block/bfq-cgroup.c

   1 /*
   2  * cgroups support for the BFQ I/O scheduler.
   3  *
   4  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
   5  *  modify it under the terms of the GNU General Public License as
   6  *  published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
   7  *  License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  *  General Public License for more details.
  13  */
  14 #include <linux/module.h>
  15 #include <linux/slab.h>
  16 #include <linux/blkdev.h>
  17 #include <linux/cgroup.h>
  18 #include <linux/elevator.h>
  19 #include <linux/ktime.h>
  20 #include <linux/rbtree.h>
  21 #include <linux/ioprio.h>
  22 #include <linux/sbitmap.h>
  23 #include <linux/delay.h>
  24
  25 #include "bfq-iosched.h"
  26
  27 #ifdef CONFIG_BFQ_GROUP_IOSCHED
  28
  29 /* bfqg stats flags */
  30 enum bfqg_stats_flags {
  31         BFQG_stats_waiting = 0,
  32         BFQG_stats_idling,
  33         BFQG_stats_empty,
  34 };
  35
  36 #define BFQG_FLAG_FNS(name)                                             \
  37 static void bfqg_stats_mark_##name(struct bfqg_stats *stats)    \
  38 {                                                                       \
  39         stats->flags |= (1 << BFQG_stats_##name);                       \
  40 }                                                                       \
  41 static void bfqg_stats_clear_##name(struct bfqg_stats *stats)   \
  42 {                                                                       \
  43         stats->flags &= ~(1 << BFQG_stats_##name);                      \
  44 }                                                                       \
  45 static int bfqg_stats_##name(struct bfqg_stats *stats)          \
  46 {                                                                       \
  47         return (stats->flags & (1 << BFQG_stats_##name)) != 0;          \
  48 }                                                                       \
  49
  50 BFQG_FLAG_FNS(waiting)
  51 BFQG_FLAG_FNS(idling)
  52 BFQG_FLAG_FNS(empty)
  53 #undef BFQG_FLAG_FNS
  54
  55 /* This should be called with the queue_lock held. */
  56 static void bfqg_stats_update_group_wait_time(struct bfqg_stats *stats)
  57 {
  58         unsigned long long now;
  59
  60         if (!bfqg_stats_waiting(stats))
  61                 return;
  62
  63         now = sched_clock();
  64         if (time_after64(now, stats->start_group_wait_time))
  65                 blkg_stat_add(&stats->group_wait_time,
  66                               now - stats->start_group_wait_time);
  67         bfqg_stats_clear_waiting(stats);
  68 }
  69
  70 /* This should be called with the queue_lock held. */
  71 static void bfqg_stats_set_start_group_wait_time(struct bfq_group *bfqg,
  72                                                  struct bfq_group *curr_bfqg)
  73 {
  74         struct bfqg_stats *stats = &bfqg->stats;
  75
  76         if (bfqg_stats_waiting(stats))
  77                 return;
  78         if (bfqg == curr_bfqg)
  79                 return;
  80         stats->start_group_wait_time = sched_clock();
  81         bfqg_stats_mark_waiting(stats);
  82 }
  83
  84 /* This should be called with the queue_lock held. */
  85 static void bfqg_stats_end_empty_time(struct bfqg_stats *stats)
  86 {
  87         unsigned long long now;
  88
  89         if (!bfqg_stats_empty(stats))
  90                 return;
  91
  92         now = sched_clock();
  93         if (time_after64(now, stats->start_empty_time))
  94                 blkg_stat_add(&stats->empty_time,
  95                               now - stats->start_empty_time);
  96         bfqg_stats_clear_empty(stats);
  97 }
  98
  99 void bfqg_stats_update_dequeue(struct bfq_group *bfqg)
 100 {
 101         blkg_stat_add(&bfqg->stats.dequeue, 1);
 102 }
 103
 104 void bfqg_stats_set_start_empty_time(struct bfq_group *bfqg)
 105 {
 106         struct bfqg_stats *stats = &bfqg->stats;
 107
 108         if (blkg_rwstat_total(&stats->queued))
 109                 return;
 110
 111         /*
 112          * group is already marked empty. This can happen if bfqq got new
 113          * request in parent group and moved to this group while being added
 114          * to service tree. Just ignore the event and move on.
 115          */
 116         if (bfqg_stats_empty(stats))
 117                 return;
 118
 119         stats->start_empty_time = sched_clock();
 120         bfqg_stats_mark_empty(stats);
 121 }
 122
 123 void bfqg_stats_update_idle_time(struct bfq_group *bfqg)
 124 {
 125         struct bfqg_stats *stats = &bfqg->stats;
 126
 127         if (bfqg_stats_idling(stats)) {
 128                 unsigned long long now = sched_clock();
 129
 130                 if (time_after64(now, stats->start_idle_time))
 131                         blkg_stat_add(&stats->idle_time,
 132                                       now - stats->start_idle_time);
 133                 bfqg_stats_clear_idling(stats);
 134         }
 135 }
 136
 137 void bfqg_stats_set_start_idle_time(struct bfq_group *bfqg)
 138 {
 139         struct bfqg_stats *stats = &bfqg->stats;
 140
 141         stats->start_idle_time = sched_clock();
 142         bfqg_stats_mark_idling(stats);
 143 }
 144
 145 void bfqg_stats_update_avg_queue_size(struct bfq_group *bfqg)
 146 {
 147         struct bfqg_stats *stats = &bfqg->stats;
 148
 149         blkg_stat_add(&stats->avg_queue_size_sum,
 150                       blkg_rwstat_total(&stats->queued));
 151         blkg_stat_add(&stats->avg_queue_size_samples, 1);
 152         bfqg_stats_update_group_wait_time(stats);
 153 }
 154
 155 /*
 156  * blk-cgroup policy-related handlers
 157  * The following functions help in converting between blk-cgroup
 158  * internal structures and BFQ-specific structures.
 159  */
 160
 161 static struct bfq_group *pd_to_bfqg(struct blkg_policy_data *pd)
 162 {
 163         return pd ? container_of(pd, struct bfq_group, pd) : NULL;
 164 }
 165
 166 struct blkcg_gq *bfqg_to_blkg(struct bfq_group *bfqg)
 167 {
 168         return pd_to_blkg(&bfqg->pd);
 169 }
 170
 171 static struct bfq_group *blkg_to_bfqg(struct blkcg_gq *blkg)
 172 {
 173         return pd_to_bfqg(blkg_to_pd(blkg, &blkcg_policy_bfq));
 174 }
 175
 176 /*
 177  * bfq_group handlers
 178  * The following functions help in navigating the bfq_group hierarchy
 179  * by allowing to find the parent of a bfq_group or the bfq_group
 180  * associated to a bfq_queue.
 181  */
 182
 183 static struct bfq_group *bfqg_parent(struct bfq_group *bfqg)
 184 {
 185         struct blkcg_gq *pblkg = bfqg_to_blkg(bfqg)->parent;
 186
 187         return pblkg ? blkg_to_bfqg(pblkg) : NULL;
 188 }
 189
 190 struct bfq_group *bfqq_group(struct bfq_queue *bfqq)
 191 {
 192         struct bfq_entity *group_entity = bfqq->entity.parent;
 193
 194         return group_entity ? container_of(group_entity, struct bfq_group,
 195                                            entity) :
 196                               bfqq->bfqd->root_group;
 197 }
 198
 199 /*
 200  * The following two functions handle get and put of a bfq_group by
 201  * wrapping the related blk-cgroup hooks.
 202  */
 203
 204 static void bfqg_get(struct bfq_group *bfqg)
 205 {
 206         return blkg_get(bfqg_to_blkg(bfqg));
 207 }
 208
 209 void bfqg_put(struct bfq_group *bfqg)
 210 {
 211         return blkg_put(bfqg_to_blkg(bfqg));
 212 }
 213
 214 void bfqg_stats_update_io_add(struct bfq_group *bfqg, struct bfq_queue *bfqq,
 215                               unsigned int op)
 216 {
 217         blkg_rwstat_add(&bfqg->stats.queued, op, 1);
 218         bfqg_stats_end_empty_time(&bfqg->stats);
 219         if (!(bfqq == ((struct bfq_data *)bfqg->bfqd)->in_service_queue))
 220                 bfqg_stats_set_start_group_wait_time(bfqg, bfqq_group(bfqq));
 221 }
 222
 223 void bfqg_stats_update_io_remove(struct bfq_group *bfqg, unsigned int op)
 224 {
 225         blkg_rwstat_add(&bfqg->stats.queued, op, -1);
 226 }
 227
 228 void bfqg_stats_update_io_merged(struct bfq_group *bfqg, unsigned int op)
 229 {
 230         blkg_rwstat_add(&bfqg->stats.merged, op, 1);
 231 }
 232
 233 void bfqg_stats_update_completion(struct bfq_group *bfqg, uint64_t start_time,
 234                                   uint64_t io_start_time, unsigned int op)
 235 {
 236         struct bfqg_stats *stats = &bfqg->stats;
 237         unsigned long long now = sched_clock();
 238
 239         if (time_after64(now, io_start_time))
 240                 blkg_rwstat_add(&stats->service_time, op,
 241                                 now - io_start_time);
 242         if (time_after64(io_start_time, start_time))
 243                 blkg_rwstat_add(&stats->wait_time, op,
 244                                 io_start_time - start_time);
 245 }
 246
 247 /* @stats = 0 */
 248 static void bfqg_stats_reset(struct bfqg_stats *stats)
 249 {
 250         /* queued stats shouldn't be cleared */
 251         blkg_rwstat_reset(&stats->merged);
 252         blkg_rwstat_reset(&stats->service_time);
 253         blkg_rwstat_reset(&stats->wait_time);
 254         blkg_stat_reset(&stats->time);
 255         blkg_stat_reset(&stats->avg_queue_size_sum);
 256         blkg_stat_reset(&stats->avg_queue_size_samples);
 257         blkg_stat_reset(&stats->dequeue);
 258         blkg_stat_reset(&stats->group_wait_time);
 259         blkg_stat_reset(&stats->idle_time);
 260         blkg_stat_reset(&stats->empty_time);
 261 }
 262
 263 /* @to += @from */
 264 static void bfqg_stats_add_aux(struct bfqg_stats *to, struct bfqg_stats *from)
 265 {
 266         if (!to || !from)
 267                 return;
 268
 269         /* queued stats shouldn't be cleared */
 270         blkg_rwstat_add_aux(&to->merged, &from->merged);
 271         blkg_rwstat_add_aux(&to->service_time, &from->service_time);
 272         blkg_rwstat_add_aux(&to->wait_time, &from->wait_time);
 273         blkg_stat_add_aux(&from->time, &from->time);
 274         blkg_stat_add_aux(&to->avg_queue_size_sum, &from->avg_queue_size_sum);
 275         blkg_stat_add_aux(&to->avg_queue_size_samples,
 276                           &from->avg_queue_size_samples);
 277         blkg_stat_add_aux(&to->dequeue, &from->dequeue);
 278         blkg_stat_add_aux(&to->group_wait_time, &from->group_wait_time);
 279         blkg_stat_add_aux(&to->idle_time, &from->idle_time);
 280         blkg_stat_add_aux(&to->empty_time, &from->empty_time);
 281 }
 282
 283 /*
 284  * Transfer @bfqg's stats to its parent's aux counts so that the ancestors'
 285  * recursive stats can still account for the amount used by this bfqg after
 286  * it's gone.
 287  */
 288 static void bfqg_stats_xfer_dead(struct bfq_group *bfqg)
 289 {
 290         struct bfq_group *parent;
 291
 292         if (!bfqg) /* root_group */
 293                 return;
 294
 295         parent = bfqg_parent(bfqg);
 296
 297         lockdep_assert_held(bfqg_to_blkg(bfqg)->q->queue_lock);
 298
 299         if (unlikely(!parent))
 300                 return;
 301
 302         bfqg_stats_add_aux(&parent->stats, &bfqg->stats);
 303         bfqg_stats_reset(&bfqg->stats);
 304 }
 305
 306 void bfq_init_entity(struct bfq_entity *entity, struct bfq_group *bfqg)
 307 {
 308         struct bfq_queue *bfqq = bfq_entity_to_bfqq(entity);
 309
 310         entity->weight = entity->new_weight;
 311         entity->orig_weight = entity->new_weight;
 312         if (bfqq) {
 313                 bfqq->ioprio = bfqq->new_ioprio;
 314                 bfqq->ioprio_class = bfqq->new_ioprio_class;
 315                 bfqg_get(bfqg);
 316         }
 317         entity->parent = bfqg->my_entity; /* NULL for root group */
 318         entity->sched_data = &bfqg->sched_data;
 319 }
 320
 321 static void bfqg_stats_exit(struct bfqg_stats *stats)
 322 {
 323         blkg_rwstat_exit(&stats->merged);
 324         blkg_rwstat_exit(&stats->service_time);
 325         blkg_rwstat_exit(&stats->wait_time);
 326         blkg_rwstat_exit(&stats->queued);
 327         blkg_stat_exit(&stats->time);
 328         blkg_stat_exit(&stats->avg_queue_size_sum);
 329         blkg_stat_exit(&stats->avg_queue_size_samples);
 330         blkg_stat_exit(&stats->dequeue);
 331         blkg_stat_exit(&stats->group_wait_time);
 332         blkg_stat_exit(&stats->idle_time);
 333         blkg_stat_exit(&stats->empty_time);
 334 }
 335
 336 static int bfqg_stats_init(struct bfqg_stats *stats, gfp_t gfp)
 337 {
 338         if (blkg_rwstat_init(&stats->merged, gfp) ||
 339             blkg_rwstat_init(&stats->service_time, gfp) ||
 340             blkg_rwstat_init(&stats->wait_time, gfp) ||
 341             blkg_rwstat_init(&stats->queued, gfp) ||
 342             blkg_stat_init(&stats->time, gfp) ||
 343             blkg_stat_init(&stats->avg_queue_size_sum, gfp) ||
 344             blkg_stat_init(&stats->avg_queue_size_samples, gfp) ||
 345             blkg_stat_init(&stats->dequeue, gfp) ||
 346             blkg_stat_init(&stats->group_wait_time, gfp) ||
 347             blkg_stat_init(&stats->idle_time, gfp) ||
 348             blkg_stat_init(&stats->empty_time, gfp)) {
 349                 bfqg_stats_exit(stats);
 350                 return -ENOMEM;
 351         }
 352
 353         return 0;
 354 }
 355
 356 static struct bfq_group_data *cpd_to_bfqgd(struct blkcg_policy_data *cpd)
 357 {
 358         return cpd ? container_of(cpd, struct bfq_group_data, pd) : NULL;
 359 }
 360
 361 static struct bfq_group_data *blkcg_to_bfqgd(struct blkcg *blkcg)
 362 {
 363         return cpd_to_bfqgd(blkcg_to_cpd(blkcg, &blkcg_policy_bfq));
 364 }
 365
 366 struct blkcg_policy_data *bfq_cpd_alloc(gfp_t gfp)
 367 {
 368         struct bfq_group_data *bgd;
 369
 370         bgd = kzalloc(sizeof(*bgd), gfp);
 371         if (!bgd)
 372                 return NULL;
 373         return &bgd->pd;
 374 }
 375
 376 void bfq_cpd_init(struct blkcg_policy_data *cpd)
 377 {
 378         struct bfq_group_data *d = cpd_to_bfqgd(cpd);
 379
 380         d->weight = cgroup_subsys_on_dfl(io_cgrp_subsys) ?
 381                 CGROUP_WEIGHT_DFL : BFQ_WEIGHT_LEGACY_DFL;
 382 }
 383
 384 void bfq_cpd_free(struct blkcg_policy_data *cpd)
 385 {
 386         kfree(cpd_to_bfqgd(cpd));
 387 }
 388
 389 struct blkg_policy_data *bfq_pd_alloc(gfp_t gfp, int node)
 390 {
 391         struct bfq_group *bfqg;
 392
 393         bfqg = kzalloc_node(sizeof(*bfqg), gfp, node);
 394         if (!bfqg)
 395                 return NULL;
 396
 397         if (bfqg_stats_init(&bfqg->stats, gfp)) {
 398                 kfree(bfqg);
 399                 return NULL;
 400         }
 401
 402         return &bfqg->pd;
 403 }
 404
 405 void bfq_pd_init(struct blkg_policy_data *pd)
 406 {
 407         struct blkcg_gq *blkg = pd_to_blkg(pd);
 408         struct bfq_group *bfqg = blkg_to_bfqg(blkg);
 409         struct bfq_data *bfqd = blkg->q->elevator->elevator_data;
 410         struct bfq_entity *entity = &bfqg->entity;
 411         struct bfq_group_data *d = blkcg_to_bfqgd(blkg->blkcg);
 412
 413         entity->orig_weight = entity->weight = entity->new_weight = d->weight;
 414         entity->my_sched_data = &bfqg->sched_data;
 415         bfqg->my_entity = entity; /*
 416                                    * the root_group's will be set to NULL
 417                                    * in bfq_init_queue()
 418                                    */
 419         bfqg->bfqd = bfqd;
 420         bfqg->active_entities = 0;
 421         bfqg->rq_pos_tree = RB_ROOT;
 422 }
 423
 424 void bfq_pd_free(struct blkg_policy_data *pd)
 425 {
 426         struct bfq_group *bfqg = pd_to_bfqg(pd);
 427
 428         bfqg_stats_exit(&bfqg->stats);
 429         return kfree(bfqg);
 430 }
 431
 432 void bfq_pd_reset_stats(struct blkg_policy_data *pd)
 433 {
 434         struct bfq_group *bfqg = pd_to_bfqg(pd);
 435
 436         bfqg_stats_reset(&bfqg->stats);
 437 }
 438
 439 static void bfq_group_set_parent(struct bfq_group *bfqg,
 440                                         struct bfq_group *parent)
 441 {
 442         struct bfq_entity *entity;
 443
 444         entity = &bfqg->entity;
 445         entity->parent = parent->my_entity;
 446         entity->sched_data = &parent->sched_data;
 447 }
 448
 449 static struct bfq_group *bfq_lookup_bfqg(struct bfq_data *bfqd,
 450                                          struct blkcg *blkcg)
 451 {
 452         struct blkcg_gq *blkg;
 453
 454         blkg = blkg_lookup(blkcg, bfqd->queue);
 455         if (likely(blkg))
 456                 return blkg_to_bfqg(blkg);
 457         return NULL;
 458 }
 459
 460 struct bfq_group *bfq_find_set_group(struct bfq_data *bfqd,
 461                                      struct blkcg *blkcg)
 462 {
 463         struct bfq_group *bfqg, *parent;
 464         struct bfq_entity *entity;
 465
 466         bfqg = bfq_lookup_bfqg(bfqd, blkcg);
 467
 468         if (unlikely(!bfqg))
 469                 return NULL;
 470
 471         /*
 472          * Update chain of bfq_groups as we might be handling a leaf group
 473          * which, along with some of its relatives, has not been hooked yet
 474          * to the private hierarchy of BFQ.
 475          */
 476         entity = &bfqg->entity;
 477         for_each_entity(entity) {
 478                 bfqg = container_of(entity, struct bfq_group, entity);
 479                 if (bfqg != bfqd->root_group) {
 480                         parent = bfqg_parent(bfqg);
 481                         if (!parent)
 482                                 parent = bfqd->root_group;
 483                         bfq_group_set_parent(bfqg, parent);
 484                 }
 485         }
 486
 487         return bfqg;
 488 }
 489
 490 /**
 491  * bfq_bfqq_move - migrate @bfqq to @bfqg.
 492  * @bfqd: queue descriptor.
 493  * @bfqq: the queue to move.
 494  * @bfqg: the group to move to.
 495  *
 496  * Move @bfqq to @bfqg, deactivating it from its old group and reactivating
 497  * it on the new one.  Avoid putting the entity on the old group idle tree.
 498  *
 499  * Must be called under the queue lock; the cgroup owning @bfqg must
 500  * not disappear (by now this just means that we are called under
 501  * rcu_read_lock()).
 502  */
 503 void bfq_bfqq_move(struct bfq_data *bfqd, struct bfq_queue *bfqq,
 504                    struct bfq_group *bfqg)
 505 {
 506         struct bfq_entity *entity = &bfqq->entity;
 507
 508         /* If bfqq is empty, then bfq_bfqq_expire also invokes
 509          * bfq_del_bfqq_busy, thereby removing bfqq and its entity
 510          * from data structures related to current group. Otherwise we
 511          * need to remove bfqq explicitly with bfq_deactivate_bfqq, as
 512          * we do below.
 513          */
 514         if (bfqq == bfqd->in_service_queue)
 515                 bfq_bfqq_expire(bfqd, bfqd->in_service_queue,
 516                                 false, BFQQE_PREEMPTED);
 517
 518         if (bfq_bfqq_busy(bfqq))
 519                 bfq_deactivate_bfqq(bfqd, bfqq, false, false);
 520         else if (entity->on_st)
 521                 bfq_put_idle_entity(bfq_entity_service_tree(entity), entity);
 522         bfqg_put(bfqq_group(bfqq));
 523
 524         /*
 525          * Here we use a reference to bfqg.  We don't need a refcounter
 526          * as the cgroup reference will not be dropped, so that its
 527          * destroy() callback will not be invoked.
 528          */
 529         entity->parent = bfqg->my_entity;
 530         entity->sched_data = &bfqg->sched_data;
 531         bfqg_get(bfqg);
 532
 533         if (bfq_bfqq_busy(bfqq)) {
 534                 bfq_pos_tree_add_move(bfqd, bfqq);
 535                 bfq_activate_bfqq(bfqd, bfqq);
 536         }
 537
 538         if (!bfqd->in_service_queue && !bfqd->rq_in_driver)
 539                 bfq_schedule_dispatch(bfqd);
 540 }
 541
 542 /**
 543  * __bfq_bic_change_cgroup - move @bic to @cgroup.
 544  * @bfqd: the queue descriptor.
 545  * @bic: the bic to move.
 546  * @blkcg: the blk-cgroup to move to.
 547  *
 548  * Move bic to blkcg, assuming that bfqd->queue is locked; the caller
 549  * has to make sure that the reference to cgroup is valid across the call.
 550  *
 551  * NOTE: an alternative approach might have been to store the current
 552  * cgroup in bfqq and getting a reference to it, reducing the lookup
 553  * time here, at the price of slightly more complex code.
 554  */
 555 static struct bfq_group *__bfq_bic_change_cgroup(struct bfq_data *bfqd,
 556                                                 struct bfq_io_cq *bic,
 557                                                 struct blkcg *blkcg)
 558 {
 559         struct bfq_queue *async_bfqq = bic_to_bfqq(bic, 0);
 560         struct bfq_queue *sync_bfqq = bic_to_bfqq(bic, 1);
 561         struct bfq_group *bfqg;
 562         struct bfq_entity *entity;
 563
 564         bfqg = bfq_find_set_group(bfqd, blkcg);
 565
 566         if (unlikely(!bfqg))
 567                 bfqg = bfqd->root_group;
 568
 569         if (async_bfqq) {
 570                 entity = &async_bfqq->entity;
 571
 572                 if (entity->sched_data != &bfqg->sched_data) {
 573                         bic_set_bfqq(bic, NULL, 0);
 574                         bfq_log_bfqq(bfqd, async_bfqq,
 575                                      "bic_change_group: %p %d",
 576                                      async_bfqq, async_bfqq->ref);
 577                         bfq_put_queue(async_bfqq);
 578                 }
 579         }
 580
 581         if (sync_bfqq) {
 582                 entity = &sync_bfqq->entity;
 583                 if (entity->sched_data != &bfqg->sched_data)
 584                         bfq_bfqq_move(bfqd, sync_bfqq, bfqg);
 585         }
 586
 587         return bfqg;
 588 }
 589
 590 void bfq_bic_update_cgroup(struct bfq_io_cq *bic, struct bio *bio)
 591 {
 592         struct bfq_data *bfqd = bic_to_bfqd(bic);
 593         struct bfq_group *bfqg = NULL;
 594         uint64_t serial_nr;
 595
 596         rcu_read_lock();
 597         serial_nr = bio_blkcg(bio)->css.serial_nr;
 598
 599         /*
 600          * Check whether blkcg has changed.  The condition may trigger
 601          * spuriously on a newly created cic but there's no harm.
 602          */
 603         if (unlikely(!bfqd) || likely(bic->blkcg_serial_nr == serial_nr))
 604                 goto out;
 605
 606         bfqg = __bfq_bic_change_cgroup(bfqd, bic, bio_blkcg(bio));
 607         bic->blkcg_serial_nr = serial_nr;
 608 out:
 609         rcu_read_unlock();
 610 }
 611
 612 /**
 613  * bfq_flush_idle_tree - deactivate any entity on the idle tree of @st.
 614  * @st: the service tree being flushed.
 615  */
 616 static void bfq_flush_idle_tree(struct bfq_service_tree *st)
 617 {
 618         struct bfq_entity *entity = st->first_idle;
 619
 620         for (; entity ; entity = st->first_idle)
 621                 __bfq_deactivate_entity(entity, false);
 622 }
 623
 624 /**
 625  * bfq_reparent_leaf_entity - move leaf entity to the root_group.
 626  * @bfqd: the device data structure with the root group.
 627  * @entity: the entity to move.
 628  */
 629 static void bfq_reparent_leaf_entity(struct bfq_data *bfqd,
 630                                      struct bfq_entity *entity)
 631 {
 632         struct bfq_queue *bfqq = bfq_entity_to_bfqq(entity);
 633
 634         bfq_bfqq_move(bfqd, bfqq, bfqd->root_group);
 635 }
 636
 637 /**
 638  * bfq_reparent_active_entities - move to the root group all active
 639  *                                entities.
 640  * @bfqd: the device data structure with the root group.
 641  * @bfqg: the group to move from.
 642  * @st: the service tree with the entities.
 643  *
 644  * Needs queue_lock to be taken and reference to be valid over the call.
 645  */
 646 static void bfq_reparent_active_entities(struct bfq_data *bfqd,
 647                                          struct bfq_group *bfqg,
 648                                          struct bfq_service_tree *st)
 649 {
 650         struct rb_root *active = &st->active;
 651         struct bfq_entity *entity = NULL;
 652
 653         if (!RB_EMPTY_ROOT(&st->active))
 654                 entity = bfq_entity_of(rb_first(active));
 655
 656         for (; entity ; entity = bfq_entity_of(rb_first(active)))
 657                 bfq_reparent_leaf_entity(bfqd, entity);
 658
 659         if (bfqg->sched_data.in_service_entity)
 660                 bfq_reparent_leaf_entity(bfqd,
 661                         bfqg->sched_data.in_service_entity);
 662 }
 663
 664 /**
 665  * bfq_pd_offline - deactivate the entity associated with @pd,
 666  *                  and reparent its children entities.
 667  * @pd: descriptor of the policy going offline.
 668  *
 669  * blkio already grabs the queue_lock for us, so no need to use
 670  * RCU-based magic
 671  */
 672 void bfq_pd_offline(struct blkg_policy_data *pd)
 673 {
 674         struct bfq_service_tree *st;
 675         struct bfq_group *bfqg = pd_to_bfqg(pd);
 676         struct bfq_data *bfqd = bfqg->bfqd;
 677         struct bfq_entity *entity = bfqg->my_entity;
 678         unsigned long flags;
 679         int i;
 680
 681         if (!entity) /* root group */
 682                 return;
 683
 684         spin_lock_irqsave(&bfqd->lock, flags);
 685         /*
 686          * Empty all service_trees belonging to this group before
 687          * deactivating the group itself.
 688          */
 689         for (i = 0; i < BFQ_IOPRIO_CLASSES; i++) {
 690                 st = bfqg->sched_data.service_tree + i;
 691
 692                 /*
 693                  * The idle tree may still contain bfq_queues belonging
 694                  * to exited task because they never migrated to a different
 695                  * cgroup from the one being destroyed now.  No one else
 696                  * can access them so it's safe to act without any lock.
 697                  */
 698                 bfq_flush_idle_tree(st);
 699
 700                 /*
 701                  * It may happen that some queues are still active
 702                  * (busy) upon group destruction (if the corresponding
 703                  * processes have been forced to terminate). We move
 704                  * all the leaf entities corresponding to these queues
 705                  * to the root_group.
 706                  * Also, it may happen that the group has an entity
 707                  * in service, which is disconnected from the active
 708                  * tree: it must be moved, too.
 709                  * There is no need to put the sync queues, as the
 710                  * scheduler has taken no reference.
 711                  */
 712                 bfq_reparent_active_entities(bfqd, bfqg, st);
 713         }
 714
 715         __bfq_deactivate_entity(entity, false);
 716         bfq_put_async_queues(bfqd, bfqg);
 717
 718         spin_unlock_irqrestore(&bfqd->lock, flags);
 719         /*
 720          * @blkg is going offline and will be ignored by
 721          * blkg_[rw]stat_recursive_sum().  Transfer stats to the parent so
 722          * that they don't get lost.  If IOs complete after this point, the
 723          * stats for them will be lost.  Oh well...
 724          */
 725         bfqg_stats_xfer_dead(bfqg);
 726 }
 727
 728 void bfq_end_wr_async(struct bfq_data *bfqd)
 729 {
 730         struct blkcg_gq *blkg;
 731
 732         list_for_each_entry(blkg, &bfqd->queue->blkg_list, q_node) {
 733                 struct bfq_group *bfqg = blkg_to_bfqg(blkg);
 734
 735                 bfq_end_wr_async_queues(bfqd, bfqg);
 736         }
 737         bfq_end_wr_async_queues(bfqd, bfqd->root_group);
 738 }
 739
 740 static int bfq_io_show_weight(struct seq_file *sf, void *v)
 741 {
 742         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(seq_css(sf));
 743         struct bfq_group_data *bfqgd = blkcg_to_bfqgd(blkcg);
 744         unsigned int val = 0;
 745
 746         if (bfqgd)
 747                 val = bfqgd->weight;
 748
 749         seq_printf(sf, "%u\n", val);
 750
 751         return 0;
 752 }
 753
 754 static int bfq_io_set_weight_legacy(struct cgroup_subsys_state *css,
 755                                     struct cftype *cftype,
 756                                     u64 val)
 757 {
 758         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
 759         struct bfq_group_data *bfqgd = blkcg_to_bfqgd(blkcg);
 760         struct blkcg_gq *blkg;
 761         int ret = -ERANGE;
 762
 763         if (val < BFQ_MIN_WEIGHT || val > BFQ_MAX_WEIGHT)
 764                 return ret;
 765
 766         ret = 0;
 767         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
 768         bfqgd->weight = (unsigned short)val;
 769         hlist_for_each_entry(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
 770                 struct bfq_group *bfqg = blkg_to_bfqg(blkg);
 771
 772                 if (!bfqg)
 773                         continue;
 774                 /*
 775                  * Setting the prio_changed flag of the entity
 776                  * to 1 with new_weight == weight would re-set
 777                  * the value of the weight to its ioprio mapping.
 778                  * Set the flag only if necessary.
 779                  */
 780                 if ((unsigned short)val != bfqg->entity.new_weight) {
 781                         bfqg->entity.new_weight = (unsigned short)val;
 782                         /*
 783                          * Make sure that the above new value has been
 784                          * stored in bfqg->entity.new_weight before
 785                          * setting the prio_changed flag. In fact,
 786                          * this flag may be read asynchronously (in
 787                          * critical sections protected by a different
 788                          * lock than that held here), and finding this
 789                          * flag set may cause the execution of the code
 790                          * for updating parameters whose value may
 791                          * depend also on bfqg->entity.new_weight (in
 792                          * __bfq_entity_update_weight_prio).
 793                          * This barrier makes sure that the new value
 794                          * of bfqg->entity.new_weight is correctly
 795                          * seen in that code.
 796                          */
 797                         smp_wmb();
 798                         bfqg->entity.prio_changed = 1;
 799                 }
 800         }
 801         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
 802
 803         return ret;
 804 }
 805
 806 static ssize_t bfq_io_set_weight(struct kernfs_open_file *of,
 807                                  char *buf, size_t nbytes,
 808                                  loff_t off)
 809 {
 810         u64 weight;
 811         /* First unsigned long found in the file is used */
 812         int ret = kstrtoull(strim(buf), 0, &weight);
 813
 814         if (ret)
 815                 return ret;
 816
 817         return bfq_io_set_weight_legacy(of_css(of), NULL, weight);
 818 }
 819
 820 static int bfqg_print_stat(struct seq_file *sf, void *v)
 821 {
 822         blkcg_print_blkgs(sf, css_to_blkcg(seq_css(sf)), blkg_prfill_stat,
 823                           &blkcg_policy_bfq, seq_cft(sf)->private, false);
 824         return 0;
 825 }
 826
 827 static int bfqg_print_rwstat(struct seq_file *sf, void *v)
 828 {
 829         blkcg_print_blkgs(sf, css_to_blkcg(seq_css(sf)), blkg_prfill_rwstat,
 830                           &blkcg_policy_bfq, seq_cft(sf)->private, true);
 831         return 0;
 832 }
 833
 834 static u64 bfqg_prfill_stat_recursive(struct seq_file *sf,
 835                                       struct blkg_policy_data *pd, int off)
 836 {
 837         u64 sum = blkg_stat_recursive_sum(pd_to_blkg(pd),
 838                                           &blkcg_policy_bfq, off);
 839         return __blkg_prfill_u64(sf, pd, sum);
 840 }
 841
 842 static u64 bfqg_prfill_rwstat_recursive(struct seq_file *sf,
 843                                         struct blkg_policy_data *pd, int off)
 844 {
 845         struct blkg_rwstat sum = blkg_rwstat_recursive_sum(pd_to_blkg(pd),
 846                                                            &blkcg_policy_bfq,
 847                                                            off);
 848         return __blkg_prfill_rwstat(sf, pd, &sum);
 849 }
 850
 851 static int bfqg_print_stat_recursive(struct seq_file *sf, void *v)
 852 {
 853         blkcg_print_blkgs(sf, css_to_blkcg(seq_css(sf)),
 854                           bfqg_prfill_stat_recursive, &blkcg_policy_bfq,
 855                           seq_cft(sf)->private, false);
 856         return 0;
 857 }
 858
 859 static int bfqg_print_rwstat_recursive(struct seq_file *sf, void *v)
 860 {
 861         blkcg_print_blkgs(sf, css_to_blkcg(seq_css(sf)),
 862                           bfqg_prfill_rwstat_recursive, &blkcg_policy_bfq,
 863                           seq_cft(sf)->private, true);
 864         return 0;
 865 }
 866
 867 static u64 bfqg_prfill_sectors(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd,
 868                                int off)
 869 {
 870         u64 sum = blkg_rwstat_total(&pd->blkg->stat_bytes);
 871
 872         return __blkg_prfill_u64(sf, pd, sum >> 9);
 873 }
 874
 875 static int bfqg_print_stat_sectors(struct seq_file *sf, void *v)
 876 {
 877         blkcg_print_blkgs(sf, css_to_blkcg(seq_css(sf)),
 878                           bfqg_prfill_sectors, &blkcg_policy_bfq, 0, false);
 879         return 0;
 880 }
 881
 882 static u64 bfqg_prfill_sectors_recursive(struct seq_file *sf,
 883                                          struct blkg_policy_data *pd, int off)
 884 {
 885         struct blkg_rwstat tmp = blkg_rwstat_recursive_sum(pd->blkg, NULL,
 886                                         offsetof(struct blkcg_gq, stat_bytes));
 887         u64 sum = atomic64_read(&tmp.aux_cnt[BLKG_RWSTAT_READ]) +
 888                 atomic64_read(&tmp.aux_cnt[BLKG_RWSTAT_WRITE]);
 889
 890         return __blkg_prfill_u64(sf, pd, sum >> 9);
 891 }
 892
 893 static int bfqg_print_stat_sectors_recursive(struct seq_file *sf, void *v)
 894 {
 895         blkcg_print_blkgs(sf, css_to_blkcg(seq_css(sf)),
 896                           bfqg_prfill_sectors_recursive, &blkcg_policy_bfq, 0,
 897                           false);
 898         return 0;
 899 }
 900
 901 static u64 bfqg_prfill_avg_queue_size(struct seq_file *sf,
 902                                       struct blkg_policy_data *pd, int off)
 903 {
 904         struct bfq_group *bfqg = pd_to_bfqg(pd);
 905         u64 samples = blkg_stat_read(&bfqg->stats.avg_queue_size_samples);
 906         u64 v = 0;
 907
 908         if (samples) {
 909                 v = blkg_stat_read(&bfqg->stats.avg_queue_size_sum);
 910                 v = div64_u64(v, samples);
 911         }
 912         __blkg_prfill_u64(sf, pd, v);
 913         return 0;
 914 }
 915
 916 /* print avg_queue_size */
 917 static int bfqg_print_avg_queue_size(struct seq_file *sf, void *v)
 918 {
 919         blkcg_print_blkgs(sf, css_to_blkcg(seq_css(sf)),
 920                           bfqg_prfill_avg_queue_size, &blkcg_policy_bfq,
 921                           0, false);
 922         return 0;
 923 }
 924
 925 struct bfq_group *bfq_create_group_hierarchy(struct bfq_data *bfqd, int node)
 926 {
 927         int ret;
 928
 929         ret = blkcg_activate_policy(bfqd->queue, &blkcg_policy_bfq);
 930         if (ret)
 931                 return NULL;
 932
 933         return blkg_to_bfqg(bfqd->queue->root_blkg);
 934 }
 935
 936 struct blkcg_policy blkcg_policy_bfq = {
 937         .dfl_cftypes            = bfq_blkg_files,
 938         .legacy_cftypes         = bfq_blkcg_legacy_files,
 939
 940         .cpd_alloc_fn           = bfq_cpd_alloc,
 941         .cpd_init_fn            = bfq_cpd_init,
 942         .cpd_bind_fn            = bfq_cpd_init,
 943         .cpd_free_fn            = bfq_cpd_free,
 944
 945         .pd_alloc_fn            = bfq_pd_alloc,
 946         .pd_init_fn             = bfq_pd_init,
 947         .pd_offline_fn          = bfq_pd_offline,
 948         .pd_free_fn             = bfq_pd_free,
 949         .pd_reset_stats_fn      = bfq_pd_reset_stats,
 950 };
 951
 952 struct cftype bfq_blkcg_legacy_files[] = {
 953         {
 954                 .name = "bfq.weight",
 955                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
 956                 .seq_show = bfq_io_show_weight,
 957                 .write_u64 = bfq_io_set_weight_legacy,
 958         },
 959
 960         /* statistics, covers only the tasks in the bfqg */
 961         {
 962                 .name = "bfq.time",
 963                 .private = offsetof(struct bfq_group, stats.time),
 964                 .seq_show = bfqg_print_stat,
 965         },
 966         {
 967                 .name = "bfq.sectors",
 968                 .seq_show = bfqg_print_stat_sectors,
 969         },
 970         {
 971                 .name = "bfq.io_service_bytes",
 972                 .private = (unsigned long)&blkcg_policy_bfq,
 973                 .seq_show = blkg_print_stat_bytes,
 974         },
 975         {
 976                 .name = "bfq.io_serviced",
 977                 .private = (unsigned long)&blkcg_policy_bfq,
 978                 .seq_show = blkg_print_stat_ios,
 979         },
 980         {
 981                 .name = "bfq.io_service_time",
 982                 .private = offsetof(struct bfq_group, stats.service_time),
 983                 .seq_show = bfqg_print_rwstat,
 984         },
 985         {
 986                 .name = "bfq.io_wait_time",
 987                 .private = offsetof(struct bfq_group, stats.wait_time),
 988                 .seq_show = bfqg_print_rwstat,
 989         },
 990         {
 991                 .name = "bfq.io_merged",
 992                 .private = offsetof(struct bfq_group, stats.merged),
 993                 .seq_show = bfqg_print_rwstat,
 994         },
 995         {
 996                 .name = "bfq.io_queued",
 997                 .private = offsetof(struct bfq_group, stats.queued),
 998                 .seq_show = bfqg_print_rwstat,
 999         },
1000
1001         /* the same statictics which cover the bfqg and its descendants */
1002         {
1003                 .name = "bfq.time_recursive",
1004                 .private = offsetof(struct bfq_group, stats.time),
1005                 .seq_show = bfqg_print_stat_recursive,
1006         },
1007         {
1008                 .name = "bfq.sectors_recursive",
1009                 .seq_show = bfqg_print_stat_sectors_recursive,
1010         },
1011         {
1012                 .name = "bfq.io_service_bytes_recursive",
1013                 .private = (unsigned long)&blkcg_policy_bfq,
1014                 .seq_show = blkg_print_stat_bytes_recursive,
1015         },
1016         {
1017                 .name = "bfq.io_serviced_recursive",
1018                 .private = (unsigned long)&blkcg_policy_bfq,
1019                 .seq_show = blkg_print_stat_ios_recursive,
1020         },
1021         {
1022                 .name = "bfq.io_service_time_recursive",
1023                 .private = offsetof(struct bfq_group, stats.service_time),
1024                 .seq_show = bfqg_print_rwstat_recursive,
1025         },
1026         {
1027                 .name = "bfq.io_wait_time_recursive",
1028                 .private = offsetof(struct bfq_group, stats.wait_time),
1029                 .seq_show = bfqg_print_rwstat_recursive,
1030         },
1031         {
1032                 .name = "bfq.io_merged_recursive",
1033                 .private = offsetof(struct bfq_group, stats.merged),
1034                 .seq_show = bfqg_print_rwstat_recursive,
1035         },
1036         {
1037                 .name = "bfq.io_queued_recursive",
1038                 .private = offsetof(struct bfq_group, stats.queued),
1039                 .seq_show = bfqg_print_rwstat_recursive,
1040         },
1041         {
1042                 .name = "bfq.avg_queue_size",
1043                 .seq_show = bfqg_print_avg_queue_size,
1044         },
1045         {
1046                 .name = "bfq.group_wait_time",
1047                 .private = offsetof(struct bfq_group, stats.group_wait_time),
1048                 .seq_show = bfqg_print_stat,
1049         },
1050         {
1051                 .name = "bfq.idle_time",
1052                 .private = offsetof(struct bfq_group, stats.idle_time),
1053                 .seq_show = bfqg_print_stat,
1054         },
1055         {
1056                 .name = "bfq.empty_time",
1057                 .private = offsetof(struct bfq_group, stats.empty_time),
1058                 .seq_show = bfqg_print_stat,
1059         },
1060         {
1061                 .name = "bfq.dequeue",
1062                 .private = offsetof(struct bfq_group, stats.dequeue),
1063                 .seq_show = bfqg_print_stat,
1064         },
1065         { }     /* terminate */
1066 };
1067
1068 struct cftype bfq_blkg_files[] = {
1069         {
1070                 .name = "bfq.weight",
1071                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
1072                 .seq_show = bfq_io_show_weight,
1073                 .write = bfq_io_set_weight,
1074         },
1075         {} /* terminate */
1076 };
1077
1078 #else   /* CONFIG_BFQ_GROUP_IOSCHED */
1079
1080 void bfqg_stats_update_io_add(struct bfq_group *bfqg, struct bfq_queue *bfqq,
1081                               unsigned int op) { }
1082 void bfqg_stats_update_io_remove(struct bfq_group *bfqg, unsigned int op) { }
1083 void bfqg_stats_update_io_merged(struct bfq_group *bfqg, unsigned int op) { }
1084 void bfqg_stats_update_completion(struct bfq_group *bfqg, uint64_t start_time,
1085                                   uint64_t io_start_time, unsigned int op) { }
1086 void bfqg_stats_update_dequeue(struct bfq_group *bfqg) { }
1087 void bfqg_stats_set_start_empty_time(struct bfq_group *bfqg) { }
1088 void bfqg_stats_update_idle_time(struct bfq_group *bfqg) { }
1089 void bfqg_stats_set_start_idle_time(struct bfq_group *bfqg) { }
1090 void bfqg_stats_update_avg_queue_size(struct bfq_group *bfqg) { }
1091
1092 void bfq_bfqq_move(struct bfq_data *bfqd, struct bfq_queue *bfqq,
1093                    struct bfq_group *bfqg) {}
1094
1095 void bfq_init_entity(struct bfq_entity *entity, struct bfq_group *bfqg)
1096 {
1097         struct bfq_queue *bfqq = bfq_entity_to_bfqq(entity);
1098
1099         entity->weight = entity->new_weight;
1100         entity->orig_weight = entity->new_weight;
1101         if (bfqq) {
1102                 bfqq->ioprio = bfqq->new_ioprio;
1103                 bfqq->ioprio_class = bfqq->new_ioprio_class;
1104         }
1105         entity->sched_data = &bfqg->sched_data;
1106 }
1107
1108 void bfq_bic_update_cgroup(struct bfq_io_cq *bic, struct bio *bio) {}
1109
1110 void bfq_end_wr_async(struct bfq_data *bfqd)
1111 {
1112         bfq_end_wr_async_queues(bfqd, bfqd->root_group);
1113 }
1114
1115 struct bfq_group *bfq_find_set_group(struct bfq_data *bfqd, struct blkcg *blkcg)
1116 {
1117         return bfqd->root_group;
1118 }
1119
1120 struct bfq_group *bfqq_group(struct bfq_queue *bfqq)
1121 {
1122         return bfqq->bfqd->root_group;
1123 }
1124
1125 struct bfq_group *bfq_create_group_hierarchy(struct bfq_data *bfqd, int node)
1126 {
1127         struct bfq_group *bfqg;
1128         int i;
1129
1130         bfqg = kmalloc_node(sizeof(*bfqg), GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, node);
1131         if (!bfqg)
1132                 return NULL;
1133
1134         for (i = 0; i < BFQ_IOPRIO_CLASSES; i++)
1135                 bfqg->sched_data.service_tree[i] = BFQ_SERVICE_TREE_INIT;
1136
1137         return bfqg;
1138 }
1139 #endif  /* CONFIG_BFQ_GROUP_IOSCHED */