Merge tag 'xfs-for-linus-v3.12-rc1' of git://oss.sgi.com/xfs/xfs
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / backing-dev.c
1
2 #include <linux/wait.h>
3 #include <linux/backing-dev.h>
4 #include <linux/kthread.h>
5 #include <linux/freezer.h>
6 #include <linux/fs.h>
7 #include <linux/pagemap.h>
8 #include <linux/mm.h>
9 #include <linux/sched.h>
10 #include <linux/module.h>
11 #include <linux/writeback.h>
12 #include <linux/device.h>
13 #include <trace/events/writeback.h>
14
15 static atomic_long_t bdi_seq = ATOMIC_LONG_INIT(0);
16
17 struct backing_dev_info default_backing_dev_info = {
18         .name           = "default",
19         .ra_pages       = VM_MAX_READAHEAD * 1024 / PAGE_CACHE_SIZE,
20         .state          = 0,
21         .capabilities   = BDI_CAP_MAP_COPY,
22 };
23 EXPORT_SYMBOL_GPL(default_backing_dev_info);
24
25 struct backing_dev_info noop_backing_dev_info = {
26         .name           = "noop",
27         .capabilities   = BDI_CAP_NO_ACCT_AND_WRITEBACK,
28 };
29 EXPORT_SYMBOL_GPL(noop_backing_dev_info);
30
31 static struct class *bdi_class;
32
33 /*
34  * bdi_lock protects updates to bdi_list. bdi_list has RCU reader side
35  * locking.
36  */
37 DEFINE_SPINLOCK(bdi_lock);
38 LIST_HEAD(bdi_list);
39
40 /* bdi_wq serves all asynchronous writeback tasks */
41 struct workqueue_struct *bdi_wq;
42
43 void bdi_lock_two(struct bdi_writeback *wb1, struct bdi_writeback *wb2)
44 {
45         if (wb1 < wb2) {
46                 spin_lock(&wb1->list_lock);
47                 spin_lock_nested(&wb2->list_lock, 1);
48         } else {
49                 spin_lock(&wb2->list_lock);
50                 spin_lock_nested(&wb1->list_lock, 1);
51         }
52 }
53
54 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
55 #include <linux/debugfs.h>
56 #include <linux/seq_file.h>
57
58 static struct dentry *bdi_debug_root;
59
60 static void bdi_debug_init(void)
61 {
62         bdi_debug_root = debugfs_create_dir("bdi", NULL);
63 }
64
65 static int bdi_debug_stats_show(struct seq_file *m, void *v)
66 {
67         struct backing_dev_info *bdi = m->private;
68         struct bdi_writeback *wb = &bdi->wb;
69         unsigned long background_thresh;
70         unsigned long dirty_thresh;
71         unsigned long bdi_thresh;
72         unsigned long nr_dirty, nr_io, nr_more_io;
73         struct inode *inode;
74
75         nr_dirty = nr_io = nr_more_io = 0;
76         spin_lock(&wb->list_lock);
77         list_for_each_entry(inode, &wb->b_dirty, i_wb_list)
78                 nr_dirty++;
79         list_for_each_entry(inode, &wb->b_io, i_wb_list)
80                 nr_io++;
81         list_for_each_entry(inode, &wb->b_more_io, i_wb_list)
82                 nr_more_io++;
83         spin_unlock(&wb->list_lock);
84
85         global_dirty_limits(&background_thresh, &dirty_thresh);
86         bdi_thresh = bdi_dirty_limit(bdi, dirty_thresh);
87
88 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT - 10))
89         seq_printf(m,
90                    "BdiWriteback:       %10lu kB\n"
91                    "BdiReclaimable:     %10lu kB\n"
92                    "BdiDirtyThresh:     %10lu kB\n"
93                    "DirtyThresh:        %10lu kB\n"
94                    "BackgroundThresh:   %10lu kB\n"
95                    "BdiDirtied:         %10lu kB\n"
96                    "BdiWritten:         %10lu kB\n"
97                    "BdiWriteBandwidth:  %10lu kBps\n"
98                    "b_dirty:            %10lu\n"
99                    "b_io:               %10lu\n"
100                    "b_more_io:          %10lu\n"
101                    "bdi_list:           %10u\n"
102                    "state:              %10lx\n",
103                    (unsigned long) K(bdi_stat(bdi, BDI_WRITEBACK)),
104                    (unsigned long) K(bdi_stat(bdi, BDI_RECLAIMABLE)),
105                    K(bdi_thresh),
106                    K(dirty_thresh),
107                    K(background_thresh),
108                    (unsigned long) K(bdi_stat(bdi, BDI_DIRTIED)),
109                    (unsigned long) K(bdi_stat(bdi, BDI_WRITTEN)),
110                    (unsigned long) K(bdi->write_bandwidth),
111                    nr_dirty,
112                    nr_io,
113                    nr_more_io,
114                    !list_empty(&bdi->bdi_list), bdi->state);
115 #undef K
116
117         return 0;
118 }
119
120 static int bdi_debug_stats_open(struct inode *inode, struct file *file)
121 {
122         return single_open(file, bdi_debug_stats_show, inode->i_private);
123 }
124
125 static const struct file_operations bdi_debug_stats_fops = {
126         .open           = bdi_debug_stats_open,
127         .read           = seq_read,
128         .llseek         = seq_lseek,
129         .release        = single_release,
130 };
131
132 static void bdi_debug_register(struct backing_dev_info *bdi, const char *name)
133 {
134         bdi->debug_dir = debugfs_create_dir(name, bdi_debug_root);
135         bdi->debug_stats = debugfs_create_file("stats", 0444, bdi->debug_dir,
136                                                bdi, &bdi_debug_stats_fops);
137 }
138
139 static void bdi_debug_unregister(struct backing_dev_info *bdi)
140 {
141         debugfs_remove(bdi->debug_stats);
142         debugfs_remove(bdi->debug_dir);
143 }
144 #else
145 static inline void bdi_debug_init(void)
146 {
147 }
148 static inline void bdi_debug_register(struct backing_dev_info *bdi,
149                                       const char *name)
150 {
151 }
152 static inline void bdi_debug_unregister(struct backing_dev_info *bdi)
153 {
154 }
155 #endif
156
157 static ssize_t read_ahead_kb_store(struct device *dev,
158                                   struct device_attribute *attr,
159                                   const char *buf, size_t count)
160 {
161         struct backing_dev_info *bdi = dev_get_drvdata(dev);
162         unsigned long read_ahead_kb;
163         ssize_t ret;
164
165         ret = kstrtoul(buf, 10, &read_ahead_kb);
166         if (ret < 0)
167                 return ret;
168
169         bdi->ra_pages = read_ahead_kb >> (PAGE_SHIFT - 10);
170
171         return count;
172 }
173
174 #define K(pages) ((pages) << (PAGE_SHIFT - 10))
175
176 #define BDI_SHOW(name, expr)                                            \
177 static ssize_t name##_show(struct device *dev,                          \
178                            struct device_attribute *attr, char *page)   \
179 {                                                                       \
180         struct backing_dev_info *bdi = dev_get_drvdata(dev);            \
181                                                                         \
182         return snprintf(page, PAGE_SIZE-1, "%lld\n", (long long)expr);  \
183 }                                                                       \
184 static DEVICE_ATTR_RW(name);
185
186 BDI_SHOW(read_ahead_kb, K(bdi->ra_pages))
187
188 static ssize_t min_ratio_store(struct device *dev,
189                 struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count)
190 {
191         struct backing_dev_info *bdi = dev_get_drvdata(dev);
192         unsigned int ratio;
193         ssize_t ret;
194
195         ret = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
196         if (ret < 0)
197                 return ret;
198
199         ret = bdi_set_min_ratio(bdi, ratio);
200         if (!ret)
201                 ret = count;
202
203         return ret;
204 }
205 BDI_SHOW(min_ratio, bdi->min_ratio)
206
207 static ssize_t max_ratio_store(struct device *dev,
208                 struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count)
209 {
210         struct backing_dev_info *bdi = dev_get_drvdata(dev);
211         unsigned int ratio;
212         ssize_t ret;
213
214         ret = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
215         if (ret < 0)
216                 return ret;
217
218         ret = bdi_set_max_ratio(bdi, ratio);
219         if (!ret)
220                 ret = count;
221
222         return ret;
223 }
224 BDI_SHOW(max_ratio, bdi->max_ratio)
225
226 static ssize_t stable_pages_required_show(struct device *dev,
227                                           struct device_attribute *attr,
228                                           char *page)
229 {
230         struct backing_dev_info *bdi = dev_get_drvdata(dev);
231
232         return snprintf(page, PAGE_SIZE-1, "%d\n",
233                         bdi_cap_stable_pages_required(bdi) ? 1 : 0);
234 }
235 static DEVICE_ATTR_RO(stable_pages_required);
236
237 static struct attribute *bdi_dev_attrs[] = {
238         &dev_attr_read_ahead_kb.attr,
239         &dev_attr_min_ratio.attr,
240         &dev_attr_max_ratio.attr,
241         &dev_attr_stable_pages_required.attr,
242         NULL,
243 };
244 ATTRIBUTE_GROUPS(bdi_dev);
245
246 static __init int bdi_class_init(void)
247 {
248         bdi_class = class_create(THIS_MODULE, "bdi");
249         if (IS_ERR(bdi_class))
250                 return PTR_ERR(bdi_class);
251
252         bdi_class->dev_groups = bdi_dev_groups;
253         bdi_debug_init();
254         return 0;
255 }
256 postcore_initcall(bdi_class_init);
257
258 static int __init default_bdi_init(void)
259 {
260         int err;
261
262         bdi_wq = alloc_workqueue("writeback", WQ_MEM_RECLAIM | WQ_FREEZABLE |
263                                               WQ_UNBOUND | WQ_SYSFS, 0);
264         if (!bdi_wq)
265                 return -ENOMEM;
266
267         err = bdi_init(&default_backing_dev_info);
268         if (!err)
269                 bdi_register(&default_backing_dev_info, NULL, "default");
270         err = bdi_init(&noop_backing_dev_info);
271
272         return err;
273 }
274 subsys_initcall(default_bdi_init);
275
276 int bdi_has_dirty_io(struct backing_dev_info *bdi)
277 {
278         return wb_has_dirty_io(&bdi->wb);
279 }
280
281 /*
282  * This function is used when the first inode for this bdi is marked dirty. It
283  * wakes-up the corresponding bdi thread which should then take care of the
284  * periodic background write-out of dirty inodes. Since the write-out would
285  * starts only 'dirty_writeback_interval' centisecs from now anyway, we just
286  * set up a timer which wakes the bdi thread up later.
287  *
288  * Note, we wouldn't bother setting up the timer, but this function is on the
289  * fast-path (used by '__mark_inode_dirty()'), so we save few context switches
290  * by delaying the wake-up.
291  */
292 void bdi_wakeup_thread_delayed(struct backing_dev_info *bdi)
293 {
294         unsigned long timeout;
295
296         timeout = msecs_to_jiffies(dirty_writeback_interval * 10);
297         mod_delayed_work(bdi_wq, &bdi->wb.dwork, timeout);
298 }
299
300 /*
301  * Remove bdi from bdi_list, and ensure that it is no longer visible
302  */
303 static void bdi_remove_from_list(struct backing_dev_info *bdi)
304 {
305         spin_lock_bh(&bdi_lock);
306         list_del_rcu(&bdi->bdi_list);
307         spin_unlock_bh(&bdi_lock);
308
309         synchronize_rcu_expedited();
310
311         /* bdi_list is now unused, clear it to mark @bdi dying */
312         INIT_LIST_HEAD(&bdi->bdi_list);
313 }
314
315 int bdi_register(struct backing_dev_info *bdi, struct device *parent,
316                 const char *fmt, ...)
317 {
318         va_list args;
319         struct device *dev;
320
321         if (bdi->dev)   /* The driver needs to use separate queues per device */
322                 return 0;
323
324         va_start(args, fmt);
325         dev = device_create_vargs(bdi_class, parent, MKDEV(0, 0), bdi, fmt, args);
326         va_end(args);
327         if (IS_ERR(dev))
328                 return PTR_ERR(dev);
329
330         bdi->dev = dev;
331
332         bdi_debug_register(bdi, dev_name(dev));
333         set_bit(BDI_registered, &bdi->state);
334
335         spin_lock_bh(&bdi_lock);
336         list_add_tail_rcu(&bdi->bdi_list, &bdi_list);
337         spin_unlock_bh(&bdi_lock);
338
339         trace_writeback_bdi_register(bdi);
340         return 0;
341 }
342 EXPORT_SYMBOL(bdi_register);
343
344 int bdi_register_dev(struct backing_dev_info *bdi, dev_t dev)
345 {
346         return bdi_register(bdi, NULL, "%u:%u", MAJOR(dev), MINOR(dev));
347 }
348 EXPORT_SYMBOL(bdi_register_dev);
349
350 /*
351  * Remove bdi from the global list and shutdown any threads we have running
352  */
353 static void bdi_wb_shutdown(struct backing_dev_info *bdi)
354 {
355         if (!bdi_cap_writeback_dirty(bdi))
356                 return;
357
358         /*
359          * Make sure nobody finds us on the bdi_list anymore
360          */
361         bdi_remove_from_list(bdi);
362
363         /*
364          * Drain work list and shutdown the delayed_work.  At this point,
365          * @bdi->bdi_list is empty telling bdi_Writeback_workfn() that @bdi
366          * is dying and its work_list needs to be drained no matter what.
367          */
368         mod_delayed_work(bdi_wq, &bdi->wb.dwork, 0);
369         flush_delayed_work(&bdi->wb.dwork);
370         WARN_ON(!list_empty(&bdi->work_list));
371
372         /*
373          * This shouldn't be necessary unless @bdi for some reason has
374          * unflushed dirty IO after work_list is drained.  Do it anyway
375          * just in case.
376          */
377         cancel_delayed_work_sync(&bdi->wb.dwork);
378 }
379
380 /*
381  * This bdi is going away now, make sure that no super_blocks point to it
382  */
383 static void bdi_prune_sb(struct backing_dev_info *bdi)
384 {
385         struct super_block *sb;
386
387         spin_lock(&sb_lock);
388         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
389                 if (sb->s_bdi == bdi)
390                         sb->s_bdi = &default_backing_dev_info;
391         }
392         spin_unlock(&sb_lock);
393 }
394
395 void bdi_unregister(struct backing_dev_info *bdi)
396 {
397         struct device *dev = bdi->dev;
398
399         if (dev) {
400                 bdi_set_min_ratio(bdi, 0);
401                 trace_writeback_bdi_unregister(bdi);
402                 bdi_prune_sb(bdi);
403
404                 bdi_wb_shutdown(bdi);
405                 bdi_debug_unregister(bdi);
406
407                 spin_lock_bh(&bdi->wb_lock);
408                 bdi->dev = NULL;
409                 spin_unlock_bh(&bdi->wb_lock);
410
411                 device_unregister(dev);
412         }
413 }
414 EXPORT_SYMBOL(bdi_unregister);
415
416 static void bdi_wb_init(struct bdi_writeback *wb, struct backing_dev_info *bdi)
417 {
418         memset(wb, 0, sizeof(*wb));
419
420         wb->bdi = bdi;
421         wb->last_old_flush = jiffies;
422         INIT_LIST_HEAD(&wb->b_dirty);
423         INIT_LIST_HEAD(&wb->b_io);
424         INIT_LIST_HEAD(&wb->b_more_io);
425         spin_lock_init(&wb->list_lock);
426         INIT_DELAYED_WORK(&wb->dwork, bdi_writeback_workfn);
427 }
428
429 /*
430  * Initial write bandwidth: 100 MB/s
431  */
432 #define INIT_BW         (100 << (20 - PAGE_SHIFT))
433
434 int bdi_init(struct backing_dev_info *bdi)
435 {
436         int i, err;
437
438         bdi->dev = NULL;
439
440         bdi->min_ratio = 0;
441         bdi->max_ratio = 100;
442         bdi->max_prop_frac = FPROP_FRAC_BASE;
443         spin_lock_init(&bdi->wb_lock);
444         INIT_LIST_HEAD(&bdi->bdi_list);
445         INIT_LIST_HEAD(&bdi->work_list);
446
447         bdi_wb_init(&bdi->wb, bdi);
448
449         for (i = 0; i < NR_BDI_STAT_ITEMS; i++) {
450                 err = percpu_counter_init(&bdi->bdi_stat[i], 0);
451                 if (err)
452                         goto err;
453         }
454
455         bdi->dirty_exceeded = 0;
456
457         bdi->bw_time_stamp = jiffies;
458         bdi->written_stamp = 0;
459
460         bdi->balanced_dirty_ratelimit = INIT_BW;
461         bdi->dirty_ratelimit = INIT_BW;
462         bdi->write_bandwidth = INIT_BW;
463         bdi->avg_write_bandwidth = INIT_BW;
464
465         err = fprop_local_init_percpu(&bdi->completions);
466
467         if (err) {
468 err:
469                 while (i--)
470                         percpu_counter_destroy(&bdi->bdi_stat[i]);
471         }
472
473         return err;
474 }
475 EXPORT_SYMBOL(bdi_init);
476
477 void bdi_destroy(struct backing_dev_info *bdi)
478 {
479         int i;
480
481         /*
482          * Splice our entries to the default_backing_dev_info, if this
483          * bdi disappears
484          */
485         if (bdi_has_dirty_io(bdi)) {
486                 struct bdi_writeback *dst = &default_backing_dev_info.wb;
487
488                 bdi_lock_two(&bdi->wb, dst);
489                 list_splice(&bdi->wb.b_dirty, &dst->b_dirty);
490                 list_splice(&bdi->wb.b_io, &dst->b_io);
491                 list_splice(&bdi->wb.b_more_io, &dst->b_more_io);
492                 spin_unlock(&bdi->wb.list_lock);
493                 spin_unlock(&dst->list_lock);
494         }
495
496         bdi_unregister(bdi);
497
498         /*
499          * If bdi_unregister() had already been called earlier, the dwork
500          * could still be pending because bdi_prune_sb() can race with the
501          * bdi_wakeup_thread_delayed() calls from __mark_inode_dirty().
502          */
503         cancel_delayed_work_sync(&bdi->wb.dwork);
504
505         for (i = 0; i < NR_BDI_STAT_ITEMS; i++)
506                 percpu_counter_destroy(&bdi->bdi_stat[i]);
507
508         fprop_local_destroy_percpu(&bdi->completions);
509 }
510 EXPORT_SYMBOL(bdi_destroy);
511
512 /*
513  * For use from filesystems to quickly init and register a bdi associated
514  * with dirty writeback
515  */
516 int bdi_setup_and_register(struct backing_dev_info *bdi, char *name,
517                            unsigned int cap)
518 {
519         int err;
520
521         bdi->name = name;
522         bdi->capabilities = cap;
523         err = bdi_init(bdi);
524         if (err)
525                 return err;
526
527         err = bdi_register(bdi, NULL, "%.28s-%ld", name,
528                            atomic_long_inc_return(&bdi_seq));
529         if (err) {
530                 bdi_destroy(bdi);
531                 return err;
532         }
533
534         return 0;
535 }
536 EXPORT_SYMBOL(bdi_setup_and_register);
537
538 static wait_queue_head_t congestion_wqh[2] = {
539                 __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(congestion_wqh[0]),
540                 __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(congestion_wqh[1])
541         };
542 static atomic_t nr_bdi_congested[2];
543
544 void clear_bdi_congested(struct backing_dev_info *bdi, int sync)
545 {
546         enum bdi_state bit;
547         wait_queue_head_t *wqh = &congestion_wqh[sync];
548
549         bit = sync ? BDI_sync_congested : BDI_async_congested;
550         if (test_and_clear_bit(bit, &bdi->state))
551                 atomic_dec(&nr_bdi_congested[sync]);
552         smp_mb__after_clear_bit();
553         if (waitqueue_active(wqh))
554                 wake_up(wqh);
555 }
556 EXPORT_SYMBOL(clear_bdi_congested);
557
558 void set_bdi_congested(struct backing_dev_info *bdi, int sync)
559 {
560         enum bdi_state bit;
561
562         bit = sync ? BDI_sync_congested : BDI_async_congested;
563         if (!test_and_set_bit(bit, &bdi->state))
564                 atomic_inc(&nr_bdi_congested[sync]);
565 }
566 EXPORT_SYMBOL(set_bdi_congested);
567
568 /**
569  * congestion_wait - wait for a backing_dev to become uncongested
570  * @sync: SYNC or ASYNC IO
571  * @timeout: timeout in jiffies
572  *
573  * Waits for up to @timeout jiffies for a backing_dev (any backing_dev) to exit
574  * write congestion.  If no backing_devs are congested then just wait for the
575  * next write to be completed.
576  */
577 long congestion_wait(int sync, long timeout)
578 {
579         long ret;
580         unsigned long start = jiffies;
581         DEFINE_WAIT(wait);
582         wait_queue_head_t *wqh = &congestion_wqh[sync];
583
584         prepare_to_wait(wqh, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
585         ret = io_schedule_timeout(timeout);
586         finish_wait(wqh, &wait);
587
588         trace_writeback_congestion_wait(jiffies_to_usecs(timeout),
589                                         jiffies_to_usecs(jiffies - start));
590
591         return ret;
592 }
593 EXPORT_SYMBOL(congestion_wait);
594
595 /**
596  * wait_iff_congested - Conditionally wait for a backing_dev to become uncongested or a zone to complete writes
597  * @zone: A zone to check if it is heavily congested
598  * @sync: SYNC or ASYNC IO
599  * @timeout: timeout in jiffies
600  *
601  * In the event of a congested backing_dev (any backing_dev) and the given
602  * @zone has experienced recent congestion, this waits for up to @timeout
603  * jiffies for either a BDI to exit congestion of the given @sync queue
604  * or a write to complete.
605  *
606  * In the absence of zone congestion, cond_resched() is called to yield
607  * the processor if necessary but otherwise does not sleep.
608  *
609  * The return value is 0 if the sleep is for the full timeout. Otherwise,
610  * it is the number of jiffies that were still remaining when the function
611  * returned. return_value == timeout implies the function did not sleep.
612  */
613 long wait_iff_congested(struct zone *zone, int sync, long timeout)
614 {
615         long ret;
616         unsigned long start = jiffies;
617         DEFINE_WAIT(wait);
618         wait_queue_head_t *wqh = &congestion_wqh[sync];
619
620         /*
621          * If there is no congestion, or heavy congestion is not being
622          * encountered in the current zone, yield if necessary instead
623          * of sleeping on the congestion queue
624          */
625         if (atomic_read(&nr_bdi_congested[sync]) == 0 ||
626                         !zone_is_reclaim_congested(zone)) {
627                 cond_resched();
628
629                 /* In case we scheduled, work out time remaining */
630                 ret = timeout - (jiffies - start);
631                 if (ret < 0)
632                         ret = 0;
633
634                 goto out;
635         }
636
637         /* Sleep until uncongested or a write happens */
638         prepare_to_wait(wqh, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
639         ret = io_schedule_timeout(timeout);
640         finish_wait(wqh, &wait);
641
642 out:
643         trace_writeback_wait_iff_congested(jiffies_to_usecs(timeout),
644                                         jiffies_to_usecs(jiffies - start));
645
646         return ret;
647 }
648 EXPORT_SYMBOL(wait_iff_congested);
649
650 int pdflush_proc_obsolete(struct ctl_table *table, int write,
651                         void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
652 {
653         char kbuf[] = "0\n";
654
655         if (*ppos) {
656                 *lenp = 0;
657                 return 0;
658         }
659
660         if (copy_to_user(buffer, kbuf, sizeof(kbuf)))
661                 return -EFAULT;
662         printk_once(KERN_WARNING "%s exported in /proc is scheduled for removal\n",
663                         table->procname);
664
665         *lenp = 2;
666         *ppos += *lenp;
667         return 2;
668 }