block/blk-cgroup.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Common Block IO controller cgroup interface
   4  *
   5  * Based on ideas and code from CFQ, CFS and BFQ:
   6  * Copyright (C) 2003 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
   7  *
   8  * Copyright (C) 2008 Fabio Checconi <fabio@gandalf.sssup.it>
   9  *                    Paolo Valente <paolo.valente@unimore.it>
  10  *
  11  * Copyright (C) 2009 Vivek Goyal <vgoyal@redhat.com>
  12  *                    Nauman Rafique <nauman@google.com>
  13  *
  14  * For policy-specific per-blkcg data:
  15  * Copyright (C) 2015 Paolo Valente <paolo.valente@unimore.it>
  16  *                    Arianna Avanzini <avanzini.arianna@gmail.com>
  17  */
  18 #include <linux/ioprio.h>
  19 #include <linux/kdev_t.h>
  20 #include <linux/module.h>
  21 #include <linux/sched/signal.h>
  22 #include <linux/err.h>
  23 #include <linux/blkdev.h>
  24 #include <linux/backing-dev.h>
  25 #include <linux/slab.h>
  26 #include <linux/delay.h>
  27 #include <linux/atomic.h>
  28 #include <linux/ctype.h>
  29 #include <linux/resume_user_mode.h>
  30 #include <linux/psi.h>
  31 #include <linux/part_stat.h>
  32 #include "blk.h"
  33 #include "blk-cgroup.h"
  34 #include "blk-ioprio.h"
  35 #include "blk-throttle.h"
  36
  37 static void __blkcg_rstat_flush(struct blkcg *blkcg, int cpu);
  38
  39 /*
  40  * blkcg_pol_mutex protects blkcg_policy[] and policy [de]activation.
  41  * blkcg_pol_register_mutex nests outside of it and synchronizes entire
  42  * policy [un]register operations including cgroup file additions /
  43  * removals.  Putting cgroup file registration outside blkcg_pol_mutex
  44  * allows grabbing it from cgroup callbacks.
  45  */
  46 static DEFINE_MUTEX(blkcg_pol_register_mutex);
  47 static DEFINE_MUTEX(blkcg_pol_mutex);
  48
  49 struct blkcg blkcg_root;
  50 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_root);
  51
  52 struct cgroup_subsys_state * const blkcg_root_css = &blkcg_root.css;
  53 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_root_css);
  54
  55 static struct blkcg_policy *blkcg_policy[BLKCG_MAX_POLS];
  56
  57 static LIST_HEAD(all_blkcgs);           /* protected by blkcg_pol_mutex */
  58
  59 bool blkcg_debug_stats = false;
  60
  61 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(blkg_stat_lock);
  62
  63 #define BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE  64
  64
  65 /*
  66  * Lockless lists for tracking IO stats update
  67  *
  68  * New IO stats are stored in the percpu iostat_cpu within blkcg_gq (blkg).
  69  * There are multiple blkg's (one for each block device) attached to each
  70  * blkcg. The rstat code keeps track of which cpu has IO stats updated,
  71  * but it doesn't know which blkg has the updated stats. If there are many
  72  * block devices in a system, the cost of iterating all the blkg's to flush
  73  * out the IO stats can be high. To reduce such overhead, a set of percpu
  74  * lockless lists (lhead) per blkcg are used to track the set of recently
  75  * updated iostat_cpu's since the last flush. An iostat_cpu will be put
  76  * onto the lockless list on the update side [blk_cgroup_bio_start()] if
  77  * not there yet and then removed when being flushed [blkcg_rstat_flush()].
  78  * References to blkg are gotten and then put back in the process to
  79  * protect against blkg removal.
  80  *
  81  * Return: 0 if successful or -ENOMEM if allocation fails.
  82  */
  83 static int init_blkcg_llists(struct blkcg *blkcg)
  84 {
  85         int cpu;
  86
  87         blkcg->lhead = alloc_percpu_gfp(struct llist_head, GFP_KERNEL);
  88         if (!blkcg->lhead)
  89                 return -ENOMEM;
  90
  91         for_each_possible_cpu(cpu)
  92                 init_llist_head(per_cpu_ptr(blkcg->lhead, cpu));
  93         return 0;
  94 }
  95
  96 /**
  97  * blkcg_css - find the current css
  98  *
  99  * Find the css associated with either the kthread or the current task.
 100  * This may return a dying css, so it is up to the caller to use tryget logic
 101  * to confirm it is alive and well.
 102  */
 103 static struct cgroup_subsys_state *blkcg_css(void)
 104 {
 105         struct cgroup_subsys_state *css;
 106
 107         css = kthread_blkcg();
 108         if (css)
 109                 return css;
 110         return task_css(current, io_cgrp_id);
 111 }
 112
 113 static bool blkcg_policy_enabled(struct request_queue *q,
 114                                  const struct blkcg_policy *pol)
 115 {
 116         return pol && test_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
 117 }
 118
 119 static void blkg_free_workfn(struct work_struct *work)
 120 {
 121         struct blkcg_gq *blkg = container_of(work, struct blkcg_gq,
 122                                              free_work);
 123         struct request_queue *q = blkg->q;
 124         int i;
 125
 126         /*
 127          * pd_free_fn() can also be called from blkcg_deactivate_policy(),
 128          * in order to make sure pd_free_fn() is called in order, the deletion
 129          * of the list blkg->q_node is delayed to here from blkg_destroy(), and
 130          * blkcg_mutex is used to synchronize blkg_free_workfn() and
 131          * blkcg_deactivate_policy().
 132          */
 133         mutex_lock(&q->blkcg_mutex);
 134         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
 135                 if (blkg->pd[i])
 136                         blkcg_policy[i]->pd_free_fn(blkg->pd[i]);
 137         if (blkg->parent)
 138                 blkg_put(blkg->parent);
 139         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
 140         list_del_init(&blkg->q_node);
 141         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
 142         mutex_unlock(&q->blkcg_mutex);
 143
 144         blk_put_queue(q);
 145         free_percpu(blkg->iostat_cpu);
 146         percpu_ref_exit(&blkg->refcnt);
 147         kfree(blkg);
 148 }
 149
 150 /**
 151  * blkg_free - free a blkg
 152  * @blkg: blkg to free
 153  *
 154  * Free @blkg which may be partially allocated.
 155  */
 156 static void blkg_free(struct blkcg_gq *blkg)
 157 {
 158         if (!blkg)
 159                 return;
 160
 161         /*
 162          * Both ->pd_free_fn() and request queue's release handler may
 163          * sleep, so free us by scheduling one work func
 164          */
 165         INIT_WORK(&blkg->free_work, blkg_free_workfn);
 166         schedule_work(&blkg->free_work);
 167 }
 168
 169 static void __blkg_release(struct rcu_head *rcu)
 170 {
 171         struct blkcg_gq *blkg = container_of(rcu, struct blkcg_gq, rcu_head);
 172         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
 173         int cpu;
 174
 175 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO
 176         WARN_ON(!bio_list_empty(&blkg->async_bios));
 177 #endif
 178         /*
 179          * Flush all the non-empty percpu lockless lists before releasing
 180          * us, given these stat belongs to us.
 181          *
 182          * blkg_stat_lock is for serializing blkg stat update
 183          */
 184         for_each_possible_cpu(cpu)
 185                 __blkcg_rstat_flush(blkcg, cpu);
 186
 187         /* release the blkcg and parent blkg refs this blkg has been holding */
 188         css_put(&blkg->blkcg->css);
 189         blkg_free(blkg);
 190 }
 191
 192 /*
 193  * A group is RCU protected, but having an rcu lock does not mean that one
 194  * can access all the fields of blkg and assume these are valid.  For
 195  * example, don't try to follow throtl_data and request queue links.
 196  *
 197  * Having a reference to blkg under an rcu allows accesses to only values
 198  * local to groups like group stats and group rate limits.
 199  */
 200 static void blkg_release(struct percpu_ref *ref)
 201 {
 202         struct blkcg_gq *blkg = container_of(ref, struct blkcg_gq, refcnt);
 203
 204         call_rcu(&blkg->rcu_head, __blkg_release);
 205 }
 206
 207 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO
 208 static struct workqueue_struct *blkcg_punt_bio_wq;
 209
 210 static void blkg_async_bio_workfn(struct work_struct *work)
 211 {
 212         struct blkcg_gq *blkg = container_of(work, struct blkcg_gq,
 213                                              async_bio_work);
 214         struct bio_list bios = BIO_EMPTY_LIST;
 215         struct bio *bio;
 216         struct blk_plug plug;
 217         bool need_plug = false;
 218
 219         /* as long as there are pending bios, @blkg can't go away */
 220         spin_lock(&blkg->async_bio_lock);
 221         bio_list_merge(&bios, &blkg->async_bios);
 222         bio_list_init(&blkg->async_bios);
 223         spin_unlock(&blkg->async_bio_lock);
 224
 225         /* start plug only when bio_list contains at least 2 bios */
 226         if (bios.head && bios.head->bi_next) {
 227                 need_plug = true;
 228                 blk_start_plug(&plug);
 229         }
 230         while ((bio = bio_list_pop(&bios)))
 231                 submit_bio(bio);
 232         if (need_plug)
 233                 blk_finish_plug(&plug);
 234 }
 235
 236 /*
 237  * When a shared kthread issues a bio for a cgroup, doing so synchronously can
 238  * lead to priority inversions as the kthread can be trapped waiting for that
 239  * cgroup.  Use this helper instead of submit_bio to punt the actual issuing to
 240  * a dedicated per-blkcg work item to avoid such priority inversions.
 241  */
 242 void blkcg_punt_bio_submit(struct bio *bio)
 243 {
 244         struct blkcg_gq *blkg = bio->bi_blkg;
 245
 246         if (blkg->parent) {
 247                 spin_lock(&blkg->async_bio_lock);
 248                 bio_list_add(&blkg->async_bios, bio);
 249                 spin_unlock(&blkg->async_bio_lock);
 250                 queue_work(blkcg_punt_bio_wq, &blkg->async_bio_work);
 251         } else {
 252                 /* never bounce for the root cgroup */
 253                 submit_bio(bio);
 254         }
 255 }
 256 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_punt_bio_submit);
 257
 258 static int __init blkcg_punt_bio_init(void)
 259 {
 260         blkcg_punt_bio_wq = alloc_workqueue("blkcg_punt_bio",
 261                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_FREEZABLE |
 262                                             WQ_UNBOUND | WQ_SYSFS, 0);
 263         if (!blkcg_punt_bio_wq)
 264                 return -ENOMEM;
 265         return 0;
 266 }
 267 subsys_initcall(blkcg_punt_bio_init);
 268 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO */
 269
 270 /**
 271  * bio_blkcg_css - return the blkcg CSS associated with a bio
 272  * @bio: target bio
 273  *
 274  * This returns the CSS for the blkcg associated with a bio, or %NULL if not
 275  * associated. Callers are expected to either handle %NULL or know association
 276  * has been done prior to calling this.
 277  */
 278 struct cgroup_subsys_state *bio_blkcg_css(struct bio *bio)
 279 {
 280         if (!bio || !bio->bi_blkg)
 281                 return NULL;
 282         return &bio->bi_blkg->blkcg->css;
 283 }
 284 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_blkcg_css);
 285
 286 /**
 287  * blkcg_parent - get the parent of a blkcg
 288  * @blkcg: blkcg of interest
 289  *
 290  * Return the parent blkcg of @blkcg.  Can be called anytime.
 291  */
 292 static inline struct blkcg *blkcg_parent(struct blkcg *blkcg)
 293 {
 294         return css_to_blkcg(blkcg->css.parent);
 295 }
 296
 297 /**
 298  * blkg_alloc - allocate a blkg
 299  * @blkcg: block cgroup the new blkg is associated with
 300  * @disk: gendisk the new blkg is associated with
 301  * @gfp_mask: allocation mask to use
 302  *
 303  * Allocate a new blkg associating @blkcg and @disk.
 304  */
 305 static struct blkcg_gq *blkg_alloc(struct blkcg *blkcg, struct gendisk *disk,
 306                                    gfp_t gfp_mask)
 307 {
 308         struct blkcg_gq *blkg;
 309         int i, cpu;
 310
 311         /* alloc and init base part */
 312         blkg = kzalloc_node(sizeof(*blkg), gfp_mask, disk->queue->node);
 313         if (!blkg)
 314                 return NULL;
 315         if (percpu_ref_init(&blkg->refcnt, blkg_release, 0, gfp_mask))
 316                 goto out_free_blkg;
 317         blkg->iostat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct blkg_iostat_set, gfp_mask);
 318         if (!blkg->iostat_cpu)
 319                 goto out_exit_refcnt;
 320         if (!blk_get_queue(disk->queue))
 321                 goto out_free_iostat;
 322
 323         blkg->q = disk->queue;
 324         INIT_LIST_HEAD(&blkg->q_node);
 325         blkg->blkcg = blkcg;
 326 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO
 327         spin_lock_init(&blkg->async_bio_lock);
 328         bio_list_init(&blkg->async_bios);
 329         INIT_WORK(&blkg->async_bio_work, blkg_async_bio_workfn);
 330 #endif
 331
 332         u64_stats_init(&blkg->iostat.sync);
 333         for_each_possible_cpu(cpu) {
 334                 u64_stats_init(&per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu)->sync);
 335                 per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu)->blkg = blkg;
 336         }
 337
 338         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 339                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 340                 struct blkg_policy_data *pd;
 341
 342                 if (!blkcg_policy_enabled(disk->queue, pol))
 343                         continue;
 344
 345                 /* alloc per-policy data and attach it to blkg */
 346                 pd = pol->pd_alloc_fn(disk, blkcg, gfp_mask);
 347                 if (!pd)
 348                         goto out_free_pds;
 349                 blkg->pd[i] = pd;
 350                 pd->blkg = blkg;
 351                 pd->plid = i;
 352                 pd->online = false;
 353         }
 354
 355         return blkg;
 356
 357 out_free_pds:
 358         while (--i >= 0)
 359                 if (blkg->pd[i])
 360                         blkcg_policy[i]->pd_free_fn(blkg->pd[i]);
 361         blk_put_queue(disk->queue);
 362 out_free_iostat:
 363         free_percpu(blkg->iostat_cpu);
 364 out_exit_refcnt:
 365         percpu_ref_exit(&blkg->refcnt);
 366 out_free_blkg:
 367         kfree(blkg);
 368         return NULL;
 369 }
 370
 371 /*
 372  * If @new_blkg is %NULL, this function tries to allocate a new one as
 373  * necessary using %GFP_NOWAIT.  @new_blkg is always consumed on return.
 374  */
 375 static struct blkcg_gq *blkg_create(struct blkcg *blkcg, struct gendisk *disk,
 376                                     struct blkcg_gq *new_blkg)
 377 {
 378         struct blkcg_gq *blkg;
 379         int i, ret;
 380
 381         lockdep_assert_held(&disk->queue->queue_lock);
 382
 383         /* request_queue is dying, do not create/recreate a blkg */
 384         if (blk_queue_dying(disk->queue)) {
 385                 ret = -ENODEV;
 386                 goto err_free_blkg;
 387         }
 388
 389         /* blkg holds a reference to blkcg */
 390         if (!css_tryget_online(&blkcg->css)) {
 391                 ret = -ENODEV;
 392                 goto err_free_blkg;
 393         }
 394
 395         /* allocate */
 396         if (!new_blkg) {
 397                 new_blkg = blkg_alloc(blkcg, disk, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
 398                 if (unlikely(!new_blkg)) {
 399                         ret = -ENOMEM;
 400                         goto err_put_css;
 401                 }
 402         }
 403         blkg = new_blkg;
 404
 405         /* link parent */
 406         if (blkcg_parent(blkcg)) {
 407                 blkg->parent = blkg_lookup(blkcg_parent(blkcg), disk->queue);
 408                 if (WARN_ON_ONCE(!blkg->parent)) {
 409                         ret = -ENODEV;
 410                         goto err_put_css;
 411                 }
 412                 blkg_get(blkg->parent);
 413         }
 414
 415         /* invoke per-policy init */
 416         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 417                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 418
 419                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_init_fn)
 420                         pol->pd_init_fn(blkg->pd[i]);
 421         }
 422
 423         /* insert */
 424         spin_lock(&blkcg->lock);
 425         ret = radix_tree_insert(&blkcg->blkg_tree, disk->queue->id, blkg);
 426         if (likely(!ret)) {
 427                 hlist_add_head_rcu(&blkg->blkcg_node, &blkcg->blkg_list);
 428                 list_add(&blkg->q_node, &disk->queue->blkg_list);
 429
 430                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 431                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 432
 433                         if (blkg->pd[i]) {
 434                                 if (pol->pd_online_fn)
 435                                         pol->pd_online_fn(blkg->pd[i]);
 436                                 blkg->pd[i]->online = true;
 437                         }
 438                 }
 439         }
 440         blkg->online = true;
 441         spin_unlock(&blkcg->lock);
 442
 443         if (!ret)
 444                 return blkg;
 445
 446         /* @blkg failed fully initialized, use the usual release path */
 447         blkg_put(blkg);
 448         return ERR_PTR(ret);
 449
 450 err_put_css:
 451         css_put(&blkcg->css);
 452 err_free_blkg:
 453         if (new_blkg)
 454                 blkg_free(new_blkg);
 455         return ERR_PTR(ret);
 456 }
 457
 458 /**
 459  * blkg_lookup_create - lookup blkg, try to create one if not there
 460  * @blkcg: blkcg of interest
 461  * @disk: gendisk of interest
 462  *
 463  * Lookup blkg for the @blkcg - @disk pair.  If it doesn't exist, try to
 464  * create one.  blkg creation is performed recursively from blkcg_root such
 465  * that all non-root blkg's have access to the parent blkg.  This function
 466  * should be called under RCU read lock and takes @disk->queue->queue_lock.
 467  *
 468  * Returns the blkg or the closest blkg if blkg_create() fails as it walks
 469  * down from root.
 470  */
 471 static struct blkcg_gq *blkg_lookup_create(struct blkcg *blkcg,
 472                 struct gendisk *disk)
 473 {
 474         struct request_queue *q = disk->queue;
 475         struct blkcg_gq *blkg;
 476         unsigned long flags;
 477
 478         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 479
 480         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
 481         if (blkg)
 482                 return blkg;
 483
 484         spin_lock_irqsave(&q->queue_lock, flags);
 485         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
 486         if (blkg) {
 487                 if (blkcg != &blkcg_root &&
 488                     blkg != rcu_dereference(blkcg->blkg_hint))
 489                         rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, blkg);
 490                 goto found;
 491         }
 492
 493         /*
 494          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
 495          * non-root blkgs have access to their parents.  Returns the closest
 496          * blkg to the intended blkg should blkg_create() fail.
 497          */
 498         while (true) {
 499                 struct blkcg *pos = blkcg;
 500                 struct blkcg *parent = blkcg_parent(blkcg);
 501                 struct blkcg_gq *ret_blkg = q->root_blkg;
 502
 503                 while (parent) {
 504                         blkg = blkg_lookup(parent, q);
 505                         if (blkg) {
 506                                 /* remember closest blkg */
 507                                 ret_blkg = blkg;
 508                                 break;
 509                         }
 510                         pos = parent;
 511                         parent = blkcg_parent(parent);
 512                 }
 513
 514                 blkg = blkg_create(pos, disk, NULL);
 515                 if (IS_ERR(blkg)) {
 516                         blkg = ret_blkg;
 517                         break;
 518                 }
 519                 if (pos == blkcg)
 520                         break;
 521         }
 522
 523 found:
 524         spin_unlock_irqrestore(&q->queue_lock, flags);
 525         return blkg;
 526 }
 527
 528 static void blkg_destroy(struct blkcg_gq *blkg)
 529 {
 530         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
 531         int i;
 532
 533         lockdep_assert_held(&blkg->q->queue_lock);
 534         lockdep_assert_held(&blkcg->lock);
 535
 536         /*
 537          * blkg stays on the queue list until blkg_free_workfn(), see details in
 538          * blkg_free_workfn(), hence this function can be called from
 539          * blkcg_destroy_blkgs() first and again from blkg_destroy_all() before
 540          * blkg_free_workfn().
 541          */
 542         if (hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node))
 543                 return;
 544
 545         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 546                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 547
 548                 if (blkg->pd[i] && blkg->pd[i]->online) {
 549                         blkg->pd[i]->online = false;
 550                         if (pol->pd_offline_fn)
 551                                 pol->pd_offline_fn(blkg->pd[i]);
 552                 }
 553         }
 554
 555         blkg->online = false;
 556
 557         radix_tree_delete(&blkcg->blkg_tree, blkg->q->id);
 558         hlist_del_init_rcu(&blkg->blkcg_node);
 559
 560         /*
 561          * Both setting lookup hint to and clearing it from @blkg are done
 562          * under queue_lock.  If it's not pointing to @blkg now, it never
 563          * will.  Hint assignment itself can race safely.
 564          */
 565         if (rcu_access_pointer(blkcg->blkg_hint) == blkg)
 566                 rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, NULL);
 567
 568         /*
 569          * Put the reference taken at the time of creation so that when all
 570          * queues are gone, group can be destroyed.
 571          */
 572         percpu_ref_kill(&blkg->refcnt);
 573 }
 574
 575 static void blkg_destroy_all(struct gendisk *disk)
 576 {
 577         struct request_queue *q = disk->queue;
 578         struct blkcg_gq *blkg;
 579         int count = BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE;
 580         int i;
 581
 582 restart:
 583         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
 584         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
 585                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
 586
 587                 if (hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node))
 588                         continue;
 589
 590                 spin_lock(&blkcg->lock);
 591                 blkg_destroy(blkg);
 592                 spin_unlock(&blkcg->lock);
 593
 594                 /*
 595                  * in order to avoid holding the spin lock for too long, release
 596                  * it when a batch of blkgs are destroyed.
 597                  */
 598                 if (!(--count)) {
 599                         count = BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE;
 600                         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
 601                         cond_resched();
 602                         goto restart;
 603                 }
 604         }
 605
 606         /*
 607          * Mark policy deactivated since policy offline has been done, and
 608          * the free is scheduled, so future blkcg_deactivate_policy() can
 609          * be bypassed
 610          */
 611         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 612                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 613
 614                 if (pol)
 615                         __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
 616         }
 617
 618         q->root_blkg = NULL;
 619         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
 620 }
 621
 622 static int blkcg_reset_stats(struct cgroup_subsys_state *css,
 623                              struct cftype *cftype, u64 val)
 624 {
 625         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
 626         struct blkcg_gq *blkg;
 627         int i, cpu;
 628
 629         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
 630         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
 631
 632         /*
 633          * Note that stat reset is racy - it doesn't synchronize against
 634          * stat updates.  This is a debug feature which shouldn't exist
 635          * anyway.  If you get hit by a race, retry.
 636          */
 637         hlist_for_each_entry(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
 638                 for_each_possible_cpu(cpu) {
 639                         struct blkg_iostat_set *bis =
 640                                 per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu);
 641                         memset(bis, 0, sizeof(*bis));
 642
 643                         /* Re-initialize the cleared blkg_iostat_set */
 644                         u64_stats_init(&bis->sync);
 645                         bis->blkg = blkg;
 646                 }
 647                 memset(&blkg->iostat, 0, sizeof(blkg->iostat));
 648                 u64_stats_init(&blkg->iostat.sync);
 649
 650                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 651                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 652
 653                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_reset_stats_fn)
 654                                 pol->pd_reset_stats_fn(blkg->pd[i]);
 655                 }
 656         }
 657
 658         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
 659         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
 660         return 0;
 661 }
 662
 663 const char *blkg_dev_name(struct blkcg_gq *blkg)
 664 {
 665         if (!blkg->q->disk)
 666                 return NULL;
 667         return bdi_dev_name(blkg->q->disk->bdi);
 668 }
 669
 670 /**
 671  * blkcg_print_blkgs - helper for printing per-blkg data
 672  * @sf: seq_file to print to
 673  * @blkcg: blkcg of interest
 674  * @prfill: fill function to print out a blkg
 675  * @pol: policy in question
 676  * @data: data to be passed to @prfill
 677  * @show_total: to print out sum of prfill return values or not
 678  *
 679  * This function invokes @prfill on each blkg of @blkcg if pd for the
 680  * policy specified by @pol exists.  @prfill is invoked with @sf, the
 681  * policy data and @data and the matching queue lock held.  If @show_total
 682  * is %true, the sum of the return values from @prfill is printed with
 683  * "Total" label at the end.
 684  *
 685  * This is to be used to construct print functions for
 686  * cftype->read_seq_string method.
 687  */
 688 void blkcg_print_blkgs(struct seq_file *sf, struct blkcg *blkcg,
 689                        u64 (*prfill)(struct seq_file *,
 690                                      struct blkg_policy_data *, int),
 691                        const struct blkcg_policy *pol, int data,
 692                        bool show_total)
 693 {
 694         struct blkcg_gq *blkg;
 695         u64 total = 0;
 696
 697         rcu_read_lock();
 698         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
 699                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
 700                 if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol))
 701                         total += prfill(sf, blkg->pd[pol->plid], data);
 702                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
 703         }
 704         rcu_read_unlock();
 705
 706         if (show_total)
 707                 seq_printf(sf, "Total %llu\n", (unsigned long long)total);
 708 }
 709 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_print_blkgs);
 710
 711 /**
 712  * __blkg_prfill_u64 - prfill helper for a single u64 value
 713  * @sf: seq_file to print to
 714  * @pd: policy private data of interest
 715  * @v: value to print
 716  *
 717  * Print @v to @sf for the device associated with @pd.
 718  */
 719 u64 __blkg_prfill_u64(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, u64 v)
 720 {
 721         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
 722
 723         if (!dname)
 724                 return 0;
 725
 726         seq_printf(sf, "%s %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
 727         return v;
 728 }
 729 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_u64);
 730
 731 /**
 732  * blkg_conf_init - initialize a blkg_conf_ctx
 733  * @ctx: blkg_conf_ctx to initialize
 734  * @input: input string
 735  *
 736  * Initialize @ctx which can be used to parse blkg config input string @input.
 737  * Once initialized, @ctx can be used with blkg_conf_open_bdev() and
 738  * blkg_conf_prep(), and must be cleaned up with blkg_conf_exit().
 739  */
 740 void blkg_conf_init(struct blkg_conf_ctx *ctx, char *input)
 741 {
 742         *ctx = (struct blkg_conf_ctx){ .input = input };
 743 }
 744 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_init);
 745
 746 /**
 747  * blkg_conf_open_bdev - parse and open bdev for per-blkg config update
 748  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
 749  *
 750  * Parse the device node prefix part, MAJ:MIN, of per-blkg config update from
 751  * @ctx->input and get and store the matching bdev in @ctx->bdev. @ctx->body is
 752  * set to point past the device node prefix.
 753  *
 754  * This function may be called multiple times on @ctx and the extra calls become
 755  * NOOPs. blkg_conf_prep() implicitly calls this function. Use this function
 756  * explicitly if bdev access is needed without resolving the blkcg / policy part
 757  * of @ctx->input. Returns -errno on error.
 758  */
 759 int blkg_conf_open_bdev(struct blkg_conf_ctx *ctx)
 760 {
 761         char *input = ctx->input;
 762         unsigned int major, minor;
 763         struct block_device *bdev;
 764         int key_len;
 765
 766         if (ctx->bdev)
 767                 return 0;
 768
 769         if (sscanf(input, "%u:%u%n", &major, &minor, &key_len) != 2)
 770                 return -EINVAL;
 771
 772         input += key_len;
 773         if (!isspace(*input))
 774                 return -EINVAL;
 775         input = skip_spaces(input);
 776
 777         bdev = blkdev_get_no_open(MKDEV(major, minor));
 778         if (!bdev)
 779                 return -ENODEV;
 780         if (bdev_is_partition(bdev)) {
 781                 blkdev_put_no_open(bdev);
 782                 return -ENODEV;
 783         }
 784
 785         mutex_lock(&bdev->bd_queue->rq_qos_mutex);
 786         if (!disk_live(bdev->bd_disk)) {
 787                 blkdev_put_no_open(bdev);
 788                 mutex_unlock(&bdev->bd_queue->rq_qos_mutex);
 789                 return -ENODEV;
 790         }
 791
 792         ctx->body = input;
 793         ctx->bdev = bdev;
 794         return 0;
 795 }
 796
 797 /**
 798  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
 799  * @blkcg: target block cgroup
 800  * @pol: target policy
 801  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
 802  *
 803  * Parse per-blkg config update from @ctx->input and initialize @ctx
 804  * accordingly. On success, @ctx->body points to the part of @ctx->input
 805  * following MAJ:MIN, @ctx->bdev points to the target block device and
 806  * @ctx->blkg to the blkg being configured.
 807  *
 808  * blkg_conf_open_bdev() may be called on @ctx beforehand. On success, this
 809  * function returns with queue lock held and must be followed by
 810  * blkg_conf_exit().
 811  */
 812 int blkg_conf_prep(struct blkcg *blkcg, const struct blkcg_policy *pol,
 813                    struct blkg_conf_ctx *ctx)
 814         __acquires(&bdev->bd_queue->queue_lock)
 815 {
 816         struct gendisk *disk;
 817         struct request_queue *q;
 818         struct blkcg_gq *blkg;
 819         int ret;
 820
 821         ret = blkg_conf_open_bdev(ctx);
 822         if (ret)
 823                 return ret;
 824
 825         disk = ctx->bdev->bd_disk;
 826         q = disk->queue;
 827
 828         /*
 829          * blkcg_deactivate_policy() requires queue to be frozen, we can grab
 830          * q_usage_counter to prevent concurrent with blkcg_deactivate_policy().
 831          */
 832         ret = blk_queue_enter(q, 0);
 833         if (ret)
 834                 goto fail;
 835
 836         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
 837
 838         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol)) {
 839                 ret = -EOPNOTSUPP;
 840                 goto fail_unlock;
 841         }
 842
 843         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
 844         if (blkg)
 845                 goto success;
 846
 847         /*
 848          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
 849          * non-root blkgs have access to their parents.
 850          */
 851         while (true) {
 852                 struct blkcg *pos = blkcg;
 853                 struct blkcg *parent;
 854                 struct blkcg_gq *new_blkg;
 855
 856                 parent = blkcg_parent(blkcg);
 857                 while (parent && !blkg_lookup(parent, q)) {
 858                         pos = parent;
 859                         parent = blkcg_parent(parent);
 860                 }
 861
 862                 /* Drop locks to do new blkg allocation with GFP_KERNEL. */
 863                 spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
 864
 865                 new_blkg = blkg_alloc(pos, disk, GFP_KERNEL);
 866                 if (unlikely(!new_blkg)) {
 867                         ret = -ENOMEM;
 868                         goto fail_exit_queue;
 869                 }
 870
 871                 if (radix_tree_preload(GFP_KERNEL)) {
 872                         blkg_free(new_blkg);
 873                         ret = -ENOMEM;
 874                         goto fail_exit_queue;
 875                 }
 876
 877                 spin_lock_irq(&q->queue_lock);
 878
 879                 if (!blkcg_policy_enabled(q, pol)) {
 880                         blkg_free(new_blkg);
 881                         ret = -EOPNOTSUPP;
 882                         goto fail_preloaded;
 883                 }
 884
 885                 blkg = blkg_lookup(pos, q);
 886                 if (blkg) {
 887                         blkg_free(new_blkg);
 888                 } else {
 889                         blkg = blkg_create(pos, disk, new_blkg);
 890                         if (IS_ERR(blkg)) {
 891                                 ret = PTR_ERR(blkg);
 892                                 goto fail_preloaded;
 893                         }
 894                 }
 895
 896                 radix_tree_preload_end();
 897
 898                 if (pos == blkcg)
 899                         goto success;
 900         }
 901 success:
 902         blk_queue_exit(q);
 903         ctx->blkg = blkg;
 904         return 0;
 905
 906 fail_preloaded:
 907         radix_tree_preload_end();
 908 fail_unlock:
 909         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
 910 fail_exit_queue:
 911         blk_queue_exit(q);
 912 fail:
 913         /*
 914          * If queue was bypassing, we should retry.  Do so after a
 915          * short msleep().  It isn't strictly necessary but queue
 916          * can be bypassing for some time and it's always nice to
 917          * avoid busy looping.
 918          */
 919         if (ret == -EBUSY) {
 920                 msleep(10);
 921                 ret = restart_syscall();
 922         }
 923         return ret;
 924 }
 925 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_prep);
 926
 927 /**
 928  * blkg_conf_exit - clean up per-blkg config update
 929  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
 930  *
 931  * Clean up after per-blkg config update. This function must be called on all
 932  * blkg_conf_ctx's initialized with blkg_conf_init().
 933  */
 934 void blkg_conf_exit(struct blkg_conf_ctx *ctx)
 935         __releases(&ctx->bdev->bd_queue->queue_lock)
 936         __releases(&ctx->bdev->bd_queue->rq_qos_mutex)
 937 {
 938         if (ctx->blkg) {
 939                 spin_unlock_irq(&bdev_get_queue(ctx->bdev)->queue_lock);
 940                 ctx->blkg = NULL;
 941         }
 942
 943         if (ctx->bdev) {
 944                 mutex_unlock(&ctx->bdev->bd_queue->rq_qos_mutex);
 945                 blkdev_put_no_open(ctx->bdev);
 946                 ctx->body = NULL;
 947                 ctx->bdev = NULL;
 948         }
 949 }
 950 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_exit);
 951
 952 static void blkg_iostat_set(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
 953 {
 954         int i;
 955
 956         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
 957                 dst->bytes[i] = src->bytes[i];
 958                 dst->ios[i] = src->ios[i];
 959         }
 960 }
 961
 962 static void blkg_iostat_add(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
 963 {
 964         int i;
 965
 966         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
 967                 dst->bytes[i] += src->bytes[i];
 968                 dst->ios[i] += src->ios[i];
 969         }
 970 }
 971
 972 static void blkg_iostat_sub(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
 973 {
 974         int i;
 975
 976         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
 977                 dst->bytes[i] -= src->bytes[i];
 978                 dst->ios[i] -= src->ios[i];
 979         }
 980 }
 981
 982 static void blkcg_iostat_update(struct blkcg_gq *blkg, struct blkg_iostat *cur,
 983                                 struct blkg_iostat *last)
 984 {
 985         struct blkg_iostat delta;
 986         unsigned long flags;
 987
 988         /* propagate percpu delta to global */
 989         flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&blkg->iostat.sync);
 990         blkg_iostat_set(&delta, cur);
 991         blkg_iostat_sub(&delta, last);
 992         blkg_iostat_add(&blkg->iostat.cur, &delta);
 993         blkg_iostat_add(last, &delta);
 994         u64_stats_update_end_irqrestore(&blkg->iostat.sync, flags);
 995 }
 996
 997 static void __blkcg_rstat_flush(struct blkcg *blkcg, int cpu)
 998 {
 999         struct llist_head *lhead = per_cpu_ptr(blkcg->lhead, cpu);
1000         struct llist_node *lnode;
1001         struct blkg_iostat_set *bisc, *next_bisc;
1002         unsigned long flags;
1003
1004         rcu_read_lock();
1005
1006         lnode = llist_del_all(lhead);
1007         if (!lnode)
1008                 goto out;
1009
1010         /*
1011          * For covering concurrent parent blkg update from blkg_release().
1012          *
1013          * When flushing from cgroup, cgroup_rstat_lock is always held, so
1014          * this lock won't cause contention most of time.
1015          */
1016         raw_spin_lock_irqsave(&blkg_stat_lock, flags);
1017
1018         /*
1019          * Iterate only the iostat_cpu's queued in the lockless list.
1020          */
1021         llist_for_each_entry_safe(bisc, next_bisc, lnode, lnode) {
1022                 struct blkcg_gq *blkg = bisc->blkg;
1023                 struct blkcg_gq *parent = blkg->parent;
1024                 struct blkg_iostat cur;
1025                 unsigned int seq;
1026
1027                 WRITE_ONCE(bisc->lqueued, false);
1028
1029                 /* fetch the current per-cpu values */
1030                 do {
1031                         seq = u64_stats_fetch_begin(&bisc->sync);
1032                         blkg_iostat_set(&cur, &bisc->cur);
1033                 } while (u64_stats_fetch_retry(&bisc->sync, seq));
1034
1035                 blkcg_iostat_update(blkg, &cur, &bisc->last);
1036
1037                 /* propagate global delta to parent (unless that's root) */
1038                 if (parent && parent->parent)
1039                         blkcg_iostat_update(parent, &blkg->iostat.cur,
1040                                             &blkg->iostat.last);
1041         }
1042         raw_spin_unlock_irqrestore(&blkg_stat_lock, flags);
1043 out:
1044         rcu_read_unlock();
1045 }
1046
1047 static void blkcg_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
1048 {
1049         /* Root-level stats are sourced from system-wide IO stats */
1050         if (cgroup_parent(css->cgroup))
1051                 __blkcg_rstat_flush(css_to_blkcg(css), cpu);
1052 }
1053
1054 /*
1055  * We source root cgroup stats from the system-wide stats to avoid
1056  * tracking the same information twice and incurring overhead when no
1057  * cgroups are defined. For that reason, cgroup_rstat_flush in
1058  * blkcg_print_stat does not actually fill out the iostat in the root
1059  * cgroup's blkcg_gq.
1060  *
1061  * However, we would like to re-use the printing code between the root and
1062  * non-root cgroups to the extent possible. For that reason, we simulate
1063  * flushing the root cgroup's stats by explicitly filling in the iostat
1064  * with disk level statistics.
1065  */
1066 static void blkcg_fill_root_iostats(void)
1067 {
1068         struct class_dev_iter iter;
1069         struct device *dev;
1070
1071         class_dev_iter_init(&iter, &block_class, NULL, &disk_type);
1072         while ((dev = class_dev_iter_next(&iter))) {
1073                 struct block_device *bdev = dev_to_bdev(dev);
1074                 struct blkcg_gq *blkg = bdev->bd_disk->queue->root_blkg;
1075                 struct blkg_iostat tmp;
1076                 int cpu;
1077                 unsigned long flags;
1078
1079                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1080                 for_each_possible_cpu(cpu) {
1081                         struct disk_stats *cpu_dkstats;
1082
1083                         cpu_dkstats = per_cpu_ptr(bdev->bd_stats, cpu);
1084                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_READ] +=
1085                                 cpu_dkstats->ios[STAT_READ];
1086                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_WRITE] +=
1087                                 cpu_dkstats->ios[STAT_WRITE];
1088                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_DISCARD] +=
1089                                 cpu_dkstats->ios[STAT_DISCARD];
1090                         // convert sectors to bytes
1091                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_READ] +=
1092                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_READ] << 9;
1093                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_WRITE] +=
1094                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_WRITE] << 9;
1095                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_DISCARD] +=
1096                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_DISCARD] << 9;
1097                 }
1098
1099                 flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&blkg->iostat.sync);
1100                 blkg_iostat_set(&blkg->iostat.cur, &tmp);
1101                 u64_stats_update_end_irqrestore(&blkg->iostat.sync, flags);
1102         }
1103 }
1104
1105 static void blkcg_print_one_stat(struct blkcg_gq *blkg, struct seq_file *s)
1106 {
1107         struct blkg_iostat_set *bis = &blkg->iostat;
1108         u64 rbytes, wbytes, rios, wios, dbytes, dios;
1109         const char *dname;
1110         unsigned seq;
1111         int i;
1112
1113         if (!blkg->online)
1114                 return;
1115
1116         dname = blkg_dev_name(blkg);
1117         if (!dname)
1118                 return;
1119
1120         seq_printf(s, "%s ", dname);
1121
1122         do {
1123                 seq = u64_stats_fetch_begin(&bis->sync);
1124
1125                 rbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_READ];
1126                 wbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_WRITE];
1127                 dbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
1128                 rios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_READ];
1129                 wios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_WRITE];
1130                 dios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
1131         } while (u64_stats_fetch_retry(&bis->sync, seq));
1132
1133         if (rbytes || wbytes || rios || wios) {
1134                 seq_printf(s, "rbytes=%llu wbytes=%llu rios=%llu wios=%llu dbytes=%llu dios=%llu",
1135                         rbytes, wbytes, rios, wios,
1136                         dbytes, dios);
1137         }
1138
1139         if (blkcg_debug_stats && atomic_read(&blkg->use_delay)) {
1140                 seq_printf(s, " use_delay=%d delay_nsec=%llu",
1141                         atomic_read(&blkg->use_delay),
1142                         atomic64_read(&blkg->delay_nsec));
1143         }
1144
1145         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
1146                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1147
1148                 if (!blkg->pd[i] || !pol->pd_stat_fn)
1149                         continue;
1150
1151                 pol->pd_stat_fn(blkg->pd[i], s);
1152         }
1153
1154         seq_puts(s, "\n");
1155 }
1156
1157 static int blkcg_print_stat(struct seq_file *sf, void *v)
1158 {
1159         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(seq_css(sf));
1160         struct blkcg_gq *blkg;
1161
1162         if (!seq_css(sf)->parent)
1163                 blkcg_fill_root_iostats();
1164         else
1165                 cgroup_rstat_flush(blkcg->css.cgroup);
1166
1167         rcu_read_lock();
1168         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
1169                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
1170                 blkcg_print_one_stat(blkg, sf);
1171                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
1172         }
1173         rcu_read_unlock();
1174         return 0;
1175 }
1176
1177 static struct cftype blkcg_files[] = {
1178         {
1179                 .name = "stat",
1180                 .seq_show = blkcg_print_stat,
1181         },
1182         { }     /* terminate */
1183 };
1184
1185 static struct cftype blkcg_legacy_files[] = {
1186         {
1187                 .name = "reset_stats",
1188                 .write_u64 = blkcg_reset_stats,
1189         },
1190         { }     /* terminate */
1191 };
1192
1193 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
1194 struct list_head *blkcg_get_cgwb_list(struct cgroup_subsys_state *css)
1195 {
1196         return &css_to_blkcg(css)->cgwb_list;
1197 }
1198 #endif
1199
1200 /*
1201  * blkcg destruction is a three-stage process.
1202  *
1203  * 1. Destruction starts.  The blkcg_css_offline() callback is invoked
1204  *    which offlines writeback.  Here we tie the next stage of blkg destruction
1205  *    to the completion of writeback associated with the blkcg.  This lets us
1206  *    avoid punting potentially large amounts of outstanding writeback to root
1207  *    while maintaining any ongoing policies.  The next stage is triggered when
1208  *    the nr_cgwbs count goes to zero.
1209  *
1210  * 2. When the nr_cgwbs count goes to zero, blkcg_destroy_blkgs() is called
1211  *    and handles the destruction of blkgs.  Here the css reference held by
1212  *    the blkg is put back eventually allowing blkcg_css_free() to be called.
1213  *    This work may occur in cgwb_release_workfn() on the cgwb_release
1214  *    workqueue.  Any submitted ios that fail to get the blkg ref will be
1215  *    punted to the root_blkg.
1216  *
1217  * 3. Once the blkcg ref count goes to zero, blkcg_css_free() is called.
1218  *    This finally frees the blkcg.
1219  */
1220
1221 /**
1222  * blkcg_destroy_blkgs - responsible for shooting down blkgs
1223  * @blkcg: blkcg of interest
1224  *
1225  * blkgs should be removed while holding both q and blkcg locks.  As blkcg lock
1226  * is nested inside q lock, this function performs reverse double lock dancing.
1227  * Destroying the blkgs releases the reference held on the blkcg's css allowing
1228  * blkcg_css_free to eventually be called.
1229  *
1230  * This is the blkcg counterpart of ioc_release_fn().
1231  */
1232 static void blkcg_destroy_blkgs(struct blkcg *blkcg)
1233 {
1234         might_sleep();
1235
1236         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1237
1238         while (!hlist_empty(&blkcg->blkg_list)) {
1239                 struct blkcg_gq *blkg = hlist_entry(blkcg->blkg_list.first,
1240                                                 struct blkcg_gq, blkcg_node);
1241                 struct request_queue *q = blkg->q;
1242
1243                 if (need_resched() || !spin_trylock(&q->queue_lock)) {
1244                         /*
1245                          * Given that the system can accumulate a huge number
1246                          * of blkgs in pathological cases, check to see if we
1247                          * need to rescheduling to avoid softlockup.
1248                          */
1249                         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1250                         cond_resched();
1251                         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1252                         continue;
1253                 }
1254
1255                 blkg_destroy(blkg);
1256                 spin_unlock(&q->queue_lock);
1257         }
1258
1259         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1260 }
1261
1262 /**
1263  * blkcg_pin_online - pin online state
1264  * @blkcg_css: blkcg of interest
1265  *
1266  * While pinned, a blkcg is kept online.  This is primarily used to
1267  * impedance-match blkg and cgwb lifetimes so that blkg doesn't go offline
1268  * while an associated cgwb is still active.
1269  */
1270 void blkcg_pin_online(struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1271 {
1272         refcount_inc(&css_to_blkcg(blkcg_css)->online_pin);
1273 }
1274
1275 /**
1276  * blkcg_unpin_online - unpin online state
1277  * @blkcg_css: blkcg of interest
1278  *
1279  * This is primarily used to impedance-match blkg and cgwb lifetimes so
1280  * that blkg doesn't go offline while an associated cgwb is still active.
1281  * When this count goes to zero, all active cgwbs have finished so the
1282  * blkcg can continue destruction by calling blkcg_destroy_blkgs().
1283  */
1284 void blkcg_unpin_online(struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1285 {
1286         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(blkcg_css);
1287
1288         do {
1289                 if (!refcount_dec_and_test(&blkcg->online_pin))
1290                         break;
1291                 blkcg_destroy_blkgs(blkcg);
1292                 blkcg = blkcg_parent(blkcg);
1293         } while (blkcg);
1294 }
1295
1296 /**
1297  * blkcg_css_offline - cgroup css_offline callback
1298  * @css: css of interest
1299  *
1300  * This function is called when @css is about to go away.  Here the cgwbs are
1301  * offlined first and only once writeback associated with the blkcg has
1302  * finished do we start step 2 (see above).
1303  */
1304 static void blkcg_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
1305 {
1306         /* this prevents anyone from attaching or migrating to this blkcg */
1307         wb_blkcg_offline(css);
1308
1309         /* put the base online pin allowing step 2 to be triggered */
1310         blkcg_unpin_online(css);
1311 }
1312
1313 static void blkcg_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
1314 {
1315         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
1316         int i;
1317
1318         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1319
1320         list_del(&blkcg->all_blkcgs_node);
1321
1322         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1323                 if (blkcg->cpd[i])
1324                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1325
1326         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1327
1328         free_percpu(blkcg->lhead);
1329         kfree(blkcg);
1330 }
1331
1332 static struct cgroup_subsys_state *
1333 blkcg_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
1334 {
1335         struct blkcg *blkcg;
1336         int i;
1337
1338         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1339
1340         if (!parent_css) {
1341                 blkcg = &blkcg_root;
1342         } else {
1343                 blkcg = kzalloc(sizeof(*blkcg), GFP_KERNEL);
1344                 if (!blkcg)
1345                         goto unlock;
1346         }
1347
1348         if (init_blkcg_llists(blkcg))
1349                 goto free_blkcg;
1350
1351         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS ; i++) {
1352                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1353                 struct blkcg_policy_data *cpd;
1354
1355                 /*
1356                  * If the policy hasn't been attached yet, wait for it
1357                  * to be attached before doing anything else. Otherwise,
1358                  * check if the policy requires any specific per-cgroup
1359                  * data: if it does, allocate and initialize it.
1360                  */
1361                 if (!pol || !pol->cpd_alloc_fn)
1362                         continue;
1363
1364                 cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1365                 if (!cpd)
1366                         goto free_pd_blkcg;
1367
1368                 blkcg->cpd[i] = cpd;
1369                 cpd->blkcg = blkcg;
1370                 cpd->plid = i;
1371         }
1372
1373         spin_lock_init(&blkcg->lock);
1374         refcount_set(&blkcg->online_pin, 1);
1375         INIT_RADIX_TREE(&blkcg->blkg_tree, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1376         INIT_HLIST_HEAD(&blkcg->blkg_list);
1377 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
1378         INIT_LIST_HEAD(&blkcg->cgwb_list);
1379 #endif
1380         list_add_tail(&blkcg->all_blkcgs_node, &all_blkcgs);
1381
1382         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1383         return &blkcg->css;
1384
1385 free_pd_blkcg:
1386         for (i--; i >= 0; i--)
1387                 if (blkcg->cpd[i])
1388                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1389         free_percpu(blkcg->lhead);
1390 free_blkcg:
1391         if (blkcg != &blkcg_root)
1392                 kfree(blkcg);
1393 unlock:
1394         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1395         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1396 }
1397
1398 static int blkcg_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
1399 {
1400         struct blkcg *parent = blkcg_parent(css_to_blkcg(css));
1401
1402         /*
1403          * blkcg_pin_online() is used to delay blkcg offline so that blkgs
1404          * don't go offline while cgwbs are still active on them.  Pin the
1405          * parent so that offline always happens towards the root.
1406          */
1407         if (parent)
1408                 blkcg_pin_online(&parent->css);
1409         return 0;
1410 }
1411
1412 void blkg_init_queue(struct request_queue *q)
1413 {
1414         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
1415         mutex_init(&q->blkcg_mutex);
1416 }
1417
1418 int blkcg_init_disk(struct gendisk *disk)
1419 {
1420         struct request_queue *q = disk->queue;
1421         struct blkcg_gq *new_blkg, *blkg;
1422         bool preloaded;
1423         int ret;
1424
1425         new_blkg = blkg_alloc(&blkcg_root, disk, GFP_KERNEL);
1426         if (!new_blkg)
1427                 return -ENOMEM;
1428
1429         preloaded = !radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
1430
1431         /* Make sure the root blkg exists. */
1432         /* spin_lock_irq can serve as RCU read-side critical section. */
1433         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1434         blkg = blkg_create(&blkcg_root, disk, new_blkg);
1435         if (IS_ERR(blkg))
1436                 goto err_unlock;
1437         q->root_blkg = blkg;
1438         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1439
1440         if (preloaded)
1441                 radix_tree_preload_end();
1442
1443         ret = blk_ioprio_init(disk);
1444         if (ret)
1445                 goto err_destroy_all;
1446
1447         ret = blk_throtl_init(disk);
1448         if (ret)
1449                 goto err_ioprio_exit;
1450
1451         return 0;
1452
1453 err_ioprio_exit:
1454         blk_ioprio_exit(disk);
1455 err_destroy_all:
1456         blkg_destroy_all(disk);
1457         return ret;
1458 err_unlock:
1459         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1460         if (preloaded)
1461                 radix_tree_preload_end();
1462         return PTR_ERR(blkg);
1463 }
1464
1465 void blkcg_exit_disk(struct gendisk *disk)
1466 {
1467         blkg_destroy_all(disk);
1468         blk_throtl_exit(disk);
1469 }
1470
1471 static void blkcg_exit(struct task_struct *tsk)
1472 {
1473         if (tsk->throttle_disk)
1474                 put_disk(tsk->throttle_disk);
1475         tsk->throttle_disk = NULL;
1476 }
1477
1478 struct cgroup_subsys io_cgrp_subsys = {
1479         .css_alloc = blkcg_css_alloc,
1480         .css_online = blkcg_css_online,
1481         .css_offline = blkcg_css_offline,
1482         .css_free = blkcg_css_free,
1483         .css_rstat_flush = blkcg_rstat_flush,
1484         .dfl_cftypes = blkcg_files,
1485         .legacy_cftypes = blkcg_legacy_files,
1486         .legacy_name = "blkio",
1487         .exit = blkcg_exit,
1488 #ifdef CONFIG_MEMCG
1489         /*
1490          * This ensures that, if available, memcg is automatically enabled
1491          * together on the default hierarchy so that the owner cgroup can
1492          * be retrieved from writeback pages.
1493          */
1494         .depends_on = 1 << memory_cgrp_id,
1495 #endif
1496 };
1497 EXPORT_SYMBOL_GPL(io_cgrp_subsys);
1498
1499 /**
1500  * blkcg_activate_policy - activate a blkcg policy on a gendisk
1501  * @disk: gendisk of interest
1502  * @pol: blkcg policy to activate
1503  *
1504  * Activate @pol on @disk.  Requires %GFP_KERNEL context.  @disk goes through
1505  * bypass mode to populate its blkgs with policy_data for @pol.
1506  *
1507  * Activation happens with @disk bypassed, so nobody would be accessing blkgs
1508  * from IO path.  Update of each blkg is protected by both queue and blkcg
1509  * locks so that holding either lock and testing blkcg_policy_enabled() is
1510  * always enough for dereferencing policy data.
1511  *
1512  * The caller is responsible for synchronizing [de]activations and policy
1513  * [un]registerations.  Returns 0 on success, -errno on failure.
1514  */
1515 int blkcg_activate_policy(struct gendisk *disk, const struct blkcg_policy *pol)
1516 {
1517         struct request_queue *q = disk->queue;
1518         struct blkg_policy_data *pd_prealloc = NULL;
1519         struct blkcg_gq *blkg, *pinned_blkg = NULL;
1520         int ret;
1521
1522         if (blkcg_policy_enabled(q, pol))
1523                 return 0;
1524
1525         if (queue_is_mq(q))
1526                 blk_mq_freeze_queue(q);
1527 retry:
1528         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1529
1530         /* blkg_list is pushed at the head, reverse walk to initialize parents first */
1531         list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1532                 struct blkg_policy_data *pd;
1533
1534                 if (blkg->pd[pol->plid])
1535                         continue;
1536
1537                 /* If prealloc matches, use it; otherwise try GFP_NOWAIT */
1538                 if (blkg == pinned_blkg) {
1539                         pd = pd_prealloc;
1540                         pd_prealloc = NULL;
1541                 } else {
1542                         pd = pol->pd_alloc_fn(disk, blkg->blkcg,
1543                                               GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1544                 }
1545
1546                 if (!pd) {
1547                         /*
1548                          * GFP_NOWAIT failed.  Free the existing one and
1549                          * prealloc for @blkg w/ GFP_KERNEL.
1550                          */
1551                         if (pinned_blkg)
1552                                 blkg_put(pinned_blkg);
1553                         blkg_get(blkg);
1554                         pinned_blkg = blkg;
1555
1556                         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1557
1558                         if (pd_prealloc)
1559                                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1560                         pd_prealloc = pol->pd_alloc_fn(disk, blkg->blkcg,
1561                                                        GFP_KERNEL);
1562                         if (pd_prealloc)
1563                                 goto retry;
1564                         else
1565                                 goto enomem;
1566                 }
1567
1568                 spin_lock(&blkg->blkcg->lock);
1569
1570                 pd->blkg = blkg;
1571                 pd->plid = pol->plid;
1572                 blkg->pd[pol->plid] = pd;
1573
1574                 if (pol->pd_init_fn)
1575                         pol->pd_init_fn(pd);
1576
1577                 if (pol->pd_online_fn)
1578                         pol->pd_online_fn(pd);
1579                 pd->online = true;
1580
1581                 spin_unlock(&blkg->blkcg->lock);
1582         }
1583
1584         __set_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1585         ret = 0;
1586
1587         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1588 out:
1589         if (queue_is_mq(q))
1590                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1591         if (pinned_blkg)
1592                 blkg_put(pinned_blkg);
1593         if (pd_prealloc)
1594                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1595         return ret;
1596
1597 enomem:
1598         /* alloc failed, take down everything */
1599         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1600         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1601                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
1602                 struct blkg_policy_data *pd;
1603
1604                 spin_lock(&blkcg->lock);
1605                 pd = blkg->pd[pol->plid];
1606                 if (pd) {
1607                         if (pd->online && pol->pd_offline_fn)
1608                                 pol->pd_offline_fn(pd);
1609                         pd->online = false;
1610                         pol->pd_free_fn(pd);
1611                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1612                 }
1613                 spin_unlock(&blkcg->lock);
1614         }
1615         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1616         ret = -ENOMEM;
1617         goto out;
1618 }
1619 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_activate_policy);
1620
1621 /**
1622  * blkcg_deactivate_policy - deactivate a blkcg policy on a gendisk
1623  * @disk: gendisk of interest
1624  * @pol: blkcg policy to deactivate
1625  *
1626  * Deactivate @pol on @disk.  Follows the same synchronization rules as
1627  * blkcg_activate_policy().
1628  */
1629 void blkcg_deactivate_policy(struct gendisk *disk,
1630                              const struct blkcg_policy *pol)
1631 {
1632         struct request_queue *q = disk->queue;
1633         struct blkcg_gq *blkg;
1634
1635         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
1636                 return;
1637
1638         if (queue_is_mq(q))
1639                 blk_mq_freeze_queue(q);
1640
1641         mutex_lock(&q->blkcg_mutex);
1642         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1643
1644         __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1645
1646         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1647                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
1648
1649                 spin_lock(&blkcg->lock);
1650                 if (blkg->pd[pol->plid]) {
1651                         if (blkg->pd[pol->plid]->online && pol->pd_offline_fn)
1652                                 pol->pd_offline_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1653                         pol->pd_free_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1654                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1655                 }
1656                 spin_unlock(&blkcg->lock);
1657         }
1658
1659         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1660         mutex_unlock(&q->blkcg_mutex);
1661
1662         if (queue_is_mq(q))
1663                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1664 }
1665 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_deactivate_policy);
1666
1667 static void blkcg_free_all_cpd(struct blkcg_policy *pol)
1668 {
1669         struct blkcg *blkcg;
1670
1671         list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1672                 if (blkcg->cpd[pol->plid]) {
1673                         pol->cpd_free_fn(blkcg->cpd[pol->plid]);
1674                         blkcg->cpd[pol->plid] = NULL;
1675                 }
1676         }
1677 }
1678
1679 /**
1680  * blkcg_policy_register - register a blkcg policy
1681  * @pol: blkcg policy to register
1682  *
1683  * Register @pol with blkcg core.  Might sleep and @pol may be modified on
1684  * successful registration.  Returns 0 on success and -errno on failure.
1685  */
1686 int blkcg_policy_register(struct blkcg_policy *pol)
1687 {
1688         struct blkcg *blkcg;
1689         int i, ret;
1690
1691         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1692         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1693
1694         /* find an empty slot */
1695         ret = -ENOSPC;
1696         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1697                 if (!blkcg_policy[i])
1698                         break;
1699         if (i >= BLKCG_MAX_POLS) {
1700                 pr_warn("blkcg_policy_register: BLKCG_MAX_POLS too small\n");
1701                 goto err_unlock;
1702         }
1703
1704         /* Make sure cpd/pd_alloc_fn and cpd/pd_free_fn in pairs */
1705         if ((!pol->cpd_alloc_fn ^ !pol->cpd_free_fn) ||
1706                 (!pol->pd_alloc_fn ^ !pol->pd_free_fn))
1707                 goto err_unlock;
1708
1709         /* register @pol */
1710         pol->plid = i;
1711         blkcg_policy[pol->plid] = pol;
1712
1713         /* allocate and install cpd's */
1714         if (pol->cpd_alloc_fn) {
1715                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1716                         struct blkcg_policy_data *cpd;
1717
1718                         cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1719                         if (!cpd)
1720                                 goto err_free_cpds;
1721
1722                         blkcg->cpd[pol->plid] = cpd;
1723                         cpd->blkcg = blkcg;
1724                         cpd->plid = pol->plid;
1725                 }
1726         }
1727
1728         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1729
1730         /* everything is in place, add intf files for the new policy */
1731         if (pol->dfl_cftypes)
1732                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1733                                                pol->dfl_cftypes));
1734         if (pol->legacy_cftypes)
1735                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1736                                                   pol->legacy_cftypes));
1737         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1738         return 0;
1739
1740 err_free_cpds:
1741         if (pol->cpd_free_fn)
1742                 blkcg_free_all_cpd(pol);
1743
1744         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1745 err_unlock:
1746         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1747         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1748         return ret;
1749 }
1750 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_register);
1751
1752 /**
1753  * blkcg_policy_unregister - unregister a blkcg policy
1754  * @pol: blkcg policy to unregister
1755  *
1756  * Undo blkcg_policy_register(@pol).  Might sleep.
1757  */
1758 void blkcg_policy_unregister(struct blkcg_policy *pol)
1759 {
1760         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1761
1762         if (WARN_ON(blkcg_policy[pol->plid] != pol))
1763                 goto out_unlock;
1764
1765         /* kill the intf files first */
1766         if (pol->dfl_cftypes)
1767                 cgroup_rm_cftypes(pol->dfl_cftypes);
1768         if (pol->legacy_cftypes)
1769                 cgroup_rm_cftypes(pol->legacy_cftypes);
1770
1771         /* remove cpds and unregister */
1772         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1773
1774         if (pol->cpd_free_fn)
1775                 blkcg_free_all_cpd(pol);
1776
1777         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1778
1779         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1780 out_unlock:
1781         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1782 }
1783 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_unregister);
1784
1785 /*
1786  * Scale the accumulated delay based on how long it has been since we updated
1787  * the delay.  We only call this when we are adding delay, in case it's been a
1788  * while since we added delay, and when we are checking to see if we need to
1789  * delay a task, to account for any delays that may have occurred.
1790  */
1791 static void blkcg_scale_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now)
1792 {
1793         u64 old = atomic64_read(&blkg->delay_start);
1794
1795         /* negative use_delay means no scaling, see blkcg_set_delay() */
1796         if (atomic_read(&blkg->use_delay) < 0)
1797                 return;
1798
1799         /*
1800          * We only want to scale down every second.  The idea here is that we
1801          * want to delay people for min(delay_nsec, NSEC_PER_SEC) in a certain
1802          * time window.  We only want to throttle tasks for recent delay that
1803          * has occurred, in 1 second time windows since that's the maximum
1804          * things can be throttled.  We save the current delay window in
1805          * blkg->last_delay so we know what amount is still left to be charged
1806          * to the blkg from this point onward.  blkg->last_use keeps track of
1807          * the use_delay counter.  The idea is if we're unthrottling the blkg we
1808          * are ok with whatever is happening now, and we can take away more of
1809          * the accumulated delay as we've already throttled enough that
1810          * everybody is happy with their IO latencies.
1811          */
1812         if (time_before64(old + NSEC_PER_SEC, now) &&
1813             atomic64_try_cmpxchg(&blkg->delay_start, &old, now)) {
1814                 u64 cur = atomic64_read(&blkg->delay_nsec);
1815                 u64 sub = min_t(u64, blkg->last_delay, now - old);
1816                 int cur_use = atomic_read(&blkg->use_delay);
1817
1818                 /*
1819                  * We've been unthrottled, subtract a larger chunk of our
1820                  * accumulated delay.
1821                  */
1822                 if (cur_use < blkg->last_use)
1823                         sub = max_t(u64, sub, blkg->last_delay >> 1);
1824
1825                 /*
1826                  * This shouldn't happen, but handle it anyway.  Our delay_nsec
1827                  * should only ever be growing except here where we subtract out
1828                  * min(last_delay, 1 second), but lord knows bugs happen and I'd
1829                  * rather not end up with negative numbers.
1830                  */
1831                 if (unlikely(cur < sub)) {
1832                         atomic64_set(&blkg->delay_nsec, 0);
1833                         blkg->last_delay = 0;
1834                 } else {
1835                         atomic64_sub(sub, &blkg->delay_nsec);
1836                         blkg->last_delay = cur - sub;
1837                 }
1838                 blkg->last_use = cur_use;
1839         }
1840 }
1841
1842 /*
1843  * This is called when we want to actually walk up the hierarchy and check to
1844  * see if we need to throttle, and then actually throttle if there is some
1845  * accumulated delay.  This should only be called upon return to user space so
1846  * we're not holding some lock that would induce a priority inversion.
1847  */
1848 static void blkcg_maybe_throttle_blkg(struct blkcg_gq *blkg, bool use_memdelay)
1849 {
1850         unsigned long pflags;
1851         bool clamp;
1852         u64 now = blk_time_get_ns();
1853         u64 exp;
1854         u64 delay_nsec = 0;
1855         int tok;
1856
1857         while (blkg->parent) {
1858                 int use_delay = atomic_read(&blkg->use_delay);
1859
1860                 if (use_delay) {
1861                         u64 this_delay;
1862
1863                         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1864                         this_delay = atomic64_read(&blkg->delay_nsec);
1865                         if (this_delay > delay_nsec) {
1866                                 delay_nsec = this_delay;
1867                                 clamp = use_delay > 0;
1868                         }
1869                 }
1870                 blkg = blkg->parent;
1871         }
1872
1873         if (!delay_nsec)
1874                 return;
1875
1876         /*
1877          * Let's not sleep for all eternity if we've amassed a huge delay.
1878          * Swapping or metadata IO can accumulate 10's of seconds worth of
1879          * delay, and we want userspace to be able to do _something_ so cap the
1880          * delays at 0.25s. If there's 10's of seconds worth of delay then the
1881          * tasks will be delayed for 0.25 second for every syscall. If
1882          * blkcg_set_delay() was used as indicated by negative use_delay, the
1883          * caller is responsible for regulating the range.
1884          */
1885         if (clamp)
1886                 delay_nsec = min_t(u64, delay_nsec, 250 * NSEC_PER_MSEC);
1887
1888         if (use_memdelay)
1889                 psi_memstall_enter(&pflags);
1890
1891         exp = ktime_add_ns(now, delay_nsec);
1892         tok = io_schedule_prepare();
1893         do {
1894                 __set_current_state(TASK_KILLABLE);
1895                 if (!schedule_hrtimeout(&exp, HRTIMER_MODE_ABS))
1896                         break;
1897         } while (!fatal_signal_pending(current));
1898         io_schedule_finish(tok);
1899
1900         if (use_memdelay)
1901                 psi_memstall_leave(&pflags);
1902 }
1903
1904 /**
1905  * blkcg_maybe_throttle_current - throttle the current task if it has been marked
1906  *
1907  * This is only called if we've been marked with set_notify_resume().  Obviously
1908  * we can be set_notify_resume() for reasons other than blkcg throttling, so we
1909  * check to see if current->throttle_disk is set and if not this doesn't do
1910  * anything.  This should only ever be called by the resume code, it's not meant
1911  * to be called by people willy-nilly as it will actually do the work to
1912  * throttle the task if it is setup for throttling.
1913  */
1914 void blkcg_maybe_throttle_current(void)
1915 {
1916         struct gendisk *disk = current->throttle_disk;
1917         struct blkcg *blkcg;
1918         struct blkcg_gq *blkg;
1919         bool use_memdelay = current->use_memdelay;
1920
1921         if (!disk)
1922                 return;
1923
1924         current->throttle_disk = NULL;
1925         current->use_memdelay = false;
1926
1927         rcu_read_lock();
1928         blkcg = css_to_blkcg(blkcg_css());
1929         if (!blkcg)
1930                 goto out;
1931         blkg = blkg_lookup(blkcg, disk->queue);
1932         if (!blkg)
1933                 goto out;
1934         if (!blkg_tryget(blkg))
1935                 goto out;
1936         rcu_read_unlock();
1937
1938         blkcg_maybe_throttle_blkg(blkg, use_memdelay);
1939         blkg_put(blkg);
1940         put_disk(disk);
1941         return;
1942 out:
1943         rcu_read_unlock();
1944 }
1945
1946 /**
1947  * blkcg_schedule_throttle - this task needs to check for throttling
1948  * @disk: disk to throttle
1949  * @use_memdelay: do we charge this to memory delay for PSI
1950  *
1951  * This is called by the IO controller when we know there's delay accumulated
1952  * for the blkg for this task.  We do not pass the blkg because there are places
1953  * we call this that may not have that information, the swapping code for
1954  * instance will only have a block_device at that point.  This set's the
1955  * notify_resume for the task to check and see if it requires throttling before
1956  * returning to user space.
1957  *
1958  * We will only schedule once per syscall.  You can call this over and over
1959  * again and it will only do the check once upon return to user space, and only
1960  * throttle once.  If the task needs to be throttled again it'll need to be
1961  * re-set at the next time we see the task.
1962  */
1963 void blkcg_schedule_throttle(struct gendisk *disk, bool use_memdelay)
1964 {
1965         if (unlikely(current->flags & PF_KTHREAD))
1966                 return;
1967
1968         if (current->throttle_disk != disk) {
1969                 if (test_bit(GD_DEAD, &disk->state))
1970                         return;
1971                 get_device(disk_to_dev(disk));
1972
1973                 if (current->throttle_disk)
1974                         put_disk(current->throttle_disk);
1975                 current->throttle_disk = disk;
1976         }
1977
1978         if (use_memdelay)
1979                 current->use_memdelay = use_memdelay;
1980         set_notify_resume(current);
1981 }
1982
1983 /**
1984  * blkcg_add_delay - add delay to this blkg
1985  * @blkg: blkg of interest
1986  * @now: the current time in nanoseconds
1987  * @delta: how many nanoseconds of delay to add
1988  *
1989  * Charge @delta to the blkg's current delay accumulation.  This is used to
1990  * throttle tasks if an IO controller thinks we need more throttling.
1991  */
1992 void blkcg_add_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now, u64 delta)
1993 {
1994         if (WARN_ON_ONCE(atomic_read(&blkg->use_delay) < 0))
1995                 return;
1996         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1997         atomic64_add(delta, &blkg->delay_nsec);
1998 }
1999
2000 /**
2001  * blkg_tryget_closest - try and get a blkg ref on the closet blkg
2002  * @bio: target bio
2003  * @css: target css
2004  *
2005  * As the failure mode here is to walk up the blkg tree, this ensure that the
2006  * blkg->parent pointers are always valid.  This returns the blkg that it ended
2007  * up taking a reference on or %NULL if no reference was taken.
2008  */
2009 static inline struct blkcg_gq *blkg_tryget_closest(struct bio *bio,
2010                 struct cgroup_subsys_state *css)
2011 {
2012         struct blkcg_gq *blkg, *ret_blkg = NULL;
2013
2014         rcu_read_lock();
2015         blkg = blkg_lookup_create(css_to_blkcg(css), bio->bi_bdev->bd_disk);
2016         while (blkg) {
2017                 if (blkg_tryget(blkg)) {
2018                         ret_blkg = blkg;
2019                         break;
2020                 }
2021                 blkg = blkg->parent;
2022         }
2023         rcu_read_unlock();
2024
2025         return ret_blkg;
2026 }
2027
2028 /**
2029  * bio_associate_blkg_from_css - associate a bio with a specified css
2030  * @bio: target bio
2031  * @css: target css
2032  *
2033  * Associate @bio with the blkg found by combining the css's blkg and the
2034  * request_queue of the @bio.  An association failure is handled by walking up
2035  * the blkg tree.  Therefore, the blkg associated can be anything between @blkg
2036  * and q->root_blkg.  This situation only happens when a cgroup is dying and
2037  * then the remaining bios will spill to the closest alive blkg.
2038  *
2039  * A reference will be taken on the blkg and will be released when @bio is
2040  * freed.
2041  */
2042 void bio_associate_blkg_from_css(struct bio *bio,
2043                                  struct cgroup_subsys_state *css)
2044 {
2045         if (bio->bi_blkg)
2046                 blkg_put(bio->bi_blkg);
2047
2048         if (css && css->parent) {
2049                 bio->bi_blkg = blkg_tryget_closest(bio, css);
2050         } else {
2051                 blkg_get(bdev_get_queue(bio->bi_bdev)->root_blkg);
2052                 bio->bi_blkg = bdev_get_queue(bio->bi_bdev)->root_blkg;
2053         }
2054 }
2055 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg_from_css);
2056
2057 /**
2058  * bio_associate_blkg - associate a bio with a blkg
2059  * @bio: target bio
2060  *
2061  * Associate @bio with the blkg found from the bio's css and request_queue.
2062  * If one is not found, bio_lookup_blkg() creates the blkg.  If a blkg is
2063  * already associated, the css is reused and association redone as the
2064  * request_queue may have changed.
2065  */
2066 void bio_associate_blkg(struct bio *bio)
2067 {
2068         struct cgroup_subsys_state *css;
2069
2070         if (blk_op_is_passthrough(bio->bi_opf))
2071                 return;
2072
2073         rcu_read_lock();
2074
2075         if (bio->bi_blkg)
2076                 css = bio_blkcg_css(bio);
2077         else
2078                 css = blkcg_css();
2079
2080         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
2081
2082         rcu_read_unlock();
2083 }
2084 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg);
2085
2086 /**
2087  * bio_clone_blkg_association - clone blkg association from src to dst bio
2088  * @dst: destination bio
2089  * @src: source bio
2090  */
2091 void bio_clone_blkg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
2092 {
2093         if (src->bi_blkg)
2094                 bio_associate_blkg_from_css(dst, bio_blkcg_css(src));
2095 }
2096 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_clone_blkg_association);
2097
2098 static int blk_cgroup_io_type(struct bio *bio)
2099 {
2100         if (op_is_discard(bio->bi_opf))
2101                 return BLKG_IOSTAT_DISCARD;
2102         if (op_is_write(bio->bi_opf))
2103                 return BLKG_IOSTAT_WRITE;
2104         return BLKG_IOSTAT_READ;
2105 }
2106
2107 void blk_cgroup_bio_start(struct bio *bio)
2108 {
2109         struct blkcg *blkcg = bio->bi_blkg->blkcg;
2110         int rwd = blk_cgroup_io_type(bio), cpu;
2111         struct blkg_iostat_set *bis;
2112         unsigned long flags;
2113
2114         if (!cgroup_subsys_on_dfl(io_cgrp_subsys))
2115                 return;
2116
2117         /* Root-level stats are sourced from system-wide IO stats */
2118         if (!cgroup_parent(blkcg->css.cgroup))
2119                 return;
2120
2121         cpu = get_cpu();
2122         bis = per_cpu_ptr(bio->bi_blkg->iostat_cpu, cpu);
2123         flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&bis->sync);
2124
2125         /*
2126          * If the bio is flagged with BIO_CGROUP_ACCT it means this is a split
2127          * bio and we would have already accounted for the size of the bio.
2128          */
2129         if (!bio_flagged(bio, BIO_CGROUP_ACCT)) {
2130                 bio_set_flag(bio, BIO_CGROUP_ACCT);
2131                 bis->cur.bytes[rwd] += bio->bi_iter.bi_size;
2132         }
2133         bis->cur.ios[rwd]++;
2134
2135         /*
2136          * If the iostat_cpu isn't in a lockless list, put it into the
2137          * list to indicate that a stat update is pending.
2138          */
2139         if (!READ_ONCE(bis->lqueued)) {
2140                 struct llist_head *lhead = this_cpu_ptr(blkcg->lhead);
2141
2142                 llist_add(&bis->lnode, lhead);
2143                 WRITE_ONCE(bis->lqueued, true);
2144         }
2145
2146         u64_stats_update_end_irqrestore(&bis->sync, flags);
2147         cgroup_rstat_updated(blkcg->css.cgroup, cpu);
2148         put_cpu();
2149 }
2150
2151 bool blk_cgroup_congested(void)
2152 {
2153         struct cgroup_subsys_state *css;
2154         bool ret = false;
2155
2156         rcu_read_lock();
2157         for (css = blkcg_css(); css; css = css->parent) {
2158                 if (atomic_read(&css->cgroup->congestion_count)) {
2159                         ret = true;
2160                         break;
2161                 }
2162         }
2163         rcu_read_unlock();
2164         return ret;
2165 }
2166
2167 module_param(blkcg_debug_stats, bool, 0644);
2168 MODULE_PARM_DESC(blkcg_debug_stats, "True if you want debug stats, false if not");