]> Git Repo - J-linux.git/blob - include/linux/blk-mq.h
Merge tag 'vfs-6.13-rc7.fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/vfs/vfs
[J-linux.git] / include / linux / blk-mq.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef BLK_MQ_H
3 #define BLK_MQ_H
4
5 #include <linux/blkdev.h>
6 #include <linux/sbitmap.h>
7 #include <linux/lockdep.h>
8 #include <linux/scatterlist.h>
9 #include <linux/prefetch.h>
10 #include <linux/srcu.h>
11 #include <linux/rw_hint.h>
12
13 struct blk_mq_tags;
14 struct blk_flush_queue;
15
16 #define BLKDEV_MIN_RQ   4
17 #define BLKDEV_DEFAULT_RQ       128
18
19 enum rq_end_io_ret {
20         RQ_END_IO_NONE,
21         RQ_END_IO_FREE,
22 };
23
24 typedef enum rq_end_io_ret (rq_end_io_fn)(struct request *, blk_status_t);
25
26 /*
27  * request flags */
28 typedef __u32 __bitwise req_flags_t;
29
30 /* Keep rqf_name[] in sync with the definitions below */
31 enum {
32         /* drive already may have started this one */
33         __RQF_STARTED,
34         /* request for flush sequence */
35         __RQF_FLUSH_SEQ,
36         /* merge of different types, fail separately */
37         __RQF_MIXED_MERGE,
38         /* don't call prep for this one */
39         __RQF_DONTPREP,
40         /* use hctx->sched_tags */
41         __RQF_SCHED_TAGS,
42         /* use an I/O scheduler for this request */
43         __RQF_USE_SCHED,
44         /* vaguely specified driver internal error.  Ignored by block layer */
45         __RQF_FAILED,
46         /* don't warn about errors */
47         __RQF_QUIET,
48         /* account into disk and partition IO statistics */
49         __RQF_IO_STAT,
50         /* runtime pm request */
51         __RQF_PM,
52         /* on IO scheduler merge hash */
53         __RQF_HASHED,
54         /* track IO completion time */
55         __RQF_STATS,
56         /* Look at ->special_vec for the actual data payload instead of the
57            bio chain. */
58         __RQF_SPECIAL_PAYLOAD,
59         /* request completion needs to be signaled to zone write plugging. */
60         __RQF_ZONE_WRITE_PLUGGING,
61         /* ->timeout has been called, don't expire again */
62         __RQF_TIMED_OUT,
63         __RQF_RESV,
64         __RQF_BITS
65 };
66
67 #define RQF_STARTED             ((__force req_flags_t)(1 << __RQF_STARTED))
68 #define RQF_FLUSH_SEQ           ((__force req_flags_t)(1 << __RQF_FLUSH_SEQ))
69 #define RQF_MIXED_MERGE         ((__force req_flags_t)(1 << __RQF_MIXED_MERGE))
70 #define RQF_DONTPREP            ((__force req_flags_t)(1 << __RQF_DONTPREP))
71 #define RQF_SCHED_TAGS          ((__force req_flags_t)(1 << __RQF_SCHED_TAGS))
72 #define RQF_USE_SCHED           ((__force req_flags_t)(1 << __RQF_USE_SCHED))
73 #define RQF_FAILED              ((__force req_flags_t)(1 << __RQF_FAILED))
74 #define RQF_QUIET               ((__force req_flags_t)(1 << __RQF_QUIET))
75 #define RQF_IO_STAT             ((__force req_flags_t)(1 << __RQF_IO_STAT))
76 #define RQF_PM                  ((__force req_flags_t)(1 << __RQF_PM))
77 #define RQF_HASHED              ((__force req_flags_t)(1 << __RQF_HASHED))
78 #define RQF_STATS               ((__force req_flags_t)(1 << __RQF_STATS))
79 #define RQF_SPECIAL_PAYLOAD     \
80                         ((__force req_flags_t)(1 << __RQF_SPECIAL_PAYLOAD))
81 #define RQF_ZONE_WRITE_PLUGGING \
82                         ((__force req_flags_t)(1 << __RQF_ZONE_WRITE_PLUGGING))
83 #define RQF_TIMED_OUT           ((__force req_flags_t)(1 << __RQF_TIMED_OUT))
84 #define RQF_RESV                ((__force req_flags_t)(1 << __RQF_RESV))
85
86 /* flags that prevent us from merging requests: */
87 #define RQF_NOMERGE_FLAGS \
88         (RQF_STARTED | RQF_FLUSH_SEQ | RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
89
90 enum mq_rq_state {
91         MQ_RQ_IDLE              = 0,
92         MQ_RQ_IN_FLIGHT         = 1,
93         MQ_RQ_COMPLETE          = 2,
94 };
95
96 /*
97  * Try to put the fields that are referenced together in the same cacheline.
98  *
99  * If you modify this structure, make sure to update blk_rq_init() and
100  * especially blk_mq_rq_ctx_init() to take care of the added fields.
101  */
102 struct request {
103         struct request_queue *q;
104         struct blk_mq_ctx *mq_ctx;
105         struct blk_mq_hw_ctx *mq_hctx;
106
107         blk_opf_t cmd_flags;            /* op and common flags */
108         req_flags_t rq_flags;
109
110         int tag;
111         int internal_tag;
112
113         unsigned int timeout;
114
115         /* the following two fields are internal, NEVER access directly */
116         unsigned int __data_len;        /* total data len */
117         sector_t __sector;              /* sector cursor */
118
119         struct bio *bio;
120         struct bio *biotail;
121
122         union {
123                 struct list_head queuelist;
124                 struct request *rq_next;
125         };
126
127         struct block_device *part;
128 #ifdef CONFIG_BLK_RQ_ALLOC_TIME
129         /* Time that the first bio started allocating this request. */
130         u64 alloc_time_ns;
131 #endif
132         /* Time that this request was allocated for this IO. */
133         u64 start_time_ns;
134         /* Time that I/O was submitted to the device. */
135         u64 io_start_time_ns;
136
137 #ifdef CONFIG_BLK_WBT
138         unsigned short wbt_flags;
139 #endif
140         /*
141          * rq sectors used for blk stats. It has the same value
142          * with blk_rq_sectors(rq), except that it never be zeroed
143          * by completion.
144          */
145         unsigned short stats_sectors;
146
147         /*
148          * Number of scatter-gather DMA addr+len pairs after
149          * physical address coalescing is performed.
150          */
151         unsigned short nr_phys_segments;
152         unsigned short nr_integrity_segments;
153
154 #ifdef CONFIG_BLK_INLINE_ENCRYPTION
155         struct bio_crypt_ctx *crypt_ctx;
156         struct blk_crypto_keyslot *crypt_keyslot;
157 #endif
158
159         enum mq_rq_state state;
160         atomic_t ref;
161
162         unsigned long deadline;
163
164         /*
165          * The hash is used inside the scheduler, and killed once the
166          * request reaches the dispatch list. The ipi_list is only used
167          * to queue the request for softirq completion, which is long
168          * after the request has been unhashed (and even removed from
169          * the dispatch list).
170          */
171         union {
172                 struct hlist_node hash; /* merge hash */
173                 struct llist_node ipi_list;
174         };
175
176         /*
177          * The rb_node is only used inside the io scheduler, requests
178          * are pruned when moved to the dispatch queue. special_vec must
179          * only be used if RQF_SPECIAL_PAYLOAD is set, and those cannot be
180          * insert into an IO scheduler.
181          */
182         union {
183                 struct rb_node rb_node; /* sort/lookup */
184                 struct bio_vec special_vec;
185         };
186
187         /*
188          * Three pointers are available for the IO schedulers, if they need
189          * more they have to dynamically allocate it.
190          */
191         struct {
192                 struct io_cq            *icq;
193                 void                    *priv[2];
194         } elv;
195
196         struct {
197                 unsigned int            seq;
198                 rq_end_io_fn            *saved_end_io;
199         } flush;
200
201         u64 fifo_time;
202
203         /*
204          * completion callback.
205          */
206         rq_end_io_fn *end_io;
207         void *end_io_data;
208 };
209
210 static inline enum req_op req_op(const struct request *req)
211 {
212         return req->cmd_flags & REQ_OP_MASK;
213 }
214
215 static inline bool blk_rq_is_passthrough(struct request *rq)
216 {
217         return blk_op_is_passthrough(rq->cmd_flags);
218 }
219
220 static inline unsigned short req_get_ioprio(struct request *req)
221 {
222         if (req->bio)
223                 return req->bio->bi_ioprio;
224         return 0;
225 }
226
227 #define rq_data_dir(rq)         (op_is_write(req_op(rq)) ? WRITE : READ)
228
229 #define rq_dma_dir(rq) \
230         (op_is_write(req_op(rq)) ? DMA_TO_DEVICE : DMA_FROM_DEVICE)
231
232 static inline int rq_list_empty(const struct rq_list *rl)
233 {
234         return rl->head == NULL;
235 }
236
237 static inline void rq_list_init(struct rq_list *rl)
238 {
239         rl->head = NULL;
240         rl->tail = NULL;
241 }
242
243 static inline void rq_list_add_tail(struct rq_list *rl, struct request *rq)
244 {
245         rq->rq_next = NULL;
246         if (rl->tail)
247                 rl->tail->rq_next = rq;
248         else
249                 rl->head = rq;
250         rl->tail = rq;
251 }
252
253 static inline void rq_list_add_head(struct rq_list *rl, struct request *rq)
254 {
255         rq->rq_next = rl->head;
256         rl->head = rq;
257         if (!rl->tail)
258                 rl->tail = rq;
259 }
260
261 static inline struct request *rq_list_pop(struct rq_list *rl)
262 {
263         struct request *rq = rl->head;
264
265         if (rq) {
266                 rl->head = rl->head->rq_next;
267                 if (!rl->head)
268                         rl->tail = NULL;
269                 rq->rq_next = NULL;
270         }
271
272         return rq;
273 }
274
275 static inline struct request *rq_list_peek(struct rq_list *rl)
276 {
277         return rl->head;
278 }
279
280 #define rq_list_for_each(rl, pos)                                       \
281         for (pos = rq_list_peek((rl)); (pos); pos = pos->rq_next)
282
283 #define rq_list_for_each_safe(rl, pos, nxt)                             \
284         for (pos = rq_list_peek((rl)), nxt = pos->rq_next;              \
285                 pos; pos = nxt, nxt = pos ? pos->rq_next : NULL)
286
287 /**
288  * enum blk_eh_timer_return - How the timeout handler should proceed
289  * @BLK_EH_DONE: The block driver completed the command or will complete it at
290  *      a later time.
291  * @BLK_EH_RESET_TIMER: Reset the request timer and continue waiting for the
292  *      request to complete.
293  */
294 enum blk_eh_timer_return {
295         BLK_EH_DONE,
296         BLK_EH_RESET_TIMER,
297 };
298
299 /* Keep alloc_policy_name[] in sync with the definitions below */
300 enum {
301         BLK_TAG_ALLOC_FIFO,     /* allocate starting from 0 */
302         BLK_TAG_ALLOC_RR,       /* allocate starting from last allocated tag */
303         BLK_TAG_ALLOC_MAX
304 };
305
306 /**
307  * struct blk_mq_hw_ctx - State for a hardware queue facing the hardware
308  * block device
309  */
310 struct blk_mq_hw_ctx {
311         struct {
312                 /** @lock: Protects the dispatch list. */
313                 spinlock_t              lock;
314                 /**
315                  * @dispatch: Used for requests that are ready to be
316                  * dispatched to the hardware but for some reason (e.g. lack of
317                  * resources) could not be sent to the hardware. As soon as the
318                  * driver can send new requests, requests at this list will
319                  * be sent first for a fairer dispatch.
320                  */
321                 struct list_head        dispatch;
322                  /**
323                   * @state: BLK_MQ_S_* flags. Defines the state of the hw
324                   * queue (active, scheduled to restart, stopped).
325                   */
326                 unsigned long           state;
327         } ____cacheline_aligned_in_smp;
328
329         /**
330          * @run_work: Used for scheduling a hardware queue run at a later time.
331          */
332         struct delayed_work     run_work;
333         /** @cpumask: Map of available CPUs where this hctx can run. */
334         cpumask_var_t           cpumask;
335         /**
336          * @next_cpu: Used by blk_mq_hctx_next_cpu() for round-robin CPU
337          * selection from @cpumask.
338          */
339         int                     next_cpu;
340         /**
341          * @next_cpu_batch: Counter of how many works left in the batch before
342          * changing to the next CPU.
343          */
344         int                     next_cpu_batch;
345
346         /** @flags: BLK_MQ_F_* flags. Defines the behaviour of the queue. */
347         unsigned long           flags;
348
349         /**
350          * @sched_data: Pointer owned by the IO scheduler attached to a request
351          * queue. It's up to the IO scheduler how to use this pointer.
352          */
353         void                    *sched_data;
354         /**
355          * @queue: Pointer to the request queue that owns this hardware context.
356          */
357         struct request_queue    *queue;
358         /** @fq: Queue of requests that need to perform a flush operation. */
359         struct blk_flush_queue  *fq;
360
361         /**
362          * @driver_data: Pointer to data owned by the block driver that created
363          * this hctx
364          */
365         void                    *driver_data;
366
367         /**
368          * @ctx_map: Bitmap for each software queue. If bit is on, there is a
369          * pending request in that software queue.
370          */
371         struct sbitmap          ctx_map;
372
373         /**
374          * @dispatch_from: Software queue to be used when no scheduler was
375          * selected.
376          */
377         struct blk_mq_ctx       *dispatch_from;
378         /**
379          * @dispatch_busy: Number used by blk_mq_update_dispatch_busy() to
380          * decide if the hw_queue is busy using Exponential Weighted Moving
381          * Average algorithm.
382          */
383         unsigned int            dispatch_busy;
384
385         /** @type: HCTX_TYPE_* flags. Type of hardware queue. */
386         unsigned short          type;
387         /** @nr_ctx: Number of software queues. */
388         unsigned short          nr_ctx;
389         /** @ctxs: Array of software queues. */
390         struct blk_mq_ctx       **ctxs;
391
392         /** @dispatch_wait_lock: Lock for dispatch_wait queue. */
393         spinlock_t              dispatch_wait_lock;
394         /**
395          * @dispatch_wait: Waitqueue to put requests when there is no tag
396          * available at the moment, to wait for another try in the future.
397          */
398         wait_queue_entry_t      dispatch_wait;
399
400         /**
401          * @wait_index: Index of next available dispatch_wait queue to insert
402          * requests.
403          */
404         atomic_t                wait_index;
405
406         /**
407          * @tags: Tags owned by the block driver. A tag at this set is only
408          * assigned when a request is dispatched from a hardware queue.
409          */
410         struct blk_mq_tags      *tags;
411         /**
412          * @sched_tags: Tags owned by I/O scheduler. If there is an I/O
413          * scheduler associated with a request queue, a tag is assigned when
414          * that request is allocated. Else, this member is not used.
415          */
416         struct blk_mq_tags      *sched_tags;
417
418         /** @numa_node: NUMA node the storage adapter has been connected to. */
419         unsigned int            numa_node;
420         /** @queue_num: Index of this hardware queue. */
421         unsigned int            queue_num;
422
423         /**
424          * @nr_active: Number of active requests. Only used when a tag set is
425          * shared across request queues.
426          */
427         atomic_t                nr_active;
428
429         /** @cpuhp_online: List to store request if CPU is going to die */
430         struct hlist_node       cpuhp_online;
431         /** @cpuhp_dead: List to store request if some CPU die. */
432         struct hlist_node       cpuhp_dead;
433         /** @kobj: Kernel object for sysfs. */
434         struct kobject          kobj;
435
436 #ifdef CONFIG_BLK_DEBUG_FS
437         /**
438          * @debugfs_dir: debugfs directory for this hardware queue. Named
439          * as cpu<cpu_number>.
440          */
441         struct dentry           *debugfs_dir;
442         /** @sched_debugfs_dir: debugfs directory for the scheduler. */
443         struct dentry           *sched_debugfs_dir;
444 #endif
445
446         /**
447          * @hctx_list: if this hctx is not in use, this is an entry in
448          * q->unused_hctx_list.
449          */
450         struct list_head        hctx_list;
451 };
452
453 /**
454  * struct blk_mq_queue_map - Map software queues to hardware queues
455  * @mq_map:       CPU ID to hardware queue index map. This is an array
456  *      with nr_cpu_ids elements. Each element has a value in the range
457  *      [@queue_offset, @queue_offset + @nr_queues).
458  * @nr_queues:    Number of hardware queues to map CPU IDs onto.
459  * @queue_offset: First hardware queue to map onto. Used by the PCIe NVMe
460  *      driver to map each hardware queue type (enum hctx_type) onto a distinct
461  *      set of hardware queues.
462  */
463 struct blk_mq_queue_map {
464         unsigned int *mq_map;
465         unsigned int nr_queues;
466         unsigned int queue_offset;
467 };
468
469 /**
470  * enum hctx_type - Type of hardware queue
471  * @HCTX_TYPE_DEFAULT:  All I/O not otherwise accounted for.
472  * @HCTX_TYPE_READ:     Just for READ I/O.
473  * @HCTX_TYPE_POLL:     Polled I/O of any kind.
474  * @HCTX_MAX_TYPES:     Number of types of hctx.
475  */
476 enum hctx_type {
477         HCTX_TYPE_DEFAULT,
478         HCTX_TYPE_READ,
479         HCTX_TYPE_POLL,
480
481         HCTX_MAX_TYPES,
482 };
483
484 /**
485  * struct blk_mq_tag_set - tag set that can be shared between request queues
486  * @ops:           Pointers to functions that implement block driver behavior.
487  * @map:           One or more ctx -> hctx mappings. One map exists for each
488  *                 hardware queue type (enum hctx_type) that the driver wishes
489  *                 to support. There are no restrictions on maps being of the
490  *                 same size, and it's perfectly legal to share maps between
491  *                 types.
492  * @nr_maps:       Number of elements in the @map array. A number in the range
493  *                 [1, HCTX_MAX_TYPES].
494  * @nr_hw_queues:  Number of hardware queues supported by the block driver that
495  *                 owns this data structure.
496  * @queue_depth:   Number of tags per hardware queue, reserved tags included.
497  * @reserved_tags: Number of tags to set aside for BLK_MQ_REQ_RESERVED tag
498  *                 allocations.
499  * @cmd_size:      Number of additional bytes to allocate per request. The block
500  *                 driver owns these additional bytes.
501  * @numa_node:     NUMA node the storage adapter has been connected to.
502  * @timeout:       Request processing timeout in jiffies.
503  * @flags:         Zero or more BLK_MQ_F_* flags.
504  * @driver_data:   Pointer to data owned by the block driver that created this
505  *                 tag set.
506  * @tags:          Tag sets. One tag set per hardware queue. Has @nr_hw_queues
507  *                 elements.
508  * @shared_tags:
509  *                 Shared set of tags. Has @nr_hw_queues elements. If set,
510  *                 shared by all @tags.
511  * @tag_list_lock: Serializes tag_list accesses.
512  * @tag_list:      List of the request queues that use this tag set. See also
513  *                 request_queue.tag_set_list.
514  * @srcu:          Use as lock when type of the request queue is blocking
515  *                 (BLK_MQ_F_BLOCKING).
516  */
517 struct blk_mq_tag_set {
518         const struct blk_mq_ops *ops;
519         struct blk_mq_queue_map map[HCTX_MAX_TYPES];
520         unsigned int            nr_maps;
521         unsigned int            nr_hw_queues;
522         unsigned int            queue_depth;
523         unsigned int            reserved_tags;
524         unsigned int            cmd_size;
525         int                     numa_node;
526         unsigned int            timeout;
527         unsigned int            flags;
528         void                    *driver_data;
529
530         struct blk_mq_tags      **tags;
531
532         struct blk_mq_tags      *shared_tags;
533
534         struct mutex            tag_list_lock;
535         struct list_head        tag_list;
536         struct srcu_struct      *srcu;
537 };
538
539 /**
540  * struct blk_mq_queue_data - Data about a request inserted in a queue
541  *
542  * @rq:   Request pointer.
543  * @last: If it is the last request in the queue.
544  */
545 struct blk_mq_queue_data {
546         struct request *rq;
547         bool last;
548 };
549
550 typedef bool (busy_tag_iter_fn)(struct request *, void *);
551
552 /**
553  * struct blk_mq_ops - Callback functions that implements block driver
554  * behaviour.
555  */
556 struct blk_mq_ops {
557         /**
558          * @queue_rq: Queue a new request from block IO.
559          */
560         blk_status_t (*queue_rq)(struct blk_mq_hw_ctx *,
561                                  const struct blk_mq_queue_data *);
562
563         /**
564          * @commit_rqs: If a driver uses bd->last to judge when to submit
565          * requests to hardware, it must define this function. In case of errors
566          * that make us stop issuing further requests, this hook serves the
567          * purpose of kicking the hardware (which the last request otherwise
568          * would have done).
569          */
570         void (*commit_rqs)(struct blk_mq_hw_ctx *);
571
572         /**
573          * @queue_rqs: Queue a list of new requests. Driver is guaranteed
574          * that each request belongs to the same queue. If the driver doesn't
575          * empty the @rqlist completely, then the rest will be queued
576          * individually by the block layer upon return.
577          */
578         void (*queue_rqs)(struct rq_list *rqlist);
579
580         /**
581          * @get_budget: Reserve budget before queue request, once .queue_rq is
582          * run, it is driver's responsibility to release the
583          * reserved budget. Also we have to handle failure case
584          * of .get_budget for avoiding I/O deadlock.
585          */
586         int (*get_budget)(struct request_queue *);
587
588         /**
589          * @put_budget: Release the reserved budget.
590          */
591         void (*put_budget)(struct request_queue *, int);
592
593         /**
594          * @set_rq_budget_token: store rq's budget token
595          */
596         void (*set_rq_budget_token)(struct request *, int);
597         /**
598          * @get_rq_budget_token: retrieve rq's budget token
599          */
600         int (*get_rq_budget_token)(struct request *);
601
602         /**
603          * @timeout: Called on request timeout.
604          */
605         enum blk_eh_timer_return (*timeout)(struct request *);
606
607         /**
608          * @poll: Called to poll for completion of a specific tag.
609          */
610         int (*poll)(struct blk_mq_hw_ctx *, struct io_comp_batch *);
611
612         /**
613          * @complete: Mark the request as complete.
614          */
615         void (*complete)(struct request *);
616
617         /**
618          * @init_hctx: Called when the block layer side of a hardware queue has
619          * been set up, allowing the driver to allocate/init matching
620          * structures.
621          */
622         int (*init_hctx)(struct blk_mq_hw_ctx *, void *, unsigned int);
623         /**
624          * @exit_hctx: Ditto for exit/teardown.
625          */
626         void (*exit_hctx)(struct blk_mq_hw_ctx *, unsigned int);
627
628         /**
629          * @init_request: Called for every command allocated by the block layer
630          * to allow the driver to set up driver specific data.
631          *
632          * Tag greater than or equal to queue_depth is for setting up
633          * flush request.
634          */
635         int (*init_request)(struct blk_mq_tag_set *set, struct request *,
636                             unsigned int, unsigned int);
637         /**
638          * @exit_request: Ditto for exit/teardown.
639          */
640         void (*exit_request)(struct blk_mq_tag_set *set, struct request *,
641                              unsigned int);
642
643         /**
644          * @cleanup_rq: Called before freeing one request which isn't completed
645          * yet, and usually for freeing the driver private data.
646          */
647         void (*cleanup_rq)(struct request *);
648
649         /**
650          * @busy: If set, returns whether or not this queue currently is busy.
651          */
652         bool (*busy)(struct request_queue *);
653
654         /**
655          * @map_queues: This allows drivers specify their own queue mapping by
656          * overriding the setup-time function that builds the mq_map.
657          */
658         void (*map_queues)(struct blk_mq_tag_set *set);
659
660 #ifdef CONFIG_BLK_DEBUG_FS
661         /**
662          * @show_rq: Used by the debugfs implementation to show driver-specific
663          * information about a request.
664          */
665         void (*show_rq)(struct seq_file *m, struct request *rq);
666 #endif
667 };
668
669 /* Keep hctx_flag_name[] in sync with the definitions below */
670 enum {
671         BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE   = 1 << 0,
672         BLK_MQ_F_TAG_QUEUE_SHARED = 1 << 1,
673         /*
674          * Set when this device requires underlying blk-mq device for
675          * completing IO:
676          */
677         BLK_MQ_F_STACKING       = 1 << 2,
678         BLK_MQ_F_TAG_HCTX_SHARED = 1 << 3,
679         BLK_MQ_F_BLOCKING       = 1 << 4,
680         /* Do not allow an I/O scheduler to be configured. */
681         BLK_MQ_F_NO_SCHED       = 1 << 5,
682
683         /*
684          * Select 'none' during queue registration in case of a single hwq
685          * or shared hwqs instead of 'mq-deadline'.
686          */
687         BLK_MQ_F_NO_SCHED_BY_DEFAULT    = 1 << 6,
688         BLK_MQ_F_ALLOC_POLICY_START_BIT = 7,
689         BLK_MQ_F_ALLOC_POLICY_BITS = 1,
690 };
691 #define BLK_MQ_FLAG_TO_ALLOC_POLICY(flags) \
692         ((flags >> BLK_MQ_F_ALLOC_POLICY_START_BIT) & \
693                 ((1 << BLK_MQ_F_ALLOC_POLICY_BITS) - 1))
694 #define BLK_ALLOC_POLICY_TO_MQ_FLAG(policy) \
695         ((policy & ((1 << BLK_MQ_F_ALLOC_POLICY_BITS) - 1)) \
696                 << BLK_MQ_F_ALLOC_POLICY_START_BIT)
697
698 #define BLK_MQ_MAX_DEPTH        (10240)
699 #define BLK_MQ_NO_HCTX_IDX      (-1U)
700
701 enum {
702         /* Keep hctx_state_name[] in sync with the definitions below */
703         BLK_MQ_S_STOPPED,
704         BLK_MQ_S_TAG_ACTIVE,
705         BLK_MQ_S_SCHED_RESTART,
706         /* hw queue is inactive after all its CPUs become offline */
707         BLK_MQ_S_INACTIVE,
708         BLK_MQ_S_MAX
709 };
710
711 struct gendisk *__blk_mq_alloc_disk(struct blk_mq_tag_set *set,
712                 struct queue_limits *lim, void *queuedata,
713                 struct lock_class_key *lkclass);
714 #define blk_mq_alloc_disk(set, lim, queuedata)                          \
715 ({                                                                      \
716         static struct lock_class_key __key;                             \
717                                                                         \
718         __blk_mq_alloc_disk(set, lim, queuedata, &__key);               \
719 })
720 struct gendisk *blk_mq_alloc_disk_for_queue(struct request_queue *q,
721                 struct lock_class_key *lkclass);
722 struct request_queue *blk_mq_alloc_queue(struct blk_mq_tag_set *set,
723                 struct queue_limits *lim, void *queuedata);
724 int blk_mq_init_allocated_queue(struct blk_mq_tag_set *set,
725                 struct request_queue *q);
726 void blk_mq_destroy_queue(struct request_queue *);
727
728 int blk_mq_alloc_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set);
729 int blk_mq_alloc_sq_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set,
730                 const struct blk_mq_ops *ops, unsigned int queue_depth,
731                 unsigned int set_flags);
732 void blk_mq_free_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set);
733
734 void blk_mq_free_request(struct request *rq);
735 int blk_rq_poll(struct request *rq, struct io_comp_batch *iob,
736                 unsigned int poll_flags);
737
738 bool blk_mq_queue_inflight(struct request_queue *q);
739
740 enum {
741         /* return when out of requests */
742         BLK_MQ_REQ_NOWAIT       = (__force blk_mq_req_flags_t)(1 << 0),
743         /* allocate from reserved pool */
744         BLK_MQ_REQ_RESERVED     = (__force blk_mq_req_flags_t)(1 << 1),
745         /* set RQF_PM */
746         BLK_MQ_REQ_PM           = (__force blk_mq_req_flags_t)(1 << 2),
747 };
748
749 struct request *blk_mq_alloc_request(struct request_queue *q, blk_opf_t opf,
750                 blk_mq_req_flags_t flags);
751 struct request *blk_mq_alloc_request_hctx(struct request_queue *q,
752                 blk_opf_t opf, blk_mq_req_flags_t flags,
753                 unsigned int hctx_idx);
754
755 /*
756  * Tag address space map.
757  */
758 struct blk_mq_tags {
759         unsigned int nr_tags;
760         unsigned int nr_reserved_tags;
761         unsigned int active_queues;
762
763         struct sbitmap_queue bitmap_tags;
764         struct sbitmap_queue breserved_tags;
765
766         struct request **rqs;
767         struct request **static_rqs;
768         struct list_head page_list;
769
770         /*
771          * used to clear request reference in rqs[] before freeing one
772          * request pool
773          */
774         spinlock_t lock;
775 };
776
777 static inline struct request *blk_mq_tag_to_rq(struct blk_mq_tags *tags,
778                                                unsigned int tag)
779 {
780         if (tag < tags->nr_tags) {
781                 prefetch(tags->rqs[tag]);
782                 return tags->rqs[tag];
783         }
784
785         return NULL;
786 }
787
788 enum {
789         BLK_MQ_UNIQUE_TAG_BITS = 16,
790         BLK_MQ_UNIQUE_TAG_MASK = (1 << BLK_MQ_UNIQUE_TAG_BITS) - 1,
791 };
792
793 u32 blk_mq_unique_tag(struct request *rq);
794
795 static inline u16 blk_mq_unique_tag_to_hwq(u32 unique_tag)
796 {
797         return unique_tag >> BLK_MQ_UNIQUE_TAG_BITS;
798 }
799
800 static inline u16 blk_mq_unique_tag_to_tag(u32 unique_tag)
801 {
802         return unique_tag & BLK_MQ_UNIQUE_TAG_MASK;
803 }
804
805 /**
806  * blk_mq_rq_state() - read the current MQ_RQ_* state of a request
807  * @rq: target request.
808  */
809 static inline enum mq_rq_state blk_mq_rq_state(struct request *rq)
810 {
811         return READ_ONCE(rq->state);
812 }
813
814 static inline int blk_mq_request_started(struct request *rq)
815 {
816         return blk_mq_rq_state(rq) != MQ_RQ_IDLE;
817 }
818
819 static inline int blk_mq_request_completed(struct request *rq)
820 {
821         return blk_mq_rq_state(rq) == MQ_RQ_COMPLETE;
822 }
823
824 /*
825  * 
826  * Set the state to complete when completing a request from inside ->queue_rq.
827  * This is used by drivers that want to ensure special complete actions that
828  * need access to the request are called on failure, e.g. by nvme for
829  * multipathing.
830  */
831 static inline void blk_mq_set_request_complete(struct request *rq)
832 {
833         WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_COMPLETE);
834 }
835
836 /*
837  * Complete the request directly instead of deferring it to softirq or
838  * completing it another CPU. Useful in preemptible instead of an interrupt.
839  */
840 static inline void blk_mq_complete_request_direct(struct request *rq,
841                    void (*complete)(struct request *rq))
842 {
843         WRITE_ONCE(rq->state, MQ_RQ_COMPLETE);
844         complete(rq);
845 }
846
847 void blk_mq_start_request(struct request *rq);
848 void blk_mq_end_request(struct request *rq, blk_status_t error);
849 void __blk_mq_end_request(struct request *rq, blk_status_t error);
850 void blk_mq_end_request_batch(struct io_comp_batch *ib);
851
852 /*
853  * Only need start/end time stamping if we have iostat or
854  * blk stats enabled, or using an IO scheduler.
855  */
856 static inline bool blk_mq_need_time_stamp(struct request *rq)
857 {
858         return (rq->rq_flags & (RQF_IO_STAT | RQF_STATS | RQF_USE_SCHED));
859 }
860
861 static inline bool blk_mq_is_reserved_rq(struct request *rq)
862 {
863         return rq->rq_flags & RQF_RESV;
864 }
865
866 /*
867  * Batched completions only work when there is no I/O error and no special
868  * ->end_io handler.
869  */
870 static inline bool blk_mq_add_to_batch(struct request *req,
871                                        struct io_comp_batch *iob, int ioerror,
872                                        void (*complete)(struct io_comp_batch *))
873 {
874         /*
875          * blk_mq_end_request_batch() can't end request allocated from
876          * sched tags
877          */
878         if (!iob || (req->rq_flags & RQF_SCHED_TAGS) || ioerror ||
879                         (req->end_io && !blk_rq_is_passthrough(req)))
880                 return false;
881
882         if (!iob->complete)
883                 iob->complete = complete;
884         else if (iob->complete != complete)
885                 return false;
886         iob->need_ts |= blk_mq_need_time_stamp(req);
887         rq_list_add_tail(&iob->req_list, req);
888         return true;
889 }
890
891 void blk_mq_requeue_request(struct request *rq, bool kick_requeue_list);
892 void blk_mq_kick_requeue_list(struct request_queue *q);
893 void blk_mq_delay_kick_requeue_list(struct request_queue *q, unsigned long msecs);
894 void blk_mq_complete_request(struct request *rq);
895 bool blk_mq_complete_request_remote(struct request *rq);
896 void blk_mq_stop_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx);
897 void blk_mq_start_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx);
898 void blk_mq_stop_hw_queues(struct request_queue *q);
899 void blk_mq_start_hw_queues(struct request_queue *q);
900 void blk_mq_start_stopped_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async);
901 void blk_mq_start_stopped_hw_queues(struct request_queue *q, bool async);
902 void blk_mq_quiesce_queue(struct request_queue *q);
903 void blk_mq_wait_quiesce_done(struct blk_mq_tag_set *set);
904 void blk_mq_quiesce_tagset(struct blk_mq_tag_set *set);
905 void blk_mq_unquiesce_tagset(struct blk_mq_tag_set *set);
906 void blk_mq_unquiesce_queue(struct request_queue *q);
907 void blk_mq_delay_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned long msecs);
908 void blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async);
909 void blk_mq_run_hw_queues(struct request_queue *q, bool async);
910 void blk_mq_delay_run_hw_queues(struct request_queue *q, unsigned long msecs);
911 void blk_mq_tagset_busy_iter(struct blk_mq_tag_set *tagset,
912                 busy_tag_iter_fn *fn, void *priv);
913 void blk_mq_tagset_wait_completed_request(struct blk_mq_tag_set *tagset);
914 void blk_mq_freeze_queue(struct request_queue *q);
915 void blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q);
916 void blk_freeze_queue_start(struct request_queue *q);
917 void blk_mq_freeze_queue_wait(struct request_queue *q);
918 int blk_mq_freeze_queue_wait_timeout(struct request_queue *q,
919                                      unsigned long timeout);
920 void blk_mq_unfreeze_queue_non_owner(struct request_queue *q);
921 void blk_freeze_queue_start_non_owner(struct request_queue *q);
922
923 void blk_mq_map_queues(struct blk_mq_queue_map *qmap);
924 void blk_mq_update_nr_hw_queues(struct blk_mq_tag_set *set, int nr_hw_queues);
925
926 void blk_mq_quiesce_queue_nowait(struct request_queue *q);
927
928 unsigned int blk_mq_rq_cpu(struct request *rq);
929
930 bool __blk_should_fake_timeout(struct request_queue *q);
931 static inline bool blk_should_fake_timeout(struct request_queue *q)
932 {
933         if (IS_ENABLED(CONFIG_FAIL_IO_TIMEOUT) &&
934             test_bit(QUEUE_FLAG_FAIL_IO, &q->queue_flags))
935                 return __blk_should_fake_timeout(q);
936         return false;
937 }
938
939 /**
940  * blk_mq_rq_from_pdu - cast a PDU to a request
941  * @pdu: the PDU (Protocol Data Unit) to be casted
942  *
943  * Return: request
944  *
945  * Driver command data is immediately after the request. So subtract request
946  * size to get back to the original request.
947  */
948 static inline struct request *blk_mq_rq_from_pdu(void *pdu)
949 {
950         return pdu - sizeof(struct request);
951 }
952
953 /**
954  * blk_mq_rq_to_pdu - cast a request to a PDU
955  * @rq: the request to be casted
956  *
957  * Return: pointer to the PDU
958  *
959  * Driver command data is immediately after the request. So add request to get
960  * the PDU.
961  */
962 static inline void *blk_mq_rq_to_pdu(struct request *rq)
963 {
964         return rq + 1;
965 }
966
967 #define queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)                               \
968         xa_for_each(&(q)->hctx_table, (i), (hctx))
969
970 #define hctx_for_each_ctx(hctx, ctx, i)                                 \
971         for ((i) = 0; (i) < (hctx)->nr_ctx &&                           \
972              ({ ctx = (hctx)->ctxs[(i)]; 1; }); (i)++)
973
974 static inline void blk_mq_cleanup_rq(struct request *rq)
975 {
976         if (rq->q->mq_ops->cleanup_rq)
977                 rq->q->mq_ops->cleanup_rq(rq);
978 }
979
980 static inline void blk_rq_bio_prep(struct request *rq, struct bio *bio,
981                 unsigned int nr_segs)
982 {
983         rq->nr_phys_segments = nr_segs;
984         rq->__data_len = bio->bi_iter.bi_size;
985         rq->bio = rq->biotail = bio;
986 }
987
988 void blk_mq_hctx_set_fq_lock_class(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
989                 struct lock_class_key *key);
990
991 static inline bool rq_is_sync(struct request *rq)
992 {
993         return op_is_sync(rq->cmd_flags);
994 }
995
996 void blk_rq_init(struct request_queue *q, struct request *rq);
997 int blk_rq_prep_clone(struct request *rq, struct request *rq_src,
998                 struct bio_set *bs, gfp_t gfp_mask,
999                 int (*bio_ctr)(struct bio *, struct bio *, void *), void *data);
1000 void blk_rq_unprep_clone(struct request *rq);
1001 blk_status_t blk_insert_cloned_request(struct request *rq);
1002
1003 struct rq_map_data {
1004         struct page **pages;
1005         unsigned long offset;
1006         unsigned short page_order;
1007         unsigned short nr_entries;
1008         bool null_mapped;
1009         bool from_user;
1010 };
1011
1012 int blk_rq_map_user(struct request_queue *, struct request *,
1013                 struct rq_map_data *, void __user *, unsigned long, gfp_t);
1014 int blk_rq_map_user_io(struct request *, struct rq_map_data *,
1015                 void __user *, unsigned long, gfp_t, bool, int, bool, int);
1016 int blk_rq_map_user_iov(struct request_queue *, struct request *,
1017                 struct rq_map_data *, const struct iov_iter *, gfp_t);
1018 int blk_rq_unmap_user(struct bio *);
1019 int blk_rq_map_kern(struct request_queue *, struct request *, void *,
1020                 unsigned int, gfp_t);
1021 int blk_rq_append_bio(struct request *rq, struct bio *bio);
1022 void blk_execute_rq_nowait(struct request *rq, bool at_head);
1023 blk_status_t blk_execute_rq(struct request *rq, bool at_head);
1024 bool blk_rq_is_poll(struct request *rq);
1025
1026 struct req_iterator {
1027         struct bvec_iter iter;
1028         struct bio *bio;
1029 };
1030
1031 #define __rq_for_each_bio(_bio, rq)     \
1032         if ((rq->bio))                  \
1033                 for (_bio = (rq)->bio; _bio; _bio = _bio->bi_next)
1034
1035 #define rq_for_each_segment(bvl, _rq, _iter)                    \
1036         __rq_for_each_bio(_iter.bio, _rq)                       \
1037                 bio_for_each_segment(bvl, _iter.bio, _iter.iter)
1038
1039 #define rq_for_each_bvec(bvl, _rq, _iter)                       \
1040         __rq_for_each_bio(_iter.bio, _rq)                       \
1041                 bio_for_each_bvec(bvl, _iter.bio, _iter.iter)
1042
1043 #define rq_iter_last(bvec, _iter)                               \
1044                 (_iter.bio->bi_next == NULL &&                  \
1045                  bio_iter_last(bvec, _iter.iter))
1046
1047 /*
1048  * blk_rq_pos()                 : the current sector
1049  * blk_rq_bytes()               : bytes left in the entire request
1050  * blk_rq_cur_bytes()           : bytes left in the current segment
1051  * blk_rq_sectors()             : sectors left in the entire request
1052  * blk_rq_cur_sectors()         : sectors left in the current segment
1053  * blk_rq_stats_sectors()       : sectors of the entire request used for stats
1054  */
1055 static inline sector_t blk_rq_pos(const struct request *rq)
1056 {
1057         return rq->__sector;
1058 }
1059
1060 static inline unsigned int blk_rq_bytes(const struct request *rq)
1061 {
1062         return rq->__data_len;
1063 }
1064
1065 static inline int blk_rq_cur_bytes(const struct request *rq)
1066 {
1067         if (!rq->bio)
1068                 return 0;
1069         if (!bio_has_data(rq->bio))     /* dataless requests such as discard */
1070                 return rq->bio->bi_iter.bi_size;
1071         return bio_iovec(rq->bio).bv_len;
1072 }
1073
1074 static inline unsigned int blk_rq_sectors(const struct request *rq)
1075 {
1076         return blk_rq_bytes(rq) >> SECTOR_SHIFT;
1077 }
1078
1079 static inline unsigned int blk_rq_cur_sectors(const struct request *rq)
1080 {
1081         return blk_rq_cur_bytes(rq) >> SECTOR_SHIFT;
1082 }
1083
1084 static inline unsigned int blk_rq_stats_sectors(const struct request *rq)
1085 {
1086         return rq->stats_sectors;
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Some commands like WRITE SAME have a payload or data transfer size which
1091  * is different from the size of the request.  Any driver that supports such
1092  * commands using the RQF_SPECIAL_PAYLOAD flag needs to use this helper to
1093  * calculate the data transfer size.
1094  */
1095 static inline unsigned int blk_rq_payload_bytes(struct request *rq)
1096 {
1097         if (rq->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
1098                 return rq->special_vec.bv_len;
1099         return blk_rq_bytes(rq);
1100 }
1101
1102 /*
1103  * Return the first full biovec in the request.  The caller needs to check that
1104  * there are any bvecs before calling this helper.
1105  */
1106 static inline struct bio_vec req_bvec(struct request *rq)
1107 {
1108         if (rq->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
1109                 return rq->special_vec;
1110         return mp_bvec_iter_bvec(rq->bio->bi_io_vec, rq->bio->bi_iter);
1111 }
1112
1113 static inline unsigned int blk_rq_count_bios(struct request *rq)
1114 {
1115         unsigned int nr_bios = 0;
1116         struct bio *bio;
1117
1118         __rq_for_each_bio(bio, rq)
1119                 nr_bios++;
1120
1121         return nr_bios;
1122 }
1123
1124 void blk_steal_bios(struct bio_list *list, struct request *rq);
1125
1126 /*
1127  * Request completion related functions.
1128  *
1129  * blk_update_request() completes given number of bytes and updates
1130  * the request without completing it.
1131  */
1132 bool blk_update_request(struct request *rq, blk_status_t error,
1133                                unsigned int nr_bytes);
1134 void blk_abort_request(struct request *);
1135
1136 /*
1137  * Number of physical segments as sent to the device.
1138  *
1139  * Normally this is the number of discontiguous data segments sent by the
1140  * submitter.  But for data-less command like discard we might have no
1141  * actual data segments submitted, but the driver might have to add it's
1142  * own special payload.  In that case we still return 1 here so that this
1143  * special payload will be mapped.
1144  */
1145 static inline unsigned short blk_rq_nr_phys_segments(struct request *rq)
1146 {
1147         if (rq->rq_flags & RQF_SPECIAL_PAYLOAD)
1148                 return 1;
1149         return rq->nr_phys_segments;
1150 }
1151
1152 /*
1153  * Number of discard segments (or ranges) the driver needs to fill in.
1154  * Each discard bio merged into a request is counted as one segment.
1155  */
1156 static inline unsigned short blk_rq_nr_discard_segments(struct request *rq)
1157 {
1158         return max_t(unsigned short, rq->nr_phys_segments, 1);
1159 }
1160
1161 int __blk_rq_map_sg(struct request_queue *q, struct request *rq,
1162                 struct scatterlist *sglist, struct scatterlist **last_sg);
1163 static inline int blk_rq_map_sg(struct request_queue *q, struct request *rq,
1164                 struct scatterlist *sglist)
1165 {
1166         struct scatterlist *last_sg = NULL;
1167
1168         return __blk_rq_map_sg(q, rq, sglist, &last_sg);
1169 }
1170 void blk_dump_rq_flags(struct request *, char *);
1171
1172 #endif /* BLK_MQ_H */
This page took 0.093628 seconds and 4 git commands to generate.