bd15f775ccaddcb79dbd3c566d7a925d862589ca
[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 hd_struct *part;
99         unsigned int inflight[2];
100 };
101
102 static bool blk_mq_check_inflight(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
103                                   struct request *rq, void *priv,
104                                   bool reserved)
105 {
106         struct mq_inflight *mi = priv;
107
108         if (rq->part == mi->part && blk_mq_rq_state(rq) == MQ_RQ_IN_FLIGHT)
109                 mi->inflight[rq_data_dir(rq)]++;
110
111         return true;
112 }
113
114 unsigned int blk_mq_in_flight(struct request_queue *q, struct hd_struct *part)
115 {
116         struct mq_inflight mi = { .part = part };
117
118         blk_mq_queue_tag_busy_iter(q, blk_mq_check_inflight, &mi);
119
120         return mi.inflight[0] + mi.inflight[1];
121 }
122
123 void blk_mq_in_flight_rw(struct request_queue *q, struct hd_struct *part,
124                          unsigned int inflight[2])
125 {
126         struct mq_inflight mi = { .part = part };
127
128         blk_mq_queue_tag_busy_iter(q, blk_mq_check_inflight, &mi);
129         inflight[0] = mi.inflight[0];
130         inflight[1] = mi.inflight[1];
131 }
132
133 void blk_freeze_queue_start(struct request_queue *q)
134 {
135         mutex_lock(&q->mq_freeze_lock);
136         if (++q->mq_freeze_depth == 1) {
137                 percpu_ref_kill(&q->q_usage_counter);
138                 mutex_unlock(&q->mq_freeze_lock);
139                 if (queue_is_mq(q))
140                         blk_mq_run_hw_queues(q, false);
141         } else {
142                 mutex_unlock(&q->mq_freeze_lock);
143         }
144 }
145 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_freeze_queue_start);
146
147 void blk_mq_freeze_queue_wait(struct request_queue *q)
148 {
149         wait_event(q->mq_freeze_wq, percpu_ref_is_zero(&q->q_usage_counter));
150 }
151 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_freeze_queue_wait);
152
153 int blk_mq_freeze_queue_wait_timeout(struct request_queue *q,
154                                      unsigned long timeout)
155 {
156         return wait_event_timeout(q->mq_freeze_wq,
157                                         percpu_ref_is_zero(&q->q_usage_counter),
158                                         timeout);
159 }
160 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_freeze_queue_wait_timeout);
161
162 /*
163  * Guarantee no request is in use, so we can change any data structure of
164  * the queue afterward.
165  */
166 void blk_freeze_queue(struct request_queue *q)
167 {
168         /*
169          * In the !blk_mq case we are only calling this to kill the
170          * q_usage_counter, otherwise this increases the freeze depth
171          * and waits for it to return to zero.  For this reason there is
172          * no blk_unfreeze_queue(), and blk_freeze_queue() is not
173          * exported to drivers as the only user for unfreeze is blk_mq.
174          */
175         blk_freeze_queue_start(q);
176         blk_mq_freeze_queue_wait(q);
177 }
178
179 void blk_mq_freeze_queue(struct request_queue *q)
180 {
181         /*
182          * ...just an alias to keep freeze and unfreeze actions balanced
183          * in the blk_mq_* namespace
184          */
185         blk_freeze_queue(q);
186 }
187 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_freeze_queue);
188
189 void blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q)
190 {
191         mutex_lock(&q->mq_freeze_lock);
192         q->mq_freeze_depth--;
193         WARN_ON_ONCE(q->mq_freeze_depth < 0);
194         if (!q->mq_freeze_depth) {
195                 percpu_ref_resurrect(&q->q_usage_counter);
196                 wake_up_all(&q->mq_freeze_wq);
197         }
198         mutex_unlock(&q->mq_freeze_lock);
199 }
200 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_unfreeze_queue);
201
202 /*
203  * FIXME: replace the scsi_internal_device_*block_nowait() calls in the
204  * mpt3sas driver such that this function can be removed.
205  */
206 void blk_mq_quiesce_queue_nowait(struct request_queue *q)
207 {
208         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_QUIESCED, q);
209 }
210 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_quiesce_queue_nowait);
211
212 /**
213  * blk_mq_quiesce_queue() - wait until all ongoing dispatches have finished
214  * @q: request queue.
215  *
216  * Note: this function does not prevent that the struct request end_io()
217  * callback function is invoked. Once this function is returned, we make
218  * sure no dispatch can happen until the queue is unquiesced via
219  * blk_mq_unquiesce_queue().
220  */
221 void blk_mq_quiesce_queue(struct request_queue *q)
222 {
223         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
224         unsigned int i;
225         bool rcu = false;
226
227         blk_mq_quiesce_queue_nowait(q);
228
229         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
230                 if (hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)
231                         synchronize_srcu(hctx->srcu);
232                 else
233                         rcu = true;
234         }
235         if (rcu)
236                 synchronize_rcu();
237 }
238 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_quiesce_queue);
239
240 /*
241  * blk_mq_unquiesce_queue() - counterpart of blk_mq_quiesce_queue()
242  * @q: request queue.
243  *
244  * This function recovers queue into the state before quiescing
245  * which is done by blk_mq_quiesce_queue.
246  */
247 void blk_mq_unquiesce_queue(struct request_queue *q)
248 {
249         blk_queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_QUIESCED, q);
250
251         /* dispatch requests which are inserted during quiescing */
252         blk_mq_run_hw_queues(q, true);
253 }
254 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_unquiesce_queue);
255
256 void blk_mq_wake_waiters(struct request_queue *q)
257 {
258         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
259         unsigned int i;
260
261         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
262                 if (blk_mq_hw_queue_mapped(hctx))
263                         blk_mq_tag_wakeup_all(hctx->tags, true);
264 }
265
266 /*
267  * Only need start/end time stamping if we have iostat or
268  * blk stats enabled, or using an IO scheduler.
269  */
270 static inline bool blk_mq_need_time_stamp(struct request *rq)
271 {
272         return (rq->rq_flags & (RQF_IO_STAT | RQF_STATS)) || rq->q->elevator;
273 }
274
275 static struct request *blk_mq_rq_ctx_init(struct blk_mq_alloc_data *data,
276                 unsigned int tag, u64 alloc_time_ns)
277 {
278         struct blk_mq_tags *tags = blk_mq_tags_from_data(data);
279         struct request *rq = tags->static_rqs[tag];
280
281         if (data->q->elevator) {
282                 rq->tag = BLK_MQ_NO_TAG;
283                 rq->internal_tag = tag;
284         } else {
285                 rq->tag = tag;
286                 rq->internal_tag = BLK_MQ_NO_TAG;
287         }
288
289         /* csd/requeue_work/fifo_time is initialized before use */
290         rq->q = data->q;
291         rq->mq_ctx = data->ctx;
292         rq->mq_hctx = data->hctx;
293         rq->rq_flags = 0;
294         rq->cmd_flags = data->cmd_flags;
295         if (data->flags & BLK_MQ_REQ_PREEMPT)
296                 rq->rq_flags |= RQF_PREEMPT;
297         if (blk_queue_io_stat(data->q))
298                 rq->rq_flags |= RQF_IO_STAT;
299         INIT_LIST_HEAD(&rq->queuelist);
300         INIT_HLIST_NODE(&rq->hash);
301         RB_CLEAR_NODE(&rq->rb_node);
302         rq->rq_disk = NULL;
303         rq->part = NULL;
304 #ifdef CONFIG_BLK_RQ_ALLOC_TIME
305         rq->alloc_time_ns = alloc_time_ns;
306 #endif
307         if (blk_mq_need_time_stamp(rq))
308                 rq->start_time_ns = ktime_get_ns();
309         else
310                 rq->start_time_ns = 0;
311         rq->io_start_time_ns = 0;
312         rq->stats_sectors = 0;
313         rq->nr_phys_segments = 0;
314 #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY)
315         rq->nr_integrity_segments = 0;
316 #endif
317         blk_crypto_rq_set_defaults(rq);
318         /* tag was already set */
319         WRITE_ONCE(rq->deadline, 0);
320
321         rq->timeout = 0;
322
323         rq->end_io = NULL;
324         rq->end_io_data = NULL;
325
326         data->ctx->rq_dispatched[op_is_sync(data->cmd_flags)]++;
327         refcount_set(&rq->ref, 1);
328
329         if (!op_is_flush(data->cmd_flags)) {
330                 struct elevator_queue *e = data->q->elevator;
331
332                 rq->elv.icq = NULL;
333                 if (e && e->type->ops.prepare_request) {
334                         if (e->type->icq_cache)
335                                 blk_mq_sched_assign_ioc(rq);
336
337                         e->type->ops.prepare_request(rq);
338                         rq->rq_flags |= RQF_ELVPRIV;
339                 }
340         }
341
342         data->hctx->queued++;
343         return rq;
344 }
345
346 static struct request *__blk_mq_alloc_request(struct blk_mq_alloc_data *data)
347 {
348         struct request_queue *q = data->q;
349         struct elevator_queue *e = q->elevator;
350         u64 alloc_time_ns = 0;
351         unsigned int tag;
352
353         /* alloc_time includes depth and tag waits */
354         if (blk_queue_rq_alloc_time(q))
355                 alloc_time_ns = ktime_get_ns();
356
357         if (data->cmd_flags & REQ_NOWAIT)
358                 data->flags |= BLK_MQ_REQ_NOWAIT;
359
360         if (e) {
361                 /*
362                  * Flush requests are special and go directly to the
363                  * dispatch list. Don't include reserved tags in the
364                  * limiting, as it isn't useful.
365                  */
366                 if (!op_is_flush(data->cmd_flags) &&
367                     e->type->ops.limit_depth &&
368                     !(data->flags & BLK_MQ_REQ_RESERVED))
369                         e->type->ops.limit_depth(data->cmd_flags, data);
370         }
371
372 retry:
373         data->ctx = blk_mq_get_ctx(q);
374         data->hctx = blk_mq_map_queue(q, data->cmd_flags, data->ctx);
375         if (!e)
376                 blk_mq_tag_busy(data->hctx);
377
378         /*
379          * Waiting allocations only fail because of an inactive hctx.  In that
380          * case just retry the hctx assignment and tag allocation as CPU hotplug
381          * should have migrated us to an online CPU by now.
382          */
383         tag = blk_mq_get_tag(data);
384         if (tag == BLK_MQ_NO_TAG) {
385                 if (data->flags & BLK_MQ_REQ_NOWAIT)
386                         return NULL;
387
388                 /*
389                  * Give up the CPU and sleep for a random short time to ensure
390                  * that thread using a realtime scheduling class are migrated
391                  * off the CPU, and thus off the hctx that is going away.
392                  */
393                 msleep(3);
394                 goto retry;
395         }
396         return blk_mq_rq_ctx_init(data, tag, alloc_time_ns);
397 }
398
399 struct request *blk_mq_alloc_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
400                 blk_mq_req_flags_t flags)
401 {
402         struct blk_mq_alloc_data data = {
403                 .q              = q,
404                 .flags          = flags,
405                 .cmd_flags      = op,
406         };
407         struct request *rq;
408         int ret;
409
410         ret = blk_queue_enter(q, flags);
411         if (ret)
412                 return ERR_PTR(ret);
413
414         rq = __blk_mq_alloc_request(&data);
415         if (!rq)
416                 goto out_queue_exit;
417         rq->__data_len = 0;
418         rq->__sector = (sector_t) -1;
419         rq->bio = rq->biotail = NULL;
420         return rq;
421 out_queue_exit:
422         blk_queue_exit(q);
423         return ERR_PTR(-EWOULDBLOCK);
424 }
425 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_request);
426
427 struct request *blk_mq_alloc_request_hctx(struct request_queue *q,
428         unsigned int op, blk_mq_req_flags_t flags, unsigned int hctx_idx)
429 {
430         struct blk_mq_alloc_data data = {
431                 .q              = q,
432                 .flags          = flags,
433                 .cmd_flags      = op,
434         };
435         u64 alloc_time_ns = 0;
436         unsigned int cpu;
437         unsigned int tag;
438         int ret;
439
440         /* alloc_time includes depth and tag waits */
441         if (blk_queue_rq_alloc_time(q))
442                 alloc_time_ns = ktime_get_ns();
443
444         /*
445          * If the tag allocator sleeps we could get an allocation for a
446          * different hardware context.  No need to complicate the low level
447          * allocator for this for the rare use case of a command tied to
448          * a specific queue.
449          */
450         if (WARN_ON_ONCE(!(flags & (BLK_MQ_REQ_NOWAIT | BLK_MQ_REQ_RESERVED))))
451                 return ERR_PTR(-EINVAL);
452
453         if (hctx_idx >= q->nr_hw_queues)
454                 return ERR_PTR(-EIO);
455
456         ret = blk_queue_enter(q, flags);
457         if (ret)
458                 return ERR_PTR(ret);
459
460         /*
461          * Check if the hardware context is actually mapped to anything.
462          * If not tell the caller that it should skip this queue.
463          */
464         ret = -EXDEV;
465         data.hctx = q->queue_hw_ctx[hctx_idx];
466         if (!blk_mq_hw_queue_mapped(data.hctx))
467                 goto out_queue_exit;
468         cpu = cpumask_first_and(data.hctx->cpumask, cpu_online_mask);
469         data.ctx = __blk_mq_get_ctx(q, cpu);
470
471         if (!q->elevator)
472                 blk_mq_tag_busy(data.hctx);
473
474         ret = -EWOULDBLOCK;
475         tag = blk_mq_get_tag(&data);
476         if (tag == BLK_MQ_NO_TAG)
477                 goto out_queue_exit;
478         return blk_mq_rq_ctx_init(&data, tag, alloc_time_ns);
479
480 out_queue_exit:
481         blk_queue_exit(q);
482         return ERR_PTR(ret);
483 }
484 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_alloc_request_hctx);
485
486 static void __blk_mq_free_request(struct request *rq)
487 {
488         struct request_queue *q = rq->q;
489         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
490         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
491         const int sched_tag = rq->internal_tag;
492
493         blk_crypto_free_request(rq);
494         blk_pm_mark_last_busy(rq);
495         rq->mq_hctx = NULL;
496         if (rq->tag != BLK_MQ_NO_TAG)
497                 blk_mq_put_tag(hctx->tags, ctx, rq->tag);
498         if (sched_tag != BLK_MQ_NO_TAG)
499                 blk_mq_put_tag(hctx->sched_tags, ctx, sched_tag);
500         blk_mq_sched_restart(hctx);
501         blk_queue_exit(q);
502 }
503
504 void blk_mq_free_request(struct request *rq)
505 {
506         struct request_queue *q = rq->q;
507         struct elevator_queue *e = q->elevator;
508         struct blk_mq_ctx *ctx = rq->mq_ctx;
509         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = rq->mq_hctx;
510
511         if (rq->rq_flags & RQF_ELVPRIV) {
512                 if (e && e->type->ops.finish_request)
513                         e->type->ops.finish_request(rq);
514                 if (rq->elv.icq) {
515                         put_io_context(rq->elv.icq->ioc);
516                         rq->elv.icq = NULL;
517                 }
518         }
519
520         ctx->rq_completed[rq_is_sync(rq)]++;
521         if (rq->rq_flags & RQF_MQ_INFLIGHT)
522                 __blk_mq_dec_active_requests(hctx);
523
524         if (unlikely(laptop_mode && !blk_rq_is_passthrough(rq)))
525                 laptop_io_completion(q->backing_dev_info);
526
527         rq_qos_done(q, rq);
528
529         WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_IDLE);
530         if (refcount_dec_and_test(&rq->ref))
531                 __blk_mq_free_request(rq);
532 }
533 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_free_request);
534
535 inline void __blk_mq_end_request(struct request *rq, blk_status_t error)
536 {
537         u64 now = 0;
538
539         if (blk_mq_need_time_stamp(rq))
540                 now = ktime_get_ns();
541
542         if (rq->rq_flags & RQF_STATS) {
543                 blk_mq_poll_stats_start(rq->q);
544                 blk_stat_add(rq, now);
545         }
546
547         blk_mq_sched_completed_request(rq, now);
548
549         blk_account_io_done(rq, now);
550
551         if (rq->end_io) {
552                 rq_qos_done(rq->q, rq);
553                 rq->end_io(rq, error);
554         } else {
555                 blk_mq_free_request(rq);
556         }
557 }
558 EXPORT_SYMBOL(__blk_mq_end_request);
559
560 void blk_mq_end_request(struct request *rq, blk_status_t error)
561 {
562         if (blk_update_request(rq, error, blk_rq_bytes(rq)))
563                 BUG();
564         __blk_mq_end_request(rq, error);
565 }
566 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_end_request);
567
568 /*
569  * Softirq action handler - move entries to local list and loop over them
570  * while passing them to the queue registered handler.
571  */
572 static __latent_entropy void blk_done_softirq(struct softirq_action *h)
573 {
574         struct list_head *cpu_list, local_list;
575
576         local_irq_disable();
577         cpu_list = this_cpu_ptr(&blk_cpu_done);
578         list_replace_init(cpu_list, &local_list);
579         local_irq_enable();
580
581         while (!list_empty(&local_list)) {
582                 struct request *rq;
583
584                 rq = list_entry(local_list.next, struct request, ipi_list);
585                 list_del_init(&rq->ipi_list);
586                 rq->q->mq_ops->complete(rq);
587         }
588 }
589
590 static void blk_mq_trigger_softirq(struct request *rq)
591 {
592         struct list_head *list;
593         unsigned long flags;
594
595         local_irq_save(flags);
596         list = this_cpu_ptr(&blk_cpu_done);
597         list_add_tail(&rq->ipi_list, list);
598
599         /*
600          * If the list only contains our just added request, signal a raise of
601          * the softirq.  If there are already entries there, someone already
602          * raised the irq but it hasn't run yet.
603          */
604         if (list->next == &rq->ipi_list)
605                 raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
606         local_irq_restore(flags);
607 }
608
609 static int blk_softirq_cpu_dead(unsigned int cpu)
610 {
611         /*
612          * If a CPU goes away, splice its entries to the current CPU
613          * and trigger a run of the softirq
614          */
615         local_irq_disable();
616         list_splice_init(&per_cpu(blk_cpu_done, cpu),
617                          this_cpu_ptr(&blk_cpu_done));
618         raise_softirq_irqoff(BLOCK_SOFTIRQ);
619         local_irq_enable();
620
621         return 0;
622 }
623
624
625 static void __blk_mq_complete_request_remote(void *data)
626 {
627         struct request *rq = data;
628
629         /*
630          * For most of single queue controllers, there is only one irq vector
631          * for handling I/O completion, and the only irq's affinity is set
632          * to all possible CPUs.  On most of ARCHs, this affinity means the irq
633          * is handled on one specific CPU.
634          *
635          * So complete I/O requests in softirq context in case of single queue
636          * devices to avoid degrading I/O performance due to irqsoff latency.
637          */
638         if (rq->q->nr_hw_queues == 1)
639                 blk_mq_trigger_softirq(rq);
640         else
641                 rq->q->mq_ops->complete(rq);
642 }
643
644 static inline bool blk_mq_complete_need_ipi(struct request *rq)
645 {
646         int cpu = raw_smp_processor_id();
647
648         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SMP) ||
649             !test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_COMP, &rq->q->queue_flags))
650                 return false;
651
652         /* same CPU or cache domain?  Complete locally */
653         if (cpu == rq->mq_ctx->cpu ||
654             (!test_bit(QUEUE_FLAG_SAME_FORCE, &rq->q->queue_flags) &&
655              cpus_share_cache(cpu, rq->mq_ctx->cpu)))
656                 return false;
657
658         /* don't try to IPI to an offline CPU */
659         return cpu_online(rq->mq_ctx->cpu);
660 }
661
662 bool blk_mq_complete_request_remote(struct request *rq)
663 {
664         WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_COMPLETE);
665
666         /*
667          * For a polled request, always complete locallly, it's pointless
668          * to redirect the completion.
669          */
670         if (rq->cmd_flags & REQ_HIPRI)
671                 return false;
672
673         if (blk_mq_complete_need_ipi(rq)) {
674                 rq->csd.func = __blk_mq_complete_request_remote;
675                 rq->csd.info = rq;
676                 rq->csd.flags = 0;
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(q, 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(q, 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: Microseconds 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: Microseconds 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: Microseconds 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(hctx->queue, 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(hctx->queue, 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
2161         blk_queue_bounce(q, &bio);
2162         __blk_queue_split(&bio, &nr_segs);
2163
2164         if (!bio_integrity_prep(bio))
2165                 goto queue_exit;
2166
2167         if (!is_flush_fua && !blk_queue_nomerges(q) &&
2168             blk_attempt_plug_merge(q, bio, nr_segs, &same_queue_rq))
2169                 goto queue_exit;
2170
2171         if (blk_mq_sched_bio_merge(q, bio, nr_segs))
2172                 goto queue_exit;
2173
2174         rq_qos_throttle(q, bio);
2175
2176         data.cmd_flags = bio->bi_opf;
2177         rq = __blk_mq_alloc_request(&data);
2178         if (unlikely(!rq)) {
2179                 rq_qos_cleanup(q, bio);
2180                 if (bio->bi_opf & REQ_NOWAIT)
2181                         bio_wouldblock_error(bio);
2182                 goto queue_exit;
2183         }
2184
2185         trace_block_getrq(q, bio, bio->bi_opf);
2186
2187         rq_qos_track(q, rq, bio);
2188
2189         cookie = request_to_qc_t(data.hctx, rq);
2190
2191         blk_mq_bio_to_request(rq, bio, nr_segs);
2192
2193         ret = blk_crypto_init_request(rq);
2194         if (ret != BLK_STS_OK) {
2195                 bio->bi_status = ret;
2196                 bio_endio(bio);
2197                 blk_mq_free_request(rq);
2198                 return BLK_QC_T_NONE;
2199         }
2200
2201         plug = blk_mq_plug(q, bio);
2202         if (unlikely(is_flush_fua)) {
2203                 /* Bypass scheduler for flush requests */
2204                 blk_insert_flush(rq);
2205                 blk_mq_run_hw_queue(data.hctx, true);
2206         } else if (plug && (q->nr_hw_queues == 1 || q->mq_ops->commit_rqs ||
2207                                 !blk_queue_nonrot(q))) {
2208                 /*
2209                  * Use plugging if we have a ->commit_rqs() hook as well, as
2210                  * we know the driver uses bd->last in a smart fashion.
2211                  *
2212                  * Use normal plugging if this disk is slow HDD, as sequential
2213                  * IO may benefit a lot from plug merging.
2214                  */
2215                 unsigned int request_count = plug->rq_count;
2216                 struct request *last = NULL;
2217
2218                 if (!request_count)
2219                         trace_block_plug(q);
2220                 else
2221                         last = list_entry_rq(plug->mq_list.prev);
2222
2223                 if (request_count >= BLK_MAX_REQUEST_COUNT || (last &&
2224                     blk_rq_bytes(last) >= BLK_PLUG_FLUSH_SIZE)) {
2225                         blk_flush_plug_list(plug, false);
2226                         trace_block_plug(q);
2227                 }
2228
2229                 blk_add_rq_to_plug(plug, rq);
2230         } else if (q->elevator) {
2231                 /* Insert the request at the IO scheduler queue */
2232                 blk_mq_sched_insert_request(rq, false, true, true);
2233         } else if (plug && !blk_queue_nomerges(q)) {
2234                 /*
2235                  * We do limited plugging. If the bio can be merged, do that.
2236                  * Otherwise the existing request in the plug list will be
2237                  * issued. So the plug list will have one request at most
2238                  * The plug list might get flushed before this. If that happens,
2239                  * the plug list is empty, and same_queue_rq is invalid.
2240                  */
2241                 if (list_empty(&plug->mq_list))
2242                         same_queue_rq = NULL;
2243                 if (same_queue_rq) {
2244                         list_del_init(&same_queue_rq->queuelist);
2245                         plug->rq_count--;
2246                 }
2247                 blk_add_rq_to_plug(plug, rq);
2248                 trace_block_plug(q);
2249
2250                 if (same_queue_rq) {
2251                         data.hctx = same_queue_rq->mq_hctx;
2252                         trace_block_unplug(q, 1, true);
2253                         blk_mq_try_issue_directly(data.hctx, same_queue_rq,
2254                                         &cookie);
2255                 }
2256         } else if ((q->nr_hw_queues > 1 && is_sync) ||
2257                         !data.hctx->dispatch_busy) {
2258                 /*
2259                  * There is no scheduler and we can try to send directly
2260                  * to the hardware.
2261                  */
2262                 blk_mq_try_issue_directly(data.hctx, rq, &cookie);
2263         } else {
2264                 /* Default case. */
2265                 blk_mq_sched_insert_request(rq, false, true, true);
2266         }
2267
2268         return cookie;
2269 queue_exit:
2270         blk_queue_exit(q);
2271         return BLK_QC_T_NONE;
2272 }
2273 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_submit_bio); /* only for request based dm */
2274
2275 void blk_mq_free_rqs(struct blk_mq_tag_set *set, struct blk_mq_tags *tags,
2276                      unsigned int hctx_idx)
2277 {
2278         struct page *page;
2279
2280         if (tags->rqs && set->ops->exit_request) {
2281                 int i;
2282
2283                 for (i = 0; i < tags->nr_tags; i++) {
2284                         struct request *rq = tags->static_rqs[i];
2285
2286                         if (!rq)
2287                                 continue;
2288                         set->ops->exit_request(set, rq, hctx_idx);
2289                         tags->static_rqs[i] = NULL;
2290                 }
2291         }
2292
2293         while (!list_empty(&tags->page_list)) {
2294                 page = list_first_entry(&tags->page_list, struct page, lru);
2295                 list_del_init(&page->lru);
2296                 /*
2297                  * Remove kmemleak object previously allocated in
2298                  * blk_mq_alloc_rqs().
2299                  */
2300                 kmemleak_free(page_address(page));
2301                 __free_pages(page, page->private);
2302         }
2303 }
2304
2305 void blk_mq_free_rq_map(struct blk_mq_tags *tags, unsigned int flags)
2306 {
2307         kfree(tags->rqs);
2308         tags->rqs = NULL;
2309         kfree(tags->static_rqs);
2310         tags->static_rqs = NULL;
2311
2312         blk_mq_free_tags(tags, flags);
2313 }
2314
2315 struct blk_mq_tags *blk_mq_alloc_rq_map(struct blk_mq_tag_set *set,
2316                                         unsigned int hctx_idx,
2317                                         unsigned int nr_tags,
2318                                         unsigned int reserved_tags,
2319                                         unsigned int flags)
2320 {
2321         struct blk_mq_tags *tags;
2322         int node;
2323
2324         node = blk_mq_hw_queue_to_node(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT], hctx_idx);
2325         if (node == NUMA_NO_NODE)
2326                 node = set->numa_node;
2327
2328         tags = blk_mq_init_tags(nr_tags, reserved_tags, node, flags);
2329         if (!tags)
2330                 return NULL;
2331
2332         tags->rqs = kcalloc_node(nr_tags, sizeof(struct request *),
2333                                  GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY,
2334                                  node);
2335         if (!tags->rqs) {
2336                 blk_mq_free_tags(tags, flags);
2337                 return NULL;
2338         }
2339
2340         tags->static_rqs = kcalloc_node(nr_tags, sizeof(struct request *),
2341                                         GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY,
2342                                         node);
2343         if (!tags->static_rqs) {
2344                 kfree(tags->rqs);
2345                 blk_mq_free_tags(tags, flags);
2346                 return NULL;
2347         }
2348
2349         return tags;
2350 }
2351
2352 static size_t order_to_size(unsigned int order)
2353 {
2354         return (size_t)PAGE_SIZE << order;
2355 }
2356
2357 static int blk_mq_init_request(struct blk_mq_tag_set *set, struct request *rq,
2358                                unsigned int hctx_idx, int node)
2359 {
2360         int ret;
2361
2362         if (set->ops->init_request) {
2363                 ret = set->ops->init_request(set, rq, hctx_idx, node);
2364                 if (ret)
2365                         return ret;
2366         }
2367
2368         WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_IDLE);
2369         return 0;
2370 }
2371
2372 int blk_mq_alloc_rqs(struct blk_mq_tag_set *set, struct blk_mq_tags *tags,
2373                      unsigned int hctx_idx, unsigned int depth)
2374 {
2375         unsigned int i, j, entries_per_page, max_order = 4;
2376         size_t rq_size, left;
2377         int node;
2378
2379         node = blk_mq_hw_queue_to_node(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT], hctx_idx);
2380         if (node == NUMA_NO_NODE)
2381                 node = set->numa_node;
2382
2383         INIT_LIST_HEAD(&tags->page_list);
2384
2385         /*
2386          * rq_size is the size of the request plus driver payload, rounded
2387          * to the cacheline size
2388          */
2389         rq_size = round_up(sizeof(struct request) + set->cmd_size,
2390                                 cache_line_size());
2391         left = rq_size * depth;
2392
2393         for (i = 0; i < depth; ) {
2394                 int this_order = max_order;
2395                 struct page *page;
2396                 int to_do;
2397                 void *p;
2398
2399                 while (this_order && left < order_to_size(this_order - 1))
2400                         this_order--;
2401
2402                 do {
2403                         page = alloc_pages_node(node,
2404                                 GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY | __GFP_ZERO,
2405                                 this_order);
2406                         if (page)
2407                                 break;
2408                         if (!this_order--)
2409                                 break;
2410                         if (order_to_size(this_order) < rq_size)
2411                                 break;
2412                 } while (1);
2413
2414                 if (!page)
2415                         goto fail;
2416
2417                 page->private = this_order;
2418                 list_add_tail(&page->lru, &tags->page_list);
2419
2420                 p = page_address(page);
2421                 /*
2422                  * Allow kmemleak to scan these pages as they contain pointers
2423                  * to additional allocations like via ops->init_request().
2424                  */
2425                 kmemleak_alloc(p, order_to_size(this_order), 1, GFP_NOIO);
2426                 entries_per_page = order_to_size(this_order) / rq_size;
2427                 to_do = min(entries_per_page, depth - i);
2428                 left -= to_do * rq_size;
2429                 for (j = 0; j < to_do; j++) {
2430                         struct request *rq = p;
2431
2432                         tags->static_rqs[i] = rq;
2433                         if (blk_mq_init_request(set, rq, hctx_idx, node)) {
2434                                 tags->static_rqs[i] = NULL;
2435                                 goto fail;
2436                         }
2437
2438                         p += rq_size;
2439                         i++;
2440                 }
2441         }
2442         return 0;
2443
2444 fail:
2445         blk_mq_free_rqs(set, tags, hctx_idx);
2446         return -ENOMEM;
2447 }
2448
2449 struct rq_iter_data {
2450         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2451         bool has_rq;
2452 };
2453
2454 static bool blk_mq_has_request(struct request *rq, void *data, bool reserved)
2455 {
2456         struct rq_iter_data *iter_data = data;
2457
2458         if (rq->mq_hctx != iter_data->hctx)
2459                 return true;
2460         iter_data->has_rq = true;
2461         return false;
2462 }
2463
2464 static bool blk_mq_hctx_has_requests(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
2465 {
2466         struct blk_mq_tags *tags = hctx->sched_tags ?
2467                         hctx->sched_tags : hctx->tags;
2468         struct rq_iter_data data = {
2469                 .hctx   = hctx,
2470         };
2471
2472         blk_mq_all_tag_iter(tags, blk_mq_has_request, &data);
2473         return data.has_rq;
2474 }
2475
2476 static inline bool blk_mq_last_cpu_in_hctx(unsigned int cpu,
2477                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
2478 {
2479         if (cpumask_next_and(-1, hctx->cpumask, cpu_online_mask) != cpu)
2480                 return false;
2481         if (cpumask_next_and(cpu, hctx->cpumask, cpu_online_mask) < nr_cpu_ids)
2482                 return false;
2483         return true;
2484 }
2485
2486 static int blk_mq_hctx_notify_offline(unsigned int cpu, struct hlist_node *node)
2487 {
2488         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = hlist_entry_safe(node,
2489                         struct blk_mq_hw_ctx, cpuhp_online);
2490
2491         if (!cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask) ||
2492             !blk_mq_last_cpu_in_hctx(cpu, hctx))
2493                 return 0;
2494
2495         /*
2496          * Prevent new request from being allocated on the current hctx.
2497          *
2498          * The smp_mb__after_atomic() Pairs with the implied barrier in
2499          * test_and_set_bit_lock in sbitmap_get().  Ensures the inactive flag is
2500          * seen once we return from the tag allocator.
2501          */
2502         set_bit(BLK_MQ_S_INACTIVE, &hctx->state);
2503         smp_mb__after_atomic();
2504
2505         /*
2506          * Try to grab a reference to the queue and wait for any outstanding
2507          * requests.  If we could not grab a reference the queue has been
2508          * frozen and there are no requests.
2509          */
2510         if (percpu_ref_tryget(&hctx->queue->q_usage_counter)) {
2511                 while (blk_mq_hctx_has_requests(hctx))
2512                         msleep(5);
2513                 percpu_ref_put(&hctx->queue->q_usage_counter);
2514         }
2515
2516         return 0;
2517 }
2518
2519 static int blk_mq_hctx_notify_online(unsigned int cpu, struct hlist_node *node)
2520 {
2521         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = hlist_entry_safe(node,
2522                         struct blk_mq_hw_ctx, cpuhp_online);
2523
2524         if (cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask))
2525                 clear_bit(BLK_MQ_S_INACTIVE, &hctx->state);
2526         return 0;
2527 }
2528
2529 /*
2530  * 'cpu' is going away. splice any existing rq_list entries from this
2531  * software queue to the hw queue dispatch list, and ensure that it
2532  * gets run.
2533  */
2534 static int blk_mq_hctx_notify_dead(unsigned int cpu, struct hlist_node *node)
2535 {
2536         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2537         struct blk_mq_ctx *ctx;
2538         LIST_HEAD(tmp);
2539         enum hctx_type type;
2540
2541         hctx = hlist_entry_safe(node, struct blk_mq_hw_ctx, cpuhp_dead);
2542         if (!cpumask_test_cpu(cpu, hctx->cpumask))
2543                 return 0;
2544
2545         ctx = __blk_mq_get_ctx(hctx->queue, cpu);
2546         type = hctx->type;
2547
2548         spin_lock(&ctx->lock);
2549         if (!list_empty(&ctx->rq_lists[type])) {
2550                 list_splice_init(&ctx->rq_lists[type], &tmp);
2551                 blk_mq_hctx_clear_pending(hctx, ctx);
2552         }
2553         spin_unlock(&ctx->lock);
2554
2555         if (list_empty(&tmp))
2556                 return 0;
2557
2558         spin_lock(&hctx->lock);
2559         list_splice_tail_init(&tmp, &hctx->dispatch);
2560         spin_unlock(&hctx->lock);
2561
2562         blk_mq_run_hw_queue(hctx, true);
2563         return 0;
2564 }
2565
2566 static void blk_mq_remove_cpuhp(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
2567 {
2568         if (!(hctx->flags & BLK_MQ_F_STACKING))
2569                 cpuhp_state_remove_instance_nocalls(CPUHP_AP_BLK_MQ_ONLINE,
2570                                                     &hctx->cpuhp_online);
2571         cpuhp_state_remove_instance_nocalls(CPUHP_BLK_MQ_DEAD,
2572                                             &hctx->cpuhp_dead);
2573 }
2574
2575 /* hctx->ctxs will be freed in queue's release handler */
2576 static void blk_mq_exit_hctx(struct request_queue *q,
2577                 struct blk_mq_tag_set *set,
2578                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned int hctx_idx)
2579 {
2580         if (blk_mq_hw_queue_mapped(hctx))
2581                 blk_mq_tag_idle(hctx);
2582
2583         if (set->ops->exit_request)
2584                 set->ops->exit_request(set, hctx->fq->flush_rq, hctx_idx);
2585
2586         if (set->ops->exit_hctx)
2587                 set->ops->exit_hctx(hctx, hctx_idx);
2588
2589         blk_mq_remove_cpuhp(hctx);
2590
2591         spin_lock(&q->unused_hctx_lock);
2592         list_add(&hctx->hctx_list, &q->unused_hctx_list);
2593         spin_unlock(&q->unused_hctx_lock);
2594 }
2595
2596 static void blk_mq_exit_hw_queues(struct request_queue *q,
2597                 struct blk_mq_tag_set *set, int nr_queue)
2598 {
2599         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2600         unsigned int i;
2601
2602         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2603                 if (i == nr_queue)
2604                         break;
2605                 blk_mq_debugfs_unregister_hctx(hctx);
2606                 blk_mq_exit_hctx(q, set, hctx, i);
2607         }
2608 }
2609
2610 static int blk_mq_hw_ctx_size(struct blk_mq_tag_set *tag_set)
2611 {
2612         int hw_ctx_size = sizeof(struct blk_mq_hw_ctx);
2613
2614         BUILD_BUG_ON(ALIGN(offsetof(struct blk_mq_hw_ctx, srcu),
2615                            __alignof__(struct blk_mq_hw_ctx)) !=
2616                      sizeof(struct blk_mq_hw_ctx));
2617
2618         if (tag_set->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)
2619                 hw_ctx_size += sizeof(struct srcu_struct);
2620
2621         return hw_ctx_size;
2622 }
2623
2624 static int blk_mq_init_hctx(struct request_queue *q,
2625                 struct blk_mq_tag_set *set,
2626                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned hctx_idx)
2627 {
2628         hctx->queue_num = hctx_idx;
2629
2630         if (!(hctx->flags & BLK_MQ_F_STACKING))
2631                 cpuhp_state_add_instance_nocalls(CPUHP_AP_BLK_MQ_ONLINE,
2632                                 &hctx->cpuhp_online);
2633         cpuhp_state_add_instance_nocalls(CPUHP_BLK_MQ_DEAD, &hctx->cpuhp_dead);
2634
2635         hctx->tags = set->tags[hctx_idx];
2636
2637         if (set->ops->init_hctx &&
2638             set->ops->init_hctx(hctx, set->driver_data, hctx_idx))
2639                 goto unregister_cpu_notifier;
2640
2641         if (blk_mq_init_request(set, hctx->fq->flush_rq, hctx_idx,
2642                                 hctx->numa_node))
2643                 goto exit_hctx;
2644         return 0;
2645
2646  exit_hctx:
2647         if (set->ops->exit_hctx)
2648                 set->ops->exit_hctx(hctx, hctx_idx);
2649  unregister_cpu_notifier:
2650         blk_mq_remove_cpuhp(hctx);
2651         return -1;
2652 }
2653
2654 static struct blk_mq_hw_ctx *
2655 blk_mq_alloc_hctx(struct request_queue *q, struct blk_mq_tag_set *set,
2656                 int node)
2657 {
2658         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2659         gfp_t gfp = GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY;
2660
2661         hctx = kzalloc_node(blk_mq_hw_ctx_size(set), gfp, node);
2662         if (!hctx)
2663                 goto fail_alloc_hctx;
2664
2665         if (!zalloc_cpumask_var_node(&hctx->cpumask, gfp, node))
2666                 goto free_hctx;
2667
2668         atomic_set(&hctx->nr_active, 0);
2669         atomic_set(&hctx->elevator_queued, 0);
2670         if (node == NUMA_NO_NODE)
2671                 node = set->numa_node;
2672         hctx->numa_node = node;
2673
2674         INIT_DELAYED_WORK(&hctx->run_work, blk_mq_run_work_fn);
2675         spin_lock_init(&hctx->lock);
2676         INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch);
2677         hctx->queue = q;
2678         hctx->flags = set->flags & ~BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2679
2680         INIT_LIST_HEAD(&hctx->hctx_list);
2681
2682         /*
2683          * Allocate space for all possible cpus to avoid allocation at
2684          * runtime
2685          */
2686         hctx->ctxs = kmalloc_array_node(nr_cpu_ids, sizeof(void *),
2687                         gfp, node);
2688         if (!hctx->ctxs)
2689                 goto free_cpumask;
2690
2691         if (sbitmap_init_node(&hctx->ctx_map, nr_cpu_ids, ilog2(8),
2692                                 gfp, node))
2693                 goto free_ctxs;
2694         hctx->nr_ctx = 0;
2695
2696         spin_lock_init(&hctx->dispatch_wait_lock);
2697         init_waitqueue_func_entry(&hctx->dispatch_wait, blk_mq_dispatch_wake);
2698         INIT_LIST_HEAD(&hctx->dispatch_wait.entry);
2699
2700         hctx->fq = blk_alloc_flush_queue(hctx->numa_node, set->cmd_size, gfp);
2701         if (!hctx->fq)
2702                 goto free_bitmap;
2703
2704         if (hctx->flags & BLK_MQ_F_BLOCKING)
2705                 init_srcu_struct(hctx->srcu);
2706         blk_mq_hctx_kobj_init(hctx);
2707
2708         return hctx;
2709
2710  free_bitmap:
2711         sbitmap_free(&hctx->ctx_map);
2712  free_ctxs:
2713         kfree(hctx->ctxs);
2714  free_cpumask:
2715         free_cpumask_var(hctx->cpumask);
2716  free_hctx:
2717         kfree(hctx);
2718  fail_alloc_hctx:
2719         return NULL;
2720 }
2721
2722 static void blk_mq_init_cpu_queues(struct request_queue *q,
2723                                    unsigned int nr_hw_queues)
2724 {
2725         struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
2726         unsigned int i, j;
2727
2728         for_each_possible_cpu(i) {
2729                 struct blk_mq_ctx *__ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
2730                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2731                 int k;
2732
2733                 __ctx->cpu = i;
2734                 spin_lock_init(&__ctx->lock);
2735                 for (k = HCTX_TYPE_DEFAULT; k < HCTX_MAX_TYPES; k++)
2736                         INIT_LIST_HEAD(&__ctx->rq_lists[k]);
2737
2738                 __ctx->queue = q;
2739
2740                 /*
2741                  * Set local node, IFF we have more than one hw queue. If
2742                  * not, we remain on the home node of the device
2743                  */
2744                 for (j = 0; j < set->nr_maps; j++) {
2745                         hctx = blk_mq_map_queue_type(q, j, i);
2746                         if (nr_hw_queues > 1 && hctx->numa_node == NUMA_NO_NODE)
2747                                 hctx->numa_node = cpu_to_node(i);
2748                 }
2749         }
2750 }
2751
2752 static bool __blk_mq_alloc_map_and_request(struct blk_mq_tag_set *set,
2753                                         int hctx_idx)
2754 {
2755         unsigned int flags = set->flags;
2756         int ret = 0;
2757
2758         set->tags[hctx_idx] = blk_mq_alloc_rq_map(set, hctx_idx,
2759                                         set->queue_depth, set->reserved_tags, flags);
2760         if (!set->tags[hctx_idx])
2761                 return false;
2762
2763         ret = blk_mq_alloc_rqs(set, set->tags[hctx_idx], hctx_idx,
2764                                 set->queue_depth);
2765         if (!ret)
2766                 return true;
2767
2768         blk_mq_free_rq_map(set->tags[hctx_idx], flags);
2769         set->tags[hctx_idx] = NULL;
2770         return false;
2771 }
2772
2773 static void blk_mq_free_map_and_requests(struct blk_mq_tag_set *set,
2774                                          unsigned int hctx_idx)
2775 {
2776         unsigned int flags = set->flags;
2777
2778         if (set->tags && set->tags[hctx_idx]) {
2779                 blk_mq_free_rqs(set, set->tags[hctx_idx], hctx_idx);
2780                 blk_mq_free_rq_map(set->tags[hctx_idx], flags);
2781                 set->tags[hctx_idx] = NULL;
2782         }
2783 }
2784
2785 static void blk_mq_map_swqueue(struct request_queue *q)
2786 {
2787         unsigned int i, j, hctx_idx;
2788         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2789         struct blk_mq_ctx *ctx;
2790         struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
2791
2792         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2793                 cpumask_clear(hctx->cpumask);
2794                 hctx->nr_ctx = 0;
2795                 hctx->dispatch_from = NULL;
2796         }
2797
2798         /*
2799          * Map software to hardware queues.
2800          *
2801          * If the cpu isn't present, the cpu is mapped to first hctx.
2802          */
2803         for_each_possible_cpu(i) {
2804
2805                 ctx = per_cpu_ptr(q->queue_ctx, i);
2806                 for (j = 0; j < set->nr_maps; j++) {
2807                         if (!set->map[j].nr_queues) {
2808                                 ctx->hctxs[j] = blk_mq_map_queue_type(q,
2809                                                 HCTX_TYPE_DEFAULT, i);
2810                                 continue;
2811                         }
2812                         hctx_idx = set->map[j].mq_map[i];
2813                         /* unmapped hw queue can be remapped after CPU topo changed */
2814                         if (!set->tags[hctx_idx] &&
2815                             !__blk_mq_alloc_map_and_request(set, hctx_idx)) {
2816                                 /*
2817                                  * If tags initialization fail for some hctx,
2818                                  * that hctx won't be brought online.  In this
2819                                  * case, remap the current ctx to hctx[0] which
2820                                  * is guaranteed to always have tags allocated
2821                                  */
2822                                 set->map[j].mq_map[i] = 0;
2823                         }
2824
2825                         hctx = blk_mq_map_queue_type(q, j, i);
2826                         ctx->hctxs[j] = hctx;
2827                         /*
2828                          * If the CPU is already set in the mask, then we've
2829                          * mapped this one already. This can happen if
2830                          * devices share queues across queue maps.
2831                          */
2832                         if (cpumask_test_cpu(i, hctx->cpumask))
2833                                 continue;
2834
2835                         cpumask_set_cpu(i, hctx->cpumask);
2836                         hctx->type = j;
2837                         ctx->index_hw[hctx->type] = hctx->nr_ctx;
2838                         hctx->ctxs[hctx->nr_ctx++] = ctx;
2839
2840                         /*
2841                          * If the nr_ctx type overflows, we have exceeded the
2842                          * amount of sw queues we can support.
2843                          */
2844                         BUG_ON(!hctx->nr_ctx);
2845                 }
2846
2847                 for (; j < HCTX_MAX_TYPES; j++)
2848                         ctx->hctxs[j] = blk_mq_map_queue_type(q,
2849                                         HCTX_TYPE_DEFAULT, i);
2850         }
2851
2852         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2853                 /*
2854                  * If no software queues are mapped to this hardware queue,
2855                  * disable it and free the request entries.
2856                  */
2857                 if (!hctx->nr_ctx) {
2858                         /* Never unmap queue 0.  We need it as a
2859                          * fallback in case of a new remap fails
2860                          * allocation
2861                          */
2862                         if (i && set->tags[i])
2863                                 blk_mq_free_map_and_requests(set, i);
2864
2865                         hctx->tags = NULL;
2866                         continue;
2867                 }
2868
2869                 hctx->tags = set->tags[i];
2870                 WARN_ON(!hctx->tags);
2871
2872                 /*
2873                  * Set the map size to the number of mapped software queues.
2874                  * This is more accurate and more efficient than looping
2875                  * over all possibly mapped software queues.
2876                  */
2877                 sbitmap_resize(&hctx->ctx_map, hctx->nr_ctx);
2878
2879                 /*
2880                  * Initialize batch roundrobin counts
2881                  */
2882                 hctx->next_cpu = blk_mq_first_mapped_cpu(hctx);
2883                 hctx->next_cpu_batch = BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH;
2884         }
2885 }
2886
2887 /*
2888  * Caller needs to ensure that we're either frozen/quiesced, or that
2889  * the queue isn't live yet.
2890  */
2891 static void queue_set_hctx_shared(struct request_queue *q, bool shared)
2892 {
2893         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
2894         int i;
2895
2896         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
2897                 if (shared)
2898                         hctx->flags |= BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2899                 else
2900                         hctx->flags &= ~BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2901         }
2902 }
2903
2904 static void blk_mq_update_tag_set_shared(struct blk_mq_tag_set *set,
2905                                          bool shared)
2906 {
2907         struct request_queue *q;
2908
2909         lockdep_assert_held(&set->tag_list_lock);
2910
2911         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
2912                 blk_mq_freeze_queue(q);
2913                 queue_set_hctx_shared(q, shared);
2914                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
2915         }
2916 }
2917
2918 static void blk_mq_del_queue_tag_set(struct request_queue *q)
2919 {
2920         struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
2921
2922         mutex_lock(&set->tag_list_lock);
2923         list_del(&q->tag_set_list);
2924         if (list_is_singular(&set->tag_list)) {
2925                 /* just transitioned to unshared */
2926                 set->flags &= ~BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2927                 /* update existing queue */
2928                 blk_mq_update_tag_set_shared(set, false);
2929         }
2930         mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
2931         INIT_LIST_HEAD(&q->tag_set_list);
2932 }
2933
2934 static void blk_mq_add_queue_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set,
2935                                      struct request_queue *q)
2936 {
2937         mutex_lock(&set->tag_list_lock);
2938
2939         /*
2940          * Check to see if we're transitioning to shared (from 1 to 2 queues).
2941          */
2942         if (!list_empty(&set->tag_list) &&
2943             !(set->flags & BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED)) {
2944                 set->flags |= BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED;
2945                 /* update existing queue */
2946                 blk_mq_update_tag_set_shared(set, true);
2947         }
2948         if (set->flags & BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED)
2949                 queue_set_hctx_shared(q, true);
2950         list_add_tail(&q->tag_set_list, &set->tag_list);
2951
2952         mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
2953 }
2954
2955 /* All allocations will be freed in release handler of q->mq_kobj */
2956 static int blk_mq_alloc_ctxs(struct request_queue *q)
2957 {
2958         struct blk_mq_ctxs *ctxs;
2959         int cpu;
2960
2961         ctxs = kzalloc(sizeof(*ctxs), GFP_KERNEL);
2962         if (!ctxs)
2963                 return -ENOMEM;
2964
2965         ctxs->queue_ctx = alloc_percpu(struct blk_mq_ctx);
2966         if (!ctxs->queue_ctx)
2967                 goto fail;
2968
2969         for_each_possible_cpu(cpu) {
2970                 struct blk_mq_ctx *ctx = per_cpu_ptr(ctxs->queue_ctx, cpu);
2971                 ctx->ctxs = ctxs;
2972         }
2973
2974         q->mq_kobj = &ctxs->kobj;
2975         q->queue_ctx = ctxs->queue_ctx;
2976
2977         return 0;
2978  fail:
2979         kfree(ctxs);
2980         return -ENOMEM;
2981 }
2982
2983 /*
2984  * It is the actual release handler for mq, but we do it from
2985  * request queue's release handler for avoiding use-after-free
2986  * and headache because q->mq_kobj shouldn't have been introduced,
2987  * but we can't group ctx/kctx kobj without it.
2988  */
2989 void blk_mq_release(struct request_queue *q)
2990 {
2991         struct blk_mq_hw_ctx *hctx, *next;
2992         int i;
2993
2994         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)
2995                 WARN_ON_ONCE(hctx && list_empty(&hctx->hctx_list));
2996
2997         /* all hctx are in .unused_hctx_list now */
2998         list_for_each_entry_safe(hctx, next, &q->unused_hctx_list, hctx_list) {
2999                 list_del_init(&hctx->hctx_list);
3000                 kobject_put(&hctx->kobj);
3001         }
3002
3003         kfree(q->queue_hw_ctx);
3004
3005         /*
3006          * release .mq_kobj and sw queue's kobject now because
3007          * both share lifetime with request queue.
3008          */
3009         blk_mq_sysfs_deinit(q);
3010 }
3011
3012 struct request_queue *blk_mq_init_queue_data(struct blk_mq_tag_set *set,
3013                 void *queuedata)
3014 {
3015         struct request_queue *uninit_q, *q;
3016
3017         uninit_q = blk_alloc_queue(set->numa_node);
3018         if (!uninit_q)
3019                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3020         uninit_q->queuedata = queuedata;
3021
3022         /*
3023          * Initialize the queue without an elevator. device_add_disk() will do
3024          * the initialization.
3025          */
3026         q = blk_mq_init_allocated_queue(set, uninit_q, false);
3027         if (IS_ERR(q))
3028                 blk_cleanup_queue(uninit_q);
3029
3030         return q;
3031 }
3032 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_init_queue_data);
3033
3034 struct request_queue *blk_mq_init_queue(struct blk_mq_tag_set *set)
3035 {
3036         return blk_mq_init_queue_data(set, NULL);
3037 }
3038 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_queue);
3039
3040 /*
3041  * Helper for setting up a queue with mq ops, given queue depth, and
3042  * the passed in mq ops flags.
3043  */
3044 struct request_queue *blk_mq_init_sq_queue(struct blk_mq_tag_set *set,
3045                                            const struct blk_mq_ops *ops,
3046                                            unsigned int queue_depth,
3047                                            unsigned int set_flags)
3048 {
3049         struct request_queue *q;
3050         int ret;
3051
3052         memset(set, 0, sizeof(*set));
3053         set->ops = ops;
3054         set->nr_hw_queues = 1;
3055         set->nr_maps = 1;
3056         set->queue_depth = queue_depth;
3057         set->numa_node = NUMA_NO_NODE;
3058         set->flags = set_flags;
3059
3060         ret = blk_mq_alloc_tag_set(set);
3061         if (ret)
3062                 return ERR_PTR(ret);
3063
3064         q = blk_mq_init_queue(set);
3065         if (IS_ERR(q)) {
3066                 blk_mq_free_tag_set(set);
3067                 return q;
3068         }
3069
3070         return q;
3071 }
3072 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_sq_queue);
3073
3074 static struct blk_mq_hw_ctx *blk_mq_alloc_and_init_hctx(
3075                 struct blk_mq_tag_set *set, struct request_queue *q,
3076                 int hctx_idx, int node)
3077 {
3078         struct blk_mq_hw_ctx *hctx = NULL, *tmp;
3079
3080         /* reuse dead hctx first */
3081         spin_lock(&q->unused_hctx_lock);
3082         list_for_each_entry(tmp, &q->unused_hctx_list, hctx_list) {
3083                 if (tmp->numa_node == node) {
3084                         hctx = tmp;
3085                         break;
3086                 }
3087         }
3088         if (hctx)
3089                 list_del_init(&hctx->hctx_list);
3090         spin_unlock(&q->unused_hctx_lock);
3091
3092         if (!hctx)
3093                 hctx = blk_mq_alloc_hctx(q, set, node);
3094         if (!hctx)
3095                 goto fail;
3096
3097         if (blk_mq_init_hctx(q, set, hctx, hctx_idx))
3098                 goto free_hctx;
3099
3100         return hctx;
3101
3102  free_hctx:
3103         kobject_put(&hctx->kobj);
3104  fail:
3105         return NULL;
3106 }
3107
3108 static void blk_mq_realloc_hw_ctxs(struct blk_mq_tag_set *set,
3109                                                 struct request_queue *q)
3110 {
3111         int i, j, end;
3112         struct blk_mq_hw_ctx **hctxs = q->queue_hw_ctx;
3113
3114         if (q->nr_hw_queues < set->nr_hw_queues) {
3115                 struct blk_mq_hw_ctx **new_hctxs;
3116
3117                 new_hctxs = kcalloc_node(set->nr_hw_queues,
3118                                        sizeof(*new_hctxs), GFP_KERNEL,
3119                                        set->numa_node);
3120                 if (!new_hctxs)
3121                         return;
3122                 if (hctxs)
3123                         memcpy(new_hctxs, hctxs, q->nr_hw_queues *
3124                                sizeof(*hctxs));
3125                 q->queue_hw_ctx = new_hctxs;
3126                 kfree(hctxs);
3127                 hctxs = new_hctxs;
3128         }
3129
3130         /* protect against switching io scheduler  */
3131         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
3132         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
3133                 int node;
3134                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
3135
3136                 node = blk_mq_hw_queue_to_node(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT], i);
3137                 /*
3138                  * If the hw queue has been mapped to another numa node,
3139                  * we need to realloc the hctx. If allocation fails, fallback
3140                  * to use the previous one.
3141                  */
3142                 if (hctxs[i] && (hctxs[i]->numa_node == node))
3143                         continue;
3144
3145                 hctx = blk_mq_alloc_and_init_hctx(set, q, i, node);
3146                 if (hctx) {
3147                         if (hctxs[i])
3148                                 blk_mq_exit_hctx(q, set, hctxs[i], i);
3149                         hctxs[i] = hctx;
3150                 } else {
3151                         if (hctxs[i])
3152                                 pr_warn("Allocate new hctx on node %d fails,\
3153                                                 fallback to previous one on node %d\n",
3154                                                 node, hctxs[i]->numa_node);
3155                         else
3156                                 break;
3157                 }
3158         }
3159         /*
3160          * Increasing nr_hw_queues fails. Free the newly allocated
3161          * hctxs and keep the previous q->nr_hw_queues.
3162          */
3163         if (i != set->nr_hw_queues) {
3164                 j = q->nr_hw_queues;
3165                 end = i;
3166         } else {
3167                 j = i;
3168                 end = q->nr_hw_queues;
3169                 q->nr_hw_queues = set->nr_hw_queues;
3170         }
3171
3172         for (; j < end; j++) {
3173                 struct blk_mq_hw_ctx *hctx = hctxs[j];
3174
3175                 if (hctx) {
3176                         if (hctx->tags)
3177                                 blk_mq_free_map_and_requests(set, j);
3178                         blk_mq_exit_hctx(q, set, hctx, j);
3179                         hctxs[j] = NULL;
3180                 }
3181         }
3182         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
3183 }
3184
3185 struct request_queue *blk_mq_init_allocated_queue(struct blk_mq_tag_set *set,
3186                                                   struct request_queue *q,
3187                                                   bool elevator_init)
3188 {
3189         /* mark the queue as mq asap */
3190         q->mq_ops = set->ops;
3191
3192         q->poll_cb = blk_stat_alloc_callback(blk_mq_poll_stats_fn,
3193                                              blk_mq_poll_stats_bkt,
3194                                              BLK_MQ_POLL_STATS_BKTS, q);
3195         if (!q->poll_cb)
3196                 goto err_exit;
3197
3198         if (blk_mq_alloc_ctxs(q))
3199                 goto err_poll;
3200
3201         /* init q->mq_kobj and sw queues' kobjects */
3202         blk_mq_sysfs_init(q);
3203
3204         INIT_LIST_HEAD(&q->unused_hctx_list);
3205         spin_lock_init(&q->unused_hctx_lock);
3206
3207         blk_mq_realloc_hw_ctxs(set, q);
3208         if (!q->nr_hw_queues)
3209                 goto err_hctxs;
3210
3211         INIT_WORK(&q->timeout_work, blk_mq_timeout_work);
3212         blk_queue_rq_timeout(q, set->timeout ? set->timeout : 30 * HZ);
3213
3214         q->tag_set = set;
3215
3216         q->queue_flags |= QUEUE_FLAG_MQ_DEFAULT;
3217         if (set->nr_maps > HCTX_TYPE_POLL &&
3218             set->map[HCTX_TYPE_POLL].nr_queues)
3219                 blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_POLL, q);
3220
3221         q->sg_reserved_size = INT_MAX;
3222
3223         INIT_DELAYED_WORK(&q->requeue_work, blk_mq_requeue_work);
3224         INIT_LIST_HEAD(&q->requeue_list);
3225         spin_lock_init(&q->requeue_lock);
3226
3227         q->nr_requests = set->queue_depth;
3228
3229         /*
3230          * Default to classic polling
3231          */
3232         q->poll_nsec = BLK_MQ_POLL_CLASSIC;
3233
3234         blk_mq_init_cpu_queues(q, set->nr_hw_queues);
3235         blk_mq_add_queue_tag_set(set, q);
3236         blk_mq_map_swqueue(q);
3237
3238         if (elevator_init)
3239                 elevator_init_mq(q);
3240
3241         return q;
3242
3243 err_hctxs:
3244         kfree(q->queue_hw_ctx);
3245         q->nr_hw_queues = 0;
3246         blk_mq_sysfs_deinit(q);
3247 err_poll:
3248         blk_stat_free_callback(q->poll_cb);
3249         q->poll_cb = NULL;
3250 err_exit:
3251         q->mq_ops = NULL;
3252         return ERR_PTR(-ENOMEM);
3253 }
3254 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_init_allocated_queue);
3255
3256 /* tags can _not_ be used after returning from blk_mq_exit_queue */
3257 void blk_mq_exit_queue(struct request_queue *q)
3258 {
3259         struct blk_mq_tag_set   *set = q->tag_set;
3260
3261         blk_mq_del_queue_tag_set(q);
3262         blk_mq_exit_hw_queues(q, set, set->nr_hw_queues);
3263 }
3264
3265 static int __blk_mq_alloc_rq_maps(struct blk_mq_tag_set *set)
3266 {
3267         int i;
3268
3269         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++) {
3270                 if (!__blk_mq_alloc_map_and_request(set, i))
3271                         goto out_unwind;
3272                 cond_resched();
3273         }
3274
3275         return 0;
3276
3277 out_unwind:
3278         while (--i >= 0)
3279                 blk_mq_free_map_and_requests(set, i);
3280
3281         return -ENOMEM;
3282 }
3283
3284 /*
3285  * Allocate the request maps associated with this tag_set. Note that this
3286  * may reduce the depth asked for, if memory is tight. set->queue_depth
3287  * will be updated to reflect the allocated depth.
3288  */
3289 static int blk_mq_alloc_map_and_requests(struct blk_mq_tag_set *set)
3290 {
3291         unsigned int depth;
3292         int err;
3293
3294         depth = set->queue_depth;
3295         do {
3296                 err = __blk_mq_alloc_rq_maps(set);
3297                 if (!err)
3298                         break;
3299
3300                 set->queue_depth >>= 1;
3301                 if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN) {
3302                         err = -ENOMEM;
3303                         break;
3304                 }
3305         } while (set->queue_depth);
3306
3307         if (!set->queue_depth || err) {
3308                 pr_err("blk-mq: failed to allocate request map\n");
3309                 return -ENOMEM;
3310         }
3311
3312         if (depth != set->queue_depth)
3313                 pr_info("blk-mq: reduced tag depth (%u -> %u)\n",
3314                                                 depth, set->queue_depth);
3315
3316         return 0;
3317 }
3318
3319 static int blk_mq_update_queue_map(struct blk_mq_tag_set *set)
3320 {
3321         /*
3322          * blk_mq_map_queues() and multiple .map_queues() implementations
3323          * expect that set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT].nr_queues is set to the
3324          * number of hardware queues.
3325          */
3326         if (set->nr_maps == 1)
3327                 set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT].nr_queues = set->nr_hw_queues;
3328
3329         if (set->ops->map_queues && !is_kdump_kernel()) {
3330                 int i;
3331
3332                 /*
3333                  * transport .map_queues is usually done in the following
3334                  * way:
3335                  *
3336                  * for (queue = 0; queue < set->nr_hw_queues; queue++) {
3337                  *      mask = get_cpu_mask(queue)
3338                  *      for_each_cpu(cpu, mask)
3339                  *              set->map[x].mq_map[cpu] = queue;
3340                  * }
3341                  *
3342                  * When we need to remap, the table has to be cleared for
3343                  * killing stale mapping since one CPU may not be mapped
3344                  * to any hw queue.
3345                  */
3346                 for (i = 0; i < set->nr_maps; i++)
3347                         blk_mq_clear_mq_map(&set->map[i]);
3348
3349                 return set->ops->map_queues(set);
3350         } else {
3351                 BUG_ON(set->nr_maps > 1);
3352                 return blk_mq_map_queues(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT]);
3353         }
3354 }
3355
3356 static int blk_mq_realloc_tag_set_tags(struct blk_mq_tag_set *set,
3357                                   int cur_nr_hw_queues, int new_nr_hw_queues)
3358 {
3359         struct blk_mq_tags **new_tags;
3360
3361         if (cur_nr_hw_queues >= new_nr_hw_queues)
3362                 return 0;
3363
3364         new_tags = kcalloc_node(new_nr_hw_queues, sizeof(struct blk_mq_tags *),
3365                                 GFP_KERNEL, set->numa_node);
3366         if (!new_tags)
3367                 return -ENOMEM;
3368
3369         if (set->tags)
3370                 memcpy(new_tags, set->tags, cur_nr_hw_queues *
3371                        sizeof(*set->tags));
3372         kfree(set->tags);
3373         set->tags = new_tags;
3374         set->nr_hw_queues = new_nr_hw_queues;
3375
3376         return 0;
3377 }
3378
3379 /*
3380  * Alloc a tag set to be associated with one or more request queues.
3381  * May fail with EINVAL for various error conditions. May adjust the
3382  * requested depth down, if it's too large. In that case, the set
3383  * value will be stored in set->queue_depth.
3384  */
3385 int blk_mq_alloc_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
3386 {
3387         int i, ret;
3388
3389         BUILD_BUG_ON(BLK_MQ_MAX_DEPTH > 1 << BLK_MQ_UNIQUE_TAG_BITS);
3390
3391         if (!set->nr_hw_queues)
3392                 return -EINVAL;
3393         if (!set->queue_depth)
3394                 return -EINVAL;
3395         if (set->queue_depth < set->reserved_tags + BLK_MQ_TAG_MIN)
3396                 return -EINVAL;
3397
3398         if (!set->ops->queue_rq)
3399                 return -EINVAL;
3400
3401         if (!set->ops->get_budget ^ !set->ops->put_budget)
3402                 return -EINVAL;
3403
3404         if (set->queue_depth > BLK_MQ_MAX_DEPTH) {
3405                 pr_info("blk-mq: reduced tag depth to %u\n",
3406                         BLK_MQ_MAX_DEPTH);
3407                 set->queue_depth = BLK_MQ_MAX_DEPTH;
3408         }
3409
3410         if (!set->nr_maps)
3411                 set->nr_maps = 1;
3412         else if (set->nr_maps > HCTX_MAX_TYPES)
3413                 return -EINVAL;
3414
3415         /*
3416          * If a crashdump is active, then we are potentially in a very
3417          * memory constrained environment. Limit us to 1 queue and
3418          * 64 tags to prevent using too much memory.
3419          */
3420         if (is_kdump_kernel()) {
3421                 set->nr_hw_queues = 1;
3422                 set->nr_maps = 1;
3423                 set->queue_depth = min(64U, set->queue_depth);
3424         }
3425         /*
3426          * There is no use for more h/w queues than cpus if we just have
3427          * a single map
3428          */
3429         if (set->nr_maps == 1 && set->nr_hw_queues > nr_cpu_ids)
3430                 set->nr_hw_queues = nr_cpu_ids;
3431
3432         if (blk_mq_realloc_tag_set_tags(set, 0, set->nr_hw_queues) < 0)
3433                 return -ENOMEM;
3434
3435         ret = -ENOMEM;
3436         for (i = 0; i < set->nr_maps; i++) {
3437                 set->map[i].mq_map = kcalloc_node(nr_cpu_ids,
3438                                                   sizeof(set->map[i].mq_map[0]),
3439                                                   GFP_KERNEL, set->numa_node);
3440                 if (!set->map[i].mq_map)
3441                         goto out_free_mq_map;
3442                 set->map[i].nr_queues = is_kdump_kernel() ? 1 : set->nr_hw_queues;
3443         }
3444
3445         ret = blk_mq_update_queue_map(set);
3446         if (ret)
3447                 goto out_free_mq_map;
3448
3449         ret = blk_mq_alloc_map_and_requests(set);
3450         if (ret)
3451                 goto out_free_mq_map;
3452
3453         if (blk_mq_is_sbitmap_shared(set->flags)) {
3454                 atomic_set(&set->active_queues_shared_sbitmap, 0);
3455
3456                 if (blk_mq_init_shared_sbitmap(set, set->flags)) {
3457                         ret = -ENOMEM;
3458                         goto out_free_mq_rq_maps;
3459                 }
3460         }
3461
3462         mutex_init(&set->tag_list_lock);
3463         INIT_LIST_HEAD(&set->tag_list);
3464
3465         return 0;
3466
3467 out_free_mq_rq_maps:
3468         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++)
3469                 blk_mq_free_map_and_requests(set, i);
3470 out_free_mq_map:
3471         for (i = 0; i < set->nr_maps; i++) {
3472                 kfree(set->map[i].mq_map);
3473                 set->map[i].mq_map = NULL;
3474         }
3475         kfree(set->tags);
3476         set->tags = NULL;
3477         return ret;
3478 }
3479 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_alloc_tag_set);
3480
3481 void blk_mq_free_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set)
3482 {
3483         int i, j;
3484
3485         for (i = 0; i < set->nr_hw_queues; i++)
3486                 blk_mq_free_map_and_requests(set, i);
3487
3488         if (blk_mq_is_sbitmap_shared(set->flags))
3489                 blk_mq_exit_shared_sbitmap(set);
3490
3491         for (j = 0; j < set->nr_maps; j++) {
3492                 kfree(set->map[j].mq_map);
3493                 set->map[j].mq_map = NULL;
3494         }
3495
3496         kfree(set->tags);
3497         set->tags = NULL;
3498 }
3499 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_free_tag_set);
3500
3501 int blk_mq_update_nr_requests(struct request_queue *q, unsigned int nr)
3502 {
3503         struct blk_mq_tag_set *set = q->tag_set;
3504         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
3505         int i, ret;
3506
3507         if (!set)
3508                 return -EINVAL;
3509
3510         if (q->nr_requests == nr)
3511                 return 0;
3512
3513         blk_mq_freeze_queue(q);
3514         blk_mq_quiesce_queue(q);
3515
3516         ret = 0;
3517         queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i) {
3518                 if (!hctx->tags)
3519                         continue;
3520                 /*
3521                  * If we're using an MQ scheduler, just update the scheduler
3522                  * queue depth. This is similar to what the old code would do.
3523                  */
3524                 if (!hctx->sched_tags) {
3525                         ret = blk_mq_tag_update_depth(hctx, &hctx->tags, nr,
3526                                                         false);
3527                         if (!ret && blk_mq_is_sbitmap_shared(set->flags))
3528                                 blk_mq_tag_resize_shared_sbitmap(set, nr);
3529                 } else {
3530                         ret = blk_mq_tag_update_depth(hctx, &hctx->sched_tags,
3531                                                         nr, true);
3532                 }
3533                 if (ret)
3534                         break;
3535                 if (q->elevator && q->elevator->type->ops.depth_updated)
3536                         q->elevator->type->ops.depth_updated(hctx);
3537         }
3538
3539         if (!ret)
3540                 q->nr_requests = nr;
3541
3542         blk_mq_unquiesce_queue(q);
3543         blk_mq_unfreeze_queue(q);
3544
3545         return ret;
3546 }
3547
3548 /*
3549  * request_queue and elevator_type pair.
3550  * It is just used by __blk_mq_update_nr_hw_queues to cache
3551  * the elevator_type associated with a request_queue.
3552  */
3553 struct blk_mq_qe_pair {
3554         struct list_head node;
3555         struct request_queue *q;
3556         struct elevator_type *type;
3557 };
3558
3559 /*
3560  * Cache the elevator_type in qe pair list and switch the
3561  * io scheduler to 'none'
3562  */
3563 static bool blk_mq_elv_switch_none(struct list_head *head,
3564                 struct request_queue *q)
3565 {
3566         struct blk_mq_qe_pair *qe;
3567
3568         if (!q->elevator)
3569                 return true;
3570
3571         qe = kmalloc(sizeof(*qe), GFP_NOIO | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY);
3572         if (!qe)
3573                 return false;
3574
3575         INIT_LIST_HEAD(&qe->node);
3576         qe->q = q;
3577         qe->type = q->elevator->type;
3578         list_add(&qe->node, head);
3579
3580         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
3581         /*
3582          * After elevator_switch_mq, the previous elevator_queue will be
3583          * released by elevator_release. The reference of the io scheduler
3584          * module get by elevator_get will also be put. So we need to get
3585          * a reference of the io scheduler module here to prevent it to be
3586          * removed.
3587          */
3588         __module_get(qe->type->elevator_owner);
3589         elevator_switch_mq(q, NULL);
3590         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
3591
3592         return true;
3593 }
3594
3595 static void blk_mq_elv_switch_back(struct list_head *head,
3596                 struct request_queue *q)
3597 {
3598         struct blk_mq_qe_pair *qe;
3599         struct elevator_type *t = NULL;
3600
3601         list_for_each_entry(qe, head, node)
3602                 if (qe->q == q) {
3603                         t = qe->type;
3604                         break;
3605                 }
3606
3607         if (!t)
3608                 return;
3609
3610         list_del(&qe->node);
3611         kfree(qe);
3612
3613         mutex_lock(&q->sysfs_lock);
3614         elevator_switch_mq(q, t);
3615         mutex_unlock(&q->sysfs_lock);
3616 }
3617
3618 static void __blk_mq_update_nr_hw_queues(struct blk_mq_tag_set *set,
3619                                                         int nr_hw_queues)
3620 {
3621         struct request_queue *q;
3622         LIST_HEAD(head);
3623         int prev_nr_hw_queues;
3624
3625         lockdep_assert_held(&set->tag_list_lock);
3626
3627         if (set->nr_maps == 1 && nr_hw_queues > nr_cpu_ids)
3628                 nr_hw_queues = nr_cpu_ids;
3629         if (nr_hw_queues < 1)
3630                 return;
3631         if (set->nr_maps == 1 && nr_hw_queues == set->nr_hw_queues)
3632                 return;
3633
3634         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
3635                 blk_mq_freeze_queue(q);
3636         /*
3637          * Switch IO scheduler to 'none', cleaning up the data associated
3638          * with the previous scheduler. We will switch back once we are done
3639          * updating the new sw to hw queue mappings.
3640          */
3641         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
3642                 if (!blk_mq_elv_switch_none(&head, q))
3643                         goto switch_back;
3644
3645         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
3646                 blk_mq_debugfs_unregister_hctxs(q);
3647                 blk_mq_sysfs_unregister(q);
3648         }
3649
3650         prev_nr_hw_queues = set->nr_hw_queues;
3651         if (blk_mq_realloc_tag_set_tags(set, set->nr_hw_queues, nr_hw_queues) <
3652             0)
3653                 goto reregister;
3654
3655         set->nr_hw_queues = nr_hw_queues;
3656 fallback:
3657         blk_mq_update_queue_map(set);
3658         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
3659                 blk_mq_realloc_hw_ctxs(set, q);
3660                 if (q->nr_hw_queues != set->nr_hw_queues) {
3661                         pr_warn("Increasing nr_hw_queues to %d fails, fallback to %d\n",
3662                                         nr_hw_queues, prev_nr_hw_queues);
3663                         set->nr_hw_queues = prev_nr_hw_queues;
3664                         blk_mq_map_queues(&set->map[HCTX_TYPE_DEFAULT]);
3665                         goto fallback;
3666                 }
3667                 blk_mq_map_swqueue(q);
3668         }
3669
3670 reregister:
3671         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list) {
3672                 blk_mq_sysfs_register(q);
3673                 blk_mq_debugfs_register_hctxs(q);
3674         }
3675
3676 switch_back:
3677         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
3678                 blk_mq_elv_switch_back(&head, q);
3679
3680         list_for_each_entry(q, &set->tag_list, tag_set_list)
3681                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
3682 }
3683
3684 void blk_mq_update_nr_hw_queues(struct blk_mq_tag_set *set, int nr_hw_queues)
3685 {
3686         mutex_lock(&set->tag_list_lock);
3687         __blk_mq_update_nr_hw_queues(set, nr_hw_queues);
3688         mutex_unlock(&set->tag_list_lock);
3689 }
3690 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_mq_update_nr_hw_queues);
3691
3692 /* Enable polling stats and return whether they were already enabled. */
3693 static bool blk_poll_stats_enable(struct request_queue *q)
3694 {
3695         if (test_bit(QUEUE_FLAG_POLL_STATS, &q->queue_flags) ||
3696             blk_queue_flag_test_and_set(QUEUE_FLAG_POLL_STATS, q))
3697                 return true;
3698         blk_stat_add_callback(q, q->poll_cb);
3699         return false;
3700 }
3701
3702 static void blk_mq_poll_stats_start(struct request_queue *q)
3703 {
3704         /*
3705          * We don't arm the callback if polling stats are not enabled or the
3706          * callback is already active.
3707          */
3708         if (!test_bit(QUEUE_FLAG_POLL_STATS, &q->queue_flags) ||
3709             blk_stat_is_active(q->poll_cb))
3710                 return;
3711
3712         blk_stat_activate_msecs(q->poll_cb, 100);
3713 }
3714
3715 static void blk_mq_poll_stats_fn(struct blk_stat_callback *cb)
3716 {
3717         struct request_queue *q = cb->data;
3718         int bucket;
3719
3720         for (bucket = 0; bucket < BLK_MQ_POLL_STATS_BKTS; bucket++) {
3721                 if (cb->stat[bucket].nr_samples)
3722                         q->poll_stat[bucket] = cb->stat[bucket];
3723         }
3724 }
3725
3726 static unsigned long blk_mq_poll_nsecs(struct request_queue *q,
3727                                        struct request *rq)
3728 {
3729         unsigned long ret = 0;
3730         int bucket;
3731
3732         /*
3733          * If stats collection isn't on, don't sleep but turn it on for
3734          * future users
3735          */
3736         if (!blk_poll_stats_enable(q))
3737                 return 0;
3738
3739         /*
3740          * As an optimistic guess, use half of the mean service time
3741          * for this type of request. We can (and should) make this smarter.
3742          * For instance, if the completion latencies are tight, we can
3743          * get closer than just half the mean. This is especially
3744          * important on devices where the completion latencies are longer
3745          * than ~10 usec. We do use the stats for the relevant IO size
3746          * if available which does lead to better estimates.
3747          */
3748         bucket = blk_mq_poll_stats_bkt(rq);
3749         if (bucket < 0)
3750                 return ret;
3751
3752         if (q->poll_stat[bucket].nr_samples)
3753                 ret = (q->poll_stat[bucket].mean + 1) / 2;
3754
3755         return ret;
3756 }
3757
3758 static bool blk_mq_poll_hybrid_sleep(struct request_queue *q,
3759                                      struct request *rq)
3760 {
3761         struct hrtimer_sleeper hs;
3762         enum hrtimer_mode mode;
3763         unsigned int nsecs;
3764         ktime_t kt;
3765
3766         if (rq->rq_flags & RQF_MQ_POLL_SLEPT)
3767                 return false;
3768
3769         /*
3770          * If we get here, hybrid polling is enabled. Hence poll_nsec can be:
3771          *
3772          *  0:  use half of prev avg
3773          * >0:  use this specific value
3774          */
3775         if (q->poll_nsec > 0)
3776                 nsecs = q->poll_nsec;
3777         else
3778                 nsecs = blk_mq_poll_nsecs(q, rq);
3779
3780         if (!nsecs)
3781                 return false;
3782
3783         rq->rq_flags |= RQF_MQ_POLL_SLEPT;
3784
3785         /*
3786          * This will be replaced with the stats tracking code, using
3787          * 'avg_completion_time / 2' as the pre-sleep target.
3788          */
3789         kt = nsecs;
3790
3791         mode = HRTIMER_MODE_REL;
3792         hrtimer_init_sleeper_on_stack(&hs, CLOCK_MONOTONIC, mode);
3793         hrtimer_set_expires(&hs.timer, kt);
3794
3795         do {
3796                 if (blk_mq_rq_state(rq) == MQ_RQ_COMPLETE)
3797                         break;
3798                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3799                 hrtimer_sleeper_start_expires(&hs, mode);
3800                 if (hs.task)
3801                         io_schedule();
3802                 hrtimer_cancel(&hs.timer);
3803                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
3804         } while (hs.task && !signal_pending(current));
3805
3806         __set_current_state(TASK_RUNNING);
3807         destroy_hrtimer_on_stack(&hs.timer);
3808         return true;
3809 }
3810
3811 static bool blk_mq_poll_hybrid(struct request_queue *q,
3812                                struct blk_mq_hw_ctx *hctx, blk_qc_t cookie)
3813 {
3814         struct request *rq;
3815
3816         if (q->poll_nsec == BLK_MQ_POLL_CLASSIC)
3817                 return false;
3818
3819         if (!blk_qc_t_is_internal(cookie))
3820                 rq = blk_mq_tag_to_rq(hctx->tags, blk_qc_t_to_tag(cookie));
3821         else {
3822                 rq = blk_mq_tag_to_rq(hctx->sched_tags, blk_qc_t_to_tag(cookie));
3823                 /*
3824                  * With scheduling, if the request has completed, we'll
3825                  * get a NULL return here, as we clear the sched tag when
3826                  * that happens. The request still remains valid, like always,
3827                  * so we should be safe with just the NULL check.
3828                  */
3829                 if (!rq)
3830                         return false;
3831         }
3832
3833         return blk_mq_poll_hybrid_sleep(q, rq);
3834 }
3835
3836 /**
3837  * blk_poll - poll for IO completions
3838  * @q:  the queue
3839  * @cookie: cookie passed back at IO submission time
3840  * @spin: whether to spin for completions
3841  *
3842  * Description:
3843  *    Poll for completions on the passed in queue. Returns number of
3844  *    completed entries found. If @spin is true, then blk_poll will continue
3845  *    looping until at least one completion is found, unless the task is
3846  *    otherwise marked running (or we need to reschedule).
3847  */
3848 int blk_poll(struct request_queue *q, blk_qc_t cookie, bool spin)
3849 {
3850         struct blk_mq_hw_ctx *hctx;
3851         long state;
3852
3853         if (!blk_qc_t_valid(cookie) ||
3854             !test_bit(QUEUE_FLAG_POLL, &q->queue_flags))
3855                 return 0;
3856
3857         if (current->plug)
3858                 blk_flush_plug_list(current->plug, false);
3859
3860         hctx = q->queue_hw_ctx[blk_qc_t_to_queue_num(cookie)];
3861
3862         /*
3863          * If we sleep, have the caller restart the poll loop to reset
3864          * the state. Like for the other success return cases, the
3865          * caller is responsible for checking if the IO completed. If
3866          * the IO isn't complete, we'll get called again and will go
3867          * straight to the busy poll loop.
3868          */
3869         if (blk_mq_poll_hybrid(q, hctx, cookie))
3870                 return 1;
3871
3872         hctx->poll_considered++;
3873
3874         state = current->state;
3875         do {
3876                 int ret;
3877
3878                 hctx->poll_invoked++;
3879
3880                 ret = q->mq_ops->poll(hctx);
3881                 if (ret > 0) {
3882                         hctx->poll_success++;
3883                         __set_current_state(TASK_RUNNING);
3884                         return ret;
3885                 }
3886
3887                 if (signal_pending_state(state, current))
3888                         __set_current_state(TASK_RUNNING);
3889
3890                 if (current->state == TASK_RUNNING)
3891                         return 1;
3892                 if (ret < 0 || !spin)
3893                         break;
3894                 cpu_relax();
3895         } while (!need_resched());
3896
3897         __set_current_state(TASK_RUNNING);
3898         return 0;
3899 }
3900 EXPORT_SYMBOL_GPL(blk_poll);
3901
3902 unsigned int blk_mq_rq_cpu(struct request *rq)
3903 {
3904         return rq->mq_ctx->cpu;
3905 }
3906 EXPORT_SYMBOL(blk_mq_rq_cpu);
3907
3908 static int __init blk_mq_init(void)
3909 {
3910         int i;
3911
3912         for_each_possible_cpu(i)
3913                 INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(blk_cpu_done, i));
3914         open_softirq(BLOCK_SOFTIRQ, blk_done_softirq);
3915
3916         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_BLOCK_SOFTIRQ_DEAD,
3917                                   "block/softirq:dead", NULL,
3918                                   blk_softirq_cpu_dead);
3919         cpuhp_setup_state_multi(CPUHP_BLK_MQ_DEAD, "block/mq:dead", NULL,
3920                                 blk_mq_hctx_notify_dead);
3921         cpuhp_setup_state_multi(CPUHP_AP_BLK_MQ_ONLINE, "block/mq:online",
3922                                 blk_mq_hctx_notify_online,
3923                                 blk_mq_hctx_notify_offline);
3924         return 0;
3925 }
3926 subsys_initcall(blk_mq_init);