Merge tag 'firewire-6.4-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/ieee139...
[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 /*
38  * blkcg_pol_mutex protects blkcg_policy[] and policy [de]activation.
39  * blkcg_pol_register_mutex nests outside of it and synchronizes entire
40  * policy [un]register operations including cgroup file additions /
41  * removals.  Putting cgroup file registration outside blkcg_pol_mutex
42  * allows grabbing it from cgroup callbacks.
43  */
44 static DEFINE_MUTEX(blkcg_pol_register_mutex);
45 static DEFINE_MUTEX(blkcg_pol_mutex);
46
47 struct blkcg blkcg_root;
48 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_root);
49
50 struct cgroup_subsys_state * const blkcg_root_css = &blkcg_root.css;
51 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_root_css);
52
53 static struct blkcg_policy *blkcg_policy[BLKCG_MAX_POLS];
54
55 static LIST_HEAD(all_blkcgs);           /* protected by blkcg_pol_mutex */
56
57 bool blkcg_debug_stats = false;
58
59 #define BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE  64
60
61 /*
62  * Lockless lists for tracking IO stats update
63  *
64  * New IO stats are stored in the percpu iostat_cpu within blkcg_gq (blkg).
65  * There are multiple blkg's (one for each block device) attached to each
66  * blkcg. The rstat code keeps track of which cpu has IO stats updated,
67  * but it doesn't know which blkg has the updated stats. If there are many
68  * block devices in a system, the cost of iterating all the blkg's to flush
69  * out the IO stats can be high. To reduce such overhead, a set of percpu
70  * lockless lists (lhead) per blkcg are used to track the set of recently
71  * updated iostat_cpu's since the last flush. An iostat_cpu will be put
72  * onto the lockless list on the update side [blk_cgroup_bio_start()] if
73  * not there yet and then removed when being flushed [blkcg_rstat_flush()].
74  * References to blkg are gotten and then put back in the process to
75  * protect against blkg removal.
76  *
77  * Return: 0 if successful or -ENOMEM if allocation fails.
78  */
79 static int init_blkcg_llists(struct blkcg *blkcg)
80 {
81         int cpu;
82
83         blkcg->lhead = alloc_percpu_gfp(struct llist_head, GFP_KERNEL);
84         if (!blkcg->lhead)
85                 return -ENOMEM;
86
87         for_each_possible_cpu(cpu)
88                 init_llist_head(per_cpu_ptr(blkcg->lhead, cpu));
89         return 0;
90 }
91
92 /**
93  * blkcg_css - find the current css
94  *
95  * Find the css associated with either the kthread or the current task.
96  * This may return a dying css, so it is up to the caller to use tryget logic
97  * to confirm it is alive and well.
98  */
99 static struct cgroup_subsys_state *blkcg_css(void)
100 {
101         struct cgroup_subsys_state *css;
102
103         css = kthread_blkcg();
104         if (css)
105                 return css;
106         return task_css(current, io_cgrp_id);
107 }
108
109 static bool blkcg_policy_enabled(struct request_queue *q,
110                                  const struct blkcg_policy *pol)
111 {
112         return pol && test_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
113 }
114
115 static void blkg_free_workfn(struct work_struct *work)
116 {
117         struct blkcg_gq *blkg = container_of(work, struct blkcg_gq,
118                                              free_work);
119         struct request_queue *q = blkg->q;
120         int i;
121
122         /*
123          * pd_free_fn() can also be called from blkcg_deactivate_policy(),
124          * in order to make sure pd_free_fn() is called in order, the deletion
125          * of the list blkg->q_node is delayed to here from blkg_destroy(), and
126          * blkcg_mutex is used to synchronize blkg_free_workfn() and
127          * blkcg_deactivate_policy().
128          */
129         mutex_lock(&q->blkcg_mutex);
130         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
131                 if (blkg->pd[i])
132                         blkcg_policy[i]->pd_free_fn(blkg->pd[i]);
133         if (blkg->parent)
134                 blkg_put(blkg->parent);
135         list_del_init(&blkg->q_node);
136         mutex_unlock(&q->blkcg_mutex);
137
138         blk_put_queue(q);
139         free_percpu(blkg->iostat_cpu);
140         percpu_ref_exit(&blkg->refcnt);
141         kfree(blkg);
142 }
143
144 /**
145  * blkg_free - free a blkg
146  * @blkg: blkg to free
147  *
148  * Free @blkg which may be partially allocated.
149  */
150 static void blkg_free(struct blkcg_gq *blkg)
151 {
152         if (!blkg)
153                 return;
154
155         /*
156          * Both ->pd_free_fn() and request queue's release handler may
157          * sleep, so free us by scheduling one work func
158          */
159         INIT_WORK(&blkg->free_work, blkg_free_workfn);
160         schedule_work(&blkg->free_work);
161 }
162
163 static void __blkg_release(struct rcu_head *rcu)
164 {
165         struct blkcg_gq *blkg = container_of(rcu, struct blkcg_gq, rcu_head);
166
167 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO
168         WARN_ON(!bio_list_empty(&blkg->async_bios));
169 #endif
170
171         /* release the blkcg and parent blkg refs this blkg has been holding */
172         css_put(&blkg->blkcg->css);
173         blkg_free(blkg);
174 }
175
176 /*
177  * A group is RCU protected, but having an rcu lock does not mean that one
178  * can access all the fields of blkg and assume these are valid.  For
179  * example, don't try to follow throtl_data and request queue links.
180  *
181  * Having a reference to blkg under an rcu allows accesses to only values
182  * local to groups like group stats and group rate limits.
183  */
184 static void blkg_release(struct percpu_ref *ref)
185 {
186         struct blkcg_gq *blkg = container_of(ref, struct blkcg_gq, refcnt);
187
188         call_rcu(&blkg->rcu_head, __blkg_release);
189 }
190
191 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO
192 static struct workqueue_struct *blkcg_punt_bio_wq;
193
194 static void blkg_async_bio_workfn(struct work_struct *work)
195 {
196         struct blkcg_gq *blkg = container_of(work, struct blkcg_gq,
197                                              async_bio_work);
198         struct bio_list bios = BIO_EMPTY_LIST;
199         struct bio *bio;
200         struct blk_plug plug;
201         bool need_plug = false;
202
203         /* as long as there are pending bios, @blkg can't go away */
204         spin_lock(&blkg->async_bio_lock);
205         bio_list_merge(&bios, &blkg->async_bios);
206         bio_list_init(&blkg->async_bios);
207         spin_unlock(&blkg->async_bio_lock);
208
209         /* start plug only when bio_list contains at least 2 bios */
210         if (bios.head && bios.head->bi_next) {
211                 need_plug = true;
212                 blk_start_plug(&plug);
213         }
214         while ((bio = bio_list_pop(&bios)))
215                 submit_bio(bio);
216         if (need_plug)
217                 blk_finish_plug(&plug);
218 }
219
220 /*
221  * When a shared kthread issues a bio for a cgroup, doing so synchronously can
222  * lead to priority inversions as the kthread can be trapped waiting for that
223  * cgroup.  Use this helper instead of submit_bio to punt the actual issuing to
224  * a dedicated per-blkcg work item to avoid such priority inversions.
225  */
226 void blkcg_punt_bio_submit(struct bio *bio)
227 {
228         struct blkcg_gq *blkg = bio->bi_blkg;
229
230         if (blkg->parent) {
231                 spin_lock(&blkg->async_bio_lock);
232                 bio_list_add(&blkg->async_bios, bio);
233                 spin_unlock(&blkg->async_bio_lock);
234                 queue_work(blkcg_punt_bio_wq, &blkg->async_bio_work);
235         } else {
236                 /* never bounce for the root cgroup */
237                 submit_bio(bio);
238         }
239 }
240 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_punt_bio_submit);
241
242 static int __init blkcg_punt_bio_init(void)
243 {
244         blkcg_punt_bio_wq = alloc_workqueue("blkcg_punt_bio",
245                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_FREEZABLE |
246                                             WQ_UNBOUND | WQ_SYSFS, 0);
247         if (!blkcg_punt_bio_wq)
248                 return -ENOMEM;
249         return 0;
250 }
251 subsys_initcall(blkcg_punt_bio_init);
252 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO */
253
254 /**
255  * bio_blkcg_css - return the blkcg CSS associated with a bio
256  * @bio: target bio
257  *
258  * This returns the CSS for the blkcg associated with a bio, or %NULL if not
259  * associated. Callers are expected to either handle %NULL or know association
260  * has been done prior to calling this.
261  */
262 struct cgroup_subsys_state *bio_blkcg_css(struct bio *bio)
263 {
264         if (!bio || !bio->bi_blkg)
265                 return NULL;
266         return &bio->bi_blkg->blkcg->css;
267 }
268 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_blkcg_css);
269
270 /**
271  * blkcg_parent - get the parent of a blkcg
272  * @blkcg: blkcg of interest
273  *
274  * Return the parent blkcg of @blkcg.  Can be called anytime.
275  */
276 static inline struct blkcg *blkcg_parent(struct blkcg *blkcg)
277 {
278         return css_to_blkcg(blkcg->css.parent);
279 }
280
281 /**
282  * blkg_alloc - allocate a blkg
283  * @blkcg: block cgroup the new blkg is associated with
284  * @disk: gendisk the new blkg is associated with
285  * @gfp_mask: allocation mask to use
286  *
287  * Allocate a new blkg assocating @blkcg and @q.
288  */
289 static struct blkcg_gq *blkg_alloc(struct blkcg *blkcg, struct gendisk *disk,
290                                    gfp_t gfp_mask)
291 {
292         struct blkcg_gq *blkg;
293         int i, cpu;
294
295         /* alloc and init base part */
296         blkg = kzalloc_node(sizeof(*blkg), gfp_mask, disk->queue->node);
297         if (!blkg)
298                 return NULL;
299         if (percpu_ref_init(&blkg->refcnt, blkg_release, 0, gfp_mask))
300                 goto out_free_blkg;
301         blkg->iostat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct blkg_iostat_set, gfp_mask);
302         if (!blkg->iostat_cpu)
303                 goto out_exit_refcnt;
304         if (!blk_get_queue(disk->queue))
305                 goto out_free_iostat;
306
307         blkg->q = disk->queue;
308         INIT_LIST_HEAD(&blkg->q_node);
309         blkg->blkcg = blkcg;
310 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO
311         spin_lock_init(&blkg->async_bio_lock);
312         bio_list_init(&blkg->async_bios);
313         INIT_WORK(&blkg->async_bio_work, blkg_async_bio_workfn);
314 #endif
315
316         u64_stats_init(&blkg->iostat.sync);
317         for_each_possible_cpu(cpu) {
318                 u64_stats_init(&per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu)->sync);
319                 per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu)->blkg = blkg;
320         }
321
322         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
323                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
324                 struct blkg_policy_data *pd;
325
326                 if (!blkcg_policy_enabled(disk->queue, pol))
327                         continue;
328
329                 /* alloc per-policy data and attach it to blkg */
330                 pd = pol->pd_alloc_fn(disk, blkcg, gfp_mask);
331                 if (!pd)
332                         goto out_free_pds;
333                 blkg->pd[i] = pd;
334                 pd->blkg = blkg;
335                 pd->plid = i;
336                 pd->online = false;
337         }
338
339         return blkg;
340
341 out_free_pds:
342         while (--i >= 0)
343                 if (blkg->pd[i])
344                         blkcg_policy[i]->pd_free_fn(blkg->pd[i]);
345         blk_put_queue(disk->queue);
346 out_free_iostat:
347         free_percpu(blkg->iostat_cpu);
348 out_exit_refcnt:
349         percpu_ref_exit(&blkg->refcnt);
350 out_free_blkg:
351         kfree(blkg);
352         return NULL;
353 }
354
355 /*
356  * If @new_blkg is %NULL, this function tries to allocate a new one as
357  * necessary using %GFP_NOWAIT.  @new_blkg is always consumed on return.
358  */
359 static struct blkcg_gq *blkg_create(struct blkcg *blkcg, struct gendisk *disk,
360                                     struct blkcg_gq *new_blkg)
361 {
362         struct blkcg_gq *blkg;
363         int i, ret;
364
365         lockdep_assert_held(&disk->queue->queue_lock);
366
367         /* request_queue is dying, do not create/recreate a blkg */
368         if (blk_queue_dying(disk->queue)) {
369                 ret = -ENODEV;
370                 goto err_free_blkg;
371         }
372
373         /* blkg holds a reference to blkcg */
374         if (!css_tryget_online(&blkcg->css)) {
375                 ret = -ENODEV;
376                 goto err_free_blkg;
377         }
378
379         /* allocate */
380         if (!new_blkg) {
381                 new_blkg = blkg_alloc(blkcg, disk, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
382                 if (unlikely(!new_blkg)) {
383                         ret = -ENOMEM;
384                         goto err_put_css;
385                 }
386         }
387         blkg = new_blkg;
388
389         /* link parent */
390         if (blkcg_parent(blkcg)) {
391                 blkg->parent = blkg_lookup(blkcg_parent(blkcg), disk->queue);
392                 if (WARN_ON_ONCE(!blkg->parent)) {
393                         ret = -ENODEV;
394                         goto err_put_css;
395                 }
396                 blkg_get(blkg->parent);
397         }
398
399         /* invoke per-policy init */
400         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
401                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
402
403                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_init_fn)
404                         pol->pd_init_fn(blkg->pd[i]);
405         }
406
407         /* insert */
408         spin_lock(&blkcg->lock);
409         ret = radix_tree_insert(&blkcg->blkg_tree, disk->queue->id, blkg);
410         if (likely(!ret)) {
411                 hlist_add_head_rcu(&blkg->blkcg_node, &blkcg->blkg_list);
412                 list_add(&blkg->q_node, &disk->queue->blkg_list);
413
414                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
415                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
416
417                         if (blkg->pd[i]) {
418                                 if (pol->pd_online_fn)
419                                         pol->pd_online_fn(blkg->pd[i]);
420                                 blkg->pd[i]->online = true;
421                         }
422                 }
423         }
424         blkg->online = true;
425         spin_unlock(&blkcg->lock);
426
427         if (!ret)
428                 return blkg;
429
430         /* @blkg failed fully initialized, use the usual release path */
431         blkg_put(blkg);
432         return ERR_PTR(ret);
433
434 err_put_css:
435         css_put(&blkcg->css);
436 err_free_blkg:
437         if (new_blkg)
438                 blkg_free(new_blkg);
439         return ERR_PTR(ret);
440 }
441
442 /**
443  * blkg_lookup_create - lookup blkg, try to create one if not there
444  * @blkcg: blkcg of interest
445  * @disk: gendisk of interest
446  *
447  * Lookup blkg for the @blkcg - @disk pair.  If it doesn't exist, try to
448  * create one.  blkg creation is performed recursively from blkcg_root such
449  * that all non-root blkg's have access to the parent blkg.  This function
450  * should be called under RCU read lock and takes @disk->queue->queue_lock.
451  *
452  * Returns the blkg or the closest blkg if blkg_create() fails as it walks
453  * down from root.
454  */
455 static struct blkcg_gq *blkg_lookup_create(struct blkcg *blkcg,
456                 struct gendisk *disk)
457 {
458         struct request_queue *q = disk->queue;
459         struct blkcg_gq *blkg;
460         unsigned long flags;
461
462         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
463
464         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
465         if (blkg)
466                 return blkg;
467
468         spin_lock_irqsave(&q->queue_lock, flags);
469         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
470         if (blkg) {
471                 if (blkcg != &blkcg_root &&
472                     blkg != rcu_dereference(blkcg->blkg_hint))
473                         rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, blkg);
474                 goto found;
475         }
476
477         /*
478          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
479          * non-root blkgs have access to their parents.  Returns the closest
480          * blkg to the intended blkg should blkg_create() fail.
481          */
482         while (true) {
483                 struct blkcg *pos = blkcg;
484                 struct blkcg *parent = blkcg_parent(blkcg);
485                 struct blkcg_gq *ret_blkg = q->root_blkg;
486
487                 while (parent) {
488                         blkg = blkg_lookup(parent, q);
489                         if (blkg) {
490                                 /* remember closest blkg */
491                                 ret_blkg = blkg;
492                                 break;
493                         }
494                         pos = parent;
495                         parent = blkcg_parent(parent);
496                 }
497
498                 blkg = blkg_create(pos, disk, NULL);
499                 if (IS_ERR(blkg)) {
500                         blkg = ret_blkg;
501                         break;
502                 }
503                 if (pos == blkcg)
504                         break;
505         }
506
507 found:
508         spin_unlock_irqrestore(&q->queue_lock, flags);
509         return blkg;
510 }
511
512 static void blkg_destroy(struct blkcg_gq *blkg)
513 {
514         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
515         int i;
516
517         lockdep_assert_held(&blkg->q->queue_lock);
518         lockdep_assert_held(&blkcg->lock);
519
520         /*
521          * blkg stays on the queue list until blkg_free_workfn(), see details in
522          * blkg_free_workfn(), hence this function can be called from
523          * blkcg_destroy_blkgs() first and again from blkg_destroy_all() before
524          * blkg_free_workfn().
525          */
526         if (hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node))
527                 return;
528
529         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
530                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
531
532                 if (blkg->pd[i] && blkg->pd[i]->online) {
533                         blkg->pd[i]->online = false;
534                         if (pol->pd_offline_fn)
535                                 pol->pd_offline_fn(blkg->pd[i]);
536                 }
537         }
538
539         blkg->online = false;
540
541         radix_tree_delete(&blkcg->blkg_tree, blkg->q->id);
542         hlist_del_init_rcu(&blkg->blkcg_node);
543
544         /*
545          * Both setting lookup hint to and clearing it from @blkg are done
546          * under queue_lock.  If it's not pointing to @blkg now, it never
547          * will.  Hint assignment itself can race safely.
548          */
549         if (rcu_access_pointer(blkcg->blkg_hint) == blkg)
550                 rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, NULL);
551
552         /*
553          * Put the reference taken at the time of creation so that when all
554          * queues are gone, group can be destroyed.
555          */
556         percpu_ref_kill(&blkg->refcnt);
557 }
558
559 static void blkg_destroy_all(struct gendisk *disk)
560 {
561         struct request_queue *q = disk->queue;
562         struct blkcg_gq *blkg, *n;
563         int count = BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE;
564
565 restart:
566         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
567         list_for_each_entry_safe(blkg, n, &q->blkg_list, q_node) {
568                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
569
570                 spin_lock(&blkcg->lock);
571                 blkg_destroy(blkg);
572                 spin_unlock(&blkcg->lock);
573
574                 /*
575                  * in order to avoid holding the spin lock for too long, release
576                  * it when a batch of blkgs are destroyed.
577                  */
578                 if (!(--count)) {
579                         count = BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE;
580                         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
581                         cond_resched();
582                         goto restart;
583                 }
584         }
585
586         q->root_blkg = NULL;
587         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
588 }
589
590 static int blkcg_reset_stats(struct cgroup_subsys_state *css,
591                              struct cftype *cftype, u64 val)
592 {
593         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
594         struct blkcg_gq *blkg;
595         int i, cpu;
596
597         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
598         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
599
600         /*
601          * Note that stat reset is racy - it doesn't synchronize against
602          * stat updates.  This is a debug feature which shouldn't exist
603          * anyway.  If you get hit by a race, retry.
604          */
605         hlist_for_each_entry(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
606                 for_each_possible_cpu(cpu) {
607                         struct blkg_iostat_set *bis =
608                                 per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu);
609                         memset(bis, 0, sizeof(*bis));
610                 }
611                 memset(&blkg->iostat, 0, sizeof(blkg->iostat));
612
613                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
614                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
615
616                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_reset_stats_fn)
617                                 pol->pd_reset_stats_fn(blkg->pd[i]);
618                 }
619         }
620
621         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
622         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
623         return 0;
624 }
625
626 const char *blkg_dev_name(struct blkcg_gq *blkg)
627 {
628         if (!blkg->q->disk)
629                 return NULL;
630         return bdi_dev_name(blkg->q->disk->bdi);
631 }
632
633 /**
634  * blkcg_print_blkgs - helper for printing per-blkg data
635  * @sf: seq_file to print to
636  * @blkcg: blkcg of interest
637  * @prfill: fill function to print out a blkg
638  * @pol: policy in question
639  * @data: data to be passed to @prfill
640  * @show_total: to print out sum of prfill return values or not
641  *
642  * This function invokes @prfill on each blkg of @blkcg if pd for the
643  * policy specified by @pol exists.  @prfill is invoked with @sf, the
644  * policy data and @data and the matching queue lock held.  If @show_total
645  * is %true, the sum of the return values from @prfill is printed with
646  * "Total" label at the end.
647  *
648  * This is to be used to construct print functions for
649  * cftype->read_seq_string method.
650  */
651 void blkcg_print_blkgs(struct seq_file *sf, struct blkcg *blkcg,
652                        u64 (*prfill)(struct seq_file *,
653                                      struct blkg_policy_data *, int),
654                        const struct blkcg_policy *pol, int data,
655                        bool show_total)
656 {
657         struct blkcg_gq *blkg;
658         u64 total = 0;
659
660         rcu_read_lock();
661         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
662                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
663                 if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol))
664                         total += prfill(sf, blkg->pd[pol->plid], data);
665                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
666         }
667         rcu_read_unlock();
668
669         if (show_total)
670                 seq_printf(sf, "Total %llu\n", (unsigned long long)total);
671 }
672 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_print_blkgs);
673
674 /**
675  * __blkg_prfill_u64 - prfill helper for a single u64 value
676  * @sf: seq_file to print to
677  * @pd: policy private data of interest
678  * @v: value to print
679  *
680  * Print @v to @sf for the device associated with @pd.
681  */
682 u64 __blkg_prfill_u64(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, u64 v)
683 {
684         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
685
686         if (!dname)
687                 return 0;
688
689         seq_printf(sf, "%s %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
690         return v;
691 }
692 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_u64);
693
694 /**
695  * blkg_conf_init - initialize a blkg_conf_ctx
696  * @ctx: blkg_conf_ctx to initialize
697  * @input: input string
698  *
699  * Initialize @ctx which can be used to parse blkg config input string @input.
700  * Once initialized, @ctx can be used with blkg_conf_open_bdev() and
701  * blkg_conf_prep(), and must be cleaned up with blkg_conf_exit().
702  */
703 void blkg_conf_init(struct blkg_conf_ctx *ctx, char *input)
704 {
705         *ctx = (struct blkg_conf_ctx){ .input = input };
706 }
707 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_init);
708
709 /**
710  * blkg_conf_open_bdev - parse and open bdev for per-blkg config update
711  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
712  *
713  * Parse the device node prefix part, MAJ:MIN, of per-blkg config update from
714  * @ctx->input and get and store the matching bdev in @ctx->bdev. @ctx->body is
715  * set to point past the device node prefix.
716  *
717  * This function may be called multiple times on @ctx and the extra calls become
718  * NOOPs. blkg_conf_prep() implicitly calls this function. Use this function
719  * explicitly if bdev access is needed without resolving the blkcg / policy part
720  * of @ctx->input. Returns -errno on error.
721  */
722 int blkg_conf_open_bdev(struct blkg_conf_ctx *ctx)
723 {
724         char *input = ctx->input;
725         unsigned int major, minor;
726         struct block_device *bdev;
727         int key_len;
728
729         if (ctx->bdev)
730                 return 0;
731
732         if (sscanf(input, "%u:%u%n", &major, &minor, &key_len) != 2)
733                 return -EINVAL;
734
735         input += key_len;
736         if (!isspace(*input))
737                 return -EINVAL;
738         input = skip_spaces(input);
739
740         bdev = blkdev_get_no_open(MKDEV(major, minor));
741         if (!bdev)
742                 return -ENODEV;
743         if (bdev_is_partition(bdev)) {
744                 blkdev_put_no_open(bdev);
745                 return -ENODEV;
746         }
747
748         ctx->body = input;
749         ctx->bdev = bdev;
750         return 0;
751 }
752
753 /**
754  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
755  * @blkcg: target block cgroup
756  * @pol: target policy
757  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
758  *
759  * Parse per-blkg config update from @ctx->input and initialize @ctx
760  * accordingly. On success, @ctx->body points to the part of @ctx->input
761  * following MAJ:MIN, @ctx->bdev points to the target block device and
762  * @ctx->blkg to the blkg being configured.
763  *
764  * blkg_conf_open_bdev() may be called on @ctx beforehand. On success, this
765  * function returns with queue lock held and must be followed by
766  * blkg_conf_exit().
767  */
768 int blkg_conf_prep(struct blkcg *blkcg, const struct blkcg_policy *pol,
769                    struct blkg_conf_ctx *ctx)
770         __acquires(&bdev->bd_queue->queue_lock)
771 {
772         struct gendisk *disk;
773         struct request_queue *q;
774         struct blkcg_gq *blkg;
775         int ret;
776
777         ret = blkg_conf_open_bdev(ctx);
778         if (ret)
779                 return ret;
780
781         disk = ctx->bdev->bd_disk;
782         q = disk->queue;
783
784         /*
785          * blkcg_deactivate_policy() requires queue to be frozen, we can grab
786          * q_usage_counter to prevent concurrent with blkcg_deactivate_policy().
787          */
788         ret = blk_queue_enter(q, 0);
789         if (ret)
790                 goto fail;
791
792         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
793
794         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol)) {
795                 ret = -EOPNOTSUPP;
796                 goto fail_unlock;
797         }
798
799         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
800         if (blkg)
801                 goto success;
802
803         /*
804          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
805          * non-root blkgs have access to their parents.
806          */
807         while (true) {
808                 struct blkcg *pos = blkcg;
809                 struct blkcg *parent;
810                 struct blkcg_gq *new_blkg;
811
812                 parent = blkcg_parent(blkcg);
813                 while (parent && !blkg_lookup(parent, q)) {
814                         pos = parent;
815                         parent = blkcg_parent(parent);
816                 }
817
818                 /* Drop locks to do new blkg allocation with GFP_KERNEL. */
819                 spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
820
821                 new_blkg = blkg_alloc(pos, disk, GFP_KERNEL);
822                 if (unlikely(!new_blkg)) {
823                         ret = -ENOMEM;
824                         goto fail_exit_queue;
825                 }
826
827                 if (radix_tree_preload(GFP_KERNEL)) {
828                         blkg_free(new_blkg);
829                         ret = -ENOMEM;
830                         goto fail_exit_queue;
831                 }
832
833                 spin_lock_irq(&q->queue_lock);
834
835                 if (!blkcg_policy_enabled(q, pol)) {
836                         blkg_free(new_blkg);
837                         ret = -EOPNOTSUPP;
838                         goto fail_preloaded;
839                 }
840
841                 blkg = blkg_lookup(pos, q);
842                 if (blkg) {
843                         blkg_free(new_blkg);
844                 } else {
845                         blkg = blkg_create(pos, disk, new_blkg);
846                         if (IS_ERR(blkg)) {
847                                 ret = PTR_ERR(blkg);
848                                 goto fail_preloaded;
849                         }
850                 }
851
852                 radix_tree_preload_end();
853
854                 if (pos == blkcg)
855                         goto success;
856         }
857 success:
858         blk_queue_exit(q);
859         ctx->blkg = blkg;
860         return 0;
861
862 fail_preloaded:
863         radix_tree_preload_end();
864 fail_unlock:
865         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
866 fail_exit_queue:
867         blk_queue_exit(q);
868 fail:
869         /*
870          * If queue was bypassing, we should retry.  Do so after a
871          * short msleep().  It isn't strictly necessary but queue
872          * can be bypassing for some time and it's always nice to
873          * avoid busy looping.
874          */
875         if (ret == -EBUSY) {
876                 msleep(10);
877                 ret = restart_syscall();
878         }
879         return ret;
880 }
881 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_prep);
882
883 /**
884  * blkg_conf_exit - clean up per-blkg config update
885  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
886  *
887  * Clean up after per-blkg config update. This function must be called on all
888  * blkg_conf_ctx's initialized with blkg_conf_init().
889  */
890 void blkg_conf_exit(struct blkg_conf_ctx *ctx)
891         __releases(&ctx->bdev->bd_queue->queue_lock)
892 {
893         if (ctx->blkg) {
894                 spin_unlock_irq(&bdev_get_queue(ctx->bdev)->queue_lock);
895                 ctx->blkg = NULL;
896         }
897
898         if (ctx->bdev) {
899                 blkdev_put_no_open(ctx->bdev);
900                 ctx->body = NULL;
901                 ctx->bdev = NULL;
902         }
903 }
904 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_exit);
905
906 static void blkg_iostat_set(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
907 {
908         int i;
909
910         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
911                 dst->bytes[i] = src->bytes[i];
912                 dst->ios[i] = src->ios[i];
913         }
914 }
915
916 static void blkg_iostat_add(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
917 {
918         int i;
919
920         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
921                 dst->bytes[i] += src->bytes[i];
922                 dst->ios[i] += src->ios[i];
923         }
924 }
925
926 static void blkg_iostat_sub(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
927 {
928         int i;
929
930         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
931                 dst->bytes[i] -= src->bytes[i];
932                 dst->ios[i] -= src->ios[i];
933         }
934 }
935
936 static void blkcg_iostat_update(struct blkcg_gq *blkg, struct blkg_iostat *cur,
937                                 struct blkg_iostat *last)
938 {
939         struct blkg_iostat delta;
940         unsigned long flags;
941
942         /* propagate percpu delta to global */
943         flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&blkg->iostat.sync);
944         blkg_iostat_set(&delta, cur);
945         blkg_iostat_sub(&delta, last);
946         blkg_iostat_add(&blkg->iostat.cur, &delta);
947         blkg_iostat_add(last, &delta);
948         u64_stats_update_end_irqrestore(&blkg->iostat.sync, flags);
949 }
950
951 static void blkcg_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
952 {
953         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
954         struct llist_head *lhead = per_cpu_ptr(blkcg->lhead, cpu);
955         struct llist_node *lnode;
956         struct blkg_iostat_set *bisc, *next_bisc;
957
958         /* Root-level stats are sourced from system-wide IO stats */
959         if (!cgroup_parent(css->cgroup))
960                 return;
961
962         rcu_read_lock();
963
964         lnode = llist_del_all(lhead);
965         if (!lnode)
966                 goto out;
967
968         /*
969          * Iterate only the iostat_cpu's queued in the lockless list.
970          */
971         llist_for_each_entry_safe(bisc, next_bisc, lnode, lnode) {
972                 struct blkcg_gq *blkg = bisc->blkg;
973                 struct blkcg_gq *parent = blkg->parent;
974                 struct blkg_iostat cur;
975                 unsigned int seq;
976
977                 WRITE_ONCE(bisc->lqueued, false);
978
979                 /* fetch the current per-cpu values */
980                 do {
981                         seq = u64_stats_fetch_begin(&bisc->sync);
982                         blkg_iostat_set(&cur, &bisc->cur);
983                 } while (u64_stats_fetch_retry(&bisc->sync, seq));
984
985                 blkcg_iostat_update(blkg, &cur, &bisc->last);
986
987                 /* propagate global delta to parent (unless that's root) */
988                 if (parent && parent->parent)
989                         blkcg_iostat_update(parent, &blkg->iostat.cur,
990                                             &blkg->iostat.last);
991                 percpu_ref_put(&blkg->refcnt);
992         }
993
994 out:
995         rcu_read_unlock();
996 }
997
998 /*
999  * We source root cgroup stats from the system-wide stats to avoid
1000  * tracking the same information twice and incurring overhead when no
1001  * cgroups are defined. For that reason, cgroup_rstat_flush in
1002  * blkcg_print_stat does not actually fill out the iostat in the root
1003  * cgroup's blkcg_gq.
1004  *
1005  * However, we would like to re-use the printing code between the root and
1006  * non-root cgroups to the extent possible. For that reason, we simulate
1007  * flushing the root cgroup's stats by explicitly filling in the iostat
1008  * with disk level statistics.
1009  */
1010 static void blkcg_fill_root_iostats(void)
1011 {
1012         struct class_dev_iter iter;
1013         struct device *dev;
1014
1015         class_dev_iter_init(&iter, &block_class, NULL, &disk_type);
1016         while ((dev = class_dev_iter_next(&iter))) {
1017                 struct block_device *bdev = dev_to_bdev(dev);
1018                 struct blkcg_gq *blkg = bdev->bd_disk->queue->root_blkg;
1019                 struct blkg_iostat tmp;
1020                 int cpu;
1021                 unsigned long flags;
1022
1023                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1024                 for_each_possible_cpu(cpu) {
1025                         struct disk_stats *cpu_dkstats;
1026
1027                         cpu_dkstats = per_cpu_ptr(bdev->bd_stats, cpu);
1028                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_READ] +=
1029                                 cpu_dkstats->ios[STAT_READ];
1030                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_WRITE] +=
1031                                 cpu_dkstats->ios[STAT_WRITE];
1032                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_DISCARD] +=
1033                                 cpu_dkstats->ios[STAT_DISCARD];
1034                         // convert sectors to bytes
1035                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_READ] +=
1036                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_READ] << 9;
1037                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_WRITE] +=
1038                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_WRITE] << 9;
1039                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_DISCARD] +=
1040                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_DISCARD] << 9;
1041                 }
1042
1043                 flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&blkg->iostat.sync);
1044                 blkg_iostat_set(&blkg->iostat.cur, &tmp);
1045                 u64_stats_update_end_irqrestore(&blkg->iostat.sync, flags);
1046         }
1047 }
1048
1049 static void blkcg_print_one_stat(struct blkcg_gq *blkg, struct seq_file *s)
1050 {
1051         struct blkg_iostat_set *bis = &blkg->iostat;
1052         u64 rbytes, wbytes, rios, wios, dbytes, dios;
1053         const char *dname;
1054         unsigned seq;
1055         int i;
1056
1057         if (!blkg->online)
1058                 return;
1059
1060         dname = blkg_dev_name(blkg);
1061         if (!dname)
1062                 return;
1063
1064         seq_printf(s, "%s ", dname);
1065
1066         do {
1067                 seq = u64_stats_fetch_begin(&bis->sync);
1068
1069                 rbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_READ];
1070                 wbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_WRITE];
1071                 dbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
1072                 rios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_READ];
1073                 wios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_WRITE];
1074                 dios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
1075         } while (u64_stats_fetch_retry(&bis->sync, seq));
1076
1077         if (rbytes || wbytes || rios || wios) {
1078                 seq_printf(s, "rbytes=%llu wbytes=%llu rios=%llu wios=%llu dbytes=%llu dios=%llu",
1079                         rbytes, wbytes, rios, wios,
1080                         dbytes, dios);
1081         }
1082
1083         if (blkcg_debug_stats && atomic_read(&blkg->use_delay)) {
1084                 seq_printf(s, " use_delay=%d delay_nsec=%llu",
1085                         atomic_read(&blkg->use_delay),
1086                         atomic64_read(&blkg->delay_nsec));
1087         }
1088
1089         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
1090                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1091
1092                 if (!blkg->pd[i] || !pol->pd_stat_fn)
1093                         continue;
1094
1095                 pol->pd_stat_fn(blkg->pd[i], s);
1096         }
1097
1098         seq_puts(s, "\n");
1099 }
1100
1101 static int blkcg_print_stat(struct seq_file *sf, void *v)
1102 {
1103         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(seq_css(sf));
1104         struct blkcg_gq *blkg;
1105
1106         if (!seq_css(sf)->parent)
1107                 blkcg_fill_root_iostats();
1108         else
1109                 cgroup_rstat_flush(blkcg->css.cgroup);
1110
1111         rcu_read_lock();
1112         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
1113                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
1114                 blkcg_print_one_stat(blkg, sf);
1115                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
1116         }
1117         rcu_read_unlock();
1118         return 0;
1119 }
1120
1121 static struct cftype blkcg_files[] = {
1122         {
1123                 .name = "stat",
1124                 .seq_show = blkcg_print_stat,
1125         },
1126         { }     /* terminate */
1127 };
1128
1129 static struct cftype blkcg_legacy_files[] = {
1130         {
1131                 .name = "reset_stats",
1132                 .write_u64 = blkcg_reset_stats,
1133         },
1134         { }     /* terminate */
1135 };
1136
1137 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
1138 struct list_head *blkcg_get_cgwb_list(struct cgroup_subsys_state *css)
1139 {
1140         return &css_to_blkcg(css)->cgwb_list;
1141 }
1142 #endif
1143
1144 /*
1145  * blkcg destruction is a three-stage process.
1146  *
1147  * 1. Destruction starts.  The blkcg_css_offline() callback is invoked
1148  *    which offlines writeback.  Here we tie the next stage of blkg destruction
1149  *    to the completion of writeback associated with the blkcg.  This lets us
1150  *    avoid punting potentially large amounts of outstanding writeback to root
1151  *    while maintaining any ongoing policies.  The next stage is triggered when
1152  *    the nr_cgwbs count goes to zero.
1153  *
1154  * 2. When the nr_cgwbs count goes to zero, blkcg_destroy_blkgs() is called
1155  *    and handles the destruction of blkgs.  Here the css reference held by
1156  *    the blkg is put back eventually allowing blkcg_css_free() to be called.
1157  *    This work may occur in cgwb_release_workfn() on the cgwb_release
1158  *    workqueue.  Any submitted ios that fail to get the blkg ref will be
1159  *    punted to the root_blkg.
1160  *
1161  * 3. Once the blkcg ref count goes to zero, blkcg_css_free() is called.
1162  *    This finally frees the blkcg.
1163  */
1164
1165 /**
1166  * blkcg_destroy_blkgs - responsible for shooting down blkgs
1167  * @blkcg: blkcg of interest
1168  *
1169  * blkgs should be removed while holding both q and blkcg locks.  As blkcg lock
1170  * is nested inside q lock, this function performs reverse double lock dancing.
1171  * Destroying the blkgs releases the reference held on the blkcg's css allowing
1172  * blkcg_css_free to eventually be called.
1173  *
1174  * This is the blkcg counterpart of ioc_release_fn().
1175  */
1176 static void blkcg_destroy_blkgs(struct blkcg *blkcg)
1177 {
1178         might_sleep();
1179
1180         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1181
1182         while (!hlist_empty(&blkcg->blkg_list)) {
1183                 struct blkcg_gq *blkg = hlist_entry(blkcg->blkg_list.first,
1184                                                 struct blkcg_gq, blkcg_node);
1185                 struct request_queue *q = blkg->q;
1186
1187                 if (need_resched() || !spin_trylock(&q->queue_lock)) {
1188                         /*
1189                          * Given that the system can accumulate a huge number
1190                          * of blkgs in pathological cases, check to see if we
1191                          * need to rescheduling to avoid softlockup.
1192                          */
1193                         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1194                         cond_resched();
1195                         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1196                         continue;
1197                 }
1198
1199                 blkg_destroy(blkg);
1200                 spin_unlock(&q->queue_lock);
1201         }
1202
1203         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1204 }
1205
1206 /**
1207  * blkcg_pin_online - pin online state
1208  * @blkcg_css: blkcg of interest
1209  *
1210  * While pinned, a blkcg is kept online.  This is primarily used to
1211  * impedance-match blkg and cgwb lifetimes so that blkg doesn't go offline
1212  * while an associated cgwb is still active.
1213  */
1214 void blkcg_pin_online(struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1215 {
1216         refcount_inc(&css_to_blkcg(blkcg_css)->online_pin);
1217 }
1218
1219 /**
1220  * blkcg_unpin_online - unpin online state
1221  * @blkcg_css: blkcg of interest
1222  *
1223  * This is primarily used to impedance-match blkg and cgwb lifetimes so
1224  * that blkg doesn't go offline while an associated cgwb is still active.
1225  * When this count goes to zero, all active cgwbs have finished so the
1226  * blkcg can continue destruction by calling blkcg_destroy_blkgs().
1227  */
1228 void blkcg_unpin_online(struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1229 {
1230         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(blkcg_css);
1231
1232         do {
1233                 if (!refcount_dec_and_test(&blkcg->online_pin))
1234                         break;
1235                 blkcg_destroy_blkgs(blkcg);
1236                 blkcg = blkcg_parent(blkcg);
1237         } while (blkcg);
1238 }
1239
1240 /**
1241  * blkcg_css_offline - cgroup css_offline callback
1242  * @css: css of interest
1243  *
1244  * This function is called when @css is about to go away.  Here the cgwbs are
1245  * offlined first and only once writeback associated with the blkcg has
1246  * finished do we start step 2 (see above).
1247  */
1248 static void blkcg_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
1249 {
1250         /* this prevents anyone from attaching or migrating to this blkcg */
1251         wb_blkcg_offline(css);
1252
1253         /* put the base online pin allowing step 2 to be triggered */
1254         blkcg_unpin_online(css);
1255 }
1256
1257 static void blkcg_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
1258 {
1259         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
1260         int i;
1261
1262         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1263
1264         list_del(&blkcg->all_blkcgs_node);
1265
1266         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1267                 if (blkcg->cpd[i])
1268                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1269
1270         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1271
1272         free_percpu(blkcg->lhead);
1273         kfree(blkcg);
1274 }
1275
1276 static struct cgroup_subsys_state *
1277 blkcg_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
1278 {
1279         struct blkcg *blkcg;
1280         int i;
1281
1282         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1283
1284         if (!parent_css) {
1285                 blkcg = &blkcg_root;
1286         } else {
1287                 blkcg = kzalloc(sizeof(*blkcg), GFP_KERNEL);
1288                 if (!blkcg)
1289                         goto unlock;
1290         }
1291
1292         if (init_blkcg_llists(blkcg))
1293                 goto free_blkcg;
1294
1295         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS ; i++) {
1296                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1297                 struct blkcg_policy_data *cpd;
1298
1299                 /*
1300                  * If the policy hasn't been attached yet, wait for it
1301                  * to be attached before doing anything else. Otherwise,
1302                  * check if the policy requires any specific per-cgroup
1303                  * data: if it does, allocate and initialize it.
1304                  */
1305                 if (!pol || !pol->cpd_alloc_fn)
1306                         continue;
1307
1308                 cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1309                 if (!cpd)
1310                         goto free_pd_blkcg;
1311
1312                 blkcg->cpd[i] = cpd;
1313                 cpd->blkcg = blkcg;
1314                 cpd->plid = i;
1315         }
1316
1317         spin_lock_init(&blkcg->lock);
1318         refcount_set(&blkcg->online_pin, 1);
1319         INIT_RADIX_TREE(&blkcg->blkg_tree, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1320         INIT_HLIST_HEAD(&blkcg->blkg_list);
1321 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
1322         INIT_LIST_HEAD(&blkcg->cgwb_list);
1323 #endif
1324         list_add_tail(&blkcg->all_blkcgs_node, &all_blkcgs);
1325
1326         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1327         return &blkcg->css;
1328
1329 free_pd_blkcg:
1330         for (i--; i >= 0; i--)
1331                 if (blkcg->cpd[i])
1332                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1333         free_percpu(blkcg->lhead);
1334 free_blkcg:
1335         if (blkcg != &blkcg_root)
1336                 kfree(blkcg);
1337 unlock:
1338         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1339         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1340 }
1341
1342 static int blkcg_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
1343 {
1344         struct blkcg *parent = blkcg_parent(css_to_blkcg(css));
1345
1346         /*
1347          * blkcg_pin_online() is used to delay blkcg offline so that blkgs
1348          * don't go offline while cgwbs are still active on them.  Pin the
1349          * parent so that offline always happens towards the root.
1350          */
1351         if (parent)
1352                 blkcg_pin_online(&parent->css);
1353         return 0;
1354 }
1355
1356 int blkcg_init_disk(struct gendisk *disk)
1357 {
1358         struct request_queue *q = disk->queue;
1359         struct blkcg_gq *new_blkg, *blkg;
1360         bool preloaded;
1361         int ret;
1362
1363         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
1364         mutex_init(&q->blkcg_mutex);
1365
1366         new_blkg = blkg_alloc(&blkcg_root, disk, GFP_KERNEL);
1367         if (!new_blkg)
1368                 return -ENOMEM;
1369
1370         preloaded = !radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
1371
1372         /* Make sure the root blkg exists. */
1373         /* spin_lock_irq can serve as RCU read-side critical section. */
1374         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1375         blkg = blkg_create(&blkcg_root, disk, new_blkg);
1376         if (IS_ERR(blkg))
1377                 goto err_unlock;
1378         q->root_blkg = blkg;
1379         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1380
1381         if (preloaded)
1382                 radix_tree_preload_end();
1383
1384         ret = blk_ioprio_init(disk);
1385         if (ret)
1386                 goto err_destroy_all;
1387
1388         ret = blk_throtl_init(disk);
1389         if (ret)
1390                 goto err_ioprio_exit;
1391
1392         return 0;
1393
1394 err_ioprio_exit:
1395         blk_ioprio_exit(disk);
1396 err_destroy_all:
1397         blkg_destroy_all(disk);
1398         return ret;
1399 err_unlock:
1400         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1401         if (preloaded)
1402                 radix_tree_preload_end();
1403         return PTR_ERR(blkg);
1404 }
1405
1406 void blkcg_exit_disk(struct gendisk *disk)
1407 {
1408         blkg_destroy_all(disk);
1409         blk_throtl_exit(disk);
1410 }
1411
1412 static void blkcg_exit(struct task_struct *tsk)
1413 {
1414         if (tsk->throttle_disk)
1415                 put_disk(tsk->throttle_disk);
1416         tsk->throttle_disk = NULL;
1417 }
1418
1419 struct cgroup_subsys io_cgrp_subsys = {
1420         .css_alloc = blkcg_css_alloc,
1421         .css_online = blkcg_css_online,
1422         .css_offline = blkcg_css_offline,
1423         .css_free = blkcg_css_free,
1424         .css_rstat_flush = blkcg_rstat_flush,
1425         .dfl_cftypes = blkcg_files,
1426         .legacy_cftypes = blkcg_legacy_files,
1427         .legacy_name = "blkio",
1428         .exit = blkcg_exit,
1429 #ifdef CONFIG_MEMCG
1430         /*
1431          * This ensures that, if available, memcg is automatically enabled
1432          * together on the default hierarchy so that the owner cgroup can
1433          * be retrieved from writeback pages.
1434          */
1435         .depends_on = 1 << memory_cgrp_id,
1436 #endif
1437 };
1438 EXPORT_SYMBOL_GPL(io_cgrp_subsys);
1439
1440 /**
1441  * blkcg_activate_policy - activate a blkcg policy on a gendisk
1442  * @disk: gendisk of interest
1443  * @pol: blkcg policy to activate
1444  *
1445  * Activate @pol on @disk.  Requires %GFP_KERNEL context.  @disk goes through
1446  * bypass mode to populate its blkgs with policy_data for @pol.
1447  *
1448  * Activation happens with @disk bypassed, so nobody would be accessing blkgs
1449  * from IO path.  Update of each blkg is protected by both queue and blkcg
1450  * locks so that holding either lock and testing blkcg_policy_enabled() is
1451  * always enough for dereferencing policy data.
1452  *
1453  * The caller is responsible for synchronizing [de]activations and policy
1454  * [un]registerations.  Returns 0 on success, -errno on failure.
1455  */
1456 int blkcg_activate_policy(struct gendisk *disk, const struct blkcg_policy *pol)
1457 {
1458         struct request_queue *q = disk->queue;
1459         struct blkg_policy_data *pd_prealloc = NULL;
1460         struct blkcg_gq *blkg, *pinned_blkg = NULL;
1461         int ret;
1462
1463         if (blkcg_policy_enabled(q, pol))
1464                 return 0;
1465
1466         if (queue_is_mq(q))
1467                 blk_mq_freeze_queue(q);
1468 retry:
1469         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1470
1471         /* blkg_list is pushed at the head, reverse walk to allocate parents first */
1472         list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1473                 struct blkg_policy_data *pd;
1474
1475                 if (blkg->pd[pol->plid])
1476                         continue;
1477
1478                 /* If prealloc matches, use it; otherwise try GFP_NOWAIT */
1479                 if (blkg == pinned_blkg) {
1480                         pd = pd_prealloc;
1481                         pd_prealloc = NULL;
1482                 } else {
1483                         pd = pol->pd_alloc_fn(disk, blkg->blkcg,
1484                                               GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1485                 }
1486
1487                 if (!pd) {
1488                         /*
1489                          * GFP_NOWAIT failed.  Free the existing one and
1490                          * prealloc for @blkg w/ GFP_KERNEL.
1491                          */
1492                         if (pinned_blkg)
1493                                 blkg_put(pinned_blkg);
1494                         blkg_get(blkg);
1495                         pinned_blkg = blkg;
1496
1497                         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1498
1499                         if (pd_prealloc)
1500                                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1501                         pd_prealloc = pol->pd_alloc_fn(disk, blkg->blkcg,
1502                                                        GFP_KERNEL);
1503                         if (pd_prealloc)
1504                                 goto retry;
1505                         else
1506                                 goto enomem;
1507                 }
1508
1509                 blkg->pd[pol->plid] = pd;
1510                 pd->blkg = blkg;
1511                 pd->plid = pol->plid;
1512                 pd->online = false;
1513         }
1514
1515         /* all allocated, init in the same order */
1516         if (pol->pd_init_fn)
1517                 list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node)
1518                         pol->pd_init_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1519
1520         list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1521                 if (pol->pd_online_fn)
1522                         pol->pd_online_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1523                 blkg->pd[pol->plid]->online = true;
1524         }
1525
1526         __set_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1527         ret = 0;
1528
1529         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1530 out:
1531         if (queue_is_mq(q))
1532                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1533         if (pinned_blkg)
1534                 blkg_put(pinned_blkg);
1535         if (pd_prealloc)
1536                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1537         return ret;
1538
1539 enomem:
1540         /* alloc failed, nothing's initialized yet, free everything */
1541         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1542         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1543                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
1544
1545                 spin_lock(&blkcg->lock);
1546                 if (blkg->pd[pol->plid]) {
1547                         pol->pd_free_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1548                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1549                 }
1550                 spin_unlock(&blkcg->lock);
1551         }
1552         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1553         ret = -ENOMEM;
1554         goto out;
1555 }
1556 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_activate_policy);
1557
1558 /**
1559  * blkcg_deactivate_policy - deactivate a blkcg policy on a gendisk
1560  * @disk: gendisk of interest
1561  * @pol: blkcg policy to deactivate
1562  *
1563  * Deactivate @pol on @disk.  Follows the same synchronization rules as
1564  * blkcg_activate_policy().
1565  */
1566 void blkcg_deactivate_policy(struct gendisk *disk,
1567                              const struct blkcg_policy *pol)
1568 {
1569         struct request_queue *q = disk->queue;
1570         struct blkcg_gq *blkg;
1571
1572         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
1573                 return;
1574
1575         if (queue_is_mq(q))
1576                 blk_mq_freeze_queue(q);
1577
1578         mutex_lock(&q->blkcg_mutex);
1579         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1580
1581         __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1582
1583         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1584                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
1585
1586                 spin_lock(&blkcg->lock);
1587                 if (blkg->pd[pol->plid]) {
1588                         if (blkg->pd[pol->plid]->online && pol->pd_offline_fn)
1589                                 pol->pd_offline_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1590                         pol->pd_free_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1591                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1592                 }
1593                 spin_unlock(&blkcg->lock);
1594         }
1595
1596         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1597         mutex_unlock(&q->blkcg_mutex);
1598
1599         if (queue_is_mq(q))
1600                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1601 }
1602 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_deactivate_policy);
1603
1604 static void blkcg_free_all_cpd(struct blkcg_policy *pol)
1605 {
1606         struct blkcg *blkcg;
1607
1608         list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1609                 if (blkcg->cpd[pol->plid]) {
1610                         pol->cpd_free_fn(blkcg->cpd[pol->plid]);
1611                         blkcg->cpd[pol->plid] = NULL;
1612                 }
1613         }
1614 }
1615
1616 /**
1617  * blkcg_policy_register - register a blkcg policy
1618  * @pol: blkcg policy to register
1619  *
1620  * Register @pol with blkcg core.  Might sleep and @pol may be modified on
1621  * successful registration.  Returns 0 on success and -errno on failure.
1622  */
1623 int blkcg_policy_register(struct blkcg_policy *pol)
1624 {
1625         struct blkcg *blkcg;
1626         int i, ret;
1627
1628         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1629         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1630
1631         /* find an empty slot */
1632         ret = -ENOSPC;
1633         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1634                 if (!blkcg_policy[i])
1635                         break;
1636         if (i >= BLKCG_MAX_POLS) {
1637                 pr_warn("blkcg_policy_register: BLKCG_MAX_POLS too small\n");
1638                 goto err_unlock;
1639         }
1640
1641         /* Make sure cpd/pd_alloc_fn and cpd/pd_free_fn in pairs */
1642         if ((!pol->cpd_alloc_fn ^ !pol->cpd_free_fn) ||
1643                 (!pol->pd_alloc_fn ^ !pol->pd_free_fn))
1644                 goto err_unlock;
1645
1646         /* register @pol */
1647         pol->plid = i;
1648         blkcg_policy[pol->plid] = pol;
1649
1650         /* allocate and install cpd's */
1651         if (pol->cpd_alloc_fn) {
1652                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1653                         struct blkcg_policy_data *cpd;
1654
1655                         cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1656                         if (!cpd)
1657                                 goto err_free_cpds;
1658
1659                         blkcg->cpd[pol->plid] = cpd;
1660                         cpd->blkcg = blkcg;
1661                         cpd->plid = pol->plid;
1662                 }
1663         }
1664
1665         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1666
1667         /* everything is in place, add intf files for the new policy */
1668         if (pol->dfl_cftypes)
1669                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1670                                                pol->dfl_cftypes));
1671         if (pol->legacy_cftypes)
1672                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1673                                                   pol->legacy_cftypes));
1674         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1675         return 0;
1676
1677 err_free_cpds:
1678         if (pol->cpd_free_fn)
1679                 blkcg_free_all_cpd(pol);
1680
1681         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1682 err_unlock:
1683         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1684         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1685         return ret;
1686 }
1687 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_register);
1688
1689 /**
1690  * blkcg_policy_unregister - unregister a blkcg policy
1691  * @pol: blkcg policy to unregister
1692  *
1693  * Undo blkcg_policy_register(@pol).  Might sleep.
1694  */
1695 void blkcg_policy_unregister(struct blkcg_policy *pol)
1696 {
1697         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1698
1699         if (WARN_ON(blkcg_policy[pol->plid] != pol))
1700                 goto out_unlock;
1701
1702         /* kill the intf files first */
1703         if (pol->dfl_cftypes)
1704                 cgroup_rm_cftypes(pol->dfl_cftypes);
1705         if (pol->legacy_cftypes)
1706                 cgroup_rm_cftypes(pol->legacy_cftypes);
1707
1708         /* remove cpds and unregister */
1709         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1710
1711         if (pol->cpd_free_fn)
1712                 blkcg_free_all_cpd(pol);
1713
1714         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1715
1716         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1717 out_unlock:
1718         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1719 }
1720 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_unregister);
1721
1722 /*
1723  * Scale the accumulated delay based on how long it has been since we updated
1724  * the delay.  We only call this when we are adding delay, in case it's been a
1725  * while since we added delay, and when we are checking to see if we need to
1726  * delay a task, to account for any delays that may have occurred.
1727  */
1728 static void blkcg_scale_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now)
1729 {
1730         u64 old = atomic64_read(&blkg->delay_start);
1731
1732         /* negative use_delay means no scaling, see blkcg_set_delay() */
1733         if (atomic_read(&blkg->use_delay) < 0)
1734                 return;
1735
1736         /*
1737          * We only want to scale down every second.  The idea here is that we
1738          * want to delay people for min(delay_nsec, NSEC_PER_SEC) in a certain
1739          * time window.  We only want to throttle tasks for recent delay that
1740          * has occurred, in 1 second time windows since that's the maximum
1741          * things can be throttled.  We save the current delay window in
1742          * blkg->last_delay so we know what amount is still left to be charged
1743          * to the blkg from this point onward.  blkg->last_use keeps track of
1744          * the use_delay counter.  The idea is if we're unthrottling the blkg we
1745          * are ok with whatever is happening now, and we can take away more of
1746          * the accumulated delay as we've already throttled enough that
1747          * everybody is happy with their IO latencies.
1748          */
1749         if (time_before64(old + NSEC_PER_SEC, now) &&
1750             atomic64_try_cmpxchg(&blkg->delay_start, &old, now)) {
1751                 u64 cur = atomic64_read(&blkg->delay_nsec);
1752                 u64 sub = min_t(u64, blkg->last_delay, now - old);
1753                 int cur_use = atomic_read(&blkg->use_delay);
1754
1755                 /*
1756                  * We've been unthrottled, subtract a larger chunk of our
1757                  * accumulated delay.
1758                  */
1759                 if (cur_use < blkg->last_use)
1760                         sub = max_t(u64, sub, blkg->last_delay >> 1);
1761
1762                 /*
1763                  * This shouldn't happen, but handle it anyway.  Our delay_nsec
1764                  * should only ever be growing except here where we subtract out
1765                  * min(last_delay, 1 second), but lord knows bugs happen and I'd
1766                  * rather not end up with negative numbers.
1767                  */
1768                 if (unlikely(cur < sub)) {
1769                         atomic64_set(&blkg->delay_nsec, 0);
1770                         blkg->last_delay = 0;
1771                 } else {
1772                         atomic64_sub(sub, &blkg->delay_nsec);
1773                         blkg->last_delay = cur - sub;
1774                 }
1775                 blkg->last_use = cur_use;
1776         }
1777 }
1778
1779 /*
1780  * This is called when we want to actually walk up the hierarchy and check to
1781  * see if we need to throttle, and then actually throttle if there is some
1782  * accumulated delay.  This should only be called upon return to user space so
1783  * we're not holding some lock that would induce a priority inversion.
1784  */
1785 static void blkcg_maybe_throttle_blkg(struct blkcg_gq *blkg, bool use_memdelay)
1786 {
1787         unsigned long pflags;
1788         bool clamp;
1789         u64 now = ktime_to_ns(ktime_get());
1790         u64 exp;
1791         u64 delay_nsec = 0;
1792         int tok;
1793
1794         while (blkg->parent) {
1795                 int use_delay = atomic_read(&blkg->use_delay);
1796
1797                 if (use_delay) {
1798                         u64 this_delay;
1799
1800                         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1801                         this_delay = atomic64_read(&blkg->delay_nsec);
1802                         if (this_delay > delay_nsec) {
1803                                 delay_nsec = this_delay;
1804                                 clamp = use_delay > 0;
1805                         }
1806                 }
1807                 blkg = blkg->parent;
1808         }
1809
1810         if (!delay_nsec)
1811                 return;
1812
1813         /*
1814          * Let's not sleep for all eternity if we've amassed a huge delay.
1815          * Swapping or metadata IO can accumulate 10's of seconds worth of
1816          * delay, and we want userspace to be able to do _something_ so cap the
1817          * delays at 0.25s. If there's 10's of seconds worth of delay then the
1818          * tasks will be delayed for 0.25 second for every syscall. If
1819          * blkcg_set_delay() was used as indicated by negative use_delay, the
1820          * caller is responsible for regulating the range.
1821          */
1822         if (clamp)
1823                 delay_nsec = min_t(u64, delay_nsec, 250 * NSEC_PER_MSEC);
1824
1825         if (use_memdelay)
1826                 psi_memstall_enter(&pflags);
1827
1828         exp = ktime_add_ns(now, delay_nsec);
1829         tok = io_schedule_prepare();
1830         do {
1831                 __set_current_state(TASK_KILLABLE);
1832                 if (!schedule_hrtimeout(&exp, HRTIMER_MODE_ABS))
1833                         break;
1834         } while (!fatal_signal_pending(current));
1835         io_schedule_finish(tok);
1836
1837         if (use_memdelay)
1838                 psi_memstall_leave(&pflags);
1839 }
1840
1841 /**
1842  * blkcg_maybe_throttle_current - throttle the current task if it has been marked
1843  *
1844  * This is only called if we've been marked with set_notify_resume().  Obviously
1845  * we can be set_notify_resume() for reasons other than blkcg throttling, so we
1846  * check to see if current->throttle_disk is set and if not this doesn't do
1847  * anything.  This should only ever be called by the resume code, it's not meant
1848  * to be called by people willy-nilly as it will actually do the work to
1849  * throttle the task if it is setup for throttling.
1850  */
1851 void blkcg_maybe_throttle_current(void)
1852 {
1853         struct gendisk *disk = current->throttle_disk;
1854         struct blkcg *blkcg;
1855         struct blkcg_gq *blkg;
1856         bool use_memdelay = current->use_memdelay;
1857
1858         if (!disk)
1859                 return;
1860
1861         current->throttle_disk = NULL;
1862         current->use_memdelay = false;
1863
1864         rcu_read_lock();
1865         blkcg = css_to_blkcg(blkcg_css());
1866         if (!blkcg)
1867                 goto out;
1868         blkg = blkg_lookup(blkcg, disk->queue);
1869         if (!blkg)
1870                 goto out;
1871         if (!blkg_tryget(blkg))
1872                 goto out;
1873         rcu_read_unlock();
1874
1875         blkcg_maybe_throttle_blkg(blkg, use_memdelay);
1876         blkg_put(blkg);
1877         put_disk(disk);
1878         return;
1879 out:
1880         rcu_read_unlock();
1881 }
1882
1883 /**
1884  * blkcg_schedule_throttle - this task needs to check for throttling
1885  * @disk: disk to throttle
1886  * @use_memdelay: do we charge this to memory delay for PSI
1887  *
1888  * This is called by the IO controller when we know there's delay accumulated
1889  * for the blkg for this task.  We do not pass the blkg because there are places
1890  * we call this that may not have that information, the swapping code for
1891  * instance will only have a block_device at that point.  This set's the
1892  * notify_resume for the task to check and see if it requires throttling before
1893  * returning to user space.
1894  *
1895  * We will only schedule once per syscall.  You can call this over and over
1896  * again and it will only do the check once upon return to user space, and only
1897  * throttle once.  If the task needs to be throttled again it'll need to be
1898  * re-set at the next time we see the task.
1899  */
1900 void blkcg_schedule_throttle(struct gendisk *disk, bool use_memdelay)
1901 {
1902         if (unlikely(current->flags & PF_KTHREAD))
1903                 return;
1904
1905         if (current->throttle_disk != disk) {
1906                 if (test_bit(GD_DEAD, &disk->state))
1907                         return;
1908                 get_device(disk_to_dev(disk));
1909
1910                 if (current->throttle_disk)
1911                         put_disk(current->throttle_disk);
1912                 current->throttle_disk = disk;
1913         }
1914
1915         if (use_memdelay)
1916                 current->use_memdelay = use_memdelay;
1917         set_notify_resume(current);
1918 }
1919
1920 /**
1921  * blkcg_add_delay - add delay to this blkg
1922  * @blkg: blkg of interest
1923  * @now: the current time in nanoseconds
1924  * @delta: how many nanoseconds of delay to add
1925  *
1926  * Charge @delta to the blkg's current delay accumulation.  This is used to
1927  * throttle tasks if an IO controller thinks we need more throttling.
1928  */
1929 void blkcg_add_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now, u64 delta)
1930 {
1931         if (WARN_ON_ONCE(atomic_read(&blkg->use_delay) < 0))
1932                 return;
1933         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1934         atomic64_add(delta, &blkg->delay_nsec);
1935 }
1936
1937 /**
1938  * blkg_tryget_closest - try and get a blkg ref on the closet blkg
1939  * @bio: target bio
1940  * @css: target css
1941  *
1942  * As the failure mode here is to walk up the blkg tree, this ensure that the
1943  * blkg->parent pointers are always valid.  This returns the blkg that it ended
1944  * up taking a reference on or %NULL if no reference was taken.
1945  */
1946 static inline struct blkcg_gq *blkg_tryget_closest(struct bio *bio,
1947                 struct cgroup_subsys_state *css)
1948 {
1949         struct blkcg_gq *blkg, *ret_blkg = NULL;
1950
1951         rcu_read_lock();
1952         blkg = blkg_lookup_create(css_to_blkcg(css), bio->bi_bdev->bd_disk);
1953         while (blkg) {
1954                 if (blkg_tryget(blkg)) {
1955                         ret_blkg = blkg;
1956                         break;
1957                 }
1958                 blkg = blkg->parent;
1959         }
1960         rcu_read_unlock();
1961
1962         return ret_blkg;
1963 }
1964
1965 /**
1966  * bio_associate_blkg_from_css - associate a bio with a specified css
1967  * @bio: target bio
1968  * @css: target css
1969  *
1970  * Associate @bio with the blkg found by combining the css's blkg and the
1971  * request_queue of the @bio.  An association failure is handled by walking up
1972  * the blkg tree.  Therefore, the blkg associated can be anything between @blkg
1973  * and q->root_blkg.  This situation only happens when a cgroup is dying and
1974  * then the remaining bios will spill to the closest alive blkg.
1975  *
1976  * A reference will be taken on the blkg and will be released when @bio is
1977  * freed.
1978  */
1979 void bio_associate_blkg_from_css(struct bio *bio,
1980                                  struct cgroup_subsys_state *css)
1981 {
1982         if (bio->bi_blkg)
1983                 blkg_put(bio->bi_blkg);
1984
1985         if (css && css->parent) {
1986                 bio->bi_blkg = blkg_tryget_closest(bio, css);
1987         } else {
1988                 blkg_get(bdev_get_queue(bio->bi_bdev)->root_blkg);
1989                 bio->bi_blkg = bdev_get_queue(bio->bi_bdev)->root_blkg;
1990         }
1991 }
1992 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg_from_css);
1993
1994 /**
1995  * bio_associate_blkg - associate a bio with a blkg
1996  * @bio: target bio
1997  *
1998  * Associate @bio with the blkg found from the bio's css and request_queue.
1999  * If one is not found, bio_lookup_blkg() creates the blkg.  If a blkg is
2000  * already associated, the css is reused and association redone as the
2001  * request_queue may have changed.
2002  */
2003 void bio_associate_blkg(struct bio *bio)
2004 {
2005         struct cgroup_subsys_state *css;
2006
2007         rcu_read_lock();
2008
2009         if (bio->bi_blkg)
2010                 css = bio_blkcg_css(bio);
2011         else
2012                 css = blkcg_css();
2013
2014         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
2015
2016         rcu_read_unlock();
2017 }
2018 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg);
2019
2020 /**
2021  * bio_clone_blkg_association - clone blkg association from src to dst bio
2022  * @dst: destination bio
2023  * @src: source bio
2024  */
2025 void bio_clone_blkg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
2026 {
2027         if (src->bi_blkg)
2028                 bio_associate_blkg_from_css(dst, bio_blkcg_css(src));
2029 }
2030 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_clone_blkg_association);
2031
2032 static int blk_cgroup_io_type(struct bio *bio)
2033 {
2034         if (op_is_discard(bio->bi_opf))
2035                 return BLKG_IOSTAT_DISCARD;
2036         if (op_is_write(bio->bi_opf))
2037                 return BLKG_IOSTAT_WRITE;
2038         return BLKG_IOSTAT_READ;
2039 }
2040
2041 void blk_cgroup_bio_start(struct bio *bio)
2042 {
2043         struct blkcg *blkcg = bio->bi_blkg->blkcg;
2044         int rwd = blk_cgroup_io_type(bio), cpu;
2045         struct blkg_iostat_set *bis;
2046         unsigned long flags;
2047
2048         /* Root-level stats are sourced from system-wide IO stats */
2049         if (!cgroup_parent(blkcg->css.cgroup))
2050                 return;
2051
2052         cpu = get_cpu();
2053         bis = per_cpu_ptr(bio->bi_blkg->iostat_cpu, cpu);
2054         flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&bis->sync);
2055
2056         /*
2057          * If the bio is flagged with BIO_CGROUP_ACCT it means this is a split
2058          * bio and we would have already accounted for the size of the bio.
2059          */
2060         if (!bio_flagged(bio, BIO_CGROUP_ACCT)) {
2061                 bio_set_flag(bio, BIO_CGROUP_ACCT);
2062                 bis->cur.bytes[rwd] += bio->bi_iter.bi_size;
2063         }
2064         bis->cur.ios[rwd]++;
2065
2066         /*
2067          * If the iostat_cpu isn't in a lockless list, put it into the
2068          * list to indicate that a stat update is pending.
2069          */
2070         if (!READ_ONCE(bis->lqueued)) {
2071                 struct llist_head *lhead = this_cpu_ptr(blkcg->lhead);
2072
2073                 llist_add(&bis->lnode, lhead);
2074                 WRITE_ONCE(bis->lqueued, true);
2075                 percpu_ref_get(&bis->blkg->refcnt);
2076         }
2077
2078         u64_stats_update_end_irqrestore(&bis->sync, flags);
2079         if (cgroup_subsys_on_dfl(io_cgrp_subsys))
2080                 cgroup_rstat_updated(blkcg->css.cgroup, cpu);
2081         put_cpu();
2082 }
2083
2084 bool blk_cgroup_congested(void)
2085 {
2086         struct cgroup_subsys_state *css;
2087         bool ret = false;
2088
2089         rcu_read_lock();
2090         for (css = blkcg_css(); css; css = css->parent) {
2091                 if (atomic_read(&css->cgroup->congestion_count)) {
2092                         ret = true;
2093                         break;
2094                 }
2095         }
2096         rcu_read_unlock();
2097         return ret;
2098 }
2099
2100 module_param(blkcg_debug_stats, bool, 0644);
2101 MODULE_PARM_DESC(blkcg_debug_stats, "True if you want debug stats, false if not");