blk_mq_release_budgets(struct request_queue *q,
1329                 unsigned int nr_budgets)
1330 {
1331         int i;
1332
1333         for (i = 0; i < nr_budgets; i++)
1334                 blk_mq_put_dispatch_budget(q);
1335 }
1336
1337 /*
1338  * Returns true if we did some work AND can potentially do more.
1339  */
1340 bool blk_mq_dispatch_rq_list(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct list_head *list,
1341                              unsigned int nr_budgets)
1342 {
1343         enum prep_dispatch prep;
1344         struct request_queue *q = hctx->queue;
1345         struct request *rq, *nxt;
1346         int errors, queued;
1347         blk_status_t ret = BLK_STS_OK;
1348         LIST_HEAD(zone_list);
1349
1350         if (list_empty(list))
1351                 return false;
1352
1353         /*
1354          * Now process all the entries, sending them to the driver.
1355          */
1356         errors = queued = 0;
1357         do {
1358                 struct blk_mq_queue_data bd;
1359
1360                 rq = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
1361
1362                 WARN_ON_ONCE(hctx != rq->mq_hctx);
1363                 prep = blk_mq_prep_dispatch_rq(rq, !nr_budgets);
1364                 if (prep != PREP_DISPATCH_OK)
1365                         break;
1366
1367                 list_del_init(&rq->queuelist);
1368
1369                 bd.rq = rq;
1370
1371                 /*
1372                  * Flag last if we have no more requests, or if we have more
1373                  * but can't assign a driver tag to it.
1374                  */
1375                 if (list_empty(list))
1376                         bd.last = true;
1377                 else {
1378                         nxt = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
1379                         bd.last = !blk_mq_get_driver_tag(nxt);
1380                 }
1381
1382                 /*
1383                  * once the request is queued to lld, no need to cover the
1384                  * budget any more
1385                  */
1386                 if (nr_budgets)
1387                         nr_budgets--;
1388                 ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, &bd);
1389                 switch (ret) {
1390                 case BLK_STS_OK:
1391                         queued++;
1392                         break;
1393                 case BLK_STS_RESOURCE:
1394                 case BLK_STS_DEV_RESOURCE:
1395                         blk_mq_handle_dev_resource(rq, list);
1396                         goto out;
1397                 case BLK_STS_ZONE_RESOURCE:
1398                         /*
1399                          * Move the request to zone_list and keep going through
1400                          * the dispatch list to find more requests the drive can
1401                          * accept.
1402                          */
1403                         blk_mq_handle_zone_resource(rq, &zone_list);
1404                         break;
1405                 default:
1406                         errors++;
1407                         blk_mq_end_request(rq, BLK_STS_IOERR);
1408                 }
1409         } while (!list_empty(list));
1410 out:
1411         if (!list_empty(&zone_list))
1412                 list_splice_tail_init(&zone_list, list);
1413
1414         hctx->dispatched[queued_to_index(queued)]++;
1415
1416         /* If we didn't flush the entire list, we could have told the driver
1417          * there was more coming, but that turned out to be a lie.
1418          */
1419         if ((!list_empty(list) || errors) && q->mq_ops->commit_rqs && queued)
1420                 q->mq_ops->commit_rqs(hctx);
1421         /*
1422          * Any items that need requeuing? Stuff them into hctx->dispatch,
1423          * that is where we will continue on next queue run.
1424          */
1425         if (!list_empty(list)) {
1426                 bool needs_restart;
1427                 /* For non-shared tags, the RESTART check will suffice */
1428                 bool no_tag = prep == PREP_DISPATCH_NO_TAG &&
1429                         (hctx->flags & BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED);
1430                 bool no_budget_avail = prep == PREP_DISPATCH_NO_BUDGET;
1431
1432                 blk_mq_release_budgets(q, nr_budgets);
1433
1434                 spin_lock(&hctx->lock);
1435                 list_splice_tail_init(list, &hctx->dispatch);
1436                 spin_unlock(&hctx->lock);
1437
1438                 /*
1439                  * Order adding requests to hctx->dispatch and checking
1440                  * SCHED_RESTART flag. The pair of this smp_mb() is the one
1441                  * in blk_mq_sched_restart(). Avoid restart code path to
1442                  * miss the new added requests to hctx->dispatch, meantime
1443                  * SCHED_RESTART is observed here.
1444                  */
1445                 smp_mb();
1446
1447                 /*
1448                  * If SCHED_RESTART was set by the caller of this function and
1449                  * it is no longer set that means that it was cleared by another
1450                  * thread and hence that a queue rerun is needed.
1451                  *
1452                  * If 'no_tag' is set, that means that we failed getting
1453                  * a driver tag with an I/O scheduler attached. If our dispatch
1454                  * waitqueue is no longer active, ensure that we run the queue
1455                  * AFTER adding our entries back to the list.
1456                  *
1457                  * If no I/O scheduler has been configured it is possible that
1458                  * the hardware queue got stopped and restarted before requests
1459                  * were pushed back onto the dispatch list. Rerun the queue to
1460                  * avoid starvation. Notes:
1461                  * - blk_mq_run_hw_queue() checks whether or not a queue has
1462                  *   been stopped before rerunning a queue.
1463                  * - Some but not all block drivers stop a queue before
1464                  *   returning BLK_STS_RESOURCE. Two exceptions are scsi-mq
1465                  *   and dm-rq.
1466                  *
1467                  * If driver returns BLK_STS_RESOURCE and SCHED_RESTART
1468                  * bit is set, run queue after a delay to avoid IO stalls
1469                  * that could otherwise occur if the queue is idle.  We'll do
1470                  * similar if we couldn't get budget and SCHED_RESTART is set.
1471                  */
1472                 needs_restart = blk_mq_sched_needs_restart(hctx);
1473                 if (!needs_restart ||
1474                     (no_tag && list_empty_careful(&hctx->dispatch_wait.entry)))
1475                         blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
1476                 else if (needs_restart && (ret == BLK_STS_RESOURCE ||
1477                                            no_budget_avail))
1478                         blk_mq_delay_run_hw_queue(hctx, BLK_MQ_RESOURCE_DELAY);
1479
1480                 blk_mq_update_dispatch_busy(hctx, true);
1481                 return false;
1482         } else
1483                 blk_mq_update_dispatch_busy(hctx, false);
1484
1485         return (queued + errors) != 0;
1486 }
1487
1488 /**
1489  * __blk_mq_run_hw_queue - Run a hardware queue.
1490  * @hctx: Pointer to the hardware queue to run.
1491  *
1492  * Send pending requests to the hardware.
1493  */
1494 static void __blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1495 {
1496         int srcu_idx;
1497
1498         /*
1499          * We should be running this queue from one of the CPUs that
1500          * are mapped to it.
1501          *
1502          * There are at least two related races now between setting
1503          * hctx->next_cpu from blk_mq_hctx_next_cpu() and running
1504          * __blk_mq_run_hw_queue():
1505          *
1506          * - hctx->next_cpu is found offline in blk_mq_hctx_next_cpu(),
1507          *   but later it becomes online, then this warning is harmless
1508          *   at all
1509          *
1510          * - hctx->next_cpu is found online in blk_mq_hctx_next_cpu(),
1511          *   but later it becomes offline, then the warning can't be
1512          *   triggered, and we depend on blk-mq timeout handler to
1513          *   handle dispatched requests to this hctx
1514          */
1515         if (!cpumask_test_cpu(raw_smp_processor_id(), hctx->cpumask) &&
1516                 cpu_online(hctx->next_cpu)) {
1517                 printk(KERN_WARNING "run queue from wrong CPU %d, hctx %s\n",
1518                         raw_smp_processor_id(),
1519                         cpumask_empty(hctx->cpumask) ? "inactive": "active");
1520                 dump_stack();
1521         }
1522
1523         /*
1524          * We can't run the queue inline with ints disabled. Ensure that
1525          * we catch bad users of this early.
1526          */
1527         WARN_ON_ONCE(in_interrupt());
1528
1529         might_sleep_if(hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING);
1530
1531         hctx_lock(hctx, &srcu_idx);
1532         blk_mq_sched_dispatch_requests(hctx);
1533         hctx_unlock(hctx, srcu_idx);
1534 }
1535
1536 static inline int blk_mq_first_mapped_cpu(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1537 {
1538         int cpu = cpumask_first_and(hctx->cpumask, cpu_online_mask);
1539
1540         if (cpu >= nr_cpu_ids)
1541                 cpu = cpumask_first(hctx->cpumask);
1542         return cpu;
1543 }
1544
1545 /*
1546  * It'd be great if the workqueue API had a way to pass
1547  * in a mask and had some smarts for more clever placement.
1548  * For now we just round-robin here, switching for every
1549  * BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH queued items.
1550  */
1551 static int blk_mq_hctx_next_cpu(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1552 {
1553         bool tried = false;
1554         int next_cpu = hctx->next_cpu;
1555
1556         if (hctx->queue->nr_hw_queues == 1)
1557                 return WORK_CPU_UNBOUND;
1558
1559         if (--hctx->next_cpu_batch <= 0) {
1560 select_cpu:
1561                 next_cpu = cpumask_next_and(next_cpu, hctx->cpumask,
1562                                 cpu_online_mask);
1563                 if (next_cpu >= nr_cpu_ids)
1564                         next_cpu = blk_mq_first_mapped_cpu(hctx);
1565                 hctx->next_cpu_batch = BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH;
1566         }
1567
1568         /*
1569          * Do unbound schedule if we can't find a online CPU for this hctx,
1570          * and it should only happen in the path of handling CPU DEAD.
1571          */
1572         if (!cpu_online(next_cpu)) {
1573                 if (!tried) {
1574                         tried = true;
1575                         goto select_cpu;
1576                 }
1577
1578                 /*
1579                  * Make sure to re-select CPU next time once after CPUs
1580                  * in hctx->cpumask become online again.
1581                  */
1582                 hctx->next_cpu = next_cpu;
1583                 hctx->next_cpu_batch = 1;
1584                 return WORK_CPU_UNBOUND;
1585         }
1586
1587         hctx->next_cpu = next_cpu;
1588         return next_cpu;
1589 }
1590
1591 /**
1592  * __blk_mq_delay_run_hw_queue - Run (or schedule to run) a hardware queue.
1593  * @hctx: Pointer to the hardware queue to run.
1594  * @async: If we want to run the queue asynchronously.
1595  * @msecs: Milliseconds of delay to wait before running the queue.
1596  *
1597  * If !@async, try to run the queue now. Else, run the queue asynchronously and
1598  * with a delay of @msecs.
1599  */
1600 static void __blk_mq_delay_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async,
1601                                         unsigned long msecs)
1602 {
1603         if (unlikely(blk_mq_hctx_stopped(hctx)))
1604                 return;
1605
1606         if (!async && !(hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)) {
1607                 int cpu = get_cpu();
1608                 if (cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask)) {
1609                         __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
1610                         put_cpu();
1611                         return;
1612                 }
1613
1614                 put_cpu();
1615         }
1616
1617         kblockd_mod_delayed_work_on(blk_mq_hctx_next_cpu(hctx), &hctx->run_work,
1618                                     msecs_to_jiffies(msecs));
1619 }
1620
1621 /**
1622  * blk_mq_delay_run_hw_queue - Run a hardware queue asynchronously.
1623  * @hctx: Pointer to the hardware queue to run.
1624  * @msecs: Milliseconds of delay to wait before running the queue.
1625  *
1626  * Run a hardware queue asynchronously with a delay of @msecs.
1627  */
1628 void blk_mq_delay_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned long msecs)
1629 {
1630         __blk_mq_delay_run_hw_queue(hctx, true, msecs);
1631 }
1632 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_delay_run_hw_queue);
1633
1634 /**
1635  * blk_mq_run_hw_queue - Start to run a hardware queue.
1636  * @hctx: Pointer to the hardware queue to run.
1637  * @async: If we want to run the queue asynchronously.
1638  *
1639  * Check if the request queue is not in a quiesced state and if there are
1640  * pending requests to be sent. If this is true, run the queue to send requests
1641  * to hardware.
1642  */
1643 void blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async)
1644 {
1645         int srcu_idx;
1646         bool need_run;
1647
1648         /*
1649          * When queue is quiesced, we may be switching io scheduler, or
1650          * updating nr_hw_queues, or other things, and we can't run queue
1651          * any more, even __blk_mq_hctx_has_pending() can't be called safely.
1652          *
1653          * And queue will be rerun in blk_mq_unquiesce_queue() if it is
1654          * quiesced.
1655          */
1656         hctx_lock(hctx, &srcu_idx);
1657         need_run = !blk_queue_quiesced(hctx->queue) &&
1658                 blk_mq_hctx_has_pending(hctx);
1659         hctx_unlock(hctx, srcu_idx);
1660
1661         if (need_run)
1662                 __blk_mq_delay_run_hw_queue(hctx, async, 0);
1663 }
1664 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_run_hw_queue);
1665
1666 /**
1667  * blk_mq_run_hw_queues - Run all hardware queues in a request queue.
1668  * @q: Pointer to the request queue to run.
1669  * @async: If we want to run the queue asynchronously.
1670  */
1671 void blk_mq_run_hw_queues(struct request_queue *q, bool async)
1672 {
1673         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1674         int i;
1675
1676         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1677                 if (blk_mq_hctx_stopped(hctx))
1678                         continue;
1679
1680                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
1681         }
1682 }
1683 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_run_hw_queues);
1684
1685 /**
1686  * blk_mq_delay_run_hw_queues - Run all hardware queues asynchronously.
1687  * @q: Pointer to the request queue to run.
1688  * @msecs: Milliseconds of delay to wait before running the queues.
1689  */
1690 void blk_mq_delay_run_hw_queues(struct request_queue *q, unsigned long msecs)
1691 {
1692         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1693         int i;
1694
1695         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
1696                 if (blk_mq_hctx_stopped(hctx))
1697                         continue;
1698
1699                 blk_mq_delay_run_hw_queue(hctx, msecs);
1700         }
1701 }
1702 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_delay_run_hw_queues);
1703
1704 /**
1705  * blk_mq_queue_stopped() - check whether one or more hctxs have been stopped
1706  * @q: request queue.
1707  *
1708  * The caller is responsible for serializing this function against
1709  * blk_mq_{start,stop}_hw_queue().
1710  */
1711 bool blk_mq_queue_stopped(struct request_queue *q)
1712 {
1713         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1714         int i;
1715
1716         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1717                 if (blk_mq_hctx_stopped(hctx))
1718                         return true;
1719
1720         return false;
1721 }
1722 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_queue_stopped);
1723
1724 /*
1725  * This function is often used for pausing .queue_rq() by driver when
1726  * there isn't enough resource or some conditions aren't satisfied, and
1727  * BLK_STS_RESOURCE is usually returned.
1728  *
1729  * We do not guarantee that dispatch can be drained or blocked
1730  * after blk_mq_stop_hw_queue() returns. Please use
1731  * blk_mq_quiesce_queue() for that requirement.
1732  */
1733 void blk_mq_stop_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1734 {
1735         cancel_delayed_work(&hctx->run_work);
1736
1737         set_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
1738 }
1739 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queue);
1740
1741 /*
1742  * This function is often used for pausing .queue_rq() by driver when
1743  * there isn't enough resource or some conditions aren't satisfied, and
1744  * BLK_STS_RESOURCE is usually returned.
1745  *
1746  * We do not guarantee that dispatch can be drained or blocked
1747  * after blk_mq_stop_hw_queues() returns. Please use
1748  * blk_mq_quiesce_queue() for that requirement.
1749  */
1750 void blk_mq_stop_hw_queues(struct request_queue *q)
1751 {
1752         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1753         int i;
1754
1755         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1756                 blk_mq_stop_hw_queue(hctx);
1757 }
1758 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_stop_hw_queues);
1759
1760 void blk_mq_start_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
1761 {
1762         clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
1763
1764         blk_mq_run_hw_queue(hctx, false);
1765 }
1766 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queue);
1767
1768 void blk_mq_start_hw_queues(struct request_queue *q)
1769 {
1770         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1771         int i;
1772
1773         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1774                 blk_mq_start_hw_queue(hctx);
1775 }
1776 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_hw_queues);
1777
1778 void blk_mq_start_stopped_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async)
1779 {
1780         if (!blk_mq_hctx_stopped(hctx))
1781                 return;
1782
1783         clear_bit(BLK_MQ_S_STOPPED, &hctx->state);
1784         blk_mq_run_hw_queue(hctx, async);
1785 }
1786 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_start_stopped_hw_queue);
1787
1788 void blk_mq_start_stopped_hw_queues(struct request_queue *q, bool async)
1789 {
1790         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1791         int i;
1792
1793         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
1794                 blk_mq_start_stopped_hw_queue(hctx, async);
1795 }
1796 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_start_stopped_hw_queues);
1797
1798 static void blk_mq_run_work_fn(struct work_struct *work)
1799 {
1800         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
1801
1802         hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, run_work.work);
1803
1804         /*
1805          * If we are stopped, don't run the queue.
1806          */
1807         if (blk_mq_hctx_stopped(hctx))
1808                 return;
1809
1810         __blk_mq_run_hw_queue(hctx);
1811 }
1812
1813 static inline void __blk_mq_insert_req_list(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1814                                             struct request *rq,
1815                                             bool at_head)
1816 {
1817         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
1818         enum hctx_type type = hctx->type;
1819
1820         lockdep_assert_held(&ctx->lock);
1821
1822         trace_block_rq_insert(rq);
1823
1824         if (at_head)
1825                 list_add(&rq->queuelist, &ctx->rq_lists[type]);
1826         else
1827                 list_add_tail(&rq->queuelist, &ctx->rq_lists[type]);
1828 }
1829
1830 void __blk_mq_insert_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *rq,
1831                              bool at_head)
1832 {
1833         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
1834
1835         lockdep_assert_held(&ctx->lock);
1836
1837         __blk_mq_insert_req_list(hctx, rq, at_head);
1838         blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1839 }
1840
1841 /**
1842  * blk_mq_request_bypass_insert - Insert a request at dispatch list.
1843  * @rq: Pointer to request to be inserted.
1844  * @at_head: true if the request should be inserted at the head of the list.
1845  * @run_queue: If we should run the hardware queue after inserting the request.
1846  *
1847  * Should only be used carefully, when the caller knows we want to
1848  * bypass a potential IO scheduler on the target device.
1849  */
1850 void blk_mq_request_bypass_insert(struct request *rq, bool at_head,
1851                                   bool run_queue)
1852 {
1853         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
1854
1855         spin_lock(&hctx->lock);
1856         if (at_head)
1857                 list_add(&rq->queuelist, &hctx->dispatch);
1858         else
1859                 list_add_tail(&rq->queuelist, &hctx->dispatch);
1860         spin_unlock(&hctx->lock);
1861
1862         if (run_queue)
1863                 blk_mq_run_hw_queue(hctx, false);
1864 }
1865
1866 void blk_mq_insert_requests(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct blk_mq_ctx *ctx,
1867                             struct list_head *list)
1868
1869 {
1870         struct request *rq;
1871         enum hctx_type type = hctx->type;
1872
1873         /*
1874          * preemption doesn't flush plug list, so it's possible ctx->cpu is
1875          * offline now
1876          */
1877         list_for_each_entry(rq, list, queuelist) {
1878                 BUG_ON(rq->mq_ctx != ctx);
1879                 trace_block_rq_insert(rq);
1880         }
1881
1882         spin_lock(&ctx->lock);
1883         list_splice_tail_init(list, &ctx->rq_lists[type]);
1884         blk_mq_hctx_mark_pending(hctx, ctx);
1885         spin_unlock(&ctx->lock);
1886 }
1887
1888 static int plug_rq_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1889 {
1890         struct request *rqa = container_of(a, struct request, queuelist);
1891         struct request *rqb = container_of(b, struct request, queuelist);
1892
1893         if (rqa->mq_ctx != rqb->mq_ctx)
1894                 return rqa->mq_ctx > rqb->mq_ctx;
1895         if (rqa->mq_hctx != rqb->mq_hctx)
1896                 return rqa->mq_hctx > rqb->mq_hctx;
1897
1898         return blk_rq_pos(rqa) > blk_rq_pos(rqb);
1899 }
1900
1901 void blk_mq_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule)
1902 {
1903         LIST_HEAD(list);
1904
1905         if (list_empty(&plug->mq_list))
1906                 return;
1907         list_splice_init(&plug->mq_list, &list);
1908
1909         if (plug->rq_count > 2 && plug->multiple_queues)
1910                 list_sort(NULL, &list, plug_rq_cmp);
1911
1912         plug->rq_count = 0;
1913
1914         do {
1915                 struct list_head rq_list;
1916                 struct request *rq, *head_rq = list_entry_rq(list.next);
1917                 struct list_head *pos = &head_rq->queuelist; /* skip first */
1918                 struct blk_mq_hw_ctx *this_hctx = head_rq->mq_hctx;
1919                 struct blk_mq_ctx *this_ctx = head_rq->mq_ctx;
1920                 unsigned int depth = 1;
1921
1922                 list_for_each_continue(pos, &list) {
1923                         rq = list_entry_rq(pos);
1924                         BUG_ON(!rq->q);
1925                         if (rq->mq_hctx != this_hctx || rq->mq_ctx != this_ctx)
1926                                 break;
1927                         depth++;
1928                 }
1929
1930                 list_cut_before(&rq_list, &list, pos);
1931                 trace_block_unplug(head_rq->q, depth, !from_schedule);
1932                 blk_mq_sched_insert_requests(this_hctx, this_ctx, &rq_list,
1933                                                 from_schedule);
1934         } while(!list_empty(&list));
1935 }
1936
1937 static void blk_mq_bio_to_request(struct request *rq, struct bio *bio,
1938                 unsigned int nr_segs)
1939 {
1940         int err;
1941
1942         if (bio->bi_opf & REQ_RAHEAD)
1943                 rq->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_MASK;
1944
1945         rq->__sector = bio->bi_iter.bi_sector;
1946         rq->write_hint = bio->bi_write_hint;
1947         blk_rq_bio_prep(rq, bio, nr_segs);
1948
1949         /* This can't fail, since GFP_NOIO includes __GFP_DIRECT_RECLAIM. */
1950         err = blk_crypto_rq_bio_prep(rq, bio, GFP_NOIO);
1951         WARN_ON_ONCE(err);
1952
1953         blk_account_io_start(rq);
1954 }
1955
1956 static blk_status_t __blk_mq_issue_directly(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1957                                             struct request *rq,
1958                                             blk_qc_t *cookie, bool last)
1959 {
1960         struct request_queue *q = rq->q;
1961         struct blk_mq_queue_data bd = {
1962                 .rq = rq,
1963                 .last = last,
1964         };
1965         blk_qc_t new_cookie;
1966         blk_status_t ret;
1967
1968         new_cookie = request_to_qc_t(hctx, rq);
1969
1970         /*
1971          * For OK queue, we are done. For error, caller may kill it.
1972          * Any other error (busy), just add it to our list as we
1973          * previously would have done.
1974          */
1975         ret = q->mq_ops->queue_rq(hctx, &bd);
1976         switch (ret) {
1977         case BLK_STS_OK:
1978                 blk_mq_update_dispatch_busy(hctx, false);
1979                 *cookie = new_cookie;
1980                 break;
1981         case BLK_STS_RESOURCE:
1982         case BLK_STS_DEV_RESOURCE:
1983                 blk_mq_update_dispatch_busy(hctx, true);
1984                 __blk_mq_requeue_request(rq);
1985                 break;
1986         default:
1987                 blk_mq_update_dispatch_busy(hctx, false);
1988                 *cookie = BLK_QC_T_NONE;
1989                 break;
1990         }
1991
1992         return ret;
1993 }
1994
1995 static blk_status_t __blk_mq_try_issue_directly(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
1996                                                 struct request *rq,
1997                                                 blk_qc_t *cookie,
1998                                                 bool bypass_insert, bool last)
1999 {
2000         struct request_queue *q = rq->q;
2001         bool run_queue = true;
2002
2003         /*
2004          * RCU or SRCU read lock is needed before checking quiesced flag.
2005          *
2006          * When queue is stopped or quiesced, ignore 'bypass_insert' from
2007          * blk_mq_request_issue_directly(), and return BLK_STS_OK to caller,
2008          * and avoid driver to try to dispatch again.
2009          */
2010         if (blk_mq_hctx_stopped(hctx) || blk_queue_quiesced(q)) {
2011                 run_queue = false;
2012                 bypass_insert = false;
2013                 goto insert;
2014         }
2015
2016         if (q->elevator && !bypass_insert)
2017                 goto insert;
2018
2019         if (!blk_mq_get_dispatch_budget(q))
2020                 goto insert;
2021
2022         if (!blk_mq_get_driver_tag(rq)) {
2023                 blk_mq_put_dispatch_budget(q);
2024                 goto insert;
2025         }
2026
2027         return __blk_mq_issue_directly(hctx, rq, cookie, last);
2028 insert:
2029         if (bypass_insert)
2030                 return BLK_STS_RESOURCE;
2031
2032         blk_mq_sched_insert_request(rq, false, run_queue, false);
2033
2034         return BLK_STS_OK;
2035 }
2036
2037 /**
2038  * blk_mq_try_issue_directly - Try to send a request directly to device driver.
2039  * @hctx: Pointer of the associated hardware queue.
2040  * @rq: Pointer to request to be sent.
2041  * @cookie: Request queue cookie.
2042  *
2043  * If the device has enough resources to accept a new request now, send the
2044  * request directly to device driver. Else, insert at hctx->dispatch queue, so
2045  * we can try send it another time in the future. Requests inserted at this
2046  * queue have higher priority.
2047  */
2048 static void blk_mq_try_issue_directly(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
2049                 struct request *rq, blk_qc_t *cookie)
2050 {
2051         blk_status_t ret;
2052         int srcu_idx;
2053
2054         might_sleep_if(hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING);
2055
2056         hctx_lock(hctx, &srcu_idx);
2057
2058         ret = __blk_mq_try_issue_directly(hctx, rq, cookie, false, true);
2059         if (ret == BLK_STS_RESOURCE || ret == BLK_STS_DEV_RESOURCE)
2060                 blk_mq_request_bypass_insert(rq, false, true);
2061         else if (ret != BLK_STS_OK)
2062                 blk_mq_end_request(rq, ret);
2063
2064         hctx_unlock(hctx, srcu_idx);
2065 }
2066
2067 blk_status_t blk_mq_request_issue_directly(struct request *rq, bool last)
2068 {
2069         blk_status_t ret;
2070         int srcu_idx;
2071         blk_qc_t unused_cookie;
2072         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
2073
2074         hctx_lock(hctx, &srcu_idx);
2075         ret = __blk_mq_try_issue_directly(hctx, rq, &unused_cookie, true, last);
2076         hctx_unlock(hctx, srcu_idx);
2077
2078         return ret;
2079 }
2080
2081 void blk_mq_try_issue_list_directly(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
2082                 struct list_head *list)
2083 {
2084         int queued = 0;
2085         int errors = 0;
2086
2087         while (!list_empty(list)) {
2088                 blk_status_t ret;
2089                 struct request *rq = list_first_entry(list, struct request,
2090                                 queuelist);
2091
2092                 list_del_init(&rq->queuelist);
2093                 ret = blk_mq_request_issue_directly(rq, list_empty(list));
2094                 if (ret != BLK_STS_OK) {
2095                         if (ret == BLK_STS_RESOURCE ||
2096                                         ret == BLK_STS_DEV_RESOURCE) {
2097                                 blk_mq_request_bypass_insert(rq, false,
2098                                                         list_empty(list));
2099                                 break;
2100                         }
2101                         blk_mq_end_request(rq, ret);
2102                         errors++;
2103                 } else
2104                         queued++;
2105         }
2106
2107         /*
2108          * If we didn't flush the entire list, we could have told
2109          * the driver there was more coming, but that turned out to
2110          * be a lie.
2111          */
2112         if ((!list_empty(list) || errors) &&
2113              hctx->queue->mq_ops->commit_rqs && queued)
2114                 hctx->queue->mq_ops->commit_rqs(hctx);
2115 }
2116
2117 static void blk_add_rq_to_plug(struct blk_plug *plug, struct request *rq)
2118 {
2119         list_add_tail(&rq->queuelist, &plug->mq_list);
2120         plug->rq_count++;
2121         if (!plug->multiple_queues && !list_is_singular(&plug->mq_list)) {
2122                 struct request *tmp;
2123
2124                 tmp = list_first_entry(&plug->mq_list, struct request,
2125                                                 queuelist);
2126                 if (tmp->q != rq->q)
2127                         plug->multiple_queues = true;
2128         }
2129 }
2130
2131 /**
2132  * blk_mq_submit_bio - Create and send a request to block device.
2133  * @bio: Bio pointer.
2134  *
2135  * Builds up a request structure from @q and @bio and send to the device. The
2136  * request may not be queued directly to hardware if:
2137  * * This request can be merged with another one
2138  * * We want to place request at plug queue for possible future merging
2139  * * There is an IO scheduler active at this queue
2140  *
2141  * It will not queue the request if there is an error with the bio, or at the
2142  * request creation.
2143  *
2144  * Returns: Request queue cookie.
2145  */
2146 blk_qc_t blk_mq_submit_bio(struct bio *bio)
2147 {
2148         struct request_queue *q = bio->bi_disk->queue;
2149         const int is_sync = op_is_sync(bio->bi_opf);
2150         const int is_flush_fua = op_is_flush(bio->bi_opf);
2151         struct blk_mq_alloc_data data = {
2152                 .q              = q,
2153         };
2154         struct request *rq;
2155         struct blk_plug *plug;
2156         struct request *same_queue_rq = NULL;
2157         unsigned int nr_segs;
2158         blk_qc_t cookie;
2159         blk_status_t ret;
2160         bool hipri;
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         hipri = bio->bi_opf & REQ_HIPRI;
2178
2179         data.cmd_flags = bio->bi_opf;
2180         rq = __blk_mq_alloc_request(&data);
2181         if (unlikely(!rq)) {
2182                 rq_qos_cleanup(q, bio);
2183                 if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
2184                         bio_wouldblock_error(bio);
2185                 goto queue_exit;
2186         }
2187
2188         trace_block_getrq(bio);
2189
2190         rq_qos_track(q, rq, bio);
2191
2192         cookie = request_to_qc_t(data.hctx, rq);
2193
2194         blk_mq_bio_to_request(rq, bio, nr_segs);
2195
2196         ret = blk_crypto_init_request(rq);
2197         if (ret != BLK_STS_OK) {
2198                 bio->bi_status = ret;
2199                 bio_endio(bio);
2200                 blk_mq_free_request(rq);
2201                 return BLK_QC_T_NONE;
2202         }
2203
2204         plug = blk_mq_plug(q, bio);
2205         if (unlikely(is_flush_fua)) {
2206                 /* Bypass scheduler for flush requests */
2207                 blk_insert_flush(rq);
2208                 blk_mq_run_hw_queue(data.hctx, true);
2209         } else if (plug && (q->nr_hw_queues == 1 || q->mq_ops->commit_rqs ||
2210                                 !blk_queue_nonrot(q))) {
2211                 /*
2212                  * Use plugging if we have a ->commit_rqs() hook as well, as
2213                  * we know the driver uses bd->last in a smart fashion.
2214                  *
2215                  * Use normal plugging if this disk is slow HDD, as sequential
2216                  * IO may benefit a lot from plug merging.
2217                  */
2218                 unsigned int request_count = plug->rq_count;
2219                 struct request *last = NULL;
2220
2221                 if (!request_count)
2222                         trace_block_plug(q);
2223                 else
2224                         last = list_entry_rq(plug->mq_list.prev);
2225
2226                 if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT || (last &&
2227                     blk_rq_bytes(last) >= BLK_PLUG_FLUSH_SIZE)) {
2228                         blk_flush_plug_list(plug, false);
2229                         trace_block_plug(q);
2230                 }
2231
2232                 blk_add_rq_to_plug(plug, rq);
2233         } else if (q->elevator) {
2234                 /* Insert the request at the IO scheduler queue */
2235                 blk_mq_sched_insert_request(rq, false, true, true);
2236         } else if (plug && !blk_queue_nomerges(q)) {
2237                 /*
2238                  * We do limited plugging. If the bio can be merged, do that.
2239                  * Otherwise the existing request in the plug list will be
2240                  * issued. So the plug list will have one request at most
2241                  * The plug list might get flushed before this. If that happens,
2242                  * the plug list is empty, and same_queue_rq is invalid.
2243                  */
2244                 if (list_empty(&plug->mq_list))
2245                         same_queue_rq = NULL;
2246                 if (same_queue_rq) {
2247                         list_del_init(&same_queue_rq->queuelist);
2248                         plug->rq_count--;
2249                 }
2250                 blk_add_rq_to_plug(plug, rq);
2251                 trace_block_plug(q);
2252
2253                 if (same_queue_rq) {
2254                         data.hctx = same_queue_rq->mq_hctx;
2255                         trace_block_unplug(q, 1, true);
2256                         blk_mq_try_issue_directly(data.hctx, same_queue_rq,
2257                                         &cookie);
2258                 }
2259         } else if ((q->nr_hw_queues > 1 && is_sync) ||
2260                         !data.hctx->dispatch_busy) {
2261                 /*
2262                  * There is no scheduler and we can try to send directly
2263                  * to the hardware.
2264                  */
2265                 blk_mq_try_issue_directly(data.hctx, rq, &cookie);
2266         } else {
2267                 /* Default case. */
2268                 blk_mq_sched_insert_request(rq, false, true, true);
2269         }
2270
2271         if (!hipri)
2272                 return BLK_QC_T_NONE;
2273         return cookie;
2274 queue_exit:
2275         blk_queue_exit(q);
2276         return BLK_QC_T_NONE;
2277 }
2278
2279 void blk_mq_free_rqs(struct blk_mq_tag_set *set, struct blk_mq_tags *tags,
2280                      unsigned int hctx_idx)
2281 {
2282         struct page *page;
2283
2284         if (tags->rqs && set->ops->exit_request) {
2285                 int i;
2286
2287                 for (i = 0; i < tags->nr_tags; i++) {
2288                         struct request *rq = tags->static_rqs[i];
2289
2290                         if (!rq)
2291                                 continue;
2292                         set->ops->exit_request(set, rq, hctx_idx);
2293                         tags->static_rqs[i] = NULL;
2294                 }
2295         }
2296
2297         while (!list_empty(&tags->page_list)) {
2298                 page = list_first_entry(&tags->page_list, struct page, lru);
2299                 list_del_init(&page->lru);
2300                 /*
2301                  * Remove kmemleak object previously allocated in
2302                  * blk_mq_alloc_rqs().
2303                  */
2304                 kmemleak_free(page_address(page));
2305                 __free_pages(page, page->private);
2306         }
2307 }
2308
2309 void blk_mq_free_rq_map(struct blk_mq_tags *tags, unsigned int flags)
2310 {
2311         kfree(tags->rqs);
2312         tags->rqs = NULL;
2313         kfree(tags->static_rqs);
2314         tags->static_rqs = NULL;
2315
2316         blk_mq_free_tags(tags, flags);
2317 }
2318
2319 struct blk_mq_tags *blk_mq_alloc_rq_map(struct blk_mq_tag_set *set,
2320                                         unsigned int hctx_idx,
2321                                         unsigned int nr_tags,
2322                                         unsigned int reserved_tags,
2323                                         unsigned int flags)
2324 {
2325         struct blk_mq_tags *tags;
2326         int node;
2327
2328         node = blk_mq_hw_queue_to_node(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT], hctx_idx);
2329         if (node == NUMA_NO_NODE)
2330                 node = set->numa_node;
2331
2332         tags = blk_mq_init_tags(nr_tags, reserved_tags, node, flags);
2333         if (!tags)
2334                 return NULL;
2335
2336         tags->rqs = kcalloc_node(nr_tags, sizeof(struct request *),
2337                                  GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY,
2338                                  node);
2339         if (!tags->rqs) {
2340                 blk_mq_free_tags(tags, flags);
2341                 return NULL;
2342         }
2343
2344         tags->static_rqs = kcalloc_node(nr_tags, sizeof(struct request *),
2345                                         GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY,
2346                                         node);
2347         if (!tags->static_rqs) {
2348                 kfree(tags->rqs);
2349                 blk_mq_free_tags(tags, flags);
2350                 return NULL;
2351         }
2352
2353         return tags;
2354 }
2355
2356 static size_t order_to_size(unsigned int order)
2357 {
2358         return (size_t)PAGE_SIZE << order;
2359 }
2360
2361 static int blk_mq_init_request(struct blk_mq_tag_set *set, struct request *rq,
2362                                unsigned int hctx_idx, int node)
2363 {
2364         int ret;
2365
2366         if (set->ops->init_request) {
2367                 ret = set->ops->init_request(set, rq, hctx_idx, node);
2368                 if (ret)
2369                         return ret;
2370         }
2371
2372         WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_IDLE);
2373         return 0;
2374 }
2375
2376 int blk_mq_alloc_rqs(struct blk_mq_tag_set *set, struct blk_mq_tags *tags,
2377                      unsigned int hctx_idx, unsigned int depth)
2378 {
2379         unsigned int i, j, entries_per_page, max_order = 4;
2380         size_t rq_size, left;
2381         int node;
2382
2383         node = blk_mq_hw_queue_to_node(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT], hctx_idx);
2384         if (node == NUMA_NO_NODE)
2385                 node = set->numa_node;
2386
2387         INIT_LIST_HEAD(&tags->page_list);
2388
2389         /*
2390          * rq_size is the size of the request plus driver payload, rounded
2391          * to the cacheline size
2392          */
2393         rq_size = round_up(sizeof(struct request) + set->cmd_size,
2394                                 cache_line_size());
2395         left = rq_size * depth;
2396
2397         for (i = 0; i < depth; ) {
2398                 int this_order = max_order;
2399                 struct page *page;
2400                 int to_do;
2401                 void *p;
2402
2403                 while (this_order && left < order_to_size(this_order - 1))
2404                         this_order--;
2405
2406                 do {
2407                         page = alloc_pages_node(node,
2408                                 GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY | __GFP_ZERO,
2409                                 this_order);
2410                         if (page)
2411                                 break;
2412                         if (!this_order--)
2413                                 break;
2414                         if (order_to_size(this_order) < rq_size)
2415                                 break;
2416                 } while (1);
2417
2418                 if (!page)
2419                         goto fail;
2420
2421                 page->private = this_order;
2422                 list_add_tail(&page->lru, &tags->page_list);
2423
2424                 p = page_address(page);
2425                 /*
2426                  * Allow kmemleak to scan these pages as they contain pointers
2427                  * to additional allocations like via ops->init_request().
2428                  */
2429                 kmemleak_alloc(p, order_to_size(this_order), 1, GFP_NOIO);
2430                 entries_per_page = order_to_size(this_order) / rq_size;
2431                 to_do = min(entries_per_page, depth - i);
2432                 left -= to_do * rq_size;
2433                 for (j = 0; j < to_do; j++) {
2434                         struct request *rq = p;
2435
2436                         tags->static_rqs[i] = rq;
2437                         if (blk_mq_init_request(set, rq, hctx_idx, node)) {
2438                                 tags->static_rqs[i] = NULL;
2439                                 goto fail;
2440                         }
2441
2442                         p += rq_size;
2443                         i++;
2444                 }
2445         }
2446         return 0;
2447
2448 fail:
2449         blk_mq_free_rqs(set, tags, hctx_idx);
2450         return -ENOMEM;
2451 }
2452
2453 struct rq_iter_data {
2454         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2455         bool has_rq;
2456 };
2457
2458 static bool blk_mq_has_request(struct request *rq, void *data, bool reserved)
2459 {
2460         struct rq_iter_data *iter_data = data;
2461
2462         if (rq->mq_hctx != iter_data->hctx)
2463                 return true;
2464         iter_data->has_rq = true;
2465         return false;
2466 }
2467
2468 static bool blk_mq_hctx_has_requests(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
2469 {
2470         struct blk_mq_tags *tags = hctx->sched_tags ?
2471                         hctx->sched_tags : hctx->tags;
2472         struct rq_iter_data data = {
2473                 .hctx   = hctx,
2474         };
2475
2476         blk_mq_all_tag_iter(tags, blk_mq_has_request, &data);
2477         return data.has_rq;
2478 }
2479
2480 static inline bool blk_mq_last_cpu_in_hctx(unsigned int cpu,
2481                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
2482 {
2483         if (cpumask_next_and(-1, hctx->cpumask, cpu_online_mask) != cpu)
2484                 return false;
2485         if (cpumask_next_and(cpu, hctx->cpumask, cpu_online_mask) < nr_cpu_ids)
2486                 return false;
2487         return true;
2488 }
2489
2490 static int blk_mq_hctx_notify_offline(unsigned int cpu, struct hlist_node *node)
2491 {
2492         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = hlist_entry_safe(node,
2493                         struct blk_mq_hw_ctx, cpuhp_online);
2494
2495         if (!cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask) ||
2496             !blk_mq_last_cpu_in_hctx(cpu, hctx))
2497                 return 0;
2498
2499         /*
2500          * Prevent new request from being allocated on the current hctx.
2501          *
2502          * The smp_mb__after_atomic() Pairs with the implied barrier in
2503          * test_and_set_bit_lock in sbitmap_get().  Ensures the inactive flag is
2504          * seen once we return from the tag allocator.
2505          */
2506         set_bit(BLK_MQ_S_INACTIVE, &hctx->state);
2507         smp_mb__after_atomic();
2508
2509         /*
2510          * Try to grab a reference to the queue and wait for any outstanding
2511          * requests.  If we could not grab a reference the queue has been
2512          * frozen and there are no requests.
2513          */
2514         if (percpu_ref_tryget(&hctx->queue->q_usage_counter)) {
2515                 while (blk_mq_hctx_has_requests(hctx))
2516                         msleep(5);
2517                 percpu_ref_put(&hctx->queue->q_usage_counter);
2518         }
2519
2520         return 0;
2521 }
2522
2523 static int blk_mq_hctx_notify_online(unsigned int cpu, struct hlist_node *node)
2524 {
2525         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = hlist_entry_safe(node,
2526                         struct blk_mq_hw_ctx, cpuhp_online);
2527
2528         if (cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask))
2529                 clear_bit(BLK_MQ_S_INACTIVE, &hctx->state);
2530         return 0;
2531 }
2532
2533 /*
2534  * 'cpu' is going away. splice any existing rq_list entries from this
2535  * software queue to the hw queue dispatch list, and ensure that it
2536  * gets run.
2537  */
2538 static int blk_mq_hctx_notify_dead(unsigned int cpu, struct hlist_node *node)
2539 {
2540         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2541         struct blk_mq_ctx *ctx;
2542         LIST_HEAD(tmp);
2543         enum hctx_type type;
2544
2545         hctx = hlist_entry_safe(node, struct blk_mq_hw_ctx, cpuhp_dead);
2546         if (!cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask))
2547                 return 0;
2548
2549         ctx = __blk_mq_get_ctx(hctx->queue, cpu);
2550         type = hctx->type;
2551
2552         spin_lock(&ctx->lock);
2553         if (!list_empty(&ctx->rq_lists[type])) {
2554                 list_splice_init(&ctx->rq_lists[type], &tmp);
2555                 blk_mq_hctx_clear_pending(hctx, ctx);
2556         }
2557         spin_unlock(&ctx->lock);
2558
2559         if (list_empty(&tmp))
2560                 return 0;
2561
2562         spin_lock(&hctx->lock);
2563         list_splice_tail_init(&tmp, &hctx->dispatch);
2564         spin_unlock(&hctx->lock);
2565
2566         blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
2567         return 0;
2568 }
2569
2570 static void blk_mq_remove_cpuhp(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
2571 {
2572         if (!(hctx->flags & BLK_MQ_F_STACKING))
2573                 cpuhp_state_remove_instance_nocalls(CPUHP_AP_BLK_MQ_ONLINE,
2574                                                     &hctx->cpuhp_online);
2575         cpuhp_state_remove_instance_nocalls(CPUHP_BLK_MQ_DEAD,
2576                                             &hctx->cpuhp_dead);
2577 }
2578
2579 /* hctx->ctxs will be freed in queue's release handler */
2580 static void blk_mq_exit_hctx(struct request_queue *q,
2581                 struct blk_mq_tag_set *set,
2582                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned int hctx_idx)
2583 {
2584         if (blk_mq_hw_queue_mapped(hctx))
2585                 blk_mq_tag_idle(hctx);
2586
2587         if (set->ops->exit_request)
2588                 set->ops->exit_request(set, hctx->fq->flush_rq, hctx_idx);
2589
2590         if (set->ops->exit_hctx)
2591                 set->ops->exit_hctx(hctx, hctx_idx);
2592
2593         blk_mq_remove_cpuhp(hctx);
2594
2595         spin_lock(&q->unused_hctx_lock);
2596         list_add(&hctx->hctx_list, &q->unused_hctx_list);
2597         spin_unlock(&q->unused_hctx_lock);
2598 }
2599
2600 static void blk_mq_exit_hw_queues(struct request_queue *q,
2601                 struct blk_mq_tag_set *set, int nr_queue)
2602 {
2603         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2604         unsigned int i;
2605
2606         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2607                 if (i == nr_queue)
2608                         break;
2609                 blk_mq_debugfs_unregister_hctx(hctx);
2610                 blk_mq_exit_hctx(q, set, hctx, i);
2611         }
2612 }
2613
2614 static int blk_mq_hw_ctx_size(struct blk_mq_tag_set *tag_set)
2615 {
2616         int hw_ctx_size = sizeof(struct blk_mq_hw_ctx);
2617
2618         BUILD_BUG_ON(ALIGN(offsetof(struct blk_mq_hw_ctx, srcu),
2619                            __alignof__(struct blk_mq_hw_ctx)) !=
2620                      sizeof(struct blk_mq_hw_ctx));
2621
2622         if (tag_set->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)
2623                 hw_ctx_size += sizeof(struct srcu_struct);
2624
2625         return hw_ctx_size;
2626 }
2627
2628 static int blk_mq_init_hctx(struct request_queue *q,
2629                 struct blk_mq_tag_set *set,
2630                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned hctx_idx)
2631 {
2632         hctx->queue_num = hctx_idx;
2633
2634         if (!(hctx->flags & BLK_MQ_F_STACKING))
2635                 cpuhp_state_add_instance_nocalls(CPUHP_AP_BLK_MQ_ONLINE,
2636                                 &hctx->cpuhp_online);
2637         cpuhp_state_add_instance_nocalls(CPUHP_BLK_MQ_DEAD, &hctx->cpuhp_dead);
2638
2639         hctx->tags = set->tags[hctx_idx];
2640
2641         if (set->ops->init_hctx &&
2642             set->ops->init_hctx(hctx, set->driver_data, hctx_idx))
2643                 goto unregister_cpu_notifier;
2644
2645         if (blk_mq_init_request(set, hctx->fq->flush_rq, hctx_idx,
2646                                 hctx->numa_node))
2647                 goto exit_hctx;
2648         return 0;
2649
2650  exit_hctx:
2651         if (set->ops->exit_hctx)
2652                 set->ops->exit_hctx(hctx, hctx_idx);
2653  unregister_cpu_notifier:
2654         blk_mq_remove_cpuhp(hctx);
2655         return -1;
2656 }
2657
2658 static struct blk_mq_hw_ctx *
2659 blk_mq_alloc_hctx(struct request_queue *q, struct blk_mq_tag_set *set,
2660                 int node)
2661 {
2662         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2663         gfp_t gfp = GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY;
2664
2665         hctx = kzalloc_node(blk_mq_hw_ctx_size(set), gfp, node);
2666         if (!hctx)
2667                 goto fail_alloc_hctx;
2668
2669         if (!zalloc_cpumask_var_node(&hctx->cpumask, gfp, node))
2670                 goto free_hctx;
2671
2672         atomic_set(&hctx->nr_active, 0);
2673         atomic_set(&hctx->elevator_queued, 0);
2674         if (node == NUMA_NO_NODE)
2675                 node = set->numa_node;
2676         hctx->numa_node = node;
2677
2678         INIT_DELAYED_WORK(&hctx->run_work, blk_mq_run_work_fn);
2679         spin_lock_init(&hctx->lock);
2680         INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch);
2681         hctx->queue = q;
2682         hctx->flags = set->flags & ~BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2683
2684         INIT_LIST_HEAD(&hctx->hctx_list);
2685
2686         /*
2687          * Allocate space for all possible cpus to avoid allocation at
2688          * runtime
2689          */
2690         hctx->ctxs = kmalloc_array_node(nr_cpu_ids, sizeof(void *),
2691                         gfp, node);
2692         if (!hctx->ctxs)
2693                 goto free_cpumask;
2694
2695         if (sbitmap_init_node(&hctx->ctx_map, nr_cpu_ids, ilog2(8),
2696                                 gfp, node))
2697                 goto free_ctxs;
2698         hctx->nr_ctx = 0;
2699
2700         spin_lock_init(&hctx->dispatch_wait_lock);
2701         init_waitqueue_func_entry(&hctx->dispatch_wait, blk_mq_dispatch_wake);
2702         INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch_wait.entry);
2703
2704         hctx->fq = blk_alloc_flush_queue(hctx->numa_node, set->cmd_size, gfp);
2705         if (!hctx->fq)
2706                 goto free_bitmap;
2707
2708         if (hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)
2709                 init_srcu_struct(hctx->srcu);
2710         blk_mq_hctx_kobj_init(hctx);
2711
2712         return hctx;
2713
2714  free_bitmap:
2715         sbitmap_free(&hctx->ctx_map);
2716  free_ctxs:
2717         kfree(hctx->ctxs);
2718  free_cpumask:
2719         free_cpumask_var(hctx->cpumask);
2720  free_hctx:
2721         kfree(hctx);
2722  fail_alloc_hctx:
2723         return NULL;
2724 }
2725
2726 static void blk_mq_init_cpu_queues(struct request_queue *q,
2727                                    unsigned int nr_hw_queues)
2728 {
2729         struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
2730         unsigned int i, j;
2731
2732         for_each_possible_cpu(i) {
2733                 struct blk_mq_ctx *__ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
2734                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2735                 int k;
2736
2737                 __ctx->cpu = i;
2738                 spin_lock_init(&__ctx->lock);
2739                 for (k = HCTX_TYPE_DEFAULT; k < HCTX_MAX_TYPES; k++)
2740                         INIT_LIST_HEAD(&__ctx->rq_lists[k]);
2741
2742                 __ctx->queue = q;
2743
2744                 /*
2745                  * Set local node, IFF we have more than one hw queue. If
2746                  * not, we remain on the home node of the device
2747                  */
2748                 for (j = 0; j < set->nr_maps; j++) {
2749                         hctx = blk_mq_map_queue_type(q, j, i);
2750                         if (nr_hw_queues > 1 && hctx->numa_node == NUMA_NO_NODE)
2751                                 hctx->numa_node = cpu_to_node(i);
2752                 }
2753         }
2754 }
2755
2756 static bool __blk_mq_alloc_map_and_request(struct blk_mq_tag_set *set,
2757                                         int hctx_idx)
2758 {
2759         unsigned int flags = set->flags;
2760         int ret = 0;
2761
2762         set->tags[hctx_idx] = blk_mq_alloc_rq_map(set, hctx_idx,
2763                                         set->queue_depth, set->reserved_tags, flags);
2764         if (!set->tags[hctx_idx])
2765                 return false;
2766
2767         ret = blk_mq_alloc_rqs(set, set->tags[hctx_idx], hctx_idx,
2768                                 set->queue_depth);
2769         if (!ret)
2770                 return true;
2771
2772         blk_mq_free_rq_map(set->tags[hctx_idx], flags);
2773         set->tags[hctx_idx] = NULL;
2774         return false;
2775 }
2776
2777 static void blk_mq_free_map_and_requests(struct blk_mq_tag_set *set,
2778                                          unsigned int hctx_idx)
2779 {
2780         unsigned int flags = set->flags;
2781
2782         if (set->tags && set->tags[hctx_idx]) {
2783                 blk_mq_free_rqs(set, set->tags[hctx_idx], hctx_idx);
2784                 blk_mq_free_rq_map(set->tags[hctx_idx], flags);
2785                 set->tags[hctx_idx] = NULL;
2786         }
2787 }
2788
2789 static void blk_mq_map_swqueue(struct request_queue *q)
2790 {
2791         unsigned int i, j, hctx_idx;
2792         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2793         struct blk_mq_ctx *ctx;
2794         struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
2795
2796         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2797                 cpumask_clear(hctx->cpumask);
2798                 hctx->nr_ctx = 0;
2799                 hctx->dispatch_from = NULL;
2800         }
2801
2802         /*
2803          * Map software to hardware queues.
2804          *
2805          * If the cpu isn't present, the cpu is mapped to first hctx.
2806          */
2807         for_each_possible_cpu(i) {
2808
2809                 ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
2810                 for (j = 0; j < set->nr_maps; j++) {
2811                         if (!set->map[j].nr_queues) {
2812                                 ctx->hctxs[j] = blk_mq_map_queue_type(q,
2813                                                 HCTX_TYPE_DEFAULT, i);
2814                                 continue;
2815                         }
2816                         hctx_idx = set->map[j].mq_map[i];
2817                         /* unmapped hw queue can be remapped after CPU topo changed */
2818                         if (!set->tags[hctx_idx] &&
2819                             !__blk_mq_alloc_map_and_request(set, hctx_idx)) {
2820                                 /*
2821                                  * If tags initialization fail for some hctx,
2822                                  * that hctx won't be brought online.  In this
2823                                  * case, remap the current ctx to hctx[0] which
2824                                  * is guaranteed to always have tags allocated
2825                                  */
2826                                 set->map[j].mq_map[i] = 0;
2827                         }
2828
2829                         hctx = blk_mq_map_queue_type(q, j, i);
2830                         ctx->hctxs[j] = hctx;
2831                         /*
2832                          * If the CPU is already set in the mask, then we've
2833                          * mapped this one already. This can happen if
2834                          * devices share queues across queue maps.
2835                          */
2836                         if (cpumask_test_cpu(i, hctx->cpumask))
2837                                 continue;
2838
2839                         cpumask_set_cpu(i, hctx->cpumask);
2840                         hctx->type = j;
2841                         ctx->index_hw[hctx->type] = hctx->nr_ctx;
2842                         hctx->ctxs[hctx->nr_ctx++] = ctx;
2843
2844                         /*
2845                          * If the nr_ctx type overflows, we have exceeded the
2846                          * amount of sw queues we can support.
2847                          */
2848                         BUG_ON(!hctx->nr_ctx);
2849                 }
2850
2851                 for (; j < HCTX_MAX_TYPES; j++)
2852                         ctx->hctxs[j] = blk_mq_map_queue_type(q,
2853                                         HCTX_TYPE_DEFAULT, i);
2854         }
2855
2856         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2857                 /*
2858                  * If no software queues are mapped to this hardware queue,
2859                  * disable it and free the request entries.
2860                  */
2861                 if (!hctx->nr_ctx) {
2862                         /* Never unmap queue 0.  We need it as a
2863                          * fallback in case of a new remap fails
2864                          * allocation
2865                          */
2866                         if (i && set->tags[i])
2867                                 blk_mq_free_map_and_requests(set, i);
2868
2869                         hctx->tags = NULL;
2870                         continue;
2871                 }
2872
2873                 hctx->tags = set->tags[i];
2874                 WARN_ON(!hctx->tags);
2875
2876                 /*
2877                  * Set the map size to the number of mapped software queues.
2878                  * This is more accurate and more efficient than looping
2879                  * over all possibly mapped software queues.
2880                  */
2881                 sbitmap_resize(&hctx->ctx_map, hctx->nr_ctx);
2882
2883                 /*
2884                  * Initialize batch roundrobin counts
2885                  */
2886                 hctx->next_cpu = blk_mq_first_mapped_cpu(hctx);
2887                 hctx->next_cpu_batch = BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH;
2888         }
2889 }
2890
2891 /*
2892  * Caller needs to ensure that we're either frozen/quiesced, or that
2893  * the queue isn't live yet.
2894  */
2895 static void queue_set_hctx_shared(struct request_queue *q, bool shared)
2896 {
2897         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2898         int i;
2899
2900         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2901                 if (shared)
2902                         hctx->flags |= BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2903                 else
2904                         hctx->flags &= ~BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2905         }
2906 }
2907
2908 static void blk_mq_update_tag_set_shared(struct blk_mq_tag_set *set,
2909                                          bool shared)
2910 {
2911         struct request_queue *q;
2912
2913         lockdep_assert_held(&set->tag_list_lock);
2914
2915         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
2916                 blk_mq_freeze_queue(q);
2917                 queue_set_hctx_shared(q, shared);
2918                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
2919         }
2920 }
2921
2922 static void blk_mq_del_queue_tag_set(struct request_queue *q)
2923 {
2924         struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
2925
2926         mutex_lock(&set->tag_list_lock);
2927         list_del(&q->tag_set_list);
2928         if (list_is_singular(&set->tag_list)) {
2929                 /* just transitioned to unshared */
2930                 set->flags &= ~BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2931                 /* update existing queue */
2932                 blk_mq_update_tag_set_shared(set, false);
2933         }
2934         mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
2935         INIT_LIST_HEAD(&q->tag_set_list);
2936 }
2937
2938 static void blk_mq_add_queue_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set,
2939                                      struct request_queue *q)
2940 {
2941         mutex_lock(&set->tag_list_lock);
2942
2943         /*
2944          * Check to see if we're transitioning to shared (from 1 to 2 queues).
2945          */
2946         if (!list_empty(&set->tag_list) &&
2947             !(set->flags & BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED)) {
2948                 set->flags |= BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2949                 /* update existing queue */
2950                 blk_mq_update_tag_set_shared(set, true);
2951         }
2952         if (set->flags & BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED)
2953                 queue_set_hctx_shared(q, true);
2954         list_add_tail(&q->tag_set_list, &set->tag_list);
2955
2956         mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
2957 }
2958
2959 /* All allocations will be freed in release handler of q->mq_kobj */
2960 static int blk_mq_alloc_ctxs(struct request_queue *q)
2961 {
2962         struct blk_mq_ctxs *ctxs;
2963         int cpu;
2964
2965         ctxs = kzalloc(sizeof(*ctxs), GFP_KERNEL);
2966         if (!ctxs)
2967                 return -ENOMEM;
2968
2969         ctxs->queue_ctx = alloc_percpu(struct blk_mq_ctx);
2970         if (!ctxs->queue_ctx)
2971                 goto fail;
2972
2973         for_each_possible_cpu(cpu) {
2974                 struct blk_mq_ctx *ctx = per_cpu_ptr(ctxs->queue_ctx, cpu);
2975                 ctx->ctxs = ctxs;
2976         }
2977
2978         q->mq_kobj = &ctxs->kobj;
2979         q->queue_ctx = ctxs->queue_ctx;
2980
2981         return 0;
2982  fail:
2983         kfree(ctxs);
2984         return -ENOMEM;
2985 }
2986
2987 /*
2988  * It is the actual release handler for mq, but we do it from
2989  * request queue's release handler for avoiding use-after-free
2990  * and headache because q->mq_kobj shouldn't have been introduced,
2991  * but we can't group ctx/kctx kobj without it.
2992  */
2993 void blk_mq_release(struct request_queue *q)
2994 {
2995         struct blk_mq_hw_ctx *hctx, *next;
2996         int i;
2997
2998         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
2999                 WARN_ON_ONCE(hctx && list_empty(&hctx->hctx_list));
3000
3001         /* all hctx are in .unused_hctx_list now */
3002         list_for_each_entry_safe(hctx, next, &q->unused_hctx_list, hctx_list) {
3003                 list_del_init(&hctx->hctx_list);
3004                 kobject_put(&hctx->kobj);
3005         }
3006
3007         kfree(q->queue_hw_ctx);
3008
3009         /*
3010          * release .mq_kobj and sw queue's kobject now because
3011          * both share lifetime with request queue.
3012          */
3013         blk_mq_sysfs_deinit(q);
3014 }
3015
3016 struct request_queue *blk_mq_init_queue_data(struct blk_mq_tag_set *set,
3017                 void *queuedata)
3018 {
3019         struct request_queue *uninit_q, *q;
3020
3021         uninit_q = blk_alloc_queue(set->numa_node);
3022         if (!uninit_q)
3023                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3024         uninit_q->queuedata = queuedata;
3025
3026         /*
3027          * Initialize the queue without an elevator. device_add_disk() will do
3028          * the initialization.
3029          */
3030         q = blk_mq_init_allocated_queue(set, uninit_q, false);
3031         if (IS_ERR(q))
3032                 blk_cleanup_queue(uninit_q);
3033
3034         return q;
3035 }
3036 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_init_queue_data);
3037
3038 struct request_queue *blk_mq_init_queue(struct blk_mq_tag_set *set)
3039 {
3040         return blk_mq_init_queue_data(set, NULL);
3041 }
3042 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_queue);
3043
3044 /*
3045  * Helper for setting up a queue with mq ops, given queue depth, and
3046  * the passed in mq ops flags.
3047  */
3048 struct request_queue *blk_mq_init_sq_queue(struct blk_mq_tag_set *set,
3049                                            const struct blk_mq_ops *ops,
3050                                            unsigned int queue_depth,
3051                                            unsigned int set_flags)
3052 {
3053         struct request_queue *q;
3054         int ret;
3055
3056         memset(set, 0, sizeof(*set));
3057         set->ops = ops;
3058         set->nr_hw_queues = 1;
3059         set->nr_maps = 1;
3060         set->queue_depth = queue_depth;
3061         set->numa_node = NUMA_NO_NODE;
3062         set->flags = set_flags;
3063
3064         ret = blk_mq_alloc_tag_set(set);
3065         if (ret)
3066                 return ERR_PTR(ret);
3067
3068         q = blk_mq_init_queue(set);
3069         if (IS_ERR(q)) {
3070                 blk_mq_free_tag_set(set);
3071                 return q;
3072         }
3073
3074         return q;
3075 }
3076 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_sq_queue);
3077
3078 static struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_alloc_and_init_hctx(
3079                 struct blk_mq_tag_set *set, struct request_queue *q,
3080                 int hctx_idx, int node)
3081 {
3082         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = NULL, *tmp;
3083
3084         /* reuse dead hctx first */
3085         spin_lock(&q->unused_hctx_lock);
3086         list_for_each_entry(tmp, &q->unused_hctx_list, hctx_list) {
3087                 if (tmp->numa_node == node) {
3088                         hctx = tmp;
3089                         break;
3090                 }
3091         }
3092         if (hctx)
3093                 list_del_init(&hctx->hctx_list);
3094         spin_unlock(&q->unused_hctx_lock);
3095
3096         if (!hctx)
3097                 hctx = blk_mq_alloc_hctx(q, set, node);
3098         if (!hctx)
3099                 goto fail;
3100
3101         if (blk_mq_init_hctx(q, set, hctx, hctx_idx))
3102                 goto free_hctx;
3103
3104         return hctx;
3105
3106  free_hctx:
3107         kobject_put(&hctx->kobj);
3108  fail:
3109         return NULL;
3110 }
3111
3112 static void blk_mq_realloc_hw_ctxs(struct blk_mq_tag_set *set,
3113                                                 struct request_queue *q)
3114 {
3115         int i, j, end;
3116         struct blk_mq_hw_ctx **hctxs = q->queue_hw_ctx;
3117
3118         if (q->nr_hw_queues < set->nr_hw_queues) {
3119                 struct blk_mq_hw_ctx **new_hctxs;
3120
3121                 new_hctxs = kcalloc_node(set->nr_hw_queues,
3122                                        sizeof(*new_hctxs), GFP_KERNEL,
3123                                        set->numa_node);
3124                 if (!new_hctxs)
3125                         return;
3126                 if (hctxs)
3127                         memcpy(new_hctxs, hctxs, q->nr_hw_queues *
3128                                sizeof(*hctxs));
3129                 q->queue_hw_ctx = new_hctxs;
3130                 kfree(hctxs);
3131                 hctxs = new_hctxs;
3132         }
3133
3134         /* protect against switching io scheduler  */
3135         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
3136         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
3137                 int node;
3138                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
3139
3140                 node = blk_mq_hw_queue_to_node(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT], i);
3141                 /*
3142                  * If the hw queue has been mapped to another numa node,
3143                  * we need to realloc the hctx. If allocation fails, fallback
3144                  * to use the previous one.
3145                  */
3146                 if (hctxs[i] && (hctxs[i]->numa_node == node))
3147                         continue;
3148
3149                 hctx = blk_mq_alloc_and_init_hctx(set, q, i, node);
3150                 if (hctx) {
3151                         if (hctxs[i])
3152                                 blk_mq_exit_hctx(q, set, hctxs[i], i);
3153                         hctxs[i] = hctx;
3154                 } else {
3155                         if (hctxs[i])
3156                                 pr_warn("Allocate new hctx on node %d fails,\
3157                                                 fallback to previous one on node %d\n",
3158                                                 node, hctxs[i]->numa_node);
3159                         else
3160                                 break;
3161                 }
3162         }
3163         /*
3164          * Increasing nr_hw_queues fails. Free the newly allocated
3165          * hctxs and keep the previous q->nr_hw_queues.
3166          */
3167         if (i != set->nr_hw_queues) {
3168                 j = q->nr_hw_queues;
3169                 end = i;
3170         } else {
3171                 j = i;
3172                 end = q->nr_hw_queues;
3173                 q->nr_hw_queues = set->nr_hw_queues;
3174         }
3175
3176         for (; j < end; j++) {
3177                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx = hctxs[j];
3178
3179                 if (hctx) {
3180                         if (hctx->tags)
3181                                 blk_mq_free_map_and_requests(set, j);
3182                         blk_mq_exit_hctx(q, set, hctx, j);
3183                         hctxs[j] = NULL;
3184                 }
3185         }
3186         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
3187 }
3188
3189 struct request_queue *blk_mq_init_allocated_queue(struct blk_mq_tag_set *set,
3190                                                   struct request_queue *q,
3191                                                   bool elevator_init)
3192 {
3193         /* mark the queue as mq asap */
3194         q->mq_ops = set->ops;
3195
3196         q->poll_cb = blk_stat_alloc_callback(blk_mq_poll_stats_fn,
3197                                              blk_mq_poll_stats_bkt,
3198                                              BLK_MQ_POLL_STATS_BKTS, q);
3199         if (!q->poll_cb)
3200                 goto err_exit;
3201
3202         if (blk_mq_alloc_ctxs(q))
3203                 goto err_poll;
3204
3205         /* init q->mq_kobj and sw queues' kobjects */
3206         blk_mq_sysfs_init(q);
3207
3208         INIT_LIST_HEAD(&q->unused_hctx_list);
3209         spin_lock_init(&q->unused_hctx_lock);
3210
3211         blk_mq_realloc_hw_ctxs(set, q);
3212         if (!q->nr_hw_queues)
3213                 goto err_hctxs;
3214
3215         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_mq_timeout_work);
3216         blk_queue_rq_timeout(q, set->timeout ? set->timeout : 30 * HZ);
3217
3218         q->tag_set = set;
3219
3220         q->queue_flags |= QUEUE_FLAG_MQ_DEFAULT;
3221         if (set->nr_maps > HCTX_TYPE_POLL &&
3222             set->map[HCTX_TYPE_POLL].nr_queues)
3223                 blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_POLL, q);
3224
3225         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
3226
3227         INIT_DELAYED_WORK(&q->requeue_work, blk_mq_requeue_work);
3228         INIT_LIST_HEAD(&q->requeue_list);
3229         spin_lock_init(&q->requeue_lock);
3230
3231         q->nr_requests = set->queue_depth;
3232
3233         /*
3234          * Default to classic polling
3235          */
3236         q->poll_nsec = BLK_MQ_POLL_CLASSIC;
3237
3238         blk_mq_init_cpu_queues(q, set->nr_hw_queues);
3239         blk_mq_add_queue_tag_set(set, q);
3240         blk_mq_map_swqueue(q);
3241
3242         if (elevator_init)
3243                 elevator_init_mq(q);
3244
3245         return q;
3246
3247 err_hctxs:
3248         kfree(q->queue_hw_ctx);
3249         q->nr_hw_queues = 0;
3250         blk_mq_sysfs_deinit(q);
3251 err_poll:
3252         blk_stat_free_callback(q->poll_cb);
3253         q->poll_cb = NULL;
3254 err_exit:
3255         q->mq_ops = NULL;
3256         return ERR_PTR(-ENOMEM);
3257 }
3258 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_allocated_queue);
3259
3260 /* tags can _not_ be used after returning from blk_mq_exit_queue */
3261 void blk_mq_exit_queue(struct request_queue *q)
3262 {
3263         struct blk_mq_tag_set   *set = q->tag_set;
3264
3265         blk_mq_del_queue_tag_set(q);
3266         blk_mq_exit_hw_queues(q, set, set->nr_hw_queues);
3267 }
3268
3269 static int __blk_mq_alloc_rq_maps(struct blk_mq_tag_set *set)
3270 {
3271         int i;
3272
3273         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
3274                 if (!__blk_mq_alloc_map_and_request(set, i))
3275                         goto out_unwind;
3276                 cond_resched();
3277         }
3278
3279         return 0;
3280
3281 out_unwind:
3282         while (--i >= 0)
3283                 blk_mq_free_map_and_requests(set, i);
3284
3285         return -ENOMEM;
3286 }
3287
3288 /*
3289  * Allocate the request maps associated with this tag_set. Note that this
3290  * may reduce the depth asked for, if memory is tight. set->queue_depth
3291  * will be updated to reflect the allocated depth.
3292  */
3293 static int blk_mq_alloc_map_and_requests(struct blk_mq_tag_set *set)
3294 {
3295         unsigned int depth;
3296         int err;
3297
3298         depth = set->queue_depth;
3299         do {
3300                 err = __blk_mq_alloc_rq_maps(set);
3301                 if (!err)
3302                         break;
3303
3304                 set->queue_depth >>= 1;
3305                 if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN) {
3306                         err = -ENOMEM;
3307                         break;
3308                 }
3309         } while (set->queue_depth);
3310
3311         if (!set->queue_depth || err) {
3312                 pr_err("blk-mq: failed to allocate request map\n");
3313                 return -ENOMEM;
3314         }
3315
3316         if (depth != set->queue_depth)
3317                 pr_info("blk-mq: reduced tag depth (%u -> %u)\n",
3318                                                 depth, set->queue_depth);
3319
3320         return 0;
3321 }
3322
3323 static int blk_mq_update_queue_map(struct blk_mq_tag_set *set)
3324 {
3325         /*
3326          * blk_mq_map_queues() and multiple .map_queues() implementations
3327          * expect that set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT].nr_queues is set to the
3328          * number of hardware queues.
3329          */
3330         if (set->nr_maps == 1)
3331                 set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT].nr_queues = set->nr_hw_queues;
3332
3333         if (set->ops->map_queues && !is_kdump_kernel()) {
3334                 int i;
3335
3336                 /*
3337                  * transport .map_queues is usually done in the following
3338                  * way:
3339                  *
3340                  * for (queue = 0; queue < set->nr_hw_queues; queue++) {
3341                  *      mask = get_cpu_mask(queue)
3342                  *      for_each_cpu(cpu, mask)
3343                  *              set->map[x].mq_map[cpu] = queue;
3344                  * }
3345                  *
3346                  * When we need to remap, the table has to be cleared for
3347                  * killing stale mapping since one CPU may not be mapped
3348                  * to any hw queue.
3349                  */
3350                 for (i = 0; i < set->nr_maps; i++)
3351                         blk_mq_clear_mq_map(&set->map[i]);
3352
3353                 return set->ops->map_queues(set);
3354         } else {
3355                 BUG_ON(set->nr_maps > 1);
3356                 return blk_mq_map_queues(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT]);
3357         }
3358 }
3359
3360 static int blk_mq_realloc_tag_set_tags(struct blk_mq_tag_set *set,
3361                                   int cur_nr_hw_queues, int new_nr_hw_queues)
3362 {
3363         struct blk_mq_tags **new_tags;
3364
3365         if (cur_nr_hw_queues >= new_nr_hw_queues)
3366                 return 0;
3367
3368         new_tags = kcalloc_node(new_nr_hw_queues, sizeof(struct blk_mq_tags *),
3369                                 GFP_KERNEL, set->numa_node);
3370         if (!new_tags)
3371                 return -ENOMEM;
3372
3373         if (set->tags)
3374                 memcpy(new_tags, set->tags, cur_nr_hw_queues *
3375                        sizeof(*set->tags));
3376         kfree(set->tags);
3377         set->tags = new_tags;
3378         set->nr_hw_queues = new_nr_hw_queues;
3379
3380         return 0;
3381 }
3382
3383 static int blk_mq_alloc_tag_set_tags(struct blk_mq_tag_set *set,
3384                                 int new_nr_hw_queues)
3385 {
3386         return blk_mq_realloc_tag_set_tags(set, 0, new_nr_hw_queues);
3387 }
3388
3389 /*
3390  * Alloc a tag set to be associated with one or more request queues.
3391  * May fail with EINVAL for various error conditions. May adjust the
3392  * requested depth down, if it's too large. In that case, the set
3393  * value will be stored in set->queue_depth.
3394  */
3395 int blk_mq_alloc_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
3396 {
3397         int i, ret;
3398
3399         BUILD_BUG_ON(BLK_MQ_MAX_DEPTH > 1 << BLK_MQ_UNIQUE_TAG_BITS);
3400
3401         if (!set->nr_hw_queues)
3402                 return -EINVAL;
3403         if (!set->queue_depth)
3404                 return -EINVAL;
3405         if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN)
3406                 return -EINVAL;
3407
3408         if (!set->ops->queue_rq)
3409                 return -EINVAL;
3410
3411         if (!set->ops->get_budget ^ !set->ops->put_budget)
3412                 return -EINVAL;
3413
3414         if (set->queue_depth > BLK_MQ_MAX_DEPTH) {
3415                 pr_info("blk-mq: reduced tag depth to %u\n",
3416                         BLK_MQ_MAX_DEPTH);
3417                 set->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
3418         }
3419
3420         if (!set->nr_maps)
3421                 set->nr_maps = 1;
3422         else if (set->nr_maps > HCTX_MAX_TYPES)
3423                 return -EINVAL;
3424
3425         /*
3426          * If a crashdump is active, then we are potentially in a very
3427          * memory constrained environment. Limit us to 1 queue and
3428          * 64 tags to prevent using too much memory.
3429          */
3430         if (is_kdump_kernel()) {
3431                 set->nr_hw_queues = 1;
3432                 set->nr_maps = 1;
3433                 set->queue_depth = min(64U, set->queue_depth);
3434         }
3435         /*
3436          * There is no use for more h/w queues than cpus if we just have
3437          * a single map
3438          */
3439         if (set->nr_maps == 1 && set->nr_hw_queues > nr_cpu_ids)
3440                 set->nr_hw_queues = nr_cpu_ids;
3441
3442         if (blk_mq_alloc_tag_set_tags(set, set->nr_hw_queues) < 0)
3443                 return -ENOMEM;
3444
3445         ret = -ENOMEM;
3446         for (i = 0; i < set->nr_maps; i++) {
3447                 set->map[i].mq_map = kcalloc_node(nr_cpu_ids,
3448                                                   sizeof(set->map[i].mq_map[0]),
3449                                                   GFP_KERNEL, set->numa_node);
3450                 if (!set->map[i].mq_map)
3451                         goto out_free_mq_map;
3452                 set->map[i].nr_queues = is_kdump_kernel() ? 1 : set->nr_hw_queues;
3453         }
3454
3455         ret = blk_mq_update_queue_map(set);
3456         if (ret)
3457                 goto out_free_mq_map;
3458
3459         ret = blk_mq_alloc_map_and_requests(set);
3460         if (ret)
3461                 goto out_free_mq_map;
3462
3463         if (blk_mq_is_sbitmap_shared(set->flags)) {
3464                 atomic_set(&set->active_queues_shared_sbitmap, 0);
3465
3466                 if (blk_mq_init_shared_sbitmap(set, set->flags)) {
3467                         ret = -ENOMEM;
3468                         goto out_free_mq_rq_maps;
3469                 }
3470         }
3471
3472         mutex_init(&set->tag_list_lock);
3473         INIT_LIST_HEAD(&set->tag_list);
3474
3475         return 0;
3476
3477 out_free_mq_rq_maps:
3478         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++)
3479                 blk_mq_free_map_and_requests(set, i);
3480 out_free_mq_map:
3481         for (i = 0; i < set->nr_maps; i++) {
3482                 kfree(set->map[i].mq_map);
3483                 set->map[i].mq_map = NULL;
3484         }
3485         kfree(set->tags);
3486         set->tags = NULL;
3487         return ret;
3488 }
3489 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_tag_set);
3490
3491 void blk_mq_free_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
3492 {
3493         int i, j;
3494
3495         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++)
3496                 blk_mq_free_map_and_requests(set, i);
3497
3498         if (blk_mq_is_sbitmap_shared(set->flags))
3499                 blk_mq_exit_shared_sbitmap(set);
3500
3501         for (j = 0; j < set->nr_maps; j++) {
3502                 kfree(set->map[j].mq_map);
3503                 set->map[j].mq_map = NULL;
3504         }
3505
3506         kfree(set->tags);
3507         set->tags = NULL;
3508 }
3509 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_tag_set);
3510
3511 int blk_mq_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
3512 {
3513         struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
3514         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
3515         int i, ret;
3516
3517         if (!set)
3518                 return -EINVAL;
3519
3520         if (q->nr_requests == nr)
3521                 return 0;
3522
3523         blk_mq_freeze_queue(q);
3524         blk_mq_quiesce_queue(q);
3525
3526         ret = 0;
3527         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
3528                 if (!hctx->tags)
3529                         continue;
3530                 /*
3531                  * If we're using an MQ scheduler, just update the scheduler
3532                  * queue depth. This is similar to what the old code would do.
3533                  */
3534                 if (!hctx->sched_tags) {
3535                         ret = blk_mq_tag_update_depth(hctx, &hctx->tags, nr,
3536                                                         false);
3537                         if (!ret && blk_mq_is_sbitmap_shared(set->flags))
3538                                 blk_mq_tag_resize_shared_sbitmap(set, nr);
3539                 } else {
3540                         ret = blk_mq_tag_update_depth(hctx, &hctx->sched_tags,
3541                                                         nr, true);
3542                 }
3543                 if (ret)
3544                         break;
3545                 if (q->elevator && q->elevator->type->ops.depth_updated)
3546                         q->elevator->type->ops.depth_updated(hctx);
3547         }
3548
3549         if (!ret)
3550                 q->nr_requests = nr;
3551
3552         blk_mq_unquiesce_queue(q);
3553         blk_mq_unfreeze_queue(q);
3554
3555         return ret;
3556 }
3557
3558 /*
3559  * request_queue and elevator_type pair.
3560  * It is just used by __blk_mq_update_nr_hw_queues to cache
3561  * the elevator_type associated with a request_queue.
3562  */
3563 struct blk_mq_qe_pair {
3564         struct list_head node;
3565         struct request_queue *q;
3566         struct elevator_type *type;
3567 };
3568
3569 /*
3570  * Cache the elevator_type in qe pair list and switch the
3571  * io scheduler to 'none'
3572  */
3573 static bool blk_mq_elv_switch_none(struct list_head *head,
3574                 struct request_queue *q)
3575 {
3576         struct blk_mq_qe_pair *qe;
3577
3578         if (!q->elevator)
3579                 return true;
3580
3581         qe = kmalloc(sizeof(*qe), GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY);
3582         if (!qe)
3583                 return false;
3584
3585         INIT_LIST_HEAD(&qe->node);
3586         qe->q = q;
3587         qe->type = q->elevator->type;
3588         list_add(&qe->node, head);
3589
3590         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
3591         /*
3592          * After elevator_switch_mq, the previous elevator_queue will be
3593          * released by elevator_release. The reference of the io scheduler
3594          * module get by elevator_get will also be put. So we need to get
3595          * a reference of the io scheduler module here to prevent it to be
3596          * removed.
3597          */
3598         __module_get(qe->type->elevator_owner);
3599         elevator_switch_mq(q, NULL);
3600         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
3601
3602         return true;
3603 }
3604
3605 static void blk_mq_elv_switch_back(struct list_head *head,
3606                 struct request_queue *q)
3607 {
3608         struct blk_mq_qe_pair *qe;
3609         struct elevator_type *t = NULL;
3610
3611         list_for_each_entry(qe, head, node)
3612                 if (qe->q == q) {
3613                         t = qe->type;
3614                         break;
3615                 }
3616
3617         if (!t)
3618                 return;
3619
3620         list_del(&qe->node);
3621         kfree(qe);
3622
3623         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
3624         elevator_switch_mq(q, t);
3625         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
3626 }
3627
3628 static void __blk_mq_update_nr_hw_queues(struct blk_mq_tag_set *set,
3629                                                         int nr_hw_queues)
3630 {
3631         struct request_queue *q;
3632         LIST_HEAD(head);
3633         int prev_nr_hw_queues;
3634
3635         lockdep_assert_held(&set->tag_list_lock);
3636
3637         if (set->nr_maps == 1 && nr_hw_queues > nr_cpu_ids)
3638                 nr_hw_queues = nr_cpu_ids;
3639         if (nr_hw_queues < 1)
3640                 return;
3641         if (set->nr_maps == 1 && nr_hw_queues == set->nr_hw_queues)
3642                 return;
3643
3644         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
3645                 blk_mq_freeze_queue(q);
3646         /*
3647          * Switch IO scheduler to 'none', cleaning up the data associated
3648          * with the previous scheduler. We will switch back once we are done
3649          * updating the new sw to hw queue mappings.
3650          */
3651         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
3652                 if (!blk_mq_elv_switch_none(&head, q))
3653                         goto switch_back;
3654
3655         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
3656                 blk_mq_debugfs_unregister_hctxs(q);
3657                 blk_mq_sysfs_unregister(q);
3658         }
3659
3660         prev_nr_hw_queues = set->nr_hw_queues;
3661         if (blk_mq_realloc_tag_set_tags(set, set->nr_hw_queues, nr_hw_queues) <
3662             0)
3663                 goto reregister;
3664
3665         set->nr_hw_queues = nr_hw_queues;
3666 fallback:
3667         blk_mq_update_queue_map(set);
3668         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
3669                 blk_mq_realloc_hw_ctxs(set, q);
3670                 if (q->nr_hw_queues != set->nr_hw_queues) {
3671                         pr_warn("Increasing nr_hw_queues to %d fails, fallback to %d\n",
3672                                         nr_hw_queues, prev_nr_hw_queues);
3673                         set->nr_hw_queues = prev_nr_hw_queues;
3674                         blk_mq_map_queues(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT]);
3675                         goto fallback;
3676                 }
3677                 blk_mq_map_swqueue(q);
3678         }
3679
3680 reregister:
3681         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
3682                 blk_mq_sysfs_register(q);
3683                 blk_mq_debugfs_register_hctxs(q);
3684         }
3685
3686 switch_back:
3687         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
3688                 blk_mq_elv_switch_back(&head, q);
3689
3690         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
3691                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
3692 }
3693
3694 void blk_mq_update_nr_hw_queues(struct blk_mq_tag_set *set, int nr_hw_queues)
3695 {
3696         mutex_lock(&set->tag_list_lock);
3697         __blk_mq_update_nr_hw_queues(set, nr_hw_queues);
3698         mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
3699 }
3700 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_update_nr_hw_queues);
3701
3702 /* Enable polling stats and return whether they were already enabled. */
3703 static bool blk_poll_stats_enable(struct request_queue *q)
3704 {
3705         if (test_bit(QUEUE_FLAG_POLL_STATS, &q->queue_flags) ||
3706             blk_queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_POLL_STATS, q))
3707                 return true;
3708         blk_stat_add_callback(q, q->poll_cb);
3709         return false;
3710 }
3711
3712 static void blk_mq_poll_stats_start(struct request_queue *q)
3713 {
3714         /*
3715          * We don't arm the callback if polling stats are not enabled or the
3716          * callback is already active.
3717          */
3718         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL_STATS, &q->queue_flags) ||
3719             blk_stat_is_active(q->poll_cb))
3720                 return;
3721
3722         blk_stat_activate_msecs(q->poll_cb, 100);
3723 }
3724
3725 static void blk_mq_poll_stats_fn(struct blk_stat_callback *cb)
3726 {
3727         struct request_queue *q = cb->data;
3728         int bucket;
3729
3730         for (bucket = 0; bucket < BLK_MQ_POLL_STATS_BKTS; bucket++) {
3731                 if (cb->stat[bucket].nr_samples)
3732                         q->poll_stat[bucket] = cb->stat[bucket];
3733         }
3734 }
3735
3736 static unsigned long blk_mq_poll_nsecs(struct request_queue *q,
3737                                        struct request *rq)
3738 {
3739         unsigned long ret = 0;
3740         int bucket;
3741
3742         /*
3743          * If stats collection isn't on, don't sleep but turn it on for
3744          * future users
3745          */
3746         if (!blk_poll_stats_enable(q))
3747                 return 0;
3748
3749         /*
3750          * As an optimistic guess, use half of the mean service time
3751          * for this type of request. We can (and should) make this smarter.
3752          * For instance, if the completion latencies are tight, we can
3753          * get closer than just half the mean. This is especially
3754          * important on devices where the completion latencies are longer
3755          * than ~10 usec. We do use the stats for the relevant IO size
3756          * if available which does lead to better estimates.
3757          */
3758         bucket = blk_mq_poll_stats_bkt(rq);
3759         if (bucket < 0)
3760                 return ret;
3761
3762         if (q->poll_stat[bucket].nr_samples)
3763                 ret = (q->poll_stat[bucket].mean + 1) / 2;
3764
3765         return ret;
3766 }
3767
3768 static bool blk_mq_poll_hybrid_sleep(struct request_queue *q,
3769                                      struct request *rq)
3770 {
3771         struct hrtimer_sleeper hs;
3772         enum hrtimer_mode mode;
3773         unsigned int nsecs;
3774         ktime_t kt;
3775
3776         if (rq->rq_flags & RQF_MQ_POLL_SLEPT)
3777                 return false;
3778
3779         /*
3780          * If we get here, hybrid polling is enabled. Hence poll_nsec can be:
3781          *
3782          *  0:  use half of prev avg
3783          * >0:  use this specific value
3784          */
3785         if (q->poll_nsec > 0)
3786                 nsecs = q->poll_nsec;
3787         else
3788                 nsecs = blk_mq_poll_nsecs(q, rq);
3789
3790         if (!nsecs)
3791                 return false;
3792
3793         rq->rq_flags |= RQF_MQ_POLL_SLEPT;
3794
3795         /*
3796          * This will be replaced with the stats tracking code, using
3797          * 'avg_completion_time / 2' as the pre-sleep target.
3798          */
3799         kt = nsecs;
3800
3801         mode = HRTIMER_MODE_REL;
3802         hrtimer_init_sleeper_on_stack(&hs, CLOCK_MONOTONIC, mode);
3803         hrtimer_set_expires(&hs.timer, kt);
3804
3805         do {
3806                 if (blk_mq_rq_state(rq) == MQ_RQ_COMPLETE)
3807                         break;
3808                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3809                 hrtimer_sleeper_start_expires(&hs, mode);
3810                 if (hs.task)
3811                         io_schedule();
3812                 hrtimer_cancel(&hs.timer);
3813                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
3814         } while (hs.task && !signal_pending(current));
3815
3816         __set_current_state(TASK_RUNNING);
3817         destroy_hrtimer_on_stack(&hs.timer);
3818         return true;
3819 }
3820
3821 static bool blk_mq_poll_hybrid(struct request_queue *q,
3822                                struct blk_mq_hw_ctx *hctx, blk_qc_t cookie)
3823 {
3824         struct request *rq;
3825
3826         if (q->poll_nsec == BLK_MQ_POLL_CLASSIC)
3827                 return false;
3828
3829         if (!blk_qc_t_is_internal(cookie))
3830                 rq = blk_mq_tag_to_rq(hctx->tags, blk_qc_t_to_tag(cookie));
3831         else {
3832                 rq = blk_mq_tag_to_rq(hctx->sched_tags, blk_qc_t_to_tag(cookie));
3833                 /*
3834                  * With scheduling, if the request has completed, we'll
3835                  * get a NULL return here, as we clear the sched tag when
3836                  * that happens. The request still remains valid, like always,
3837                  * so we should be safe with just the NULL check.
3838                  */
3839                 if (!rq)
3840                         return false;
3841         }
3842
3843         return blk_mq_poll_hybrid_sleep(q, rq);
3844 }
3845
3846 /**
3847  * blk_poll - poll for IO completions
3848  * @q:  the queue
3849  * @cookie: cookie passed back at IO submission time
3850  * @spin: whether to spin for completions
3851  *
3852  * Description:
3853  *    Poll for completions on the passed in queue. Returns number of
3854  *    completed entries found. If @spin is true, then blk_poll will continue
3855  *    looping until at least one completion is found, unless the task is
3856  *    otherwise marked running (or we need to reschedule).
3857  */
3858 int blk_poll(struct request_queue *q, blk_qc_t cookie, bool spin)
3859 {
3860         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
3861         long state;
3862
3863         if (!blk_qc_t_valid(cookie) ||
3864             !test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
3865                 return 0;
3866
3867         if (current->plug)
3868                 blk_flush_plug_list(current->plug, false);
3869
3870         hctx = q->queue_hw_ctx[blk_qc_t_to_queue_num(cookie)];
3871
3872         /*
3873          * If we sleep, have the caller restart the poll loop to reset
3874          * the state. Like for the other success return cases, the
3875          * caller is responsible for checking if the IO completed. If
3876          * the IO isn't complete, we'll get called again and will go
3877          * straight to the busy poll loop. If specified not to spin,
3878          * we also should not sleep.
3879          */
3880         if (spin && blk_mq_poll_hybrid(q, hctx, cookie))
3881                 return 1;
3882
3883         hctx->poll_considered++;
3884
3885         state = current->state;
3886         do {
3887                 int ret;
3888
3889                 hctx->poll_invoked++;
3890
3891                 ret = q->mq_ops->poll(hctx);
3892                 if (ret > 0) {
3893                         hctx->poll_success++;
3894                         __set_current_state(TASK_RUNNING);
3895                         return ret;
3896                 }
3897
3898                 if (signal_pending_state(state, current))
3899                         __set_current_state(TASK_RUNNING);
3900
3901                 if (current->state == TASK_RUNNING)
3902                         return 1;
3903                 if (ret < 0 || !spin)
3904                         break;
3905                 cpu_relax();
3906         } while (!need_resched());
3907
3908         __set_current_state(TASK_RUNNING);
3909         return 0;
3910 }
3911 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_poll);
3912
3913 unsigned int blk_mq_rq_cpu(struct request *rq)
3914 {
3915         return rq->mq_ctx->cpu;
3916 }
3917 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_rq_cpu);
3918
3919 static int __init blk_mq_init(void)
3920 {
3921         int i;
3922
3923         for_each_possible_cpu(i)
3924                 INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(blk_cpu_done, i));
3925         open_softirq(BLOCK_SOFTIRQ, blk_done_softirq);
3926
3927         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_BLOCK_SOFTIRQ_DEAD,
3928                                   "block/softirq:dead", NULL,
3929                                   blk_softirq_cpu_dead);
3930         cpuhp_setup_state_multi(CPUHP_BLK_MQ_DEAD, "block/mq:dead", NULL,
3931                                 blk_mq_hctx_notify_dead);
3932         cpuhp_setup_state_multi(CPUHP_AP_BLK_MQ_ONLINE, "block/mq:online",
3933                                 blk_mq_hctx_notify_online,
3934                                 blk_mq_hctx_notify_offline);
3935         return 0;
3936 }
3937 subsys_initcall(blk_mq_init);