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/srcu.h>
   8
   9 struct blk_mq_tags;
  10 struct blk_flush_queue;
  11
  12 /**
  13  * struct blk_mq_hw_ctx - State for a hardware queue facing the hardware block device
  14  */
  15 struct blk_mq_hw_ctx {
  16         struct {
  17                 spinlock_t              lock;
  18                 struct list_head        dispatch;
  19                 unsigned long           state;          /* BLK_MQ_S_* flags */
  20         } ____cacheline_aligned_in_smp;
  21
  22         struct delayed_work     run_work;
  23         cpumask_var_t           cpumask;
  24         int                     next_cpu;
  25         int                     next_cpu_batch;
  26
  27         unsigned long           flags;          /* BLK_MQ_F_* flags */
  28
  29         void                    *sched_data;
  30         struct request_queue    *queue;
  31         struct blk_flush_queue  *fq;
  32
  33         void                    *driver_data;
  34
  35         struct sbitmap          ctx_map;
  36
  37         struct blk_mq_ctx       *dispatch_from;
  38
  39         struct blk_mq_ctx       **ctxs;
  40         unsigned int            nr_ctx;
  41
  42         wait_queue_entry_t      dispatch_wait;
  43         atomic_t                wait_index;
  44
  45         struct blk_mq_tags      *tags;
  46         struct blk_mq_tags      *sched_tags;
  47
  48         unsigned long           queued;
  49         unsigned long           run;
  50 #define BLK_MQ_MAX_DISPATCH_ORDER       7
  51         unsigned long           dispatched[BLK_MQ_MAX_DISPATCH_ORDER];
  52
  53         unsigned int            numa_node;
  54         unsigned int            queue_num;
  55
  56         atomic_t                nr_active;
  57         unsigned int            nr_expired;
  58
  59         struct hlist_node       cpuhp_dead;
  60         struct kobject          kobj;
  61
  62         unsigned long           poll_considered;
  63         unsigned long           poll_invoked;
  64         unsigned long           poll_success;
  65
  66 #ifdef CONFIG_BLK_DEBUG_FS
  67         struct dentry           *debugfs_dir;
  68         struct dentry           *sched_debugfs_dir;
  69 #endif
  70
  71         /* Must be the last member - see also blk_mq_hw_ctx_size(). */
  72         struct srcu_struct      srcu[0];
  73 };
  74
  75 struct blk_mq_tag_set {
  76         unsigned int            *mq_map;
  77         const struct blk_mq_ops *ops;
  78         unsigned int            nr_hw_queues;
  79         unsigned int            queue_depth;    /* max hw supported */
  80         unsigned int            reserved_tags;
  81         unsigned int            cmd_size;       /* per-request extra data */
  82         int                     numa_node;
  83         unsigned int            timeout;
  84         unsigned int            flags;          /* BLK_MQ_F_* */
  85         void                    *driver_data;
  86
  87         struct blk_mq_tags      **tags;
  88
  89         struct mutex            tag_list_lock;
  90         struct list_head        tag_list;
  91 };
  92
  93 struct blk_mq_queue_data {
  94         struct request *rq;
  95         bool last;
  96 };
  97
  98 typedef blk_status_t (queue_rq_fn)(struct blk_mq_hw_ctx *,
  99                 const struct blk_mq_queue_data *);
 100 typedef bool (get_budget_fn)(struct blk_mq_hw_ctx *);
 101 typedef void (put_budget_fn)(struct blk_mq_hw_ctx *);
 102 typedef enum blk_eh_timer_return (timeout_fn)(struct request *, bool);
 103 typedef int (init_hctx_fn)(struct blk_mq_hw_ctx *, void *, unsigned int);
 104 typedef void (exit_hctx_fn)(struct blk_mq_hw_ctx *, unsigned int);
 105 typedef int (init_request_fn)(struct blk_mq_tag_set *set, struct request *,
 106                 unsigned int, unsigned int);
 107 typedef void (exit_request_fn)(struct blk_mq_tag_set *set, struct request *,
 108                 unsigned int);
 109
 110 typedef void (busy_iter_fn)(struct blk_mq_hw_ctx *, struct request *, void *,
 111                 bool);
 112 typedef void (busy_tag_iter_fn)(struct request *, void *, bool);
 113 typedef int (poll_fn)(struct blk_mq_hw_ctx *, unsigned int);
 114 typedef int (map_queues_fn)(struct blk_mq_tag_set *set);
 115
 116
 117 struct blk_mq_ops {
 118         /*
 119          * Queue request
 120          */
 121         queue_rq_fn             *queue_rq;
 122
 123         /*
 124          * Reserve budget before queue request, once .queue_rq is
 125          * run, it is driver's responsibility to release the
 126          * reserved budget. Also we have to handle failure case
 127          * of .get_budget for avoiding I/O deadlock.
 128          */
 129         get_budget_fn           *get_budget;
 130         put_budget_fn           *put_budget;
 131
 132         /*
 133          * Called on request timeout
 134          */
 135         timeout_fn              *timeout;
 136
 137         /*
 138          * Called to poll for completion of a specific tag.
 139          */
 140         poll_fn                 *poll;
 141
 142         softirq_done_fn         *complete;
 143
 144         /*
 145          * Called when the block layer side of a hardware queue has been
 146          * set up, allowing the driver to allocate/init matching structures.
 147          * Ditto for exit/teardown.
 148          */
 149         init_hctx_fn            *init_hctx;
 150         exit_hctx_fn            *exit_hctx;
 151
 152         /*
 153          * Called for every command allocated by the block layer to allow
 154          * the driver to set up driver specific data.
 155          *
 156          * Tag greater than or equal to queue_depth is for setting up
 157          * flush request.
 158          *
 159          * Ditto for exit/teardown.
 160          */
 161         init_request_fn         *init_request;
 162         exit_request_fn         *exit_request;
 163         /* Called from inside blk_get_request() */
 164         void (*initialize_rq_fn)(struct request *rq);
 165
 166         map_queues_fn           *map_queues;
 167
 168 #ifdef CONFIG_BLK_DEBUG_FS
 169         /*
 170          * Used by the debugfs implementation to show driver-specific
 171          * information about a request.
 172          */
 173         void (*show_rq)(struct seq_file *m, struct request *rq);
 174 #endif
 175 };
 176
 177 enum {
 178         BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE   = 1 << 0,
 179         BLK_MQ_F_TAG_SHARED     = 1 << 1,
 180         BLK_MQ_F_SG_MERGE       = 1 << 2,
 181         BLK_MQ_F_BLOCKING       = 1 << 5,
 182         BLK_MQ_F_NO_SCHED       = 1 << 6,
 183         BLK_MQ_F_ALLOC_POLICY_START_BIT = 8,
 184         BLK_MQ_F_ALLOC_POLICY_BITS = 1,
 185
 186         BLK_MQ_S_STOPPED        = 0,
 187         BLK_MQ_S_TAG_ACTIVE     = 1,
 188         BLK_MQ_S_SCHED_RESTART  = 2,
 189
 190         BLK_MQ_MAX_DEPTH        = 10240,
 191
 192         BLK_MQ_CPU_WORK_BATCH   = 8,
 193 };
 194 #define BLK_MQ_FLAG_TO_ALLOC_POLICY(flags) \
 195         ((flags >> BLK_MQ_F_ALLOC_POLICY_START_BIT) & \
 196                 ((1 << BLK_MQ_F_ALLOC_POLICY_BITS) - 1))
 197 #define BLK_ALLOC_POLICY_TO_MQ_FLAG(policy) \
 198         ((policy & ((1 << BLK_MQ_F_ALLOC_POLICY_BITS) - 1)) \
 199                 << BLK_MQ_F_ALLOC_POLICY_START_BIT)
 200
 201 struct request_queue *blk_mq_init_queue(struct blk_mq_tag_set *);
 202 struct request_queue *blk_mq_init_allocated_queue(struct blk_mq_tag_set *set,
 203                                                   struct request_queue *q);
 204 int blk_mq_register_dev(struct device *, struct request_queue *);
 205 void blk_mq_unregister_dev(struct device *, struct request_queue *);
 206
 207 int blk_mq_alloc_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set);
 208 void blk_mq_free_tag_set(struct blk_mq_tag_set *set);
 209
 210 void blk_mq_flush_plug_list(struct blk_plug *plug, bool from_schedule);
 211
 212 void blk_mq_free_request(struct request *rq);
 213 bool blk_mq_can_queue(struct blk_mq_hw_ctx *);
 214
 215 enum {
 216         /* return when out of requests */
 217         BLK_MQ_REQ_NOWAIT       = (__force blk_mq_req_flags_t)(1 << 0),
 218         /* allocate from reserved pool */
 219         BLK_MQ_REQ_RESERVED     = (__force blk_mq_req_flags_t)(1 << 1),
 220         /* allocate internal/sched tag */
 221         BLK_MQ_REQ_INTERNAL     = (__force blk_mq_req_flags_t)(1 << 2),
 222         /* set RQF_PREEMPT */
 223         BLK_MQ_REQ_PREEMPT      = (__force blk_mq_req_flags_t)(1 << 3),
 224 };
 225
 226 struct request *blk_mq_alloc_request(struct request_queue *q, unsigned int op,
 227                 blk_mq_req_flags_t flags);
 228 struct request *blk_mq_alloc_request_hctx(struct request_queue *q,
 229                 unsigned int op, blk_mq_req_flags_t flags,
 230                 unsigned int hctx_idx);
 231 struct request *blk_mq_tag_to_rq(struct blk_mq_tags *tags, unsigned int tag);
 232
 233 enum {
 234         BLK_MQ_UNIQUE_TAG_BITS = 16,
 235         BLK_MQ_UNIQUE_TAG_MASK = (1 << BLK_MQ_UNIQUE_TAG_BITS) - 1,
 236 };
 237
 238 u32 blk_mq_unique_tag(struct request *rq);
 239
 240 static inline u16 blk_mq_unique_tag_to_hwq(u32 unique_tag)
 241 {
 242         return unique_tag >> BLK_MQ_UNIQUE_TAG_BITS;
 243 }
 244
 245 static inline u16 blk_mq_unique_tag_to_tag(u32 unique_tag)
 246 {
 247         return unique_tag & BLK_MQ_UNIQUE_TAG_MASK;
 248 }
 249
 250
 251 int blk_mq_request_started(struct request *rq);
 252 void blk_mq_start_request(struct request *rq);
 253 void blk_mq_end_request(struct request *rq, blk_status_t error);
 254 void __blk_mq_end_request(struct request *rq, blk_status_t error);
 255
 256 void blk_mq_requeue_request(struct request *rq, bool kick_requeue_list);
 257 void blk_mq_add_to_requeue_list(struct request *rq, bool at_head,
 258                                 bool kick_requeue_list);
 259 void blk_mq_kick_requeue_list(struct request_queue *q);
 260 void blk_mq_delay_kick_requeue_list(struct request_queue *q, unsigned long msecs);
 261 void blk_mq_complete_request(struct request *rq);
 262 bool blk_mq_bio_list_merge(struct request_queue *q, struct list_head *list,
 263                            struct bio *bio);
 264 bool blk_mq_queue_stopped(struct request_queue *q);
 265 void blk_mq_stop_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx);
 266 void blk_mq_start_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx);
 267 void blk_mq_stop_hw_queues(struct request_queue *q);
 268 void blk_mq_start_hw_queues(struct request_queue *q);
 269 void blk_mq_start_stopped_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async);
 270 void blk_mq_start_stopped_hw_queues(struct request_queue *q, bool async);
 271 void blk_mq_quiesce_queue(struct request_queue *q);
 272 void blk_mq_unquiesce_queue(struct request_queue *q);
 273 void blk_mq_delay_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, unsigned long msecs);
 274 bool blk_mq_run_hw_queue(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, bool async);
 275 void blk_mq_run_hw_queues(struct request_queue *q, bool async);
 276 void blk_mq_tagset_busy_iter(struct blk_mq_tag_set *tagset,
 277                 busy_tag_iter_fn *fn, void *priv);
 278 void blk_mq_freeze_queue(struct request_queue *q);
 279 void blk_mq_unfreeze_queue(struct request_queue *q);
 280 void blk_freeze_queue_start(struct request_queue *q);
 281 void blk_mq_freeze_queue_wait(struct request_queue *q);
 282 int blk_mq_freeze_queue_wait_timeout(struct request_queue *q,
 283                                      unsigned long timeout);
 284
 285 int blk_mq_map_queues(struct blk_mq_tag_set *set);
 286 void blk_mq_update_nr_hw_queues(struct blk_mq_tag_set *set, int nr_hw_queues);
 287
 288 void blk_mq_quiesce_queue_nowait(struct request_queue *q);
 289
 290 /**
 291  * blk_mq_mark_complete() - Set request state to complete
 292  * @rq: request to set to complete state
 293  *
 294  * Returns true if request state was successfully set to complete. If
 295  * successful, the caller is responsibile for seeing this request is ended, as
 296  * blk_mq_complete_request will not work again.
 297  */
 298 static inline bool blk_mq_mark_complete(struct request *rq)
 299 {
 300         return cmpxchg(&rq->state, MQ_RQ_IN_FLIGHT, MQ_RQ_COMPLETE) ==
 301                         MQ_RQ_IN_FLIGHT;
 302 }
 303
 304 /*
 305  * Driver command data is immediately after the request. So subtract request
 306  * size to get back to the original request, add request size to get the PDU.
 307  */
 308 static inline struct request *blk_mq_rq_from_pdu(void *pdu)
 309 {
 310         return pdu - sizeof(struct request);
 311 }
 312 static inline void *blk_mq_rq_to_pdu(struct request *rq)
 313 {
 314         return rq + 1;
 315 }
 316
 317 #define queue_for_each_hw_ctx(q, hctx, i)                               \
 318         for ((i) = 0; (i) < (q)->nr_hw_queues &&                        \
 319              ({ hctx = (q)->queue_hw_ctx[i]; 1; }); (i)++)
 320
 321 #define hctx_for_each_ctx(hctx, ctx, i)                                 \
 322         for ((i) = 0; (i) < (hctx)->nr_ctx &&                           \
 323              ({ ctx = (hctx)->ctxs[(i)]; 1; }); (i)++)
 324
 325 #endif