block/blk-wbt.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * buffered writeback throttling. loosely based on CoDel. We can't drop
   4  * packets for IO scheduling, so the logic is something like this:
   5  *
   6  * - Monitor latencies in a defined window of time.
   7  * - If the minimum latency in the above window exceeds some target, increment
   8  *   scaling step and scale down queue depth by a factor of 2x. The monitoring
   9  *   window is then shrunk to 100 / sqrt(scaling step + 1).
  10  * - For any window where we don't have solid data on what the latencies
  11  *   look like, retain status quo.
  12  * - If latencies look good, decrement scaling step.
  13  * - If we're only doing writes, allow the scaling step to go negative. This
  14  *   will temporarily boost write performance, snapping back to a stable
  15  *   scaling step of 0 if reads show up or the heavy writers finish. Unlike
  16  *   positive scaling steps where we shrink the monitoring window, a negative
  17  *   scaling step retains the default step==0 window size.
  18  *
  19  * Copyright (C) 2016 Jens Axboe
  20  *
  21  */
  22 #include <linux/kernel.h>
  23 #include <linux/blk_types.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25 #include <linux/backing-dev.h>
  26 #include <linux/swap.h>
  27
  28 #include "blk-wbt.h"
  29 #include "blk-rq-qos.h"
  30
  31 #define CREATE_TRACE_POINTS
  32 #include <trace/events/wbt.h>
  33
  34 static inline void wbt_clear_state(struct request *rq)
  35 {
  36         rq->wbt_flags = 0;
  37 }
  38
  39 static inline enum wbt_flags wbt_flags(struct request *rq)
  40 {
  41         return rq->wbt_flags;
  42 }
  43
  44 static inline bool wbt_is_tracked(struct request *rq)
  45 {
  46         return rq->wbt_flags & WBT_TRACKED;
  47 }
  48
  49 static inline bool wbt_is_read(struct request *rq)
  50 {
  51         return rq->wbt_flags & WBT_READ;
  52 }
  53
  54 enum {
  55         /*
  56          * Default setting, we'll scale up (to 75% of QD max) or down (min 1)
  57          * from here depending on device stats
  58          */
  59         RWB_DEF_DEPTH   = 16,
  60
  61         /*
  62          * 100msec window
  63          */
  64         RWB_WINDOW_NSEC         = 100 * 1000 * 1000ULL,
  65
  66         /*
  67          * Disregard stats, if we don't meet this minimum
  68          */
  69         RWB_MIN_WRITE_SAMPLES   = 3,
  70
  71         /*
  72          * If we have this number of consecutive windows with not enough
  73          * information to scale up or down, scale up.
  74          */
  75         RWB_UNKNOWN_BUMP        = 5,
  76 };
  77
  78 static inline bool rwb_enabled(struct rq_wb *rwb)
  79 {
  80         return rwb && rwb->enable_state != WBT_STATE_OFF_DEFAULT &&
  81                       rwb->wb_normal != 0;
  82 }
  83
  84 static void wb_timestamp(struct rq_wb *rwb, unsigned long *var)
  85 {
  86         if (rwb_enabled(rwb)) {
  87                 const unsigned long cur = jiffies;
  88
  89                 if (cur != *var)
  90                         *var = cur;
  91         }
  92 }
  93
  94 /*
  95  * If a task was rate throttled in balance_dirty_pages() within the last
  96  * second or so, use that to indicate a higher cleaning rate.
  97  */
  98 static bool wb_recent_wait(struct rq_wb *rwb)
  99 {
 100         struct bdi_writeback *wb = &rwb->rqos.q->disk->bdi->wb;
 101
 102         return time_before(jiffies, wb->dirty_sleep + HZ);
 103 }
 104
 105 static inline struct rq_wait *get_rq_wait(struct rq_wb *rwb,
 106                                           enum wbt_flags wb_acct)
 107 {
 108         if (wb_acct & WBT_KSWAPD)
 109                 return &rwb->rq_wait[WBT_RWQ_KSWAPD];
 110         else if (wb_acct & WBT_DISCARD)
 111                 return &rwb->rq_wait[WBT_RWQ_DISCARD];
 112
 113         return &rwb->rq_wait[WBT_RWQ_BG];
 114 }
 115
 116 static void rwb_wake_all(struct rq_wb *rwb)
 117 {
 118         int i;
 119
 120         for (i = 0; i < WBT_NUM_RWQ; i++) {
 121                 struct rq_wait *rqw = &rwb->rq_wait[i];
 122
 123                 if (wq_has_sleeper(&rqw->wait))
 124                         wake_up_all(&rqw->wait);
 125         }
 126 }
 127
 128 static void wbt_rqw_done(struct rq_wb *rwb, struct rq_wait *rqw,
 129                          enum wbt_flags wb_acct)
 130 {
 131         int inflight, limit;
 132
 133         inflight = atomic_dec_return(&rqw->inflight);
 134
 135         /*
 136          * wbt got disabled with IO in flight. Wake up any potential
 137          * waiters, we don't have to do more than that.
 138          */
 139         if (unlikely(!rwb_enabled(rwb))) {
 140                 rwb_wake_all(rwb);
 141                 return;
 142         }
 143
 144         /*
 145          * For discards, our limit is always the background. For writes, if
 146          * the device does write back caching, drop further down before we
 147          * wake people up.
 148          */
 149         if (wb_acct & WBT_DISCARD)
 150                 limit = rwb->wb_background;
 151         else if (rwb->wc && !wb_recent_wait(rwb))
 152                 limit = 0;
 153         else
 154                 limit = rwb->wb_normal;
 155
 156         /*
 157          * Don't wake anyone up if we are above the normal limit.
 158          */
 159         if (inflight && inflight >= limit)
 160                 return;
 161
 162         if (wq_has_sleeper(&rqw->wait)) {
 163                 int diff = limit - inflight;
 164
 165                 if (!inflight || diff >= rwb->wb_background / 2)
 166                         wake_up_all(&rqw->wait);
 167         }
 168 }
 169
 170 static void __wbt_done(struct rq_qos *rqos, enum wbt_flags wb_acct)
 171 {
 172         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 173         struct rq_wait *rqw;
 174
 175         if (!(wb_acct & WBT_TRACKED))
 176                 return;
 177
 178         rqw = get_rq_wait(rwb, wb_acct);
 179         wbt_rqw_done(rwb, rqw, wb_acct);
 180 }
 181
 182 /*
 183  * Called on completion of a request. Note that it's also called when
 184  * a request is merged, when the request gets freed.
 185  */
 186 static void wbt_done(struct rq_qos *rqos, struct request *rq)
 187 {
 188         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 189
 190         if (!wbt_is_tracked(rq)) {
 191                 if (rwb->sync_cookie == rq) {
 192                         rwb->sync_issue = 0;
 193                         rwb->sync_cookie = NULL;
 194                 }
 195
 196                 if (wbt_is_read(rq))
 197                         wb_timestamp(rwb, &rwb->last_comp);
 198         } else {
 199                 WARN_ON_ONCE(rq == rwb->sync_cookie);
 200                 __wbt_done(rqos, wbt_flags(rq));
 201         }
 202         wbt_clear_state(rq);
 203 }
 204
 205 static inline bool stat_sample_valid(struct blk_rq_stat *stat)
 206 {
 207         /*
 208          * We need at least one read sample, and a minimum of
 209          * RWB_MIN_WRITE_SAMPLES. We require some write samples to know
 210          * that it's writes impacting us, and not just some sole read on
 211          * a device that is in a lower power state.
 212          */
 213         return (stat[READ].nr_samples >= 1 &&
 214                 stat[WRITE].nr_samples >= RWB_MIN_WRITE_SAMPLES);
 215 }
 216
 217 static u64 rwb_sync_issue_lat(struct rq_wb *rwb)
 218 {
 219         u64 now, issue = READ_ONCE(rwb->sync_issue);
 220
 221         if (!issue || !rwb->sync_cookie)
 222                 return 0;
 223
 224         now = ktime_to_ns(ktime_get());
 225         return now - issue;
 226 }
 227
 228 enum {
 229         LAT_OK = 1,
 230         LAT_UNKNOWN,
 231         LAT_UNKNOWN_WRITES,
 232         LAT_EXCEEDED,
 233 };
 234
 235 static int latency_exceeded(struct rq_wb *rwb, struct blk_rq_stat *stat)
 236 {
 237         struct backing_dev_info *bdi = rwb->rqos.q->disk->bdi;
 238         struct rq_depth *rqd = &rwb->rq_depth;
 239         u64 thislat;
 240
 241         /*
 242          * If our stored sync issue exceeds the window size, or it
 243          * exceeds our min target AND we haven't logged any entries,
 244          * flag the latency as exceeded. wbt works off completion latencies,
 245          * but for a flooded device, a single sync IO can take a long time
 246          * to complete after being issued. If this time exceeds our
 247          * monitoring window AND we didn't see any other completions in that
 248          * window, then count that sync IO as a violation of the latency.
 249          */
 250         thislat = rwb_sync_issue_lat(rwb);
 251         if (thislat > rwb->cur_win_nsec ||
 252             (thislat > rwb->min_lat_nsec && !stat[READ].nr_samples)) {
 253                 trace_wbt_lat(bdi, thislat);
 254                 return LAT_EXCEEDED;
 255         }
 256
 257         /*
 258          * No read/write mix, if stat isn't valid
 259          */
 260         if (!stat_sample_valid(stat)) {
 261                 /*
 262                  * If we had writes in this stat window and the window is
 263                  * current, we're only doing writes. If a task recently
 264                  * waited or still has writes in flights, consider us doing
 265                  * just writes as well.
 266                  */
 267                 if (stat[WRITE].nr_samples || wb_recent_wait(rwb) ||
 268                     wbt_inflight(rwb))
 269                         return LAT_UNKNOWN_WRITES;
 270                 return LAT_UNKNOWN;
 271         }
 272
 273         /*
 274          * If the 'min' latency exceeds our target, step down.
 275          */
 276         if (stat[READ].min > rwb->min_lat_nsec) {
 277                 trace_wbt_lat(bdi, stat[READ].min);
 278                 trace_wbt_stat(bdi, stat);
 279                 return LAT_EXCEEDED;
 280         }
 281
 282         if (rqd->scale_step)
 283                 trace_wbt_stat(bdi, stat);
 284
 285         return LAT_OK;
 286 }
 287
 288 static void rwb_trace_step(struct rq_wb *rwb, const char *msg)
 289 {
 290         struct backing_dev_info *bdi = rwb->rqos.q->disk->bdi;
 291         struct rq_depth *rqd = &rwb->rq_depth;
 292
 293         trace_wbt_step(bdi, msg, rqd->scale_step, rwb->cur_win_nsec,
 294                         rwb->wb_background, rwb->wb_normal, rqd->max_depth);
 295 }
 296
 297 static void calc_wb_limits(struct rq_wb *rwb)
 298 {
 299         if (rwb->min_lat_nsec == 0) {
 300                 rwb->wb_normal = rwb->wb_background = 0;
 301         } else if (rwb->rq_depth.max_depth <= 2) {
 302                 rwb->wb_normal = rwb->rq_depth.max_depth;
 303                 rwb->wb_background = 1;
 304         } else {
 305                 rwb->wb_normal = (rwb->rq_depth.max_depth + 1) / 2;
 306                 rwb->wb_background = (rwb->rq_depth.max_depth + 3) / 4;
 307         }
 308 }
 309
 310 static void scale_up(struct rq_wb *rwb)
 311 {
 312         if (!rq_depth_scale_up(&rwb->rq_depth))
 313                 return;
 314         calc_wb_limits(rwb);
 315         rwb->unknown_cnt = 0;
 316         rwb_wake_all(rwb);
 317         rwb_trace_step(rwb, tracepoint_string("scale up"));
 318 }
 319
 320 static void scale_down(struct rq_wb *rwb, bool hard_throttle)
 321 {
 322         if (!rq_depth_scale_down(&rwb->rq_depth, hard_throttle))
 323                 return;
 324         calc_wb_limits(rwb);
 325         rwb->unknown_cnt = 0;
 326         rwb_trace_step(rwb, tracepoint_string("scale down"));
 327 }
 328
 329 static void rwb_arm_timer(struct rq_wb *rwb)
 330 {
 331         struct rq_depth *rqd = &rwb->rq_depth;
 332
 333         if (rqd->scale_step > 0) {
 334                 /*
 335                  * We should speed this up, using some variant of a fast
 336                  * integer inverse square root calculation. Since we only do
 337                  * this for every window expiration, it's not a huge deal,
 338                  * though.
 339                  */
 340                 rwb->cur_win_nsec = div_u64(rwb->win_nsec << 4,
 341                                         int_sqrt((rqd->scale_step + 1) << 8));
 342         } else {
 343                 /*
 344                  * For step < 0, we don't want to increase/decrease the
 345                  * window size.
 346                  */
 347                 rwb->cur_win_nsec = rwb->win_nsec;
 348         }
 349
 350         blk_stat_activate_nsecs(rwb->cb, rwb->cur_win_nsec);
 351 }
 352
 353 static void wb_timer_fn(struct blk_stat_callback *cb)
 354 {
 355         struct rq_wb *rwb = cb->data;
 356         struct rq_depth *rqd = &rwb->rq_depth;
 357         unsigned int inflight = wbt_inflight(rwb);
 358         int status;
 359
 360         if (!rwb->rqos.q->disk)
 361                 return;
 362
 363         status = latency_exceeded(rwb, cb->stat);
 364
 365         trace_wbt_timer(rwb->rqos.q->disk->bdi, status, rqd->scale_step,
 366                         inflight);
 367
 368         /*
 369          * If we exceeded the latency target, step down. If we did not,
 370          * step one level up. If we don't know enough to say either exceeded
 371          * or ok, then don't do anything.
 372          */
 373         switch (status) {
 374         case LAT_EXCEEDED:
 375                 scale_down(rwb, true);
 376                 break;
 377         case LAT_OK:
 378                 scale_up(rwb);
 379                 break;
 380         case LAT_UNKNOWN_WRITES:
 381                 /*
 382                  * We started a the center step, but don't have a valid
 383                  * read/write sample, but we do have writes going on.
 384                  * Allow step to go negative, to increase write perf.
 385                  */
 386                 scale_up(rwb);
 387                 break;
 388         case LAT_UNKNOWN:
 389                 if (++rwb->unknown_cnt < RWB_UNKNOWN_BUMP)
 390                         break;
 391                 /*
 392                  * We get here when previously scaled reduced depth, and we
 393                  * currently don't have a valid read/write sample. For that
 394                  * case, slowly return to center state (step == 0).
 395                  */
 396                 if (rqd->scale_step > 0)
 397                         scale_up(rwb);
 398                 else if (rqd->scale_step < 0)
 399                         scale_down(rwb, false);
 400                 break;
 401         default:
 402                 break;
 403         }
 404
 405         /*
 406          * Re-arm timer, if we have IO in flight
 407          */
 408         if (rqd->scale_step || inflight)
 409                 rwb_arm_timer(rwb);
 410 }
 411
 412 static void wbt_update_limits(struct rq_wb *rwb)
 413 {
 414         struct rq_depth *rqd = &rwb->rq_depth;
 415
 416         rqd->scale_step = 0;
 417         rqd->scaled_max = false;
 418
 419         rq_depth_calc_max_depth(rqd);
 420         calc_wb_limits(rwb);
 421
 422         rwb_wake_all(rwb);
 423 }
 424
 425 u64 wbt_get_min_lat(struct request_queue *q)
 426 {
 427         struct rq_qos *rqos = wbt_rq_qos(q);
 428         if (!rqos)
 429                 return 0;
 430         return RQWB(rqos)->min_lat_nsec;
 431 }
 432
 433 void wbt_set_min_lat(struct request_queue *q, u64 val)
 434 {
 435         struct rq_qos *rqos = wbt_rq_qos(q);
 436         if (!rqos)
 437                 return;
 438         RQWB(rqos)->min_lat_nsec = val;
 439         RQWB(rqos)->enable_state = WBT_STATE_ON_MANUAL;
 440         wbt_update_limits(RQWB(rqos));
 441 }
 442
 443
 444 static bool close_io(struct rq_wb *rwb)
 445 {
 446         const unsigned long now = jiffies;
 447
 448         return time_before(now, rwb->last_issue + HZ / 10) ||
 449                 time_before(now, rwb->last_comp + HZ / 10);
 450 }
 451
 452 #define REQ_HIPRIO      (REQ_SYNC | REQ_META | REQ_PRIO)
 453
 454 static inline unsigned int get_limit(struct rq_wb *rwb, blk_opf_t opf)
 455 {
 456         unsigned int limit;
 457
 458         /*
 459          * If we got disabled, just return UINT_MAX. This ensures that
 460          * we'll properly inc a new IO, and dec+wakeup at the end.
 461          */
 462         if (!rwb_enabled(rwb))
 463                 return UINT_MAX;
 464
 465         if ((opf & REQ_OP_MASK) == REQ_OP_DISCARD)
 466                 return rwb->wb_background;
 467
 468         /*
 469          * At this point we know it's a buffered write. If this is
 470          * kswapd trying to free memory, or REQ_SYNC is set, then
 471          * it's WB_SYNC_ALL writeback, and we'll use the max limit for
 472          * that. If the write is marked as a background write, then use
 473          * the idle limit, or go to normal if we haven't had competing
 474          * IO for a bit.
 475          */
 476         if ((opf & REQ_HIPRIO) || wb_recent_wait(rwb) || current_is_kswapd())
 477                 limit = rwb->rq_depth.max_depth;
 478         else if ((opf & REQ_BACKGROUND) || close_io(rwb)) {
 479                 /*
 480                  * If less than 100ms since we completed unrelated IO,
 481                  * limit us to half the depth for background writeback.
 482                  */
 483                 limit = rwb->wb_background;
 484         } else
 485                 limit = rwb->wb_normal;
 486
 487         return limit;
 488 }
 489
 490 struct wbt_wait_data {
 491         struct rq_wb *rwb;
 492         enum wbt_flags wb_acct;
 493         blk_opf_t opf;
 494 };
 495
 496 static bool wbt_inflight_cb(struct rq_wait *rqw, void *private_data)
 497 {
 498         struct wbt_wait_data *data = private_data;
 499         return rq_wait_inc_below(rqw, get_limit(data->rwb, data->opf));
 500 }
 501
 502 static void wbt_cleanup_cb(struct rq_wait *rqw, void *private_data)
 503 {
 504         struct wbt_wait_data *data = private_data;
 505         wbt_rqw_done(data->rwb, rqw, data->wb_acct);
 506 }
 507
 508 /*
 509  * Block if we will exceed our limit, or if we are currently waiting for
 510  * the timer to kick off queuing again.
 511  */
 512 static void __wbt_wait(struct rq_wb *rwb, enum wbt_flags wb_acct,
 513                        blk_opf_t opf)
 514 {
 515         struct rq_wait *rqw = get_rq_wait(rwb, wb_acct);
 516         struct wbt_wait_data data = {
 517                 .rwb = rwb,
 518                 .wb_acct = wb_acct,
 519                 .opf = opf,
 520         };
 521
 522         rq_qos_wait(rqw, &data, wbt_inflight_cb, wbt_cleanup_cb);
 523 }
 524
 525 static inline bool wbt_should_throttle(struct bio *bio)
 526 {
 527         switch (bio_op(bio)) {
 528         case REQ_OP_WRITE:
 529                 /*
 530                  * Don't throttle WRITE_ODIRECT
 531                  */
 532                 if ((bio->bi_opf & (REQ_SYNC | REQ_IDLE)) ==
 533                     (REQ_SYNC | REQ_IDLE))
 534                         return false;
 535                 fallthrough;
 536         case REQ_OP_DISCARD:
 537                 return true;
 538         default:
 539                 return false;
 540         }
 541 }
 542
 543 static enum wbt_flags bio_to_wbt_flags(struct rq_wb *rwb, struct bio *bio)
 544 {
 545         enum wbt_flags flags = 0;
 546
 547         if (!rwb_enabled(rwb))
 548                 return 0;
 549
 550         if (bio_op(bio) == REQ_OP_READ) {
 551                 flags = WBT_READ;
 552         } else if (wbt_should_throttle(bio)) {
 553                 if (current_is_kswapd())
 554                         flags |= WBT_KSWAPD;
 555                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
 556                         flags |= WBT_DISCARD;
 557                 flags |= WBT_TRACKED;
 558         }
 559         return flags;
 560 }
 561
 562 static void wbt_cleanup(struct rq_qos *rqos, struct bio *bio)
 563 {
 564         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 565         enum wbt_flags flags = bio_to_wbt_flags(rwb, bio);
 566         __wbt_done(rqos, flags);
 567 }
 568
 569 /*
 570  * May sleep, if we have exceeded the writeback limits. Caller can pass
 571  * in an irq held spinlock, if it holds one when calling this function.
 572  * If we do sleep, we'll release and re-grab it.
 573  */
 574 static void wbt_wait(struct rq_qos *rqos, struct bio *bio)
 575 {
 576         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 577         enum wbt_flags flags;
 578
 579         flags = bio_to_wbt_flags(rwb, bio);
 580         if (!(flags & WBT_TRACKED)) {
 581                 if (flags & WBT_READ)
 582                         wb_timestamp(rwb, &rwb->last_issue);
 583                 return;
 584         }
 585
 586         __wbt_wait(rwb, flags, bio->bi_opf);
 587
 588         if (!blk_stat_is_active(rwb->cb))
 589                 rwb_arm_timer(rwb);
 590 }
 591
 592 static void wbt_track(struct rq_qos *rqos, struct request *rq, struct bio *bio)
 593 {
 594         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 595         rq->wbt_flags |= bio_to_wbt_flags(rwb, bio);
 596 }
 597
 598 static void wbt_issue(struct rq_qos *rqos, struct request *rq)
 599 {
 600         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 601
 602         if (!rwb_enabled(rwb))
 603                 return;
 604
 605         /*
 606          * Track sync issue, in case it takes a long time to complete. Allows us
 607          * to react quicker, if a sync IO takes a long time to complete. Note
 608          * that this is just a hint. The request can go away when it completes,
 609          * so it's important we never dereference it. We only use the address to
 610          * compare with, which is why we store the sync_issue time locally.
 611          */
 612         if (wbt_is_read(rq) && !rwb->sync_issue) {
 613                 rwb->sync_cookie = rq;
 614                 rwb->sync_issue = rq->io_start_time_ns;
 615         }
 616 }
 617
 618 static void wbt_requeue(struct rq_qos *rqos, struct request *rq)
 619 {
 620         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 621         if (!rwb_enabled(rwb))
 622                 return;
 623         if (rq == rwb->sync_cookie) {
 624                 rwb->sync_issue = 0;
 625                 rwb->sync_cookie = NULL;
 626         }
 627 }
 628
 629 void wbt_set_write_cache(struct request_queue *q, bool write_cache_on)
 630 {
 631         struct rq_qos *rqos = wbt_rq_qos(q);
 632         if (rqos)
 633                 RQWB(rqos)->wc = write_cache_on;
 634 }
 635
 636 /*
 637  * Enable wbt if defaults are configured that way
 638  */
 639 void wbt_enable_default(struct request_queue *q)
 640 {
 641         struct rq_qos *rqos = wbt_rq_qos(q);
 642
 643         /* Throttling already enabled? */
 644         if (rqos) {
 645                 if (RQWB(rqos)->enable_state == WBT_STATE_OFF_DEFAULT)
 646                         RQWB(rqos)->enable_state = WBT_STATE_ON_DEFAULT;
 647                 return;
 648         }
 649
 650         /* Queue not registered? Maybe shutting down... */
 651         if (!blk_queue_registered(q))
 652                 return;
 653
 654         if (queue_is_mq(q) && IS_ENABLED(CONFIG_BLK_WBT_MQ))
 655                 wbt_init(q);
 656 }
 657 EXPORT_SYMBOL_GPL(wbt_enable_default);
 658
 659 u64 wbt_default_latency_nsec(struct request_queue *q)
 660 {
 661         /*
 662          * We default to 2msec for non-rotational storage, and 75msec
 663          * for rotational storage.
 664          */
 665         if (blk_queue_nonrot(q))
 666                 return 2000000ULL;
 667         else
 668                 return 75000000ULL;
 669 }
 670
 671 static int wbt_data_dir(const struct request *rq)
 672 {
 673         const enum req_op op = req_op(rq);
 674
 675         if (op == REQ_OP_READ)
 676                 return READ;
 677         else if (op_is_write(op))
 678                 return WRITE;
 679
 680         /* don't account */
 681         return -1;
 682 }
 683
 684 static void wbt_queue_depth_changed(struct rq_qos *rqos)
 685 {
 686         RQWB(rqos)->rq_depth.queue_depth = blk_queue_depth(rqos->q);
 687         wbt_update_limits(RQWB(rqos));
 688 }
 689
 690 static void wbt_exit(struct rq_qos *rqos)
 691 {
 692         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 693         struct request_queue *q = rqos->q;
 694
 695         blk_stat_remove_callback(q, rwb->cb);
 696         blk_stat_free_callback(rwb->cb);
 697         kfree(rwb);
 698 }
 699
 700 /*
 701  * Disable wbt, if enabled by default.
 702  */
 703 void wbt_disable_default(struct request_queue *q)
 704 {
 705         struct rq_qos *rqos = wbt_rq_qos(q);
 706         struct rq_wb *rwb;
 707         if (!rqos)
 708                 return;
 709         rwb = RQWB(rqos);
 710         if (rwb->enable_state == WBT_STATE_ON_DEFAULT) {
 711                 blk_stat_deactivate(rwb->cb);
 712                 rwb->enable_state = WBT_STATE_OFF_DEFAULT;
 713         }
 714 }
 715 EXPORT_SYMBOL_GPL(wbt_disable_default);
 716
 717 #ifdef CONFIG_BLK_DEBUG_FS
 718 static int wbt_curr_win_nsec_show(void *data, struct seq_file *m)
 719 {
 720         struct rq_qos *rqos = data;
 721         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 722
 723         seq_printf(m, "%llu\n", rwb->cur_win_nsec);
 724         return 0;
 725 }
 726
 727 static int wbt_enabled_show(void *data, struct seq_file *m)
 728 {
 729         struct rq_qos *rqos = data;
 730         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 731
 732         seq_printf(m, "%d\n", rwb->enable_state);
 733         return 0;
 734 }
 735
 736 static int wbt_id_show(void *data, struct seq_file *m)
 737 {
 738         struct rq_qos *rqos = data;
 739
 740         seq_printf(m, "%u\n", rqos->id);
 741         return 0;
 742 }
 743
 744 static int wbt_inflight_show(void *data, struct seq_file *m)
 745 {
 746         struct rq_qos *rqos = data;
 747         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 748         int i;
 749
 750         for (i = 0; i < WBT_NUM_RWQ; i++)
 751                 seq_printf(m, "%d: inflight %d\n", i,
 752                            atomic_read(&rwb->rq_wait[i].inflight));
 753         return 0;
 754 }
 755
 756 static int wbt_min_lat_nsec_show(void *data, struct seq_file *m)
 757 {
 758         struct rq_qos *rqos = data;
 759         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 760
 761         seq_printf(m, "%lu\n", rwb->min_lat_nsec);
 762         return 0;
 763 }
 764
 765 static int wbt_unknown_cnt_show(void *data, struct seq_file *m)
 766 {
 767         struct rq_qos *rqos = data;
 768         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 769
 770         seq_printf(m, "%u\n", rwb->unknown_cnt);
 771         return 0;
 772 }
 773
 774 static int wbt_normal_show(void *data, struct seq_file *m)
 775 {
 776         struct rq_qos *rqos = data;
 777         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 778
 779         seq_printf(m, "%u\n", rwb->wb_normal);
 780         return 0;
 781 }
 782
 783 static int wbt_background_show(void *data, struct seq_file *m)
 784 {
 785         struct rq_qos *rqos = data;
 786         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 787
 788         seq_printf(m, "%u\n", rwb->wb_background);
 789         return 0;
 790 }
 791
 792 static const struct blk_mq_debugfs_attr wbt_debugfs_attrs[] = {
 793         {"curr_win_nsec", 0400, wbt_curr_win_nsec_show},
 794         {"enabled", 0400, wbt_enabled_show},
 795         {"id", 0400, wbt_id_show},
 796         {"inflight", 0400, wbt_inflight_show},
 797         {"min_lat_nsec", 0400, wbt_min_lat_nsec_show},
 798         {"unknown_cnt", 0400, wbt_unknown_cnt_show},
 799         {"wb_normal", 0400, wbt_normal_show},
 800         {"wb_background", 0400, wbt_background_show},
 801         {},
 802 };
 803 #endif
 804
 805 static struct rq_qos_ops wbt_rqos_ops = {
 806         .throttle = wbt_wait,
 807         .issue = wbt_issue,
 808         .track = wbt_track,
 809         .requeue = wbt_requeue,
 810         .done = wbt_done,
 811         .cleanup = wbt_cleanup,
 812         .queue_depth_changed = wbt_queue_depth_changed,
 813         .exit = wbt_exit,
 814 #ifdef CONFIG_BLK_DEBUG_FS
 815         .debugfs_attrs = wbt_debugfs_attrs,
 816 #endif
 817 };
 818
 819 int wbt_init(struct request_queue *q)
 820 {
 821         struct rq_wb *rwb;
 822         int i;
 823         int ret;
 824
 825         rwb = kzalloc(sizeof(*rwb), GFP_KERNEL);
 826         if (!rwb)
 827                 return -ENOMEM;
 828
 829         rwb->cb = blk_stat_alloc_callback(wb_timer_fn, wbt_data_dir, 2, rwb);
 830         if (!rwb->cb) {
 831                 kfree(rwb);
 832                 return -ENOMEM;
 833         }
 834
 835         for (i = 0; i < WBT_NUM_RWQ; i++)
 836                 rq_wait_init(&rwb->rq_wait[i]);
 837
 838         rwb->rqos.id = RQ_QOS_WBT;
 839         rwb->rqos.ops = &wbt_rqos_ops;
 840         rwb->rqos.q = q;
 841         rwb->last_comp = rwb->last_issue = jiffies;
 842         rwb->win_nsec = RWB_WINDOW_NSEC;
 843         rwb->enable_state = WBT_STATE_ON_DEFAULT;
 844         rwb->wc = 1;
 845         rwb->rq_depth.default_depth = RWB_DEF_DEPTH;
 846
 847         /*
 848          * Assign rwb and add the stats callback.
 849          */
 850         ret = rq_qos_add(q, &rwb->rqos);
 851         if (ret)
 852                 goto err_free;
 853
 854         blk_stat_add_callback(q, rwb->cb);
 855
 856         rwb->min_lat_nsec = wbt_default_latency_nsec(q);
 857
 858         wbt_queue_depth_changed(&rwb->rqos);
 859         wbt_set_write_cache(q, test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags));
 860
 861         return 0;
 862
 863 err_free:
 864         blk_stat_free_callback(rwb->cb);
 865         kfree(rwb);
 866         return ret;
 867
 868 }