backing_dev: fix hung task on sync
[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  * We have to be careful not to postpone flush work if it is scheduled for
293  * earlier. Thus we use queue_delayed_work().
294  */
295 void bdi_wakeup_thread_delayed(struct backing_dev_info *bdi)
296 {
297         unsigned long timeout;
298
299         timeout = msecs_to_jiffies(dirty_writeback_interval * 10);
300         queue_delayed_work(bdi_wq, &bdi->wb.dwork, timeout);
301 }
302
303 /*
304  * Remove bdi from bdi_list, and ensure that it is no longer visible
305  */
306 static void bdi_remove_from_list(struct backing_dev_info *bdi)
307 {
308         spin_lock_bh(&bdi_lock);
309         list_del_rcu(&bdi->bdi_list);
310         spin_unlock_bh(&bdi_lock);
311
312         synchronize_rcu_expedited();
313
314         /* bdi_list is now unused, clear it to mark @bdi dying */
315         INIT_LIST_HEAD(&bdi->bdi_list);
316 }
317
318 int bdi_register(struct backing_dev_info *bdi, struct device *parent,
319                 const char *fmt, ...)
320 {
321         va_list args;
322         struct device *dev;
323
324         if (bdi->dev)   /* The driver needs to use separate queues per device */
325                 return 0;
326
327         va_start(args, fmt);
328         dev = device_create_vargs(bdi_class, parent, MKDEV(0, 0), bdi, fmt, args);
329         va_end(args);
330         if (IS_ERR(dev))
331                 return PTR_ERR(dev);
332
333         bdi->dev = dev;
334
335         bdi_debug_register(bdi, dev_name(dev));
336         set_bit(BDI_registered, &bdi->state);
337
338         spin_lock_bh(&bdi_lock);
339         list_add_tail_rcu(&bdi->bdi_list, &bdi_list);
340         spin_unlock_bh(&bdi_lock);
341
342         trace_writeback_bdi_register(bdi);
343         return 0;
344 }
345 EXPORT_SYMBOL(bdi_register);
346
347 int bdi_register_dev(struct backing_dev_info *bdi, dev_t dev)
348 {
349         return bdi_register(bdi, NULL, "%u:%u", MAJOR(dev), MINOR(dev));
350 }
351 EXPORT_SYMBOL(bdi_register_dev);
352
353 /*
354  * Remove bdi from the global list and shutdown any threads we have running
355  */
356 static void bdi_wb_shutdown(struct backing_dev_info *bdi)
357 {
358         if (!bdi_cap_writeback_dirty(bdi))
359                 return;
360
361         /*
362          * Make sure nobody finds us on the bdi_list anymore
363          */
364         bdi_remove_from_list(bdi);
365
366         /*
367          * Drain work list and shutdown the delayed_work.  At this point,
368          * @bdi->bdi_list is empty telling bdi_Writeback_workfn() that @bdi
369          * is dying and its work_list needs to be drained no matter what.
370          */
371         mod_delayed_work(bdi_wq, &bdi->wb.dwork, 0);
372         flush_delayed_work(&bdi->wb.dwork);
373         WARN_ON(!list_empty(&bdi->work_list));
374
375         /*
376          * This shouldn't be necessary unless @bdi for some reason has
377          * unflushed dirty IO after work_list is drained.  Do it anyway
378          * just in case.
379          */
380         cancel_delayed_work_sync(&bdi->wb.dwork);
381 }
382
383 /*
384  * This bdi is going away now, make sure that no super_blocks point to it
385  */
386 static void bdi_prune_sb(struct backing_dev_info *bdi)
387 {
388         struct super_block *sb;
389
390         spin_lock(&sb_lock);
391         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
392                 if (sb->s_bdi == bdi)
393                         sb->s_bdi = &default_backing_dev_info;
394         }
395         spin_unlock(&sb_lock);
396 }
397
398 void bdi_unregister(struct backing_dev_info *bdi)
399 {
400         struct device *dev = bdi->dev;
401
402         if (dev) {
403                 bdi_set_min_ratio(bdi, 0);
404                 trace_writeback_bdi_unregister(bdi);
405                 bdi_prune_sb(bdi);
406
407                 bdi_wb_shutdown(bdi);
408                 bdi_debug_unregister(bdi);
409
410                 spin_lock_bh(&bdi->wb_lock);
411                 bdi->dev = NULL;
412                 spin_unlock_bh(&bdi->wb_lock);
413
414                 device_unregister(dev);
415         }
416 }
417 EXPORT_SYMBOL(bdi_unregister);
418
419 static void bdi_wb_init(struct bdi_writeback *wb, struct backing_dev_info *bdi)
420 {
421         memset(wb, 0, sizeof(*wb));
422
423         wb->bdi = bdi;
424         wb->last_old_flush = jiffies;
425         INIT_LIST_HEAD(&wb->b_dirty);
426         INIT_LIST_HEAD(&wb->b_io);
427         INIT_LIST_HEAD(&wb->b_more_io);
428         spin_lock_init(&wb->list_lock);
429         INIT_DELAYED_WORK(&wb->dwork, bdi_writeback_workfn);
430 }
431
432 /*
433  * Initial write bandwidth: 100 MB/s
434  */
435 #define INIT_BW         (100 << (20 - PAGE_SHIFT))
436
437 int bdi_init(struct backing_dev_info *bdi)
438 {
439         int i, err;
440
441         bdi->dev = NULL;
442
443         bdi->min_ratio = 0;
444         bdi->max_ratio = 100;
445         bdi->max_prop_frac = FPROP_FRAC_BASE;
446         spin_lock_init(&bdi->wb_lock);
447         INIT_LIST_HEAD(&bdi->bdi_list);
448         INIT_LIST_HEAD(&bdi->work_list);
449
450         bdi_wb_init(&bdi->wb, bdi);
451
452         for (i = 0; i < NR_BDI_STAT_ITEMS; i++) {
453                 err = percpu_counter_init(&bdi->bdi_stat[i], 0);
454                 if (err)
455                         goto err;
456         }
457
458         bdi->dirty_exceeded = 0;
459
460         bdi->bw_time_stamp = jiffies;
461         bdi->written_stamp = 0;
462
463         bdi->balanced_dirty_ratelimit = INIT_BW;
464         bdi->dirty_ratelimit = INIT_BW;
465         bdi->write_bandwidth = INIT_BW;
466         bdi->avg_write_bandwidth = INIT_BW;
467
468         err = fprop_local_init_percpu(&bdi->completions);
469
470         if (err) {
471 err:
472                 while (i--)
473                         percpu_counter_destroy(&bdi->bdi_stat[i]);
474         }
475
476         return err;
477 }
478 EXPORT_SYMBOL(bdi_init);
479
480 void bdi_destroy(struct backing_dev_info *bdi)
481 {
482         int i;
483
484         /*
485          * Splice our entries to the default_backing_dev_info, if this
486          * bdi disappears
487          */
488         if (bdi_has_dirty_io(bdi)) {
489                 struct bdi_writeback *dst = &default_backing_dev_info.wb;
490
491                 bdi_lock_two(&bdi->wb, dst);
492                 list_splice(&bdi->wb.b_dirty, &dst->b_dirty);
493                 list_splice(&bdi->wb.b_io, &dst->b_io);
494                 list_splice(&bdi->wb.b_more_io, &dst->b_more_io);
495                 spin_unlock(&bdi->wb.list_lock);
496                 spin_unlock(&dst->list_lock);
497         }
498
499         bdi_unregister(bdi);
500
501         /*
502          * If bdi_unregister() had already been called earlier, the dwork
503          * could still be pending because bdi_prune_sb() can race with the
504          * bdi_wakeup_thread_delayed() calls from __mark_inode_dirty().
505          */
506         cancel_delayed_work_sync(&bdi->wb.dwork);
507
508         for (i = 0; i < NR_BDI_STAT_ITEMS; i++)
509                 percpu_counter_destroy(&bdi->bdi_stat[i]);
510
511         fprop_local_destroy_percpu(&bdi->completions);
512 }
513 EXPORT_SYMBOL(bdi_destroy);
514
515 /*
516  * For use from filesystems to quickly init and register a bdi associated
517  * with dirty writeback
518  */
519 int bdi_setup_and_register(struct backing_dev_info *bdi, char *name,
520                            unsigned int cap)
521 {
522         int err;
523
524         bdi->name = name;
525         bdi->capabilities = cap;
526         err = bdi_init(bdi);
527         if (err)
528                 return err;
529
530         err = bdi_register(bdi, NULL, "%.28s-%ld", name,
531                            atomic_long_inc_return(&bdi_seq));
532         if (err) {
533                 bdi_destroy(bdi);
534                 return err;
535         }
536
537         return 0;
538 }
539 EXPORT_SYMBOL(bdi_setup_and_register);
540
541 static wait_queue_head_t congestion_wqh[2] = {
542                 __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(congestion_wqh[0]),
543                 __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(congestion_wqh[1])
544         };
545 static atomic_t nr_bdi_congested[2];
546
547 void clear_bdi_congested(struct backing_dev_info *bdi, int sync)
548 {
549         enum bdi_state bit;
550         wait_queue_head_t *wqh = &congestion_wqh[sync];
551
552         bit = sync ? BDI_sync_congested : BDI_async_congested;
553         if (test_and_clear_bit(bit, &bdi->state))
554                 atomic_dec(&nr_bdi_congested[sync]);
555         smp_mb__after_clear_bit();
556         if (waitqueue_active(wqh))
557                 wake_up(wqh);
558 }
559 EXPORT_SYMBOL(clear_bdi_congested);
560
561 void set_bdi_congested(struct backing_dev_info *bdi, int sync)
562 {
563         enum bdi_state bit;
564
565         bit = sync ? BDI_sync_congested : BDI_async_congested;
566         if (!test_and_set_bit(bit, &bdi->state))
567                 atomic_inc(&nr_bdi_congested[sync]);
568 }
569 EXPORT_SYMBOL(set_bdi_congested);
570
571 /**
572  * congestion_wait - wait for a backing_dev to become uncongested
573  * @sync: SYNC or ASYNC IO
574  * @timeout: timeout in jiffies
575  *
576  * Waits for up to @timeout jiffies for a backing_dev (any backing_dev) to exit
577  * write congestion.  If no backing_devs are congested then just wait for the
578  * next write to be completed.
579  */
580 long congestion_wait(int sync, long timeout)
581 {
582         long ret;
583         unsigned long start = jiffies;
584         DEFINE_WAIT(wait);
585         wait_queue_head_t *wqh = &congestion_wqh[sync];
586
587         prepare_to_wait(wqh, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
588         ret = io_schedule_timeout(timeout);
589         finish_wait(wqh, &wait);
590
591         trace_writeback_congestion_wait(jiffies_to_usecs(timeout),
592                                         jiffies_to_usecs(jiffies - start));
593
594         return ret;
595 }
596 EXPORT_SYMBOL(congestion_wait);
597
598 /**
599  * wait_iff_congested - Conditionally wait for a backing_dev to become uncongested or a zone to complete writes
600  * @zone: A zone to check if it is heavily congested
601  * @sync: SYNC or ASYNC IO
602  * @timeout: timeout in jiffies
603  *
604  * In the event of a congested backing_dev (any backing_dev) and the given
605  * @zone has experienced recent congestion, this waits for up to @timeout
606  * jiffies for either a BDI to exit congestion of the given @sync queue
607  * or a write to complete.
608  *
609  * In the absence of zone congestion, cond_resched() is called to yield
610  * the processor if necessary but otherwise does not sleep.
611  *
612  * The return value is 0 if the sleep is for the full timeout. Otherwise,
613  * it is the number of jiffies that were still remaining when the function
614  * returned. return_value == timeout implies the function did not sleep.
615  */
616 long wait_iff_congested(struct zone *zone, int sync, long timeout)
617 {
618         long ret;
619         unsigned long start = jiffies;
620         DEFINE_WAIT(wait);
621         wait_queue_head_t *wqh = &congestion_wqh[sync];
622
623         /*
624          * If there is no congestion, or heavy congestion is not being
625          * encountered in the current zone, yield if necessary instead
626          * of sleeping on the congestion queue
627          */
628         if (atomic_read(&nr_bdi_congested[sync]) == 0 ||
629                         !zone_is_reclaim_congested(zone)) {
630                 cond_resched();
631
632                 /* In case we scheduled, work out time remaining */
633                 ret = timeout - (jiffies - start);
634                 if (ret < 0)
635                         ret = 0;
636
637                 goto out;
638         }
639
640         /* Sleep until uncongested or a write happens */
641         prepare_to_wait(wqh, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
642         ret = io_schedule_timeout(timeout);
643         finish_wait(wqh, &wait);
644
645 out:
646         trace_writeback_wait_iff_congested(jiffies_to_usecs(timeout),
647                                         jiffies_to_usecs(jiffies - start));
648
649         return ret;
650 }
651 EXPORT_SYMBOL(wait_iff_congested);
652
653 int pdflush_proc_obsolete(struct ctl_table *table, int write,
654                         void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
655 {
656         char kbuf[] = "0\n";
657
658         if (*ppos || *lenp < sizeof(kbuf)) {
659                 *lenp = 0;
660                 return 0;
661         }
662
663         if (copy_to_user(buffer, kbuf, sizeof(kbuf)))
664                 return -EFAULT;
665         printk_once(KERN_WARNING "%s exported in /proc is scheduled for removal\n",
666                         table->procname);
667
668         *lenp = 2;
669         *ppos += *lenp;
670         return 2;
671 }