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