02e011cabe9173dc8cedd6c1a0913239f8f7be1b
[linux-2.6-block.git] / kernel / sched / psi.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Pressure stall information for CPU, memory and IO
4  *
5  * Copyright (c) 2018 Facebook, Inc.
6  * Author: Johannes Weiner <hannes@cmpxchg.org>
7  *
8  * Polling support by Suren Baghdasaryan <surenb@google.com>
9  * Copyright (c) 2018 Google, Inc.
10  *
11  * When CPU, memory and IO are contended, tasks experience delays that
12  * reduce throughput and introduce latencies into the workload. Memory
13  * and IO contention, in addition, can cause a full loss of forward
14  * progress in which the CPU goes idle.
15  *
16  * This code aggregates individual task delays into resource pressure
17  * metrics that indicate problems with both workload health and
18  * resource utilization.
19  *
20  *                      Model
21  *
22  * The time in which a task can execute on a CPU is our baseline for
23  * productivity. Pressure expresses the amount of time in which this
24  * potential cannot be realized due to resource contention.
25  *
26  * This concept of productivity has two components: the workload and
27  * the CPU. To measure the impact of pressure on both, we define two
28  * contention states for a resource: SOME and FULL.
29  *
30  * In the SOME state of a given resource, one or more tasks are
31  * delayed on that resource. This affects the workload's ability to
32  * perform work, but the CPU may still be executing other tasks.
33  *
34  * In the FULL state of a given resource, all non-idle tasks are
35  * delayed on that resource such that nobody is advancing and the CPU
36  * goes idle. This leaves both workload and CPU unproductive.
37  *
38  *      SOME = nr_delayed_tasks != 0
39  *      FULL = nr_delayed_tasks != 0 && nr_productive_tasks == 0
40  *
41  * What it means for a task to be productive is defined differently
42  * for each resource. For IO, productive means a running task. For
43  * memory, productive means a running task that isn't a reclaimer. For
44  * CPU, productive means an oncpu task.
45  *
46  * Naturally, the FULL state doesn't exist for the CPU resource at the
47  * system level, but exist at the cgroup level. At the cgroup level,
48  * FULL means all non-idle tasks in the cgroup are delayed on the CPU
49  * resource which is being used by others outside of the cgroup or
50  * throttled by the cgroup cpu.max configuration.
51  *
52  * The percentage of wallclock time spent in those compound stall
53  * states gives pressure numbers between 0 and 100 for each resource,
54  * where the SOME percentage indicates workload slowdowns and the FULL
55  * percentage indicates reduced CPU utilization:
56  *
57  *      %SOME = time(SOME) / period
58  *      %FULL = time(FULL) / period
59  *
60  *                      Multiple CPUs
61  *
62  * The more tasks and available CPUs there are, the more work can be
63  * performed concurrently. This means that the potential that can go
64  * unrealized due to resource contention *also* scales with non-idle
65  * tasks and CPUs.
66  *
67  * Consider a scenario where 257 number crunching tasks are trying to
68  * run concurrently on 256 CPUs. If we simply aggregated the task
69  * states, we would have to conclude a CPU SOME pressure number of
70  * 100%, since *somebody* is waiting on a runqueue at all
71  * times. However, that is clearly not the amount of contention the
72  * workload is experiencing: only one out of 256 possible execution
73  * threads will be contended at any given time, or about 0.4%.
74  *
75  * Conversely, consider a scenario of 4 tasks and 4 CPUs where at any
76  * given time *one* of the tasks is delayed due to a lack of memory.
77  * Again, looking purely at the task state would yield a memory FULL
78  * pressure number of 0%, since *somebody* is always making forward
79  * progress. But again this wouldn't capture the amount of execution
80  * potential lost, which is 1 out of 4 CPUs, or 25%.
81  *
82  * To calculate wasted potential (pressure) with multiple processors,
83  * we have to base our calculation on the number of non-idle tasks in
84  * conjunction with the number of available CPUs, which is the number
85  * of potential execution threads. SOME becomes then the proportion of
86  * delayed tasks to possible threads, and FULL is the share of possible
87  * threads that are unproductive due to delays:
88  *
89  *      threads = min(nr_nonidle_tasks, nr_cpus)
90  *         SOME = min(nr_delayed_tasks / threads, 1)
91  *         FULL = (threads - min(nr_productive_tasks, threads)) / threads
92  *
93  * For the 257 number crunchers on 256 CPUs, this yields:
94  *
95  *      threads = min(257, 256)
96  *         SOME = min(1 / 256, 1)             = 0.4%
97  *         FULL = (256 - min(256, 256)) / 256 = 0%
98  *
99  * For the 1 out of 4 memory-delayed tasks, this yields:
100  *
101  *      threads = min(4, 4)
102  *         SOME = min(1 / 4, 1)               = 25%
103  *         FULL = (4 - min(3, 4)) / 4         = 25%
104  *
105  * [ Substitute nr_cpus with 1, and you can see that it's a natural
106  *   extension of the single-CPU model. ]
107  *
108  *                      Implementation
109  *
110  * To assess the precise time spent in each such state, we would have
111  * to freeze the system on task changes and start/stop the state
112  * clocks accordingly. Obviously that doesn't scale in practice.
113  *
114  * Because the scheduler aims to distribute the compute load evenly
115  * among the available CPUs, we can track task state locally to each
116  * CPU and, at much lower frequency, extrapolate the global state for
117  * the cumulative stall times and the running averages.
118  *
119  * For each runqueue, we track:
120  *
121  *         tSOME[cpu] = time(nr_delayed_tasks[cpu] != 0)
122  *         tFULL[cpu] = time(nr_delayed_tasks[cpu] && !nr_productive_tasks[cpu])
123  *      tNONIDLE[cpu] = time(nr_nonidle_tasks[cpu] != 0)
124  *
125  * and then periodically aggregate:
126  *
127  *      tNONIDLE = sum(tNONIDLE[i])
128  *
129  *         tSOME = sum(tSOME[i] * tNONIDLE[i]) / tNONIDLE
130  *         tFULL = sum(tFULL[i] * tNONIDLE[i]) / tNONIDLE
131  *
132  *         %SOME = tSOME / period
133  *         %FULL = tFULL / period
134  *
135  * This gives us an approximation of pressure that is practical
136  * cost-wise, yet way more sensitive and accurate than periodic
137  * sampling of the aggregate task states would be.
138  */
139
140 static int psi_bug __read_mostly;
141
142 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(psi_disabled);
143 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(psi_cgroups_enabled);
144
145 #ifdef CONFIG_PSI_DEFAULT_DISABLED
146 static bool psi_enable;
147 #else
148 static bool psi_enable = true;
149 #endif
150 static int __init setup_psi(char *str)
151 {
152         return kstrtobool(str, &psi_enable) == 0;
153 }
154 __setup("psi=", setup_psi);
155
156 /* Running averages - we need to be higher-res than loadavg */
157 #define PSI_FREQ        (2*HZ+1)        /* 2 sec intervals */
158 #define EXP_10s         1677            /* 1/exp(2s/10s) as fixed-point */
159 #define EXP_60s         1981            /* 1/exp(2s/60s) */
160 #define EXP_300s        2034            /* 1/exp(2s/300s) */
161
162 /* PSI trigger definitions */
163 #define WINDOW_MIN_US 500000    /* Min window size is 500ms */
164 #define WINDOW_MAX_US 10000000  /* Max window size is 10s */
165 #define UPDATES_PER_WINDOW 10   /* 10 updates per window */
166
167 /* Sampling frequency in nanoseconds */
168 static u64 psi_period __read_mostly;
169
170 /* System-level pressure and stall tracking */
171 static DEFINE_PER_CPU(struct psi_group_cpu, system_group_pcpu);
172 struct psi_group psi_system = {
173         .pcpu = &system_group_pcpu,
174 };
175
176 static void psi_avgs_work(struct work_struct *work);
177
178 static void poll_timer_fn(struct timer_list *t);
179
180 static void group_init(struct psi_group *group)
181 {
182         int cpu;
183
184         group->enabled = true;
185         for_each_possible_cpu(cpu)
186                 seqcount_init(&per_cpu_ptr(group->pcpu, cpu)->seq);
187         group->avg_last_update = sched_clock();
188         group->avg_next_update = group->avg_last_update + psi_period;
189         INIT_DELAYED_WORK(&group->avgs_work, psi_avgs_work);
190         mutex_init(&group->avgs_lock);
191         /* Init trigger-related members */
192         atomic_set(&group->poll_scheduled, 0);
193         mutex_init(&group->trigger_lock);
194         INIT_LIST_HEAD(&group->triggers);
195         group->poll_min_period = U32_MAX;
196         group->polling_next_update = ULLONG_MAX;
197         init_waitqueue_head(&group->poll_wait);
198         timer_setup(&group->poll_timer, poll_timer_fn, 0);
199         rcu_assign_pointer(group->poll_task, NULL);
200 }
201
202 void __init psi_init(void)
203 {
204         if (!psi_enable) {
205                 static_branch_enable(&psi_disabled);
206                 static_branch_disable(&psi_cgroups_enabled);
207                 return;
208         }
209
210         if (!cgroup_psi_enabled())
211                 static_branch_disable(&psi_cgroups_enabled);
212
213         psi_period = jiffies_to_nsecs(PSI_FREQ);
214         group_init(&psi_system);
215 }
216
217 static bool test_state(unsigned int *tasks, enum psi_states state, bool oncpu)
218 {
219         switch (state) {
220         case PSI_IO_SOME:
221                 return unlikely(tasks[NR_IOWAIT]);
222         case PSI_IO_FULL:
223                 return unlikely(tasks[NR_IOWAIT] && !tasks[NR_RUNNING]);
224         case PSI_MEM_SOME:
225                 return unlikely(tasks[NR_MEMSTALL]);
226         case PSI_MEM_FULL:
227                 return unlikely(tasks[NR_MEMSTALL] &&
228                         tasks[NR_RUNNING] == tasks[NR_MEMSTALL_RUNNING]);
229         case PSI_CPU_SOME:
230                 return unlikely(tasks[NR_RUNNING] > oncpu);
231         case PSI_CPU_FULL:
232                 return unlikely(tasks[NR_RUNNING] && !oncpu);
233         case PSI_NONIDLE:
234                 return tasks[NR_IOWAIT] || tasks[NR_MEMSTALL] ||
235                         tasks[NR_RUNNING];
236         default:
237                 return false;
238         }
239 }
240
241 static void get_recent_times(struct psi_group *group, int cpu,
242                              enum psi_aggregators aggregator, u32 *times,
243                              u32 *pchanged_states)
244 {
245         struct psi_group_cpu *groupc = per_cpu_ptr(group->pcpu, cpu);
246         int current_cpu = raw_smp_processor_id();
247         unsigned int tasks[NR_PSI_TASK_COUNTS];
248         u64 now, state_start;
249         enum psi_states s;
250         unsigned int seq;
251         u32 state_mask;
252
253         *pchanged_states = 0;
254
255         /* Snapshot a coherent view of the CPU state */
256         do {
257                 seq = read_seqcount_begin(&groupc->seq);
258                 now = cpu_clock(cpu);
259                 memcpy(times, groupc->times, sizeof(groupc->times));
260                 state_mask = groupc->state_mask;
261                 state_start = groupc->state_start;
262                 if (cpu == current_cpu)
263                         memcpy(tasks, groupc->tasks, sizeof(groupc->tasks));
264         } while (read_seqcount_retry(&groupc->seq, seq));
265
266         /* Calculate state time deltas against the previous snapshot */
267         for (s = 0; s < NR_PSI_STATES; s++) {
268                 u32 delta;
269                 /*
270                  * In addition to already concluded states, we also
271                  * incorporate currently active states on the CPU,
272                  * since states may last for many sampling periods.
273                  *
274                  * This way we keep our delta sampling buckets small
275                  * (u32) and our reported pressure close to what's
276                  * actually happening.
277                  */
278                 if (state_mask & (1 << s))
279                         times[s] += now - state_start;
280
281                 delta = times[s] - groupc->times_prev[aggregator][s];
282                 groupc->times_prev[aggregator][s] = times[s];
283
284                 times[s] = delta;
285                 if (delta)
286                         *pchanged_states |= (1 << s);
287         }
288
289         /*
290          * When collect_percpu_times() from the avgs_work, we don't want to
291          * re-arm avgs_work when all CPUs are IDLE. But the current CPU running
292          * this avgs_work is never IDLE, cause avgs_work can't be shut off.
293          * So for the current CPU, we need to re-arm avgs_work only when
294          * (NR_RUNNING > 1 || NR_IOWAIT > 0 || NR_MEMSTALL > 0), for other CPUs
295          * we can just check PSI_NONIDLE delta.
296          */
297         if (current_work() == &group->avgs_work.work) {
298                 bool reschedule;
299
300                 if (cpu == current_cpu)
301                         reschedule = tasks[NR_RUNNING] +
302                                      tasks[NR_IOWAIT] +
303                                      tasks[NR_MEMSTALL] > 1;
304                 else
305                         reschedule = *pchanged_states & (1 << PSI_NONIDLE);
306
307                 if (reschedule)
308                         *pchanged_states |= PSI_STATE_RESCHEDULE;
309         }
310 }
311
312 static void calc_avgs(unsigned long avg[3], int missed_periods,
313                       u64 time, u64 period)
314 {
315         unsigned long pct;
316
317         /* Fill in zeroes for periods of no activity */
318         if (missed_periods) {
319                 avg[0] = calc_load_n(avg[0], EXP_10s, 0, missed_periods);
320                 avg[1] = calc_load_n(avg[1], EXP_60s, 0, missed_periods);
321                 avg[2] = calc_load_n(avg[2], EXP_300s, 0, missed_periods);
322         }
323
324         /* Sample the most recent active period */
325         pct = div_u64(time * 100, period);
326         pct *= FIXED_1;
327         avg[0] = calc_load(avg[0], EXP_10s, pct);
328         avg[1] = calc_load(avg[1], EXP_60s, pct);
329         avg[2] = calc_load(avg[2], EXP_300s, pct);
330 }
331
332 static void collect_percpu_times(struct psi_group *group,
333                                  enum psi_aggregators aggregator,
334                                  u32 *pchanged_states)
335 {
336         u64 deltas[NR_PSI_STATES - 1] = { 0, };
337         unsigned long nonidle_total = 0;
338         u32 changed_states = 0;
339         int cpu;
340         int s;
341
342         /*
343          * Collect the per-cpu time buckets and average them into a
344          * single time sample that is normalized to wallclock time.
345          *
346          * For averaging, each CPU is weighted by its non-idle time in
347          * the sampling period. This eliminates artifacts from uneven
348          * loading, or even entirely idle CPUs.
349          */
350         for_each_possible_cpu(cpu) {
351                 u32 times[NR_PSI_STATES];
352                 u32 nonidle;
353                 u32 cpu_changed_states;
354
355                 get_recent_times(group, cpu, aggregator, times,
356                                 &cpu_changed_states);
357                 changed_states |= cpu_changed_states;
358
359                 nonidle = nsecs_to_jiffies(times[PSI_NONIDLE]);
360                 nonidle_total += nonidle;
361
362                 for (s = 0; s < PSI_NONIDLE; s++)
363                         deltas[s] += (u64)times[s] * nonidle;
364         }
365
366         /*
367          * Integrate the sample into the running statistics that are
368          * reported to userspace: the cumulative stall times and the
369          * decaying averages.
370          *
371          * Pressure percentages are sampled at PSI_FREQ. We might be
372          * called more often when the user polls more frequently than
373          * that; we might be called less often when there is no task
374          * activity, thus no data, and clock ticks are sporadic. The
375          * below handles both.
376          */
377
378         /* total= */
379         for (s = 0; s < NR_PSI_STATES - 1; s++)
380                 group->total[aggregator][s] +=
381                                 div_u64(deltas[s], max(nonidle_total, 1UL));
382
383         if (pchanged_states)
384                 *pchanged_states = changed_states;
385 }
386
387 static u64 update_averages(struct psi_group *group, u64 now)
388 {
389         unsigned long missed_periods = 0;
390         u64 expires, period;
391         u64 avg_next_update;
392         int s;
393
394         /* avgX= */
395         expires = group->avg_next_update;
396         if (now - expires >= psi_period)
397                 missed_periods = div_u64(now - expires, psi_period);
398
399         /*
400          * The periodic clock tick can get delayed for various
401          * reasons, especially on loaded systems. To avoid clock
402          * drift, we schedule the clock in fixed psi_period intervals.
403          * But the deltas we sample out of the per-cpu buckets above
404          * are based on the actual time elapsing between clock ticks.
405          */
406         avg_next_update = expires + ((1 + missed_periods) * psi_period);
407         period = now - (group->avg_last_update + (missed_periods * psi_period));
408         group->avg_last_update = now;
409
410         for (s = 0; s < NR_PSI_STATES - 1; s++) {
411                 u32 sample;
412
413                 sample = group->total[PSI_AVGS][s] - group->avg_total[s];
414                 /*
415                  * Due to the lockless sampling of the time buckets,
416                  * recorded time deltas can slip into the next period,
417                  * which under full pressure can result in samples in
418                  * excess of the period length.
419                  *
420                  * We don't want to report non-sensical pressures in
421                  * excess of 100%, nor do we want to drop such events
422                  * on the floor. Instead we punt any overage into the
423                  * future until pressure subsides. By doing this we
424                  * don't underreport the occurring pressure curve, we
425                  * just report it delayed by one period length.
426                  *
427                  * The error isn't cumulative. As soon as another
428                  * delta slips from a period P to P+1, by definition
429                  * it frees up its time T in P.
430                  */
431                 if (sample > period)
432                         sample = period;
433                 group->avg_total[s] += sample;
434                 calc_avgs(group->avg[s], missed_periods, sample, period);
435         }
436
437         return avg_next_update;
438 }
439
440 static void psi_avgs_work(struct work_struct *work)
441 {
442         struct delayed_work *dwork;
443         struct psi_group *group;
444         u32 changed_states;
445         u64 now;
446
447         dwork = to_delayed_work(work);
448         group = container_of(dwork, struct psi_group, avgs_work);
449
450         mutex_lock(&group->avgs_lock);
451
452         now = sched_clock();
453
454         collect_percpu_times(group, PSI_AVGS, &changed_states);
455         /*
456          * If there is task activity, periodically fold the per-cpu
457          * times and feed samples into the running averages. If things
458          * are idle and there is no data to process, stop the clock.
459          * Once restarted, we'll catch up the running averages in one
460          * go - see calc_avgs() and missed_periods.
461          */
462         if (now >= group->avg_next_update)
463                 group->avg_next_update = update_averages(group, now);
464
465         if (changed_states & PSI_STATE_RESCHEDULE) {
466                 schedule_delayed_work(dwork, nsecs_to_jiffies(
467                                 group->avg_next_update - now) + 1);
468         }
469
470         mutex_unlock(&group->avgs_lock);
471 }
472
473 /* Trigger tracking window manipulations */
474 static void window_reset(struct psi_window *win, u64 now, u64 value,
475                          u64 prev_growth)
476 {
477         win->start_time = now;
478         win->start_value = value;
479         win->prev_growth = prev_growth;
480 }
481
482 /*
483  * PSI growth tracking window update and growth calculation routine.
484  *
485  * This approximates a sliding tracking window by interpolating
486  * partially elapsed windows using historical growth data from the
487  * previous intervals. This minimizes memory requirements (by not storing
488  * all the intermediate values in the previous window) and simplifies
489  * the calculations. It works well because PSI signal changes only in
490  * positive direction and over relatively small window sizes the growth
491  * is close to linear.
492  */
493 static u64 window_update(struct psi_window *win, u64 now, u64 value)
494 {
495         u64 elapsed;
496         u64 growth;
497
498         elapsed = now - win->start_time;
499         growth = value - win->start_value;
500         /*
501          * After each tracking window passes win->start_value and
502          * win->start_time get reset and win->prev_growth stores
503          * the average per-window growth of the previous window.
504          * win->prev_growth is then used to interpolate additional
505          * growth from the previous window assuming it was linear.
506          */
507         if (elapsed > win->size)
508                 window_reset(win, now, value, growth);
509         else {
510                 u32 remaining;
511
512                 remaining = win->size - elapsed;
513                 growth += div64_u64(win->prev_growth * remaining, win->size);
514         }
515
516         return growth;
517 }
518
519 static void init_triggers(struct psi_group *group, u64 now)
520 {
521         struct psi_trigger *t;
522
523         list_for_each_entry(t, &group->triggers, node)
524                 window_reset(&t->win, now,
525                                 group->total[PSI_POLL][t->state], 0);
526         memcpy(group->polling_total, group->total[PSI_POLL],
527                    sizeof(group->polling_total));
528         group->polling_next_update = now + group->poll_min_period;
529 }
530
531 static u64 update_triggers(struct psi_group *group, u64 now)
532 {
533         struct psi_trigger *t;
534         bool update_total = false;
535         u64 *total = group->total[PSI_POLL];
536
537         /*
538          * On subsequent updates, calculate growth deltas and let
539          * watchers know when their specified thresholds are exceeded.
540          */
541         list_for_each_entry(t, &group->triggers, node) {
542                 u64 growth;
543                 bool new_stall;
544
545                 new_stall = group->polling_total[t->state] != total[t->state];
546
547                 /* Check for stall activity or a previous threshold breach */
548                 if (!new_stall && !t->pending_event)
549                         continue;
550                 /*
551                  * Check for new stall activity, as well as deferred
552                  * events that occurred in the last window after the
553                  * trigger had already fired (we want to ratelimit
554                  * events without dropping any).
555                  */
556                 if (new_stall) {
557                         /*
558                          * Multiple triggers might be looking at the same state,
559                          * remember to update group->polling_total[] once we've
560                          * been through all of them. Also remember to extend the
561                          * polling time if we see new stall activity.
562                          */
563                         update_total = true;
564
565                         /* Calculate growth since last update */
566                         growth = window_update(&t->win, now, total[t->state]);
567                         if (!t->pending_event) {
568                                 if (growth < t->threshold)
569                                         continue;
570
571                                 t->pending_event = true;
572                         }
573                 }
574                 /* Limit event signaling to once per window */
575                 if (now < t->last_event_time + t->win.size)
576                         continue;
577
578                 /* Generate an event */
579                 if (cmpxchg(&t->event, 0, 1) == 0)
580                         wake_up_interruptible(&t->event_wait);
581                 t->last_event_time = now;
582                 /* Reset threshold breach flag once event got generated */
583                 t->pending_event = false;
584         }
585
586         if (update_total)
587                 memcpy(group->polling_total, total,
588                                 sizeof(group->polling_total));
589
590         return now + group->poll_min_period;
591 }
592
593 /* Schedule polling if it's not already scheduled or forced. */
594 static void psi_schedule_poll_work(struct psi_group *group, unsigned long delay,
595                                    bool force)
596 {
597         struct task_struct *task;
598
599         /*
600          * atomic_xchg should be called even when !force to provide a
601          * full memory barrier (see the comment inside psi_poll_work).
602          */
603         if (atomic_xchg(&group->poll_scheduled, 1) && !force)
604                 return;
605
606         rcu_read_lock();
607
608         task = rcu_dereference(group->poll_task);
609         /*
610          * kworker might be NULL in case psi_trigger_destroy races with
611          * psi_task_change (hotpath) which can't use locks
612          */
613         if (likely(task))
614                 mod_timer(&group->poll_timer, jiffies + delay);
615         else
616                 atomic_set(&group->poll_scheduled, 0);
617
618         rcu_read_unlock();
619 }
620
621 static void psi_poll_work(struct psi_group *group)
622 {
623         bool force_reschedule = false;
624         u32 changed_states;
625         u64 now;
626
627         mutex_lock(&group->trigger_lock);
628
629         now = sched_clock();
630
631         if (now > group->polling_until) {
632                 /*
633                  * We are either about to start or might stop polling if no
634                  * state change was recorded. Resetting poll_scheduled leaves
635                  * a small window for psi_group_change to sneak in and schedule
636                  * an immediate poll_work before we get to rescheduling. One
637                  * potential extra wakeup at the end of the polling window
638                  * should be negligible and polling_next_update still keeps
639                  * updates correctly on schedule.
640                  */
641                 atomic_set(&group->poll_scheduled, 0);
642                 /*
643                  * A task change can race with the poll worker that is supposed to
644                  * report on it. To avoid missing events, ensure ordering between
645                  * poll_scheduled and the task state accesses, such that if the poll
646                  * worker misses the state update, the task change is guaranteed to
647                  * reschedule the poll worker:
648                  *
649                  * poll worker:
650                  *   atomic_set(poll_scheduled, 0)
651                  *   smp_mb()
652                  *   LOAD states
653                  *
654                  * task change:
655                  *   STORE states
656                  *   if atomic_xchg(poll_scheduled, 1) == 0:
657                  *     schedule poll worker
658                  *
659                  * The atomic_xchg() implies a full barrier.
660                  */
661                 smp_mb();
662         } else {
663                 /* Polling window is not over, keep rescheduling */
664                 force_reschedule = true;
665         }
666
667
668         collect_percpu_times(group, PSI_POLL, &changed_states);
669
670         if (changed_states & group->poll_states) {
671                 /* Initialize trigger windows when entering polling mode */
672                 if (now > group->polling_until)
673                         init_triggers(group, now);
674
675                 /*
676                  * Keep the monitor active for at least the duration of the
677                  * minimum tracking window as long as monitor states are
678                  * changing.
679                  */
680                 group->polling_until = now +
681                         group->poll_min_period * UPDATES_PER_WINDOW;
682         }
683
684         if (now > group->polling_until) {
685                 group->polling_next_update = ULLONG_MAX;
686                 goto out;
687         }
688
689         if (now >= group->polling_next_update)
690                 group->polling_next_update = update_triggers(group, now);
691
692         psi_schedule_poll_work(group,
693                 nsecs_to_jiffies(group->polling_next_update - now) + 1,
694                 force_reschedule);
695
696 out:
697         mutex_unlock(&group->trigger_lock);
698 }
699
700 static int psi_poll_worker(void *data)
701 {
702         struct psi_group *group = (struct psi_group *)data;
703
704         sched_set_fifo_low(current);
705
706         while (true) {
707                 wait_event_interruptible(group->poll_wait,
708                                 atomic_cmpxchg(&group->poll_wakeup, 1, 0) ||
709                                 kthread_should_stop());
710                 if (kthread_should_stop())
711                         break;
712
713                 psi_poll_work(group);
714         }
715         return 0;
716 }
717
718 static void poll_timer_fn(struct timer_list *t)
719 {
720         struct psi_group *group = from_timer(group, t, poll_timer);
721
722         atomic_set(&group->poll_wakeup, 1);
723         wake_up_interruptible(&group->poll_wait);
724 }
725
726 static void record_times(struct psi_group_cpu *groupc, u64 now)
727 {
728         u32 delta;
729
730         delta = now - groupc->state_start;
731         groupc->state_start = now;
732
733         if (groupc->state_mask & (1 << PSI_IO_SOME)) {
734                 groupc->times[PSI_IO_SOME] += delta;
735                 if (groupc->state_mask & (1 << PSI_IO_FULL))
736                         groupc->times[PSI_IO_FULL] += delta;
737         }
738
739         if (groupc->state_mask & (1 << PSI_MEM_SOME)) {
740                 groupc->times[PSI_MEM_SOME] += delta;
741                 if (groupc->state_mask & (1 << PSI_MEM_FULL))
742                         groupc->times[PSI_MEM_FULL] += delta;
743         }
744
745         if (groupc->state_mask & (1 << PSI_CPU_SOME)) {
746                 groupc->times[PSI_CPU_SOME] += delta;
747                 if (groupc->state_mask & (1 << PSI_CPU_FULL))
748                         groupc->times[PSI_CPU_FULL] += delta;
749         }
750
751         if (groupc->state_mask & (1 << PSI_NONIDLE))
752                 groupc->times[PSI_NONIDLE] += delta;
753 }
754
755 static void psi_group_change(struct psi_group *group, int cpu,
756                              unsigned int clear, unsigned int set, u64 now,
757                              bool wake_clock)
758 {
759         struct psi_group_cpu *groupc;
760         unsigned int t, m;
761         enum psi_states s;
762         u32 state_mask;
763
764         groupc = per_cpu_ptr(group->pcpu, cpu);
765
766         /*
767          * First we update the task counts according to the state
768          * change requested through the @clear and @set bits.
769          *
770          * Then if the cgroup PSI stats accounting enabled, we
771          * assess the aggregate resource states this CPU's tasks
772          * have been in since the last change, and account any
773          * SOME and FULL time these may have resulted in.
774          */
775         write_seqcount_begin(&groupc->seq);
776
777         /*
778          * Start with TSK_ONCPU, which doesn't have a corresponding
779          * task count - it's just a boolean flag directly encoded in
780          * the state mask. Clear, set, or carry the current state if
781          * no changes are requested.
782          */
783         if (unlikely(clear & TSK_ONCPU)) {
784                 state_mask = 0;
785                 clear &= ~TSK_ONCPU;
786         } else if (unlikely(set & TSK_ONCPU)) {
787                 state_mask = PSI_ONCPU;
788                 set &= ~TSK_ONCPU;
789         } else {
790                 state_mask = groupc->state_mask & PSI_ONCPU;
791         }
792
793         /*
794          * The rest of the state mask is calculated based on the task
795          * counts. Update those first, then construct the mask.
796          */
797         for (t = 0, m = clear; m; m &= ~(1 << t), t++) {
798                 if (!(m & (1 << t)))
799                         continue;
800                 if (groupc->tasks[t]) {
801                         groupc->tasks[t]--;
802                 } else if (!psi_bug) {
803                         printk_deferred(KERN_ERR "psi: task underflow! cpu=%d t=%d tasks=[%u %u %u %u] clear=%x set=%x\n",
804                                         cpu, t, groupc->tasks[0],
805                                         groupc->tasks[1], groupc->tasks[2],
806                                         groupc->tasks[3], clear, set);
807                         psi_bug = 1;
808                 }
809         }
810
811         for (t = 0; set; set &= ~(1 << t), t++)
812                 if (set & (1 << t))
813                         groupc->tasks[t]++;
814
815         if (!group->enabled) {
816                 /*
817                  * On the first group change after disabling PSI, conclude
818                  * the current state and flush its time. This is unlikely
819                  * to matter to the user, but aggregation (get_recent_times)
820                  * may have already incorporated the live state into times_prev;
821                  * avoid a delta sample underflow when PSI is later re-enabled.
822                  */
823                 if (unlikely(groupc->state_mask & (1 << PSI_NONIDLE)))
824                         record_times(groupc, now);
825
826                 groupc->state_mask = state_mask;
827
828                 write_seqcount_end(&groupc->seq);
829                 return;
830         }
831
832         for (s = 0; s < NR_PSI_STATES; s++) {
833                 if (test_state(groupc->tasks, s, state_mask & PSI_ONCPU))
834                         state_mask |= (1 << s);
835         }
836
837         /*
838          * Since we care about lost potential, a memstall is FULL
839          * when there are no other working tasks, but also when
840          * the CPU is actively reclaiming and nothing productive
841          * could run even if it were runnable. So when the current
842          * task in a cgroup is in_memstall, the corresponding groupc
843          * on that cpu is in PSI_MEM_FULL state.
844          */
845         if (unlikely((state_mask & PSI_ONCPU) && cpu_curr(cpu)->in_memstall))
846                 state_mask |= (1 << PSI_MEM_FULL);
847
848         record_times(groupc, now);
849
850         groupc->state_mask = state_mask;
851
852         write_seqcount_end(&groupc->seq);
853
854         if (state_mask & group->poll_states)
855                 psi_schedule_poll_work(group, 1, false);
856
857         if (wake_clock && !delayed_work_pending(&group->avgs_work))
858                 schedule_delayed_work(&group->avgs_work, PSI_FREQ);
859 }
860
861 static inline struct psi_group *task_psi_group(struct task_struct *task)
862 {
863 #ifdef CONFIG_CGROUPS
864         if (static_branch_likely(&psi_cgroups_enabled))
865                 return cgroup_psi(task_dfl_cgroup(task));
866 #endif
867         return &psi_system;
868 }
869
870 static void psi_flags_change(struct task_struct *task, int clear, int set)
871 {
872         if (((task->psi_flags & set) ||
873              (task->psi_flags & clear) != clear) &&
874             !psi_bug) {
875                 printk_deferred(KERN_ERR "psi: inconsistent task state! task=%d:%s cpu=%d psi_flags=%x clear=%x set=%x\n",
876                                 task->pid, task->comm, task_cpu(task),
877                                 task->psi_flags, clear, set);
878                 psi_bug = 1;
879         }
880
881         task->psi_flags &= ~clear;
882         task->psi_flags |= set;
883 }
884
885 void psi_task_change(struct task_struct *task, int clear, int set)
886 {
887         int cpu = task_cpu(task);
888         struct psi_group *group;
889         u64 now;
890
891         if (!task->pid)
892                 return;
893
894         psi_flags_change(task, clear, set);
895
896         now = cpu_clock(cpu);
897
898         group = task_psi_group(task);
899         do {
900                 psi_group_change(group, cpu, clear, set, now, true);
901         } while ((group = group->parent));
902 }
903
904 void psi_task_switch(struct task_struct *prev, struct task_struct *next,
905                      bool sleep)
906 {
907         struct psi_group *group, *common = NULL;
908         int cpu = task_cpu(prev);
909         u64 now = cpu_clock(cpu);
910
911         if (next->pid) {
912                 psi_flags_change(next, 0, TSK_ONCPU);
913                 /*
914                  * Set TSK_ONCPU on @next's cgroups. If @next shares any
915                  * ancestors with @prev, those will already have @prev's
916                  * TSK_ONCPU bit set, and we can stop the iteration there.
917                  */
918                 group = task_psi_group(next);
919                 do {
920                         if (per_cpu_ptr(group->pcpu, cpu)->state_mask &
921                             PSI_ONCPU) {
922                                 common = group;
923                                 break;
924                         }
925
926                         psi_group_change(group, cpu, 0, TSK_ONCPU, now, true);
927                 } while ((group = group->parent));
928         }
929
930         if (prev->pid) {
931                 int clear = TSK_ONCPU, set = 0;
932                 bool wake_clock = true;
933
934                 /*
935                  * When we're going to sleep, psi_dequeue() lets us
936                  * handle TSK_RUNNING, TSK_MEMSTALL_RUNNING and
937                  * TSK_IOWAIT here, where we can combine it with
938                  * TSK_ONCPU and save walking common ancestors twice.
939                  */
940                 if (sleep) {
941                         clear |= TSK_RUNNING;
942                         if (prev->in_memstall)
943                                 clear |= TSK_MEMSTALL_RUNNING;
944                         if (prev->in_iowait)
945                                 set |= TSK_IOWAIT;
946
947                         /*
948                          * Periodic aggregation shuts off if there is a period of no
949                          * task changes, so we wake it back up if necessary. However,
950                          * don't do this if the task change is the aggregation worker
951                          * itself going to sleep, or we'll ping-pong forever.
952                          */
953                         if (unlikely((prev->flags & PF_WQ_WORKER) &&
954                                      wq_worker_last_func(prev) == psi_avgs_work))
955                                 wake_clock = false;
956                 }
957
958                 psi_flags_change(prev, clear, set);
959
960                 group = task_psi_group(prev);
961                 do {
962                         if (group == common)
963                                 break;
964                         psi_group_change(group, cpu, clear, set, now, wake_clock);
965                 } while ((group = group->parent));
966
967                 /*
968                  * TSK_ONCPU is handled up to the common ancestor. If there are
969                  * any other differences between the two tasks (e.g. prev goes
970                  * to sleep, or only one task is memstall), finish propagating
971                  * those differences all the way up to the root.
972                  */
973                 if ((prev->psi_flags ^ next->psi_flags) & ~TSK_ONCPU) {
974                         clear &= ~TSK_ONCPU;
975                         for (; group; group = group->parent)
976                                 psi_group_change(group, cpu, clear, set, now, wake_clock);
977                 }
978         }
979 }
980
981 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
982 void psi_account_irqtime(struct task_struct *task, u32 delta)
983 {
984         int cpu = task_cpu(task);
985         struct psi_group *group;
986         struct psi_group_cpu *groupc;
987         u64 now;
988
989         if (!task->pid)
990                 return;
991
992         now = cpu_clock(cpu);
993
994         group = task_psi_group(task);
995         do {
996                 if (!group->enabled)
997                         continue;
998
999                 groupc = per_cpu_ptr(group->pcpu, cpu);
1000
1001                 write_seqcount_begin(&groupc->seq);
1002
1003                 record_times(groupc, now);
1004                 groupc->times[PSI_IRQ_FULL] += delta;
1005
1006                 write_seqcount_end(&groupc->seq);
1007
1008                 if (group->poll_states & (1 << PSI_IRQ_FULL))
1009                         psi_schedule_poll_work(group, 1, false);
1010         } while ((group = group->parent));
1011 }
1012 #endif
1013
1014 /**
1015  * psi_memstall_enter - mark the beginning of a memory stall section
1016  * @flags: flags to handle nested sections
1017  *
1018  * Marks the calling task as being stalled due to a lack of memory,
1019  * such as waiting for a refault or performing reclaim.
1020  */
1021 void psi_memstall_enter(unsigned long *flags)
1022 {
1023         struct rq_flags rf;
1024         struct rq *rq;
1025
1026         if (static_branch_likely(&psi_disabled))
1027                 return;
1028
1029         *flags = current->in_memstall;
1030         if (*flags)
1031                 return;
1032         /*
1033          * in_memstall setting & accounting needs to be atomic wrt
1034          * changes to the task's scheduling state, otherwise we can
1035          * race with CPU migration.
1036          */
1037         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
1038
1039         current->in_memstall = 1;
1040         psi_task_change(current, 0, TSK_MEMSTALL | TSK_MEMSTALL_RUNNING);
1041
1042         rq_unlock_irq(rq, &rf);
1043 }
1044 EXPORT_SYMBOL_GPL(psi_memstall_enter);
1045
1046 /**
1047  * psi_memstall_leave - mark the end of an memory stall section
1048  * @flags: flags to handle nested memdelay sections
1049  *
1050  * Marks the calling task as no longer stalled due to lack of memory.
1051  */
1052 void psi_memstall_leave(unsigned long *flags)
1053 {
1054         struct rq_flags rf;
1055         struct rq *rq;
1056
1057         if (static_branch_likely(&psi_disabled))
1058                 return;
1059
1060         if (*flags)
1061                 return;
1062         /*
1063          * in_memstall clearing & accounting needs to be atomic wrt
1064          * changes to the task's scheduling state, otherwise we could
1065          * race with CPU migration.
1066          */
1067         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
1068
1069         current->in_memstall = 0;
1070         psi_task_change(current, TSK_MEMSTALL | TSK_MEMSTALL_RUNNING, 0);
1071
1072         rq_unlock_irq(rq, &rf);
1073 }
1074 EXPORT_SYMBOL_GPL(psi_memstall_leave);
1075
1076 #ifdef CONFIG_CGROUPS
1077 int psi_cgroup_alloc(struct cgroup *cgroup)
1078 {
1079         if (!static_branch_likely(&psi_cgroups_enabled))
1080                 return 0;
1081
1082         cgroup->psi = kzalloc(sizeof(struct psi_group), GFP_KERNEL);
1083         if (!cgroup->psi)
1084                 return -ENOMEM;
1085
1086         cgroup->psi->pcpu = alloc_percpu(struct psi_group_cpu);
1087         if (!cgroup->psi->pcpu) {
1088                 kfree(cgroup->psi);
1089                 return -ENOMEM;
1090         }
1091         group_init(cgroup->psi);
1092         cgroup->psi->parent = cgroup_psi(cgroup_parent(cgroup));
1093         return 0;
1094 }
1095
1096 void psi_cgroup_free(struct cgroup *cgroup)
1097 {
1098         if (!static_branch_likely(&psi_cgroups_enabled))
1099                 return;
1100
1101         cancel_delayed_work_sync(&cgroup->psi->avgs_work);
1102         free_percpu(cgroup->psi->pcpu);
1103         /* All triggers must be removed by now */
1104         WARN_ONCE(cgroup->psi->poll_states, "psi: trigger leak\n");
1105         kfree(cgroup->psi);
1106 }
1107
1108 /**
1109  * cgroup_move_task - move task to a different cgroup
1110  * @task: the task
1111  * @to: the target css_set
1112  *
1113  * Move task to a new cgroup and safely migrate its associated stall
1114  * state between the different groups.
1115  *
1116  * This function acquires the task's rq lock to lock out concurrent
1117  * changes to the task's scheduling state and - in case the task is
1118  * running - concurrent changes to its stall state.
1119  */
1120 void cgroup_move_task(struct task_struct *task, struct css_set *to)
1121 {
1122         unsigned int task_flags;
1123         struct rq_flags rf;
1124         struct rq *rq;
1125
1126         if (!static_branch_likely(&psi_cgroups_enabled)) {
1127                 /*
1128                  * Lame to do this here, but the scheduler cannot be locked
1129                  * from the outside, so we move cgroups from inside sched/.
1130                  */
1131                 rcu_assign_pointer(task->cgroups, to);
1132                 return;
1133         }
1134
1135         rq = task_rq_lock(task, &rf);
1136
1137         /*
1138          * We may race with schedule() dropping the rq lock between
1139          * deactivating prev and switching to next. Because the psi
1140          * updates from the deactivation are deferred to the switch
1141          * callback to save cgroup tree updates, the task's scheduling
1142          * state here is not coherent with its psi state:
1143          *
1144          * schedule()                   cgroup_move_task()
1145          *   rq_lock()
1146          *   deactivate_task()
1147          *     p->on_rq = 0
1148          *     psi_dequeue() // defers TSK_RUNNING & TSK_IOWAIT updates
1149          *   pick_next_task()
1150          *     rq_unlock()
1151          *                                rq_lock()
1152          *                                psi_task_change() // old cgroup
1153          *                                task->cgroups = to
1154          *                                psi_task_change() // new cgroup
1155          *                                rq_unlock()
1156          *     rq_lock()
1157          *   psi_sched_switch() // does deferred updates in new cgroup
1158          *
1159          * Don't rely on the scheduling state. Use psi_flags instead.
1160          */
1161         task_flags = task->psi_flags;
1162
1163         if (task_flags)
1164                 psi_task_change(task, task_flags, 0);
1165
1166         /* See comment above */
1167         rcu_assign_pointer(task->cgroups, to);
1168
1169         if (task_flags)
1170                 psi_task_change(task, 0, task_flags);
1171
1172         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
1173 }
1174
1175 void psi_cgroup_restart(struct psi_group *group)
1176 {
1177         int cpu;
1178
1179         /*
1180          * After we disable psi_group->enabled, we don't actually
1181          * stop percpu tasks accounting in each psi_group_cpu,
1182          * instead only stop test_state() loop, record_times()
1183          * and averaging worker, see psi_group_change() for details.
1184          *
1185          * When disable cgroup PSI, this function has nothing to sync
1186          * since cgroup pressure files are hidden and percpu psi_group_cpu
1187          * would see !psi_group->enabled and only do task accounting.
1188          *
1189          * When re-enable cgroup PSI, this function use psi_group_change()
1190          * to get correct state mask from test_state() loop on tasks[],
1191          * and restart groupc->state_start from now, use .clear = .set = 0
1192          * here since no task status really changed.
1193          */
1194         if (!group->enabled)
1195                 return;
1196
1197         for_each_possible_cpu(cpu) {
1198                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1199                 struct rq_flags rf;
1200                 u64 now;
1201
1202                 rq_lock_irq(rq, &rf);
1203                 now = cpu_clock(cpu);
1204                 psi_group_change(group, cpu, 0, 0, now, true);
1205                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
1206         }
1207 }
1208 #endif /* CONFIG_CGROUPS */
1209
1210 int psi_show(struct seq_file *m, struct psi_group *group, enum psi_res res)
1211 {
1212         bool only_full = false;
1213         int full;
1214         u64 now;
1215
1216         if (static_branch_likely(&psi_disabled))
1217                 return -EOPNOTSUPP;
1218
1219         /* Update averages before reporting them */
1220         mutex_lock(&group->avgs_lock);
1221         now = sched_clock();
1222         collect_percpu_times(group, PSI_AVGS, NULL);
1223         if (now >= group->avg_next_update)
1224                 group->avg_next_update = update_averages(group, now);
1225         mutex_unlock(&group->avgs_lock);
1226
1227 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1228         only_full = res == PSI_IRQ;
1229 #endif
1230
1231         for (full = 0; full < 2 - only_full; full++) {
1232                 unsigned long avg[3] = { 0, };
1233                 u64 total = 0;
1234                 int w;
1235
1236                 /* CPU FULL is undefined at the system level */
1237                 if (!(group == &psi_system && res == PSI_CPU && full)) {
1238                         for (w = 0; w < 3; w++)
1239                                 avg[w] = group->avg[res * 2 + full][w];
1240                         total = div_u64(group->total[PSI_AVGS][res * 2 + full],
1241                                         NSEC_PER_USEC);
1242                 }
1243
1244                 seq_printf(m, "%s avg10=%lu.%02lu avg60=%lu.%02lu avg300=%lu.%02lu total=%llu\n",
1245                            full || only_full ? "full" : "some",
1246                            LOAD_INT(avg[0]), LOAD_FRAC(avg[0]),
1247                            LOAD_INT(avg[1]), LOAD_FRAC(avg[1]),
1248                            LOAD_INT(avg[2]), LOAD_FRAC(avg[2]),
1249                            total);
1250         }
1251
1252         return 0;
1253 }
1254
1255 struct psi_trigger *psi_trigger_create(struct psi_group *group,
1256                         char *buf, enum psi_res res)
1257 {
1258         struct psi_trigger *t;
1259         enum psi_states state;
1260         u32 threshold_us;
1261         u32 window_us;
1262
1263         if (static_branch_likely(&psi_disabled))
1264                 return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
1265
1266         if (sscanf(buf, "some %u %u", &threshold_us, &window_us) == 2)
1267                 state = PSI_IO_SOME + res * 2;
1268         else if (sscanf(buf, "full %u %u", &threshold_us, &window_us) == 2)
1269                 state = PSI_IO_FULL + res * 2;
1270         else
1271                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1272
1273 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1274         if (res == PSI_IRQ && --state != PSI_IRQ_FULL)
1275                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1276 #endif
1277
1278         if (state >= PSI_NONIDLE)
1279                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1280
1281         if (window_us < WINDOW_MIN_US ||
1282                 window_us > WINDOW_MAX_US)
1283                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1284
1285         /* Check threshold */
1286         if (threshold_us == 0 || threshold_us > window_us)
1287                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1288
1289         t = kmalloc(sizeof(*t), GFP_KERNEL);
1290         if (!t)
1291                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1292
1293         t->group = group;
1294         t->state = state;
1295         t->threshold = threshold_us * NSEC_PER_USEC;
1296         t->win.size = window_us * NSEC_PER_USEC;
1297         window_reset(&t->win, sched_clock(),
1298                         group->total[PSI_POLL][t->state], 0);
1299
1300         t->event = 0;
1301         t->last_event_time = 0;
1302         init_waitqueue_head(&t->event_wait);
1303         t->pending_event = false;
1304
1305         mutex_lock(&group->trigger_lock);
1306
1307         if (!rcu_access_pointer(group->poll_task)) {
1308                 struct task_struct *task;
1309
1310                 task = kthread_create(psi_poll_worker, group, "psimon");
1311                 if (IS_ERR(task)) {
1312                         kfree(t);
1313                         mutex_unlock(&group->trigger_lock);
1314                         return ERR_CAST(task);
1315                 }
1316                 atomic_set(&group->poll_wakeup, 0);
1317                 wake_up_process(task);
1318                 rcu_assign_pointer(group->poll_task, task);
1319         }
1320
1321         list_add(&t->node, &group->triggers);
1322         group->poll_min_period = min(group->poll_min_period,
1323                 div_u64(t->win.size, UPDATES_PER_WINDOW));
1324         group->nr_triggers[t->state]++;
1325         group->poll_states |= (1 << t->state);
1326
1327         mutex_unlock(&group->trigger_lock);
1328
1329         return t;
1330 }
1331
1332 void psi_trigger_destroy(struct psi_trigger *t)
1333 {
1334         struct psi_group *group;
1335         struct task_struct *task_to_destroy = NULL;
1336
1337         /*
1338          * We do not check psi_disabled since it might have been disabled after
1339          * the trigger got created.
1340          */
1341         if (!t)
1342                 return;
1343
1344         group = t->group;
1345         /*
1346          * Wakeup waiters to stop polling and clear the queue to prevent it from
1347          * being accessed later. Can happen if cgroup is deleted from under a
1348          * polling process.
1349          */
1350         wake_up_pollfree(&t->event_wait);
1351
1352         mutex_lock(&group->trigger_lock);
1353
1354         if (!list_empty(&t->node)) {
1355                 struct psi_trigger *tmp;
1356                 u64 period = ULLONG_MAX;
1357
1358                 list_del(&t->node);
1359                 group->nr_triggers[t->state]--;
1360                 if (!group->nr_triggers[t->state])
1361                         group->poll_states &= ~(1 << t->state);
1362                 /* reset min update period for the remaining triggers */
1363                 list_for_each_entry(tmp, &group->triggers, node)
1364                         period = min(period, div_u64(tmp->win.size,
1365                                         UPDATES_PER_WINDOW));
1366                 group->poll_min_period = period;
1367                 /* Destroy poll_task when the last trigger is destroyed */
1368                 if (group->poll_states == 0) {
1369                         group->polling_until = 0;
1370                         task_to_destroy = rcu_dereference_protected(
1371                                         group->poll_task,
1372                                         lockdep_is_held(&group->trigger_lock));
1373                         rcu_assign_pointer(group->poll_task, NULL);
1374                         del_timer(&group->poll_timer);
1375                 }
1376         }
1377
1378         mutex_unlock(&group->trigger_lock);
1379
1380         /*
1381          * Wait for psi_schedule_poll_work RCU to complete its read-side
1382          * critical section before destroying the trigger and optionally the
1383          * poll_task.
1384          */
1385         synchronize_rcu();
1386         /*
1387          * Stop kthread 'psimon' after releasing trigger_lock to prevent a
1388          * deadlock while waiting for psi_poll_work to acquire trigger_lock
1389          */
1390         if (task_to_destroy) {
1391                 /*
1392                  * After the RCU grace period has expired, the worker
1393                  * can no longer be found through group->poll_task.
1394                  */
1395                 kthread_stop(task_to_destroy);
1396                 atomic_set(&group->poll_scheduled, 0);
1397         }
1398         kfree(t);
1399 }
1400
1401 __poll_t psi_trigger_poll(void **trigger_ptr,
1402                                 struct file *file, poll_table *wait)
1403 {
1404         __poll_t ret = DEFAULT_POLLMASK;
1405         struct psi_trigger *t;
1406
1407         if (static_branch_likely(&psi_disabled))
1408                 return DEFAULT_POLLMASK | EPOLLERR | EPOLLPRI;
1409
1410         t = smp_load_acquire(trigger_ptr);
1411         if (!t)
1412                 return DEFAULT_POLLMASK | EPOLLERR | EPOLLPRI;
1413
1414         poll_wait(file, &t->event_wait, wait);
1415
1416         if (cmpxchg(&t->event, 1, 0) == 1)
1417                 ret |= EPOLLPRI;
1418
1419         return ret;
1420 }
1421
1422 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1423 static int psi_io_show(struct seq_file *m, void *v)
1424 {
1425         return psi_show(m, &psi_system, PSI_IO);
1426 }
1427
1428 static int psi_memory_show(struct seq_file *m, void *v)
1429 {
1430         return psi_show(m, &psi_system, PSI_MEM);
1431 }
1432
1433 static int psi_cpu_show(struct seq_file *m, void *v)
1434 {
1435         return psi_show(m, &psi_system, PSI_CPU);
1436 }
1437
1438 static int psi_open(struct file *file, int (*psi_show)(struct seq_file *, void *))
1439 {
1440         if (file->f_mode & FMODE_WRITE && !capable(CAP_SYS_RESOURCE))
1441                 return -EPERM;
1442
1443         return single_open(file, psi_show, NULL);
1444 }
1445
1446 static int psi_io_open(struct inode *inode, struct file *file)
1447 {
1448         return psi_open(file, psi_io_show);
1449 }
1450
1451 static int psi_memory_open(struct inode *inode, struct file *file)
1452 {
1453         return psi_open(file, psi_memory_show);
1454 }
1455
1456 static int psi_cpu_open(struct inode *inode, struct file *file)
1457 {
1458         return psi_open(file, psi_cpu_show);
1459 }
1460
1461 static ssize_t psi_write(struct file *file, const char __user *user_buf,
1462                          size_t nbytes, enum psi_res res)
1463 {
1464         char buf[32];
1465         size_t buf_size;
1466         struct seq_file *seq;
1467         struct psi_trigger *new;
1468
1469         if (static_branch_likely(&psi_disabled))
1470                 return -EOPNOTSUPP;
1471
1472         if (!nbytes)
1473                 return -EINVAL;
1474
1475         buf_size = min(nbytes, sizeof(buf));
1476         if (copy_from_user(buf, user_buf, buf_size))
1477                 return -EFAULT;
1478
1479         buf[buf_size - 1] = '\0';
1480
1481         seq = file->private_data;
1482
1483         /* Take seq->lock to protect seq->private from concurrent writes */
1484         mutex_lock(&seq->lock);
1485
1486         /* Allow only one trigger per file descriptor */
1487         if (seq->private) {
1488                 mutex_unlock(&seq->lock);
1489                 return -EBUSY;
1490         }
1491
1492         new = psi_trigger_create(&psi_system, buf, res);
1493         if (IS_ERR(new)) {
1494                 mutex_unlock(&seq->lock);
1495                 return PTR_ERR(new);
1496         }
1497
1498         smp_store_release(&seq->private, new);
1499         mutex_unlock(&seq->lock);
1500
1501         return nbytes;
1502 }
1503
1504 static ssize_t psi_io_write(struct file *file, const char __user *user_buf,
1505                             size_t nbytes, loff_t *ppos)
1506 {
1507         return psi_write(file, user_buf, nbytes, PSI_IO);
1508 }
1509
1510 static ssize_t psi_memory_write(struct file *file, const char __user *user_buf,
1511                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1512 {
1513         return psi_write(file, user_buf, nbytes, PSI_MEM);
1514 }
1515
1516 static ssize_t psi_cpu_write(struct file *file, const char __user *user_buf,
1517                              size_t nbytes, loff_t *ppos)
1518 {
1519         return psi_write(file, user_buf, nbytes, PSI_CPU);
1520 }
1521
1522 static __poll_t psi_fop_poll(struct file *file, poll_table *wait)
1523 {
1524         struct seq_file *seq = file->private_data;
1525
1526         return psi_trigger_poll(&seq->private, file, wait);
1527 }
1528
1529 static int psi_fop_release(struct inode *inode, struct file *file)
1530 {
1531         struct seq_file *seq = file->private_data;
1532
1533         psi_trigger_destroy(seq->private);
1534         return single_release(inode, file);
1535 }
1536
1537 static const struct proc_ops psi_io_proc_ops = {
1538         .proc_open      = psi_io_open,
1539         .proc_read      = seq_read,
1540         .proc_lseek     = seq_lseek,
1541         .proc_write     = psi_io_write,
1542         .proc_poll      = psi_fop_poll,
1543         .proc_release   = psi_fop_release,
1544 };
1545
1546 static const struct proc_ops psi_memory_proc_ops = {
1547         .proc_open      = psi_memory_open,
1548         .proc_read      = seq_read,
1549         .proc_lseek     = seq_lseek,
1550         .proc_write     = psi_memory_write,
1551         .proc_poll      = psi_fop_poll,
1552         .proc_release   = psi_fop_release,
1553 };
1554
1555 static const struct proc_ops psi_cpu_proc_ops = {
1556         .proc_open      = psi_cpu_open,
1557         .proc_read      = seq_read,
1558         .proc_lseek     = seq_lseek,
1559         .proc_write     = psi_cpu_write,
1560         .proc_poll      = psi_fop_poll,
1561         .proc_release   = psi_fop_release,
1562 };
1563
1564 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1565 static int psi_irq_show(struct seq_file *m, void *v)
1566 {
1567         return psi_show(m, &psi_system, PSI_IRQ);
1568 }
1569
1570 static int psi_irq_open(struct inode *inode, struct file *file)
1571 {
1572         return psi_open(file, psi_irq_show);
1573 }
1574
1575 static ssize_t psi_irq_write(struct file *file, const char __user *user_buf,
1576                              size_t nbytes, loff_t *ppos)
1577 {
1578         return psi_write(file, user_buf, nbytes, PSI_IRQ);
1579 }
1580
1581 static const struct proc_ops psi_irq_proc_ops = {
1582         .proc_open      = psi_irq_open,
1583         .proc_read      = seq_read,
1584         .proc_lseek     = seq_lseek,
1585         .proc_write     = psi_irq_write,
1586         .proc_poll      = psi_fop_poll,
1587         .proc_release   = psi_fop_release,
1588 };
1589 #endif
1590
1591 static int __init psi_proc_init(void)
1592 {
1593         if (psi_enable) {
1594                 proc_mkdir("pressure", NULL);
1595                 proc_create("pressure/io", 0666, NULL, &psi_io_proc_ops);
1596                 proc_create("pressure/memory", 0666, NULL, &psi_memory_proc_ops);
1597                 proc_create("pressure/cpu", 0666, NULL, &psi_cpu_proc_ops);
1598 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1599                 proc_create("pressure/irq", 0666, NULL, &psi_irq_proc_ops);
1600 #endif
1601         }
1602         return 0;
1603 }
1604 module_init(psi_proc_init);
1605
1606 #endif /* CONFIG_PROC_FS */