Merge tag 'arm64-stable' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/cmarinas...
[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
185 BDI_SHOW(read_ahead_kb, K(bdi->ra_pages))
186
187 static ssize_t min_ratio_store(struct device *dev,
188                 struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count)
189 {
190         struct backing_dev_info *bdi = dev_get_drvdata(dev);
191         unsigned int ratio;
192         ssize_t ret;
193
194         ret = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
195         if (ret < 0)
196                 return ret;
197
198         ret = bdi_set_min_ratio(bdi, ratio);
199         if (!ret)
200                 ret = count;
201
202         return ret;
203 }
204 BDI_SHOW(min_ratio, bdi->min_ratio)
205
206 static ssize_t max_ratio_store(struct device *dev,
207                 struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count)
208 {
209         struct backing_dev_info *bdi = dev_get_drvdata(dev);
210         unsigned int ratio;
211         ssize_t ret;
212
213         ret = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
214         if (ret < 0)
215                 return ret;
216
217         ret = bdi_set_max_ratio(bdi, ratio);
218         if (!ret)
219                 ret = count;
220
221         return ret;
222 }
223 BDI_SHOW(max_ratio, bdi->max_ratio)
224
225 static ssize_t stable_pages_required_show(struct device *dev,
226                                           struct device_attribute *attr,
227                                           char *page)
228 {
229         struct backing_dev_info *bdi = dev_get_drvdata(dev);
230
231         return snprintf(page, PAGE_SIZE-1, "%d\n",
232                         bdi_cap_stable_pages_required(bdi) ? 1 : 0);
233 }
234
235 static struct device_attribute bdi_dev_attrs[] = {
236         __ATTR_RW(read_ahead_kb),
237         __ATTR_RW(min_ratio),
238         __ATTR_RW(max_ratio),
239         __ATTR_RO(stable_pages_required),
240         __ATTR_NULL,
241 };
242
243 static __init int bdi_class_init(void)
244 {
245         bdi_class = class_create(THIS_MODULE, "bdi");
246         if (IS_ERR(bdi_class))
247                 return PTR_ERR(bdi_class);
248
249         bdi_class->dev_attrs = bdi_dev_attrs;
250         bdi_debug_init();
251         return 0;
252 }
253 postcore_initcall(bdi_class_init);
254
255 static int __init default_bdi_init(void)
256 {
257         int err;
258
259         bdi_wq = alloc_workqueue("writeback", WQ_MEM_RECLAIM | WQ_FREEZABLE |
260                                               WQ_UNBOUND | WQ_SYSFS, 0);
261         if (!bdi_wq)
262                 return -ENOMEM;
263
264         err = bdi_init(&default_backing_dev_info);
265         if (!err)
266                 bdi_register(&default_backing_dev_info, NULL, "default");
267         err = bdi_init(&noop_backing_dev_info);
268
269         return err;
270 }
271 subsys_initcall(default_bdi_init);
272
273 int bdi_has_dirty_io(struct backing_dev_info *bdi)
274 {
275         return wb_has_dirty_io(&bdi->wb);
276 }
277
278 /*
279  * This function is used when the first inode for this bdi is marked dirty. It
280  * wakes-up the corresponding bdi thread which should then take care of the
281  * periodic background write-out of dirty inodes. Since the write-out would
282  * starts only 'dirty_writeback_interval' centisecs from now anyway, we just
283  * set up a timer which wakes the bdi thread up later.
284  *
285  * Note, we wouldn't bother setting up the timer, but this function is on the
286  * fast-path (used by '__mark_inode_dirty()'), so we save few context switches
287  * by delaying the wake-up.
288  */
289 void bdi_wakeup_thread_delayed(struct backing_dev_info *bdi)
290 {
291         unsigned long timeout;
292
293         timeout = msecs_to_jiffies(dirty_writeback_interval * 10);
294         mod_delayed_work(bdi_wq, &bdi->wb.dwork, timeout);
295 }
296
297 /*
298  * Remove bdi from bdi_list, and ensure that it is no longer visible
299  */
300 static void bdi_remove_from_list(struct backing_dev_info *bdi)
301 {
302         spin_lock_bh(&bdi_lock);
303         list_del_rcu(&bdi->bdi_list);
304         spin_unlock_bh(&bdi_lock);
305
306         synchronize_rcu_expedited();
307
308         /* bdi_list is now unused, clear it to mark @bdi dying */
309         INIT_LIST_HEAD(&bdi->bdi_list);
310 }
311
312 int bdi_register(struct backing_dev_info *bdi, struct device *parent,
313                 const char *fmt, ...)
314 {
315         va_list args;
316         struct device *dev;
317
318         if (bdi->dev)   /* The driver needs to use separate queues per device */
319                 return 0;
320
321         va_start(args, fmt);
322         dev = device_create_vargs(bdi_class, parent, MKDEV(0, 0), bdi, fmt, args);
323         va_end(args);
324         if (IS_ERR(dev))
325                 return PTR_ERR(dev);
326
327         bdi->dev = dev;
328
329         bdi_debug_register(bdi, dev_name(dev));
330         set_bit(BDI_registered, &bdi->state);
331
332         spin_lock_bh(&bdi_lock);
333         list_add_tail_rcu(&bdi->bdi_list, &bdi_list);
334         spin_unlock_bh(&bdi_lock);
335
336         trace_writeback_bdi_register(bdi);
337         return 0;
338 }
339 EXPORT_SYMBOL(bdi_register);
340
341 int bdi_register_dev(struct backing_dev_info *bdi, dev_t dev)
342 {
343         return bdi_register(bdi, NULL, "%u:%u", MAJOR(dev), MINOR(dev));
344 }
345 EXPORT_SYMBOL(bdi_register_dev);
346
347 /*
348  * Remove bdi from the global list and shutdown any threads we have running
349  */
350 static void bdi_wb_shutdown(struct backing_dev_info *bdi)
351 {
352         if (!bdi_cap_writeback_dirty(bdi))
353                 return;
354
355         /*
356          * Make sure nobody finds us on the bdi_list anymore
357          */
358         bdi_remove_from_list(bdi);
359
360         /*
361          * Drain work list and shutdown the delayed_work.  At this point,
362          * @bdi->bdi_list is empty telling bdi_Writeback_workfn() that @bdi
363          * is dying and its work_list needs to be drained no matter what.
364          */
365         mod_delayed_work(bdi_wq, &bdi->wb.dwork, 0);
366         flush_delayed_work(&bdi->wb.dwork);
367         WARN_ON(!list_empty(&bdi->work_list));
368
369         /*
370          * This shouldn't be necessary unless @bdi for some reason has
371          * unflushed dirty IO after work_list is drained.  Do it anyway
372          * just in case.
373          */
374         cancel_delayed_work_sync(&bdi->wb.dwork);
375 }
376
377 /*
378  * This bdi is going away now, make sure that no super_blocks point to it
379  */
380 static void bdi_prune_sb(struct backing_dev_info *bdi)
381 {
382         struct super_block *sb;
383
384         spin_lock(&sb_lock);
385         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
386                 if (sb->s_bdi == bdi)
387                         sb->s_bdi = &default_backing_dev_info;
388         }
389         spin_unlock(&sb_lock);
390 }
391
392 void bdi_unregister(struct backing_dev_info *bdi)
393 {
394         struct device *dev = bdi->dev;
395
396         if (dev) {
397                 bdi_set_min_ratio(bdi, 0);
398                 trace_writeback_bdi_unregister(bdi);
399                 bdi_prune_sb(bdi);
400
401                 bdi_wb_shutdown(bdi);
402                 bdi_debug_unregister(bdi);
403
404                 spin_lock_bh(&bdi->wb_lock);
405                 bdi->dev = NULL;
406                 spin_unlock_bh(&bdi->wb_lock);
407
408                 device_unregister(dev);
409         }
410 }
411 EXPORT_SYMBOL(bdi_unregister);
412
413 static void bdi_wb_init(struct bdi_writeback *wb, struct backing_dev_info *bdi)
414 {
415         memset(wb, 0, sizeof(*wb));
416
417         wb->bdi = bdi;
418         wb->last_old_flush = jiffies;
419         INIT_LIST_HEAD(&wb->b_dirty);
420         INIT_LIST_HEAD(&wb->b_io);
421         INIT_LIST_HEAD(&wb->b_more_io);
422         spin_lock_init(&wb->list_lock);
423         INIT_DELAYED_WORK(&wb->dwork, bdi_writeback_workfn);
424 }
425
426 /*
427  * Initial write bandwidth: 100 MB/s
428  */
429 #define INIT_BW         (100 << (20 - PAGE_SHIFT))
430
431 int bdi_init(struct backing_dev_info *bdi)
432 {
433         int i, err;
434
435         bdi->dev = NULL;
436
437         bdi->min_ratio = 0;
438         bdi->max_ratio = 100;
439         bdi->max_prop_frac = FPROP_FRAC_BASE;
440         spin_lock_init(&bdi->wb_lock);
441         INIT_LIST_HEAD(&bdi->bdi_list);
442         INIT_LIST_HEAD(&bdi->work_list);
443
444         bdi_wb_init(&bdi->wb, bdi);
445
446         for (i = 0; i < NR_BDI_STAT_ITEMS; i++) {
447                 err = percpu_counter_init(&bdi->bdi_stat[i], 0);
448                 if (err)
449                         goto err;
450         }
451
452         bdi->dirty_exceeded = 0;
453
454         bdi->bw_time_stamp = jiffies;
455         bdi->written_stamp = 0;
456
457         bdi->balanced_dirty_ratelimit = INIT_BW;
458         bdi->dirty_ratelimit = INIT_BW;
459         bdi->write_bandwidth = INIT_BW;
460         bdi->avg_write_bandwidth = INIT_BW;
461
462         err = fprop_local_init_percpu(&bdi->completions);
463
464         if (err) {
465 err:
466                 while (i--)
467                         percpu_counter_destroy(&bdi->bdi_stat[i]);
468         }
469
470         return err;
471 }
472 EXPORT_SYMBOL(bdi_init);
473
474 void bdi_destroy(struct backing_dev_info *bdi)
475 {
476         int i;
477
478         /*
479          * Splice our entries to the default_backing_dev_info, if this
480          * bdi disappears
481          */
482         if (bdi_has_dirty_io(bdi)) {
483                 struct bdi_writeback *dst = &default_backing_dev_info.wb;
484
485                 bdi_lock_two(&bdi->wb, dst);
486                 list_splice(&bdi->wb.b_dirty, &dst->b_dirty);
487                 list_splice(&bdi->wb.b_io, &dst->b_io);
488                 list_splice(&bdi->wb.b_more_io, &dst->b_more_io);
489                 spin_unlock(&bdi->wb.list_lock);
490                 spin_unlock(&dst->list_lock);
491         }
492
493         bdi_unregister(bdi);
494
495         /*
496          * If bdi_unregister() had already been called earlier, the dwork
497          * could still be pending because bdi_prune_sb() can race with the
498          * bdi_wakeup_thread_delayed() calls from __mark_inode_dirty().
499          */
500         cancel_delayed_work_sync(&bdi->wb.dwork);
501
502         for (i = 0; i < NR_BDI_STAT_ITEMS; i++)
503                 percpu_counter_destroy(&bdi->bdi_stat[i]);
504
505         fprop_local_destroy_percpu(&bdi->completions);
506 }
507 EXPORT_SYMBOL(bdi_destroy);
508
509 /*
510  * For use from filesystems to quickly init and register a bdi associated
511  * with dirty writeback
512  */
513 int bdi_setup_and_register(struct backing_dev_info *bdi, char *name,
514                            unsigned int cap)
515 {
516         int err;
517
518         bdi->name = name;
519         bdi->capabilities = cap;
520         err = bdi_init(bdi);
521         if (err)
522                 return err;
523
524         err = bdi_register(bdi, NULL, "%.28s-%ld", name,
525                            atomic_long_inc_return(&bdi_seq));
526         if (err) {
527                 bdi_destroy(bdi);
528                 return err;
529         }
530
531         return 0;
532 }
533 EXPORT_SYMBOL(bdi_setup_and_register);
534
535 static wait_queue_head_t congestion_wqh[2] = {
536                 __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(congestion_wqh[0]),
537                 __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(congestion_wqh[1])
538         };
539 static atomic_t nr_bdi_congested[2];
540
541 void clear_bdi_congested(struct backing_dev_info *bdi, int sync)
542 {
543         enum bdi_state bit;
544         wait_queue_head_t *wqh = &congestion_wqh[sync];
545
546         bit = sync ? BDI_sync_congested : BDI_async_congested;
547         if (test_and_clear_bit(bit, &bdi->state))
548                 atomic_dec(&nr_bdi_congested[sync]);
549         smp_mb__after_clear_bit();
550         if (waitqueue_active(wqh))
551                 wake_up(wqh);
552 }
553 EXPORT_SYMBOL(clear_bdi_congested);
554
555 void set_bdi_congested(struct backing_dev_info *bdi, int sync)
556 {
557         enum bdi_state bit;
558
559         bit = sync ? BDI_sync_congested : BDI_async_congested;
560         if (!test_and_set_bit(bit, &bdi->state))
561                 atomic_inc(&nr_bdi_congested[sync]);
562 }
563 EXPORT_SYMBOL(set_bdi_congested);
564
565 /**
566  * congestion_wait - wait for a backing_dev to become uncongested
567  * @sync: SYNC or ASYNC IO
568  * @timeout: timeout in jiffies
569  *
570  * Waits for up to @timeout jiffies for a backing_dev (any backing_dev) to exit
571  * write congestion.  If no backing_devs are congested then just wait for the
572  * next write to be completed.
573  */
574 long congestion_wait(int sync, long timeout)
575 {
576         long ret;
577         unsigned long start = jiffies;
578         DEFINE_WAIT(wait);
579         wait_queue_head_t *wqh = &congestion_wqh[sync];
580
581         prepare_to_wait(wqh, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
582         ret = io_schedule_timeout(timeout);
583         finish_wait(wqh, &wait);
584
585         trace_writeback_congestion_wait(jiffies_to_usecs(timeout),
586                                         jiffies_to_usecs(jiffies - start));
587
588         return ret;
589 }
590 EXPORT_SYMBOL(congestion_wait);
591
592 /**
593  * wait_iff_congested - Conditionally wait for a backing_dev to become uncongested or a zone to complete writes
594  * @zone: A zone to check if it is heavily congested
595  * @sync: SYNC or ASYNC IO
596  * @timeout: timeout in jiffies
597  *
598  * In the event of a congested backing_dev (any backing_dev) and the given
599  * @zone has experienced recent congestion, this waits for up to @timeout
600  * jiffies for either a BDI to exit congestion of the given @sync queue
601  * or a write to complete.
602  *
603  * In the absence of zone congestion, cond_resched() is called to yield
604  * the processor if necessary but otherwise does not sleep.
605  *
606  * The return value is 0 if the sleep is for the full timeout. Otherwise,
607  * it is the number of jiffies that were still remaining when the function
608  * returned. return_value == timeout implies the function did not sleep.
609  */
610 long wait_iff_congested(struct zone *zone, int sync, long timeout)
611 {
612         long ret;
613         unsigned long start = jiffies;
614         DEFINE_WAIT(wait);
615         wait_queue_head_t *wqh = &congestion_wqh[sync];
616
617         /*
618          * If there is no congestion, or heavy congestion is not being
619          * encountered in the current zone, yield if necessary instead
620          * of sleeping on the congestion queue
621          */
622         if (atomic_read(&nr_bdi_congested[sync]) == 0 ||
623                         !zone_is_reclaim_congested(zone)) {
624                 cond_resched();
625
626                 /* In case we scheduled, work out time remaining */
627                 ret = timeout - (jiffies - start);
628                 if (ret < 0)
629                         ret = 0;
630
631                 goto out;
632         }
633
634         /* Sleep until uncongested or a write happens */
635         prepare_to_wait(wqh, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
636         ret = io_schedule_timeout(timeout);
637         finish_wait(wqh, &wait);
638
639 out:
640         trace_writeback_wait_iff_congested(jiffies_to_usecs(timeout),
641                                         jiffies_to_usecs(jiffies - start));
642
643         return ret;
644 }
645 EXPORT_SYMBOL(wait_iff_congested);
646
647 int pdflush_proc_obsolete(struct ctl_table *table, int write,
648                         void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
649 {
650         char kbuf[] = "0\n";
651
652         if (*ppos) {
653                 *lenp = 0;
654                 return 0;
655         }
656
657         if (copy_to_user(buffer, kbuf, sizeof(kbuf)))
658                 return -EFAULT;
659         printk_once(KERN_WARNING "%s exported in /proc is scheduled for removal\n",
660                         table->procname);
661
662         *lenp = 2;
663         *ppos += *lenp;
664         return 2;
665 }