c8cc1cbb637003d78e8b09577a0f49c0d9bfcb9a
[sfrench/cifs-2.6.git] / block / blk-cgroup.c
1 /*
2  * Common Block IO controller cgroup interface
3  *
4  * Based on ideas and code from CFQ, CFS and BFQ:
5  * Copyright (C) 2003 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
6  *
7  * Copyright (C) 2008 Fabio Checconi <fabio@gandalf.sssup.it>
8  *                    Paolo Valente <paolo.valente@unimore.it>
9  *
10  * Copyright (C) 2009 Vivek Goyal <vgoyal@redhat.com>
11  *                    Nauman Rafique <nauman@google.com>
12  *
13  * For policy-specific per-blkcg data:
14  * Copyright (C) 2015 Paolo Valente <paolo.valente@unimore.it>
15  *                    Arianna Avanzini <avanzini.arianna@gmail.com>
16  */
17 #include <linux/ioprio.h>
18 #include <linux/kdev_t.h>
19 #include <linux/module.h>
20 #include <linux/sched/signal.h>
21 #include <linux/err.h>
22 #include <linux/blkdev.h>
23 #include <linux/backing-dev.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/genhd.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/atomic.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/blk-cgroup.h>
30 #include <linux/tracehook.h>
31 #include "blk.h"
32
33 #define MAX_KEY_LEN 100
34
35 /*
36  * blkcg_pol_mutex protects blkcg_policy[] and policy [de]activation.
37  * blkcg_pol_register_mutex nests outside of it and synchronizes entire
38  * policy [un]register operations including cgroup file additions /
39  * removals.  Putting cgroup file registration outside blkcg_pol_mutex
40  * allows grabbing it from cgroup callbacks.
41  */
42 static DEFINE_MUTEX(blkcg_pol_register_mutex);
43 static DEFINE_MUTEX(blkcg_pol_mutex);
44
45 struct blkcg blkcg_root;
46 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_root);
47
48 struct cgroup_subsys_state * const blkcg_root_css = &blkcg_root.css;
49
50 static struct blkcg_policy *blkcg_policy[BLKCG_MAX_POLS];
51
52 static LIST_HEAD(all_blkcgs);           /* protected by blkcg_pol_mutex */
53
54 static bool blkcg_debug_stats = false;
55
56 static bool blkcg_policy_enabled(struct request_queue *q,
57                                  const struct blkcg_policy *pol)
58 {
59         return pol && test_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
60 }
61
62 /**
63  * blkg_free - free a blkg
64  * @blkg: blkg to free
65  *
66  * Free @blkg which may be partially allocated.
67  */
68 static void blkg_free(struct blkcg_gq *blkg)
69 {
70         int i;
71
72         if (!blkg)
73                 return;
74
75         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
76                 if (blkg->pd[i])
77                         blkcg_policy[i]->pd_free_fn(blkg->pd[i]);
78
79         blkg_rwstat_exit(&blkg->stat_ios);
80         blkg_rwstat_exit(&blkg->stat_bytes);
81         kfree(blkg);
82 }
83
84 static void __blkg_release(struct rcu_head *rcu)
85 {
86         struct blkcg_gq *blkg = container_of(rcu, struct blkcg_gq, rcu_head);
87
88         percpu_ref_exit(&blkg->refcnt);
89
90         /* release the blkcg and parent blkg refs this blkg has been holding */
91         css_put(&blkg->blkcg->css);
92         if (blkg->parent)
93                 blkg_put(blkg->parent);
94
95         wb_congested_put(blkg->wb_congested);
96
97         blkg_free(blkg);
98 }
99
100 /*
101  * A group is RCU protected, but having an rcu lock does not mean that one
102  * can access all the fields of blkg and assume these are valid.  For
103  * example, don't try to follow throtl_data and request queue links.
104  *
105  * Having a reference to blkg under an rcu allows accesses to only values
106  * local to groups like group stats and group rate limits.
107  */
108 static void blkg_release(struct percpu_ref *ref)
109 {
110         struct blkcg_gq *blkg = container_of(ref, struct blkcg_gq, refcnt);
111
112         call_rcu(&blkg->rcu_head, __blkg_release);
113 }
114
115 /**
116  * blkg_alloc - allocate a blkg
117  * @blkcg: block cgroup the new blkg is associated with
118  * @q: request_queue the new blkg is associated with
119  * @gfp_mask: allocation mask to use
120  *
121  * Allocate a new blkg assocating @blkcg and @q.
122  */
123 static struct blkcg_gq *blkg_alloc(struct blkcg *blkcg, struct request_queue *q,
124                                    gfp_t gfp_mask)
125 {
126         struct blkcg_gq *blkg;
127         int i;
128
129         /* alloc and init base part */
130         blkg = kzalloc_node(sizeof(*blkg), gfp_mask, q->node);
131         if (!blkg)
132                 return NULL;
133
134         if (blkg_rwstat_init(&blkg->stat_bytes, gfp_mask) ||
135             blkg_rwstat_init(&blkg->stat_ios, gfp_mask))
136                 goto err_free;
137
138         blkg->q = q;
139         INIT_LIST_HEAD(&blkg->q_node);
140         blkg->blkcg = blkcg;
141
142         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
143                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
144                 struct blkg_policy_data *pd;
145
146                 if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
147                         continue;
148
149                 /* alloc per-policy data and attach it to blkg */
150                 pd = pol->pd_alloc_fn(gfp_mask, q->node);
151                 if (!pd)
152                         goto err_free;
153
154                 blkg->pd[i] = pd;
155                 pd->blkg = blkg;
156                 pd->plid = i;
157         }
158
159         return blkg;
160
161 err_free:
162         blkg_free(blkg);
163         return NULL;
164 }
165
166 struct blkcg_gq *blkg_lookup_slowpath(struct blkcg *blkcg,
167                                       struct request_queue *q, bool update_hint)
168 {
169         struct blkcg_gq *blkg;
170
171         /*
172          * Hint didn't match.  Look up from the radix tree.  Note that the
173          * hint can only be updated under queue_lock as otherwise @blkg
174          * could have already been removed from blkg_tree.  The caller is
175          * responsible for grabbing queue_lock if @update_hint.
176          */
177         blkg = radix_tree_lookup(&blkcg->blkg_tree, q->id);
178         if (blkg && blkg->q == q) {
179                 if (update_hint) {
180                         lockdep_assert_held(&q->queue_lock);
181                         rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, blkg);
182                 }
183                 return blkg;
184         }
185
186         return NULL;
187 }
188 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_lookup_slowpath);
189
190 /*
191  * If @new_blkg is %NULL, this function tries to allocate a new one as
192  * necessary using %GFP_NOWAIT.  @new_blkg is always consumed on return.
193  */
194 static struct blkcg_gq *blkg_create(struct blkcg *blkcg,
195                                     struct request_queue *q,
196                                     struct blkcg_gq *new_blkg)
197 {
198         struct blkcg_gq *blkg;
199         struct bdi_writeback_congested *wb_congested;
200         int i, ret;
201
202         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
203         lockdep_assert_held(&q->queue_lock);
204
205         /* request_queue is dying, do not create/recreate a blkg */
206         if (blk_queue_dying(q)) {
207                 ret = -ENODEV;
208                 goto err_free_blkg;
209         }
210
211         /* blkg holds a reference to blkcg */
212         if (!css_tryget_online(&blkcg->css)) {
213                 ret = -ENODEV;
214                 goto err_free_blkg;
215         }
216
217         wb_congested = wb_congested_get_create(q->backing_dev_info,
218                                                blkcg->css.id,
219                                                GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
220         if (!wb_congested) {
221                 ret = -ENOMEM;
222                 goto err_put_css;
223         }
224
225         /* allocate */
226         if (!new_blkg) {
227                 new_blkg = blkg_alloc(blkcg, q, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
228                 if (unlikely(!new_blkg)) {
229                         ret = -ENOMEM;
230                         goto err_put_congested;
231                 }
232         }
233         blkg = new_blkg;
234         blkg->wb_congested = wb_congested;
235
236         /* link parent */
237         if (blkcg_parent(blkcg)) {
238                 blkg->parent = __blkg_lookup(blkcg_parent(blkcg), q, false);
239                 if (WARN_ON_ONCE(!blkg->parent)) {
240                         ret = -ENODEV;
241                         goto err_put_congested;
242                 }
243                 blkg_get(blkg->parent);
244         }
245
246         ret = percpu_ref_init(&blkg->refcnt, blkg_release, 0,
247                               GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
248         if (ret)
249                 goto err_cancel_ref;
250
251         /* invoke per-policy init */
252         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
253                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
254
255                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_init_fn)
256                         pol->pd_init_fn(blkg->pd[i]);
257         }
258
259         /* insert */
260         spin_lock(&blkcg->lock);
261         ret = radix_tree_insert(&blkcg->blkg_tree, q->id, blkg);
262         if (likely(!ret)) {
263                 hlist_add_head_rcu(&blkg->blkcg_node, &blkcg->blkg_list);
264                 list_add(&blkg->q_node, &q->blkg_list);
265
266                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
267                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
268
269                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_online_fn)
270                                 pol->pd_online_fn(blkg->pd[i]);
271                 }
272         }
273         blkg->online = true;
274         spin_unlock(&blkcg->lock);
275
276         if (!ret)
277                 return blkg;
278
279         /* @blkg failed fully initialized, use the usual release path */
280         blkg_put(blkg);
281         return ERR_PTR(ret);
282
283 err_cancel_ref:
284         percpu_ref_exit(&blkg->refcnt);
285 err_put_congested:
286         wb_congested_put(wb_congested);
287 err_put_css:
288         css_put(&blkcg->css);
289 err_free_blkg:
290         blkg_free(new_blkg);
291         return ERR_PTR(ret);
292 }
293
294 /**
295  * __blkg_lookup_create - lookup blkg, try to create one if not there
296  * @blkcg: blkcg of interest
297  * @q: request_queue of interest
298  *
299  * Lookup blkg for the @blkcg - @q pair.  If it doesn't exist, try to
300  * create one.  blkg creation is performed recursively from blkcg_root such
301  * that all non-root blkg's have access to the parent blkg.  This function
302  * should be called under RCU read lock and @q->queue_lock.
303  *
304  * Returns the blkg or the closest blkg if blkg_create() fails as it walks
305  * down from root.
306  */
307 struct blkcg_gq *__blkg_lookup_create(struct blkcg *blkcg,
308                                       struct request_queue *q)
309 {
310         struct blkcg_gq *blkg;
311
312         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
313         lockdep_assert_held(&q->queue_lock);
314
315         blkg = __blkg_lookup(blkcg, q, true);
316         if (blkg)
317                 return blkg;
318
319         /*
320          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
321          * non-root blkgs have access to their parents.  Returns the closest
322          * blkg to the intended blkg should blkg_create() fail.
323          */
324         while (true) {
325                 struct blkcg *pos = blkcg;
326                 struct blkcg *parent = blkcg_parent(blkcg);
327                 struct blkcg_gq *ret_blkg = q->root_blkg;
328
329                 while (parent) {
330                         blkg = __blkg_lookup(parent, q, false);
331                         if (blkg) {
332                                 /* remember closest blkg */
333                                 ret_blkg = blkg;
334                                 break;
335                         }
336                         pos = parent;
337                         parent = blkcg_parent(parent);
338                 }
339
340                 blkg = blkg_create(pos, q, NULL);
341                 if (IS_ERR(blkg))
342                         return ret_blkg;
343                 if (pos == blkcg)
344                         return blkg;
345         }
346 }
347
348 /**
349  * blkg_lookup_create - find or create a blkg
350  * @blkcg: target block cgroup
351  * @q: target request_queue
352  *
353  * This looks up or creates the blkg representing the unique pair
354  * of the blkcg and the request_queue.
355  */
356 struct blkcg_gq *blkg_lookup_create(struct blkcg *blkcg,
357                                     struct request_queue *q)
358 {
359         struct blkcg_gq *blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
360
361         if (unlikely(!blkg)) {
362                 unsigned long flags;
363
364                 spin_lock_irqsave(&q->queue_lock, flags);
365                 blkg = __blkg_lookup_create(blkcg, q);
366                 spin_unlock_irqrestore(&q->queue_lock, flags);
367         }
368
369         return blkg;
370 }
371
372 static void blkg_destroy(struct blkcg_gq *blkg)
373 {
374         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
375         struct blkcg_gq *parent = blkg->parent;
376         int i;
377
378         lockdep_assert_held(&blkg->q->queue_lock);
379         lockdep_assert_held(&blkcg->lock);
380
381         /* Something wrong if we are trying to remove same group twice */
382         WARN_ON_ONCE(list_empty(&blkg->q_node));
383         WARN_ON_ONCE(hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node));
384
385         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
386                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
387
388                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_offline_fn)
389                         pol->pd_offline_fn(blkg->pd[i]);
390         }
391
392         if (parent) {
393                 blkg_rwstat_add_aux(&parent->stat_bytes, &blkg->stat_bytes);
394                 blkg_rwstat_add_aux(&parent->stat_ios, &blkg->stat_ios);
395         }
396
397         blkg->online = false;
398
399         radix_tree_delete(&blkcg->blkg_tree, blkg->q->id);
400         list_del_init(&blkg->q_node);
401         hlist_del_init_rcu(&blkg->blkcg_node);
402
403         /*
404          * Both setting lookup hint to and clearing it from @blkg are done
405          * under queue_lock.  If it's not pointing to @blkg now, it never
406          * will.  Hint assignment itself can race safely.
407          */
408         if (rcu_access_pointer(blkcg->blkg_hint) == blkg)
409                 rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, NULL);
410
411         /*
412          * Put the reference taken at the time of creation so that when all
413          * queues are gone, group can be destroyed.
414          */
415         percpu_ref_kill(&blkg->refcnt);
416 }
417
418 /**
419  * blkg_destroy_all - destroy all blkgs associated with a request_queue
420  * @q: request_queue of interest
421  *
422  * Destroy all blkgs associated with @q.
423  */
424 static void blkg_destroy_all(struct request_queue *q)
425 {
426         struct blkcg_gq *blkg, *n;
427
428         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
429         list_for_each_entry_safe(blkg, n, &q->blkg_list, q_node) {
430                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
431
432                 spin_lock(&blkcg->lock);
433                 blkg_destroy(blkg);
434                 spin_unlock(&blkcg->lock);
435         }
436
437         q->root_blkg = NULL;
438         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
439 }
440
441 /*
442  * A group is RCU protected, but having an rcu lock does not mean that one
443  * can access all the fields of blkg and assume these are valid.  For
444  * example, don't try to follow throtl_data and request queue links.
445  *
446  * Having a reference to blkg under an rcu allows accesses to only values
447  * local to groups like group stats and group rate limits.
448  */
449 void __blkg_release_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
450 {
451         struct blkcg_gq *blkg = container_of(rcu_head, struct blkcg_gq, rcu_head);
452
453         /* release the blkcg and parent blkg refs this blkg has been holding */
454         css_put(&blkg->blkcg->css);
455         if (blkg->parent)
456                 blkg_put(blkg->parent);
457
458         wb_congested_put(blkg->wb_congested);
459
460         blkg_free(blkg);
461 }
462 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_release_rcu);
463
464 static int blkcg_reset_stats(struct cgroup_subsys_state *css,
465                              struct cftype *cftype, u64 val)
466 {
467         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
468         struct blkcg_gq *blkg;
469         int i;
470
471         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
472         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
473
474         /*
475          * Note that stat reset is racy - it doesn't synchronize against
476          * stat updates.  This is a debug feature which shouldn't exist
477          * anyway.  If you get hit by a race, retry.
478          */
479         hlist_for_each_entry(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
480                 blkg_rwstat_reset(&blkg->stat_bytes);
481                 blkg_rwstat_reset(&blkg->stat_ios);
482
483                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
484                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
485
486                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_reset_stats_fn)
487                                 pol->pd_reset_stats_fn(blkg->pd[i]);
488                 }
489         }
490
491         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
492         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
493         return 0;
494 }
495
496 const char *blkg_dev_name(struct blkcg_gq *blkg)
497 {
498         /* some drivers (floppy) instantiate a queue w/o disk registered */
499         if (blkg->q->backing_dev_info->dev)
500                 return dev_name(blkg->q->backing_dev_info->dev);
501         return NULL;
502 }
503
504 /**
505  * blkcg_print_blkgs - helper for printing per-blkg data
506  * @sf: seq_file to print to
507  * @blkcg: blkcg of interest
508  * @prfill: fill function to print out a blkg
509  * @pol: policy in question
510  * @data: data to be passed to @prfill
511  * @show_total: to print out sum of prfill return values or not
512  *
513  * This function invokes @prfill on each blkg of @blkcg if pd for the
514  * policy specified by @pol exists.  @prfill is invoked with @sf, the
515  * policy data and @data and the matching queue lock held.  If @show_total
516  * is %true, the sum of the return values from @prfill is printed with
517  * "Total" label at the end.
518  *
519  * This is to be used to construct print functions for
520  * cftype->read_seq_string method.
521  */
522 void blkcg_print_blkgs(struct seq_file *sf, struct blkcg *blkcg,
523                        u64 (*prfill)(struct seq_file *,
524                                      struct blkg_policy_data *, int),
525                        const struct blkcg_policy *pol, int data,
526                        bool show_total)
527 {
528         struct blkcg_gq *blkg;
529         u64 total = 0;
530
531         rcu_read_lock();
532         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
533                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
534                 if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol))
535                         total += prfill(sf, blkg->pd[pol->plid], data);
536                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
537         }
538         rcu_read_unlock();
539
540         if (show_total)
541                 seq_printf(sf, "Total %llu\n", (unsigned long long)total);
542 }
543 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_print_blkgs);
544
545 /**
546  * __blkg_prfill_u64 - prfill helper for a single u64 value
547  * @sf: seq_file to print to
548  * @pd: policy private data of interest
549  * @v: value to print
550  *
551  * Print @v to @sf for the device assocaited with @pd.
552  */
553 u64 __blkg_prfill_u64(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, u64 v)
554 {
555         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
556
557         if (!dname)
558                 return 0;
559
560         seq_printf(sf, "%s %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
561         return v;
562 }
563 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_u64);
564
565 /**
566  * __blkg_prfill_rwstat - prfill helper for a blkg_rwstat
567  * @sf: seq_file to print to
568  * @pd: policy private data of interest
569  * @rwstat: rwstat to print
570  *
571  * Print @rwstat to @sf for the device assocaited with @pd.
572  */
573 u64 __blkg_prfill_rwstat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd,
574                          const struct blkg_rwstat *rwstat)
575 {
576         static const char *rwstr[] = {
577                 [BLKG_RWSTAT_READ]      = "Read",
578                 [BLKG_RWSTAT_WRITE]     = "Write",
579                 [BLKG_RWSTAT_SYNC]      = "Sync",
580                 [BLKG_RWSTAT_ASYNC]     = "Async",
581                 [BLKG_RWSTAT_DISCARD]   = "Discard",
582         };
583         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
584         u64 v;
585         int i;
586
587         if (!dname)
588                 return 0;
589
590         for (i = 0; i < BLKG_RWSTAT_NR; i++)
591                 seq_printf(sf, "%s %s %llu\n", dname, rwstr[i],
592                            (unsigned long long)atomic64_read(&rwstat->aux_cnt[i]));
593
594         v = atomic64_read(&rwstat->aux_cnt[BLKG_RWSTAT_READ]) +
595                 atomic64_read(&rwstat->aux_cnt[BLKG_RWSTAT_WRITE]) +
596                 atomic64_read(&rwstat->aux_cnt[BLKG_RWSTAT_DISCARD]);
597         seq_printf(sf, "%s Total %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
598         return v;
599 }
600 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_rwstat);
601
602 /**
603  * blkg_prfill_stat - prfill callback for blkg_stat
604  * @sf: seq_file to print to
605  * @pd: policy private data of interest
606  * @off: offset to the blkg_stat in @pd
607  *
608  * prfill callback for printing a blkg_stat.
609  */
610 u64 blkg_prfill_stat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, int off)
611 {
612         return __blkg_prfill_u64(sf, pd, blkg_stat_read((void *)pd + off));
613 }
614 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_prfill_stat);
615
616 /**
617  * blkg_prfill_rwstat - prfill callback for blkg_rwstat
618  * @sf: seq_file to print to
619  * @pd: policy private data of interest
620  * @off: offset to the blkg_rwstat in @pd
621  *
622  * prfill callback for printing a blkg_rwstat.
623  */
624 u64 blkg_prfill_rwstat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd,
625                        int off)
626 {
627         struct blkg_rwstat rwstat = blkg_rwstat_read((void *)pd + off);
628
629         return __blkg_prfill_rwstat(sf, pd, &rwstat);
630 }
631 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_prfill_rwstat);
632
633 static u64 blkg_prfill_rwstat_field(struct seq_file *sf,
634                                     struct blkg_policy_data *pd, int off)
635 {
636         struct blkg_rwstat rwstat = blkg_rwstat_read((void *)pd->blkg + off);
637
638         return __blkg_prfill_rwstat(sf, pd, &rwstat);
639 }
640
641 /**
642  * blkg_print_stat_bytes - seq_show callback for blkg->stat_bytes
643  * @sf: seq_file to print to
644  * @v: unused
645  *
646  * To be used as cftype->seq_show to print blkg->stat_bytes.
647  * cftype->private must be set to the blkcg_policy.
648  */
649 int blkg_print_stat_bytes(struct seq_file *sf, void *v)
650 {
651         blkcg_print_blkgs(sf, css_to_blkcg(seq_css(sf)),
652                           blkg_prfill_rwstat_field, (void *)seq_cft(sf)->private,
653                           offsetof(struct blkcg_gq, stat_bytes), true);
654         return 0;
655 }
656 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_print_stat_bytes);
657
658 /**
659  * blkg_print_stat_bytes - seq_show callback for blkg->stat_ios
660  * @sf: seq_file to print to
661  * @v: unused
662  *
663  * To be used as cftype->seq_show to print blkg->stat_ios.  cftype->private
664  * must be set to the blkcg_policy.
665  */
666 int blkg_print_stat_ios(struct seq_file *sf, void *v)
667 {
668         blkcg_print_blkgs(sf, css_to_blkcg(seq_css(sf)),
669                           blkg_prfill_rwstat_field, (void *)seq_cft(sf)->private,
670                           offsetof(struct blkcg_gq, stat_ios), true);
671         return 0;
672 }
673 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_print_stat_ios);
674
675 static u64 blkg_prfill_rwstat_field_recursive(struct seq_file *sf,
676                                               struct blkg_policy_data *pd,
677                                               int off)
678 {
679         struct blkg_rwstat rwstat = blkg_rwstat_recursive_sum(pd->blkg,
680                                                               NULL, off);
681         return __blkg_prfill_rwstat(sf, pd, &rwstat);
682 }
683
684 /**
685  * blkg_print_stat_bytes_recursive - recursive version of blkg_print_stat_bytes
686  * @sf: seq_file to print to
687  * @v: unused
688  */
689 int blkg_print_stat_bytes_recursive(struct seq_file *sf, void *v)
690 {
691         blkcg_print_blkgs(sf, css_to_blkcg(seq_css(sf)),
692                           blkg_prfill_rwstat_field_recursive,
693                           (void *)seq_cft(sf)->private,
694                           offsetof(struct blkcg_gq, stat_bytes), true);
695         return 0;
696 }
697 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_print_stat_bytes_recursive);
698
699 /**
700  * blkg_print_stat_ios_recursive - recursive version of blkg_print_stat_ios
701  * @sf: seq_file to print to
702  * @v: unused
703  */
704 int blkg_print_stat_ios_recursive(struct seq_file *sf, void *v)
705 {
706         blkcg_print_blkgs(sf, css_to_blkcg(seq_css(sf)),
707                           blkg_prfill_rwstat_field_recursive,
708                           (void *)seq_cft(sf)->private,
709                           offsetof(struct blkcg_gq, stat_ios), true);
710         return 0;
711 }
712 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_print_stat_ios_recursive);
713
714 /**
715  * blkg_stat_recursive_sum - collect hierarchical blkg_stat
716  * @blkg: blkg of interest
717  * @pol: blkcg_policy which contains the blkg_stat
718  * @off: offset to the blkg_stat in blkg_policy_data or @blkg
719  *
720  * Collect the blkg_stat specified by @blkg, @pol and @off and all its
721  * online descendants and their aux counts.  The caller must be holding the
722  * queue lock for online tests.
723  *
724  * If @pol is NULL, blkg_stat is at @off bytes into @blkg; otherwise, it is
725  * at @off bytes into @blkg's blkg_policy_data of the policy.
726  */
727 u64 blkg_stat_recursive_sum(struct blkcg_gq *blkg,
728                             struct blkcg_policy *pol, int off)
729 {
730         struct blkcg_gq *pos_blkg;
731         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
732         u64 sum = 0;
733
734         lockdep_assert_held(&blkg->q->queue_lock);
735
736         rcu_read_lock();
737         blkg_for_each_descendant_pre(pos_blkg, pos_css, blkg) {
738                 struct blkg_stat *stat;
739
740                 if (!pos_blkg->online)
741                         continue;
742
743                 if (pol)
744                         stat = (void *)blkg_to_pd(pos_blkg, pol) + off;
745                 else
746                         stat = (void *)blkg + off;
747
748                 sum += blkg_stat_read(stat) + atomic64_read(&stat->aux_cnt);
749         }
750         rcu_read_unlock();
751
752         return sum;
753 }
754 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_stat_recursive_sum);
755
756 /**
757  * blkg_rwstat_recursive_sum - collect hierarchical blkg_rwstat
758  * @blkg: blkg of interest
759  * @pol: blkcg_policy which contains the blkg_rwstat
760  * @off: offset to the blkg_rwstat in blkg_policy_data or @blkg
761  *
762  * Collect the blkg_rwstat specified by @blkg, @pol and @off and all its
763  * online descendants and their aux counts.  The caller must be holding the
764  * queue lock for online tests.
765  *
766  * If @pol is NULL, blkg_rwstat is at @off bytes into @blkg; otherwise, it
767  * is at @off bytes into @blkg's blkg_policy_data of the policy.
768  */
769 struct blkg_rwstat blkg_rwstat_recursive_sum(struct blkcg_gq *blkg,
770                                              struct blkcg_policy *pol, int off)
771 {
772         struct blkcg_gq *pos_blkg;
773         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
774         struct blkg_rwstat sum = { };
775         int i;
776
777         lockdep_assert_held(&blkg->q->queue_lock);
778
779         rcu_read_lock();
780         blkg_for_each_descendant_pre(pos_blkg, pos_css, blkg) {
781                 struct blkg_rwstat *rwstat;
782
783                 if (!pos_blkg->online)
784                         continue;
785
786                 if (pol)
787                         rwstat = (void *)blkg_to_pd(pos_blkg, pol) + off;
788                 else
789                         rwstat = (void *)pos_blkg + off;
790
791                 for (i = 0; i < BLKG_RWSTAT_NR; i++)
792                         atomic64_add(atomic64_read(&rwstat->aux_cnt[i]) +
793                                 percpu_counter_sum_positive(&rwstat->cpu_cnt[i]),
794                                 &sum.aux_cnt[i]);
795         }
796         rcu_read_unlock();
797
798         return sum;
799 }
800 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_rwstat_recursive_sum);
801
802 /* Performs queue bypass and policy enabled checks then looks up blkg. */
803 static struct blkcg_gq *blkg_lookup_check(struct blkcg *blkcg,
804                                           const struct blkcg_policy *pol,
805                                           struct request_queue *q)
806 {
807         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
808         lockdep_assert_held(&q->queue_lock);
809
810         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
811                 return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
812         return __blkg_lookup(blkcg, q, true /* update_hint */);
813 }
814
815 /**
816  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
817  * @blkcg: target block cgroup
818  * @pol: target policy
819  * @input: input string
820  * @ctx: blkg_conf_ctx to be filled
821  *
822  * Parse per-blkg config update from @input and initialize @ctx with the
823  * result.  @ctx->blkg points to the blkg to be updated and @ctx->body the
824  * part of @input following MAJ:MIN.  This function returns with RCU read
825  * lock and queue lock held and must be paired with blkg_conf_finish().
826  */
827 int blkg_conf_prep(struct blkcg *blkcg, const struct blkcg_policy *pol,
828                    char *input, struct blkg_conf_ctx *ctx)
829         __acquires(rcu) __acquires(&disk->queue->queue_lock)
830 {
831         struct gendisk *disk;
832         struct request_queue *q;
833         struct blkcg_gq *blkg;
834         unsigned int major, minor;
835         int key_len, part, ret;
836         char *body;
837
838         if (sscanf(input, "%u:%u%n", &major, &minor, &key_len) != 2)
839                 return -EINVAL;
840
841         body = input + key_len;
842         if (!isspace(*body))
843                 return -EINVAL;
844         body = skip_spaces(body);
845
846         disk = get_gendisk(MKDEV(major, minor), &part);
847         if (!disk)
848                 return -ENODEV;
849         if (part) {
850                 ret = -ENODEV;
851                 goto fail;
852         }
853
854         q = disk->queue;
855
856         rcu_read_lock();
857         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
858
859         blkg = blkg_lookup_check(blkcg, pol, q);
860         if (IS_ERR(blkg)) {
861                 ret = PTR_ERR(blkg);
862                 goto fail_unlock;
863         }
864
865         if (blkg)
866                 goto success;
867
868         /*
869          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
870          * non-root blkgs have access to their parents.
871          */
872         while (true) {
873                 struct blkcg *pos = blkcg;
874                 struct blkcg *parent;
875                 struct blkcg_gq *new_blkg;
876
877                 parent = blkcg_parent(blkcg);
878                 while (parent && !__blkg_lookup(parent, q, false)) {
879                         pos = parent;
880                         parent = blkcg_parent(parent);
881                 }
882
883                 /* Drop locks to do new blkg allocation with GFP_KERNEL. */
884                 spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
885                 rcu_read_unlock();
886
887                 new_blkg = blkg_alloc(pos, q, GFP_KERNEL);
888                 if (unlikely(!new_blkg)) {
889                         ret = -ENOMEM;
890                         goto fail;
891                 }
892
893                 rcu_read_lock();
894                 spin_lock_irq(&q->queue_lock);
895
896                 blkg = blkg_lookup_check(pos, pol, q);
897                 if (IS_ERR(blkg)) {
898                         ret = PTR_ERR(blkg);
899                         goto fail_unlock;
900                 }
901
902                 if (blkg) {
903                         blkg_free(new_blkg);
904                 } else {
905                         blkg = blkg_create(pos, q, new_blkg);
906                         if (unlikely(IS_ERR(blkg))) {
907                                 ret = PTR_ERR(blkg);
908                                 goto fail_unlock;
909                         }
910                 }
911
912                 if (pos == blkcg)
913                         goto success;
914         }
915 success:
916         ctx->disk = disk;
917         ctx->blkg = blkg;
918         ctx->body = body;
919         return 0;
920
921 fail_unlock:
922         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
923         rcu_read_unlock();
924 fail:
925         put_disk_and_module(disk);
926         /*
927          * If queue was bypassing, we should retry.  Do so after a
928          * short msleep().  It isn't strictly necessary but queue
929          * can be bypassing for some time and it's always nice to
930          * avoid busy looping.
931          */
932         if (ret == -EBUSY) {
933                 msleep(10);
934                 ret = restart_syscall();
935         }
936         return ret;
937 }
938
939 /**
940  * blkg_conf_finish - finish up per-blkg config update
941  * @ctx: blkg_conf_ctx intiailized by blkg_conf_prep()
942  *
943  * Finish up after per-blkg config update.  This function must be paired
944  * with blkg_conf_prep().
945  */
946 void blkg_conf_finish(struct blkg_conf_ctx *ctx)
947         __releases(&ctx->disk->queue->queue_lock) __releases(rcu)
948 {
949         spin_unlock_irq(&ctx->disk->queue->queue_lock);
950         rcu_read_unlock();
951         put_disk_and_module(ctx->disk);
952 }
953
954 static int blkcg_print_stat(struct seq_file *sf, void *v)
955 {
956         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(seq_css(sf));
957         struct blkcg_gq *blkg;
958
959         rcu_read_lock();
960
961         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
962                 const char *dname;
963                 char *buf;
964                 struct blkg_rwstat rwstat;
965                 u64 rbytes, wbytes, rios, wios, dbytes, dios;
966                 size_t size = seq_get_buf(sf, &buf), off = 0;
967                 int i;
968                 bool has_stats = false;
969
970                 dname = blkg_dev_name(blkg);
971                 if (!dname)
972                         continue;
973
974                 /*
975                  * Hooray string manipulation, count is the size written NOT
976                  * INCLUDING THE \0, so size is now count+1 less than what we
977                  * had before, but we want to start writing the next bit from
978                  * the \0 so we only add count to buf.
979                  */
980                 off += scnprintf(buf+off, size-off, "%s ", dname);
981
982                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
983
984                 rwstat = blkg_rwstat_recursive_sum(blkg, NULL,
985                                         offsetof(struct blkcg_gq, stat_bytes));
986                 rbytes = atomic64_read(&rwstat.aux_cnt[BLKG_RWSTAT_READ]);
987                 wbytes = atomic64_read(&rwstat.aux_cnt[BLKG_RWSTAT_WRITE]);
988                 dbytes = atomic64_read(&rwstat.aux_cnt[BLKG_RWSTAT_DISCARD]);
989
990                 rwstat = blkg_rwstat_recursive_sum(blkg, NULL,
991                                         offsetof(struct blkcg_gq, stat_ios));
992                 rios = atomic64_read(&rwstat.aux_cnt[BLKG_RWSTAT_READ]);
993                 wios = atomic64_read(&rwstat.aux_cnt[BLKG_RWSTAT_WRITE]);
994                 dios = atomic64_read(&rwstat.aux_cnt[BLKG_RWSTAT_DISCARD]);
995
996                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
997
998                 if (rbytes || wbytes || rios || wios) {
999                         has_stats = true;
1000                         off += scnprintf(buf+off, size-off,
1001                                          "rbytes=%llu wbytes=%llu rios=%llu wios=%llu dbytes=%llu dios=%llu",
1002                                          rbytes, wbytes, rios, wios,
1003                                          dbytes, dios);
1004                 }
1005
1006                 if (!blkcg_debug_stats)
1007                         goto next;
1008
1009                 if (atomic_read(&blkg->use_delay)) {
1010                         has_stats = true;
1011                         off += scnprintf(buf+off, size-off,
1012                                          " use_delay=%d delay_nsec=%llu",
1013                                          atomic_read(&blkg->use_delay),
1014                                         (unsigned long long)atomic64_read(&blkg->delay_nsec));
1015                 }
1016
1017                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
1018                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1019                         size_t written;
1020
1021                         if (!blkg->pd[i] || !pol->pd_stat_fn)
1022                                 continue;
1023
1024                         written = pol->pd_stat_fn(blkg->pd[i], buf+off, size-off);
1025                         if (written)
1026                                 has_stats = true;
1027                         off += written;
1028                 }
1029 next:
1030                 if (has_stats) {
1031                         off += scnprintf(buf+off, size-off, "\n");
1032                         seq_commit(sf, off);
1033                 }
1034         }
1035
1036         rcu_read_unlock();
1037         return 0;
1038 }
1039
1040 static struct cftype blkcg_files[] = {
1041         {
1042                 .name = "stat",
1043                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
1044                 .seq_show = blkcg_print_stat,
1045         },
1046         { }     /* terminate */
1047 };
1048
1049 static struct cftype blkcg_legacy_files[] = {
1050         {
1051                 .name = "reset_stats",
1052                 .write_u64 = blkcg_reset_stats,
1053         },
1054         { }     /* terminate */
1055 };
1056
1057 /*
1058  * blkcg destruction is a three-stage process.
1059  *
1060  * 1. Destruction starts.  The blkcg_css_offline() callback is invoked
1061  *    which offlines writeback.  Here we tie the next stage of blkg destruction
1062  *    to the completion of writeback associated with the blkcg.  This lets us
1063  *    avoid punting potentially large amounts of outstanding writeback to root
1064  *    while maintaining any ongoing policies.  The next stage is triggered when
1065  *    the nr_cgwbs count goes to zero.
1066  *
1067  * 2. When the nr_cgwbs count goes to zero, blkcg_destroy_blkgs() is called
1068  *    and handles the destruction of blkgs.  Here the css reference held by
1069  *    the blkg is put back eventually allowing blkcg_css_free() to be called.
1070  *    This work may occur in cgwb_release_workfn() on the cgwb_release
1071  *    workqueue.  Any submitted ios that fail to get the blkg ref will be
1072  *    punted to the root_blkg.
1073  *
1074  * 3. Once the blkcg ref count goes to zero, blkcg_css_free() is called.
1075  *    This finally frees the blkcg.
1076  */
1077
1078 /**
1079  * blkcg_css_offline - cgroup css_offline callback
1080  * @css: css of interest
1081  *
1082  * This function is called when @css is about to go away.  Here the cgwbs are
1083  * offlined first and only once writeback associated with the blkcg has
1084  * finished do we start step 2 (see above).
1085  */
1086 static void blkcg_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
1087 {
1088         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
1089
1090         /* this prevents anyone from attaching or migrating to this blkcg */
1091         wb_blkcg_offline(blkcg);
1092
1093         /* put the base cgwb reference allowing step 2 to be triggered */
1094         blkcg_cgwb_put(blkcg);
1095 }
1096
1097 /**
1098  * blkcg_destroy_blkgs - responsible for shooting down blkgs
1099  * @blkcg: blkcg of interest
1100  *
1101  * blkgs should be removed while holding both q and blkcg locks.  As blkcg lock
1102  * is nested inside q lock, this function performs reverse double lock dancing.
1103  * Destroying the blkgs releases the reference held on the blkcg's css allowing
1104  * blkcg_css_free to eventually be called.
1105  *
1106  * This is the blkcg counterpart of ioc_release_fn().
1107  */
1108 void blkcg_destroy_blkgs(struct blkcg *blkcg)
1109 {
1110         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1111
1112         while (!hlist_empty(&blkcg->blkg_list)) {
1113                 struct blkcg_gq *blkg = hlist_entry(blkcg->blkg_list.first,
1114                                                 struct blkcg_gq, blkcg_node);
1115                 struct request_queue *q = blkg->q;
1116
1117                 if (spin_trylock(&q->queue_lock)) {
1118                         blkg_destroy(blkg);
1119                         spin_unlock(&q->queue_lock);
1120                 } else {
1121                         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1122                         cpu_relax();
1123                         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1124                 }
1125         }
1126
1127         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1128 }
1129
1130 static void blkcg_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
1131 {
1132         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
1133         int i;
1134
1135         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1136
1137         list_del(&blkcg->all_blkcgs_node);
1138
1139         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1140                 if (blkcg->cpd[i])
1141                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1142
1143         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1144
1145         kfree(blkcg);
1146 }
1147
1148 static struct cgroup_subsys_state *
1149 blkcg_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
1150 {
1151         struct blkcg *blkcg;
1152         struct cgroup_subsys_state *ret;
1153         int i;
1154
1155         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1156
1157         if (!parent_css) {
1158                 blkcg = &blkcg_root;
1159         } else {
1160                 blkcg = kzalloc(sizeof(*blkcg), GFP_KERNEL);
1161                 if (!blkcg) {
1162                         ret = ERR_PTR(-ENOMEM);
1163                         goto unlock;
1164                 }
1165         }
1166
1167         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS ; i++) {
1168                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1169                 struct blkcg_policy_data *cpd;
1170
1171                 /*
1172                  * If the policy hasn't been attached yet, wait for it
1173                  * to be attached before doing anything else. Otherwise,
1174                  * check if the policy requires any specific per-cgroup
1175                  * data: if it does, allocate and initialize it.
1176                  */
1177                 if (!pol || !pol->cpd_alloc_fn)
1178                         continue;
1179
1180                 cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1181                 if (!cpd) {
1182                         ret = ERR_PTR(-ENOMEM);
1183                         goto free_pd_blkcg;
1184                 }
1185                 blkcg->cpd[i] = cpd;
1186                 cpd->blkcg = blkcg;
1187                 cpd->plid = i;
1188                 if (pol->cpd_init_fn)
1189                         pol->cpd_init_fn(cpd);
1190         }
1191
1192         spin_lock_init(&blkcg->lock);
1193         INIT_RADIX_TREE(&blkcg->blkg_tree, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1194         INIT_HLIST_HEAD(&blkcg->blkg_list);
1195 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
1196         INIT_LIST_HEAD(&blkcg->cgwb_list);
1197         refcount_set(&blkcg->cgwb_refcnt, 1);
1198 #endif
1199         list_add_tail(&blkcg->all_blkcgs_node, &all_blkcgs);
1200
1201         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1202         return &blkcg->css;
1203
1204 free_pd_blkcg:
1205         for (i--; i >= 0; i--)
1206                 if (blkcg->cpd[i])
1207                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1208
1209         if (blkcg != &blkcg_root)
1210                 kfree(blkcg);
1211 unlock:
1212         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1213         return ret;
1214 }
1215
1216 /**
1217  * blkcg_init_queue - initialize blkcg part of request queue
1218  * @q: request_queue to initialize
1219  *
1220  * Called from blk_alloc_queue_node(). Responsible for initializing blkcg
1221  * part of new request_queue @q.
1222  *
1223  * RETURNS:
1224  * 0 on success, -errno on failure.
1225  */
1226 int blkcg_init_queue(struct request_queue *q)
1227 {
1228         struct blkcg_gq *new_blkg, *blkg;
1229         bool preloaded;
1230         int ret;
1231
1232         new_blkg = blkg_alloc(&blkcg_root, q, GFP_KERNEL);
1233         if (!new_blkg)
1234                 return -ENOMEM;
1235
1236         preloaded = !radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
1237
1238         /* Make sure the root blkg exists. */
1239         rcu_read_lock();
1240         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1241         blkg = blkg_create(&blkcg_root, q, new_blkg);
1242         if (IS_ERR(blkg))
1243                 goto err_unlock;
1244         q->root_blkg = blkg;
1245         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1246         rcu_read_unlock();
1247
1248         if (preloaded)
1249                 radix_tree_preload_end();
1250
1251         ret = blk_iolatency_init(q);
1252         if (ret)
1253                 goto err_destroy_all;
1254
1255         ret = blk_throtl_init(q);
1256         if (ret)
1257                 goto err_destroy_all;
1258         return 0;
1259
1260 err_destroy_all:
1261         blkg_destroy_all(q);
1262         return ret;
1263 err_unlock:
1264         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1265         rcu_read_unlock();
1266         if (preloaded)
1267                 radix_tree_preload_end();
1268         return PTR_ERR(blkg);
1269 }
1270
1271 /**
1272  * blkcg_drain_queue - drain blkcg part of request_queue
1273  * @q: request_queue to drain
1274  *
1275  * Called from blk_drain_queue().  Responsible for draining blkcg part.
1276  */
1277 void blkcg_drain_queue(struct request_queue *q)
1278 {
1279         lockdep_assert_held(&q->queue_lock);
1280
1281         /*
1282          * @q could be exiting and already have destroyed all blkgs as
1283          * indicated by NULL root_blkg.  If so, don't confuse policies.
1284          */
1285         if (!q->root_blkg)
1286                 return;
1287
1288         blk_throtl_drain(q);
1289 }
1290
1291 /**
1292  * blkcg_exit_queue - exit and release blkcg part of request_queue
1293  * @q: request_queue being released
1294  *
1295  * Called from blk_release_queue().  Responsible for exiting blkcg part.
1296  */
1297 void blkcg_exit_queue(struct request_queue *q)
1298 {
1299         blkg_destroy_all(q);
1300         blk_throtl_exit(q);
1301 }
1302
1303 /*
1304  * We cannot support shared io contexts, as we have no mean to support
1305  * two tasks with the same ioc in two different groups without major rework
1306  * of the main cic data structures.  For now we allow a task to change
1307  * its cgroup only if it's the only owner of its ioc.
1308  */
1309 static int blkcg_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
1310 {
1311         struct task_struct *task;
1312         struct cgroup_subsys_state *dst_css;
1313         struct io_context *ioc;
1314         int ret = 0;
1315
1316         /* task_lock() is needed to avoid races with exit_io_context() */
1317         cgroup_taskset_for_each(task, dst_css, tset) {
1318                 task_lock(task);
1319                 ioc = task->io_context;
1320                 if (ioc && atomic_read(&ioc->nr_tasks) > 1)
1321                         ret = -EINVAL;
1322                 task_unlock(task);
1323                 if (ret)
1324                         break;
1325         }
1326         return ret;
1327 }
1328
1329 static void blkcg_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
1330 {
1331         int i;
1332
1333         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1334
1335         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
1336                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1337                 struct blkcg *blkcg;
1338
1339                 if (!pol || !pol->cpd_bind_fn)
1340                         continue;
1341
1342                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node)
1343                         if (blkcg->cpd[pol->plid])
1344                                 pol->cpd_bind_fn(blkcg->cpd[pol->plid]);
1345         }
1346         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1347 }
1348
1349 static void blkcg_exit(struct task_struct *tsk)
1350 {
1351         if (tsk->throttle_queue)
1352                 blk_put_queue(tsk->throttle_queue);
1353         tsk->throttle_queue = NULL;
1354 }
1355
1356 struct cgroup_subsys io_cgrp_subsys = {
1357         .css_alloc = blkcg_css_alloc,
1358         .css_offline = blkcg_css_offline,
1359         .css_free = blkcg_css_free,
1360         .can_attach = blkcg_can_attach,
1361         .bind = blkcg_bind,
1362         .dfl_cftypes = blkcg_files,
1363         .legacy_cftypes = blkcg_legacy_files,
1364         .legacy_name = "blkio",
1365         .exit = blkcg_exit,
1366 #ifdef CONFIG_MEMCG
1367         /*
1368          * This ensures that, if available, memcg is automatically enabled
1369          * together on the default hierarchy so that the owner cgroup can
1370          * be retrieved from writeback pages.
1371          */
1372         .depends_on = 1 << memory_cgrp_id,
1373 #endif
1374 };
1375 EXPORT_SYMBOL_GPL(io_cgrp_subsys);
1376
1377 /**
1378  * blkcg_activate_policy - activate a blkcg policy on a request_queue
1379  * @q: request_queue of interest
1380  * @pol: blkcg policy to activate
1381  *
1382  * Activate @pol on @q.  Requires %GFP_KERNEL context.  @q goes through
1383  * bypass mode to populate its blkgs with policy_data for @pol.
1384  *
1385  * Activation happens with @q bypassed, so nobody would be accessing blkgs
1386  * from IO path.  Update of each blkg is protected by both queue and blkcg
1387  * locks so that holding either lock and testing blkcg_policy_enabled() is
1388  * always enough for dereferencing policy data.
1389  *
1390  * The caller is responsible for synchronizing [de]activations and policy
1391  * [un]registerations.  Returns 0 on success, -errno on failure.
1392  */
1393 int blkcg_activate_policy(struct request_queue *q,
1394                           const struct blkcg_policy *pol)
1395 {
1396         struct blkg_policy_data *pd_prealloc = NULL;
1397         struct blkcg_gq *blkg;
1398         int ret;
1399
1400         if (blkcg_policy_enabled(q, pol))
1401                 return 0;
1402
1403         if (queue_is_mq(q))
1404                 blk_mq_freeze_queue(q);
1405 pd_prealloc:
1406         if (!pd_prealloc) {
1407                 pd_prealloc = pol->pd_alloc_fn(GFP_KERNEL, q->node);
1408                 if (!pd_prealloc) {
1409                         ret = -ENOMEM;
1410                         goto out_bypass_end;
1411                 }
1412         }
1413
1414         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1415
1416         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1417                 struct blkg_policy_data *pd;
1418
1419                 if (blkg->pd[pol->plid])
1420                         continue;
1421
1422                 pd = pol->pd_alloc_fn(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN, q->node);
1423                 if (!pd)
1424                         swap(pd, pd_prealloc);
1425                 if (!pd) {
1426                         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1427                         goto pd_prealloc;
1428                 }
1429
1430                 blkg->pd[pol->plid] = pd;
1431                 pd->blkg = blkg;
1432                 pd->plid = pol->plid;
1433                 if (pol->pd_init_fn)
1434                         pol->pd_init_fn(pd);
1435         }
1436
1437         __set_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1438         ret = 0;
1439
1440         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1441 out_bypass_end:
1442         if (queue_is_mq(q))
1443                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1444         if (pd_prealloc)
1445                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1446         return ret;
1447 }
1448 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_activate_policy);
1449
1450 /**
1451  * blkcg_deactivate_policy - deactivate a blkcg policy on a request_queue
1452  * @q: request_queue of interest
1453  * @pol: blkcg policy to deactivate
1454  *
1455  * Deactivate @pol on @q.  Follows the same synchronization rules as
1456  * blkcg_activate_policy().
1457  */
1458 void blkcg_deactivate_policy(struct request_queue *q,
1459                              const struct blkcg_policy *pol)
1460 {
1461         struct blkcg_gq *blkg;
1462
1463         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
1464                 return;
1465
1466         if (queue_is_mq(q))
1467                 blk_mq_freeze_queue(q);
1468
1469         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1470
1471         __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1472
1473         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1474                 if (blkg->pd[pol->plid]) {
1475                         if (pol->pd_offline_fn)
1476                                 pol->pd_offline_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1477                         pol->pd_free_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1478                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1479                 }
1480         }
1481
1482         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1483
1484         if (queue_is_mq(q))
1485                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1486 }
1487 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_deactivate_policy);
1488
1489 /**
1490  * blkcg_policy_register - register a blkcg policy
1491  * @pol: blkcg policy to register
1492  *
1493  * Register @pol with blkcg core.  Might sleep and @pol may be modified on
1494  * successful registration.  Returns 0 on success and -errno on failure.
1495  */
1496 int blkcg_policy_register(struct blkcg_policy *pol)
1497 {
1498         struct blkcg *blkcg;
1499         int i, ret;
1500
1501         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1502         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1503
1504         /* find an empty slot */
1505         ret = -ENOSPC;
1506         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1507                 if (!blkcg_policy[i])
1508                         break;
1509         if (i >= BLKCG_MAX_POLS) {
1510                 pr_warn("blkcg_policy_register: BLKCG_MAX_POLS too small\n");
1511                 goto err_unlock;
1512         }
1513
1514         /* Make sure cpd/pd_alloc_fn and cpd/pd_free_fn in pairs */
1515         if ((!pol->cpd_alloc_fn ^ !pol->cpd_free_fn) ||
1516                 (!pol->pd_alloc_fn ^ !pol->pd_free_fn))
1517                 goto err_unlock;
1518
1519         /* register @pol */
1520         pol->plid = i;
1521         blkcg_policy[pol->plid] = pol;
1522
1523         /* allocate and install cpd's */
1524         if (pol->cpd_alloc_fn) {
1525                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1526                         struct blkcg_policy_data *cpd;
1527
1528                         cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1529                         if (!cpd)
1530                                 goto err_free_cpds;
1531
1532                         blkcg->cpd[pol->plid] = cpd;
1533                         cpd->blkcg = blkcg;
1534                         cpd->plid = pol->plid;
1535                         pol->cpd_init_fn(cpd);
1536                 }
1537         }
1538
1539         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1540
1541         /* everything is in place, add intf files for the new policy */
1542         if (pol->dfl_cftypes)
1543                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1544                                                pol->dfl_cftypes));
1545         if (pol->legacy_cftypes)
1546                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1547                                                   pol->legacy_cftypes));
1548         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1549         return 0;
1550
1551 err_free_cpds:
1552         if (pol->cpd_free_fn) {
1553                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1554                         if (blkcg->cpd[pol->plid]) {
1555                                 pol->cpd_free_fn(blkcg->cpd[pol->plid]);
1556                                 blkcg->cpd[pol->plid] = NULL;
1557                         }
1558                 }
1559         }
1560         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1561 err_unlock:
1562         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1563         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1564         return ret;
1565 }
1566 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_register);
1567
1568 /**
1569  * blkcg_policy_unregister - unregister a blkcg policy
1570  * @pol: blkcg policy to unregister
1571  *
1572  * Undo blkcg_policy_register(@pol).  Might sleep.
1573  */
1574 void blkcg_policy_unregister(struct blkcg_policy *pol)
1575 {
1576         struct blkcg *blkcg;
1577
1578         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1579
1580         if (WARN_ON(blkcg_policy[pol->plid] != pol))
1581                 goto out_unlock;
1582
1583         /* kill the intf files first */
1584         if (pol->dfl_cftypes)
1585                 cgroup_rm_cftypes(pol->dfl_cftypes);
1586         if (pol->legacy_cftypes)
1587                 cgroup_rm_cftypes(pol->legacy_cftypes);
1588
1589         /* remove cpds and unregister */
1590         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1591
1592         if (pol->cpd_free_fn) {
1593                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1594                         if (blkcg->cpd[pol->plid]) {
1595                                 pol->cpd_free_fn(blkcg->cpd[pol->plid]);
1596                                 blkcg->cpd[pol->plid] = NULL;
1597                         }
1598                 }
1599         }
1600         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1601
1602         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1603 out_unlock:
1604         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1605 }
1606 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_unregister);
1607
1608 /*
1609  * Scale the accumulated delay based on how long it has been since we updated
1610  * the delay.  We only call this when we are adding delay, in case it's been a
1611  * while since we added delay, and when we are checking to see if we need to
1612  * delay a task, to account for any delays that may have occurred.
1613  */
1614 static void blkcg_scale_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now)
1615 {
1616         u64 old = atomic64_read(&blkg->delay_start);
1617
1618         /*
1619          * We only want to scale down every second.  The idea here is that we
1620          * want to delay people for min(delay_nsec, NSEC_PER_SEC) in a certain
1621          * time window.  We only want to throttle tasks for recent delay that
1622          * has occurred, in 1 second time windows since that's the maximum
1623          * things can be throttled.  We save the current delay window in
1624          * blkg->last_delay so we know what amount is still left to be charged
1625          * to the blkg from this point onward.  blkg->last_use keeps track of
1626          * the use_delay counter.  The idea is if we're unthrottling the blkg we
1627          * are ok with whatever is happening now, and we can take away more of
1628          * the accumulated delay as we've already throttled enough that
1629          * everybody is happy with their IO latencies.
1630          */
1631         if (time_before64(old + NSEC_PER_SEC, now) &&
1632             atomic64_cmpxchg(&blkg->delay_start, old, now) == old) {
1633                 u64 cur = atomic64_read(&blkg->delay_nsec);
1634                 u64 sub = min_t(u64, blkg->last_delay, now - old);
1635                 int cur_use = atomic_read(&blkg->use_delay);
1636
1637                 /*
1638                  * We've been unthrottled, subtract a larger chunk of our
1639                  * accumulated delay.
1640                  */
1641                 if (cur_use < blkg->last_use)
1642                         sub = max_t(u64, sub, blkg->last_delay >> 1);
1643
1644                 /*
1645                  * This shouldn't happen, but handle it anyway.  Our delay_nsec
1646                  * should only ever be growing except here where we subtract out
1647                  * min(last_delay, 1 second), but lord knows bugs happen and I'd
1648                  * rather not end up with negative numbers.
1649                  */
1650                 if (unlikely(cur < sub)) {
1651                         atomic64_set(&blkg->delay_nsec, 0);
1652                         blkg->last_delay = 0;
1653                 } else {
1654                         atomic64_sub(sub, &blkg->delay_nsec);
1655                         blkg->last_delay = cur - sub;
1656                 }
1657                 blkg->last_use = cur_use;
1658         }
1659 }
1660
1661 /*
1662  * This is called when we want to actually walk up the hierarchy and check to
1663  * see if we need to throttle, and then actually throttle if there is some
1664  * accumulated delay.  This should only be called upon return to user space so
1665  * we're not holding some lock that would induce a priority inversion.
1666  */
1667 static void blkcg_maybe_throttle_blkg(struct blkcg_gq *blkg, bool use_memdelay)
1668 {
1669         u64 now = ktime_to_ns(ktime_get());
1670         u64 exp;
1671         u64 delay_nsec = 0;
1672         int tok;
1673
1674         while (blkg->parent) {
1675                 if (atomic_read(&blkg->use_delay)) {
1676                         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1677                         delay_nsec = max_t(u64, delay_nsec,
1678                                            atomic64_read(&blkg->delay_nsec));
1679                 }
1680                 blkg = blkg->parent;
1681         }
1682
1683         if (!delay_nsec)
1684                 return;
1685
1686         /*
1687          * Let's not sleep for all eternity if we've amassed a huge delay.
1688          * Swapping or metadata IO can accumulate 10's of seconds worth of
1689          * delay, and we want userspace to be able to do _something_ so cap the
1690          * delays at 1 second.  If there's 10's of seconds worth of delay then
1691          * the tasks will be delayed for 1 second for every syscall.
1692          */
1693         delay_nsec = min_t(u64, delay_nsec, 250 * NSEC_PER_MSEC);
1694
1695         /*
1696          * TODO: the use_memdelay flag is going to be for the upcoming psi stuff
1697          * that hasn't landed upstream yet.  Once that stuff is in place we need
1698          * to do a psi_memstall_enter/leave if memdelay is set.
1699          */
1700
1701         exp = ktime_add_ns(now, delay_nsec);
1702         tok = io_schedule_prepare();
1703         do {
1704                 __set_current_state(TASK_KILLABLE);
1705                 if (!schedule_hrtimeout(&exp, HRTIMER_MODE_ABS))
1706                         break;
1707         } while (!fatal_signal_pending(current));
1708         io_schedule_finish(tok);
1709 }
1710
1711 /**
1712  * blkcg_maybe_throttle_current - throttle the current task if it has been marked
1713  *
1714  * This is only called if we've been marked with set_notify_resume().  Obviously
1715  * we can be set_notify_resume() for reasons other than blkcg throttling, so we
1716  * check to see if current->throttle_queue is set and if not this doesn't do
1717  * anything.  This should only ever be called by the resume code, it's not meant
1718  * to be called by people willy-nilly as it will actually do the work to
1719  * throttle the task if it is setup for throttling.
1720  */
1721 void blkcg_maybe_throttle_current(void)
1722 {
1723         struct request_queue *q = current->throttle_queue;
1724         struct cgroup_subsys_state *css;
1725         struct blkcg *blkcg;
1726         struct blkcg_gq *blkg;
1727         bool use_memdelay = current->use_memdelay;
1728
1729         if (!q)
1730                 return;
1731
1732         current->throttle_queue = NULL;
1733         current->use_memdelay = false;
1734
1735         rcu_read_lock();
1736         css = kthread_blkcg();
1737         if (css)
1738                 blkcg = css_to_blkcg(css);
1739         else
1740                 blkcg = css_to_blkcg(task_css(current, io_cgrp_id));
1741
1742         if (!blkcg)
1743                 goto out;
1744         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
1745         if (!blkg)
1746                 goto out;
1747         if (!blkg_tryget(blkg))
1748                 goto out;
1749         rcu_read_unlock();
1750
1751         blkcg_maybe_throttle_blkg(blkg, use_memdelay);
1752         blkg_put(blkg);
1753         blk_put_queue(q);
1754         return;
1755 out:
1756         rcu_read_unlock();
1757         blk_put_queue(q);
1758 }
1759
1760 /**
1761  * blkcg_schedule_throttle - this task needs to check for throttling
1762  * @q - the request queue IO was submitted on
1763  * @use_memdelay - do we charge this to memory delay for PSI
1764  *
1765  * This is called by the IO controller when we know there's delay accumulated
1766  * for the blkg for this task.  We do not pass the blkg because there are places
1767  * we call this that may not have that information, the swapping code for
1768  * instance will only have a request_queue at that point.  This set's the
1769  * notify_resume for the task to check and see if it requires throttling before
1770  * returning to user space.
1771  *
1772  * We will only schedule once per syscall.  You can call this over and over
1773  * again and it will only do the check once upon return to user space, and only
1774  * throttle once.  If the task needs to be throttled again it'll need to be
1775  * re-set at the next time we see the task.
1776  */
1777 void blkcg_schedule_throttle(struct request_queue *q, bool use_memdelay)
1778 {
1779         if (unlikely(current->flags & PF_KTHREAD))
1780                 return;
1781
1782         if (!blk_get_queue(q))
1783                 return;
1784
1785         if (current->throttle_queue)
1786                 blk_put_queue(current->throttle_queue);
1787         current->throttle_queue = q;
1788         if (use_memdelay)
1789                 current->use_memdelay = use_memdelay;
1790         set_notify_resume(current);
1791 }
1792
1793 /**
1794  * blkcg_add_delay - add delay to this blkg
1795  * @now - the current time in nanoseconds
1796  * @delta - how many nanoseconds of delay to add
1797  *
1798  * Charge @delta to the blkg's current delay accumulation.  This is used to
1799  * throttle tasks if an IO controller thinks we need more throttling.
1800  */
1801 void blkcg_add_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now, u64 delta)
1802 {
1803         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1804         atomic64_add(delta, &blkg->delay_nsec);
1805 }
1806
1807 module_param(blkcg_debug_stats, bool, 0644);
1808 MODULE_PARM_DESC(blkcg_debug_stats, "True if you want debug stats, false if not");