Merge tag 'cxl-fixes-6.10-rc3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/cxl/cxl
[linux-2.6-block.git] / block / blk-cgroup.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Common Block IO controller cgroup interface
4  *
5  * Based on ideas and code from CFQ, CFS and BFQ:
6  * Copyright (C) 2003 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
7  *
8  * Copyright (C) 2008 Fabio Checconi <fabio@gandalf.sssup.it>
9  *                    Paolo Valente <paolo.valente@unimore.it>
10  *
11  * Copyright (C) 2009 Vivek Goyal <vgoyal@redhat.com>
12  *                    Nauman Rafique <nauman@google.com>
13  *
14  * For policy-specific per-blkcg data:
15  * Copyright (C) 2015 Paolo Valente <paolo.valente@unimore.it>
16  *                    Arianna Avanzini <avanzini.arianna@gmail.com>
17  */
18 #include <linux/ioprio.h>
19 #include <linux/kdev_t.h>
20 #include <linux/module.h>
21 #include <linux/sched/signal.h>
22 #include <linux/err.h>
23 #include <linux/blkdev.h>
24 #include <linux/backing-dev.h>
25 #include <linux/slab.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/atomic.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/resume_user_mode.h>
30 #include <linux/psi.h>
31 #include <linux/part_stat.h>
32 #include "blk.h"
33 #include "blk-cgroup.h"
34 #include "blk-ioprio.h"
35 #include "blk-throttle.h"
36
37 static void __blkcg_rstat_flush(struct blkcg *blkcg, int cpu);
38
39 /*
40  * blkcg_pol_mutex protects blkcg_policy[] and policy [de]activation.
41  * blkcg_pol_register_mutex nests outside of it and synchronizes entire
42  * policy [un]register operations including cgroup file additions /
43  * removals.  Putting cgroup file registration outside blkcg_pol_mutex
44  * allows grabbing it from cgroup callbacks.
45  */
46 static DEFINE_MUTEX(blkcg_pol_register_mutex);
47 static DEFINE_MUTEX(blkcg_pol_mutex);
48
49 struct blkcg blkcg_root;
50 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_root);
51
52 struct cgroup_subsys_state * const blkcg_root_css = &blkcg_root.css;
53 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_root_css);
54
55 static struct blkcg_policy *blkcg_policy[BLKCG_MAX_POLS];
56
57 static LIST_HEAD(all_blkcgs);           /* protected by blkcg_pol_mutex */
58
59 bool blkcg_debug_stats = false;
60
61 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(blkg_stat_lock);
62
63 #define BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE  64
64
65 /*
66  * Lockless lists for tracking IO stats update
67  *
68  * New IO stats are stored in the percpu iostat_cpu within blkcg_gq (blkg).
69  * There are multiple blkg's (one for each block device) attached to each
70  * blkcg. The rstat code keeps track of which cpu has IO stats updated,
71  * but it doesn't know which blkg has the updated stats. If there are many
72  * block devices in a system, the cost of iterating all the blkg's to flush
73  * out the IO stats can be high. To reduce such overhead, a set of percpu
74  * lockless lists (lhead) per blkcg are used to track the set of recently
75  * updated iostat_cpu's since the last flush. An iostat_cpu will be put
76  * onto the lockless list on the update side [blk_cgroup_bio_start()] if
77  * not there yet and then removed when being flushed [blkcg_rstat_flush()].
78  * References to blkg are gotten and then put back in the process to
79  * protect against blkg removal.
80  *
81  * Return: 0 if successful or -ENOMEM if allocation fails.
82  */
83 static int init_blkcg_llists(struct blkcg *blkcg)
84 {
85         int cpu;
86
87         blkcg->lhead = alloc_percpu_gfp(struct llist_head, GFP_KERNEL);
88         if (!blkcg->lhead)
89                 return -ENOMEM;
90
91         for_each_possible_cpu(cpu)
92                 init_llist_head(per_cpu_ptr(blkcg->lhead, cpu));
93         return 0;
94 }
95
96 /**
97  * blkcg_css - find the current css
98  *
99  * Find the css associated with either the kthread or the current task.
100  * This may return a dying css, so it is up to the caller to use tryget logic
101  * to confirm it is alive and well.
102  */
103 static struct cgroup_subsys_state *blkcg_css(void)
104 {
105         struct cgroup_subsys_state *css;
106
107         css = kthread_blkcg();
108         if (css)
109                 return css;
110         return task_css(current, io_cgrp_id);
111 }
112
113 static bool blkcg_policy_enabled(struct request_queue *q,
114                                  const struct blkcg_policy *pol)
115 {
116         return pol && test_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
117 }
118
119 static void blkg_free_workfn(struct work_struct *work)
120 {
121         struct blkcg_gq *blkg = container_of(work, struct blkcg_gq,
122                                              free_work);
123         struct request_queue *q = blkg->q;
124         int i;
125
126         /*
127          * pd_free_fn() can also be called from blkcg_deactivate_policy(),
128          * in order to make sure pd_free_fn() is called in order, the deletion
129          * of the list blkg->q_node is delayed to here from blkg_destroy(), and
130          * blkcg_mutex is used to synchronize blkg_free_workfn() and
131          * blkcg_deactivate_policy().
132          */
133         mutex_lock(&q->blkcg_mutex);
134         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
135                 if (blkg->pd[i])
136                         blkcg_policy[i]->pd_free_fn(blkg->pd[i]);
137         if (blkg->parent)
138                 blkg_put(blkg->parent);
139         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
140         list_del_init(&blkg->q_node);
141         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
142         mutex_unlock(&q->blkcg_mutex);
143
144         blk_put_queue(q);
145         free_percpu(blkg->iostat_cpu);
146         percpu_ref_exit(&blkg->refcnt);
147         kfree(blkg);
148 }
149
150 /**
151  * blkg_free - free a blkg
152  * @blkg: blkg to free
153  *
154  * Free @blkg which may be partially allocated.
155  */
156 static void blkg_free(struct blkcg_gq *blkg)
157 {
158         if (!blkg)
159                 return;
160
161         /*
162          * Both ->pd_free_fn() and request queue's release handler may
163          * sleep, so free us by scheduling one work func
164          */
165         INIT_WORK(&blkg->free_work, blkg_free_workfn);
166         schedule_work(&blkg->free_work);
167 }
168
169 static void __blkg_release(struct rcu_head *rcu)
170 {
171         struct blkcg_gq *blkg = container_of(rcu, struct blkcg_gq, rcu_head);
172         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
173         int cpu;
174
175 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO
176         WARN_ON(!bio_list_empty(&blkg->async_bios));
177 #endif
178         /*
179          * Flush all the non-empty percpu lockless lists before releasing
180          * us, given these stat belongs to us.
181          *
182          * blkg_stat_lock is for serializing blkg stat update
183          */
184         for_each_possible_cpu(cpu)
185                 __blkcg_rstat_flush(blkcg, cpu);
186
187         /* release the blkcg and parent blkg refs this blkg has been holding */
188         css_put(&blkg->blkcg->css);
189         blkg_free(blkg);
190 }
191
192 /*
193  * A group is RCU protected, but having an rcu lock does not mean that one
194  * can access all the fields of blkg and assume these are valid.  For
195  * example, don't try to follow throtl_data and request queue links.
196  *
197  * Having a reference to blkg under an rcu allows accesses to only values
198  * local to groups like group stats and group rate limits.
199  */
200 static void blkg_release(struct percpu_ref *ref)
201 {
202         struct blkcg_gq *blkg = container_of(ref, struct blkcg_gq, refcnt);
203
204         call_rcu(&blkg->rcu_head, __blkg_release);
205 }
206
207 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO
208 static struct workqueue_struct *blkcg_punt_bio_wq;
209
210 static void blkg_async_bio_workfn(struct work_struct *work)
211 {
212         struct blkcg_gq *blkg = container_of(work, struct blkcg_gq,
213                                              async_bio_work);
214         struct bio_list bios = BIO_EMPTY_LIST;
215         struct bio *bio;
216         struct blk_plug plug;
217         bool need_plug = false;
218
219         /* as long as there are pending bios, @blkg can't go away */
220         spin_lock(&blkg->async_bio_lock);
221         bio_list_merge_init(&bios, &blkg->async_bios);
222         spin_unlock(&blkg->async_bio_lock);
223
224         /* start plug only when bio_list contains at least 2 bios */
225         if (bios.head && bios.head->bi_next) {
226                 need_plug = true;
227                 blk_start_plug(&plug);
228         }
229         while ((bio = bio_list_pop(&bios)))
230                 submit_bio(bio);
231         if (need_plug)
232                 blk_finish_plug(&plug);
233 }
234
235 /*
236  * When a shared kthread issues a bio for a cgroup, doing so synchronously can
237  * lead to priority inversions as the kthread can be trapped waiting for that
238  * cgroup.  Use this helper instead of submit_bio to punt the actual issuing to
239  * a dedicated per-blkcg work item to avoid such priority inversions.
240  */
241 void blkcg_punt_bio_submit(struct bio *bio)
242 {
243         struct blkcg_gq *blkg = bio->bi_blkg;
244
245         if (blkg->parent) {
246                 spin_lock(&blkg->async_bio_lock);
247                 bio_list_add(&blkg->async_bios, bio);
248                 spin_unlock(&blkg->async_bio_lock);
249                 queue_work(blkcg_punt_bio_wq, &blkg->async_bio_work);
250         } else {
251                 /* never bounce for the root cgroup */
252                 submit_bio(bio);
253         }
254 }
255 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_punt_bio_submit);
256
257 static int __init blkcg_punt_bio_init(void)
258 {
259         blkcg_punt_bio_wq = alloc_workqueue("blkcg_punt_bio",
260                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_FREEZABLE |
261                                             WQ_UNBOUND | WQ_SYSFS, 0);
262         if (!blkcg_punt_bio_wq)
263                 return -ENOMEM;
264         return 0;
265 }
266 subsys_initcall(blkcg_punt_bio_init);
267 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO */
268
269 /**
270  * bio_blkcg_css - return the blkcg CSS associated with a bio
271  * @bio: target bio
272  *
273  * This returns the CSS for the blkcg associated with a bio, or %NULL if not
274  * associated. Callers are expected to either handle %NULL or know association
275  * has been done prior to calling this.
276  */
277 struct cgroup_subsys_state *bio_blkcg_css(struct bio *bio)
278 {
279         if (!bio || !bio->bi_blkg)
280                 return NULL;
281         return &bio->bi_blkg->blkcg->css;
282 }
283 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_blkcg_css);
284
285 /**
286  * blkcg_parent - get the parent of a blkcg
287  * @blkcg: blkcg of interest
288  *
289  * Return the parent blkcg of @blkcg.  Can be called anytime.
290  */
291 static inline struct blkcg *blkcg_parent(struct blkcg *blkcg)
292 {
293         return css_to_blkcg(blkcg->css.parent);
294 }
295
296 /**
297  * blkg_alloc - allocate a blkg
298  * @blkcg: block cgroup the new blkg is associated with
299  * @disk: gendisk the new blkg is associated with
300  * @gfp_mask: allocation mask to use
301  *
302  * Allocate a new blkg associating @blkcg and @disk.
303  */
304 static struct blkcg_gq *blkg_alloc(struct blkcg *blkcg, struct gendisk *disk,
305                                    gfp_t gfp_mask)
306 {
307         struct blkcg_gq *blkg;
308         int i, cpu;
309
310         /* alloc and init base part */
311         blkg = kzalloc_node(sizeof(*blkg), gfp_mask, disk->queue->node);
312         if (!blkg)
313                 return NULL;
314         if (percpu_ref_init(&blkg->refcnt, blkg_release, 0, gfp_mask))
315                 goto out_free_blkg;
316         blkg->iostat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct blkg_iostat_set, gfp_mask);
317         if (!blkg->iostat_cpu)
318                 goto out_exit_refcnt;
319         if (!blk_get_queue(disk->queue))
320                 goto out_free_iostat;
321
322         blkg->q = disk->queue;
323         INIT_LIST_HEAD(&blkg->q_node);
324         blkg->blkcg = blkcg;
325         blkg->iostat.blkg = blkg;
326 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO
327         spin_lock_init(&blkg->async_bio_lock);
328         bio_list_init(&blkg->async_bios);
329         INIT_WORK(&blkg->async_bio_work, blkg_async_bio_workfn);
330 #endif
331
332         u64_stats_init(&blkg->iostat.sync);
333         for_each_possible_cpu(cpu) {
334                 u64_stats_init(&per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu)->sync);
335                 per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu)->blkg = blkg;
336         }
337
338         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
339                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
340                 struct blkg_policy_data *pd;
341
342                 if (!blkcg_policy_enabled(disk->queue, pol))
343                         continue;
344
345                 /* alloc per-policy data and attach it to blkg */
346                 pd = pol->pd_alloc_fn(disk, blkcg, gfp_mask);
347                 if (!pd)
348                         goto out_free_pds;
349                 blkg->pd[i] = pd;
350                 pd->blkg = blkg;
351                 pd->plid = i;
352                 pd->online = false;
353         }
354
355         return blkg;
356
357 out_free_pds:
358         while (--i >= 0)
359                 if (blkg->pd[i])
360                         blkcg_policy[i]->pd_free_fn(blkg->pd[i]);
361         blk_put_queue(disk->queue);
362 out_free_iostat:
363         free_percpu(blkg->iostat_cpu);
364 out_exit_refcnt:
365         percpu_ref_exit(&blkg->refcnt);
366 out_free_blkg:
367         kfree(blkg);
368         return NULL;
369 }
370
371 /*
372  * If @new_blkg is %NULL, this function tries to allocate a new one as
373  * necessary using %GFP_NOWAIT.  @new_blkg is always consumed on return.
374  */
375 static struct blkcg_gq *blkg_create(struct blkcg *blkcg, struct gendisk *disk,
376                                     struct blkcg_gq *new_blkg)
377 {
378         struct blkcg_gq *blkg;
379         int i, ret;
380
381         lockdep_assert_held(&disk->queue->queue_lock);
382
383         /* request_queue is dying, do not create/recreate a blkg */
384         if (blk_queue_dying(disk->queue)) {
385                 ret = -ENODEV;
386                 goto err_free_blkg;
387         }
388
389         /* blkg holds a reference to blkcg */
390         if (!css_tryget_online(&blkcg->css)) {
391                 ret = -ENODEV;
392                 goto err_free_blkg;
393         }
394
395         /* allocate */
396         if (!new_blkg) {
397                 new_blkg = blkg_alloc(blkcg, disk, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
398                 if (unlikely(!new_blkg)) {
399                         ret = -ENOMEM;
400                         goto err_put_css;
401                 }
402         }
403         blkg = new_blkg;
404
405         /* link parent */
406         if (blkcg_parent(blkcg)) {
407                 blkg->parent = blkg_lookup(blkcg_parent(blkcg), disk->queue);
408                 if (WARN_ON_ONCE(!blkg->parent)) {
409                         ret = -ENODEV;
410                         goto err_put_css;
411                 }
412                 blkg_get(blkg->parent);
413         }
414
415         /* invoke per-policy init */
416         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
417                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
418
419                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_init_fn)
420                         pol->pd_init_fn(blkg->pd[i]);
421         }
422
423         /* insert */
424         spin_lock(&blkcg->lock);
425         ret = radix_tree_insert(&blkcg->blkg_tree, disk->queue->id, blkg);
426         if (likely(!ret)) {
427                 hlist_add_head_rcu(&blkg->blkcg_node, &blkcg->blkg_list);
428                 list_add(&blkg->q_node, &disk->queue->blkg_list);
429
430                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
431                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
432
433                         if (blkg->pd[i]) {
434                                 if (pol->pd_online_fn)
435                                         pol->pd_online_fn(blkg->pd[i]);
436                                 blkg->pd[i]->online = true;
437                         }
438                 }
439         }
440         blkg->online = true;
441         spin_unlock(&blkcg->lock);
442
443         if (!ret)
444                 return blkg;
445
446         /* @blkg failed fully initialized, use the usual release path */
447         blkg_put(blkg);
448         return ERR_PTR(ret);
449
450 err_put_css:
451         css_put(&blkcg->css);
452 err_free_blkg:
453         if (new_blkg)
454                 blkg_free(new_blkg);
455         return ERR_PTR(ret);
456 }
457
458 /**
459  * blkg_lookup_create - lookup blkg, try to create one if not there
460  * @blkcg: blkcg of interest
461  * @disk: gendisk of interest
462  *
463  * Lookup blkg for the @blkcg - @disk pair.  If it doesn't exist, try to
464  * create one.  blkg creation is performed recursively from blkcg_root such
465  * that all non-root blkg's have access to the parent blkg.  This function
466  * should be called under RCU read lock and takes @disk->queue->queue_lock.
467  *
468  * Returns the blkg or the closest blkg if blkg_create() fails as it walks
469  * down from root.
470  */
471 static struct blkcg_gq *blkg_lookup_create(struct blkcg *blkcg,
472                 struct gendisk *disk)
473 {
474         struct request_queue *q = disk->queue;
475         struct blkcg_gq *blkg;
476         unsigned long flags;
477
478         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
479
480         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
481         if (blkg)
482                 return blkg;
483
484         spin_lock_irqsave(&q->queue_lock, flags);
485         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
486         if (blkg) {
487                 if (blkcg != &blkcg_root &&
488                     blkg != rcu_dereference(blkcg->blkg_hint))
489                         rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, blkg);
490                 goto found;
491         }
492
493         /*
494          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
495          * non-root blkgs have access to their parents.  Returns the closest
496          * blkg to the intended blkg should blkg_create() fail.
497          */
498         while (true) {
499                 struct blkcg *pos = blkcg;
500                 struct blkcg *parent = blkcg_parent(blkcg);
501                 struct blkcg_gq *ret_blkg = q->root_blkg;
502
503                 while (parent) {
504                         blkg = blkg_lookup(parent, q);
505                         if (blkg) {
506                                 /* remember closest blkg */
507                                 ret_blkg = blkg;
508                                 break;
509                         }
510                         pos = parent;
511                         parent = blkcg_parent(parent);
512                 }
513
514                 blkg = blkg_create(pos, disk, NULL);
515                 if (IS_ERR(blkg)) {
516                         blkg = ret_blkg;
517                         break;
518                 }
519                 if (pos == blkcg)
520                         break;
521         }
522
523 found:
524         spin_unlock_irqrestore(&q->queue_lock, flags);
525         return blkg;
526 }
527
528 static void blkg_destroy(struct blkcg_gq *blkg)
529 {
530         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
531         int i;
532
533         lockdep_assert_held(&blkg->q->queue_lock);
534         lockdep_assert_held(&blkcg->lock);
535
536         /*
537          * blkg stays on the queue list until blkg_free_workfn(), see details in
538          * blkg_free_workfn(), hence this function can be called from
539          * blkcg_destroy_blkgs() first and again from blkg_destroy_all() before
540          * blkg_free_workfn().
541          */
542         if (hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node))
543                 return;
544
545         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
546                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
547
548                 if (blkg->pd[i] && blkg->pd[i]->online) {
549                         blkg->pd[i]->online = false;
550                         if (pol->pd_offline_fn)
551                                 pol->pd_offline_fn(blkg->pd[i]);
552                 }
553         }
554
555         blkg->online = false;
556
557         radix_tree_delete(&blkcg->blkg_tree, blkg->q->id);
558         hlist_del_init_rcu(&blkg->blkcg_node);
559
560         /*
561          * Both setting lookup hint to and clearing it from @blkg are done
562          * under queue_lock.  If it's not pointing to @blkg now, it never
563          * will.  Hint assignment itself can race safely.
564          */
565         if (rcu_access_pointer(blkcg->blkg_hint) == blkg)
566                 rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, NULL);
567
568         /*
569          * Put the reference taken at the time of creation so that when all
570          * queues are gone, group can be destroyed.
571          */
572         percpu_ref_kill(&blkg->refcnt);
573 }
574
575 static void blkg_destroy_all(struct gendisk *disk)
576 {
577         struct request_queue *q = disk->queue;
578         struct blkcg_gq *blkg;
579         int count = BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE;
580         int i;
581
582 restart:
583         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
584         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
585                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
586
587                 if (hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node))
588                         continue;
589
590                 spin_lock(&blkcg->lock);
591                 blkg_destroy(blkg);
592                 spin_unlock(&blkcg->lock);
593
594                 /*
595                  * in order to avoid holding the spin lock for too long, release
596                  * it when a batch of blkgs are destroyed.
597                  */
598                 if (!(--count)) {
599                         count = BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE;
600                         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
601                         cond_resched();
602                         goto restart;
603                 }
604         }
605
606         /*
607          * Mark policy deactivated since policy offline has been done, and
608          * the free is scheduled, so future blkcg_deactivate_policy() can
609          * be bypassed
610          */
611         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
612                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
613
614                 if (pol)
615                         __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
616         }
617
618         q->root_blkg = NULL;
619         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
620 }
621
622 static void blkg_iostat_set(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
623 {
624         int i;
625
626         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
627                 dst->bytes[i] = src->bytes[i];
628                 dst->ios[i] = src->ios[i];
629         }
630 }
631
632 static void __blkg_clear_stat(struct blkg_iostat_set *bis)
633 {
634         struct blkg_iostat cur = {0};
635         unsigned long flags;
636
637         flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&bis->sync);
638         blkg_iostat_set(&bis->cur, &cur);
639         blkg_iostat_set(&bis->last, &cur);
640         u64_stats_update_end_irqrestore(&bis->sync, flags);
641 }
642
643 static void blkg_clear_stat(struct blkcg_gq *blkg)
644 {
645         int cpu;
646
647         for_each_possible_cpu(cpu) {
648                 struct blkg_iostat_set *s = per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu);
649
650                 __blkg_clear_stat(s);
651         }
652         __blkg_clear_stat(&blkg->iostat);
653 }
654
655 static int blkcg_reset_stats(struct cgroup_subsys_state *css,
656                              struct cftype *cftype, u64 val)
657 {
658         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
659         struct blkcg_gq *blkg;
660         int i;
661
662         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
663         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
664
665         /*
666          * Note that stat reset is racy - it doesn't synchronize against
667          * stat updates.  This is a debug feature which shouldn't exist
668          * anyway.  If you get hit by a race, retry.
669          */
670         hlist_for_each_entry(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
671                 blkg_clear_stat(blkg);
672                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
673                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
674
675                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_reset_stats_fn)
676                                 pol->pd_reset_stats_fn(blkg->pd[i]);
677                 }
678         }
679
680         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
681         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
682         return 0;
683 }
684
685 const char *blkg_dev_name(struct blkcg_gq *blkg)
686 {
687         if (!blkg->q->disk)
688                 return NULL;
689         return bdi_dev_name(blkg->q->disk->bdi);
690 }
691
692 /**
693  * blkcg_print_blkgs - helper for printing per-blkg data
694  * @sf: seq_file to print to
695  * @blkcg: blkcg of interest
696  * @prfill: fill function to print out a blkg
697  * @pol: policy in question
698  * @data: data to be passed to @prfill
699  * @show_total: to print out sum of prfill return values or not
700  *
701  * This function invokes @prfill on each blkg of @blkcg if pd for the
702  * policy specified by @pol exists.  @prfill is invoked with @sf, the
703  * policy data and @data and the matching queue lock held.  If @show_total
704  * is %true, the sum of the return values from @prfill is printed with
705  * "Total" label at the end.
706  *
707  * This is to be used to construct print functions for
708  * cftype->read_seq_string method.
709  */
710 void blkcg_print_blkgs(struct seq_file *sf, struct blkcg *blkcg,
711                        u64 (*prfill)(struct seq_file *,
712                                      struct blkg_policy_data *, int),
713                        const struct blkcg_policy *pol, int data,
714                        bool show_total)
715 {
716         struct blkcg_gq *blkg;
717         u64 total = 0;
718
719         rcu_read_lock();
720         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
721                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
722                 if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol))
723                         total += prfill(sf, blkg->pd[pol->plid], data);
724                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
725         }
726         rcu_read_unlock();
727
728         if (show_total)
729                 seq_printf(sf, "Total %llu\n", (unsigned long long)total);
730 }
731 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_print_blkgs);
732
733 /**
734  * __blkg_prfill_u64 - prfill helper for a single u64 value
735  * @sf: seq_file to print to
736  * @pd: policy private data of interest
737  * @v: value to print
738  *
739  * Print @v to @sf for the device associated with @pd.
740  */
741 u64 __blkg_prfill_u64(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, u64 v)
742 {
743         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
744
745         if (!dname)
746                 return 0;
747
748         seq_printf(sf, "%s %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
749         return v;
750 }
751 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_u64);
752
753 /**
754  * blkg_conf_init - initialize a blkg_conf_ctx
755  * @ctx: blkg_conf_ctx to initialize
756  * @input: input string
757  *
758  * Initialize @ctx which can be used to parse blkg config input string @input.
759  * Once initialized, @ctx can be used with blkg_conf_open_bdev() and
760  * blkg_conf_prep(), and must be cleaned up with blkg_conf_exit().
761  */
762 void blkg_conf_init(struct blkg_conf_ctx *ctx, char *input)
763 {
764         *ctx = (struct blkg_conf_ctx){ .input = input };
765 }
766 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_init);
767
768 /**
769  * blkg_conf_open_bdev - parse and open bdev for per-blkg config update
770  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
771  *
772  * Parse the device node prefix part, MAJ:MIN, of per-blkg config update from
773  * @ctx->input and get and store the matching bdev in @ctx->bdev. @ctx->body is
774  * set to point past the device node prefix.
775  *
776  * This function may be called multiple times on @ctx and the extra calls become
777  * NOOPs. blkg_conf_prep() implicitly calls this function. Use this function
778  * explicitly if bdev access is needed without resolving the blkcg / policy part
779  * of @ctx->input. Returns -errno on error.
780  */
781 int blkg_conf_open_bdev(struct blkg_conf_ctx *ctx)
782 {
783         char *input = ctx->input;
784         unsigned int major, minor;
785         struct block_device *bdev;
786         int key_len;
787
788         if (ctx->bdev)
789                 return 0;
790
791         if (sscanf(input, "%u:%u%n", &major, &minor, &key_len) != 2)
792                 return -EINVAL;
793
794         input += key_len;
795         if (!isspace(*input))
796                 return -EINVAL;
797         input = skip_spaces(input);
798
799         bdev = blkdev_get_no_open(MKDEV(major, minor));
800         if (!bdev)
801                 return -ENODEV;
802         if (bdev_is_partition(bdev)) {
803                 blkdev_put_no_open(bdev);
804                 return -ENODEV;
805         }
806
807         mutex_lock(&bdev->bd_queue->rq_qos_mutex);
808         if (!disk_live(bdev->bd_disk)) {
809                 blkdev_put_no_open(bdev);
810                 mutex_unlock(&bdev->bd_queue->rq_qos_mutex);
811                 return -ENODEV;
812         }
813
814         ctx->body = input;
815         ctx->bdev = bdev;
816         return 0;
817 }
818
819 /**
820  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
821  * @blkcg: target block cgroup
822  * @pol: target policy
823  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
824  *
825  * Parse per-blkg config update from @ctx->input and initialize @ctx
826  * accordingly. On success, @ctx->body points to the part of @ctx->input
827  * following MAJ:MIN, @ctx->bdev points to the target block device and
828  * @ctx->blkg to the blkg being configured.
829  *
830  * blkg_conf_open_bdev() may be called on @ctx beforehand. On success, this
831  * function returns with queue lock held and must be followed by
832  * blkg_conf_exit().
833  */
834 int blkg_conf_prep(struct blkcg *blkcg, const struct blkcg_policy *pol,
835                    struct blkg_conf_ctx *ctx)
836         __acquires(&bdev->bd_queue->queue_lock)
837 {
838         struct gendisk *disk;
839         struct request_queue *q;
840         struct blkcg_gq *blkg;
841         int ret;
842
843         ret = blkg_conf_open_bdev(ctx);
844         if (ret)
845                 return ret;
846
847         disk = ctx->bdev->bd_disk;
848         q = disk->queue;
849
850         /*
851          * blkcg_deactivate_policy() requires queue to be frozen, we can grab
852          * q_usage_counter to prevent concurrent with blkcg_deactivate_policy().
853          */
854         ret = blk_queue_enter(q, 0);
855         if (ret)
856                 goto fail;
857
858         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
859
860         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol)) {
861                 ret = -EOPNOTSUPP;
862                 goto fail_unlock;
863         }
864
865         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
866         if (blkg)
867                 goto success;
868
869         /*
870          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
871          * non-root blkgs have access to their parents.
872          */
873         while (true) {
874                 struct blkcg *pos = blkcg;
875                 struct blkcg *parent;
876                 struct blkcg_gq *new_blkg;
877
878                 parent = blkcg_parent(blkcg);
879                 while (parent && !blkg_lookup(parent, q)) {
880                         pos = parent;
881                         parent = blkcg_parent(parent);
882                 }
883
884                 /* Drop locks to do new blkg allocation with GFP_KERNEL. */
885                 spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
886
887                 new_blkg = blkg_alloc(pos, disk, GFP_KERNEL);
888                 if (unlikely(!new_blkg)) {
889                         ret = -ENOMEM;
890                         goto fail_exit_queue;
891                 }
892
893                 if (radix_tree_preload(GFP_KERNEL)) {
894                         blkg_free(new_blkg);
895                         ret = -ENOMEM;
896                         goto fail_exit_queue;
897                 }
898
899                 spin_lock_irq(&q->queue_lock);
900
901                 if (!blkcg_policy_enabled(q, pol)) {
902                         blkg_free(new_blkg);
903                         ret = -EOPNOTSUPP;
904                         goto fail_preloaded;
905                 }
906
907                 blkg = blkg_lookup(pos, q);
908                 if (blkg) {
909                         blkg_free(new_blkg);
910                 } else {
911                         blkg = blkg_create(pos, disk, new_blkg);
912                         if (IS_ERR(blkg)) {
913                                 ret = PTR_ERR(blkg);
914                                 goto fail_preloaded;
915                         }
916                 }
917
918                 radix_tree_preload_end();
919
920                 if (pos == blkcg)
921                         goto success;
922         }
923 success:
924         blk_queue_exit(q);
925         ctx->blkg = blkg;
926         return 0;
927
928 fail_preloaded:
929         radix_tree_preload_end();
930 fail_unlock:
931         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
932 fail_exit_queue:
933         blk_queue_exit(q);
934 fail:
935         /*
936          * If queue was bypassing, we should retry.  Do so after a
937          * short msleep().  It isn't strictly necessary but queue
938          * can be bypassing for some time and it's always nice to
939          * avoid busy looping.
940          */
941         if (ret == -EBUSY) {
942                 msleep(10);
943                 ret = restart_syscall();
944         }
945         return ret;
946 }
947 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_prep);
948
949 /**
950  * blkg_conf_exit - clean up per-blkg config update
951  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
952  *
953  * Clean up after per-blkg config update. This function must be called on all
954  * blkg_conf_ctx's initialized with blkg_conf_init().
955  */
956 void blkg_conf_exit(struct blkg_conf_ctx *ctx)
957         __releases(&ctx->bdev->bd_queue->queue_lock)
958         __releases(&ctx->bdev->bd_queue->rq_qos_mutex)
959 {
960         if (ctx->blkg) {
961                 spin_unlock_irq(&bdev_get_queue(ctx->bdev)->queue_lock);
962                 ctx->blkg = NULL;
963         }
964
965         if (ctx->bdev) {
966                 mutex_unlock(&ctx->bdev->bd_queue->rq_qos_mutex);
967                 blkdev_put_no_open(ctx->bdev);
968                 ctx->body = NULL;
969                 ctx->bdev = NULL;
970         }
971 }
972 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_exit);
973
974 static void blkg_iostat_add(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
975 {
976         int i;
977
978         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
979                 dst->bytes[i] += src->bytes[i];
980                 dst->ios[i] += src->ios[i];
981         }
982 }
983
984 static void blkg_iostat_sub(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
985 {
986         int i;
987
988         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
989                 dst->bytes[i] -= src->bytes[i];
990                 dst->ios[i] -= src->ios[i];
991         }
992 }
993
994 static void blkcg_iostat_update(struct blkcg_gq *blkg, struct blkg_iostat *cur,
995                                 struct blkg_iostat *last)
996 {
997         struct blkg_iostat delta;
998         unsigned long flags;
999
1000         /* propagate percpu delta to global */
1001         flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&blkg->iostat.sync);
1002         blkg_iostat_set(&delta, cur);
1003         blkg_iostat_sub(&delta, last);
1004         blkg_iostat_add(&blkg->iostat.cur, &delta);
1005         blkg_iostat_add(last, &delta);
1006         u64_stats_update_end_irqrestore(&blkg->iostat.sync, flags);
1007 }
1008
1009 static void __blkcg_rstat_flush(struct blkcg *blkcg, int cpu)
1010 {
1011         struct llist_head *lhead = per_cpu_ptr(blkcg->lhead, cpu);
1012         struct llist_node *lnode;
1013         struct blkg_iostat_set *bisc, *next_bisc;
1014         unsigned long flags;
1015
1016         rcu_read_lock();
1017
1018         lnode = llist_del_all(lhead);
1019         if (!lnode)
1020                 goto out;
1021
1022         /*
1023          * For covering concurrent parent blkg update from blkg_release().
1024          *
1025          * When flushing from cgroup, cgroup_rstat_lock is always held, so
1026          * this lock won't cause contention most of time.
1027          */
1028         raw_spin_lock_irqsave(&blkg_stat_lock, flags);
1029
1030         /*
1031          * Iterate only the iostat_cpu's queued in the lockless list.
1032          */
1033         llist_for_each_entry_safe(bisc, next_bisc, lnode, lnode) {
1034                 struct blkcg_gq *blkg = bisc->blkg;
1035                 struct blkcg_gq *parent = blkg->parent;
1036                 struct blkg_iostat cur;
1037                 unsigned int seq;
1038
1039                 /*
1040                  * Order assignment of `next_bisc` from `bisc->lnode.next` in
1041                  * llist_for_each_entry_safe and clearing `bisc->lqueued` for
1042                  * avoiding to assign `next_bisc` with new next pointer added
1043                  * in blk_cgroup_bio_start() in case of re-ordering.
1044                  *
1045                  * The pair barrier is implied in llist_add() in blk_cgroup_bio_start().
1046                  */
1047                 smp_mb();
1048
1049                 WRITE_ONCE(bisc->lqueued, false);
1050                 if (bisc == &blkg->iostat)
1051                         goto propagate_up; /* propagate up to parent only */
1052
1053                 /* fetch the current per-cpu values */
1054                 do {
1055                         seq = u64_stats_fetch_begin(&bisc->sync);
1056                         blkg_iostat_set(&cur, &bisc->cur);
1057                 } while (u64_stats_fetch_retry(&bisc->sync, seq));
1058
1059                 blkcg_iostat_update(blkg, &cur, &bisc->last);
1060
1061 propagate_up:
1062                 /* propagate global delta to parent (unless that's root) */
1063                 if (parent && parent->parent) {
1064                         blkcg_iostat_update(parent, &blkg->iostat.cur,
1065                                             &blkg->iostat.last);
1066                         /*
1067                          * Queue parent->iostat to its blkcg's lockless
1068                          * list to propagate up to the grandparent if the
1069                          * iostat hasn't been queued yet.
1070                          */
1071                         if (!parent->iostat.lqueued) {
1072                                 struct llist_head *plhead;
1073
1074                                 plhead = per_cpu_ptr(parent->blkcg->lhead, cpu);
1075                                 llist_add(&parent->iostat.lnode, plhead);
1076                                 parent->iostat.lqueued = true;
1077                         }
1078                 }
1079         }
1080         raw_spin_unlock_irqrestore(&blkg_stat_lock, flags);
1081 out:
1082         rcu_read_unlock();
1083 }
1084
1085 static void blkcg_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
1086 {
1087         /* Root-level stats are sourced from system-wide IO stats */
1088         if (cgroup_parent(css->cgroup))
1089                 __blkcg_rstat_flush(css_to_blkcg(css), cpu);
1090 }
1091
1092 /*
1093  * We source root cgroup stats from the system-wide stats to avoid
1094  * tracking the same information twice and incurring overhead when no
1095  * cgroups are defined. For that reason, cgroup_rstat_flush in
1096  * blkcg_print_stat does not actually fill out the iostat in the root
1097  * cgroup's blkcg_gq.
1098  *
1099  * However, we would like to re-use the printing code between the root and
1100  * non-root cgroups to the extent possible. For that reason, we simulate
1101  * flushing the root cgroup's stats by explicitly filling in the iostat
1102  * with disk level statistics.
1103  */
1104 static void blkcg_fill_root_iostats(void)
1105 {
1106         struct class_dev_iter iter;
1107         struct device *dev;
1108
1109         class_dev_iter_init(&iter, &block_class, NULL, &disk_type);
1110         while ((dev = class_dev_iter_next(&iter))) {
1111                 struct block_device *bdev = dev_to_bdev(dev);
1112                 struct blkcg_gq *blkg = bdev->bd_disk->queue->root_blkg;
1113                 struct blkg_iostat tmp;
1114                 int cpu;
1115                 unsigned long flags;
1116
1117                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1118                 for_each_possible_cpu(cpu) {
1119                         struct disk_stats *cpu_dkstats;
1120
1121                         cpu_dkstats = per_cpu_ptr(bdev->bd_stats, cpu);
1122                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_READ] +=
1123                                 cpu_dkstats->ios[STAT_READ];
1124                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_WRITE] +=
1125                                 cpu_dkstats->ios[STAT_WRITE];
1126                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_DISCARD] +=
1127                                 cpu_dkstats->ios[STAT_DISCARD];
1128                         // convert sectors to bytes
1129                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_READ] +=
1130                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_READ] << 9;
1131                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_WRITE] +=
1132                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_WRITE] << 9;
1133                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_DISCARD] +=
1134                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_DISCARD] << 9;
1135                 }
1136
1137                 flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&blkg->iostat.sync);
1138                 blkg_iostat_set(&blkg->iostat.cur, &tmp);
1139                 u64_stats_update_end_irqrestore(&blkg->iostat.sync, flags);
1140         }
1141 }
1142
1143 static void blkcg_print_one_stat(struct blkcg_gq *blkg, struct seq_file *s)
1144 {
1145         struct blkg_iostat_set *bis = &blkg->iostat;
1146         u64 rbytes, wbytes, rios, wios, dbytes, dios;
1147         const char *dname;
1148         unsigned seq;
1149         int i;
1150
1151         if (!blkg->online)
1152                 return;
1153
1154         dname = blkg_dev_name(blkg);
1155         if (!dname)
1156                 return;
1157
1158         seq_printf(s, "%s ", dname);
1159
1160         do {
1161                 seq = u64_stats_fetch_begin(&bis->sync);
1162
1163                 rbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_READ];
1164                 wbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_WRITE];
1165                 dbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
1166                 rios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_READ];
1167                 wios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_WRITE];
1168                 dios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
1169         } while (u64_stats_fetch_retry(&bis->sync, seq));
1170
1171         if (rbytes || wbytes || rios || wios) {
1172                 seq_printf(s, "rbytes=%llu wbytes=%llu rios=%llu wios=%llu dbytes=%llu dios=%llu",
1173                         rbytes, wbytes, rios, wios,
1174                         dbytes, dios);
1175         }
1176
1177         if (blkcg_debug_stats && atomic_read(&blkg->use_delay)) {
1178                 seq_printf(s, " use_delay=%d delay_nsec=%llu",
1179                         atomic_read(&blkg->use_delay),
1180                         atomic64_read(&blkg->delay_nsec));
1181         }
1182
1183         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
1184                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1185
1186                 if (!blkg->pd[i] || !pol->pd_stat_fn)
1187                         continue;
1188
1189                 pol->pd_stat_fn(blkg->pd[i], s);
1190         }
1191
1192         seq_puts(s, "\n");
1193 }
1194
1195 static int blkcg_print_stat(struct seq_file *sf, void *v)
1196 {
1197         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(seq_css(sf));
1198         struct blkcg_gq *blkg;
1199
1200         if (!seq_css(sf)->parent)
1201                 blkcg_fill_root_iostats();
1202         else
1203                 cgroup_rstat_flush(blkcg->css.cgroup);
1204
1205         rcu_read_lock();
1206         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
1207                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
1208                 blkcg_print_one_stat(blkg, sf);
1209                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
1210         }
1211         rcu_read_unlock();
1212         return 0;
1213 }
1214
1215 static struct cftype blkcg_files[] = {
1216         {
1217                 .name = "stat",
1218                 .seq_show = blkcg_print_stat,
1219         },
1220         { }     /* terminate */
1221 };
1222
1223 static struct cftype blkcg_legacy_files[] = {
1224         {
1225                 .name = "reset_stats",
1226                 .write_u64 = blkcg_reset_stats,
1227         },
1228         { }     /* terminate */
1229 };
1230
1231 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
1232 struct list_head *blkcg_get_cgwb_list(struct cgroup_subsys_state *css)
1233 {
1234         return &css_to_blkcg(css)->cgwb_list;
1235 }
1236 #endif
1237
1238 /*
1239  * blkcg destruction is a three-stage process.
1240  *
1241  * 1. Destruction starts.  The blkcg_css_offline() callback is invoked
1242  *    which offlines writeback.  Here we tie the next stage of blkg destruction
1243  *    to the completion of writeback associated with the blkcg.  This lets us
1244  *    avoid punting potentially large amounts of outstanding writeback to root
1245  *    while maintaining any ongoing policies.  The next stage is triggered when
1246  *    the nr_cgwbs count goes to zero.
1247  *
1248  * 2. When the nr_cgwbs count goes to zero, blkcg_destroy_blkgs() is called
1249  *    and handles the destruction of blkgs.  Here the css reference held by
1250  *    the blkg is put back eventually allowing blkcg_css_free() to be called.
1251  *    This work may occur in cgwb_release_workfn() on the cgwb_release
1252  *    workqueue.  Any submitted ios that fail to get the blkg ref will be
1253  *    punted to the root_blkg.
1254  *
1255  * 3. Once the blkcg ref count goes to zero, blkcg_css_free() is called.
1256  *    This finally frees the blkcg.
1257  */
1258
1259 /**
1260  * blkcg_destroy_blkgs - responsible for shooting down blkgs
1261  * @blkcg: blkcg of interest
1262  *
1263  * blkgs should be removed while holding both q and blkcg locks.  As blkcg lock
1264  * is nested inside q lock, this function performs reverse double lock dancing.
1265  * Destroying the blkgs releases the reference held on the blkcg's css allowing
1266  * blkcg_css_free to eventually be called.
1267  *
1268  * This is the blkcg counterpart of ioc_release_fn().
1269  */
1270 static void blkcg_destroy_blkgs(struct blkcg *blkcg)
1271 {
1272         might_sleep();
1273
1274         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1275
1276         while (!hlist_empty(&blkcg->blkg_list)) {
1277                 struct blkcg_gq *blkg = hlist_entry(blkcg->blkg_list.first,
1278                                                 struct blkcg_gq, blkcg_node);
1279                 struct request_queue *q = blkg->q;
1280
1281                 if (need_resched() || !spin_trylock(&q->queue_lock)) {
1282                         /*
1283                          * Given that the system can accumulate a huge number
1284                          * of blkgs in pathological cases, check to see if we
1285                          * need to rescheduling to avoid softlockup.
1286                          */
1287                         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1288                         cond_resched();
1289                         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1290                         continue;
1291                 }
1292
1293                 blkg_destroy(blkg);
1294                 spin_unlock(&q->queue_lock);
1295         }
1296
1297         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1298 }
1299
1300 /**
1301  * blkcg_pin_online - pin online state
1302  * @blkcg_css: blkcg of interest
1303  *
1304  * While pinned, a blkcg is kept online.  This is primarily used to
1305  * impedance-match blkg and cgwb lifetimes so that blkg doesn't go offline
1306  * while an associated cgwb is still active.
1307  */
1308 void blkcg_pin_online(struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1309 {
1310         refcount_inc(&css_to_blkcg(blkcg_css)->online_pin);
1311 }
1312
1313 /**
1314  * blkcg_unpin_online - unpin online state
1315  * @blkcg_css: blkcg of interest
1316  *
1317  * This is primarily used to impedance-match blkg and cgwb lifetimes so
1318  * that blkg doesn't go offline while an associated cgwb is still active.
1319  * When this count goes to zero, all active cgwbs have finished so the
1320  * blkcg can continue destruction by calling blkcg_destroy_blkgs().
1321  */
1322 void blkcg_unpin_online(struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1323 {
1324         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(blkcg_css);
1325
1326         do {
1327                 if (!refcount_dec_and_test(&blkcg->online_pin))
1328                         break;
1329                 blkcg_destroy_blkgs(blkcg);
1330                 blkcg = blkcg_parent(blkcg);
1331         } while (blkcg);
1332 }
1333
1334 /**
1335  * blkcg_css_offline - cgroup css_offline callback
1336  * @css: css of interest
1337  *
1338  * This function is called when @css is about to go away.  Here the cgwbs are
1339  * offlined first and only once writeback associated with the blkcg has
1340  * finished do we start step 2 (see above).
1341  */
1342 static void blkcg_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
1343 {
1344         /* this prevents anyone from attaching or migrating to this blkcg */
1345         wb_blkcg_offline(css);
1346
1347         /* put the base online pin allowing step 2 to be triggered */
1348         blkcg_unpin_online(css);
1349 }
1350
1351 static void blkcg_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
1352 {
1353         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
1354         int i;
1355
1356         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1357
1358         list_del(&blkcg->all_blkcgs_node);
1359
1360         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1361                 if (blkcg->cpd[i])
1362                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1363
1364         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1365
1366         free_percpu(blkcg->lhead);
1367         kfree(blkcg);
1368 }
1369
1370 static struct cgroup_subsys_state *
1371 blkcg_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
1372 {
1373         struct blkcg *blkcg;
1374         int i;
1375
1376         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1377
1378         if (!parent_css) {
1379                 blkcg = &blkcg_root;
1380         } else {
1381                 blkcg = kzalloc(sizeof(*blkcg), GFP_KERNEL);
1382                 if (!blkcg)
1383                         goto unlock;
1384         }
1385
1386         if (init_blkcg_llists(blkcg))
1387                 goto free_blkcg;
1388
1389         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS ; i++) {
1390                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1391                 struct blkcg_policy_data *cpd;
1392
1393                 /*
1394                  * If the policy hasn't been attached yet, wait for it
1395                  * to be attached before doing anything else. Otherwise,
1396                  * check if the policy requires any specific per-cgroup
1397                  * data: if it does, allocate and initialize it.
1398                  */
1399                 if (!pol || !pol->cpd_alloc_fn)
1400                         continue;
1401
1402                 cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1403                 if (!cpd)
1404                         goto free_pd_blkcg;
1405
1406                 blkcg->cpd[i] = cpd;
1407                 cpd->blkcg = blkcg;
1408                 cpd->plid = i;
1409         }
1410
1411         spin_lock_init(&blkcg->lock);
1412         refcount_set(&blkcg->online_pin, 1);
1413         INIT_RADIX_TREE(&blkcg->blkg_tree, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1414         INIT_HLIST_HEAD(&blkcg->blkg_list);
1415 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
1416         INIT_LIST_HEAD(&blkcg->cgwb_list);
1417 #endif
1418         list_add_tail(&blkcg->all_blkcgs_node, &all_blkcgs);
1419
1420         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1421         return &blkcg->css;
1422
1423 free_pd_blkcg:
1424         for (i--; i >= 0; i--)
1425                 if (blkcg->cpd[i])
1426                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1427         free_percpu(blkcg->lhead);
1428 free_blkcg:
1429         if (blkcg != &blkcg_root)
1430                 kfree(blkcg);
1431 unlock:
1432         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1433         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1434 }
1435
1436 static int blkcg_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
1437 {
1438         struct blkcg *parent = blkcg_parent(css_to_blkcg(css));
1439
1440         /*
1441          * blkcg_pin_online() is used to delay blkcg offline so that blkgs
1442          * don't go offline while cgwbs are still active on them.  Pin the
1443          * parent so that offline always happens towards the root.
1444          */
1445         if (parent)
1446                 blkcg_pin_online(&parent->css);
1447         return 0;
1448 }
1449
1450 void blkg_init_queue(struct request_queue *q)
1451 {
1452         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
1453         mutex_init(&q->blkcg_mutex);
1454 }
1455
1456 int blkcg_init_disk(struct gendisk *disk)
1457 {
1458         struct request_queue *q = disk->queue;
1459         struct blkcg_gq *new_blkg, *blkg;
1460         bool preloaded;
1461         int ret;
1462
1463         new_blkg = blkg_alloc(&blkcg_root, disk, GFP_KERNEL);
1464         if (!new_blkg)
1465                 return -ENOMEM;
1466
1467         preloaded = !radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
1468
1469         /* Make sure the root blkg exists. */
1470         /* spin_lock_irq can serve as RCU read-side critical section. */
1471         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1472         blkg = blkg_create(&blkcg_root, disk, new_blkg);
1473         if (IS_ERR(blkg))
1474                 goto err_unlock;
1475         q->root_blkg = blkg;
1476         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1477
1478         if (preloaded)
1479                 radix_tree_preload_end();
1480
1481         ret = blk_ioprio_init(disk);
1482         if (ret)
1483                 goto err_destroy_all;
1484
1485         return 0;
1486
1487 err_destroy_all:
1488         blkg_destroy_all(disk);
1489         return ret;
1490 err_unlock:
1491         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1492         if (preloaded)
1493                 radix_tree_preload_end();
1494         return PTR_ERR(blkg);
1495 }
1496
1497 void blkcg_exit_disk(struct gendisk *disk)
1498 {
1499         blkg_destroy_all(disk);
1500         blk_throtl_exit(disk);
1501 }
1502
1503 static void blkcg_exit(struct task_struct *tsk)
1504 {
1505         if (tsk->throttle_disk)
1506                 put_disk(tsk->throttle_disk);
1507         tsk->throttle_disk = NULL;
1508 }
1509
1510 struct cgroup_subsys io_cgrp_subsys = {
1511         .css_alloc = blkcg_css_alloc,
1512         .css_online = blkcg_css_online,
1513         .css_offline = blkcg_css_offline,
1514         .css_free = blkcg_css_free,
1515         .css_rstat_flush = blkcg_rstat_flush,
1516         .dfl_cftypes = blkcg_files,
1517         .legacy_cftypes = blkcg_legacy_files,
1518         .legacy_name = "blkio",
1519         .exit = blkcg_exit,
1520 #ifdef CONFIG_MEMCG
1521         /*
1522          * This ensures that, if available, memcg is automatically enabled
1523          * together on the default hierarchy so that the owner cgroup can
1524          * be retrieved from writeback pages.
1525          */
1526         .depends_on = 1 << memory_cgrp_id,
1527 #endif
1528 };
1529 EXPORT_SYMBOL_GPL(io_cgrp_subsys);
1530
1531 /**
1532  * blkcg_activate_policy - activate a blkcg policy on a gendisk
1533  * @disk: gendisk of interest
1534  * @pol: blkcg policy to activate
1535  *
1536  * Activate @pol on @disk.  Requires %GFP_KERNEL context.  @disk goes through
1537  * bypass mode to populate its blkgs with policy_data for @pol.
1538  *
1539  * Activation happens with @disk bypassed, so nobody would be accessing blkgs
1540  * from IO path.  Update of each blkg is protected by both queue and blkcg
1541  * locks so that holding either lock and testing blkcg_policy_enabled() is
1542  * always enough for dereferencing policy data.
1543  *
1544  * The caller is responsible for synchronizing [de]activations and policy
1545  * [un]registerations.  Returns 0 on success, -errno on failure.
1546  */
1547 int blkcg_activate_policy(struct gendisk *disk, const struct blkcg_policy *pol)
1548 {
1549         struct request_queue *q = disk->queue;
1550         struct blkg_policy_data *pd_prealloc = NULL;
1551         struct blkcg_gq *blkg, *pinned_blkg = NULL;
1552         int ret;
1553
1554         if (blkcg_policy_enabled(q, pol))
1555                 return 0;
1556
1557         if (queue_is_mq(q))
1558                 blk_mq_freeze_queue(q);
1559 retry:
1560         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1561
1562         /* blkg_list is pushed at the head, reverse walk to initialize parents first */
1563         list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1564                 struct blkg_policy_data *pd;
1565
1566                 if (blkg->pd[pol->plid])
1567                         continue;
1568
1569                 /* If prealloc matches, use it; otherwise try GFP_NOWAIT */
1570                 if (blkg == pinned_blkg) {
1571                         pd = pd_prealloc;
1572                         pd_prealloc = NULL;
1573                 } else {
1574                         pd = pol->pd_alloc_fn(disk, blkg->blkcg,
1575                                               GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1576                 }
1577
1578                 if (!pd) {
1579                         /*
1580                          * GFP_NOWAIT failed.  Free the existing one and
1581                          * prealloc for @blkg w/ GFP_KERNEL.
1582                          */
1583                         if (pinned_blkg)
1584                                 blkg_put(pinned_blkg);
1585                         blkg_get(blkg);
1586                         pinned_blkg = blkg;
1587
1588                         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1589
1590                         if (pd_prealloc)
1591                                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1592                         pd_prealloc = pol->pd_alloc_fn(disk, blkg->blkcg,
1593                                                        GFP_KERNEL);
1594                         if (pd_prealloc)
1595                                 goto retry;
1596                         else
1597                                 goto enomem;
1598                 }
1599
1600                 spin_lock(&blkg->blkcg->lock);
1601
1602                 pd->blkg = blkg;
1603                 pd->plid = pol->plid;
1604                 blkg->pd[pol->plid] = pd;
1605
1606                 if (pol->pd_init_fn)
1607                         pol->pd_init_fn(pd);
1608
1609                 if (pol->pd_online_fn)
1610                         pol->pd_online_fn(pd);
1611                 pd->online = true;
1612
1613                 spin_unlock(&blkg->blkcg->lock);
1614         }
1615
1616         __set_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1617         ret = 0;
1618
1619         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1620 out:
1621         if (queue_is_mq(q))
1622                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1623         if (pinned_blkg)
1624                 blkg_put(pinned_blkg);
1625         if (pd_prealloc)
1626                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1627         return ret;
1628
1629 enomem:
1630         /* alloc failed, take down everything */
1631         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1632         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1633                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
1634                 struct blkg_policy_data *pd;
1635
1636                 spin_lock(&blkcg->lock);
1637                 pd = blkg->pd[pol->plid];
1638                 if (pd) {
1639                         if (pd->online && pol->pd_offline_fn)
1640                                 pol->pd_offline_fn(pd);
1641                         pd->online = false;
1642                         pol->pd_free_fn(pd);
1643                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1644                 }
1645                 spin_unlock(&blkcg->lock);
1646         }
1647         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1648         ret = -ENOMEM;
1649         goto out;
1650 }
1651 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_activate_policy);
1652
1653 /**
1654  * blkcg_deactivate_policy - deactivate a blkcg policy on a gendisk
1655  * @disk: gendisk of interest
1656  * @pol: blkcg policy to deactivate
1657  *
1658  * Deactivate @pol on @disk.  Follows the same synchronization rules as
1659  * blkcg_activate_policy().
1660  */
1661 void blkcg_deactivate_policy(struct gendisk *disk,
1662                              const struct blkcg_policy *pol)
1663 {
1664         struct request_queue *q = disk->queue;
1665         struct blkcg_gq *blkg;
1666
1667         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
1668                 return;
1669
1670         if (queue_is_mq(q))
1671                 blk_mq_freeze_queue(q);
1672
1673         mutex_lock(&q->blkcg_mutex);
1674         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1675
1676         __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1677
1678         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1679                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
1680
1681                 spin_lock(&blkcg->lock);
1682                 if (blkg->pd[pol->plid]) {
1683                         if (blkg->pd[pol->plid]->online && pol->pd_offline_fn)
1684                                 pol->pd_offline_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1685                         pol->pd_free_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1686                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1687                 }
1688                 spin_unlock(&blkcg->lock);
1689         }
1690
1691         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1692         mutex_unlock(&q->blkcg_mutex);
1693
1694         if (queue_is_mq(q))
1695                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1696 }
1697 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_deactivate_policy);
1698
1699 static void blkcg_free_all_cpd(struct blkcg_policy *pol)
1700 {
1701         struct blkcg *blkcg;
1702
1703         list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1704                 if (blkcg->cpd[pol->plid]) {
1705                         pol->cpd_free_fn(blkcg->cpd[pol->plid]);
1706                         blkcg->cpd[pol->plid] = NULL;
1707                 }
1708         }
1709 }
1710
1711 /**
1712  * blkcg_policy_register - register a blkcg policy
1713  * @pol: blkcg policy to register
1714  *
1715  * Register @pol with blkcg core.  Might sleep and @pol may be modified on
1716  * successful registration.  Returns 0 on success and -errno on failure.
1717  */
1718 int blkcg_policy_register(struct blkcg_policy *pol)
1719 {
1720         struct blkcg *blkcg;
1721         int i, ret;
1722
1723         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1724         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1725
1726         /* find an empty slot */
1727         ret = -ENOSPC;
1728         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1729                 if (!blkcg_policy[i])
1730                         break;
1731         if (i >= BLKCG_MAX_POLS) {
1732                 pr_warn("blkcg_policy_register: BLKCG_MAX_POLS too small\n");
1733                 goto err_unlock;
1734         }
1735
1736         /* Make sure cpd/pd_alloc_fn and cpd/pd_free_fn in pairs */
1737         if ((!pol->cpd_alloc_fn ^ !pol->cpd_free_fn) ||
1738                 (!pol->pd_alloc_fn ^ !pol->pd_free_fn))
1739                 goto err_unlock;
1740
1741         /* register @pol */
1742         pol->plid = i;
1743         blkcg_policy[pol->plid] = pol;
1744
1745         /* allocate and install cpd's */
1746         if (pol->cpd_alloc_fn) {
1747                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1748                         struct blkcg_policy_data *cpd;
1749
1750                         cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1751                         if (!cpd)
1752                                 goto err_free_cpds;
1753
1754                         blkcg->cpd[pol->plid] = cpd;
1755                         cpd->blkcg = blkcg;
1756                         cpd->plid = pol->plid;
1757                 }
1758         }
1759
1760         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1761
1762         /* everything is in place, add intf files for the new policy */
1763         if (pol->dfl_cftypes)
1764                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1765                                                pol->dfl_cftypes));
1766         if (pol->legacy_cftypes)
1767                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1768                                                   pol->legacy_cftypes));
1769         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1770         return 0;
1771
1772 err_free_cpds:
1773         if (pol->cpd_free_fn)
1774                 blkcg_free_all_cpd(pol);
1775
1776         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1777 err_unlock:
1778         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1779         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1780         return ret;
1781 }
1782 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_register);
1783
1784 /**
1785  * blkcg_policy_unregister - unregister a blkcg policy
1786  * @pol: blkcg policy to unregister
1787  *
1788  * Undo blkcg_policy_register(@pol).  Might sleep.
1789  */
1790 void blkcg_policy_unregister(struct blkcg_policy *pol)
1791 {
1792         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1793
1794         if (WARN_ON(blkcg_policy[pol->plid] != pol))
1795                 goto out_unlock;
1796
1797         /* kill the intf files first */
1798         if (pol->dfl_cftypes)
1799                 cgroup_rm_cftypes(pol->dfl_cftypes);
1800         if (pol->legacy_cftypes)
1801                 cgroup_rm_cftypes(pol->legacy_cftypes);
1802
1803         /* remove cpds and unregister */
1804         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1805
1806         if (pol->cpd_free_fn)
1807                 blkcg_free_all_cpd(pol);
1808
1809         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1810
1811         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1812 out_unlock:
1813         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1814 }
1815 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_unregister);
1816
1817 /*
1818  * Scale the accumulated delay based on how long it has been since we updated
1819  * the delay.  We only call this when we are adding delay, in case it's been a
1820  * while since we added delay, and when we are checking to see if we need to
1821  * delay a task, to account for any delays that may have occurred.
1822  */
1823 static void blkcg_scale_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now)
1824 {
1825         u64 old = atomic64_read(&blkg->delay_start);
1826
1827         /* negative use_delay means no scaling, see blkcg_set_delay() */
1828         if (atomic_read(&blkg->use_delay) < 0)
1829                 return;
1830
1831         /*
1832          * We only want to scale down every second.  The idea here is that we
1833          * want to delay people for min(delay_nsec, NSEC_PER_SEC) in a certain
1834          * time window.  We only want to throttle tasks for recent delay that
1835          * has occurred, in 1 second time windows since that's the maximum
1836          * things can be throttled.  We save the current delay window in
1837          * blkg->last_delay so we know what amount is still left to be charged
1838          * to the blkg from this point onward.  blkg->last_use keeps track of
1839          * the use_delay counter.  The idea is if we're unthrottling the blkg we
1840          * are ok with whatever is happening now, and we can take away more of
1841          * the accumulated delay as we've already throttled enough that
1842          * everybody is happy with their IO latencies.
1843          */
1844         if (time_before64(old + NSEC_PER_SEC, now) &&
1845             atomic64_try_cmpxchg(&blkg->delay_start, &old, now)) {
1846                 u64 cur = atomic64_read(&blkg->delay_nsec);
1847                 u64 sub = min_t(u64, blkg->last_delay, now - old);
1848                 int cur_use = atomic_read(&blkg->use_delay);
1849
1850                 /*
1851                  * We've been unthrottled, subtract a larger chunk of our
1852                  * accumulated delay.
1853                  */
1854                 if (cur_use < blkg->last_use)
1855                         sub = max_t(u64, sub, blkg->last_delay >> 1);
1856
1857                 /*
1858                  * This shouldn't happen, but handle it anyway.  Our delay_nsec
1859                  * should only ever be growing except here where we subtract out
1860                  * min(last_delay, 1 second), but lord knows bugs happen and I'd
1861                  * rather not end up with negative numbers.
1862                  */
1863                 if (unlikely(cur < sub)) {
1864                         atomic64_set(&blkg->delay_nsec, 0);
1865                         blkg->last_delay = 0;
1866                 } else {
1867                         atomic64_sub(sub, &blkg->delay_nsec);
1868                         blkg->last_delay = cur - sub;
1869                 }
1870                 blkg->last_use = cur_use;
1871         }
1872 }
1873
1874 /*
1875  * This is called when we want to actually walk up the hierarchy and check to
1876  * see if we need to throttle, and then actually throttle if there is some
1877  * accumulated delay.  This should only be called upon return to user space so
1878  * we're not holding some lock that would induce a priority inversion.
1879  */
1880 static void blkcg_maybe_throttle_blkg(struct blkcg_gq *blkg, bool use_memdelay)
1881 {
1882         unsigned long pflags;
1883         bool clamp;
1884         u64 now = blk_time_get_ns();
1885         u64 exp;
1886         u64 delay_nsec = 0;
1887         int tok;
1888
1889         while (blkg->parent) {
1890                 int use_delay = atomic_read(&blkg->use_delay);
1891
1892                 if (use_delay) {
1893                         u64 this_delay;
1894
1895                         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1896                         this_delay = atomic64_read(&blkg->delay_nsec);
1897                         if (this_delay > delay_nsec) {
1898                                 delay_nsec = this_delay;
1899                                 clamp = use_delay > 0;
1900                         }
1901                 }
1902                 blkg = blkg->parent;
1903         }
1904
1905         if (!delay_nsec)
1906                 return;
1907
1908         /*
1909          * Let's not sleep for all eternity if we've amassed a huge delay.
1910          * Swapping or metadata IO can accumulate 10's of seconds worth of
1911          * delay, and we want userspace to be able to do _something_ so cap the
1912          * delays at 0.25s. If there's 10's of seconds worth of delay then the
1913          * tasks will be delayed for 0.25 second for every syscall. If
1914          * blkcg_set_delay() was used as indicated by negative use_delay, the
1915          * caller is responsible for regulating the range.
1916          */
1917         if (clamp)
1918                 delay_nsec = min_t(u64, delay_nsec, 250 * NSEC_PER_MSEC);
1919
1920         if (use_memdelay)
1921                 psi_memstall_enter(&pflags);
1922
1923         exp = ktime_add_ns(now, delay_nsec);
1924         tok = io_schedule_prepare();
1925         do {
1926                 __set_current_state(TASK_KILLABLE);
1927                 if (!schedule_hrtimeout(&exp, HRTIMER_MODE_ABS))
1928                         break;
1929         } while (!fatal_signal_pending(current));
1930         io_schedule_finish(tok);
1931
1932         if (use_memdelay)
1933                 psi_memstall_leave(&pflags);
1934 }
1935
1936 /**
1937  * blkcg_maybe_throttle_current - throttle the current task if it has been marked
1938  *
1939  * This is only called if we've been marked with set_notify_resume().  Obviously
1940  * we can be set_notify_resume() for reasons other than blkcg throttling, so we
1941  * check to see if current->throttle_disk is set and if not this doesn't do
1942  * anything.  This should only ever be called by the resume code, it's not meant
1943  * to be called by people willy-nilly as it will actually do the work to
1944  * throttle the task if it is setup for throttling.
1945  */
1946 void blkcg_maybe_throttle_current(void)
1947 {
1948         struct gendisk *disk = current->throttle_disk;
1949         struct blkcg *blkcg;
1950         struct blkcg_gq *blkg;
1951         bool use_memdelay = current->use_memdelay;
1952
1953         if (!disk)
1954                 return;
1955
1956         current->throttle_disk = NULL;
1957         current->use_memdelay = false;
1958
1959         rcu_read_lock();
1960         blkcg = css_to_blkcg(blkcg_css());
1961         if (!blkcg)
1962                 goto out;
1963         blkg = blkg_lookup(blkcg, disk->queue);
1964         if (!blkg)
1965                 goto out;
1966         if (!blkg_tryget(blkg))
1967                 goto out;
1968         rcu_read_unlock();
1969
1970         blkcg_maybe_throttle_blkg(blkg, use_memdelay);
1971         blkg_put(blkg);
1972         put_disk(disk);
1973         return;
1974 out:
1975         rcu_read_unlock();
1976 }
1977
1978 /**
1979  * blkcg_schedule_throttle - this task needs to check for throttling
1980  * @disk: disk to throttle
1981  * @use_memdelay: do we charge this to memory delay for PSI
1982  *
1983  * This is called by the IO controller when we know there's delay accumulated
1984  * for the blkg for this task.  We do not pass the blkg because there are places
1985  * we call this that may not have that information, the swapping code for
1986  * instance will only have a block_device at that point.  This set's the
1987  * notify_resume for the task to check and see if it requires throttling before
1988  * returning to user space.
1989  *
1990  * We will only schedule once per syscall.  You can call this over and over
1991  * again and it will only do the check once upon return to user space, and only
1992  * throttle once.  If the task needs to be throttled again it'll need to be
1993  * re-set at the next time we see the task.
1994  */
1995 void blkcg_schedule_throttle(struct gendisk *disk, bool use_memdelay)
1996 {
1997         if (unlikely(current->flags & PF_KTHREAD))
1998                 return;
1999
2000         if (current->throttle_disk != disk) {
2001                 if (test_bit(GD_DEAD, &disk->state))
2002                         return;
2003                 get_device(disk_to_dev(disk));
2004
2005                 if (current->throttle_disk)
2006                         put_disk(current->throttle_disk);
2007                 current->throttle_disk = disk;
2008         }
2009
2010         if (use_memdelay)
2011                 current->use_memdelay = use_memdelay;
2012         set_notify_resume(current);
2013 }
2014
2015 /**
2016  * blkcg_add_delay - add delay to this blkg
2017  * @blkg: blkg of interest
2018  * @now: the current time in nanoseconds
2019  * @delta: how many nanoseconds of delay to add
2020  *
2021  * Charge @delta to the blkg's current delay accumulation.  This is used to
2022  * throttle tasks if an IO controller thinks we need more throttling.
2023  */
2024 void blkcg_add_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now, u64 delta)
2025 {
2026         if (WARN_ON_ONCE(atomic_read(&blkg->use_delay) < 0))
2027                 return;
2028         blkcg_scale_delay(blkg, now);
2029         atomic64_add(delta, &blkg->delay_nsec);
2030 }
2031
2032 /**
2033  * blkg_tryget_closest - try and get a blkg ref on the closet blkg
2034  * @bio: target bio
2035  * @css: target css
2036  *
2037  * As the failure mode here is to walk up the blkg tree, this ensure that the
2038  * blkg->parent pointers are always valid.  This returns the blkg that it ended
2039  * up taking a reference on or %NULL if no reference was taken.
2040  */
2041 static inline struct blkcg_gq *blkg_tryget_closest(struct bio *bio,
2042                 struct cgroup_subsys_state *css)
2043 {
2044         struct blkcg_gq *blkg, *ret_blkg = NULL;
2045
2046         rcu_read_lock();
2047         blkg = blkg_lookup_create(css_to_blkcg(css), bio->bi_bdev->bd_disk);
2048         while (blkg) {
2049                 if (blkg_tryget(blkg)) {
2050                         ret_blkg = blkg;
2051                         break;
2052                 }
2053                 blkg = blkg->parent;
2054         }
2055         rcu_read_unlock();
2056
2057         return ret_blkg;
2058 }
2059
2060 /**
2061  * bio_associate_blkg_from_css - associate a bio with a specified css
2062  * @bio: target bio
2063  * @css: target css
2064  *
2065  * Associate @bio with the blkg found by combining the css's blkg and the
2066  * request_queue of the @bio.  An association failure is handled by walking up
2067  * the blkg tree.  Therefore, the blkg associated can be anything between @blkg
2068  * and q->root_blkg.  This situation only happens when a cgroup is dying and
2069  * then the remaining bios will spill to the closest alive blkg.
2070  *
2071  * A reference will be taken on the blkg and will be released when @bio is
2072  * freed.
2073  */
2074 void bio_associate_blkg_from_css(struct bio *bio,
2075                                  struct cgroup_subsys_state *css)
2076 {
2077         if (bio->bi_blkg)
2078                 blkg_put(bio->bi_blkg);
2079
2080         if (css && css->parent) {
2081                 bio->bi_blkg = blkg_tryget_closest(bio, css);
2082         } else {
2083                 blkg_get(bdev_get_queue(bio->bi_bdev)->root_blkg);
2084                 bio->bi_blkg = bdev_get_queue(bio->bi_bdev)->root_blkg;
2085         }
2086 }
2087 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg_from_css);
2088
2089 /**
2090  * bio_associate_blkg - associate a bio with a blkg
2091  * @bio: target bio
2092  *
2093  * Associate @bio with the blkg found from the bio's css and request_queue.
2094  * If one is not found, bio_lookup_blkg() creates the blkg.  If a blkg is
2095  * already associated, the css is reused and association redone as the
2096  * request_queue may have changed.
2097  */
2098 void bio_associate_blkg(struct bio *bio)
2099 {
2100         struct cgroup_subsys_state *css;
2101
2102         if (blk_op_is_passthrough(bio->bi_opf))
2103                 return;
2104
2105         rcu_read_lock();
2106
2107         if (bio->bi_blkg)
2108                 css = bio_blkcg_css(bio);
2109         else
2110                 css = blkcg_css();
2111
2112         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
2113
2114         rcu_read_unlock();
2115 }
2116 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg);
2117
2118 /**
2119  * bio_clone_blkg_association - clone blkg association from src to dst bio
2120  * @dst: destination bio
2121  * @src: source bio
2122  */
2123 void bio_clone_blkg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
2124 {
2125         if (src->bi_blkg)
2126                 bio_associate_blkg_from_css(dst, bio_blkcg_css(src));
2127 }
2128 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_clone_blkg_association);
2129
2130 static int blk_cgroup_io_type(struct bio *bio)
2131 {
2132         if (op_is_discard(bio->bi_opf))
2133                 return BLKG_IOSTAT_DISCARD;
2134         if (op_is_write(bio->bi_opf))
2135                 return BLKG_IOSTAT_WRITE;
2136         return BLKG_IOSTAT_READ;
2137 }
2138
2139 void blk_cgroup_bio_start(struct bio *bio)
2140 {
2141         struct blkcg *blkcg = bio->bi_blkg->blkcg;
2142         int rwd = blk_cgroup_io_type(bio), cpu;
2143         struct blkg_iostat_set *bis;
2144         unsigned long flags;
2145
2146         if (!cgroup_subsys_on_dfl(io_cgrp_subsys))
2147                 return;
2148
2149         /* Root-level stats are sourced from system-wide IO stats */
2150         if (!cgroup_parent(blkcg->css.cgroup))
2151                 return;
2152
2153         cpu = get_cpu();
2154         bis = per_cpu_ptr(bio->bi_blkg->iostat_cpu, cpu);
2155         flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&bis->sync);
2156
2157         /*
2158          * If the bio is flagged with BIO_CGROUP_ACCT it means this is a split
2159          * bio and we would have already accounted for the size of the bio.
2160          */
2161         if (!bio_flagged(bio, BIO_CGROUP_ACCT)) {
2162                 bio_set_flag(bio, BIO_CGROUP_ACCT);
2163                 bis->cur.bytes[rwd] += bio->bi_iter.bi_size;
2164         }
2165         bis->cur.ios[rwd]++;
2166
2167         /*
2168          * If the iostat_cpu isn't in a lockless list, put it into the
2169          * list to indicate that a stat update is pending.
2170          */
2171         if (!READ_ONCE(bis->lqueued)) {
2172                 struct llist_head *lhead = this_cpu_ptr(blkcg->lhead);
2173
2174                 llist_add(&bis->lnode, lhead);
2175                 WRITE_ONCE(bis->lqueued, true);
2176         }
2177
2178         u64_stats_update_end_irqrestore(&bis->sync, flags);
2179         cgroup_rstat_updated(blkcg->css.cgroup, cpu);
2180         put_cpu();
2181 }
2182
2183 bool blk_cgroup_congested(void)
2184 {
2185         struct cgroup_subsys_state *css;
2186         bool ret = false;
2187
2188         rcu_read_lock();
2189         for (css = blkcg_css(); css; css = css->parent) {
2190                 if (atomic_read(&css->cgroup->congestion_count)) {
2191                         ret = true;
2192                         break;
2193                 }
2194         }
2195         rcu_read_unlock();
2196         return ret;
2197 }
2198
2199 module_param(blkcg_debug_stats, bool, 0644);
2200 MODULE_PARM_DESC(blkcg_debug_stats, "True if you want debug stats, false if not");