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