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