Merge tag 'x86_sev_for_v6.2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tip/tip
[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 static struct workqueue_struct *blkcg_punt_bio_wq;
59
60 #define BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE  64
61
62 /*
63  * Lockless lists for tracking IO stats update
64  *
65  * New IO stats are stored in the percpu iostat_cpu within blkcg_gq (blkg).
66  * There are multiple blkg's (one for each block device) attached to each
67  * blkcg. The rstat code keeps track of which cpu has IO stats updated,
68  * but it doesn't know which blkg has the updated stats. If there are many
69  * block devices in a system, the cost of iterating all the blkg's to flush
70  * out the IO stats can be high. To reduce such overhead, a set of percpu
71  * lockless lists (lhead) per blkcg are used to track the set of recently
72  * updated iostat_cpu's since the last flush. An iostat_cpu will be put
73  * onto the lockless list on the update side [blk_cgroup_bio_start()] if
74  * not there yet and then removed when being flushed [blkcg_rstat_flush()].
75  * References to blkg are gotten and then put back in the process to
76  * protect against blkg removal.
77  *
78  * Return: 0 if successful or -ENOMEM if allocation fails.
79  */
80 static int init_blkcg_llists(struct blkcg *blkcg)
81 {
82         int cpu;
83
84         blkcg->lhead = alloc_percpu_gfp(struct llist_head, GFP_KERNEL);
85         if (!blkcg->lhead)
86                 return -ENOMEM;
87
88         for_each_possible_cpu(cpu)
89                 init_llist_head(per_cpu_ptr(blkcg->lhead, cpu));
90         return 0;
91 }
92
93 /**
94  * blkcg_css - find the current css
95  *
96  * Find the css associated with either the kthread or the current task.
97  * This may return a dying css, so it is up to the caller to use tryget logic
98  * to confirm it is alive and well.
99  */
100 static struct cgroup_subsys_state *blkcg_css(void)
101 {
102         struct cgroup_subsys_state *css;
103
104         css = kthread_blkcg();
105         if (css)
106                 return css;
107         return task_css(current, io_cgrp_id);
108 }
109
110 static bool blkcg_policy_enabled(struct request_queue *q,
111                                  const struct blkcg_policy *pol)
112 {
113         return pol && test_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
114 }
115
116 static void blkg_free_workfn(struct work_struct *work)
117 {
118         struct blkcg_gq *blkg = container_of(work, struct blkcg_gq,
119                                              free_work);
120         int i;
121
122         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
123                 if (blkg->pd[i])
124                         blkcg_policy[i]->pd_free_fn(blkg->pd[i]);
125
126         if (blkg->q)
127                 blk_put_queue(blkg->q);
128         free_percpu(blkg->iostat_cpu);
129         percpu_ref_exit(&blkg->refcnt);
130         kfree(blkg);
131 }
132
133 /**
134  * blkg_free - free a blkg
135  * @blkg: blkg to free
136  *
137  * Free @blkg which may be partially allocated.
138  */
139 static void blkg_free(struct blkcg_gq *blkg)
140 {
141         if (!blkg)
142                 return;
143
144         /*
145          * Both ->pd_free_fn() and request queue's release handler may
146          * sleep, so free us by scheduling one work func
147          */
148         INIT_WORK(&blkg->free_work, blkg_free_workfn);
149         schedule_work(&blkg->free_work);
150 }
151
152 static void __blkg_release(struct rcu_head *rcu)
153 {
154         struct blkcg_gq *blkg = container_of(rcu, struct blkcg_gq, rcu_head);
155
156         WARN_ON(!bio_list_empty(&blkg->async_bios));
157
158         /* release the blkcg and parent blkg refs this blkg has been holding */
159         css_put(&blkg->blkcg->css);
160         if (blkg->parent)
161                 blkg_put(blkg->parent);
162         blkg_free(blkg);
163 }
164
165 /*
166  * A group is RCU protected, but having an rcu lock does not mean that one
167  * can access all the fields of blkg and assume these are valid.  For
168  * example, don't try to follow throtl_data and request queue links.
169  *
170  * Having a reference to blkg under an rcu allows accesses to only values
171  * local to groups like group stats and group rate limits.
172  */
173 static void blkg_release(struct percpu_ref *ref)
174 {
175         struct blkcg_gq *blkg = container_of(ref, struct blkcg_gq, refcnt);
176
177         call_rcu(&blkg->rcu_head, __blkg_release);
178 }
179
180 static void blkg_async_bio_workfn(struct work_struct *work)
181 {
182         struct blkcg_gq *blkg = container_of(work, struct blkcg_gq,
183                                              async_bio_work);
184         struct bio_list bios = BIO_EMPTY_LIST;
185         struct bio *bio;
186         struct blk_plug plug;
187         bool need_plug = false;
188
189         /* as long as there are pending bios, @blkg can't go away */
190         spin_lock_bh(&blkg->async_bio_lock);
191         bio_list_merge(&bios, &blkg->async_bios);
192         bio_list_init(&blkg->async_bios);
193         spin_unlock_bh(&blkg->async_bio_lock);
194
195         /* start plug only when bio_list contains at least 2 bios */
196         if (bios.head && bios.head->bi_next) {
197                 need_plug = true;
198                 blk_start_plug(&plug);
199         }
200         while ((bio = bio_list_pop(&bios)))
201                 submit_bio(bio);
202         if (need_plug)
203                 blk_finish_plug(&plug);
204 }
205
206 /**
207  * bio_blkcg_css - return the blkcg CSS associated with a bio
208  * @bio: target bio
209  *
210  * This returns the CSS for the blkcg associated with a bio, or %NULL if not
211  * associated. Callers are expected to either handle %NULL or know association
212  * has been done prior to calling this.
213  */
214 struct cgroup_subsys_state *bio_blkcg_css(struct bio *bio)
215 {
216         if (!bio || !bio->bi_blkg)
217                 return NULL;
218         return &bio->bi_blkg->blkcg->css;
219 }
220 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_blkcg_css);
221
222 /**
223  * blkcg_parent - get the parent of a blkcg
224  * @blkcg: blkcg of interest
225  *
226  * Return the parent blkcg of @blkcg.  Can be called anytime.
227  */
228 static inline struct blkcg *blkcg_parent(struct blkcg *blkcg)
229 {
230         return css_to_blkcg(blkcg->css.parent);
231 }
232
233 /**
234  * blkg_alloc - allocate a blkg
235  * @blkcg: block cgroup the new blkg is associated with
236  * @disk: gendisk the new blkg is associated with
237  * @gfp_mask: allocation mask to use
238  *
239  * Allocate a new blkg assocating @blkcg and @q.
240  */
241 static struct blkcg_gq *blkg_alloc(struct blkcg *blkcg, struct gendisk *disk,
242                                    gfp_t gfp_mask)
243 {
244         struct blkcg_gq *blkg;
245         int i, cpu;
246
247         /* alloc and init base part */
248         blkg = kzalloc_node(sizeof(*blkg), gfp_mask, disk->queue->node);
249         if (!blkg)
250                 return NULL;
251
252         if (percpu_ref_init(&blkg->refcnt, blkg_release, 0, gfp_mask))
253                 goto err_free;
254
255         blkg->iostat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct blkg_iostat_set, gfp_mask);
256         if (!blkg->iostat_cpu)
257                 goto err_free;
258
259         if (!blk_get_queue(disk->queue))
260                 goto err_free;
261
262         blkg->q = disk->queue;
263         INIT_LIST_HEAD(&blkg->q_node);
264         spin_lock_init(&blkg->async_bio_lock);
265         bio_list_init(&blkg->async_bios);
266         INIT_WORK(&blkg->async_bio_work, blkg_async_bio_workfn);
267         blkg->blkcg = blkcg;
268
269         u64_stats_init(&blkg->iostat.sync);
270         for_each_possible_cpu(cpu) {
271                 u64_stats_init(&per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu)->sync);
272                 per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu)->blkg = blkg;
273         }
274
275         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
276                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
277                 struct blkg_policy_data *pd;
278
279                 if (!blkcg_policy_enabled(disk->queue, pol))
280                         continue;
281
282                 /* alloc per-policy data and attach it to blkg */
283                 pd = pol->pd_alloc_fn(gfp_mask, disk->queue, blkcg);
284                 if (!pd)
285                         goto err_free;
286
287                 blkg->pd[i] = pd;
288                 pd->blkg = blkg;
289                 pd->plid = i;
290         }
291
292         return blkg;
293
294 err_free:
295         blkg_free(blkg);
296         return NULL;
297 }
298
299 /*
300  * If @new_blkg is %NULL, this function tries to allocate a new one as
301  * necessary using %GFP_NOWAIT.  @new_blkg is always consumed on return.
302  */
303 static struct blkcg_gq *blkg_create(struct blkcg *blkcg, struct gendisk *disk,
304                                     struct blkcg_gq *new_blkg)
305 {
306         struct blkcg_gq *blkg;
307         int i, ret;
308
309         lockdep_assert_held(&disk->queue->queue_lock);
310
311         /* request_queue is dying, do not create/recreate a blkg */
312         if (blk_queue_dying(disk->queue)) {
313                 ret = -ENODEV;
314                 goto err_free_blkg;
315         }
316
317         /* blkg holds a reference to blkcg */
318         if (!css_tryget_online(&blkcg->css)) {
319                 ret = -ENODEV;
320                 goto err_free_blkg;
321         }
322
323         /* allocate */
324         if (!new_blkg) {
325                 new_blkg = blkg_alloc(blkcg, disk, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
326                 if (unlikely(!new_blkg)) {
327                         ret = -ENOMEM;
328                         goto err_put_css;
329                 }
330         }
331         blkg = new_blkg;
332
333         /* link parent */
334         if (blkcg_parent(blkcg)) {
335                 blkg->parent = blkg_lookup(blkcg_parent(blkcg), disk->queue);
336                 if (WARN_ON_ONCE(!blkg->parent)) {
337                         ret = -ENODEV;
338                         goto err_put_css;
339                 }
340                 blkg_get(blkg->parent);
341         }
342
343         /* invoke per-policy init */
344         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
345                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
346
347                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_init_fn)
348                         pol->pd_init_fn(blkg->pd[i]);
349         }
350
351         /* insert */
352         spin_lock(&blkcg->lock);
353         ret = radix_tree_insert(&blkcg->blkg_tree, disk->queue->id, blkg);
354         if (likely(!ret)) {
355                 hlist_add_head_rcu(&blkg->blkcg_node, &blkcg->blkg_list);
356                 list_add(&blkg->q_node, &disk->queue->blkg_list);
357
358                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
359                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
360
361                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_online_fn)
362                                 pol->pd_online_fn(blkg->pd[i]);
363                 }
364         }
365         blkg->online = true;
366         spin_unlock(&blkcg->lock);
367
368         if (!ret)
369                 return blkg;
370
371         /* @blkg failed fully initialized, use the usual release path */
372         blkg_put(blkg);
373         return ERR_PTR(ret);
374
375 err_put_css:
376         css_put(&blkcg->css);
377 err_free_blkg:
378         blkg_free(new_blkg);
379         return ERR_PTR(ret);
380 }
381
382 /**
383  * blkg_lookup_create - lookup blkg, try to create one if not there
384  * @blkcg: blkcg of interest
385  * @disk: gendisk of interest
386  *
387  * Lookup blkg for the @blkcg - @disk pair.  If it doesn't exist, try to
388  * create one.  blkg creation is performed recursively from blkcg_root such
389  * that all non-root blkg's have access to the parent blkg.  This function
390  * should be called under RCU read lock and takes @disk->queue->queue_lock.
391  *
392  * Returns the blkg or the closest blkg if blkg_create() fails as it walks
393  * down from root.
394  */
395 static struct blkcg_gq *blkg_lookup_create(struct blkcg *blkcg,
396                 struct gendisk *disk)
397 {
398         struct request_queue *q = disk->queue;
399         struct blkcg_gq *blkg;
400         unsigned long flags;
401
402         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
403
404         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
405         if (blkg)
406                 return blkg;
407
408         spin_lock_irqsave(&q->queue_lock, flags);
409         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
410         if (blkg) {
411                 if (blkcg != &blkcg_root &&
412                     blkg != rcu_dereference(blkcg->blkg_hint))
413                         rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, blkg);
414                 goto found;
415         }
416
417         /*
418          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
419          * non-root blkgs have access to their parents.  Returns the closest
420          * blkg to the intended blkg should blkg_create() fail.
421          */
422         while (true) {
423                 struct blkcg *pos = blkcg;
424                 struct blkcg *parent = blkcg_parent(blkcg);
425                 struct blkcg_gq *ret_blkg = q->root_blkg;
426
427                 while (parent) {
428                         blkg = blkg_lookup(parent, q);
429                         if (blkg) {
430                                 /* remember closest blkg */
431                                 ret_blkg = blkg;
432                                 break;
433                         }
434                         pos = parent;
435                         parent = blkcg_parent(parent);
436                 }
437
438                 blkg = blkg_create(pos, disk, NULL);
439                 if (IS_ERR(blkg)) {
440                         blkg = ret_blkg;
441                         break;
442                 }
443                 if (pos == blkcg)
444                         break;
445         }
446
447 found:
448         spin_unlock_irqrestore(&q->queue_lock, flags);
449         return blkg;
450 }
451
452 static void blkg_destroy(struct blkcg_gq *blkg)
453 {
454         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
455         int i;
456
457         lockdep_assert_held(&blkg->q->queue_lock);
458         lockdep_assert_held(&blkcg->lock);
459
460         /* Something wrong if we are trying to remove same group twice */
461         WARN_ON_ONCE(list_empty(&blkg->q_node));
462         WARN_ON_ONCE(hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node));
463
464         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
465                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
466
467                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_offline_fn)
468                         pol->pd_offline_fn(blkg->pd[i]);
469         }
470
471         blkg->online = false;
472
473         radix_tree_delete(&blkcg->blkg_tree, blkg->q->id);
474         list_del_init(&blkg->q_node);
475         hlist_del_init_rcu(&blkg->blkcg_node);
476
477         /*
478          * Both setting lookup hint to and clearing it from @blkg are done
479          * under queue_lock.  If it's not pointing to @blkg now, it never
480          * will.  Hint assignment itself can race safely.
481          */
482         if (rcu_access_pointer(blkcg->blkg_hint) == blkg)
483                 rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, NULL);
484
485         /*
486          * Put the reference taken at the time of creation so that when all
487          * queues are gone, group can be destroyed.
488          */
489         percpu_ref_kill(&blkg->refcnt);
490 }
491
492 static void blkg_destroy_all(struct gendisk *disk)
493 {
494         struct request_queue *q = disk->queue;
495         struct blkcg_gq *blkg, *n;
496         int count = BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE;
497
498 restart:
499         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
500         list_for_each_entry_safe(blkg, n, &q->blkg_list, q_node) {
501                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
502
503                 spin_lock(&blkcg->lock);
504                 blkg_destroy(blkg);
505                 spin_unlock(&blkcg->lock);
506
507                 /*
508                  * in order to avoid holding the spin lock for too long, release
509                  * it when a batch of blkgs are destroyed.
510                  */
511                 if (!(--count)) {
512                         count = BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE;
513                         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
514                         cond_resched();
515                         goto restart;
516                 }
517         }
518
519         q->root_blkg = NULL;
520         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
521 }
522
523 static int blkcg_reset_stats(struct cgroup_subsys_state *css,
524                              struct cftype *cftype, u64 val)
525 {
526         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
527         struct blkcg_gq *blkg;
528         int i, cpu;
529
530         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
531         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
532
533         /*
534          * Note that stat reset is racy - it doesn't synchronize against
535          * stat updates.  This is a debug feature which shouldn't exist
536          * anyway.  If you get hit by a race, retry.
537          */
538         hlist_for_each_entry(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
539                 for_each_possible_cpu(cpu) {
540                         struct blkg_iostat_set *bis =
541                                 per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu);
542                         memset(bis, 0, sizeof(*bis));
543                 }
544                 memset(&blkg->iostat, 0, sizeof(blkg->iostat));
545
546                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
547                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
548
549                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_reset_stats_fn)
550                                 pol->pd_reset_stats_fn(blkg->pd[i]);
551                 }
552         }
553
554         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
555         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
556         return 0;
557 }
558
559 const char *blkg_dev_name(struct blkcg_gq *blkg)
560 {
561         if (!blkg->q->disk || !blkg->q->disk->bdi->dev)
562                 return NULL;
563         return bdi_dev_name(blkg->q->disk->bdi);
564 }
565
566 /**
567  * blkcg_print_blkgs - helper for printing per-blkg data
568  * @sf: seq_file to print to
569  * @blkcg: blkcg of interest
570  * @prfill: fill function to print out a blkg
571  * @pol: policy in question
572  * @data: data to be passed to @prfill
573  * @show_total: to print out sum of prfill return values or not
574  *
575  * This function invokes @prfill on each blkg of @blkcg if pd for the
576  * policy specified by @pol exists.  @prfill is invoked with @sf, the
577  * policy data and @data and the matching queue lock held.  If @show_total
578  * is %true, the sum of the return values from @prfill is printed with
579  * "Total" label at the end.
580  *
581  * This is to be used to construct print functions for
582  * cftype->read_seq_string method.
583  */
584 void blkcg_print_blkgs(struct seq_file *sf, struct blkcg *blkcg,
585                        u64 (*prfill)(struct seq_file *,
586                                      struct blkg_policy_data *, int),
587                        const struct blkcg_policy *pol, int data,
588                        bool show_total)
589 {
590         struct blkcg_gq *blkg;
591         u64 total = 0;
592
593         rcu_read_lock();
594         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
595                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
596                 if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol))
597                         total += prfill(sf, blkg->pd[pol->plid], data);
598                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
599         }
600         rcu_read_unlock();
601
602         if (show_total)
603                 seq_printf(sf, "Total %llu\n", (unsigned long long)total);
604 }
605 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_print_blkgs);
606
607 /**
608  * __blkg_prfill_u64 - prfill helper for a single u64 value
609  * @sf: seq_file to print to
610  * @pd: policy private data of interest
611  * @v: value to print
612  *
613  * Print @v to @sf for the device associated with @pd.
614  */
615 u64 __blkg_prfill_u64(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, u64 v)
616 {
617         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
618
619         if (!dname)
620                 return 0;
621
622         seq_printf(sf, "%s %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
623         return v;
624 }
625 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_u64);
626
627 /**
628  * blkcg_conf_open_bdev - parse and open bdev for per-blkg config update
629  * @inputp: input string pointer
630  *
631  * Parse the device node prefix part, MAJ:MIN, of per-blkg config update
632  * from @input and get and return the matching bdev.  *@inputp is
633  * updated to point past the device node prefix.  Returns an ERR_PTR()
634  * value on error.
635  *
636  * Use this function iff blkg_conf_prep() can't be used for some reason.
637  */
638 struct block_device *blkcg_conf_open_bdev(char **inputp)
639 {
640         char *input = *inputp;
641         unsigned int major, minor;
642         struct block_device *bdev;
643         int key_len;
644
645         if (sscanf(input, "%u:%u%n", &major, &minor, &key_len) != 2)
646                 return ERR_PTR(-EINVAL);
647
648         input += key_len;
649         if (!isspace(*input))
650                 return ERR_PTR(-EINVAL);
651         input = skip_spaces(input);
652
653         bdev = blkdev_get_no_open(MKDEV(major, minor));
654         if (!bdev)
655                 return ERR_PTR(-ENODEV);
656         if (bdev_is_partition(bdev)) {
657                 blkdev_put_no_open(bdev);
658                 return ERR_PTR(-ENODEV);
659         }
660
661         *inputp = input;
662         return bdev;
663 }
664
665 /**
666  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
667  * @blkcg: target block cgroup
668  * @pol: target policy
669  * @input: input string
670  * @ctx: blkg_conf_ctx to be filled
671  *
672  * Parse per-blkg config update from @input and initialize @ctx with the
673  * result.  @ctx->blkg points to the blkg to be updated and @ctx->body the
674  * part of @input following MAJ:MIN.  This function returns with RCU read
675  * lock and queue lock held and must be paired with blkg_conf_finish().
676  */
677 int blkg_conf_prep(struct blkcg *blkcg, const struct blkcg_policy *pol,
678                    char *input, struct blkg_conf_ctx *ctx)
679         __acquires(rcu) __acquires(&bdev->bd_queue->queue_lock)
680 {
681         struct block_device *bdev;
682         struct gendisk *disk;
683         struct request_queue *q;
684         struct blkcg_gq *blkg;
685         int ret;
686
687         bdev = blkcg_conf_open_bdev(&input);
688         if (IS_ERR(bdev))
689                 return PTR_ERR(bdev);
690         disk = bdev->bd_disk;
691         q = disk->queue;
692
693         /*
694          * blkcg_deactivate_policy() requires queue to be frozen, we can grab
695          * q_usage_counter to prevent concurrent with blkcg_deactivate_policy().
696          */
697         ret = blk_queue_enter(q, 0);
698         if (ret)
699                 goto fail;
700
701         rcu_read_lock();
702         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
703
704         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol)) {
705                 ret = -EOPNOTSUPP;
706                 goto fail_unlock;
707         }
708
709         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
710         if (blkg)
711                 goto success;
712
713         /*
714          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
715          * non-root blkgs have access to their parents.
716          */
717         while (true) {
718                 struct blkcg *pos = blkcg;
719                 struct blkcg *parent;
720                 struct blkcg_gq *new_blkg;
721
722                 parent = blkcg_parent(blkcg);
723                 while (parent && !blkg_lookup(parent, q)) {
724                         pos = parent;
725                         parent = blkcg_parent(parent);
726                 }
727
728                 /* Drop locks to do new blkg allocation with GFP_KERNEL. */
729                 spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
730                 rcu_read_unlock();
731
732                 new_blkg = blkg_alloc(pos, disk, GFP_KERNEL);
733                 if (unlikely(!new_blkg)) {
734                         ret = -ENOMEM;
735                         goto fail_exit_queue;
736                 }
737
738                 if (radix_tree_preload(GFP_KERNEL)) {
739                         blkg_free(new_blkg);
740                         ret = -ENOMEM;
741                         goto fail_exit_queue;
742                 }
743
744                 rcu_read_lock();
745                 spin_lock_irq(&q->queue_lock);
746
747                 if (!blkcg_policy_enabled(q, pol)) {
748                         blkg_free(new_blkg);
749                         ret = -EOPNOTSUPP;
750                         goto fail_preloaded;
751                 }
752
753                 blkg = blkg_lookup(pos, q);
754                 if (blkg) {
755                         blkg_free(new_blkg);
756                 } else {
757                         blkg = blkg_create(pos, disk, new_blkg);
758                         if (IS_ERR(blkg)) {
759                                 ret = PTR_ERR(blkg);
760                                 goto fail_preloaded;
761                         }
762                 }
763
764                 radix_tree_preload_end();
765
766                 if (pos == blkcg)
767                         goto success;
768         }
769 success:
770         blk_queue_exit(q);
771         ctx->bdev = bdev;
772         ctx->blkg = blkg;
773         ctx->body = input;
774         return 0;
775
776 fail_preloaded:
777         radix_tree_preload_end();
778 fail_unlock:
779         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
780         rcu_read_unlock();
781 fail_exit_queue:
782         blk_queue_exit(q);
783 fail:
784         blkdev_put_no_open(bdev);
785         /*
786          * If queue was bypassing, we should retry.  Do so after a
787          * short msleep().  It isn't strictly necessary but queue
788          * can be bypassing for some time and it's always nice to
789          * avoid busy looping.
790          */
791         if (ret == -EBUSY) {
792                 msleep(10);
793                 ret = restart_syscall();
794         }
795         return ret;
796 }
797 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_prep);
798
799 /**
800  * blkg_conf_finish - finish up per-blkg config update
801  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized by blkg_conf_prep()
802  *
803  * Finish up after per-blkg config update.  This function must be paired
804  * with blkg_conf_prep().
805  */
806 void blkg_conf_finish(struct blkg_conf_ctx *ctx)
807         __releases(&ctx->bdev->bd_queue->queue_lock) __releases(rcu)
808 {
809         spin_unlock_irq(&bdev_get_queue(ctx->bdev)->queue_lock);
810         rcu_read_unlock();
811         blkdev_put_no_open(ctx->bdev);
812 }
813 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_finish);
814
815 static void blkg_iostat_set(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
816 {
817         int i;
818
819         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
820                 dst->bytes[i] = src->bytes[i];
821                 dst->ios[i] = src->ios[i];
822         }
823 }
824
825 static void blkg_iostat_add(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
826 {
827         int i;
828
829         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
830                 dst->bytes[i] += src->bytes[i];
831                 dst->ios[i] += src->ios[i];
832         }
833 }
834
835 static void blkg_iostat_sub(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
836 {
837         int i;
838
839         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
840                 dst->bytes[i] -= src->bytes[i];
841                 dst->ios[i] -= src->ios[i];
842         }
843 }
844
845 static void blkcg_iostat_update(struct blkcg_gq *blkg, struct blkg_iostat *cur,
846                                 struct blkg_iostat *last)
847 {
848         struct blkg_iostat delta;
849         unsigned long flags;
850
851         /* propagate percpu delta to global */
852         flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&blkg->iostat.sync);
853         blkg_iostat_set(&delta, cur);
854         blkg_iostat_sub(&delta, last);
855         blkg_iostat_add(&blkg->iostat.cur, &delta);
856         blkg_iostat_add(last, &delta);
857         u64_stats_update_end_irqrestore(&blkg->iostat.sync, flags);
858 }
859
860 static void blkcg_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
861 {
862         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
863         struct llist_head *lhead = per_cpu_ptr(blkcg->lhead, cpu);
864         struct llist_node *lnode;
865         struct blkg_iostat_set *bisc, *next_bisc;
866
867         /* Root-level stats are sourced from system-wide IO stats */
868         if (!cgroup_parent(css->cgroup))
869                 return;
870
871         rcu_read_lock();
872
873         lnode = llist_del_all(lhead);
874         if (!lnode)
875                 goto out;
876
877         /*
878          * Iterate only the iostat_cpu's queued in the lockless list.
879          */
880         llist_for_each_entry_safe(bisc, next_bisc, lnode, lnode) {
881                 struct blkcg_gq *blkg = bisc->blkg;
882                 struct blkcg_gq *parent = blkg->parent;
883                 struct blkg_iostat cur;
884                 unsigned int seq;
885
886                 WRITE_ONCE(bisc->lqueued, false);
887
888                 /* fetch the current per-cpu values */
889                 do {
890                         seq = u64_stats_fetch_begin(&bisc->sync);
891                         blkg_iostat_set(&cur, &bisc->cur);
892                 } while (u64_stats_fetch_retry(&bisc->sync, seq));
893
894                 blkcg_iostat_update(blkg, &cur, &bisc->last);
895
896                 /* propagate global delta to parent (unless that's root) */
897                 if (parent && parent->parent)
898                         blkcg_iostat_update(parent, &blkg->iostat.cur,
899                                             &blkg->iostat.last);
900                 percpu_ref_put(&blkg->refcnt);
901         }
902
903 out:
904         rcu_read_unlock();
905 }
906
907 /*
908  * We source root cgroup stats from the system-wide stats to avoid
909  * tracking the same information twice and incurring overhead when no
910  * cgroups are defined. For that reason, cgroup_rstat_flush in
911  * blkcg_print_stat does not actually fill out the iostat in the root
912  * cgroup's blkcg_gq.
913  *
914  * However, we would like to re-use the printing code between the root and
915  * non-root cgroups to the extent possible. For that reason, we simulate
916  * flushing the root cgroup's stats by explicitly filling in the iostat
917  * with disk level statistics.
918  */
919 static void blkcg_fill_root_iostats(void)
920 {
921         struct class_dev_iter iter;
922         struct device *dev;
923
924         class_dev_iter_init(&iter, &block_class, NULL, &disk_type);
925         while ((dev = class_dev_iter_next(&iter))) {
926                 struct block_device *bdev = dev_to_bdev(dev);
927                 struct blkcg_gq *blkg = bdev->bd_disk->queue->root_blkg;
928                 struct blkg_iostat tmp;
929                 int cpu;
930                 unsigned long flags;
931
932                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
933                 for_each_possible_cpu(cpu) {
934                         struct disk_stats *cpu_dkstats;
935
936                         cpu_dkstats = per_cpu_ptr(bdev->bd_stats, cpu);
937                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_READ] +=
938                                 cpu_dkstats->ios[STAT_READ];
939                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_WRITE] +=
940                                 cpu_dkstats->ios[STAT_WRITE];
941                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_DISCARD] +=
942                                 cpu_dkstats->ios[STAT_DISCARD];
943                         // convert sectors to bytes
944                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_READ] +=
945                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_READ] << 9;
946                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_WRITE] +=
947                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_WRITE] << 9;
948                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_DISCARD] +=
949                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_DISCARD] << 9;
950                 }
951
952                 flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&blkg->iostat.sync);
953                 blkg_iostat_set(&blkg->iostat.cur, &tmp);
954                 u64_stats_update_end_irqrestore(&blkg->iostat.sync, flags);
955         }
956 }
957
958 static void blkcg_print_one_stat(struct blkcg_gq *blkg, struct seq_file *s)
959 {
960         struct blkg_iostat_set *bis = &blkg->iostat;
961         u64 rbytes, wbytes, rios, wios, dbytes, dios;
962         const char *dname;
963         unsigned seq;
964         int i;
965
966         if (!blkg->online)
967                 return;
968
969         dname = blkg_dev_name(blkg);
970         if (!dname)
971                 return;
972
973         seq_printf(s, "%s ", dname);
974
975         do {
976                 seq = u64_stats_fetch_begin(&bis->sync);
977
978                 rbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_READ];
979                 wbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_WRITE];
980                 dbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
981                 rios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_READ];
982                 wios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_WRITE];
983                 dios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
984         } while (u64_stats_fetch_retry(&bis->sync, seq));
985
986         if (rbytes || wbytes || rios || wios) {
987                 seq_printf(s, "rbytes=%llu wbytes=%llu rios=%llu wios=%llu dbytes=%llu dios=%llu",
988                         rbytes, wbytes, rios, wios,
989                         dbytes, dios);
990         }
991
992         if (blkcg_debug_stats && atomic_read(&blkg->use_delay)) {
993                 seq_printf(s, " use_delay=%d delay_nsec=%llu",
994                         atomic_read(&blkg->use_delay),
995                         atomic64_read(&blkg->delay_nsec));
996         }
997
998         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
999                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1000
1001                 if (!blkg->pd[i] || !pol->pd_stat_fn)
1002                         continue;
1003
1004                 pol->pd_stat_fn(blkg->pd[i], s);
1005         }
1006
1007         seq_puts(s, "\n");
1008 }
1009
1010 static int blkcg_print_stat(struct seq_file *sf, void *v)
1011 {
1012         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(seq_css(sf));
1013         struct blkcg_gq *blkg;
1014
1015         if (!seq_css(sf)->parent)
1016                 blkcg_fill_root_iostats();
1017         else
1018                 cgroup_rstat_flush(blkcg->css.cgroup);
1019
1020         rcu_read_lock();
1021         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
1022                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
1023                 blkcg_print_one_stat(blkg, sf);
1024                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
1025         }
1026         rcu_read_unlock();
1027         return 0;
1028 }
1029
1030 static struct cftype blkcg_files[] = {
1031         {
1032                 .name = "stat",
1033                 .seq_show = blkcg_print_stat,
1034         },
1035         { }     /* terminate */
1036 };
1037
1038 static struct cftype blkcg_legacy_files[] = {
1039         {
1040                 .name = "reset_stats",
1041                 .write_u64 = blkcg_reset_stats,
1042         },
1043         { }     /* terminate */
1044 };
1045
1046 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
1047 struct list_head *blkcg_get_cgwb_list(struct cgroup_subsys_state *css)
1048 {
1049         return &css_to_blkcg(css)->cgwb_list;
1050 }
1051 #endif
1052
1053 /*
1054  * blkcg destruction is a three-stage process.
1055  *
1056  * 1. Destruction starts.  The blkcg_css_offline() callback is invoked
1057  *    which offlines writeback.  Here we tie the next stage of blkg destruction
1058  *    to the completion of writeback associated with the blkcg.  This lets us
1059  *    avoid punting potentially large amounts of outstanding writeback to root
1060  *    while maintaining any ongoing policies.  The next stage is triggered when
1061  *    the nr_cgwbs count goes to zero.
1062  *
1063  * 2. When the nr_cgwbs count goes to zero, blkcg_destroy_blkgs() is called
1064  *    and handles the destruction of blkgs.  Here the css reference held by
1065  *    the blkg is put back eventually allowing blkcg_css_free() to be called.
1066  *    This work may occur in cgwb_release_workfn() on the cgwb_release
1067  *    workqueue.  Any submitted ios that fail to get the blkg ref will be
1068  *    punted to the root_blkg.
1069  *
1070  * 3. Once the blkcg ref count goes to zero, blkcg_css_free() is called.
1071  *    This finally frees the blkcg.
1072  */
1073
1074 /**
1075  * blkcg_destroy_blkgs - responsible for shooting down blkgs
1076  * @blkcg: blkcg of interest
1077  *
1078  * blkgs should be removed while holding both q and blkcg locks.  As blkcg lock
1079  * is nested inside q lock, this function performs reverse double lock dancing.
1080  * Destroying the blkgs releases the reference held on the blkcg's css allowing
1081  * blkcg_css_free to eventually be called.
1082  *
1083  * This is the blkcg counterpart of ioc_release_fn().
1084  */
1085 static void blkcg_destroy_blkgs(struct blkcg *blkcg)
1086 {
1087         might_sleep();
1088
1089         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1090
1091         while (!hlist_empty(&blkcg->blkg_list)) {
1092                 struct blkcg_gq *blkg = hlist_entry(blkcg->blkg_list.first,
1093                                                 struct blkcg_gq, blkcg_node);
1094                 struct request_queue *q = blkg->q;
1095
1096                 if (need_resched() || !spin_trylock(&q->queue_lock)) {
1097                         /*
1098                          * Given that the system can accumulate a huge number
1099                          * of blkgs in pathological cases, check to see if we
1100                          * need to rescheduling to avoid softlockup.
1101                          */
1102                         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1103                         cond_resched();
1104                         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1105                         continue;
1106                 }
1107
1108                 blkg_destroy(blkg);
1109                 spin_unlock(&q->queue_lock);
1110         }
1111
1112         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1113 }
1114
1115 /**
1116  * blkcg_pin_online - pin online state
1117  * @blkcg_css: blkcg of interest
1118  *
1119  * While pinned, a blkcg is kept online.  This is primarily used to
1120  * impedance-match blkg and cgwb lifetimes so that blkg doesn't go offline
1121  * while an associated cgwb is still active.
1122  */
1123 void blkcg_pin_online(struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1124 {
1125         refcount_inc(&css_to_blkcg(blkcg_css)->online_pin);
1126 }
1127
1128 /**
1129  * blkcg_unpin_online - unpin online state
1130  * @blkcg_css: blkcg of interest
1131  *
1132  * This is primarily used to impedance-match blkg and cgwb lifetimes so
1133  * that blkg doesn't go offline while an associated cgwb is still active.
1134  * When this count goes to zero, all active cgwbs have finished so the
1135  * blkcg can continue destruction by calling blkcg_destroy_blkgs().
1136  */
1137 void blkcg_unpin_online(struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1138 {
1139         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(blkcg_css);
1140
1141         do {
1142                 if (!refcount_dec_and_test(&blkcg->online_pin))
1143                         break;
1144                 blkcg_destroy_blkgs(blkcg);
1145                 blkcg = blkcg_parent(blkcg);
1146         } while (blkcg);
1147 }
1148
1149 /**
1150  * blkcg_css_offline - cgroup css_offline callback
1151  * @css: css of interest
1152  *
1153  * This function is called when @css is about to go away.  Here the cgwbs are
1154  * offlined first and only once writeback associated with the blkcg has
1155  * finished do we start step 2 (see above).
1156  */
1157 static void blkcg_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
1158 {
1159         /* this prevents anyone from attaching or migrating to this blkcg */
1160         wb_blkcg_offline(css);
1161
1162         /* put the base online pin allowing step 2 to be triggered */
1163         blkcg_unpin_online(css);
1164 }
1165
1166 static void blkcg_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
1167 {
1168         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
1169         int i;
1170
1171         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1172
1173         list_del(&blkcg->all_blkcgs_node);
1174
1175         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1176                 if (blkcg->cpd[i])
1177                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1178
1179         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1180
1181         free_percpu(blkcg->lhead);
1182         kfree(blkcg);
1183 }
1184
1185 static struct cgroup_subsys_state *
1186 blkcg_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
1187 {
1188         struct blkcg *blkcg;
1189         int i;
1190
1191         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1192
1193         if (!parent_css) {
1194                 blkcg = &blkcg_root;
1195         } else {
1196                 blkcg = kzalloc(sizeof(*blkcg), GFP_KERNEL);
1197                 if (!blkcg)
1198                         goto unlock;
1199         }
1200
1201         if (init_blkcg_llists(blkcg))
1202                 goto free_blkcg;
1203
1204         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS ; i++) {
1205                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1206                 struct blkcg_policy_data *cpd;
1207
1208                 /*
1209                  * If the policy hasn't been attached yet, wait for it
1210                  * to be attached before doing anything else. Otherwise,
1211                  * check if the policy requires any specific per-cgroup
1212                  * data: if it does, allocate and initialize it.
1213                  */
1214                 if (!pol || !pol->cpd_alloc_fn)
1215                         continue;
1216
1217                 cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1218                 if (!cpd)
1219                         goto free_pd_blkcg;
1220
1221                 blkcg->cpd[i] = cpd;
1222                 cpd->blkcg = blkcg;
1223                 cpd->plid = i;
1224                 if (pol->cpd_init_fn)
1225                         pol->cpd_init_fn(cpd);
1226         }
1227
1228         spin_lock_init(&blkcg->lock);
1229         refcount_set(&blkcg->online_pin, 1);
1230         INIT_RADIX_TREE(&blkcg->blkg_tree, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1231         INIT_HLIST_HEAD(&blkcg->blkg_list);
1232 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
1233         INIT_LIST_HEAD(&blkcg->cgwb_list);
1234 #endif
1235         list_add_tail(&blkcg->all_blkcgs_node, &all_blkcgs);
1236
1237         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1238         return &blkcg->css;
1239
1240 free_pd_blkcg:
1241         for (i--; i >= 0; i--)
1242                 if (blkcg->cpd[i])
1243                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1244         free_percpu(blkcg->lhead);
1245 free_blkcg:
1246         if (blkcg != &blkcg_root)
1247                 kfree(blkcg);
1248 unlock:
1249         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1250         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1251 }
1252
1253 static int blkcg_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
1254 {
1255         struct blkcg *parent = blkcg_parent(css_to_blkcg(css));
1256
1257         /*
1258          * blkcg_pin_online() is used to delay blkcg offline so that blkgs
1259          * don't go offline while cgwbs are still active on them.  Pin the
1260          * parent so that offline always happens towards the root.
1261          */
1262         if (parent)
1263                 blkcg_pin_online(&parent->css);
1264         return 0;
1265 }
1266
1267 int blkcg_init_disk(struct gendisk *disk)
1268 {
1269         struct request_queue *q = disk->queue;
1270         struct blkcg_gq *new_blkg, *blkg;
1271         bool preloaded;
1272         int ret;
1273
1274         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
1275
1276         new_blkg = blkg_alloc(&blkcg_root, disk, GFP_KERNEL);
1277         if (!new_blkg)
1278                 return -ENOMEM;
1279
1280         preloaded = !radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
1281
1282         /* Make sure the root blkg exists. */
1283         /* spin_lock_irq can serve as RCU read-side critical section. */
1284         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1285         blkg = blkg_create(&blkcg_root, disk, new_blkg);
1286         if (IS_ERR(blkg))
1287                 goto err_unlock;
1288         q->root_blkg = blkg;
1289         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1290
1291         if (preloaded)
1292                 radix_tree_preload_end();
1293
1294         ret = blk_ioprio_init(disk);
1295         if (ret)
1296                 goto err_destroy_all;
1297
1298         ret = blk_throtl_init(disk);
1299         if (ret)
1300                 goto err_ioprio_exit;
1301
1302         ret = blk_iolatency_init(disk);
1303         if (ret)
1304                 goto err_throtl_exit;
1305
1306         return 0;
1307
1308 err_throtl_exit:
1309         blk_throtl_exit(disk);
1310 err_ioprio_exit:
1311         blk_ioprio_exit(disk);
1312 err_destroy_all:
1313         blkg_destroy_all(disk);
1314         return ret;
1315 err_unlock:
1316         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1317         if (preloaded)
1318                 radix_tree_preload_end();
1319         return PTR_ERR(blkg);
1320 }
1321
1322 void blkcg_exit_disk(struct gendisk *disk)
1323 {
1324         blkg_destroy_all(disk);
1325         blk_throtl_exit(disk);
1326 }
1327
1328 static void blkcg_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
1329 {
1330         int i;
1331
1332         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1333
1334         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
1335                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1336                 struct blkcg *blkcg;
1337
1338                 if (!pol || !pol->cpd_bind_fn)
1339                         continue;
1340
1341                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node)
1342                         if (blkcg->cpd[pol->plid])
1343                                 pol->cpd_bind_fn(blkcg->cpd[pol->plid]);
1344         }
1345         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1346 }
1347
1348 static void blkcg_exit(struct task_struct *tsk)
1349 {
1350         if (tsk->throttle_queue)
1351                 blk_put_queue(tsk->throttle_queue);
1352         tsk->throttle_queue = NULL;
1353 }
1354
1355 struct cgroup_subsys io_cgrp_subsys = {
1356         .css_alloc = blkcg_css_alloc,
1357         .css_online = blkcg_css_online,
1358         .css_offline = blkcg_css_offline,
1359         .css_free = blkcg_css_free,
1360         .css_rstat_flush = blkcg_rstat_flush,
1361         .bind = blkcg_bind,
1362         .dfl_cftypes = blkcg_files,
1363         .legacy_cftypes = blkcg_legacy_files,
1364         .legacy_name = "blkio",
1365         .exit = blkcg_exit,
1366 #ifdef CONFIG_MEMCG
1367         /*
1368          * This ensures that, if available, memcg is automatically enabled
1369          * together on the default hierarchy so that the owner cgroup can
1370          * be retrieved from writeback pages.
1371          */
1372         .depends_on = 1 << memory_cgrp_id,
1373 #endif
1374 };
1375 EXPORT_SYMBOL_GPL(io_cgrp_subsys);
1376
1377 /**
1378  * blkcg_activate_policy - activate a blkcg policy on a request_queue
1379  * @q: request_queue of interest
1380  * @pol: blkcg policy to activate
1381  *
1382  * Activate @pol on @q.  Requires %GFP_KERNEL context.  @q goes through
1383  * bypass mode to populate its blkgs with policy_data for @pol.
1384  *
1385  * Activation happens with @q bypassed, so nobody would be accessing blkgs
1386  * from IO path.  Update of each blkg is protected by both queue and blkcg
1387  * locks so that holding either lock and testing blkcg_policy_enabled() is
1388  * always enough for dereferencing policy data.
1389  *
1390  * The caller is responsible for synchronizing [de]activations and policy
1391  * [un]registerations.  Returns 0 on success, -errno on failure.
1392  */
1393 int blkcg_activate_policy(struct request_queue *q,
1394                           const struct blkcg_policy *pol)
1395 {
1396         struct blkg_policy_data *pd_prealloc = NULL;
1397         struct blkcg_gq *blkg, *pinned_blkg = NULL;
1398         int ret;
1399
1400         if (blkcg_policy_enabled(q, pol))
1401                 return 0;
1402
1403         if (queue_is_mq(q))
1404                 blk_mq_freeze_queue(q);
1405 retry:
1406         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1407
1408         /* blkg_list is pushed at the head, reverse walk to allocate parents first */
1409         list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1410                 struct blkg_policy_data *pd;
1411
1412                 if (blkg->pd[pol->plid])
1413                         continue;
1414
1415                 /* If prealloc matches, use it; otherwise try GFP_NOWAIT */
1416                 if (blkg == pinned_blkg) {
1417                         pd = pd_prealloc;
1418                         pd_prealloc = NULL;
1419                 } else {
1420                         pd = pol->pd_alloc_fn(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN, q,
1421                                               blkg->blkcg);
1422                 }
1423
1424                 if (!pd) {
1425                         /*
1426                          * GFP_NOWAIT failed.  Free the existing one and
1427                          * prealloc for @blkg w/ GFP_KERNEL.
1428                          */
1429                         if (pinned_blkg)
1430                                 blkg_put(pinned_blkg);
1431                         blkg_get(blkg);
1432                         pinned_blkg = blkg;
1433
1434                         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1435
1436                         if (pd_prealloc)
1437                                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1438                         pd_prealloc = pol->pd_alloc_fn(GFP_KERNEL, q,
1439                                                        blkg->blkcg);
1440                         if (pd_prealloc)
1441                                 goto retry;
1442                         else
1443                                 goto enomem;
1444                 }
1445
1446                 blkg->pd[pol->plid] = pd;
1447                 pd->blkg = blkg;
1448                 pd->plid = pol->plid;
1449         }
1450
1451         /* all allocated, init in the same order */
1452         if (pol->pd_init_fn)
1453                 list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node)
1454                         pol->pd_init_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1455
1456         __set_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1457         ret = 0;
1458
1459         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1460 out:
1461         if (queue_is_mq(q))
1462                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1463         if (pinned_blkg)
1464                 blkg_put(pinned_blkg);
1465         if (pd_prealloc)
1466                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1467         return ret;
1468
1469 enomem:
1470         /* alloc failed, nothing's initialized yet, free everything */
1471         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1472         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1473                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
1474
1475                 spin_lock(&blkcg->lock);
1476                 if (blkg->pd[pol->plid]) {
1477                         pol->pd_free_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1478                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1479                 }
1480                 spin_unlock(&blkcg->lock);
1481         }
1482         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1483         ret = -ENOMEM;
1484         goto out;
1485 }
1486 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_activate_policy);
1487
1488 /**
1489  * blkcg_deactivate_policy - deactivate a blkcg policy on a request_queue
1490  * @q: request_queue of interest
1491  * @pol: blkcg policy to deactivate
1492  *
1493  * Deactivate @pol on @q.  Follows the same synchronization rules as
1494  * blkcg_activate_policy().
1495  */
1496 void blkcg_deactivate_policy(struct request_queue *q,
1497                              const struct blkcg_policy *pol)
1498 {
1499         struct blkcg_gq *blkg;
1500
1501         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
1502                 return;
1503
1504         if (queue_is_mq(q))
1505                 blk_mq_freeze_queue(q);
1506
1507         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1508
1509         __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1510
1511         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1512                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
1513
1514                 spin_lock(&blkcg->lock);
1515                 if (blkg->pd[pol->plid]) {
1516                         if (pol->pd_offline_fn)
1517                                 pol->pd_offline_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1518                         pol->pd_free_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1519                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1520                 }
1521                 spin_unlock(&blkcg->lock);
1522         }
1523
1524         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1525
1526         if (queue_is_mq(q))
1527                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1528 }
1529 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_deactivate_policy);
1530
1531 static void blkcg_free_all_cpd(struct blkcg_policy *pol)
1532 {
1533         struct blkcg *blkcg;
1534
1535         list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1536                 if (blkcg->cpd[pol->plid]) {
1537                         pol->cpd_free_fn(blkcg->cpd[pol->plid]);
1538                         blkcg->cpd[pol->plid] = NULL;
1539                 }
1540         }
1541 }
1542
1543 /**
1544  * blkcg_policy_register - register a blkcg policy
1545  * @pol: blkcg policy to register
1546  *
1547  * Register @pol with blkcg core.  Might sleep and @pol may be modified on
1548  * successful registration.  Returns 0 on success and -errno on failure.
1549  */
1550 int blkcg_policy_register(struct blkcg_policy *pol)
1551 {
1552         struct blkcg *blkcg;
1553         int i, ret;
1554
1555         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1556         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1557
1558         /* find an empty slot */
1559         ret = -ENOSPC;
1560         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1561                 if (!blkcg_policy[i])
1562                         break;
1563         if (i >= BLKCG_MAX_POLS) {
1564                 pr_warn("blkcg_policy_register: BLKCG_MAX_POLS too small\n");
1565                 goto err_unlock;
1566         }
1567
1568         /* Make sure cpd/pd_alloc_fn and cpd/pd_free_fn in pairs */
1569         if ((!pol->cpd_alloc_fn ^ !pol->cpd_free_fn) ||
1570                 (!pol->pd_alloc_fn ^ !pol->pd_free_fn))
1571                 goto err_unlock;
1572
1573         /* register @pol */
1574         pol->plid = i;
1575         blkcg_policy[pol->plid] = pol;
1576
1577         /* allocate and install cpd's */
1578         if (pol->cpd_alloc_fn) {
1579                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1580                         struct blkcg_policy_data *cpd;
1581
1582                         cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1583                         if (!cpd)
1584                                 goto err_free_cpds;
1585
1586                         blkcg->cpd[pol->plid] = cpd;
1587                         cpd->blkcg = blkcg;
1588                         cpd->plid = pol->plid;
1589                         if (pol->cpd_init_fn)
1590                                 pol->cpd_init_fn(cpd);
1591                 }
1592         }
1593
1594         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1595
1596         /* everything is in place, add intf files for the new policy */
1597         if (pol->dfl_cftypes)
1598                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1599                                                pol->dfl_cftypes));
1600         if (pol->legacy_cftypes)
1601                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1602                                                   pol->legacy_cftypes));
1603         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1604         return 0;
1605
1606 err_free_cpds:
1607         if (pol->cpd_free_fn)
1608                 blkcg_free_all_cpd(pol);
1609
1610         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1611 err_unlock:
1612         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1613         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1614         return ret;
1615 }
1616 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_register);
1617
1618 /**
1619  * blkcg_policy_unregister - unregister a blkcg policy
1620  * @pol: blkcg policy to unregister
1621  *
1622  * Undo blkcg_policy_register(@pol).  Might sleep.
1623  */
1624 void blkcg_policy_unregister(struct blkcg_policy *pol)
1625 {
1626         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1627
1628         if (WARN_ON(blkcg_policy[pol->plid] != pol))
1629                 goto out_unlock;
1630
1631         /* kill the intf files first */
1632         if (pol->dfl_cftypes)
1633                 cgroup_rm_cftypes(pol->dfl_cftypes);
1634         if (pol->legacy_cftypes)
1635                 cgroup_rm_cftypes(pol->legacy_cftypes);
1636
1637         /* remove cpds and unregister */
1638         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1639
1640         if (pol->cpd_free_fn)
1641                 blkcg_free_all_cpd(pol);
1642
1643         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1644
1645         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1646 out_unlock:
1647         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1648 }
1649 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_unregister);
1650
1651 bool __blkcg_punt_bio_submit(struct bio *bio)
1652 {
1653         struct blkcg_gq *blkg = bio->bi_blkg;
1654
1655         /* consume the flag first */
1656         bio->bi_opf &= ~REQ_CGROUP_PUNT;
1657
1658         /* never bounce for the root cgroup */
1659         if (!blkg->parent)
1660                 return false;
1661
1662         spin_lock_bh(&blkg->async_bio_lock);
1663         bio_list_add(&blkg->async_bios, bio);
1664         spin_unlock_bh(&blkg->async_bio_lock);
1665
1666         queue_work(blkcg_punt_bio_wq, &blkg->async_bio_work);
1667         return true;
1668 }
1669
1670 /*
1671  * Scale the accumulated delay based on how long it has been since we updated
1672  * the delay.  We only call this when we are adding delay, in case it's been a
1673  * while since we added delay, and when we are checking to see if we need to
1674  * delay a task, to account for any delays that may have occurred.
1675  */
1676 static void blkcg_scale_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now)
1677 {
1678         u64 old = atomic64_read(&blkg->delay_start);
1679
1680         /* negative use_delay means no scaling, see blkcg_set_delay() */
1681         if (atomic_read(&blkg->use_delay) < 0)
1682                 return;
1683
1684         /*
1685          * We only want to scale down every second.  The idea here is that we
1686          * want to delay people for min(delay_nsec, NSEC_PER_SEC) in a certain
1687          * time window.  We only want to throttle tasks for recent delay that
1688          * has occurred, in 1 second time windows since that's the maximum
1689          * things can be throttled.  We save the current delay window in
1690          * blkg->last_delay so we know what amount is still left to be charged
1691          * to the blkg from this point onward.  blkg->last_use keeps track of
1692          * the use_delay counter.  The idea is if we're unthrottling the blkg we
1693          * are ok with whatever is happening now, and we can take away more of
1694          * the accumulated delay as we've already throttled enough that
1695          * everybody is happy with their IO latencies.
1696          */
1697         if (time_before64(old + NSEC_PER_SEC, now) &&
1698             atomic64_try_cmpxchg(&blkg->delay_start, &old, now)) {
1699                 u64 cur = atomic64_read(&blkg->delay_nsec);
1700                 u64 sub = min_t(u64, blkg->last_delay, now - old);
1701                 int cur_use = atomic_read(&blkg->use_delay);
1702
1703                 /*
1704                  * We've been unthrottled, subtract a larger chunk of our
1705                  * accumulated delay.
1706                  */
1707                 if (cur_use < blkg->last_use)
1708                         sub = max_t(u64, sub, blkg->last_delay >> 1);
1709
1710                 /*
1711                  * This shouldn't happen, but handle it anyway.  Our delay_nsec
1712                  * should only ever be growing except here where we subtract out
1713                  * min(last_delay, 1 second), but lord knows bugs happen and I'd
1714                  * rather not end up with negative numbers.
1715                  */
1716                 if (unlikely(cur < sub)) {
1717                         atomic64_set(&blkg->delay_nsec, 0);
1718                         blkg->last_delay = 0;
1719                 } else {
1720                         atomic64_sub(sub, &blkg->delay_nsec);
1721                         blkg->last_delay = cur - sub;
1722                 }
1723                 blkg->last_use = cur_use;
1724         }
1725 }
1726
1727 /*
1728  * This is called when we want to actually walk up the hierarchy and check to
1729  * see if we need to throttle, and then actually throttle if there is some
1730  * accumulated delay.  This should only be called upon return to user space so
1731  * we're not holding some lock that would induce a priority inversion.
1732  */
1733 static void blkcg_maybe_throttle_blkg(struct blkcg_gq *blkg, bool use_memdelay)
1734 {
1735         unsigned long pflags;
1736         bool clamp;
1737         u64 now = ktime_to_ns(ktime_get());
1738         u64 exp;
1739         u64 delay_nsec = 0;
1740         int tok;
1741
1742         while (blkg->parent) {
1743                 int use_delay = atomic_read(&blkg->use_delay);
1744
1745                 if (use_delay) {
1746                         u64 this_delay;
1747
1748                         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1749                         this_delay = atomic64_read(&blkg->delay_nsec);
1750                         if (this_delay > delay_nsec) {
1751                                 delay_nsec = this_delay;
1752                                 clamp = use_delay > 0;
1753                         }
1754                 }
1755                 blkg = blkg->parent;
1756         }
1757
1758         if (!delay_nsec)
1759                 return;
1760
1761         /*
1762          * Let's not sleep for all eternity if we've amassed a huge delay.
1763          * Swapping or metadata IO can accumulate 10's of seconds worth of
1764          * delay, and we want userspace to be able to do _something_ so cap the
1765          * delays at 0.25s. If there's 10's of seconds worth of delay then the
1766          * tasks will be delayed for 0.25 second for every syscall. If
1767          * blkcg_set_delay() was used as indicated by negative use_delay, the
1768          * caller is responsible for regulating the range.
1769          */
1770         if (clamp)
1771                 delay_nsec = min_t(u64, delay_nsec, 250 * NSEC_PER_MSEC);
1772
1773         if (use_memdelay)
1774                 psi_memstall_enter(&pflags);
1775
1776         exp = ktime_add_ns(now, delay_nsec);
1777         tok = io_schedule_prepare();
1778         do {
1779                 __set_current_state(TASK_KILLABLE);
1780                 if (!schedule_hrtimeout(&exp, HRTIMER_MODE_ABS))
1781                         break;
1782         } while (!fatal_signal_pending(current));
1783         io_schedule_finish(tok);
1784
1785         if (use_memdelay)
1786                 psi_memstall_leave(&pflags);
1787 }
1788
1789 /**
1790  * blkcg_maybe_throttle_current - throttle the current task if it has been marked
1791  *
1792  * This is only called if we've been marked with set_notify_resume().  Obviously
1793  * we can be set_notify_resume() for reasons other than blkcg throttling, so we
1794  * check to see if current->throttle_queue is set and if not this doesn't do
1795  * anything.  This should only ever be called by the resume code, it's not meant
1796  * to be called by people willy-nilly as it will actually do the work to
1797  * throttle the task if it is setup for throttling.
1798  */
1799 void blkcg_maybe_throttle_current(void)
1800 {
1801         struct request_queue *q = current->throttle_queue;
1802         struct blkcg *blkcg;
1803         struct blkcg_gq *blkg;
1804         bool use_memdelay = current->use_memdelay;
1805
1806         if (!q)
1807                 return;
1808
1809         current->throttle_queue = NULL;
1810         current->use_memdelay = false;
1811
1812         rcu_read_lock();
1813         blkcg = css_to_blkcg(blkcg_css());
1814         if (!blkcg)
1815                 goto out;
1816         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
1817         if (!blkg)
1818                 goto out;
1819         if (!blkg_tryget(blkg))
1820                 goto out;
1821         rcu_read_unlock();
1822
1823         blkcg_maybe_throttle_blkg(blkg, use_memdelay);
1824         blkg_put(blkg);
1825         blk_put_queue(q);
1826         return;
1827 out:
1828         rcu_read_unlock();
1829         blk_put_queue(q);
1830 }
1831
1832 /**
1833  * blkcg_schedule_throttle - this task needs to check for throttling
1834  * @disk: disk to throttle
1835  * @use_memdelay: do we charge this to memory delay for PSI
1836  *
1837  * This is called by the IO controller when we know there's delay accumulated
1838  * for the blkg for this task.  We do not pass the blkg because there are places
1839  * we call this that may not have that information, the swapping code for
1840  * instance will only have a block_device at that point.  This set's the
1841  * notify_resume for the task to check and see if it requires throttling before
1842  * returning to user space.
1843  *
1844  * We will only schedule once per syscall.  You can call this over and over
1845  * again and it will only do the check once upon return to user space, and only
1846  * throttle once.  If the task needs to be throttled again it'll need to be
1847  * re-set at the next time we see the task.
1848  */
1849 void blkcg_schedule_throttle(struct gendisk *disk, bool use_memdelay)
1850 {
1851         struct request_queue *q = disk->queue;
1852
1853         if (unlikely(current->flags & PF_KTHREAD))
1854                 return;
1855
1856         if (current->throttle_queue != q) {
1857                 if (!blk_get_queue(q))
1858                         return;
1859
1860                 if (current->throttle_queue)
1861                         blk_put_queue(current->throttle_queue);
1862                 current->throttle_queue = q;
1863         }
1864
1865         if (use_memdelay)
1866                 current->use_memdelay = use_memdelay;
1867         set_notify_resume(current);
1868 }
1869
1870 /**
1871  * blkcg_add_delay - add delay to this blkg
1872  * @blkg: blkg of interest
1873  * @now: the current time in nanoseconds
1874  * @delta: how many nanoseconds of delay to add
1875  *
1876  * Charge @delta to the blkg's current delay accumulation.  This is used to
1877  * throttle tasks if an IO controller thinks we need more throttling.
1878  */
1879 void blkcg_add_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now, u64 delta)
1880 {
1881         if (WARN_ON_ONCE(atomic_read(&blkg->use_delay) < 0))
1882                 return;
1883         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1884         atomic64_add(delta, &blkg->delay_nsec);
1885 }
1886
1887 /**
1888  * blkg_tryget_closest - try and get a blkg ref on the closet blkg
1889  * @bio: target bio
1890  * @css: target css
1891  *
1892  * As the failure mode here is to walk up the blkg tree, this ensure that the
1893  * blkg->parent pointers are always valid.  This returns the blkg that it ended
1894  * up taking a reference on or %NULL if no reference was taken.
1895  */
1896 static inline struct blkcg_gq *blkg_tryget_closest(struct bio *bio,
1897                 struct cgroup_subsys_state *css)
1898 {
1899         struct blkcg_gq *blkg, *ret_blkg = NULL;
1900
1901         rcu_read_lock();
1902         blkg = blkg_lookup_create(css_to_blkcg(css), bio->bi_bdev->bd_disk);
1903         while (blkg) {
1904                 if (blkg_tryget(blkg)) {
1905                         ret_blkg = blkg;
1906                         break;
1907                 }
1908                 blkg = blkg->parent;
1909         }
1910         rcu_read_unlock();
1911
1912         return ret_blkg;
1913 }
1914
1915 /**
1916  * bio_associate_blkg_from_css - associate a bio with a specified css
1917  * @bio: target bio
1918  * @css: target css
1919  *
1920  * Associate @bio with the blkg found by combining the css's blkg and the
1921  * request_queue of the @bio.  An association failure is handled by walking up
1922  * the blkg tree.  Therefore, the blkg associated can be anything between @blkg
1923  * and q->root_blkg.  This situation only happens when a cgroup is dying and
1924  * then the remaining bios will spill to the closest alive blkg.
1925  *
1926  * A reference will be taken on the blkg and will be released when @bio is
1927  * freed.
1928  */
1929 void bio_associate_blkg_from_css(struct bio *bio,
1930                                  struct cgroup_subsys_state *css)
1931 {
1932         if (bio->bi_blkg)
1933                 blkg_put(bio->bi_blkg);
1934
1935         if (css && css->parent) {
1936                 bio->bi_blkg = blkg_tryget_closest(bio, css);
1937         } else {
1938                 blkg_get(bdev_get_queue(bio->bi_bdev)->root_blkg);
1939                 bio->bi_blkg = bdev_get_queue(bio->bi_bdev)->root_blkg;
1940         }
1941 }
1942 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg_from_css);
1943
1944 /**
1945  * bio_associate_blkg - associate a bio with a blkg
1946  * @bio: target bio
1947  *
1948  * Associate @bio with the blkg found from the bio's css and request_queue.
1949  * If one is not found, bio_lookup_blkg() creates the blkg.  If a blkg is
1950  * already associated, the css is reused and association redone as the
1951  * request_queue may have changed.
1952  */
1953 void bio_associate_blkg(struct bio *bio)
1954 {
1955         struct cgroup_subsys_state *css;
1956
1957         rcu_read_lock();
1958
1959         if (bio->bi_blkg)
1960                 css = bio_blkcg_css(bio);
1961         else
1962                 css = blkcg_css();
1963
1964         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
1965
1966         rcu_read_unlock();
1967 }
1968 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg);
1969
1970 /**
1971  * bio_clone_blkg_association - clone blkg association from src to dst bio
1972  * @dst: destination bio
1973  * @src: source bio
1974  */
1975 void bio_clone_blkg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
1976 {
1977         if (src->bi_blkg)
1978                 bio_associate_blkg_from_css(dst, bio_blkcg_css(src));
1979 }
1980 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_clone_blkg_association);
1981
1982 static int blk_cgroup_io_type(struct bio *bio)
1983 {
1984         if (op_is_discard(bio->bi_opf))
1985                 return BLKG_IOSTAT_DISCARD;
1986         if (op_is_write(bio->bi_opf))
1987                 return BLKG_IOSTAT_WRITE;
1988         return BLKG_IOSTAT_READ;
1989 }
1990
1991 void blk_cgroup_bio_start(struct bio *bio)
1992 {
1993         struct blkcg *blkcg = bio->bi_blkg->blkcg;
1994         int rwd = blk_cgroup_io_type(bio), cpu;
1995         struct blkg_iostat_set *bis;
1996         unsigned long flags;
1997
1998         cpu = get_cpu();
1999         bis = per_cpu_ptr(bio->bi_blkg->iostat_cpu, cpu);
2000         flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&bis->sync);
2001
2002         /*
2003          * If the bio is flagged with BIO_CGROUP_ACCT it means this is a split
2004          * bio and we would have already accounted for the size of the bio.
2005          */
2006         if (!bio_flagged(bio, BIO_CGROUP_ACCT)) {
2007                 bio_set_flag(bio, BIO_CGROUP_ACCT);
2008                 bis->cur.bytes[rwd] += bio->bi_iter.bi_size;
2009         }
2010         bis->cur.ios[rwd]++;
2011
2012         /*
2013          * If the iostat_cpu isn't in a lockless list, put it into the
2014          * list to indicate that a stat update is pending.
2015          */
2016         if (!READ_ONCE(bis->lqueued)) {
2017                 struct llist_head *lhead = this_cpu_ptr(blkcg->lhead);
2018
2019                 llist_add(&bis->lnode, lhead);
2020                 WRITE_ONCE(bis->lqueued, true);
2021                 percpu_ref_get(&bis->blkg->refcnt);
2022         }
2023
2024         u64_stats_update_end_irqrestore(&bis->sync, flags);
2025         if (cgroup_subsys_on_dfl(io_cgrp_subsys))
2026                 cgroup_rstat_updated(blkcg->css.cgroup, cpu);
2027         put_cpu();
2028 }
2029
2030 bool blk_cgroup_congested(void)
2031 {
2032         struct cgroup_subsys_state *css;
2033         bool ret = false;
2034
2035         rcu_read_lock();
2036         for (css = blkcg_css(); css; css = css->parent) {
2037                 if (atomic_read(&css->cgroup->congestion_count)) {
2038                         ret = true;
2039                         break;
2040                 }
2041         }
2042         rcu_read_unlock();
2043         return ret;
2044 }
2045
2046 static int __init blkcg_init(void)
2047 {
2048         blkcg_punt_bio_wq = alloc_workqueue("blkcg_punt_bio",
2049                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_FREEZABLE |
2050                                             WQ_UNBOUND | WQ_SYSFS, 0);
2051         if (!blkcg_punt_bio_wq)
2052                 return -ENOMEM;
2053         return 0;
2054 }
2055 subsys_initcall(blkcg_init);
2056
2057 module_param(blkcg_debug_stats, bool, 0644);
2058 MODULE_PARM_DESC(blkcg_debug_stats, "True if you want debug stats, false if not");