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