f0b5c9c41cdee1c40cab795beca2e5e932ef0d00
[linux-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         list_del_init(&blkg->q_node);
140         mutex_unlock(&q->blkcg_mutex);
141
142         blk_put_queue(q);
143         free_percpu(blkg->iostat_cpu);
144         percpu_ref_exit(&blkg->refcnt);
145         kfree(blkg);
146 }
147
148 /**
149  * blkg_free - free a blkg
150  * @blkg: blkg to free
151  *
152  * Free @blkg which may be partially allocated.
153  */
154 static void blkg_free(struct blkcg_gq *blkg)
155 {
156         if (!blkg)
157                 return;
158
159         /*
160          * Both ->pd_free_fn() and request queue's release handler may
161          * sleep, so free us by scheduling one work func
162          */
163         INIT_WORK(&blkg->free_work, blkg_free_workfn);
164         schedule_work(&blkg->free_work);
165 }
166
167 static void __blkg_release(struct rcu_head *rcu)
168 {
169         struct blkcg_gq *blkg = container_of(rcu, struct blkcg_gq, rcu_head);
170         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
171         int cpu;
172
173 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO
174         WARN_ON(!bio_list_empty(&blkg->async_bios));
175 #endif
176         /*
177          * Flush all the non-empty percpu lockless lists before releasing
178          * us, given these stat belongs to us.
179          *
180          * blkg_stat_lock is for serializing blkg stat update
181          */
182         for_each_possible_cpu(cpu)
183                 __blkcg_rstat_flush(blkcg, cpu);
184
185         /* release the blkcg and parent blkg refs this blkg has been holding */
186         css_put(&blkg->blkcg->css);
187         blkg_free(blkg);
188 }
189
190 /*
191  * A group is RCU protected, but having an rcu lock does not mean that one
192  * can access all the fields of blkg and assume these are valid.  For
193  * example, don't try to follow throtl_data and request queue links.
194  *
195  * Having a reference to blkg under an rcu allows accesses to only values
196  * local to groups like group stats and group rate limits.
197  */
198 static void blkg_release(struct percpu_ref *ref)
199 {
200         struct blkcg_gq *blkg = container_of(ref, struct blkcg_gq, refcnt);
201
202         call_rcu(&blkg->rcu_head, __blkg_release);
203 }
204
205 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO
206 static struct workqueue_struct *blkcg_punt_bio_wq;
207
208 static void blkg_async_bio_workfn(struct work_struct *work)
209 {
210         struct blkcg_gq *blkg = container_of(work, struct blkcg_gq,
211                                              async_bio_work);
212         struct bio_list bios = BIO_EMPTY_LIST;
213         struct bio *bio;
214         struct blk_plug plug;
215         bool need_plug = false;
216
217         /* as long as there are pending bios, @blkg can't go away */
218         spin_lock(&blkg->async_bio_lock);
219         bio_list_merge(&bios, &blkg->async_bios);
220         bio_list_init(&blkg->async_bios);
221         spin_unlock(&blkg->async_bio_lock);
222
223         /* start plug only when bio_list contains at least 2 bios */
224         if (bios.head && bios.head->bi_next) {
225                 need_plug = true;
226                 blk_start_plug(&plug);
227         }
228         while ((bio = bio_list_pop(&bios)))
229                 submit_bio(bio);
230         if (need_plug)
231                 blk_finish_plug(&plug);
232 }
233
234 /*
235  * When a shared kthread issues a bio for a cgroup, doing so synchronously can
236  * lead to priority inversions as the kthread can be trapped waiting for that
237  * cgroup.  Use this helper instead of submit_bio to punt the actual issuing to
238  * a dedicated per-blkcg work item to avoid such priority inversions.
239  */
240 void blkcg_punt_bio_submit(struct bio *bio)
241 {
242         struct blkcg_gq *blkg = bio->bi_blkg;
243
244         if (blkg->parent) {
245                 spin_lock(&blkg->async_bio_lock);
246                 bio_list_add(&blkg->async_bios, bio);
247                 spin_unlock(&blkg->async_bio_lock);
248                 queue_work(blkcg_punt_bio_wq, &blkg->async_bio_work);
249         } else {
250                 /* never bounce for the root cgroup */
251                 submit_bio(bio);
252         }
253 }
254 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_punt_bio_submit);
255
256 static int __init blkcg_punt_bio_init(void)
257 {
258         blkcg_punt_bio_wq = alloc_workqueue("blkcg_punt_bio",
259                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_FREEZABLE |
260                                             WQ_UNBOUND | WQ_SYSFS, 0);
261         if (!blkcg_punt_bio_wq)
262                 return -ENOMEM;
263         return 0;
264 }
265 subsys_initcall(blkcg_punt_bio_init);
266 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO */
267
268 /**
269  * bio_blkcg_css - return the blkcg CSS associated with a bio
270  * @bio: target bio
271  *
272  * This returns the CSS for the blkcg associated with a bio, or %NULL if not
273  * associated. Callers are expected to either handle %NULL or know association
274  * has been done prior to calling this.
275  */
276 struct cgroup_subsys_state *bio_blkcg_css(struct bio *bio)
277 {
278         if (!bio || !bio->bi_blkg)
279                 return NULL;
280         return &bio->bi_blkg->blkcg->css;
281 }
282 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_blkcg_css);
283
284 /**
285  * blkcg_parent - get the parent of a blkcg
286  * @blkcg: blkcg of interest
287  *
288  * Return the parent blkcg of @blkcg.  Can be called anytime.
289  */
290 static inline struct blkcg *blkcg_parent(struct blkcg *blkcg)
291 {
292         return css_to_blkcg(blkcg->css.parent);
293 }
294
295 /**
296  * blkg_alloc - allocate a blkg
297  * @blkcg: block cgroup the new blkg is associated with
298  * @disk: gendisk the new blkg is associated with
299  * @gfp_mask: allocation mask to use
300  *
301  * Allocate a new blkg assocating @blkcg and @q.
302  */
303 static struct blkcg_gq *blkg_alloc(struct blkcg *blkcg, struct gendisk *disk,
304                                    gfp_t gfp_mask)
305 {
306         struct blkcg_gq *blkg;
307         int i, cpu;
308
309         /* alloc and init base part */
310         blkg = kzalloc_node(sizeof(*blkg), gfp_mask, disk->queue->node);
311         if (!blkg)
312                 return NULL;
313         if (percpu_ref_init(&blkg->refcnt, blkg_release, 0, gfp_mask))
314                 goto out_free_blkg;
315         blkg->iostat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct blkg_iostat_set, gfp_mask);
316         if (!blkg->iostat_cpu)
317                 goto out_exit_refcnt;
318         if (!blk_get_queue(disk->queue))
319                 goto out_free_iostat;
320
321         blkg->q = disk->queue;
322         INIT_LIST_HEAD(&blkg->q_node);
323         blkg->blkcg = blkcg;
324 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO
325         spin_lock_init(&blkg->async_bio_lock);
326         bio_list_init(&blkg->async_bios);
327         INIT_WORK(&blkg->async_bio_work, blkg_async_bio_workfn);
328 #endif
329
330         u64_stats_init(&blkg->iostat.sync);
331         for_each_possible_cpu(cpu) {
332                 u64_stats_init(&per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu)->sync);
333                 per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu)->blkg = blkg;
334         }
335
336         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
337                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
338                 struct blkg_policy_data *pd;
339
340                 if (!blkcg_policy_enabled(disk->queue, pol))
341                         continue;
342
343                 /* alloc per-policy data and attach it to blkg */
344                 pd = pol->pd_alloc_fn(disk, blkcg, gfp_mask);
345                 if (!pd)
346                         goto out_free_pds;
347                 blkg->pd[i] = pd;
348                 pd->blkg = blkg;
349                 pd->plid = i;
350                 pd->online = false;
351         }
352
353         return blkg;
354
355 out_free_pds:
356         while (--i >= 0)
357                 if (blkg->pd[i])
358                         blkcg_policy[i]->pd_free_fn(blkg->pd[i]);
359         blk_put_queue(disk->queue);
360 out_free_iostat:
361         free_percpu(blkg->iostat_cpu);
362 out_exit_refcnt:
363         percpu_ref_exit(&blkg->refcnt);
364 out_free_blkg:
365         kfree(blkg);
366         return NULL;
367 }
368
369 /*
370  * If @new_blkg is %NULL, this function tries to allocate a new one as
371  * necessary using %GFP_NOWAIT.  @new_blkg is always consumed on return.
372  */
373 static struct blkcg_gq *blkg_create(struct blkcg *blkcg, struct gendisk *disk,
374                                     struct blkcg_gq *new_blkg)
375 {
376         struct blkcg_gq *blkg;
377         int i, ret;
378
379         lockdep_assert_held(&disk->queue->queue_lock);
380
381         /* request_queue is dying, do not create/recreate a blkg */
382         if (blk_queue_dying(disk->queue)) {
383                 ret = -ENODEV;
384                 goto err_free_blkg;
385         }
386
387         /* blkg holds a reference to blkcg */
388         if (!css_tryget_online(&blkcg->css)) {
389                 ret = -ENODEV;
390                 goto err_free_blkg;
391         }
392
393         /* allocate */
394         if (!new_blkg) {
395                 new_blkg = blkg_alloc(blkcg, disk, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
396                 if (unlikely(!new_blkg)) {
397                         ret = -ENOMEM;
398                         goto err_put_css;
399                 }
400         }
401         blkg = new_blkg;
402
403         /* link parent */
404         if (blkcg_parent(blkcg)) {
405                 blkg->parent = blkg_lookup(blkcg_parent(blkcg), disk->queue);
406                 if (WARN_ON_ONCE(!blkg->parent)) {
407                         ret = -ENODEV;
408                         goto err_put_css;
409                 }
410                 blkg_get(blkg->parent);
411         }
412
413         /* invoke per-policy init */
414         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
415                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
416
417                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_init_fn)
418                         pol->pd_init_fn(blkg->pd[i]);
419         }
420
421         /* insert */
422         spin_lock(&blkcg->lock);
423         ret = radix_tree_insert(&blkcg->blkg_tree, disk->queue->id, blkg);
424         if (likely(!ret)) {
425                 hlist_add_head_rcu(&blkg->blkcg_node, &blkcg->blkg_list);
426                 list_add(&blkg->q_node, &disk->queue->blkg_list);
427
428                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
429                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
430
431                         if (blkg->pd[i]) {
432                                 if (pol->pd_online_fn)
433                                         pol->pd_online_fn(blkg->pd[i]);
434                                 blkg->pd[i]->online = true;
435                         }
436                 }
437         }
438         blkg->online = true;
439         spin_unlock(&blkcg->lock);
440
441         if (!ret)
442                 return blkg;
443
444         /* @blkg failed fully initialized, use the usual release path */
445         blkg_put(blkg);
446         return ERR_PTR(ret);
447
448 err_put_css:
449         css_put(&blkcg->css);
450 err_free_blkg:
451         if (new_blkg)
452                 blkg_free(new_blkg);
453         return ERR_PTR(ret);
454 }
455
456 /**
457  * blkg_lookup_create - lookup blkg, try to create one if not there
458  * @blkcg: blkcg of interest
459  * @disk: gendisk of interest
460  *
461  * Lookup blkg for the @blkcg - @disk pair.  If it doesn't exist, try to
462  * create one.  blkg creation is performed recursively from blkcg_root such
463  * that all non-root blkg's have access to the parent blkg.  This function
464  * should be called under RCU read lock and takes @disk->queue->queue_lock.
465  *
466  * Returns the blkg or the closest blkg if blkg_create() fails as it walks
467  * down from root.
468  */
469 static struct blkcg_gq *blkg_lookup_create(struct blkcg *blkcg,
470                 struct gendisk *disk)
471 {
472         struct request_queue *q = disk->queue;
473         struct blkcg_gq *blkg;
474         unsigned long flags;
475
476         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
477
478         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
479         if (blkg)
480                 return blkg;
481
482         spin_lock_irqsave(&q->queue_lock, flags);
483         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
484         if (blkg) {
485                 if (blkcg != &blkcg_root &&
486                     blkg != rcu_dereference(blkcg->blkg_hint))
487                         rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, blkg);
488                 goto found;
489         }
490
491         /*
492          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
493          * non-root blkgs have access to their parents.  Returns the closest
494          * blkg to the intended blkg should blkg_create() fail.
495          */
496         while (true) {
497                 struct blkcg *pos = blkcg;
498                 struct blkcg *parent = blkcg_parent(blkcg);
499                 struct blkcg_gq *ret_blkg = q->root_blkg;
500
501                 while (parent) {
502                         blkg = blkg_lookup(parent, q);
503                         if (blkg) {
504                                 /* remember closest blkg */
505                                 ret_blkg = blkg;
506                                 break;
507                         }
508                         pos = parent;
509                         parent = blkcg_parent(parent);
510                 }
511
512                 blkg = blkg_create(pos, disk, NULL);
513                 if (IS_ERR(blkg)) {
514                         blkg = ret_blkg;
515                         break;
516                 }
517                 if (pos == blkcg)
518                         break;
519         }
520
521 found:
522         spin_unlock_irqrestore(&q->queue_lock, flags);
523         return blkg;
524 }
525
526 static void blkg_destroy(struct blkcg_gq *blkg)
527 {
528         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
529         int i;
530
531         lockdep_assert_held(&blkg->q->queue_lock);
532         lockdep_assert_held(&blkcg->lock);
533
534         /*
535          * blkg stays on the queue list until blkg_free_workfn(), see details in
536          * blkg_free_workfn(), hence this function can be called from
537          * blkcg_destroy_blkgs() first and again from blkg_destroy_all() before
538          * blkg_free_workfn().
539          */
540         if (hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node))
541                 return;
542
543         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
544                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
545
546                 if (blkg->pd[i] && blkg->pd[i]->online) {
547                         blkg->pd[i]->online = false;
548                         if (pol->pd_offline_fn)
549                                 pol->pd_offline_fn(blkg->pd[i]);
550                 }
551         }
552
553         blkg->online = false;
554
555         radix_tree_delete(&blkcg->blkg_tree, blkg->q->id);
556         hlist_del_init_rcu(&blkg->blkcg_node);
557
558         /*
559          * Both setting lookup hint to and clearing it from @blkg are done
560          * under queue_lock.  If it's not pointing to @blkg now, it never
561          * will.  Hint assignment itself can race safely.
562          */
563         if (rcu_access_pointer(blkcg->blkg_hint) == blkg)
564                 rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, NULL);
565
566         /*
567          * Put the reference taken at the time of creation so that when all
568          * queues are gone, group can be destroyed.
569          */
570         percpu_ref_kill(&blkg->refcnt);
571 }
572
573 static void blkg_destroy_all(struct gendisk *disk)
574 {
575         struct request_queue *q = disk->queue;
576         struct blkcg_gq *blkg, *n;
577         int count = BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE;
578
579 restart:
580         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
581         list_for_each_entry_safe(blkg, n, &q->blkg_list, q_node) {
582                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
583
584                 if (hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node))
585                         continue;
586
587                 spin_lock(&blkcg->lock);
588                 blkg_destroy(blkg);
589                 spin_unlock(&blkcg->lock);
590
591                 /*
592                  * in order to avoid holding the spin lock for too long, release
593                  * it when a batch of blkgs are destroyed.
594                  */
595                 if (!(--count)) {
596                         count = BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE;
597                         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
598                         cond_resched();
599                         goto restart;
600                 }
601         }
602
603         q->root_blkg = NULL;
604         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
605 }
606
607 static int blkcg_reset_stats(struct cgroup_subsys_state *css,
608                              struct cftype *cftype, u64 val)
609 {
610         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
611         struct blkcg_gq *blkg;
612         int i, cpu;
613
614         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
615         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
616
617         /*
618          * Note that stat reset is racy - it doesn't synchronize against
619          * stat updates.  This is a debug feature which shouldn't exist
620          * anyway.  If you get hit by a race, retry.
621          */
622         hlist_for_each_entry(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
623                 for_each_possible_cpu(cpu) {
624                         struct blkg_iostat_set *bis =
625                                 per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu);
626                         memset(bis, 0, sizeof(*bis));
627                 }
628                 memset(&blkg->iostat, 0, sizeof(blkg->iostat));
629
630                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
631                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
632
633                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_reset_stats_fn)
634                                 pol->pd_reset_stats_fn(blkg->pd[i]);
635                 }
636         }
637
638         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
639         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
640         return 0;
641 }
642
643 const char *blkg_dev_name(struct blkcg_gq *blkg)
644 {
645         if (!blkg->q->disk)
646                 return NULL;
647         return bdi_dev_name(blkg->q->disk->bdi);
648 }
649
650 /**
651  * blkcg_print_blkgs - helper for printing per-blkg data
652  * @sf: seq_file to print to
653  * @blkcg: blkcg of interest
654  * @prfill: fill function to print out a blkg
655  * @pol: policy in question
656  * @data: data to be passed to @prfill
657  * @show_total: to print out sum of prfill return values or not
658  *
659  * This function invokes @prfill on each blkg of @blkcg if pd for the
660  * policy specified by @pol exists.  @prfill is invoked with @sf, the
661  * policy data and @data and the matching queue lock held.  If @show_total
662  * is %true, the sum of the return values from @prfill is printed with
663  * "Total" label at the end.
664  *
665  * This is to be used to construct print functions for
666  * cftype->read_seq_string method.
667  */
668 void blkcg_print_blkgs(struct seq_file *sf, struct blkcg *blkcg,
669                        u64 (*prfill)(struct seq_file *,
670                                      struct blkg_policy_data *, int),
671                        const struct blkcg_policy *pol, int data,
672                        bool show_total)
673 {
674         struct blkcg_gq *blkg;
675         u64 total = 0;
676
677         rcu_read_lock();
678         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
679                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
680                 if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol))
681                         total += prfill(sf, blkg->pd[pol->plid], data);
682                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
683         }
684         rcu_read_unlock();
685
686         if (show_total)
687                 seq_printf(sf, "Total %llu\n", (unsigned long long)total);
688 }
689 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_print_blkgs);
690
691 /**
692  * __blkg_prfill_u64 - prfill helper for a single u64 value
693  * @sf: seq_file to print to
694  * @pd: policy private data of interest
695  * @v: value to print
696  *
697  * Print @v to @sf for the device associated with @pd.
698  */
699 u64 __blkg_prfill_u64(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, u64 v)
700 {
701         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
702
703         if (!dname)
704                 return 0;
705
706         seq_printf(sf, "%s %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
707         return v;
708 }
709 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_u64);
710
711 /**
712  * blkg_conf_init - initialize a blkg_conf_ctx
713  * @ctx: blkg_conf_ctx to initialize
714  * @input: input string
715  *
716  * Initialize @ctx which can be used to parse blkg config input string @input.
717  * Once initialized, @ctx can be used with blkg_conf_open_bdev() and
718  * blkg_conf_prep(), and must be cleaned up with blkg_conf_exit().
719  */
720 void blkg_conf_init(struct blkg_conf_ctx *ctx, char *input)
721 {
722         *ctx = (struct blkg_conf_ctx){ .input = input };
723 }
724 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_init);
725
726 /**
727  * blkg_conf_open_bdev - parse and open bdev for per-blkg config update
728  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
729  *
730  * Parse the device node prefix part, MAJ:MIN, of per-blkg config update from
731  * @ctx->input and get and store the matching bdev in @ctx->bdev. @ctx->body is
732  * set to point past the device node prefix.
733  *
734  * This function may be called multiple times on @ctx and the extra calls become
735  * NOOPs. blkg_conf_prep() implicitly calls this function. Use this function
736  * explicitly if bdev access is needed without resolving the blkcg / policy part
737  * of @ctx->input. Returns -errno on error.
738  */
739 int blkg_conf_open_bdev(struct blkg_conf_ctx *ctx)
740 {
741         char *input = ctx->input;
742         unsigned int major, minor;
743         struct block_device *bdev;
744         int key_len;
745
746         if (ctx->bdev)
747                 return 0;
748
749         if (sscanf(input, "%u:%u%n", &major, &minor, &key_len) != 2)
750                 return -EINVAL;
751
752         input += key_len;
753         if (!isspace(*input))
754                 return -EINVAL;
755         input = skip_spaces(input);
756
757         bdev = blkdev_get_no_open(MKDEV(major, minor));
758         if (!bdev)
759                 return -ENODEV;
760         if (bdev_is_partition(bdev)) {
761                 blkdev_put_no_open(bdev);
762                 return -ENODEV;
763         }
764
765         ctx->body = input;
766         ctx->bdev = bdev;
767         return 0;
768 }
769
770 /**
771  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
772  * @blkcg: target block cgroup
773  * @pol: target policy
774  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
775  *
776  * Parse per-blkg config update from @ctx->input and initialize @ctx
777  * accordingly. On success, @ctx->body points to the part of @ctx->input
778  * following MAJ:MIN, @ctx->bdev points to the target block device and
779  * @ctx->blkg to the blkg being configured.
780  *
781  * blkg_conf_open_bdev() may be called on @ctx beforehand. On success, this
782  * function returns with queue lock held and must be followed by
783  * blkg_conf_exit().
784  */
785 int blkg_conf_prep(struct blkcg *blkcg, const struct blkcg_policy *pol,
786                    struct blkg_conf_ctx *ctx)
787         __acquires(&bdev->bd_queue->queue_lock)
788 {
789         struct gendisk *disk;
790         struct request_queue *q;
791         struct blkcg_gq *blkg;
792         int ret;
793
794         ret = blkg_conf_open_bdev(ctx);
795         if (ret)
796                 return ret;
797
798         disk = ctx->bdev->bd_disk;
799         q = disk->queue;
800
801         /*
802          * blkcg_deactivate_policy() requires queue to be frozen, we can grab
803          * q_usage_counter to prevent concurrent with blkcg_deactivate_policy().
804          */
805         ret = blk_queue_enter(q, 0);
806         if (ret)
807                 goto fail;
808
809         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
810
811         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol)) {
812                 ret = -EOPNOTSUPP;
813                 goto fail_unlock;
814         }
815
816         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
817         if (blkg)
818                 goto success;
819
820         /*
821          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
822          * non-root blkgs have access to their parents.
823          */
824         while (true) {
825                 struct blkcg *pos = blkcg;
826                 struct blkcg *parent;
827                 struct blkcg_gq *new_blkg;
828
829                 parent = blkcg_parent(blkcg);
830                 while (parent && !blkg_lookup(parent, q)) {
831                         pos = parent;
832                         parent = blkcg_parent(parent);
833                 }
834
835                 /* Drop locks to do new blkg allocation with GFP_KERNEL. */
836                 spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
837
838                 new_blkg = blkg_alloc(pos, disk, GFP_KERNEL);
839                 if (unlikely(!new_blkg)) {
840                         ret = -ENOMEM;
841                         goto fail_exit_queue;
842                 }
843
844                 if (radix_tree_preload(GFP_KERNEL)) {
845                         blkg_free(new_blkg);
846                         ret = -ENOMEM;
847                         goto fail_exit_queue;
848                 }
849
850                 spin_lock_irq(&q->queue_lock);
851
852                 if (!blkcg_policy_enabled(q, pol)) {
853                         blkg_free(new_blkg);
854                         ret = -EOPNOTSUPP;
855                         goto fail_preloaded;
856                 }
857
858                 blkg = blkg_lookup(pos, q);
859                 if (blkg) {
860                         blkg_free(new_blkg);
861                 } else {
862                         blkg = blkg_create(pos, disk, new_blkg);
863                         if (IS_ERR(blkg)) {
864                                 ret = PTR_ERR(blkg);
865                                 goto fail_preloaded;
866                         }
867                 }
868
869                 radix_tree_preload_end();
870
871                 if (pos == blkcg)
872                         goto success;
873         }
874 success:
875         blk_queue_exit(q);
876         ctx->blkg = blkg;
877         return 0;
878
879 fail_preloaded:
880         radix_tree_preload_end();
881 fail_unlock:
882         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
883 fail_exit_queue:
884         blk_queue_exit(q);
885 fail:
886         /*
887          * If queue was bypassing, we should retry.  Do so after a
888          * short msleep().  It isn't strictly necessary but queue
889          * can be bypassing for some time and it's always nice to
890          * avoid busy looping.
891          */
892         if (ret == -EBUSY) {
893                 msleep(10);
894                 ret = restart_syscall();
895         }
896         return ret;
897 }
898 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_prep);
899
900 /**
901  * blkg_conf_exit - clean up per-blkg config update
902  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
903  *
904  * Clean up after per-blkg config update. This function must be called on all
905  * blkg_conf_ctx's initialized with blkg_conf_init().
906  */
907 void blkg_conf_exit(struct blkg_conf_ctx *ctx)
908         __releases(&ctx->bdev->bd_queue->queue_lock)
909 {
910         if (ctx->blkg) {
911                 spin_unlock_irq(&bdev_get_queue(ctx->bdev)->queue_lock);
912                 ctx->blkg = NULL;
913         }
914
915         if (ctx->bdev) {
916                 blkdev_put_no_open(ctx->bdev);
917                 ctx->body = NULL;
918                 ctx->bdev = NULL;
919         }
920 }
921 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_exit);
922
923 static void blkg_iostat_set(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
924 {
925         int i;
926
927         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
928                 dst->bytes[i] = src->bytes[i];
929                 dst->ios[i] = src->ios[i];
930         }
931 }
932
933 static void blkg_iostat_add(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
934 {
935         int i;
936
937         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
938                 dst->bytes[i] += src->bytes[i];
939                 dst->ios[i] += src->ios[i];
940         }
941 }
942
943 static void blkg_iostat_sub(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
944 {
945         int i;
946
947         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
948                 dst->bytes[i] -= src->bytes[i];
949                 dst->ios[i] -= src->ios[i];
950         }
951 }
952
953 static void blkcg_iostat_update(struct blkcg_gq *blkg, struct blkg_iostat *cur,
954                                 struct blkg_iostat *last)
955 {
956         struct blkg_iostat delta;
957         unsigned long flags;
958
959         /* propagate percpu delta to global */
960         flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&blkg->iostat.sync);
961         blkg_iostat_set(&delta, cur);
962         blkg_iostat_sub(&delta, last);
963         blkg_iostat_add(&blkg->iostat.cur, &delta);
964         blkg_iostat_add(last, &delta);
965         u64_stats_update_end_irqrestore(&blkg->iostat.sync, flags);
966 }
967
968 static void __blkcg_rstat_flush(struct blkcg *blkcg, int cpu)
969 {
970         struct llist_head *lhead = per_cpu_ptr(blkcg->lhead, cpu);
971         struct llist_node *lnode;
972         struct blkg_iostat_set *bisc, *next_bisc;
973
974         rcu_read_lock();
975
976         lnode = llist_del_all(lhead);
977         if (!lnode)
978                 goto out;
979
980         /*
981          * For covering concurrent parent blkg update from blkg_release().
982          *
983          * When flushing from cgroup, cgroup_rstat_lock is always held, so
984          * this lock won't cause contention most of time.
985          */
986         raw_spin_lock(&blkg_stat_lock);
987
988         /*
989          * Iterate only the iostat_cpu's queued in the lockless list.
990          */
991         llist_for_each_entry_safe(bisc, next_bisc, lnode, lnode) {
992                 struct blkcg_gq *blkg = bisc->blkg;
993                 struct blkcg_gq *parent = blkg->parent;
994                 struct blkg_iostat cur;
995                 unsigned int seq;
996
997                 WRITE_ONCE(bisc->lqueued, false);
998
999                 /* fetch the current per-cpu values */
1000                 do {
1001                         seq = u64_stats_fetch_begin(&bisc->sync);
1002                         blkg_iostat_set(&cur, &bisc->cur);
1003                 } while (u64_stats_fetch_retry(&bisc->sync, seq));
1004
1005                 blkcg_iostat_update(blkg, &cur, &bisc->last);
1006
1007                 /* propagate global delta to parent (unless that's root) */
1008                 if (parent && parent->parent)
1009                         blkcg_iostat_update(parent, &blkg->iostat.cur,
1010                                             &blkg->iostat.last);
1011         }
1012         raw_spin_unlock(&blkg_stat_lock);
1013 out:
1014         rcu_read_unlock();
1015 }
1016
1017 static void blkcg_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
1018 {
1019         /* Root-level stats are sourced from system-wide IO stats */
1020         if (cgroup_parent(css->cgroup))
1021                 __blkcg_rstat_flush(css_to_blkcg(css), cpu);
1022 }
1023
1024 /*
1025  * We source root cgroup stats from the system-wide stats to avoid
1026  * tracking the same information twice and incurring overhead when no
1027  * cgroups are defined. For that reason, cgroup_rstat_flush in
1028  * blkcg_print_stat does not actually fill out the iostat in the root
1029  * cgroup's blkcg_gq.
1030  *
1031  * However, we would like to re-use the printing code between the root and
1032  * non-root cgroups to the extent possible. For that reason, we simulate
1033  * flushing the root cgroup's stats by explicitly filling in the iostat
1034  * with disk level statistics.
1035  */
1036 static void blkcg_fill_root_iostats(void)
1037 {
1038         struct class_dev_iter iter;
1039         struct device *dev;
1040
1041         class_dev_iter_init(&iter, &block_class, NULL, &disk_type);
1042         while ((dev = class_dev_iter_next(&iter))) {
1043                 struct block_device *bdev = dev_to_bdev(dev);
1044                 struct blkcg_gq *blkg = bdev->bd_disk->queue->root_blkg;
1045                 struct blkg_iostat tmp;
1046                 int cpu;
1047                 unsigned long flags;
1048
1049                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1050                 for_each_possible_cpu(cpu) {
1051                         struct disk_stats *cpu_dkstats;
1052
1053                         cpu_dkstats = per_cpu_ptr(bdev->bd_stats, cpu);
1054                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_READ] +=
1055                                 cpu_dkstats->ios[STAT_READ];
1056                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_WRITE] +=
1057                                 cpu_dkstats->ios[STAT_WRITE];
1058                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_DISCARD] +=
1059                                 cpu_dkstats->ios[STAT_DISCARD];
1060                         // convert sectors to bytes
1061                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_READ] +=
1062                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_READ] << 9;
1063                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_WRITE] +=
1064                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_WRITE] << 9;
1065                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_DISCARD] +=
1066                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_DISCARD] << 9;
1067                 }
1068
1069                 flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&blkg->iostat.sync);
1070                 blkg_iostat_set(&blkg->iostat.cur, &tmp);
1071                 u64_stats_update_end_irqrestore(&blkg->iostat.sync, flags);
1072         }
1073 }
1074
1075 static void blkcg_print_one_stat(struct blkcg_gq *blkg, struct seq_file *s)
1076 {
1077         struct blkg_iostat_set *bis = &blkg->iostat;
1078         u64 rbytes, wbytes, rios, wios, dbytes, dios;
1079         const char *dname;
1080         unsigned seq;
1081         int i;
1082
1083         if (!blkg->online)
1084                 return;
1085
1086         dname = blkg_dev_name(blkg);
1087         if (!dname)
1088                 return;
1089
1090         seq_printf(s, "%s ", dname);
1091
1092         do {
1093                 seq = u64_stats_fetch_begin(&bis->sync);
1094
1095                 rbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_READ];
1096                 wbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_WRITE];
1097                 dbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
1098                 rios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_READ];
1099                 wios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_WRITE];
1100                 dios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
1101         } while (u64_stats_fetch_retry(&bis->sync, seq));
1102
1103         if (rbytes || wbytes || rios || wios) {
1104                 seq_printf(s, "rbytes=%llu wbytes=%llu rios=%llu wios=%llu dbytes=%llu dios=%llu",
1105                         rbytes, wbytes, rios, wios,
1106                         dbytes, dios);
1107         }
1108
1109         if (blkcg_debug_stats && atomic_read(&blkg->use_delay)) {
1110                 seq_printf(s, " use_delay=%d delay_nsec=%llu",
1111                         atomic_read(&blkg->use_delay),
1112                         atomic64_read(&blkg->delay_nsec));
1113         }
1114
1115         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
1116                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1117
1118                 if (!blkg->pd[i] || !pol->pd_stat_fn)
1119                         continue;
1120
1121                 pol->pd_stat_fn(blkg->pd[i], s);
1122         }
1123
1124         seq_puts(s, "\n");
1125 }
1126
1127 static int blkcg_print_stat(struct seq_file *sf, void *v)
1128 {
1129         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(seq_css(sf));
1130         struct blkcg_gq *blkg;
1131
1132         if (!seq_css(sf)->parent)
1133                 blkcg_fill_root_iostats();
1134         else
1135                 cgroup_rstat_flush(blkcg->css.cgroup);
1136
1137         rcu_read_lock();
1138         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
1139                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
1140                 blkcg_print_one_stat(blkg, sf);
1141                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
1142         }
1143         rcu_read_unlock();
1144         return 0;
1145 }
1146
1147 static struct cftype blkcg_files[] = {
1148         {
1149                 .name = "stat",
1150                 .seq_show = blkcg_print_stat,
1151         },
1152         { }     /* terminate */
1153 };
1154
1155 static struct cftype blkcg_legacy_files[] = {
1156         {
1157                 .name = "reset_stats",
1158                 .write_u64 = blkcg_reset_stats,
1159         },
1160         { }     /* terminate */
1161 };
1162
1163 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
1164 struct list_head *blkcg_get_cgwb_list(struct cgroup_subsys_state *css)
1165 {
1166         return &css_to_blkcg(css)->cgwb_list;
1167 }
1168 #endif
1169
1170 /*
1171  * blkcg destruction is a three-stage process.
1172  *
1173  * 1. Destruction starts.  The blkcg_css_offline() callback is invoked
1174  *    which offlines writeback.  Here we tie the next stage of blkg destruction
1175  *    to the completion of writeback associated with the blkcg.  This lets us
1176  *    avoid punting potentially large amounts of outstanding writeback to root
1177  *    while maintaining any ongoing policies.  The next stage is triggered when
1178  *    the nr_cgwbs count goes to zero.
1179  *
1180  * 2. When the nr_cgwbs count goes to zero, blkcg_destroy_blkgs() is called
1181  *    and handles the destruction of blkgs.  Here the css reference held by
1182  *    the blkg is put back eventually allowing blkcg_css_free() to be called.
1183  *    This work may occur in cgwb_release_workfn() on the cgwb_release
1184  *    workqueue.  Any submitted ios that fail to get the blkg ref will be
1185  *    punted to the root_blkg.
1186  *
1187  * 3. Once the blkcg ref count goes to zero, blkcg_css_free() is called.
1188  *    This finally frees the blkcg.
1189  */
1190
1191 /**
1192  * blkcg_destroy_blkgs - responsible for shooting down blkgs
1193  * @blkcg: blkcg of interest
1194  *
1195  * blkgs should be removed while holding both q and blkcg locks.  As blkcg lock
1196  * is nested inside q lock, this function performs reverse double lock dancing.
1197  * Destroying the blkgs releases the reference held on the blkcg's css allowing
1198  * blkcg_css_free to eventually be called.
1199  *
1200  * This is the blkcg counterpart of ioc_release_fn().
1201  */
1202 static void blkcg_destroy_blkgs(struct blkcg *blkcg)
1203 {
1204         might_sleep();
1205
1206         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1207
1208         while (!hlist_empty(&blkcg->blkg_list)) {
1209                 struct blkcg_gq *blkg = hlist_entry(blkcg->blkg_list.first,
1210                                                 struct blkcg_gq, blkcg_node);
1211                 struct request_queue *q = blkg->q;
1212
1213                 if (need_resched() || !spin_trylock(&q->queue_lock)) {
1214                         /*
1215                          * Given that the system can accumulate a huge number
1216                          * of blkgs in pathological cases, check to see if we
1217                          * need to rescheduling to avoid softlockup.
1218                          */
1219                         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1220                         cond_resched();
1221                         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1222                         continue;
1223                 }
1224
1225                 blkg_destroy(blkg);
1226                 spin_unlock(&q->queue_lock);
1227         }
1228
1229         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1230 }
1231
1232 /**
1233  * blkcg_pin_online - pin online state
1234  * @blkcg_css: blkcg of interest
1235  *
1236  * While pinned, a blkcg is kept online.  This is primarily used to
1237  * impedance-match blkg and cgwb lifetimes so that blkg doesn't go offline
1238  * while an associated cgwb is still active.
1239  */
1240 void blkcg_pin_online(struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1241 {
1242         refcount_inc(&css_to_blkcg(blkcg_css)->online_pin);
1243 }
1244
1245 /**
1246  * blkcg_unpin_online - unpin online state
1247  * @blkcg_css: blkcg of interest
1248  *
1249  * This is primarily used to impedance-match blkg and cgwb lifetimes so
1250  * that blkg doesn't go offline while an associated cgwb is still active.
1251  * When this count goes to zero, all active cgwbs have finished so the
1252  * blkcg can continue destruction by calling blkcg_destroy_blkgs().
1253  */
1254 void blkcg_unpin_online(struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1255 {
1256         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(blkcg_css);
1257
1258         do {
1259                 if (!refcount_dec_and_test(&blkcg->online_pin))
1260                         break;
1261                 blkcg_destroy_blkgs(blkcg);
1262                 blkcg = blkcg_parent(blkcg);
1263         } while (blkcg);
1264 }
1265
1266 /**
1267  * blkcg_css_offline - cgroup css_offline callback
1268  * @css: css of interest
1269  *
1270  * This function is called when @css is about to go away.  Here the cgwbs are
1271  * offlined first and only once writeback associated with the blkcg has
1272  * finished do we start step 2 (see above).
1273  */
1274 static void blkcg_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
1275 {
1276         /* this prevents anyone from attaching or migrating to this blkcg */
1277         wb_blkcg_offline(css);
1278
1279         /* put the base online pin allowing step 2 to be triggered */
1280         blkcg_unpin_online(css);
1281 }
1282
1283 static void blkcg_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
1284 {
1285         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
1286         int i;
1287
1288         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1289
1290         list_del(&blkcg->all_blkcgs_node);
1291
1292         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1293                 if (blkcg->cpd[i])
1294                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1295
1296         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1297
1298         free_percpu(blkcg->lhead);
1299         kfree(blkcg);
1300 }
1301
1302 static struct cgroup_subsys_state *
1303 blkcg_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
1304 {
1305         struct blkcg *blkcg;
1306         int i;
1307
1308         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1309
1310         if (!parent_css) {
1311                 blkcg = &blkcg_root;
1312         } else {
1313                 blkcg = kzalloc(sizeof(*blkcg), GFP_KERNEL);
1314                 if (!blkcg)
1315                         goto unlock;
1316         }
1317
1318         if (init_blkcg_llists(blkcg))
1319                 goto free_blkcg;
1320
1321         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS ; i++) {
1322                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1323                 struct blkcg_policy_data *cpd;
1324
1325                 /*
1326                  * If the policy hasn't been attached yet, wait for it
1327                  * to be attached before doing anything else. Otherwise,
1328                  * check if the policy requires any specific per-cgroup
1329                  * data: if it does, allocate and initialize it.
1330                  */
1331                 if (!pol || !pol->cpd_alloc_fn)
1332                         continue;
1333
1334                 cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1335                 if (!cpd)
1336                         goto free_pd_blkcg;
1337
1338                 blkcg->cpd[i] = cpd;
1339                 cpd->blkcg = blkcg;
1340                 cpd->plid = i;
1341         }
1342
1343         spin_lock_init(&blkcg->lock);
1344         refcount_set(&blkcg->online_pin, 1);
1345         INIT_RADIX_TREE(&blkcg->blkg_tree, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1346         INIT_HLIST_HEAD(&blkcg->blkg_list);
1347 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
1348         INIT_LIST_HEAD(&blkcg->cgwb_list);
1349 #endif
1350         list_add_tail(&blkcg->all_blkcgs_node, &all_blkcgs);
1351
1352         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1353         return &blkcg->css;
1354
1355 free_pd_blkcg:
1356         for (i--; i >= 0; i--)
1357                 if (blkcg->cpd[i])
1358                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1359         free_percpu(blkcg->lhead);
1360 free_blkcg:
1361         if (blkcg != &blkcg_root)
1362                 kfree(blkcg);
1363 unlock:
1364         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1365         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1366 }
1367
1368 static int blkcg_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
1369 {
1370         struct blkcg *parent = blkcg_parent(css_to_blkcg(css));
1371
1372         /*
1373          * blkcg_pin_online() is used to delay blkcg offline so that blkgs
1374          * don't go offline while cgwbs are still active on them.  Pin the
1375          * parent so that offline always happens towards the root.
1376          */
1377         if (parent)
1378                 blkcg_pin_online(&parent->css);
1379         return 0;
1380 }
1381
1382 int blkcg_init_disk(struct gendisk *disk)
1383 {
1384         struct request_queue *q = disk->queue;
1385         struct blkcg_gq *new_blkg, *blkg;
1386         bool preloaded;
1387         int ret;
1388
1389         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
1390         mutex_init(&q->blkcg_mutex);
1391
1392         new_blkg = blkg_alloc(&blkcg_root, disk, GFP_KERNEL);
1393         if (!new_blkg)
1394                 return -ENOMEM;
1395
1396         preloaded = !radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
1397
1398         /* Make sure the root blkg exists. */
1399         /* spin_lock_irq can serve as RCU read-side critical section. */
1400         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1401         blkg = blkg_create(&blkcg_root, disk, new_blkg);
1402         if (IS_ERR(blkg))
1403                 goto err_unlock;
1404         q->root_blkg = blkg;
1405         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1406
1407         if (preloaded)
1408                 radix_tree_preload_end();
1409
1410         ret = blk_ioprio_init(disk);
1411         if (ret)
1412                 goto err_destroy_all;
1413
1414         ret = blk_throtl_init(disk);
1415         if (ret)
1416                 goto err_ioprio_exit;
1417
1418         return 0;
1419
1420 err_ioprio_exit:
1421         blk_ioprio_exit(disk);
1422 err_destroy_all:
1423         blkg_destroy_all(disk);
1424         return ret;
1425 err_unlock:
1426         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1427         if (preloaded)
1428                 radix_tree_preload_end();
1429         return PTR_ERR(blkg);
1430 }
1431
1432 void blkcg_exit_disk(struct gendisk *disk)
1433 {
1434         blkg_destroy_all(disk);
1435         blk_throtl_exit(disk);
1436 }
1437
1438 static void blkcg_exit(struct task_struct *tsk)
1439 {
1440         if (tsk->throttle_disk)
1441                 put_disk(tsk->throttle_disk);
1442         tsk->throttle_disk = NULL;
1443 }
1444
1445 struct cgroup_subsys io_cgrp_subsys = {
1446         .css_alloc = blkcg_css_alloc,
1447         .css_online = blkcg_css_online,
1448         .css_offline = blkcg_css_offline,
1449         .css_free = blkcg_css_free,
1450         .css_rstat_flush = blkcg_rstat_flush,
1451         .dfl_cftypes = blkcg_files,
1452         .legacy_cftypes = blkcg_legacy_files,
1453         .legacy_name = "blkio",
1454         .exit = blkcg_exit,
1455 #ifdef CONFIG_MEMCG
1456         /*
1457          * This ensures that, if available, memcg is automatically enabled
1458          * together on the default hierarchy so that the owner cgroup can
1459          * be retrieved from writeback pages.
1460          */
1461         .depends_on = 1 << memory_cgrp_id,
1462 #endif
1463 };
1464 EXPORT_SYMBOL_GPL(io_cgrp_subsys);
1465
1466 /**
1467  * blkcg_activate_policy - activate a blkcg policy on a gendisk
1468  * @disk: gendisk of interest
1469  * @pol: blkcg policy to activate
1470  *
1471  * Activate @pol on @disk.  Requires %GFP_KERNEL context.  @disk goes through
1472  * bypass mode to populate its blkgs with policy_data for @pol.
1473  *
1474  * Activation happens with @disk bypassed, so nobody would be accessing blkgs
1475  * from IO path.  Update of each blkg is protected by both queue and blkcg
1476  * locks so that holding either lock and testing blkcg_policy_enabled() is
1477  * always enough for dereferencing policy data.
1478  *
1479  * The caller is responsible for synchronizing [de]activations and policy
1480  * [un]registerations.  Returns 0 on success, -errno on failure.
1481  */
1482 int blkcg_activate_policy(struct gendisk *disk, const struct blkcg_policy *pol)
1483 {
1484         struct request_queue *q = disk->queue;
1485         struct blkg_policy_data *pd_prealloc = NULL;
1486         struct blkcg_gq *blkg, *pinned_blkg = NULL;
1487         int ret;
1488
1489         if (blkcg_policy_enabled(q, pol))
1490                 return 0;
1491
1492         if (queue_is_mq(q))
1493                 blk_mq_freeze_queue(q);
1494 retry:
1495         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1496
1497         /* blkg_list is pushed at the head, reverse walk to allocate parents first */
1498         list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1499                 struct blkg_policy_data *pd;
1500
1501                 if (blkg->pd[pol->plid])
1502                         continue;
1503
1504                 /* If prealloc matches, use it; otherwise try GFP_NOWAIT */
1505                 if (blkg == pinned_blkg) {
1506                         pd = pd_prealloc;
1507                         pd_prealloc = NULL;
1508                 } else {
1509                         pd = pol->pd_alloc_fn(disk, blkg->blkcg,
1510                                               GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1511                 }
1512
1513                 if (!pd) {
1514                         /*
1515                          * GFP_NOWAIT failed.  Free the existing one and
1516                          * prealloc for @blkg w/ GFP_KERNEL.
1517                          */
1518                         if (pinned_blkg)
1519                                 blkg_put(pinned_blkg);
1520                         blkg_get(blkg);
1521                         pinned_blkg = blkg;
1522
1523                         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1524
1525                         if (pd_prealloc)
1526                                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1527                         pd_prealloc = pol->pd_alloc_fn(disk, blkg->blkcg,
1528                                                        GFP_KERNEL);
1529                         if (pd_prealloc)
1530                                 goto retry;
1531                         else
1532                                 goto enomem;
1533                 }
1534
1535                 blkg->pd[pol->plid] = pd;
1536                 pd->blkg = blkg;
1537                 pd->plid = pol->plid;
1538                 pd->online = false;
1539         }
1540
1541         /* all allocated, init in the same order */
1542         if (pol->pd_init_fn)
1543                 list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node)
1544                         pol->pd_init_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1545
1546         list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1547                 if (pol->pd_online_fn)
1548                         pol->pd_online_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1549                 blkg->pd[pol->plid]->online = true;
1550         }
1551
1552         __set_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1553         ret = 0;
1554
1555         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1556 out:
1557         if (queue_is_mq(q))
1558                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1559         if (pinned_blkg)
1560                 blkg_put(pinned_blkg);
1561         if (pd_prealloc)
1562                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1563         return ret;
1564
1565 enomem:
1566         /* alloc failed, nothing's initialized yet, free everything */
1567         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1568         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1569                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
1570
1571                 spin_lock(&blkcg->lock);
1572                 if (blkg->pd[pol->plid]) {
1573                         pol->pd_free_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1574                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1575                 }
1576                 spin_unlock(&blkcg->lock);
1577         }
1578         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1579         ret = -ENOMEM;
1580         goto out;
1581 }
1582 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_activate_policy);
1583
1584 /**
1585  * blkcg_deactivate_policy - deactivate a blkcg policy on a gendisk
1586  * @disk: gendisk of interest
1587  * @pol: blkcg policy to deactivate
1588  *
1589  * Deactivate @pol on @disk.  Follows the same synchronization rules as
1590  * blkcg_activate_policy().
1591  */
1592 void blkcg_deactivate_policy(struct gendisk *disk,
1593                              const struct blkcg_policy *pol)
1594 {
1595         struct request_queue *q = disk->queue;
1596         struct blkcg_gq *blkg;
1597
1598         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
1599                 return;
1600
1601         if (queue_is_mq(q))
1602                 blk_mq_freeze_queue(q);
1603
1604         mutex_lock(&q->blkcg_mutex);
1605         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1606
1607         __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1608
1609         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1610                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
1611
1612                 spin_lock(&blkcg->lock);
1613                 if (blkg->pd[pol->plid]) {
1614                         if (blkg->pd[pol->plid]->online && pol->pd_offline_fn)
1615                                 pol->pd_offline_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1616                         pol->pd_free_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1617                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1618                 }
1619                 spin_unlock(&blkcg->lock);
1620         }
1621
1622         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1623         mutex_unlock(&q->blkcg_mutex);
1624
1625         if (queue_is_mq(q))
1626                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1627 }
1628 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_deactivate_policy);
1629
1630 static void blkcg_free_all_cpd(struct blkcg_policy *pol)
1631 {
1632         struct blkcg *blkcg;
1633
1634         list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1635                 if (blkcg->cpd[pol->plid]) {
1636                         pol->cpd_free_fn(blkcg->cpd[pol->plid]);
1637                         blkcg->cpd[pol->plid] = NULL;
1638                 }
1639         }
1640 }
1641
1642 /**
1643  * blkcg_policy_register - register a blkcg policy
1644  * @pol: blkcg policy to register
1645  *
1646  * Register @pol with blkcg core.  Might sleep and @pol may be modified on
1647  * successful registration.  Returns 0 on success and -errno on failure.
1648  */
1649 int blkcg_policy_register(struct blkcg_policy *pol)
1650 {
1651         struct blkcg *blkcg;
1652         int i, ret;
1653
1654         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1655         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1656
1657         /* find an empty slot */
1658         ret = -ENOSPC;
1659         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1660                 if (!blkcg_policy[i])
1661                         break;
1662         if (i >= BLKCG_MAX_POLS) {
1663                 pr_warn("blkcg_policy_register: BLKCG_MAX_POLS too small\n");
1664                 goto err_unlock;
1665         }
1666
1667         /* Make sure cpd/pd_alloc_fn and cpd/pd_free_fn in pairs */
1668         if ((!pol->cpd_alloc_fn ^ !pol->cpd_free_fn) ||
1669                 (!pol->pd_alloc_fn ^ !pol->pd_free_fn))
1670                 goto err_unlock;
1671
1672         /* register @pol */
1673         pol->plid = i;
1674         blkcg_policy[pol->plid] = pol;
1675
1676         /* allocate and install cpd's */
1677         if (pol->cpd_alloc_fn) {
1678                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1679                         struct blkcg_policy_data *cpd;
1680
1681                         cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1682                         if (!cpd)
1683                                 goto err_free_cpds;
1684
1685                         blkcg->cpd[pol->plid] = cpd;
1686                         cpd->blkcg = blkcg;
1687                         cpd->plid = pol->plid;
1688                 }
1689         }
1690
1691         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1692
1693         /* everything is in place, add intf files for the new policy */
1694         if (pol->dfl_cftypes)
1695                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1696                                                pol->dfl_cftypes));
1697         if (pol->legacy_cftypes)
1698                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1699                                                   pol->legacy_cftypes));
1700         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1701         return 0;
1702
1703 err_free_cpds:
1704         if (pol->cpd_free_fn)
1705                 blkcg_free_all_cpd(pol);
1706
1707         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1708 err_unlock:
1709         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1710         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1711         return ret;
1712 }
1713 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_register);
1714
1715 /**
1716  * blkcg_policy_unregister - unregister a blkcg policy
1717  * @pol: blkcg policy to unregister
1718  *
1719  * Undo blkcg_policy_register(@pol).  Might sleep.
1720  */
1721 void blkcg_policy_unregister(struct blkcg_policy *pol)
1722 {
1723         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1724
1725         if (WARN_ON(blkcg_policy[pol->plid] != pol))
1726                 goto out_unlock;
1727
1728         /* kill the intf files first */
1729         if (pol->dfl_cftypes)
1730                 cgroup_rm_cftypes(pol->dfl_cftypes);
1731         if (pol->legacy_cftypes)
1732                 cgroup_rm_cftypes(pol->legacy_cftypes);
1733
1734         /* remove cpds and unregister */
1735         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1736
1737         if (pol->cpd_free_fn)
1738                 blkcg_free_all_cpd(pol);
1739
1740         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1741
1742         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1743 out_unlock:
1744         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1745 }
1746 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_unregister);
1747
1748 /*
1749  * Scale the accumulated delay based on how long it has been since we updated
1750  * the delay.  We only call this when we are adding delay, in case it's been a
1751  * while since we added delay, and when we are checking to see if we need to
1752  * delay a task, to account for any delays that may have occurred.
1753  */
1754 static void blkcg_scale_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now)
1755 {
1756         u64 old = atomic64_read(&blkg->delay_start);
1757
1758         /* negative use_delay means no scaling, see blkcg_set_delay() */
1759         if (atomic_read(&blkg->use_delay) < 0)
1760                 return;
1761
1762         /*
1763          * We only want to scale down every second.  The idea here is that we
1764          * want to delay people for min(delay_nsec, NSEC_PER_SEC) in a certain
1765          * time window.  We only want to throttle tasks for recent delay that
1766          * has occurred, in 1 second time windows since that's the maximum
1767          * things can be throttled.  We save the current delay window in
1768          * blkg->last_delay so we know what amount is still left to be charged
1769          * to the blkg from this point onward.  blkg->last_use keeps track of
1770          * the use_delay counter.  The idea is if we're unthrottling the blkg we
1771          * are ok with whatever is happening now, and we can take away more of
1772          * the accumulated delay as we've already throttled enough that
1773          * everybody is happy with their IO latencies.
1774          */
1775         if (time_before64(old + NSEC_PER_SEC, now) &&
1776             atomic64_try_cmpxchg(&blkg->delay_start, &old, now)) {
1777                 u64 cur = atomic64_read(&blkg->delay_nsec);
1778                 u64 sub = min_t(u64, blkg->last_delay, now - old);
1779                 int cur_use = atomic_read(&blkg->use_delay);
1780
1781                 /*
1782                  * We've been unthrottled, subtract a larger chunk of our
1783                  * accumulated delay.
1784                  */
1785                 if (cur_use < blkg->last_use)
1786                         sub = max_t(u64, sub, blkg->last_delay >> 1);
1787
1788                 /*
1789                  * This shouldn't happen, but handle it anyway.  Our delay_nsec
1790                  * should only ever be growing except here where we subtract out
1791                  * min(last_delay, 1 second), but lord knows bugs happen and I'd
1792                  * rather not end up with negative numbers.
1793                  */
1794                 if (unlikely(cur < sub)) {
1795                         atomic64_set(&blkg->delay_nsec, 0);
1796                         blkg->last_delay = 0;
1797                 } else {
1798                         atomic64_sub(sub, &blkg->delay_nsec);
1799                         blkg->last_delay = cur - sub;
1800                 }
1801                 blkg->last_use = cur_use;
1802         }
1803 }
1804
1805 /*
1806  * This is called when we want to actually walk up the hierarchy and check to
1807  * see if we need to throttle, and then actually throttle if there is some
1808  * accumulated delay.  This should only be called upon return to user space so
1809  * we're not holding some lock that would induce a priority inversion.
1810  */
1811 static void blkcg_maybe_throttle_blkg(struct blkcg_gq *blkg, bool use_memdelay)
1812 {
1813         unsigned long pflags;
1814         bool clamp;
1815         u64 now = ktime_to_ns(ktime_get());
1816         u64 exp;
1817         u64 delay_nsec = 0;
1818         int tok;
1819
1820         while (blkg->parent) {
1821                 int use_delay = atomic_read(&blkg->use_delay);
1822
1823                 if (use_delay) {
1824                         u64 this_delay;
1825
1826                         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1827                         this_delay = atomic64_read(&blkg->delay_nsec);
1828                         if (this_delay > delay_nsec) {
1829                                 delay_nsec = this_delay;
1830                                 clamp = use_delay > 0;
1831                         }
1832                 }
1833                 blkg = blkg->parent;
1834         }
1835
1836         if (!delay_nsec)
1837                 return;
1838
1839         /*
1840          * Let's not sleep for all eternity if we've amassed a huge delay.
1841          * Swapping or metadata IO can accumulate 10's of seconds worth of
1842          * delay, and we want userspace to be able to do _something_ so cap the
1843          * delays at 0.25s. If there's 10's of seconds worth of delay then the
1844          * tasks will be delayed for 0.25 second for every syscall. If
1845          * blkcg_set_delay() was used as indicated by negative use_delay, the
1846          * caller is responsible for regulating the range.
1847          */
1848         if (clamp)
1849                 delay_nsec = min_t(u64, delay_nsec, 250 * NSEC_PER_MSEC);
1850
1851         if (use_memdelay)
1852                 psi_memstall_enter(&pflags);
1853
1854         exp = ktime_add_ns(now, delay_nsec);
1855         tok = io_schedule_prepare();
1856         do {
1857                 __set_current_state(TASK_KILLABLE);
1858                 if (!schedule_hrtimeout(&exp, HRTIMER_MODE_ABS))
1859                         break;
1860         } while (!fatal_signal_pending(current));
1861         io_schedule_finish(tok);
1862
1863         if (use_memdelay)
1864                 psi_memstall_leave(&pflags);
1865 }
1866
1867 /**
1868  * blkcg_maybe_throttle_current - throttle the current task if it has been marked
1869  *
1870  * This is only called if we've been marked with set_notify_resume().  Obviously
1871  * we can be set_notify_resume() for reasons other than blkcg throttling, so we
1872  * check to see if current->throttle_disk is set and if not this doesn't do
1873  * anything.  This should only ever be called by the resume code, it's not meant
1874  * to be called by people willy-nilly as it will actually do the work to
1875  * throttle the task if it is setup for throttling.
1876  */
1877 void blkcg_maybe_throttle_current(void)
1878 {
1879         struct gendisk *disk = current->throttle_disk;
1880         struct blkcg *blkcg;
1881         struct blkcg_gq *blkg;
1882         bool use_memdelay = current->use_memdelay;
1883
1884         if (!disk)
1885                 return;
1886
1887         current->throttle_disk = NULL;
1888         current->use_memdelay = false;
1889
1890         rcu_read_lock();
1891         blkcg = css_to_blkcg(blkcg_css());
1892         if (!blkcg)
1893                 goto out;
1894         blkg = blkg_lookup(blkcg, disk->queue);
1895         if (!blkg)
1896                 goto out;
1897         if (!blkg_tryget(blkg))
1898                 goto out;
1899         rcu_read_unlock();
1900
1901         blkcg_maybe_throttle_blkg(blkg, use_memdelay);
1902         blkg_put(blkg);
1903         put_disk(disk);
1904         return;
1905 out:
1906         rcu_read_unlock();
1907 }
1908
1909 /**
1910  * blkcg_schedule_throttle - this task needs to check for throttling
1911  * @disk: disk to throttle
1912  * @use_memdelay: do we charge this to memory delay for PSI
1913  *
1914  * This is called by the IO controller when we know there's delay accumulated
1915  * for the blkg for this task.  We do not pass the blkg because there are places
1916  * we call this that may not have that information, the swapping code for
1917  * instance will only have a block_device at that point.  This set's the
1918  * notify_resume for the task to check and see if it requires throttling before
1919  * returning to user space.
1920  *
1921  * We will only schedule once per syscall.  You can call this over and over
1922  * again and it will only do the check once upon return to user space, and only
1923  * throttle once.  If the task needs to be throttled again it'll need to be
1924  * re-set at the next time we see the task.
1925  */
1926 void blkcg_schedule_throttle(struct gendisk *disk, bool use_memdelay)
1927 {
1928         if (unlikely(current->flags & PF_KTHREAD))
1929                 return;
1930
1931         if (current->throttle_disk != disk) {
1932                 if (test_bit(GD_DEAD, &disk->state))
1933                         return;
1934                 get_device(disk_to_dev(disk));
1935
1936                 if (current->throttle_disk)
1937                         put_disk(current->throttle_disk);
1938                 current->throttle_disk = disk;
1939         }
1940
1941         if (use_memdelay)
1942                 current->use_memdelay = use_memdelay;
1943         set_notify_resume(current);
1944 }
1945
1946 /**
1947  * blkcg_add_delay - add delay to this blkg
1948  * @blkg: blkg of interest
1949  * @now: the current time in nanoseconds
1950  * @delta: how many nanoseconds of delay to add
1951  *
1952  * Charge @delta to the blkg's current delay accumulation.  This is used to
1953  * throttle tasks if an IO controller thinks we need more throttling.
1954  */
1955 void blkcg_add_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now, u64 delta)
1956 {
1957         if (WARN_ON_ONCE(atomic_read(&blkg->use_delay) < 0))
1958                 return;
1959         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1960         atomic64_add(delta, &blkg->delay_nsec);
1961 }
1962
1963 /**
1964  * blkg_tryget_closest - try and get a blkg ref on the closet blkg
1965  * @bio: target bio
1966  * @css: target css
1967  *
1968  * As the failure mode here is to walk up the blkg tree, this ensure that the
1969  * blkg->parent pointers are always valid.  This returns the blkg that it ended
1970  * up taking a reference on or %NULL if no reference was taken.
1971  */
1972 static inline struct blkcg_gq *blkg_tryget_closest(struct bio *bio,
1973                 struct cgroup_subsys_state *css)
1974 {
1975         struct blkcg_gq *blkg, *ret_blkg = NULL;
1976
1977         rcu_read_lock();
1978         blkg = blkg_lookup_create(css_to_blkcg(css), bio->bi_bdev->bd_disk);
1979         while (blkg) {
1980                 if (blkg_tryget(blkg)) {
1981                         ret_blkg = blkg;
1982                         break;
1983                 }
1984                 blkg = blkg->parent;
1985         }
1986         rcu_read_unlock();
1987
1988         return ret_blkg;
1989 }
1990
1991 /**
1992  * bio_associate_blkg_from_css - associate a bio with a specified css
1993  * @bio: target bio
1994  * @css: target css
1995  *
1996  * Associate @bio with the blkg found by combining the css's blkg and the
1997  * request_queue of the @bio.  An association failure is handled by walking up
1998  * the blkg tree.  Therefore, the blkg associated can be anything between @blkg
1999  * and q->root_blkg.  This situation only happens when a cgroup is dying and
2000  * then the remaining bios will spill to the closest alive blkg.
2001  *
2002  * A reference will be taken on the blkg and will be released when @bio is
2003  * freed.
2004  */
2005 void bio_associate_blkg_from_css(struct bio *bio,
2006                                  struct cgroup_subsys_state *css)
2007 {
2008         if (bio->bi_blkg)
2009                 blkg_put(bio->bi_blkg);
2010
2011         if (css && css->parent) {
2012                 bio->bi_blkg = blkg_tryget_closest(bio, css);
2013         } else {
2014                 blkg_get(bdev_get_queue(bio->bi_bdev)->root_blkg);
2015                 bio->bi_blkg = bdev_get_queue(bio->bi_bdev)->root_blkg;
2016         }
2017 }
2018 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg_from_css);
2019
2020 /**
2021  * bio_associate_blkg - associate a bio with a blkg
2022  * @bio: target bio
2023  *
2024  * Associate @bio with the blkg found from the bio's css and request_queue.
2025  * If one is not found, bio_lookup_blkg() creates the blkg.  If a blkg is
2026  * already associated, the css is reused and association redone as the
2027  * request_queue may have changed.
2028  */
2029 void bio_associate_blkg(struct bio *bio)
2030 {
2031         struct cgroup_subsys_state *css;
2032
2033         rcu_read_lock();
2034
2035         if (bio->bi_blkg)
2036                 css = bio_blkcg_css(bio);
2037         else
2038                 css = blkcg_css();
2039
2040         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
2041
2042         rcu_read_unlock();
2043 }
2044 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg);
2045
2046 /**
2047  * bio_clone_blkg_association - clone blkg association from src to dst bio
2048  * @dst: destination bio
2049  * @src: source bio
2050  */
2051 void bio_clone_blkg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
2052 {
2053         if (src->bi_blkg)
2054                 bio_associate_blkg_from_css(dst, bio_blkcg_css(src));
2055 }
2056 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_clone_blkg_association);
2057
2058 static int blk_cgroup_io_type(struct bio *bio)
2059 {
2060         if (op_is_discard(bio->bi_opf))
2061                 return BLKG_IOSTAT_DISCARD;
2062         if (op_is_write(bio->bi_opf))
2063                 return BLKG_IOSTAT_WRITE;
2064         return BLKG_IOSTAT_READ;
2065 }
2066
2067 void blk_cgroup_bio_start(struct bio *bio)
2068 {
2069         struct blkcg *blkcg = bio->bi_blkg->blkcg;
2070         int rwd = blk_cgroup_io_type(bio), cpu;
2071         struct blkg_iostat_set *bis;
2072         unsigned long flags;
2073
2074         /* Root-level stats are sourced from system-wide IO stats */
2075         if (!cgroup_parent(blkcg->css.cgroup))
2076                 return;
2077
2078         cpu = get_cpu();
2079         bis = per_cpu_ptr(bio->bi_blkg->iostat_cpu, cpu);
2080         flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&bis->sync);
2081
2082         /*
2083          * If the bio is flagged with BIO_CGROUP_ACCT it means this is a split
2084          * bio and we would have already accounted for the size of the bio.
2085          */
2086         if (!bio_flagged(bio, BIO_CGROUP_ACCT)) {
2087                 bio_set_flag(bio, BIO_CGROUP_ACCT);
2088                 bis->cur.bytes[rwd] += bio->bi_iter.bi_size;
2089         }
2090         bis->cur.ios[rwd]++;
2091
2092         /*
2093          * If the iostat_cpu isn't in a lockless list, put it into the
2094          * list to indicate that a stat update is pending.
2095          */
2096         if (!READ_ONCE(bis->lqueued)) {
2097                 struct llist_head *lhead = this_cpu_ptr(blkcg->lhead);
2098
2099                 llist_add(&bis->lnode, lhead);
2100                 WRITE_ONCE(bis->lqueued, true);
2101         }
2102
2103         u64_stats_update_end_irqrestore(&bis->sync, flags);
2104         if (cgroup_subsys_on_dfl(io_cgrp_subsys))
2105                 cgroup_rstat_updated(blkcg->css.cgroup, cpu);
2106         put_cpu();
2107 }
2108
2109 bool blk_cgroup_congested(void)
2110 {
2111         struct cgroup_subsys_state *css;
2112         bool ret = false;
2113
2114         rcu_read_lock();
2115         for (css = blkcg_css(); css; css = css->parent) {
2116                 if (atomic_read(&css->cgroup->congestion_count)) {
2117                         ret = true;
2118                         break;
2119                 }
2120         }
2121         rcu_read_unlock();
2122         return ret;
2123 }
2124
2125 module_param(blkcg_debug_stats, bool, 0644);
2126 MODULE_PARM_DESC(blkcg_debug_stats, "True if you want debug stats, false if not");