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