drivers/mmc/core/queue.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  Copyright (C) 2003 Russell King, All Rights Reserved.
   4  *  Copyright 2006-2007 Pierre Ossman
   5  */
   6 #include <linux/slab.h>
   7 #include <linux/module.h>
   8 #include <linux/blkdev.h>
   9 #include <linux/freezer.h>
  10 #include <linux/kthread.h>
  11 #include <linux/scatterlist.h>
  12 #include <linux/dma-mapping.h>
  13 #include <linux/backing-dev.h>
  14
  15 #include <linux/mmc/card.h>
  16 #include <linux/mmc/host.h>
  17
  18 #include "queue.h"
  19 #include "block.h"
  20 #include "core.h"
  21 #include "card.h"
  22 #include "host.h"
  23
  24 #define MMC_DMA_MAP_MERGE_SEGMENTS      512
  25
  26 static inline bool mmc_cqe_dcmd_busy(struct mmc_queue *mq)
  27 {
  28         /* Allow only 1 DCMD at a time */
  29         return mq->in_flight[MMC_ISSUE_DCMD];
  30 }
  31
  32 void mmc_cqe_check_busy(struct mmc_queue *mq)
  33 {
  34         if ((mq->cqe_busy & MMC_CQE_DCMD_BUSY) && !mmc_cqe_dcmd_busy(mq))
  35                 mq->cqe_busy &= ~MMC_CQE_DCMD_BUSY;
  36
  37         mq->cqe_busy &= ~MMC_CQE_QUEUE_FULL;
  38 }
  39
  40 static inline bool mmc_cqe_can_dcmd(struct mmc_host *host)
  41 {
  42         return host->caps2 & MMC_CAP2_CQE_DCMD;
  43 }
  44
  45 static enum mmc_issue_type mmc_cqe_issue_type(struct mmc_host *host,
  46                                               struct request *req)
  47 {
  48         switch (req_op(req)) {
  49         case REQ_OP_DRV_IN:
  50         case REQ_OP_DRV_OUT:
  51         case REQ_OP_DISCARD:
  52         case REQ_OP_SECURE_ERASE:
  53                 return MMC_ISSUE_SYNC;
  54         case REQ_OP_FLUSH:
  55                 return mmc_cqe_can_dcmd(host) ? MMC_ISSUE_DCMD : MMC_ISSUE_SYNC;
  56         default:
  57                 return MMC_ISSUE_ASYNC;
  58         }
  59 }
  60
  61 enum mmc_issue_type mmc_issue_type(struct mmc_queue *mq, struct request *req)
  62 {
  63         struct mmc_host *host = mq->card->host;
  64
  65         if (mq->use_cqe)
  66                 return mmc_cqe_issue_type(host, req);
  67
  68         if (req_op(req) == REQ_OP_READ || req_op(req) == REQ_OP_WRITE)
  69                 return MMC_ISSUE_ASYNC;
  70
  71         return MMC_ISSUE_SYNC;
  72 }
  73
  74 static void __mmc_cqe_recovery_notifier(struct mmc_queue *mq)
  75 {
  76         if (!mq->recovery_needed) {
  77                 mq->recovery_needed = true;
  78                 schedule_work(&mq->recovery_work);
  79         }
  80 }
  81
  82 void mmc_cqe_recovery_notifier(struct mmc_request *mrq)
  83 {
  84         struct mmc_queue_req *mqrq = container_of(mrq, struct mmc_queue_req,
  85                                                   brq.mrq);
  86         struct request *req = mmc_queue_req_to_req(mqrq);
  87         struct request_queue *q = req->q;
  88         struct mmc_queue *mq = q->queuedata;
  89         unsigned long flags;
  90
  91         spin_lock_irqsave(&mq->lock, flags);
  92         __mmc_cqe_recovery_notifier(mq);
  93         spin_unlock_irqrestore(&mq->lock, flags);
  94 }
  95
  96 static enum blk_eh_timer_return mmc_cqe_timed_out(struct request *req)
  97 {
  98         struct mmc_queue_req *mqrq = req_to_mmc_queue_req(req);
  99         struct mmc_request *mrq = &mqrq->brq.mrq;
 100         struct mmc_queue *mq = req->q->queuedata;
 101         struct mmc_host *host = mq->card->host;
 102         enum mmc_issue_type issue_type = mmc_issue_type(mq, req);
 103         bool recovery_needed = false;
 104
 105         switch (issue_type) {
 106         case MMC_ISSUE_ASYNC:
 107         case MMC_ISSUE_DCMD:
 108                 if (host->cqe_ops->cqe_timeout(host, mrq, &recovery_needed)) {
 109                         if (recovery_needed)
 110                                 mmc_cqe_recovery_notifier(mrq);
 111                         return BLK_EH_RESET_TIMER;
 112                 }
 113                 /* The request has gone already */
 114                 return BLK_EH_DONE;
 115         default:
 116                 /* Timeout is handled by mmc core */
 117                 return BLK_EH_RESET_TIMER;
 118         }
 119 }
 120
 121 static enum blk_eh_timer_return mmc_mq_timed_out(struct request *req,
 122                                                  bool reserved)
 123 {
 124         struct request_queue *q = req->q;
 125         struct mmc_queue *mq = q->queuedata;
 126         unsigned long flags;
 127         bool ignore_tout;
 128
 129         spin_lock_irqsave(&mq->lock, flags);
 130         ignore_tout = mq->recovery_needed || !mq->use_cqe;
 131         spin_unlock_irqrestore(&mq->lock, flags);
 132
 133         return ignore_tout ? BLK_EH_RESET_TIMER : mmc_cqe_timed_out(req);
 134 }
 135
 136 static void mmc_mq_recovery_handler(struct work_struct *work)
 137 {
 138         struct mmc_queue *mq = container_of(work, struct mmc_queue,
 139                                             recovery_work);
 140         struct request_queue *q = mq->queue;
 141
 142         mmc_get_card(mq->card, &mq->ctx);
 143
 144         mq->in_recovery = true;
 145
 146         if (mq->use_cqe)
 147                 mmc_blk_cqe_recovery(mq);
 148         else
 149                 mmc_blk_mq_recovery(mq);
 150
 151         mq->in_recovery = false;
 152
 153         spin_lock_irq(&mq->lock);
 154         mq->recovery_needed = false;
 155         spin_unlock_irq(&mq->lock);
 156
 157         mmc_put_card(mq->card, &mq->ctx);
 158
 159         blk_mq_run_hw_queues(q, true);
 160 }
 161
 162 static struct scatterlist *mmc_alloc_sg(int sg_len, gfp_t gfp)
 163 {
 164         struct scatterlist *sg;
 165
 166         sg = kmalloc_array(sg_len, sizeof(*sg), gfp);
 167         if (sg)
 168                 sg_init_table(sg, sg_len);
 169
 170         return sg;
 171 }
 172
 173 static void mmc_queue_setup_discard(struct request_queue *q,
 174                                     struct mmc_card *card)
 175 {
 176         unsigned max_discard;
 177
 178         max_discard = mmc_calc_max_discard(card);
 179         if (!max_discard)
 180                 return;
 181
 182         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_DISCARD, q);
 183         blk_queue_max_discard_sectors(q, max_discard);
 184         q->limits.discard_granularity = card->pref_erase << 9;
 185         /* granularity must not be greater than max. discard */
 186         if (card->pref_erase > max_discard)
 187                 q->limits.discard_granularity = SECTOR_SIZE;
 188         if (mmc_can_secure_erase_trim(card))
 189                 blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_SECERASE, q);
 190 }
 191
 192 static unsigned int mmc_get_max_segments(struct mmc_host *host)
 193 {
 194         return host->can_dma_map_merge ? MMC_DMA_MAP_MERGE_SEGMENTS :
 195                                          host->max_segs;
 196 }
 197
 198 /**
 199  * mmc_init_request() - initialize the MMC-specific per-request data
 200  * @q: the request queue
 201  * @req: the request
 202  * @gfp: memory allocation policy
 203  */
 204 static int __mmc_init_request(struct mmc_queue *mq, struct request *req,
 205                               gfp_t gfp)
 206 {
 207         struct mmc_queue_req *mq_rq = req_to_mmc_queue_req(req);
 208         struct mmc_card *card = mq->card;
 209         struct mmc_host *host = card->host;
 210
 211         mq_rq->sg = mmc_alloc_sg(mmc_get_max_segments(host), gfp);
 212         if (!mq_rq->sg)
 213                 return -ENOMEM;
 214
 215         return 0;
 216 }
 217
 218 static void mmc_exit_request(struct request_queue *q, struct request *req)
 219 {
 220         struct mmc_queue_req *mq_rq = req_to_mmc_queue_req(req);
 221
 222         kfree(mq_rq->sg);
 223         mq_rq->sg = NULL;
 224 }
 225
 226 static int mmc_mq_init_request(struct blk_mq_tag_set *set, struct request *req,
 227                                unsigned int hctx_idx, unsigned int numa_node)
 228 {
 229         return __mmc_init_request(set->driver_data, req, GFP_KERNEL);
 230 }
 231
 232 static void mmc_mq_exit_request(struct blk_mq_tag_set *set, struct request *req,
 233                                 unsigned int hctx_idx)
 234 {
 235         struct mmc_queue *mq = set->driver_data;
 236
 237         mmc_exit_request(mq->queue, req);
 238 }
 239
 240 static blk_status_t mmc_mq_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
 241                                     const struct blk_mq_queue_data *bd)
 242 {
 243         struct request *req = bd->rq;
 244         struct request_queue *q = req->q;
 245         struct mmc_queue *mq = q->queuedata;
 246         struct mmc_card *card = mq->card;
 247         struct mmc_host *host = card->host;
 248         enum mmc_issue_type issue_type;
 249         enum mmc_issued issued;
 250         bool get_card, cqe_retune_ok;
 251         int ret;
 252
 253         if (mmc_card_removed(mq->card)) {
 254                 req->rq_flags |= RQF_QUIET;
 255                 return BLK_STS_IOERR;
 256         }
 257
 258         issue_type = mmc_issue_type(mq, req);
 259
 260         spin_lock_irq(&mq->lock);
 261
 262         if (mq->recovery_needed || mq->busy) {
 263                 spin_unlock_irq(&mq->lock);
 264                 return BLK_STS_RESOURCE;
 265         }
 266
 267         switch (issue_type) {
 268         case MMC_ISSUE_DCMD:
 269                 if (mmc_cqe_dcmd_busy(mq)) {
 270                         mq->cqe_busy |= MMC_CQE_DCMD_BUSY;
 271                         spin_unlock_irq(&mq->lock);
 272                         return BLK_STS_RESOURCE;
 273                 }
 274                 break;
 275         case MMC_ISSUE_ASYNC:
 276                 break;
 277         default:
 278                 /*
 279                  * Timeouts are handled by mmc core, and we don't have a host
 280                  * API to abort requests, so we can't handle the timeout anyway.
 281                  * However, when the timeout happens, blk_mq_complete_request()
 282                  * no longer works (to stop the request disappearing under us).
 283                  * To avoid racing with that, set a large timeout.
 284                  */
 285                 req->timeout = 600 * HZ;
 286                 break;
 287         }
 288
 289         /* Parallel dispatch of requests is not supported at the moment */
 290         mq->busy = true;
 291
 292         mq->in_flight[issue_type] += 1;
 293         get_card = (mmc_tot_in_flight(mq) == 1);
 294         cqe_retune_ok = (mmc_cqe_qcnt(mq) == 1);
 295
 296         spin_unlock_irq(&mq->lock);
 297
 298         if (!(req->rq_flags & RQF_DONTPREP)) {
 299                 req_to_mmc_queue_req(req)->retries = 0;
 300                 req->rq_flags |= RQF_DONTPREP;
 301         }
 302
 303         if (get_card)
 304                 mmc_get_card(card, &mq->ctx);
 305
 306         if (mq->use_cqe) {
 307                 host->retune_now = host->need_retune && cqe_retune_ok &&
 308                                    !host->hold_retune;
 309         }
 310
 311         blk_mq_start_request(req);
 312
 313         issued = mmc_blk_mq_issue_rq(mq, req);
 314
 315         switch (issued) {
 316         case MMC_REQ_BUSY:
 317                 ret = BLK_STS_RESOURCE;
 318                 break;
 319         case MMC_REQ_FAILED_TO_START:
 320                 ret = BLK_STS_IOERR;
 321                 break;
 322         default:
 323                 ret = BLK_STS_OK;
 324                 break;
 325         }
 326
 327         if (issued != MMC_REQ_STARTED) {
 328                 bool put_card = false;
 329
 330                 spin_lock_irq(&mq->lock);
 331                 mq->in_flight[issue_type] -= 1;
 332                 if (mmc_tot_in_flight(mq) == 0)
 333                         put_card = true;
 334                 mq->busy = false;
 335                 spin_unlock_irq(&mq->lock);
 336                 if (put_card)
 337                         mmc_put_card(card, &mq->ctx);
 338         } else {
 339                 WRITE_ONCE(mq->busy, false);
 340         }
 341
 342         return ret;
 343 }
 344
 345 static const struct blk_mq_ops mmc_mq_ops = {
 346         .queue_rq       = mmc_mq_queue_rq,
 347         .init_request   = mmc_mq_init_request,
 348         .exit_request   = mmc_mq_exit_request,
 349         .complete       = mmc_blk_mq_complete,
 350         .timeout        = mmc_mq_timed_out,
 351 };
 352
 353 static void mmc_setup_queue(struct mmc_queue *mq, struct mmc_card *card)
 354 {
 355         struct mmc_host *host = card->host;
 356         unsigned block_size = 512;
 357
 358         blk_queue_flag_set(QUEUE_FLAG_NONROT, mq->queue);
 359         blk_queue_flag_clear(QUEUE_FLAG_ADD_RANDOM, mq->queue);
 360         if (mmc_can_erase(card))
 361                 mmc_queue_setup_discard(mq->queue, card);
 362
 363         if (!mmc_dev(host)->dma_mask || !*mmc_dev(host)->dma_mask)
 364                 blk_queue_bounce_limit(mq->queue, BLK_BOUNCE_HIGH);
 365         blk_queue_max_hw_sectors(mq->queue,
 366                 min(host->max_blk_count, host->max_req_size / 512));
 367         if (host->can_dma_map_merge)
 368                 WARN(!blk_queue_can_use_dma_map_merging(mq->queue,
 369                                                         mmc_dev(host)),
 370                      "merging was advertised but not possible");
 371         blk_queue_max_segments(mq->queue, mmc_get_max_segments(host));
 372
 373         if (mmc_card_mmc(card) && card->ext_csd.data_sector_size) {
 374                 block_size = card->ext_csd.data_sector_size;
 375                 WARN_ON(block_size != 512 && block_size != 4096);
 376         }
 377
 378         blk_queue_logical_block_size(mq->queue, block_size);
 379         /*
 380          * After blk_queue_can_use_dma_map_merging() was called with succeed,
 381          * since it calls blk_queue_virt_boundary(), the mmc should not call
 382          * both blk_queue_max_segment_size().
 383          */
 384         if (!host->can_dma_map_merge)
 385                 blk_queue_max_segment_size(mq->queue,
 386                         round_down(host->max_seg_size, block_size));
 387
 388         dma_set_max_seg_size(mmc_dev(host), queue_max_segment_size(mq->queue));
 389
 390         INIT_WORK(&mq->recovery_work, mmc_mq_recovery_handler);
 391         INIT_WORK(&mq->complete_work, mmc_blk_mq_complete_work);
 392
 393         mutex_init(&mq->complete_lock);
 394
 395         init_waitqueue_head(&mq->wait);
 396 }
 397
 398 static inline bool mmc_merge_capable(struct mmc_host *host)
 399 {
 400         return host->caps2 & MMC_CAP2_MERGE_CAPABLE;
 401 }
 402
 403 /* Set queue depth to get a reasonable value for q->nr_requests */
 404 #define MMC_QUEUE_DEPTH 64
 405
 406 /**
 407  * mmc_init_queue - initialise a queue structure.
 408  * @mq: mmc queue
 409  * @card: mmc card to attach this queue
 410  *
 411  * Initialise a MMC card request queue.
 412  */
 413 int mmc_init_queue(struct mmc_queue *mq, struct mmc_card *card)
 414 {
 415         struct mmc_host *host = card->host;
 416         int ret;
 417
 418         mq->card = card;
 419         mq->use_cqe = host->cqe_enabled;
 420
 421         spin_lock_init(&mq->lock);
 422
 423         memset(&mq->tag_set, 0, sizeof(mq->tag_set));
 424         mq->tag_set.ops = &mmc_mq_ops;
 425         /*
 426          * The queue depth for CQE must match the hardware because the request
 427          * tag is used to index the hardware queue.
 428          */
 429         if (mq->use_cqe)
 430                 mq->tag_set.queue_depth =
 431                         min_t(int, card->ext_csd.cmdq_depth, host->cqe_qdepth);
 432         else
 433                 mq->tag_set.queue_depth = MMC_QUEUE_DEPTH;
 434         mq->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
 435         mq->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE | BLK_MQ_F_BLOCKING;
 436         mq->tag_set.nr_hw_queues = 1;
 437         mq->tag_set.cmd_size = sizeof(struct mmc_queue_req);
 438         mq->tag_set.driver_data = mq;
 439
 440         /*
 441          * Since blk_mq_alloc_tag_set() calls .init_request() of mmc_mq_ops,
 442          * the host->can_dma_map_merge should be set before to get max_segs
 443          * from mmc_get_max_segments().
 444          */
 445         if (mmc_merge_capable(host) &&
 446             host->max_segs < MMC_DMA_MAP_MERGE_SEGMENTS &&
 447             dma_get_merge_boundary(mmc_dev(host)))
 448                 host->can_dma_map_merge = 1;
 449         else
 450                 host->can_dma_map_merge = 0;
 451
 452         ret = blk_mq_alloc_tag_set(&mq->tag_set);
 453         if (ret)
 454                 return ret;
 455
 456         mq->queue = blk_mq_init_queue(&mq->tag_set);
 457         if (IS_ERR(mq->queue)) {
 458                 ret = PTR_ERR(mq->queue);
 459                 goto free_tag_set;
 460         }
 461
 462         if (mmc_host_is_spi(host) && host->use_spi_crc)
 463                 mq->queue->backing_dev_info->capabilities |=
 464                         BDI_CAP_STABLE_WRITES;
 465
 466         mq->queue->queuedata = mq;
 467         blk_queue_rq_timeout(mq->queue, 60 * HZ);
 468
 469         mmc_setup_queue(mq, card);
 470         return 0;
 471
 472 free_tag_set:
 473         blk_mq_free_tag_set(&mq->tag_set);
 474         return ret;
 475 }
 476
 477 void mmc_queue_suspend(struct mmc_queue *mq)
 478 {
 479         blk_mq_quiesce_queue(mq->queue);
 480
 481         /*
 482          * The host remains claimed while there are outstanding requests, so
 483          * simply claiming and releasing here ensures there are none.
 484          */
 485         mmc_claim_host(mq->card->host);
 486         mmc_release_host(mq->card->host);
 487 }
 488
 489 void mmc_queue_resume(struct mmc_queue *mq)
 490 {
 491         blk_mq_unquiesce_queue(mq->queue);
 492 }
 493
 494 void mmc_cleanup_queue(struct mmc_queue *mq)
 495 {
 496         struct request_queue *q = mq->queue;
 497
 498         /*
 499          * The legacy code handled the possibility of being suspended,
 500          * so do that here too.
 501          */
 502         if (blk_queue_quiesced(q))
 503                 blk_mq_unquiesce_queue(q);
 504
 505         blk_cleanup_queue(q);
 506         blk_mq_free_tag_set(&mq->tag_set);
 507
 508         /*
 509          * A request can be completed before the next request, potentially
 510          * leaving a complete_work with nothing to do. Such a work item might
 511          * still be queued at this point. Flush it.
 512          */
 513         flush_work(&mq->complete_work);
 514
 515         mq->card = NULL;
 516 }
 517
 518 /*
 519  * Prepare the sg list(s) to be handed of to the host driver
 520  */
 521 unsigned int mmc_queue_map_sg(struct mmc_queue *mq, struct mmc_queue_req *mqrq)
 522 {
 523         struct request *req = mmc_queue_req_to_req(mqrq);
 524
 525         return blk_rq_map_sg(mq->queue, req, mqrq->sg);
 526 }