Merge tag 'sched-urgent-2023-10-21' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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 static void __blkcg_rstat_flush(struct blkcg *blkcg, int cpu);
38
39 /*
40  * blkcg_pol_mutex protects blkcg_policy[] and policy [de]activation.
41  * blkcg_pol_register_mutex nests outside of it and synchronizes entire
42  * policy [un]register operations including cgroup file additions /
43  * removals.  Putting cgroup file registration outside blkcg_pol_mutex
44  * allows grabbing it from cgroup callbacks.
45  */
46 static DEFINE_MUTEX(blkcg_pol_register_mutex);
47 static DEFINE_MUTEX(blkcg_pol_mutex);
48
49 struct blkcg blkcg_root;
50 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_root);
51
52 struct cgroup_subsys_state * const blkcg_root_css = &blkcg_root.css;
53 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_root_css);
54
55 static struct blkcg_policy *blkcg_policy[BLKCG_MAX_POLS];
56
57 static LIST_HEAD(all_blkcgs);           /* protected by blkcg_pol_mutex */
58
59 bool blkcg_debug_stats = false;
60
61 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(blkg_stat_lock);
62
63 #define BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE  64
64
65 /*
66  * Lockless lists for tracking IO stats update
67  *
68  * New IO stats are stored in the percpu iostat_cpu within blkcg_gq (blkg).
69  * There are multiple blkg's (one for each block device) attached to each
70  * blkcg. The rstat code keeps track of which cpu has IO stats updated,
71  * but it doesn't know which blkg has the updated stats. If there are many
72  * block devices in a system, the cost of iterating all the blkg's to flush
73  * out the IO stats can be high. To reduce such overhead, a set of percpu
74  * lockless lists (lhead) per blkcg are used to track the set of recently
75  * updated iostat_cpu's since the last flush. An iostat_cpu will be put
76  * onto the lockless list on the update side [blk_cgroup_bio_start()] if
77  * not there yet and then removed when being flushed [blkcg_rstat_flush()].
78  * References to blkg are gotten and then put back in the process to
79  * protect against blkg removal.
80  *
81  * Return: 0 if successful or -ENOMEM if allocation fails.
82  */
83 static int init_blkcg_llists(struct blkcg *blkcg)
84 {
85         int cpu;
86
87         blkcg->lhead = alloc_percpu_gfp(struct llist_head, GFP_KERNEL);
88         if (!blkcg->lhead)
89                 return -ENOMEM;
90
91         for_each_possible_cpu(cpu)
92                 init_llist_head(per_cpu_ptr(blkcg->lhead, cpu));
93         return 0;
94 }
95
96 /**
97  * blkcg_css - find the current css
98  *
99  * Find the css associated with either the kthread or the current task.
100  * This may return a dying css, so it is up to the caller to use tryget logic
101  * to confirm it is alive and well.
102  */
103 static struct cgroup_subsys_state *blkcg_css(void)
104 {
105         struct cgroup_subsys_state *css;
106
107         css = kthread_blkcg();
108         if (css)
109                 return css;
110         return task_css(current, io_cgrp_id);
111 }
112
113 static bool blkcg_policy_enabled(struct request_queue *q,
114                                  const struct blkcg_policy *pol)
115 {
116         return pol && test_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
117 }
118
119 static void blkg_free_workfn(struct work_struct *work)
120 {
121         struct blkcg_gq *blkg = container_of(work, struct blkcg_gq,
122                                              free_work);
123         struct request_queue *q = blkg->q;
124         int i;
125
126         /*
127          * pd_free_fn() can also be called from blkcg_deactivate_policy(),
128          * in order to make sure pd_free_fn() is called in order, the deletion
129          * of the list blkg->q_node is delayed to here from blkg_destroy(), and
130          * blkcg_mutex is used to synchronize blkg_free_workfn() and
131          * blkcg_deactivate_policy().
132          */
133         mutex_lock(&q->blkcg_mutex);
134         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
135                 if (blkg->pd[i])
136                         blkcg_policy[i]->pd_free_fn(blkg->pd[i]);
137         if (blkg->parent)
138                 blkg_put(blkg->parent);
139         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
140         list_del_init(&blkg->q_node);
141         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
142         mutex_unlock(&q->blkcg_mutex);
143
144         blk_put_queue(q);
145         free_percpu(blkg->iostat_cpu);
146         percpu_ref_exit(&blkg->refcnt);
147         kfree(blkg);
148 }
149
150 /**
151  * blkg_free - free a blkg
152  * @blkg: blkg to free
153  *
154  * Free @blkg which may be partially allocated.
155  */
156 static void blkg_free(struct blkcg_gq *blkg)
157 {
158         if (!blkg)
159                 return;
160
161         /*
162          * Both ->pd_free_fn() and request queue's release handler may
163          * sleep, so free us by scheduling one work func
164          */
165         INIT_WORK(&blkg->free_work, blkg_free_workfn);
166         schedule_work(&blkg->free_work);
167 }
168
169 static void __blkg_release(struct rcu_head *rcu)
170 {
171         struct blkcg_gq *blkg = container_of(rcu, struct blkcg_gq, rcu_head);
172         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
173         int cpu;
174
175 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO
176         WARN_ON(!bio_list_empty(&blkg->async_bios));
177 #endif
178         /*
179          * Flush all the non-empty percpu lockless lists before releasing
180          * us, given these stat belongs to us.
181          *
182          * blkg_stat_lock is for serializing blkg stat update
183          */
184         for_each_possible_cpu(cpu)
185                 __blkcg_rstat_flush(blkcg, cpu);
186
187         /* release the blkcg and parent blkg refs this blkg has been holding */
188         css_put(&blkg->blkcg->css);
189         blkg_free(blkg);
190 }
191
192 /*
193  * A group is RCU protected, but having an rcu lock does not mean that one
194  * can access all the fields of blkg and assume these are valid.  For
195  * example, don't try to follow throtl_data and request queue links.
196  *
197  * Having a reference to blkg under an rcu allows accesses to only values
198  * local to groups like group stats and group rate limits.
199  */
200 static void blkg_release(struct percpu_ref *ref)
201 {
202         struct blkcg_gq *blkg = container_of(ref, struct blkcg_gq, refcnt);
203
204         call_rcu(&blkg->rcu_head, __blkg_release);
205 }
206
207 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO
208 static struct workqueue_struct *blkcg_punt_bio_wq;
209
210 static void blkg_async_bio_workfn(struct work_struct *work)
211 {
212         struct blkcg_gq *blkg = container_of(work, struct blkcg_gq,
213                                              async_bio_work);
214         struct bio_list bios = BIO_EMPTY_LIST;
215         struct bio *bio;
216         struct blk_plug plug;
217         bool need_plug = false;
218
219         /* as long as there are pending bios, @blkg can't go away */
220         spin_lock(&blkg->async_bio_lock);
221         bio_list_merge(&bios, &blkg->async_bios);
222         bio_list_init(&blkg->async_bios);
223         spin_unlock(&blkg->async_bio_lock);
224
225         /* start plug only when bio_list contains at least 2 bios */
226         if (bios.head && bios.head->bi_next) {
227                 need_plug = true;
228                 blk_start_plug(&plug);
229         }
230         while ((bio = bio_list_pop(&bios)))
231                 submit_bio(bio);
232         if (need_plug)
233                 blk_finish_plug(&plug);
234 }
235
236 /*
237  * When a shared kthread issues a bio for a cgroup, doing so synchronously can
238  * lead to priority inversions as the kthread can be trapped waiting for that
239  * cgroup.  Use this helper instead of submit_bio to punt the actual issuing to
240  * a dedicated per-blkcg work item to avoid such priority inversions.
241  */
242 void blkcg_punt_bio_submit(struct bio *bio)
243 {
244         struct blkcg_gq *blkg = bio->bi_blkg;
245
246         if (blkg->parent) {
247                 spin_lock(&blkg->async_bio_lock);
248                 bio_list_add(&blkg->async_bios, bio);
249                 spin_unlock(&blkg->async_bio_lock);
250                 queue_work(blkcg_punt_bio_wq, &blkg->async_bio_work);
251         } else {
252                 /* never bounce for the root cgroup */
253                 submit_bio(bio);
254         }
255 }
256 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_punt_bio_submit);
257
258 static int __init blkcg_punt_bio_init(void)
259 {
260         blkcg_punt_bio_wq = alloc_workqueue("blkcg_punt_bio",
261                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_FREEZABLE |
262                                             WQ_UNBOUND | WQ_SYSFS, 0);
263         if (!blkcg_punt_bio_wq)
264                 return -ENOMEM;
265         return 0;
266 }
267 subsys_initcall(blkcg_punt_bio_init);
268 #endif /* CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO */
269
270 /**
271  * bio_blkcg_css - return the blkcg CSS associated with a bio
272  * @bio: target bio
273  *
274  * This returns the CSS for the blkcg associated with a bio, or %NULL if not
275  * associated. Callers are expected to either handle %NULL or know association
276  * has been done prior to calling this.
277  */
278 struct cgroup_subsys_state *bio_blkcg_css(struct bio *bio)
279 {
280         if (!bio || !bio->bi_blkg)
281                 return NULL;
282         return &bio->bi_blkg->blkcg->css;
283 }
284 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_blkcg_css);
285
286 /**
287  * blkcg_parent - get the parent of a blkcg
288  * @blkcg: blkcg of interest
289  *
290  * Return the parent blkcg of @blkcg.  Can be called anytime.
291  */
292 static inline struct blkcg *blkcg_parent(struct blkcg *blkcg)
293 {
294         return css_to_blkcg(blkcg->css.parent);
295 }
296
297 /**
298  * blkg_alloc - allocate a blkg
299  * @blkcg: block cgroup the new blkg is associated with
300  * @disk: gendisk the new blkg is associated with
301  * @gfp_mask: allocation mask to use
302  *
303  * Allocate a new blkg assocating @blkcg and @q.
304  */
305 static struct blkcg_gq *blkg_alloc(struct blkcg *blkcg, struct gendisk *disk,
306                                    gfp_t gfp_mask)
307 {
308         struct blkcg_gq *blkg;
309         int i, cpu;
310
311         /* alloc and init base part */
312         blkg = kzalloc_node(sizeof(*blkg), gfp_mask, disk->queue->node);
313         if (!blkg)
314                 return NULL;
315         if (percpu_ref_init(&blkg->refcnt, blkg_release, 0, gfp_mask))
316                 goto out_free_blkg;
317         blkg->iostat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct blkg_iostat_set, gfp_mask);
318         if (!blkg->iostat_cpu)
319                 goto out_exit_refcnt;
320         if (!blk_get_queue(disk->queue))
321                 goto out_free_iostat;
322
323         blkg->q = disk->queue;
324         INIT_LIST_HEAD(&blkg->q_node);
325         blkg->blkcg = blkcg;
326 #ifdef CONFIG_BLK_CGROUP_PUNT_BIO
327         spin_lock_init(&blkg->async_bio_lock);
328         bio_list_init(&blkg->async_bios);
329         INIT_WORK(&blkg->async_bio_work, blkg_async_bio_workfn);
330 #endif
331
332         u64_stats_init(&blkg->iostat.sync);
333         for_each_possible_cpu(cpu) {
334                 u64_stats_init(&per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu)->sync);
335                 per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu)->blkg = blkg;
336         }
337
338         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
339                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
340                 struct blkg_policy_data *pd;
341
342                 if (!blkcg_policy_enabled(disk->queue, pol))
343                         continue;
344
345                 /* alloc per-policy data and attach it to blkg */
346                 pd = pol->pd_alloc_fn(disk, blkcg, gfp_mask);
347                 if (!pd)
348                         goto out_free_pds;
349                 blkg->pd[i] = pd;
350                 pd->blkg = blkg;
351                 pd->plid = i;
352                 pd->online = false;
353         }
354
355         return blkg;
356
357 out_free_pds:
358         while (--i >= 0)
359                 if (blkg->pd[i])
360                         blkcg_policy[i]->pd_free_fn(blkg->pd[i]);
361         blk_put_queue(disk->queue);
362 out_free_iostat:
363         free_percpu(blkg->iostat_cpu);
364 out_exit_refcnt:
365         percpu_ref_exit(&blkg->refcnt);
366 out_free_blkg:
367         kfree(blkg);
368         return NULL;
369 }
370
371 /*
372  * If @new_blkg is %NULL, this function tries to allocate a new one as
373  * necessary using %GFP_NOWAIT.  @new_blkg is always consumed on return.
374  */
375 static struct blkcg_gq *blkg_create(struct blkcg *blkcg, struct gendisk *disk,
376                                     struct blkcg_gq *new_blkg)
377 {
378         struct blkcg_gq *blkg;
379         int i, ret;
380
381         lockdep_assert_held(&disk->queue->queue_lock);
382
383         /* request_queue is dying, do not create/recreate a blkg */
384         if (blk_queue_dying(disk->queue)) {
385                 ret = -ENODEV;
386                 goto err_free_blkg;
387         }
388
389         /* blkg holds a reference to blkcg */
390         if (!css_tryget_online(&blkcg->css)) {
391                 ret = -ENODEV;
392                 goto err_free_blkg;
393         }
394
395         /* allocate */
396         if (!new_blkg) {
397                 new_blkg = blkg_alloc(blkcg, disk, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
398                 if (unlikely(!new_blkg)) {
399                         ret = -ENOMEM;
400                         goto err_put_css;
401                 }
402         }
403         blkg = new_blkg;
404
405         /* link parent */
406         if (blkcg_parent(blkcg)) {
407                 blkg->parent = blkg_lookup(blkcg_parent(blkcg), disk->queue);
408                 if (WARN_ON_ONCE(!blkg->parent)) {
409                         ret = -ENODEV;
410                         goto err_put_css;
411                 }
412                 blkg_get(blkg->parent);
413         }
414
415         /* invoke per-policy init */
416         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
417                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
418
419                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_init_fn)
420                         pol->pd_init_fn(blkg->pd[i]);
421         }
422
423         /* insert */
424         spin_lock(&blkcg->lock);
425         ret = radix_tree_insert(&blkcg->blkg_tree, disk->queue->id, blkg);
426         if (likely(!ret)) {
427                 hlist_add_head_rcu(&blkg->blkcg_node, &blkcg->blkg_list);
428                 list_add(&blkg->q_node, &disk->queue->blkg_list);
429
430                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
431                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
432
433                         if (blkg->pd[i]) {
434                                 if (pol->pd_online_fn)
435                                         pol->pd_online_fn(blkg->pd[i]);
436                                 blkg->pd[i]->online = true;
437                         }
438                 }
439         }
440         blkg->online = true;
441         spin_unlock(&blkcg->lock);
442
443         if (!ret)
444                 return blkg;
445
446         /* @blkg failed fully initialized, use the usual release path */
447         blkg_put(blkg);
448         return ERR_PTR(ret);
449
450 err_put_css:
451         css_put(&blkcg->css);
452 err_free_blkg:
453         if (new_blkg)
454                 blkg_free(new_blkg);
455         return ERR_PTR(ret);
456 }
457
458 /**
459  * blkg_lookup_create - lookup blkg, try to create one if not there
460  * @blkcg: blkcg of interest
461  * @disk: gendisk of interest
462  *
463  * Lookup blkg for the @blkcg - @disk pair.  If it doesn't exist, try to
464  * create one.  blkg creation is performed recursively from blkcg_root such
465  * that all non-root blkg's have access to the parent blkg.  This function
466  * should be called under RCU read lock and takes @disk->queue->queue_lock.
467  *
468  * Returns the blkg or the closest blkg if blkg_create() fails as it walks
469  * down from root.
470  */
471 static struct blkcg_gq *blkg_lookup_create(struct blkcg *blkcg,
472                 struct gendisk *disk)
473 {
474         struct request_queue *q = disk->queue;
475         struct blkcg_gq *blkg;
476         unsigned long flags;
477
478         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
479
480         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
481         if (blkg)
482                 return blkg;
483
484         spin_lock_irqsave(&q->queue_lock, flags);
485         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
486         if (blkg) {
487                 if (blkcg != &blkcg_root &&
488                     blkg != rcu_dereference(blkcg->blkg_hint))
489                         rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, blkg);
490                 goto found;
491         }
492
493         /*
494          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
495          * non-root blkgs have access to their parents.  Returns the closest
496          * blkg to the intended blkg should blkg_create() fail.
497          */
498         while (true) {
499                 struct blkcg *pos = blkcg;
500                 struct blkcg *parent = blkcg_parent(blkcg);
501                 struct blkcg_gq *ret_blkg = q->root_blkg;
502
503                 while (parent) {
504                         blkg = blkg_lookup(parent, q);
505                         if (blkg) {
506                                 /* remember closest blkg */
507                                 ret_blkg = blkg;
508                                 break;
509                         }
510                         pos = parent;
511                         parent = blkcg_parent(parent);
512                 }
513
514                 blkg = blkg_create(pos, disk, NULL);
515                 if (IS_ERR(blkg)) {
516                         blkg = ret_blkg;
517                         break;
518                 }
519                 if (pos == blkcg)
520                         break;
521         }
522
523 found:
524         spin_unlock_irqrestore(&q->queue_lock, flags);
525         return blkg;
526 }
527
528 static void blkg_destroy(struct blkcg_gq *blkg)
529 {
530         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
531         int i;
532
533         lockdep_assert_held(&blkg->q->queue_lock);
534         lockdep_assert_held(&blkcg->lock);
535
536         /*
537          * blkg stays on the queue list until blkg_free_workfn(), see details in
538          * blkg_free_workfn(), hence this function can be called from
539          * blkcg_destroy_blkgs() first and again from blkg_destroy_all() before
540          * blkg_free_workfn().
541          */
542         if (hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node))
543                 return;
544
545         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
546                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
547
548                 if (blkg->pd[i] && blkg->pd[i]->online) {
549                         blkg->pd[i]->online = false;
550                         if (pol->pd_offline_fn)
551                                 pol->pd_offline_fn(blkg->pd[i]);
552                 }
553         }
554
555         blkg->online = false;
556
557         radix_tree_delete(&blkcg->blkg_tree, blkg->q->id);
558         hlist_del_init_rcu(&blkg->blkcg_node);
559
560         /*
561          * Both setting lookup hint to and clearing it from @blkg are done
562          * under queue_lock.  If it's not pointing to @blkg now, it never
563          * will.  Hint assignment itself can race safely.
564          */
565         if (rcu_access_pointer(blkcg->blkg_hint) == blkg)
566                 rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, NULL);
567
568         /*
569          * Put the reference taken at the time of creation so that when all
570          * queues are gone, group can be destroyed.
571          */
572         percpu_ref_kill(&blkg->refcnt);
573 }
574
575 static void blkg_destroy_all(struct gendisk *disk)
576 {
577         struct request_queue *q = disk->queue;
578         struct blkcg_gq *blkg, *n;
579         int count = BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE;
580
581 restart:
582         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
583         list_for_each_entry_safe(blkg, n, &q->blkg_list, q_node) {
584                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
585
586                 if (hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node))
587                         continue;
588
589                 spin_lock(&blkcg->lock);
590                 blkg_destroy(blkg);
591                 spin_unlock(&blkcg->lock);
592
593                 /*
594                  * in order to avoid holding the spin lock for too long, release
595                  * it when a batch of blkgs are destroyed.
596                  */
597                 if (!(--count)) {
598                         count = BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE;
599                         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
600                         cond_resched();
601                         goto restart;
602                 }
603         }
604
605         q->root_blkg = NULL;
606         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
607 }
608
609 static int blkcg_reset_stats(struct cgroup_subsys_state *css,
610                              struct cftype *cftype, u64 val)
611 {
612         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
613         struct blkcg_gq *blkg;
614         int i, cpu;
615
616         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
617         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
618
619         /*
620          * Note that stat reset is racy - it doesn't synchronize against
621          * stat updates.  This is a debug feature which shouldn't exist
622          * anyway.  If you get hit by a race, retry.
623          */
624         hlist_for_each_entry(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
625                 for_each_possible_cpu(cpu) {
626                         struct blkg_iostat_set *bis =
627                                 per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu);
628                         memset(bis, 0, sizeof(*bis));
629
630                         /* Re-initialize the cleared blkg_iostat_set */
631                         u64_stats_init(&bis->sync);
632                         bis->blkg = blkg;
633                 }
634                 memset(&blkg->iostat, 0, sizeof(blkg->iostat));
635                 u64_stats_init(&blkg->iostat.sync);
636
637                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
638                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
639
640                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_reset_stats_fn)
641                                 pol->pd_reset_stats_fn(blkg->pd[i]);
642                 }
643         }
644
645         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
646         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
647         return 0;
648 }
649
650 const char *blkg_dev_name(struct blkcg_gq *blkg)
651 {
652         if (!blkg->q->disk)
653                 return NULL;
654         return bdi_dev_name(blkg->q->disk->bdi);
655 }
656
657 /**
658  * blkcg_print_blkgs - helper for printing per-blkg data
659  * @sf: seq_file to print to
660  * @blkcg: blkcg of interest
661  * @prfill: fill function to print out a blkg
662  * @pol: policy in question
663  * @data: data to be passed to @prfill
664  * @show_total: to print out sum of prfill return values or not
665  *
666  * This function invokes @prfill on each blkg of @blkcg if pd for the
667  * policy specified by @pol exists.  @prfill is invoked with @sf, the
668  * policy data and @data and the matching queue lock held.  If @show_total
669  * is %true, the sum of the return values from @prfill is printed with
670  * "Total" label at the end.
671  *
672  * This is to be used to construct print functions for
673  * cftype->read_seq_string method.
674  */
675 void blkcg_print_blkgs(struct seq_file *sf, struct blkcg *blkcg,
676                        u64 (*prfill)(struct seq_file *,
677                                      struct blkg_policy_data *, int),
678                        const struct blkcg_policy *pol, int data,
679                        bool show_total)
680 {
681         struct blkcg_gq *blkg;
682         u64 total = 0;
683
684         rcu_read_lock();
685         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
686                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
687                 if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol))
688                         total += prfill(sf, blkg->pd[pol->plid], data);
689                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
690         }
691         rcu_read_unlock();
692
693         if (show_total)
694                 seq_printf(sf, "Total %llu\n", (unsigned long long)total);
695 }
696 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_print_blkgs);
697
698 /**
699  * __blkg_prfill_u64 - prfill helper for a single u64 value
700  * @sf: seq_file to print to
701  * @pd: policy private data of interest
702  * @v: value to print
703  *
704  * Print @v to @sf for the device associated with @pd.
705  */
706 u64 __blkg_prfill_u64(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, u64 v)
707 {
708         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
709
710         if (!dname)
711                 return 0;
712
713         seq_printf(sf, "%s %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
714         return v;
715 }
716 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_u64);
717
718 /**
719  * blkg_conf_init - initialize a blkg_conf_ctx
720  * @ctx: blkg_conf_ctx to initialize
721  * @input: input string
722  *
723  * Initialize @ctx which can be used to parse blkg config input string @input.
724  * Once initialized, @ctx can be used with blkg_conf_open_bdev() and
725  * blkg_conf_prep(), and must be cleaned up with blkg_conf_exit().
726  */
727 void blkg_conf_init(struct blkg_conf_ctx *ctx, char *input)
728 {
729         *ctx = (struct blkg_conf_ctx){ .input = input };
730 }
731 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_init);
732
733 /**
734  * blkg_conf_open_bdev - parse and open bdev for per-blkg config update
735  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
736  *
737  * Parse the device node prefix part, MAJ:MIN, of per-blkg config update from
738  * @ctx->input and get and store the matching bdev in @ctx->bdev. @ctx->body is
739  * set to point past the device node prefix.
740  *
741  * This function may be called multiple times on @ctx and the extra calls become
742  * NOOPs. blkg_conf_prep() implicitly calls this function. Use this function
743  * explicitly if bdev access is needed without resolving the blkcg / policy part
744  * of @ctx->input. Returns -errno on error.
745  */
746 int blkg_conf_open_bdev(struct blkg_conf_ctx *ctx)
747 {
748         char *input = ctx->input;
749         unsigned int major, minor;
750         struct block_device *bdev;
751         int key_len;
752
753         if (ctx->bdev)
754                 return 0;
755
756         if (sscanf(input, "%u:%u%n", &major, &minor, &key_len) != 2)
757                 return -EINVAL;
758
759         input += key_len;
760         if (!isspace(*input))
761                 return -EINVAL;
762         input = skip_spaces(input);
763
764         bdev = blkdev_get_no_open(MKDEV(major, minor));
765         if (!bdev)
766                 return -ENODEV;
767         if (bdev_is_partition(bdev)) {
768                 blkdev_put_no_open(bdev);
769                 return -ENODEV;
770         }
771
772         mutex_lock(&bdev->bd_queue->rq_qos_mutex);
773         if (!disk_live(bdev->bd_disk)) {
774                 blkdev_put_no_open(bdev);
775                 mutex_unlock(&bdev->bd_queue->rq_qos_mutex);
776                 return -ENODEV;
777         }
778
779         ctx->body = input;
780         ctx->bdev = bdev;
781         return 0;
782 }
783
784 /**
785  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
786  * @blkcg: target block cgroup
787  * @pol: target policy
788  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
789  *
790  * Parse per-blkg config update from @ctx->input and initialize @ctx
791  * accordingly. On success, @ctx->body points to the part of @ctx->input
792  * following MAJ:MIN, @ctx->bdev points to the target block device and
793  * @ctx->blkg to the blkg being configured.
794  *
795  * blkg_conf_open_bdev() may be called on @ctx beforehand. On success, this
796  * function returns with queue lock held and must be followed by
797  * blkg_conf_exit().
798  */
799 int blkg_conf_prep(struct blkcg *blkcg, const struct blkcg_policy *pol,
800                    struct blkg_conf_ctx *ctx)
801         __acquires(&bdev->bd_queue->queue_lock)
802 {
803         struct gendisk *disk;
804         struct request_queue *q;
805         struct blkcg_gq *blkg;
806         int ret;
807
808         ret = blkg_conf_open_bdev(ctx);
809         if (ret)
810                 return ret;
811
812         disk = ctx->bdev->bd_disk;
813         q = disk->queue;
814
815         /*
816          * blkcg_deactivate_policy() requires queue to be frozen, we can grab
817          * q_usage_counter to prevent concurrent with blkcg_deactivate_policy().
818          */
819         ret = blk_queue_enter(q, 0);
820         if (ret)
821                 goto fail;
822
823         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
824
825         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol)) {
826                 ret = -EOPNOTSUPP;
827                 goto fail_unlock;
828         }
829
830         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
831         if (blkg)
832                 goto success;
833
834         /*
835          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
836          * non-root blkgs have access to their parents.
837          */
838         while (true) {
839                 struct blkcg *pos = blkcg;
840                 struct blkcg *parent;
841                 struct blkcg_gq *new_blkg;
842
843                 parent = blkcg_parent(blkcg);
844                 while (parent && !blkg_lookup(parent, q)) {
845                         pos = parent;
846                         parent = blkcg_parent(parent);
847                 }
848
849                 /* Drop locks to do new blkg allocation with GFP_KERNEL. */
850                 spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
851
852                 new_blkg = blkg_alloc(pos, disk, GFP_KERNEL);
853                 if (unlikely(!new_blkg)) {
854                         ret = -ENOMEM;
855                         goto fail_exit_queue;
856                 }
857
858                 if (radix_tree_preload(GFP_KERNEL)) {
859                         blkg_free(new_blkg);
860                         ret = -ENOMEM;
861                         goto fail_exit_queue;
862                 }
863
864                 spin_lock_irq(&q->queue_lock);
865
866                 if (!blkcg_policy_enabled(q, pol)) {
867                         blkg_free(new_blkg);
868                         ret = -EOPNOTSUPP;
869                         goto fail_preloaded;
870                 }
871
872                 blkg = blkg_lookup(pos, q);
873                 if (blkg) {
874                         blkg_free(new_blkg);
875                 } else {
876                         blkg = blkg_create(pos, disk, new_blkg);
877                         if (IS_ERR(blkg)) {
878                                 ret = PTR_ERR(blkg);
879                                 goto fail_preloaded;
880                         }
881                 }
882
883                 radix_tree_preload_end();
884
885                 if (pos == blkcg)
886                         goto success;
887         }
888 success:
889         blk_queue_exit(q);
890         ctx->blkg = blkg;
891         return 0;
892
893 fail_preloaded:
894         radix_tree_preload_end();
895 fail_unlock:
896         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
897 fail_exit_queue:
898         blk_queue_exit(q);
899 fail:
900         /*
901          * If queue was bypassing, we should retry.  Do so after a
902          * short msleep().  It isn't strictly necessary but queue
903          * can be bypassing for some time and it's always nice to
904          * avoid busy looping.
905          */
906         if (ret == -EBUSY) {
907                 msleep(10);
908                 ret = restart_syscall();
909         }
910         return ret;
911 }
912 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_prep);
913
914 /**
915  * blkg_conf_exit - clean up per-blkg config update
916  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
917  *
918  * Clean up after per-blkg config update. This function must be called on all
919  * blkg_conf_ctx's initialized with blkg_conf_init().
920  */
921 void blkg_conf_exit(struct blkg_conf_ctx *ctx)
922         __releases(&ctx->bdev->bd_queue->queue_lock)
923         __releases(&ctx->bdev->bd_queue->rq_qos_mutex)
924 {
925         if (ctx->blkg) {
926                 spin_unlock_irq(&bdev_get_queue(ctx->bdev)->queue_lock);
927                 ctx->blkg = NULL;
928         }
929
930         if (ctx->bdev) {
931                 mutex_unlock(&ctx->bdev->bd_queue->rq_qos_mutex);
932                 blkdev_put_no_open(ctx->bdev);
933                 ctx->body = NULL;
934                 ctx->bdev = NULL;
935         }
936 }
937 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_exit);
938
939 static void blkg_iostat_set(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
940 {
941         int i;
942
943         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
944                 dst->bytes[i] = src->bytes[i];
945                 dst->ios[i] = src->ios[i];
946         }
947 }
948
949 static void blkg_iostat_add(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
950 {
951         int i;
952
953         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
954                 dst->bytes[i] += src->bytes[i];
955                 dst->ios[i] += src->ios[i];
956         }
957 }
958
959 static void blkg_iostat_sub(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
960 {
961         int i;
962
963         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
964                 dst->bytes[i] -= src->bytes[i];
965                 dst->ios[i] -= src->ios[i];
966         }
967 }
968
969 static void blkcg_iostat_update(struct blkcg_gq *blkg, struct blkg_iostat *cur,
970                                 struct blkg_iostat *last)
971 {
972         struct blkg_iostat delta;
973         unsigned long flags;
974
975         /* propagate percpu delta to global */
976         flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&blkg->iostat.sync);
977         blkg_iostat_set(&delta, cur);
978         blkg_iostat_sub(&delta, last);
979         blkg_iostat_add(&blkg->iostat.cur, &delta);
980         blkg_iostat_add(last, &delta);
981         u64_stats_update_end_irqrestore(&blkg->iostat.sync, flags);
982 }
983
984 static void __blkcg_rstat_flush(struct blkcg *blkcg, int cpu)
985 {
986         struct llist_head *lhead = per_cpu_ptr(blkcg->lhead, cpu);
987         struct llist_node *lnode;
988         struct blkg_iostat_set *bisc, *next_bisc;
989         unsigned long flags;
990
991         rcu_read_lock();
992
993         lnode = llist_del_all(lhead);
994         if (!lnode)
995                 goto out;
996
997         /*
998          * For covering concurrent parent blkg update from blkg_release().
999          *
1000          * When flushing from cgroup, cgroup_rstat_lock is always held, so
1001          * this lock won't cause contention most of time.
1002          */
1003         raw_spin_lock_irqsave(&blkg_stat_lock, flags);
1004
1005         /*
1006          * Iterate only the iostat_cpu's queued in the lockless list.
1007          */
1008         llist_for_each_entry_safe(bisc, next_bisc, lnode, lnode) {
1009                 struct blkcg_gq *blkg = bisc->blkg;
1010                 struct blkcg_gq *parent = blkg->parent;
1011                 struct blkg_iostat cur;
1012                 unsigned int seq;
1013
1014                 WRITE_ONCE(bisc->lqueued, false);
1015
1016                 /* fetch the current per-cpu values */
1017                 do {
1018                         seq = u64_stats_fetch_begin(&bisc->sync);
1019                         blkg_iostat_set(&cur, &bisc->cur);
1020                 } while (u64_stats_fetch_retry(&bisc->sync, seq));
1021
1022                 blkcg_iostat_update(blkg, &cur, &bisc->last);
1023
1024                 /* propagate global delta to parent (unless that's root) */
1025                 if (parent && parent->parent)
1026                         blkcg_iostat_update(parent, &blkg->iostat.cur,
1027                                             &blkg->iostat.last);
1028         }
1029         raw_spin_unlock_irqrestore(&blkg_stat_lock, flags);
1030 out:
1031         rcu_read_unlock();
1032 }
1033
1034 static void blkcg_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
1035 {
1036         /* Root-level stats are sourced from system-wide IO stats */
1037         if (cgroup_parent(css->cgroup))
1038                 __blkcg_rstat_flush(css_to_blkcg(css), cpu);
1039 }
1040
1041 /*
1042  * We source root cgroup stats from the system-wide stats to avoid
1043  * tracking the same information twice and incurring overhead when no
1044  * cgroups are defined. For that reason, cgroup_rstat_flush in
1045  * blkcg_print_stat does not actually fill out the iostat in the root
1046  * cgroup's blkcg_gq.
1047  *
1048  * However, we would like to re-use the printing code between the root and
1049  * non-root cgroups to the extent possible. For that reason, we simulate
1050  * flushing the root cgroup's stats by explicitly filling in the iostat
1051  * with disk level statistics.
1052  */
1053 static void blkcg_fill_root_iostats(void)
1054 {
1055         struct class_dev_iter iter;
1056         struct device *dev;
1057
1058         class_dev_iter_init(&iter, &block_class, NULL, &disk_type);
1059         while ((dev = class_dev_iter_next(&iter))) {
1060                 struct block_device *bdev = dev_to_bdev(dev);
1061                 struct blkcg_gq *blkg = bdev->bd_disk->queue->root_blkg;
1062                 struct blkg_iostat tmp;
1063                 int cpu;
1064                 unsigned long flags;
1065
1066                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1067                 for_each_possible_cpu(cpu) {
1068                         struct disk_stats *cpu_dkstats;
1069
1070                         cpu_dkstats = per_cpu_ptr(bdev->bd_stats, cpu);
1071                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_READ] +=
1072                                 cpu_dkstats->ios[STAT_READ];
1073                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_WRITE] +=
1074                                 cpu_dkstats->ios[STAT_WRITE];
1075                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_DISCARD] +=
1076                                 cpu_dkstats->ios[STAT_DISCARD];
1077                         // convert sectors to bytes
1078                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_READ] +=
1079                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_READ] << 9;
1080                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_WRITE] +=
1081                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_WRITE] << 9;
1082                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_DISCARD] +=
1083                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_DISCARD] << 9;
1084                 }
1085
1086                 flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&blkg->iostat.sync);
1087                 blkg_iostat_set(&blkg->iostat.cur, &tmp);
1088                 u64_stats_update_end_irqrestore(&blkg->iostat.sync, flags);
1089         }
1090 }
1091
1092 static void blkcg_print_one_stat(struct blkcg_gq *blkg, struct seq_file *s)
1093 {
1094         struct blkg_iostat_set *bis = &blkg->iostat;
1095         u64 rbytes, wbytes, rios, wios, dbytes, dios;
1096         const char *dname;
1097         unsigned seq;
1098         int i;
1099
1100         if (!blkg->online)
1101                 return;
1102
1103         dname = blkg_dev_name(blkg);
1104         if (!dname)
1105                 return;
1106
1107         seq_printf(s, "%s ", dname);
1108
1109         do {
1110                 seq = u64_stats_fetch_begin(&bis->sync);
1111
1112                 rbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_READ];
1113                 wbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_WRITE];
1114                 dbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
1115                 rios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_READ];
1116                 wios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_WRITE];
1117                 dios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
1118         } while (u64_stats_fetch_retry(&bis->sync, seq));
1119
1120         if (rbytes || wbytes || rios || wios) {
1121                 seq_printf(s, "rbytes=%llu wbytes=%llu rios=%llu wios=%llu dbytes=%llu dios=%llu",
1122                         rbytes, wbytes, rios, wios,
1123                         dbytes, dios);
1124         }
1125
1126         if (blkcg_debug_stats && atomic_read(&blkg->use_delay)) {
1127                 seq_printf(s, " use_delay=%d delay_nsec=%llu",
1128                         atomic_read(&blkg->use_delay),
1129                         atomic64_read(&blkg->delay_nsec));
1130         }
1131
1132         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
1133                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1134
1135                 if (!blkg->pd[i] || !pol->pd_stat_fn)
1136                         continue;
1137
1138                 pol->pd_stat_fn(blkg->pd[i], s);
1139         }
1140
1141         seq_puts(s, "\n");
1142 }
1143
1144 static int blkcg_print_stat(struct seq_file *sf, void *v)
1145 {
1146         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(seq_css(sf));
1147         struct blkcg_gq *blkg;
1148
1149         if (!seq_css(sf)->parent)
1150                 blkcg_fill_root_iostats();
1151         else
1152                 cgroup_rstat_flush(blkcg->css.cgroup);
1153
1154         rcu_read_lock();
1155         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
1156                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
1157                 blkcg_print_one_stat(blkg, sf);
1158                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
1159         }
1160         rcu_read_unlock();
1161         return 0;
1162 }
1163
1164 static struct cftype blkcg_files[] = {
1165         {
1166                 .name = "stat",
1167                 .seq_show = blkcg_print_stat,
1168         },
1169         { }     /* terminate */
1170 };
1171
1172 static struct cftype blkcg_legacy_files[] = {
1173         {
1174                 .name = "reset_stats",
1175                 .write_u64 = blkcg_reset_stats,
1176         },
1177         { }     /* terminate */
1178 };
1179
1180 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
1181 struct list_head *blkcg_get_cgwb_list(struct cgroup_subsys_state *css)
1182 {
1183         return &css_to_blkcg(css)->cgwb_list;
1184 }
1185 #endif
1186
1187 /*
1188  * blkcg destruction is a three-stage process.
1189  *
1190  * 1. Destruction starts.  The blkcg_css_offline() callback is invoked
1191  *    which offlines writeback.  Here we tie the next stage of blkg destruction
1192  *    to the completion of writeback associated with the blkcg.  This lets us
1193  *    avoid punting potentially large amounts of outstanding writeback to root
1194  *    while maintaining any ongoing policies.  The next stage is triggered when
1195  *    the nr_cgwbs count goes to zero.
1196  *
1197  * 2. When the nr_cgwbs count goes to zero, blkcg_destroy_blkgs() is called
1198  *    and handles the destruction of blkgs.  Here the css reference held by
1199  *    the blkg is put back eventually allowing blkcg_css_free() to be called.
1200  *    This work may occur in cgwb_release_workfn() on the cgwb_release
1201  *    workqueue.  Any submitted ios that fail to get the blkg ref will be
1202  *    punted to the root_blkg.
1203  *
1204  * 3. Once the blkcg ref count goes to zero, blkcg_css_free() is called.
1205  *    This finally frees the blkcg.
1206  */
1207
1208 /**
1209  * blkcg_destroy_blkgs - responsible for shooting down blkgs
1210  * @blkcg: blkcg of interest
1211  *
1212  * blkgs should be removed while holding both q and blkcg locks.  As blkcg lock
1213  * is nested inside q lock, this function performs reverse double lock dancing.
1214  * Destroying the blkgs releases the reference held on the blkcg's css allowing
1215  * blkcg_css_free to eventually be called.
1216  *
1217  * This is the blkcg counterpart of ioc_release_fn().
1218  */
1219 static void blkcg_destroy_blkgs(struct blkcg *blkcg)
1220 {
1221         might_sleep();
1222
1223         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1224
1225         while (!hlist_empty(&blkcg->blkg_list)) {
1226                 struct blkcg_gq *blkg = hlist_entry(blkcg->blkg_list.first,
1227                                                 struct blkcg_gq, blkcg_node);
1228                 struct request_queue *q = blkg->q;
1229
1230                 if (need_resched() || !spin_trylock(&q->queue_lock)) {
1231                         /*
1232                          * Given that the system can accumulate a huge number
1233                          * of blkgs in pathological cases, check to see if we
1234                          * need to rescheduling to avoid softlockup.
1235                          */
1236                         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1237                         cond_resched();
1238                         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1239                         continue;
1240                 }
1241
1242                 blkg_destroy(blkg);
1243                 spin_unlock(&q->queue_lock);
1244         }
1245
1246         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1247 }
1248
1249 /**
1250  * blkcg_pin_online - pin online state
1251  * @blkcg_css: blkcg of interest
1252  *
1253  * While pinned, a blkcg is kept online.  This is primarily used to
1254  * impedance-match blkg and cgwb lifetimes so that blkg doesn't go offline
1255  * while an associated cgwb is still active.
1256  */
1257 void blkcg_pin_online(struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1258 {
1259         refcount_inc(&css_to_blkcg(blkcg_css)->online_pin);
1260 }
1261
1262 /**
1263  * blkcg_unpin_online - unpin online state
1264  * @blkcg_css: blkcg of interest
1265  *
1266  * This is primarily used to impedance-match blkg and cgwb lifetimes so
1267  * that blkg doesn't go offline while an associated cgwb is still active.
1268  * When this count goes to zero, all active cgwbs have finished so the
1269  * blkcg can continue destruction by calling blkcg_destroy_blkgs().
1270  */
1271 void blkcg_unpin_online(struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1272 {
1273         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(blkcg_css);
1274
1275         do {
1276                 if (!refcount_dec_and_test(&blkcg->online_pin))
1277                         break;
1278                 blkcg_destroy_blkgs(blkcg);
1279                 blkcg = blkcg_parent(blkcg);
1280         } while (blkcg);
1281 }
1282
1283 /**
1284  * blkcg_css_offline - cgroup css_offline callback
1285  * @css: css of interest
1286  *
1287  * This function is called when @css is about to go away.  Here the cgwbs are
1288  * offlined first and only once writeback associated with the blkcg has
1289  * finished do we start step 2 (see above).
1290  */
1291 static void blkcg_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
1292 {
1293         /* this prevents anyone from attaching or migrating to this blkcg */
1294         wb_blkcg_offline(css);
1295
1296         /* put the base online pin allowing step 2 to be triggered */
1297         blkcg_unpin_online(css);
1298 }
1299
1300 static void blkcg_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
1301 {
1302         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
1303         int i;
1304
1305         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1306
1307         list_del(&blkcg->all_blkcgs_node);
1308
1309         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1310                 if (blkcg->cpd[i])
1311                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1312
1313         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1314
1315         free_percpu(blkcg->lhead);
1316         kfree(blkcg);
1317 }
1318
1319 static struct cgroup_subsys_state *
1320 blkcg_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
1321 {
1322         struct blkcg *blkcg;
1323         int i;
1324
1325         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1326
1327         if (!parent_css) {
1328                 blkcg = &blkcg_root;
1329         } else {
1330                 blkcg = kzalloc(sizeof(*blkcg), GFP_KERNEL);
1331                 if (!blkcg)
1332                         goto unlock;
1333         }
1334
1335         if (init_blkcg_llists(blkcg))
1336                 goto free_blkcg;
1337
1338         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS ; i++) {
1339                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1340                 struct blkcg_policy_data *cpd;
1341
1342                 /*
1343                  * If the policy hasn't been attached yet, wait for it
1344                  * to be attached before doing anything else. Otherwise,
1345                  * check if the policy requires any specific per-cgroup
1346                  * data: if it does, allocate and initialize it.
1347                  */
1348                 if (!pol || !pol->cpd_alloc_fn)
1349                         continue;
1350
1351                 cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1352                 if (!cpd)
1353                         goto free_pd_blkcg;
1354
1355                 blkcg->cpd[i] = cpd;
1356                 cpd->blkcg = blkcg;
1357                 cpd->plid = i;
1358         }
1359
1360         spin_lock_init(&blkcg->lock);
1361         refcount_set(&blkcg->online_pin, 1);
1362         INIT_RADIX_TREE(&blkcg->blkg_tree, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1363         INIT_HLIST_HEAD(&blkcg->blkg_list);
1364 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
1365         INIT_LIST_HEAD(&blkcg->cgwb_list);
1366 #endif
1367         list_add_tail(&blkcg->all_blkcgs_node, &all_blkcgs);
1368
1369         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1370         return &blkcg->css;
1371
1372 free_pd_blkcg:
1373         for (i--; i >= 0; i--)
1374                 if (blkcg->cpd[i])
1375                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1376         free_percpu(blkcg->lhead);
1377 free_blkcg:
1378         if (blkcg != &blkcg_root)
1379                 kfree(blkcg);
1380 unlock:
1381         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1382         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1383 }
1384
1385 static int blkcg_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
1386 {
1387         struct blkcg *parent = blkcg_parent(css_to_blkcg(css));
1388
1389         /*
1390          * blkcg_pin_online() is used to delay blkcg offline so that blkgs
1391          * don't go offline while cgwbs are still active on them.  Pin the
1392          * parent so that offline always happens towards the root.
1393          */
1394         if (parent)
1395                 blkcg_pin_online(&parent->css);
1396         return 0;
1397 }
1398
1399 int blkcg_init_disk(struct gendisk *disk)
1400 {
1401         struct request_queue *q = disk->queue;
1402         struct blkcg_gq *new_blkg, *blkg;
1403         bool preloaded;
1404         int ret;
1405
1406         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
1407         mutex_init(&q->blkcg_mutex);
1408
1409         new_blkg = blkg_alloc(&blkcg_root, disk, GFP_KERNEL);
1410         if (!new_blkg)
1411                 return -ENOMEM;
1412
1413         preloaded = !radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
1414
1415         /* Make sure the root blkg exists. */
1416         /* spin_lock_irq can serve as RCU read-side critical section. */
1417         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1418         blkg = blkg_create(&blkcg_root, disk, new_blkg);
1419         if (IS_ERR(blkg))
1420                 goto err_unlock;
1421         q->root_blkg = blkg;
1422         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1423
1424         if (preloaded)
1425                 radix_tree_preload_end();
1426
1427         ret = blk_ioprio_init(disk);
1428         if (ret)
1429                 goto err_destroy_all;
1430
1431         ret = blk_throtl_init(disk);
1432         if (ret)
1433                 goto err_ioprio_exit;
1434
1435         return 0;
1436
1437 err_ioprio_exit:
1438         blk_ioprio_exit(disk);
1439 err_destroy_all:
1440         blkg_destroy_all(disk);
1441         return ret;
1442 err_unlock:
1443         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1444         if (preloaded)
1445                 radix_tree_preload_end();
1446         return PTR_ERR(blkg);
1447 }
1448
1449 void blkcg_exit_disk(struct gendisk *disk)
1450 {
1451         blkg_destroy_all(disk);
1452         blk_throtl_exit(disk);
1453 }
1454
1455 static void blkcg_exit(struct task_struct *tsk)
1456 {
1457         if (tsk->throttle_disk)
1458                 put_disk(tsk->throttle_disk);
1459         tsk->throttle_disk = NULL;
1460 }
1461
1462 struct cgroup_subsys io_cgrp_subsys = {
1463         .css_alloc = blkcg_css_alloc,
1464         .css_online = blkcg_css_online,
1465         .css_offline = blkcg_css_offline,
1466         .css_free = blkcg_css_free,
1467         .css_rstat_flush = blkcg_rstat_flush,
1468         .dfl_cftypes = blkcg_files,
1469         .legacy_cftypes = blkcg_legacy_files,
1470         .legacy_name = "blkio",
1471         .exit = blkcg_exit,
1472 #ifdef CONFIG_MEMCG
1473         /*
1474          * This ensures that, if available, memcg is automatically enabled
1475          * together on the default hierarchy so that the owner cgroup can
1476          * be retrieved from writeback pages.
1477          */
1478         .depends_on = 1 << memory_cgrp_id,
1479 #endif
1480 };
1481 EXPORT_SYMBOL_GPL(io_cgrp_subsys);
1482
1483 /**
1484  * blkcg_activate_policy - activate a blkcg policy on a gendisk
1485  * @disk: gendisk of interest
1486  * @pol: blkcg policy to activate
1487  *
1488  * Activate @pol on @disk.  Requires %GFP_KERNEL context.  @disk goes through
1489  * bypass mode to populate its blkgs with policy_data for @pol.
1490  *
1491  * Activation happens with @disk bypassed, so nobody would be accessing blkgs
1492  * from IO path.  Update of each blkg is protected by both queue and blkcg
1493  * locks so that holding either lock and testing blkcg_policy_enabled() is
1494  * always enough for dereferencing policy data.
1495  *
1496  * The caller is responsible for synchronizing [de]activations and policy
1497  * [un]registerations.  Returns 0 on success, -errno on failure.
1498  */
1499 int blkcg_activate_policy(struct gendisk *disk, const struct blkcg_policy *pol)
1500 {
1501         struct request_queue *q = disk->queue;
1502         struct blkg_policy_data *pd_prealloc = NULL;
1503         struct blkcg_gq *blkg, *pinned_blkg = NULL;
1504         int ret;
1505
1506         if (blkcg_policy_enabled(q, pol))
1507                 return 0;
1508
1509         if (queue_is_mq(q))
1510                 blk_mq_freeze_queue(q);
1511 retry:
1512         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1513
1514         /* blkg_list is pushed at the head, reverse walk to initialize parents first */
1515         list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1516                 struct blkg_policy_data *pd;
1517
1518                 if (blkg->pd[pol->plid])
1519                         continue;
1520
1521                 /* If prealloc matches, use it; otherwise try GFP_NOWAIT */
1522                 if (blkg == pinned_blkg) {
1523                         pd = pd_prealloc;
1524                         pd_prealloc = NULL;
1525                 } else {
1526                         pd = pol->pd_alloc_fn(disk, blkg->blkcg,
1527                                               GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1528                 }
1529
1530                 if (!pd) {
1531                         /*
1532                          * GFP_NOWAIT failed.  Free the existing one and
1533                          * prealloc for @blkg w/ GFP_KERNEL.
1534                          */
1535                         if (pinned_blkg)
1536                                 blkg_put(pinned_blkg);
1537                         blkg_get(blkg);
1538                         pinned_blkg = blkg;
1539
1540                         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1541
1542                         if (pd_prealloc)
1543                                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1544                         pd_prealloc = pol->pd_alloc_fn(disk, blkg->blkcg,
1545                                                        GFP_KERNEL);
1546                         if (pd_prealloc)
1547                                 goto retry;
1548                         else
1549                                 goto enomem;
1550                 }
1551
1552                 spin_lock(&blkg->blkcg->lock);
1553
1554                 pd->blkg = blkg;
1555                 pd->plid = pol->plid;
1556                 blkg->pd[pol->plid] = pd;
1557
1558                 if (pol->pd_init_fn)
1559                         pol->pd_init_fn(pd);
1560
1561                 if (pol->pd_online_fn)
1562                         pol->pd_online_fn(pd);
1563                 pd->online = true;
1564
1565                 spin_unlock(&blkg->blkcg->lock);
1566         }
1567
1568         __set_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1569         ret = 0;
1570
1571         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1572 out:
1573         if (queue_is_mq(q))
1574                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1575         if (pinned_blkg)
1576                 blkg_put(pinned_blkg);
1577         if (pd_prealloc)
1578                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1579         return ret;
1580
1581 enomem:
1582         /* alloc failed, take down everything */
1583         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1584         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1585                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
1586                 struct blkg_policy_data *pd;
1587
1588                 spin_lock(&blkcg->lock);
1589                 pd = blkg->pd[pol->plid];
1590                 if (pd) {
1591                         if (pd->online && pol->pd_offline_fn)
1592                                 pol->pd_offline_fn(pd);
1593                         pd->online = false;
1594                         pol->pd_free_fn(pd);
1595                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1596                 }
1597                 spin_unlock(&blkcg->lock);
1598         }
1599         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1600         ret = -ENOMEM;
1601         goto out;
1602 }
1603 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_activate_policy);
1604
1605 /**
1606  * blkcg_deactivate_policy - deactivate a blkcg policy on a gendisk
1607  * @disk: gendisk of interest
1608  * @pol: blkcg policy to deactivate
1609  *
1610  * Deactivate @pol on @disk.  Follows the same synchronization rules as
1611  * blkcg_activate_policy().
1612  */
1613 void blkcg_deactivate_policy(struct gendisk *disk,
1614                              const struct blkcg_policy *pol)
1615 {
1616         struct request_queue *q = disk->queue;
1617         struct blkcg_gq *blkg;
1618
1619         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
1620                 return;
1621
1622         if (queue_is_mq(q))
1623                 blk_mq_freeze_queue(q);
1624
1625         mutex_lock(&q->blkcg_mutex);
1626         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1627
1628         __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1629
1630         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1631                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
1632
1633                 spin_lock(&blkcg->lock);
1634                 if (blkg->pd[pol->plid]) {
1635                         if (blkg->pd[pol->plid]->online && pol->pd_offline_fn)
1636                                 pol->pd_offline_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1637                         pol->pd_free_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1638                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1639                 }
1640                 spin_unlock(&blkcg->lock);
1641         }
1642
1643         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1644         mutex_unlock(&q->blkcg_mutex);
1645
1646         if (queue_is_mq(q))
1647                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1648 }
1649 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_deactivate_policy);
1650
1651 static void blkcg_free_all_cpd(struct blkcg_policy *pol)
1652 {
1653         struct blkcg *blkcg;
1654
1655         list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1656                 if (blkcg->cpd[pol->plid]) {
1657                         pol->cpd_free_fn(blkcg->cpd[pol->plid]);
1658                         blkcg->cpd[pol->plid] = NULL;
1659                 }
1660         }
1661 }
1662
1663 /**
1664  * blkcg_policy_register - register a blkcg policy
1665  * @pol: blkcg policy to register
1666  *
1667  * Register @pol with blkcg core.  Might sleep and @pol may be modified on
1668  * successful registration.  Returns 0 on success and -errno on failure.
1669  */
1670 int blkcg_policy_register(struct blkcg_policy *pol)
1671 {
1672         struct blkcg *blkcg;
1673         int i, ret;
1674
1675         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1676         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1677
1678         /* find an empty slot */
1679         ret = -ENOSPC;
1680         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1681                 if (!blkcg_policy[i])
1682                         break;
1683         if (i >= BLKCG_MAX_POLS) {
1684                 pr_warn("blkcg_policy_register: BLKCG_MAX_POLS too small\n");
1685                 goto err_unlock;
1686         }
1687
1688         /* Make sure cpd/pd_alloc_fn and cpd/pd_free_fn in pairs */
1689         if ((!pol->cpd_alloc_fn ^ !pol->cpd_free_fn) ||
1690                 (!pol->pd_alloc_fn ^ !pol->pd_free_fn))
1691                 goto err_unlock;
1692
1693         /* register @pol */
1694         pol->plid = i;
1695         blkcg_policy[pol->plid] = pol;
1696
1697         /* allocate and install cpd's */
1698         if (pol->cpd_alloc_fn) {
1699                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1700                         struct blkcg_policy_data *cpd;
1701
1702                         cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1703                         if (!cpd)
1704                                 goto err_free_cpds;
1705
1706                         blkcg->cpd[pol->plid] = cpd;
1707                         cpd->blkcg = blkcg;
1708                         cpd->plid = pol->plid;
1709                 }
1710         }
1711
1712         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1713
1714         /* everything is in place, add intf files for the new policy */
1715         if (pol->dfl_cftypes)
1716                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1717                                                pol->dfl_cftypes));
1718         if (pol->legacy_cftypes)
1719                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1720                                                   pol->legacy_cftypes));
1721         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1722         return 0;
1723
1724 err_free_cpds:
1725         if (pol->cpd_free_fn)
1726                 blkcg_free_all_cpd(pol);
1727
1728         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1729 err_unlock:
1730         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1731         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1732         return ret;
1733 }
1734 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_register);
1735
1736 /**
1737  * blkcg_policy_unregister - unregister a blkcg policy
1738  * @pol: blkcg policy to unregister
1739  *
1740  * Undo blkcg_policy_register(@pol).  Might sleep.
1741  */
1742 void blkcg_policy_unregister(struct blkcg_policy *pol)
1743 {
1744         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1745
1746         if (WARN_ON(blkcg_policy[pol->plid] != pol))
1747                 goto out_unlock;
1748
1749         /* kill the intf files first */
1750         if (pol->dfl_cftypes)
1751                 cgroup_rm_cftypes(pol->dfl_cftypes);
1752         if (pol->legacy_cftypes)
1753                 cgroup_rm_cftypes(pol->legacy_cftypes);
1754
1755         /* remove cpds and unregister */
1756         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1757
1758         if (pol->cpd_free_fn)
1759                 blkcg_free_all_cpd(pol);
1760
1761         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1762
1763         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1764 out_unlock:
1765         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1766 }
1767 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_unregister);
1768
1769 /*
1770  * Scale the accumulated delay based on how long it has been since we updated
1771  * the delay.  We only call this when we are adding delay, in case it's been a
1772  * while since we added delay, and when we are checking to see if we need to
1773  * delay a task, to account for any delays that may have occurred.
1774  */
1775 static void blkcg_scale_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now)
1776 {
1777         u64 old = atomic64_read(&blkg->delay_start);
1778
1779         /* negative use_delay means no scaling, see blkcg_set_delay() */
1780         if (atomic_read(&blkg->use_delay) < 0)
1781                 return;
1782
1783         /*
1784          * We only want to scale down every second.  The idea here is that we
1785          * want to delay people for min(delay_nsec, NSEC_PER_SEC) in a certain
1786          * time window.  We only want to throttle tasks for recent delay that
1787          * has occurred, in 1 second time windows since that's the maximum
1788          * things can be throttled.  We save the current delay window in
1789          * blkg->last_delay so we know what amount is still left to be charged
1790          * to the blkg from this point onward.  blkg->last_use keeps track of
1791          * the use_delay counter.  The idea is if we're unthrottling the blkg we
1792          * are ok with whatever is happening now, and we can take away more of
1793          * the accumulated delay as we've already throttled enough that
1794          * everybody is happy with their IO latencies.
1795          */
1796         if (time_before64(old + NSEC_PER_SEC, now) &&
1797             atomic64_try_cmpxchg(&blkg->delay_start, &old, now)) {
1798                 u64 cur = atomic64_read(&blkg->delay_nsec);
1799                 u64 sub = min_t(u64, blkg->last_delay, now - old);
1800                 int cur_use = atomic_read(&blkg->use_delay);
1801
1802                 /*
1803                  * We've been unthrottled, subtract a larger chunk of our
1804                  * accumulated delay.
1805                  */
1806                 if (cur_use < blkg->last_use)
1807                         sub = max_t(u64, sub, blkg->last_delay >> 1);
1808
1809                 /*
1810                  * This shouldn't happen, but handle it anyway.  Our delay_nsec
1811                  * should only ever be growing except here where we subtract out
1812                  * min(last_delay, 1 second), but lord knows bugs happen and I'd
1813                  * rather not end up with negative numbers.
1814                  */
1815                 if (unlikely(cur < sub)) {
1816                         atomic64_set(&blkg->delay_nsec, 0);
1817                         blkg->last_delay = 0;
1818                 } else {
1819                         atomic64_sub(sub, &blkg->delay_nsec);
1820                         blkg->last_delay = cur - sub;
1821                 }
1822                 blkg->last_use = cur_use;
1823         }
1824 }
1825
1826 /*
1827  * This is called when we want to actually walk up the hierarchy and check to
1828  * see if we need to throttle, and then actually throttle if there is some
1829  * accumulated delay.  This should only be called upon return to user space so
1830  * we're not holding some lock that would induce a priority inversion.
1831  */
1832 static void blkcg_maybe_throttle_blkg(struct blkcg_gq *blkg, bool use_memdelay)
1833 {
1834         unsigned long pflags;
1835         bool clamp;
1836         u64 now = ktime_to_ns(ktime_get());
1837         u64 exp;
1838         u64 delay_nsec = 0;
1839         int tok;
1840
1841         while (blkg->parent) {
1842                 int use_delay = atomic_read(&blkg->use_delay);
1843
1844                 if (use_delay) {
1845                         u64 this_delay;
1846
1847                         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1848                         this_delay = atomic64_read(&blkg->delay_nsec);
1849                         if (this_delay > delay_nsec) {
1850                                 delay_nsec = this_delay;
1851                                 clamp = use_delay > 0;
1852                         }
1853                 }
1854                 blkg = blkg->parent;
1855         }
1856
1857         if (!delay_nsec)
1858                 return;
1859
1860         /*
1861          * Let's not sleep for all eternity if we've amassed a huge delay.
1862          * Swapping or metadata IO can accumulate 10's of seconds worth of
1863          * delay, and we want userspace to be able to do _something_ so cap the
1864          * delays at 0.25s. If there's 10's of seconds worth of delay then the
1865          * tasks will be delayed for 0.25 second for every syscall. If
1866          * blkcg_set_delay() was used as indicated by negative use_delay, the
1867          * caller is responsible for regulating the range.
1868          */
1869         if (clamp)
1870                 delay_nsec = min_t(u64, delay_nsec, 250 * NSEC_PER_MSEC);
1871
1872         if (use_memdelay)
1873                 psi_memstall_enter(&pflags);
1874
1875         exp = ktime_add_ns(now, delay_nsec);
1876         tok = io_schedule_prepare();
1877         do {
1878                 __set_current_state(TASK_KILLABLE);
1879                 if (!schedule_hrtimeout(&exp, HRTIMER_MODE_ABS))
1880                         break;
1881         } while (!fatal_signal_pending(current));
1882         io_schedule_finish(tok);
1883
1884         if (use_memdelay)
1885                 psi_memstall_leave(&pflags);
1886 }
1887
1888 /**
1889  * blkcg_maybe_throttle_current - throttle the current task if it has been marked
1890  *
1891  * This is only called if we've been marked with set_notify_resume().  Obviously
1892  * we can be set_notify_resume() for reasons other than blkcg throttling, so we
1893  * check to see if current->throttle_disk is set and if not this doesn't do
1894  * anything.  This should only ever be called by the resume code, it's not meant
1895  * to be called by people willy-nilly as it will actually do the work to
1896  * throttle the task if it is setup for throttling.
1897  */
1898 void blkcg_maybe_throttle_current(void)
1899 {
1900         struct gendisk *disk = current->throttle_disk;
1901         struct blkcg *blkcg;
1902         struct blkcg_gq *blkg;
1903         bool use_memdelay = current->use_memdelay;
1904
1905         if (!disk)
1906                 return;
1907
1908         current->throttle_disk = NULL;
1909         current->use_memdelay = false;
1910
1911         rcu_read_lock();
1912         blkcg = css_to_blkcg(blkcg_css());
1913         if (!blkcg)
1914                 goto out;
1915         blkg = blkg_lookup(blkcg, disk->queue);
1916         if (!blkg)
1917                 goto out;
1918         if (!blkg_tryget(blkg))
1919                 goto out;
1920         rcu_read_unlock();
1921
1922         blkcg_maybe_throttle_blkg(blkg, use_memdelay);
1923         blkg_put(blkg);
1924         put_disk(disk);
1925         return;
1926 out:
1927         rcu_read_unlock();
1928 }
1929
1930 /**
1931  * blkcg_schedule_throttle - this task needs to check for throttling
1932  * @disk: disk to throttle
1933  * @use_memdelay: do we charge this to memory delay for PSI
1934  *
1935  * This is called by the IO controller when we know there's delay accumulated
1936  * for the blkg for this task.  We do not pass the blkg because there are places
1937  * we call this that may not have that information, the swapping code for
1938  * instance will only have a block_device at that point.  This set's the
1939  * notify_resume for the task to check and see if it requires throttling before
1940  * returning to user space.
1941  *
1942  * We will only schedule once per syscall.  You can call this over and over
1943  * again and it will only do the check once upon return to user space, and only
1944  * throttle once.  If the task needs to be throttled again it'll need to be
1945  * re-set at the next time we see the task.
1946  */
1947 void blkcg_schedule_throttle(struct gendisk *disk, bool use_memdelay)
1948 {
1949         if (unlikely(current->flags & PF_KTHREAD))
1950                 return;
1951
1952         if (current->throttle_disk != disk) {
1953                 if (test_bit(GD_DEAD, &disk->state))
1954                         return;
1955                 get_device(disk_to_dev(disk));
1956
1957                 if (current->throttle_disk)
1958                         put_disk(current->throttle_disk);
1959                 current->throttle_disk = disk;
1960         }
1961
1962         if (use_memdelay)
1963                 current->use_memdelay = use_memdelay;
1964         set_notify_resume(current);
1965 }
1966
1967 /**
1968  * blkcg_add_delay - add delay to this blkg
1969  * @blkg: blkg of interest
1970  * @now: the current time in nanoseconds
1971  * @delta: how many nanoseconds of delay to add
1972  *
1973  * Charge @delta to the blkg's current delay accumulation.  This is used to
1974  * throttle tasks if an IO controller thinks we need more throttling.
1975  */
1976 void blkcg_add_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now, u64 delta)
1977 {
1978         if (WARN_ON_ONCE(atomic_read(&blkg->use_delay) < 0))
1979                 return;
1980         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1981         atomic64_add(delta, &blkg->delay_nsec);
1982 }
1983
1984 /**
1985  * blkg_tryget_closest - try and get a blkg ref on the closet blkg
1986  * @bio: target bio
1987  * @css: target css
1988  *
1989  * As the failure mode here is to walk up the blkg tree, this ensure that the
1990  * blkg->parent pointers are always valid.  This returns the blkg that it ended
1991  * up taking a reference on or %NULL if no reference was taken.
1992  */
1993 static inline struct blkcg_gq *blkg_tryget_closest(struct bio *bio,
1994                 struct cgroup_subsys_state *css)
1995 {
1996         struct blkcg_gq *blkg, *ret_blkg = NULL;
1997
1998         rcu_read_lock();
1999         blkg = blkg_lookup_create(css_to_blkcg(css), bio->bi_bdev->bd_disk);
2000         while (blkg) {
2001                 if (blkg_tryget(blkg)) {
2002                         ret_blkg = blkg;
2003                         break;
2004                 }
2005                 blkg = blkg->parent;
2006         }
2007         rcu_read_unlock();
2008
2009         return ret_blkg;
2010 }
2011
2012 /**
2013  * bio_associate_blkg_from_css - associate a bio with a specified css
2014  * @bio: target bio
2015  * @css: target css
2016  *
2017  * Associate @bio with the blkg found by combining the css's blkg and the
2018  * request_queue of the @bio.  An association failure is handled by walking up
2019  * the blkg tree.  Therefore, the blkg associated can be anything between @blkg
2020  * and q->root_blkg.  This situation only happens when a cgroup is dying and
2021  * then the remaining bios will spill to the closest alive blkg.
2022  *
2023  * A reference will be taken on the blkg and will be released when @bio is
2024  * freed.
2025  */
2026 void bio_associate_blkg_from_css(struct bio *bio,
2027                                  struct cgroup_subsys_state *css)
2028 {
2029         if (bio->bi_blkg)
2030                 blkg_put(bio->bi_blkg);
2031
2032         if (css && css->parent) {
2033                 bio->bi_blkg = blkg_tryget_closest(bio, css);
2034         } else {
2035                 blkg_get(bdev_get_queue(bio->bi_bdev)->root_blkg);
2036                 bio->bi_blkg = bdev_get_queue(bio->bi_bdev)->root_blkg;
2037         }
2038 }
2039 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg_from_css);
2040
2041 /**
2042  * bio_associate_blkg - associate a bio with a blkg
2043  * @bio: target bio
2044  *
2045  * Associate @bio with the blkg found from the bio's css and request_queue.
2046  * If one is not found, bio_lookup_blkg() creates the blkg.  If a blkg is
2047  * already associated, the css is reused and association redone as the
2048  * request_queue may have changed.
2049  */
2050 void bio_associate_blkg(struct bio *bio)
2051 {
2052         struct cgroup_subsys_state *css;
2053
2054         rcu_read_lock();
2055
2056         if (bio->bi_blkg)
2057                 css = bio_blkcg_css(bio);
2058         else
2059                 css = blkcg_css();
2060
2061         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
2062
2063         rcu_read_unlock();
2064 }
2065 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg);
2066
2067 /**
2068  * bio_clone_blkg_association - clone blkg association from src to dst bio
2069  * @dst: destination bio
2070  * @src: source bio
2071  */
2072 void bio_clone_blkg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
2073 {
2074         if (src->bi_blkg)
2075                 bio_associate_blkg_from_css(dst, bio_blkcg_css(src));
2076 }
2077 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_clone_blkg_association);
2078
2079 static int blk_cgroup_io_type(struct bio *bio)
2080 {
2081         if (op_is_discard(bio->bi_opf))
2082                 return BLKG_IOSTAT_DISCARD;
2083         if (op_is_write(bio->bi_opf))
2084                 return BLKG_IOSTAT_WRITE;
2085         return BLKG_IOSTAT_READ;
2086 }
2087
2088 void blk_cgroup_bio_start(struct bio *bio)
2089 {
2090         struct blkcg *blkcg = bio->bi_blkg->blkcg;
2091         int rwd = blk_cgroup_io_type(bio), cpu;
2092         struct blkg_iostat_set *bis;
2093         unsigned long flags;
2094
2095         if (!cgroup_subsys_on_dfl(io_cgrp_subsys))
2096                 return;
2097
2098         /* Root-level stats are sourced from system-wide IO stats */
2099         if (!cgroup_parent(blkcg->css.cgroup))
2100                 return;
2101
2102         cpu = get_cpu();
2103         bis = per_cpu_ptr(bio->bi_blkg->iostat_cpu, cpu);
2104         flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&bis->sync);
2105
2106         /*
2107          * If the bio is flagged with BIO_CGROUP_ACCT it means this is a split
2108          * bio and we would have already accounted for the size of the bio.
2109          */
2110         if (!bio_flagged(bio, BIO_CGROUP_ACCT)) {
2111                 bio_set_flag(bio, BIO_CGROUP_ACCT);
2112                 bis->cur.bytes[rwd] += bio->bi_iter.bi_size;
2113         }
2114         bis->cur.ios[rwd]++;
2115
2116         /*
2117          * If the iostat_cpu isn't in a lockless list, put it into the
2118          * list to indicate that a stat update is pending.
2119          */
2120         if (!READ_ONCE(bis->lqueued)) {
2121                 struct llist_head *lhead = this_cpu_ptr(blkcg->lhead);
2122
2123                 llist_add(&bis->lnode, lhead);
2124                 WRITE_ONCE(bis->lqueued, true);
2125         }
2126
2127         u64_stats_update_end_irqrestore(&bis->sync, flags);
2128         cgroup_rstat_updated(blkcg->css.cgroup, cpu);
2129         put_cpu();
2130 }
2131
2132 bool blk_cgroup_congested(void)
2133 {
2134         struct cgroup_subsys_state *css;
2135         bool ret = false;
2136
2137         rcu_read_lock();
2138         for (css = blkcg_css(); css; css = css->parent) {
2139                 if (atomic_read(&css->cgroup->congestion_count)) {
2140                         ret = true;
2141                         break;
2142                 }
2143         }
2144         rcu_read_unlock();
2145         return ret;
2146 }
2147
2148 module_param(blkcg_debug_stats, bool, 0644);
2149 MODULE_PARM_DESC(blkcg_debug_stats, "True if you want debug stats, false if not");