blk-iolatency: Make initialization lazy
[linux-2.6-microblaze.git] / block / blk-cgroup.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Common Block IO controller cgroup interface
4  *
5  * Based on ideas and code from CFQ, CFS and BFQ:
6  * Copyright (C) 2003 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
7  *
8  * Copyright (C) 2008 Fabio Checconi <fabio@gandalf.sssup.it>
9  *                    Paolo Valente <paolo.valente@unimore.it>
10  *
11  * Copyright (C) 2009 Vivek Goyal <vgoyal@redhat.com>
12  *                    Nauman Rafique <nauman@google.com>
13  *
14  * For policy-specific per-blkcg data:
15  * Copyright (C) 2015 Paolo Valente <paolo.valente@unimore.it>
16  *                    Arianna Avanzini <avanzini.arianna@gmail.com>
17  */
18 #include <linux/ioprio.h>
19 #include <linux/kdev_t.h>
20 #include <linux/module.h>
21 #include <linux/sched/signal.h>
22 #include <linux/err.h>
23 #include <linux/blkdev.h>
24 #include <linux/backing-dev.h>
25 #include <linux/slab.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/atomic.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/resume_user_mode.h>
30 #include <linux/psi.h>
31 #include <linux/part_stat.h>
32 #include "blk.h"
33 #include "blk-cgroup.h"
34 #include "blk-ioprio.h"
35 #include "blk-throttle.h"
36
37 /*
38  * blkcg_pol_mutex protects blkcg_policy[] and policy [de]activation.
39  * blkcg_pol_register_mutex nests outside of it and synchronizes entire
40  * policy [un]register operations including cgroup file additions /
41  * removals.  Putting cgroup file registration outside blkcg_pol_mutex
42  * allows grabbing it from cgroup callbacks.
43  */
44 static DEFINE_MUTEX(blkcg_pol_register_mutex);
45 static DEFINE_MUTEX(blkcg_pol_mutex);
46
47 struct blkcg blkcg_root;
48 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_root);
49
50 struct cgroup_subsys_state * const blkcg_root_css = &blkcg_root.css;
51 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_root_css);
52
53 static struct blkcg_policy *blkcg_policy[BLKCG_MAX_POLS];
54
55 static LIST_HEAD(all_blkcgs);           /* protected by blkcg_pol_mutex */
56
57 bool blkcg_debug_stats = false;
58 static struct workqueue_struct *blkcg_punt_bio_wq;
59
60 #define BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE  64
61
62 /*
63  * Lockless lists for tracking IO stats update
64  *
65  * New IO stats are stored in the percpu iostat_cpu within blkcg_gq (blkg).
66  * There are multiple blkg's (one for each block device) attached to each
67  * blkcg. The rstat code keeps track of which cpu has IO stats updated,
68  * but it doesn't know which blkg has the updated stats. If there are many
69  * block devices in a system, the cost of iterating all the blkg's to flush
70  * out the IO stats can be high. To reduce such overhead, a set of percpu
71  * lockless lists (lhead) per blkcg are used to track the set of recently
72  * updated iostat_cpu's since the last flush. An iostat_cpu will be put
73  * onto the lockless list on the update side [blk_cgroup_bio_start()] if
74  * not there yet and then removed when being flushed [blkcg_rstat_flush()].
75  * References to blkg are gotten and then put back in the process to
76  * protect against blkg removal.
77  *
78  * Return: 0 if successful or -ENOMEM if allocation fails.
79  */
80 static int init_blkcg_llists(struct blkcg *blkcg)
81 {
82         int cpu;
83
84         blkcg->lhead = alloc_percpu_gfp(struct llist_head, GFP_KERNEL);
85         if (!blkcg->lhead)
86                 return -ENOMEM;
87
88         for_each_possible_cpu(cpu)
89                 init_llist_head(per_cpu_ptr(blkcg->lhead, cpu));
90         return 0;
91 }
92
93 /**
94  * blkcg_css - find the current css
95  *
96  * Find the css associated with either the kthread or the current task.
97  * This may return a dying css, so it is up to the caller to use tryget logic
98  * to confirm it is alive and well.
99  */
100 static struct cgroup_subsys_state *blkcg_css(void)
101 {
102         struct cgroup_subsys_state *css;
103
104         css = kthread_blkcg();
105         if (css)
106                 return css;
107         return task_css(current, io_cgrp_id);
108 }
109
110 static bool blkcg_policy_enabled(struct request_queue *q,
111                                  const struct blkcg_policy *pol)
112 {
113         return pol && test_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
114 }
115
116 static void blkg_free_workfn(struct work_struct *work)
117 {
118         struct blkcg_gq *blkg = container_of(work, struct blkcg_gq,
119                                              free_work);
120         struct request_queue *q = blkg->q;
121         int i;
122
123         /*
124          * pd_free_fn() can also be called from blkcg_deactivate_policy(),
125          * in order to make sure pd_free_fn() is called in order, the deletion
126          * of the list blkg->q_node is delayed to here from blkg_destroy(), and
127          * blkcg_mutex is used to synchronize blkg_free_workfn() and
128          * blkcg_deactivate_policy().
129          */
130         mutex_lock(&q->blkcg_mutex);
131         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
132                 if (blkg->pd[i])
133                         blkcg_policy[i]->pd_free_fn(blkg->pd[i]);
134         if (blkg->parent)
135                 blkg_put(blkg->parent);
136         list_del_init(&blkg->q_node);
137         mutex_unlock(&q->blkcg_mutex);
138
139         blk_put_queue(q);
140         free_percpu(blkg->iostat_cpu);
141         percpu_ref_exit(&blkg->refcnt);
142         kfree(blkg);
143 }
144
145 /**
146  * blkg_free - free a blkg
147  * @blkg: blkg to free
148  *
149  * Free @blkg which may be partially allocated.
150  */
151 static void blkg_free(struct blkcg_gq *blkg)
152 {
153         if (!blkg)
154                 return;
155
156         /*
157          * Both ->pd_free_fn() and request queue's release handler may
158          * sleep, so free us by scheduling one work func
159          */
160         INIT_WORK(&blkg->free_work, blkg_free_workfn);
161         schedule_work(&blkg->free_work);
162 }
163
164 static void __blkg_release(struct rcu_head *rcu)
165 {
166         struct blkcg_gq *blkg = container_of(rcu, struct blkcg_gq, rcu_head);
167
168         WARN_ON(!bio_list_empty(&blkg->async_bios));
169
170         /* release the blkcg and parent blkg refs this blkg has been holding */
171         css_put(&blkg->blkcg->css);
172         blkg_free(blkg);
173 }
174
175 /*
176  * A group is RCU protected, but having an rcu lock does not mean that one
177  * can access all the fields of blkg and assume these are valid.  For
178  * example, don't try to follow throtl_data and request queue links.
179  *
180  * Having a reference to blkg under an rcu allows accesses to only values
181  * local to groups like group stats and group rate limits.
182  */
183 static void blkg_release(struct percpu_ref *ref)
184 {
185         struct blkcg_gq *blkg = container_of(ref, struct blkcg_gq, refcnt);
186
187         call_rcu(&blkg->rcu_head, __blkg_release);
188 }
189
190 static void blkg_async_bio_workfn(struct work_struct *work)
191 {
192         struct blkcg_gq *blkg = container_of(work, struct blkcg_gq,
193                                              async_bio_work);
194         struct bio_list bios = BIO_EMPTY_LIST;
195         struct bio *bio;
196         struct blk_plug plug;
197         bool need_plug = false;
198
199         /* as long as there are pending bios, @blkg can't go away */
200         spin_lock_bh(&blkg->async_bio_lock);
201         bio_list_merge(&bios, &blkg->async_bios);
202         bio_list_init(&blkg->async_bios);
203         spin_unlock_bh(&blkg->async_bio_lock);
204
205         /* start plug only when bio_list contains at least 2 bios */
206         if (bios.head && bios.head->bi_next) {
207                 need_plug = true;
208                 blk_start_plug(&plug);
209         }
210         while ((bio = bio_list_pop(&bios)))
211                 submit_bio(bio);
212         if (need_plug)
213                 blk_finish_plug(&plug);
214 }
215
216 /**
217  * bio_blkcg_css - return the blkcg CSS associated with a bio
218  * @bio: target bio
219  *
220  * This returns the CSS for the blkcg associated with a bio, or %NULL if not
221  * associated. Callers are expected to either handle %NULL or know association
222  * has been done prior to calling this.
223  */
224 struct cgroup_subsys_state *bio_blkcg_css(struct bio *bio)
225 {
226         if (!bio || !bio->bi_blkg)
227                 return NULL;
228         return &bio->bi_blkg->blkcg->css;
229 }
230 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_blkcg_css);
231
232 /**
233  * blkcg_parent - get the parent of a blkcg
234  * @blkcg: blkcg of interest
235  *
236  * Return the parent blkcg of @blkcg.  Can be called anytime.
237  */
238 static inline struct blkcg *blkcg_parent(struct blkcg *blkcg)
239 {
240         return css_to_blkcg(blkcg->css.parent);
241 }
242
243 /**
244  * blkg_alloc - allocate a blkg
245  * @blkcg: block cgroup the new blkg is associated with
246  * @disk: gendisk the new blkg is associated with
247  * @gfp_mask: allocation mask to use
248  *
249  * Allocate a new blkg assocating @blkcg and @q.
250  */
251 static struct blkcg_gq *blkg_alloc(struct blkcg *blkcg, struct gendisk *disk,
252                                    gfp_t gfp_mask)
253 {
254         struct blkcg_gq *blkg;
255         int i, cpu;
256
257         /* alloc and init base part */
258         blkg = kzalloc_node(sizeof(*blkg), gfp_mask, disk->queue->node);
259         if (!blkg)
260                 return NULL;
261         if (percpu_ref_init(&blkg->refcnt, blkg_release, 0, gfp_mask))
262                 goto out_free_blkg;
263         blkg->iostat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct blkg_iostat_set, gfp_mask);
264         if (!blkg->iostat_cpu)
265                 goto out_exit_refcnt;
266         if (!blk_get_queue(disk->queue))
267                 goto out_free_iostat;
268
269         blkg->q = disk->queue;
270         INIT_LIST_HEAD(&blkg->q_node);
271         spin_lock_init(&blkg->async_bio_lock);
272         bio_list_init(&blkg->async_bios);
273         INIT_WORK(&blkg->async_bio_work, blkg_async_bio_workfn);
274         blkg->blkcg = blkcg;
275
276         u64_stats_init(&blkg->iostat.sync);
277         for_each_possible_cpu(cpu) {
278                 u64_stats_init(&per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu)->sync);
279                 per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu)->blkg = blkg;
280         }
281
282         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
283                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
284                 struct blkg_policy_data *pd;
285
286                 if (!blkcg_policy_enabled(disk->queue, pol))
287                         continue;
288
289                 /* alloc per-policy data and attach it to blkg */
290                 pd = pol->pd_alloc_fn(disk, blkcg, gfp_mask);
291                 if (!pd)
292                         goto out_free_pds;
293                 blkg->pd[i] = pd;
294                 pd->blkg = blkg;
295                 pd->plid = i;
296                 pd->online = false;
297         }
298
299         return blkg;
300
301 out_free_pds:
302         while (--i >= 0)
303                 if (blkg->pd[i])
304                         blkcg_policy[i]->pd_free_fn(blkg->pd[i]);
305         blk_put_queue(disk->queue);
306 out_free_iostat:
307         free_percpu(blkg->iostat_cpu);
308 out_exit_refcnt:
309         percpu_ref_exit(&blkg->refcnt);
310 out_free_blkg:
311         kfree(blkg);
312         return NULL;
313 }
314
315 /*
316  * If @new_blkg is %NULL, this function tries to allocate a new one as
317  * necessary using %GFP_NOWAIT.  @new_blkg is always consumed on return.
318  */
319 static struct blkcg_gq *blkg_create(struct blkcg *blkcg, struct gendisk *disk,
320                                     struct blkcg_gq *new_blkg)
321 {
322         struct blkcg_gq *blkg;
323         int i, ret;
324
325         lockdep_assert_held(&disk->queue->queue_lock);
326
327         /* request_queue is dying, do not create/recreate a blkg */
328         if (blk_queue_dying(disk->queue)) {
329                 ret = -ENODEV;
330                 goto err_free_blkg;
331         }
332
333         /* blkg holds a reference to blkcg */
334         if (!css_tryget_online(&blkcg->css)) {
335                 ret = -ENODEV;
336                 goto err_free_blkg;
337         }
338
339         /* allocate */
340         if (!new_blkg) {
341                 new_blkg = blkg_alloc(blkcg, disk, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
342                 if (unlikely(!new_blkg)) {
343                         ret = -ENOMEM;
344                         goto err_put_css;
345                 }
346         }
347         blkg = new_blkg;
348
349         /* link parent */
350         if (blkcg_parent(blkcg)) {
351                 blkg->parent = blkg_lookup(blkcg_parent(blkcg), disk->queue);
352                 if (WARN_ON_ONCE(!blkg->parent)) {
353                         ret = -ENODEV;
354                         goto err_put_css;
355                 }
356                 blkg_get(blkg->parent);
357         }
358
359         /* invoke per-policy init */
360         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
361                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
362
363                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_init_fn)
364                         pol->pd_init_fn(blkg->pd[i]);
365         }
366
367         /* insert */
368         spin_lock(&blkcg->lock);
369         ret = radix_tree_insert(&blkcg->blkg_tree, disk->queue->id, blkg);
370         if (likely(!ret)) {
371                 hlist_add_head_rcu(&blkg->blkcg_node, &blkcg->blkg_list);
372                 list_add(&blkg->q_node, &disk->queue->blkg_list);
373
374                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
375                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
376
377                         if (blkg->pd[i]) {
378                                 if (pol->pd_online_fn)
379                                         pol->pd_online_fn(blkg->pd[i]);
380                                 blkg->pd[i]->online = true;
381                         }
382                 }
383         }
384         blkg->online = true;
385         spin_unlock(&blkcg->lock);
386
387         if (!ret)
388                 return blkg;
389
390         /* @blkg failed fully initialized, use the usual release path */
391         blkg_put(blkg);
392         return ERR_PTR(ret);
393
394 err_put_css:
395         css_put(&blkcg->css);
396 err_free_blkg:
397         if (new_blkg)
398                 blkg_free(new_blkg);
399         return ERR_PTR(ret);
400 }
401
402 /**
403  * blkg_lookup_create - lookup blkg, try to create one if not there
404  * @blkcg: blkcg of interest
405  * @disk: gendisk of interest
406  *
407  * Lookup blkg for the @blkcg - @disk pair.  If it doesn't exist, try to
408  * create one.  blkg creation is performed recursively from blkcg_root such
409  * that all non-root blkg's have access to the parent blkg.  This function
410  * should be called under RCU read lock and takes @disk->queue->queue_lock.
411  *
412  * Returns the blkg or the closest blkg if blkg_create() fails as it walks
413  * down from root.
414  */
415 static struct blkcg_gq *blkg_lookup_create(struct blkcg *blkcg,
416                 struct gendisk *disk)
417 {
418         struct request_queue *q = disk->queue;
419         struct blkcg_gq *blkg;
420         unsigned long flags;
421
422         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
423
424         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
425         if (blkg)
426                 return blkg;
427
428         spin_lock_irqsave(&q->queue_lock, flags);
429         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
430         if (blkg) {
431                 if (blkcg != &blkcg_root &&
432                     blkg != rcu_dereference(blkcg->blkg_hint))
433                         rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, blkg);
434                 goto found;
435         }
436
437         /*
438          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
439          * non-root blkgs have access to their parents.  Returns the closest
440          * blkg to the intended blkg should blkg_create() fail.
441          */
442         while (true) {
443                 struct blkcg *pos = blkcg;
444                 struct blkcg *parent = blkcg_parent(blkcg);
445                 struct blkcg_gq *ret_blkg = q->root_blkg;
446
447                 while (parent) {
448                         blkg = blkg_lookup(parent, q);
449                         if (blkg) {
450                                 /* remember closest blkg */
451                                 ret_blkg = blkg;
452                                 break;
453                         }
454                         pos = parent;
455                         parent = blkcg_parent(parent);
456                 }
457
458                 blkg = blkg_create(pos, disk, NULL);
459                 if (IS_ERR(blkg)) {
460                         blkg = ret_blkg;
461                         break;
462                 }
463                 if (pos == blkcg)
464                         break;
465         }
466
467 found:
468         spin_unlock_irqrestore(&q->queue_lock, flags);
469         return blkg;
470 }
471
472 static void blkg_destroy(struct blkcg_gq *blkg)
473 {
474         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
475         int i;
476
477         lockdep_assert_held(&blkg->q->queue_lock);
478         lockdep_assert_held(&blkcg->lock);
479
480         /*
481          * blkg stays on the queue list until blkg_free_workfn(), see details in
482          * blkg_free_workfn(), hence this function can be called from
483          * blkcg_destroy_blkgs() first and again from blkg_destroy_all() before
484          * blkg_free_workfn().
485          */
486         if (hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node))
487                 return;
488
489         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
490                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
491
492                 if (blkg->pd[i] && blkg->pd[i]->online) {
493                         blkg->pd[i]->online = false;
494                         if (pol->pd_offline_fn)
495                                 pol->pd_offline_fn(blkg->pd[i]);
496                 }
497         }
498
499         blkg->online = false;
500
501         radix_tree_delete(&blkcg->blkg_tree, blkg->q->id);
502         hlist_del_init_rcu(&blkg->blkcg_node);
503
504         /*
505          * Both setting lookup hint to and clearing it from @blkg are done
506          * under queue_lock.  If it's not pointing to @blkg now, it never
507          * will.  Hint assignment itself can race safely.
508          */
509         if (rcu_access_pointer(blkcg->blkg_hint) == blkg)
510                 rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, NULL);
511
512         /*
513          * Put the reference taken at the time of creation so that when all
514          * queues are gone, group can be destroyed.
515          */
516         percpu_ref_kill(&blkg->refcnt);
517 }
518
519 static void blkg_destroy_all(struct gendisk *disk)
520 {
521         struct request_queue *q = disk->queue;
522         struct blkcg_gq *blkg, *n;
523         int count = BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE;
524
525 restart:
526         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
527         list_for_each_entry_safe(blkg, n, &q->blkg_list, q_node) {
528                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
529
530                 spin_lock(&blkcg->lock);
531                 blkg_destroy(blkg);
532                 spin_unlock(&blkcg->lock);
533
534                 /*
535                  * in order to avoid holding the spin lock for too long, release
536                  * it when a batch of blkgs are destroyed.
537                  */
538                 if (!(--count)) {
539                         count = BLKG_DESTROY_BATCH_SIZE;
540                         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
541                         cond_resched();
542                         goto restart;
543                 }
544         }
545
546         q->root_blkg = NULL;
547         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
548 }
549
550 static int blkcg_reset_stats(struct cgroup_subsys_state *css,
551                              struct cftype *cftype, u64 val)
552 {
553         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
554         struct blkcg_gq *blkg;
555         int i, cpu;
556
557         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
558         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
559
560         /*
561          * Note that stat reset is racy - it doesn't synchronize against
562          * stat updates.  This is a debug feature which shouldn't exist
563          * anyway.  If you get hit by a race, retry.
564          */
565         hlist_for_each_entry(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
566                 for_each_possible_cpu(cpu) {
567                         struct blkg_iostat_set *bis =
568                                 per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu);
569                         memset(bis, 0, sizeof(*bis));
570                 }
571                 memset(&blkg->iostat, 0, sizeof(blkg->iostat));
572
573                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
574                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
575
576                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_reset_stats_fn)
577                                 pol->pd_reset_stats_fn(blkg->pd[i]);
578                 }
579         }
580
581         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
582         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
583         return 0;
584 }
585
586 const char *blkg_dev_name(struct blkcg_gq *blkg)
587 {
588         if (!blkg->q->disk)
589                 return NULL;
590         return bdi_dev_name(blkg->q->disk->bdi);
591 }
592
593 /**
594  * blkcg_print_blkgs - helper for printing per-blkg data
595  * @sf: seq_file to print to
596  * @blkcg: blkcg of interest
597  * @prfill: fill function to print out a blkg
598  * @pol: policy in question
599  * @data: data to be passed to @prfill
600  * @show_total: to print out sum of prfill return values or not
601  *
602  * This function invokes @prfill on each blkg of @blkcg if pd for the
603  * policy specified by @pol exists.  @prfill is invoked with @sf, the
604  * policy data and @data and the matching queue lock held.  If @show_total
605  * is %true, the sum of the return values from @prfill is printed with
606  * "Total" label at the end.
607  *
608  * This is to be used to construct print functions for
609  * cftype->read_seq_string method.
610  */
611 void blkcg_print_blkgs(struct seq_file *sf, struct blkcg *blkcg,
612                        u64 (*prfill)(struct seq_file *,
613                                      struct blkg_policy_data *, int),
614                        const struct blkcg_policy *pol, int data,
615                        bool show_total)
616 {
617         struct blkcg_gq *blkg;
618         u64 total = 0;
619
620         rcu_read_lock();
621         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
622                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
623                 if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol))
624                         total += prfill(sf, blkg->pd[pol->plid], data);
625                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
626         }
627         rcu_read_unlock();
628
629         if (show_total)
630                 seq_printf(sf, "Total %llu\n", (unsigned long long)total);
631 }
632 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_print_blkgs);
633
634 /**
635  * __blkg_prfill_u64 - prfill helper for a single u64 value
636  * @sf: seq_file to print to
637  * @pd: policy private data of interest
638  * @v: value to print
639  *
640  * Print @v to @sf for the device associated with @pd.
641  */
642 u64 __blkg_prfill_u64(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, u64 v)
643 {
644         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
645
646         if (!dname)
647                 return 0;
648
649         seq_printf(sf, "%s %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
650         return v;
651 }
652 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_u64);
653
654 /**
655  * blkg_conf_init - initialize a blkg_conf_ctx
656  * @ctx: blkg_conf_ctx to initialize
657  * @input: input string
658  *
659  * Initialize @ctx which can be used to parse blkg config input string @input.
660  * Once initialized, @ctx can be used with blkg_conf_open_bdev() and
661  * blkg_conf_prep(), and must be cleaned up with blkg_conf_exit().
662  */
663 void blkg_conf_init(struct blkg_conf_ctx *ctx, char *input)
664 {
665         *ctx = (struct blkg_conf_ctx){ .input = input };
666 }
667 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_init);
668
669 /**
670  * blkg_conf_open_bdev - parse and open bdev for per-blkg config update
671  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
672  *
673  * Parse the device node prefix part, MAJ:MIN, of per-blkg config update from
674  * @ctx->input and get and store the matching bdev in @ctx->bdev. @ctx->body is
675  * set to point past the device node prefix.
676  *
677  * This function may be called multiple times on @ctx and the extra calls become
678  * NOOPs. blkg_conf_prep() implicitly calls this function. Use this function
679  * explicitly if bdev access is needed without resolving the blkcg / policy part
680  * of @ctx->input. Returns -errno on error.
681  */
682 int blkg_conf_open_bdev(struct blkg_conf_ctx *ctx)
683 {
684         char *input = ctx->input;
685         unsigned int major, minor;
686         struct block_device *bdev;
687         int key_len;
688
689         if (ctx->bdev)
690                 return 0;
691
692         if (sscanf(input, "%u:%u%n", &major, &minor, &key_len) != 2)
693                 return -EINVAL;
694
695         input += key_len;
696         if (!isspace(*input))
697                 return -EINVAL;
698         input = skip_spaces(input);
699
700         bdev = blkdev_get_no_open(MKDEV(major, minor));
701         if (!bdev)
702                 return -ENODEV;
703         if (bdev_is_partition(bdev)) {
704                 blkdev_put_no_open(bdev);
705                 return -ENODEV;
706         }
707
708         ctx->body = input;
709         ctx->bdev = bdev;
710         return 0;
711 }
712
713 /**
714  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
715  * @blkcg: target block cgroup
716  * @pol: target policy
717  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
718  *
719  * Parse per-blkg config update from @ctx->input and initialize @ctx
720  * accordingly. On success, @ctx->body points to the part of @ctx->input
721  * following MAJ:MIN, @ctx->bdev points to the target block device and
722  * @ctx->blkg to the blkg being configured.
723  *
724  * blkg_conf_open_bdev() may be called on @ctx beforehand. On success, this
725  * function returns with queue lock held and must be followed by
726  * blkg_conf_exit().
727  */
728 int blkg_conf_prep(struct blkcg *blkcg, const struct blkcg_policy *pol,
729                    struct blkg_conf_ctx *ctx)
730         __acquires(&bdev->bd_queue->queue_lock)
731 {
732         struct gendisk *disk;
733         struct request_queue *q;
734         struct blkcg_gq *blkg;
735         int ret;
736
737         ret = blkg_conf_open_bdev(ctx);
738         if (ret)
739                 return ret;
740
741         disk = ctx->bdev->bd_disk;
742         q = disk->queue;
743
744         /*
745          * blkcg_deactivate_policy() requires queue to be frozen, we can grab
746          * q_usage_counter to prevent concurrent with blkcg_deactivate_policy().
747          */
748         ret = blk_queue_enter(q, 0);
749         if (ret)
750                 goto fail;
751
752         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
753
754         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol)) {
755                 ret = -EOPNOTSUPP;
756                 goto fail_unlock;
757         }
758
759         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
760         if (blkg)
761                 goto success;
762
763         /*
764          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
765          * non-root blkgs have access to their parents.
766          */
767         while (true) {
768                 struct blkcg *pos = blkcg;
769                 struct blkcg *parent;
770                 struct blkcg_gq *new_blkg;
771
772                 parent = blkcg_parent(blkcg);
773                 while (parent && !blkg_lookup(parent, q)) {
774                         pos = parent;
775                         parent = blkcg_parent(parent);
776                 }
777
778                 /* Drop locks to do new blkg allocation with GFP_KERNEL. */
779                 spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
780
781                 new_blkg = blkg_alloc(pos, disk, GFP_KERNEL);
782                 if (unlikely(!new_blkg)) {
783                         ret = -ENOMEM;
784                         goto fail_exit_queue;
785                 }
786
787                 if (radix_tree_preload(GFP_KERNEL)) {
788                         blkg_free(new_blkg);
789                         ret = -ENOMEM;
790                         goto fail_exit_queue;
791                 }
792
793                 spin_lock_irq(&q->queue_lock);
794
795                 if (!blkcg_policy_enabled(q, pol)) {
796                         blkg_free(new_blkg);
797                         ret = -EOPNOTSUPP;
798                         goto fail_preloaded;
799                 }
800
801                 blkg = blkg_lookup(pos, q);
802                 if (blkg) {
803                         blkg_free(new_blkg);
804                 } else {
805                         blkg = blkg_create(pos, disk, new_blkg);
806                         if (IS_ERR(blkg)) {
807                                 ret = PTR_ERR(blkg);
808                                 goto fail_preloaded;
809                         }
810                 }
811
812                 radix_tree_preload_end();
813
814                 if (pos == blkcg)
815                         goto success;
816         }
817 success:
818         blk_queue_exit(q);
819         ctx->blkg = blkg;
820         return 0;
821
822 fail_preloaded:
823         radix_tree_preload_end();
824 fail_unlock:
825         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
826 fail_exit_queue:
827         blk_queue_exit(q);
828 fail:
829         /*
830          * If queue was bypassing, we should retry.  Do so after a
831          * short msleep().  It isn't strictly necessary but queue
832          * can be bypassing for some time and it's always nice to
833          * avoid busy looping.
834          */
835         if (ret == -EBUSY) {
836                 msleep(10);
837                 ret = restart_syscall();
838         }
839         return ret;
840 }
841 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_prep);
842
843 /**
844  * blkg_conf_exit - clean up per-blkg config update
845  * @ctx: blkg_conf_ctx initialized with blkg_conf_init()
846  *
847  * Clean up after per-blkg config update. This function must be called on all
848  * blkg_conf_ctx's initialized with blkg_conf_init().
849  */
850 void blkg_conf_exit(struct blkg_conf_ctx *ctx)
851         __releases(&ctx->bdev->bd_queue->queue_lock)
852 {
853         if (ctx->blkg) {
854                 spin_unlock_irq(&bdev_get_queue(ctx->bdev)->queue_lock);
855                 ctx->blkg = NULL;
856         }
857
858         if (ctx->bdev) {
859                 blkdev_put_no_open(ctx->bdev);
860                 ctx->body = NULL;
861                 ctx->bdev = NULL;
862         }
863 }
864 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_exit);
865
866 static void blkg_iostat_set(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
867 {
868         int i;
869
870         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
871                 dst->bytes[i] = src->bytes[i];
872                 dst->ios[i] = src->ios[i];
873         }
874 }
875
876 static void blkg_iostat_add(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
877 {
878         int i;
879
880         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
881                 dst->bytes[i] += src->bytes[i];
882                 dst->ios[i] += src->ios[i];
883         }
884 }
885
886 static void blkg_iostat_sub(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
887 {
888         int i;
889
890         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
891                 dst->bytes[i] -= src->bytes[i];
892                 dst->ios[i] -= src->ios[i];
893         }
894 }
895
896 static void blkcg_iostat_update(struct blkcg_gq *blkg, struct blkg_iostat *cur,
897                                 struct blkg_iostat *last)
898 {
899         struct blkg_iostat delta;
900         unsigned long flags;
901
902         /* propagate percpu delta to global */
903         flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&blkg->iostat.sync);
904         blkg_iostat_set(&delta, cur);
905         blkg_iostat_sub(&delta, last);
906         blkg_iostat_add(&blkg->iostat.cur, &delta);
907         blkg_iostat_add(last, &delta);
908         u64_stats_update_end_irqrestore(&blkg->iostat.sync, flags);
909 }
910
911 static void blkcg_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
912 {
913         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
914         struct llist_head *lhead = per_cpu_ptr(blkcg->lhead, cpu);
915         struct llist_node *lnode;
916         struct blkg_iostat_set *bisc, *next_bisc;
917
918         /* Root-level stats are sourced from system-wide IO stats */
919         if (!cgroup_parent(css->cgroup))
920                 return;
921
922         rcu_read_lock();
923
924         lnode = llist_del_all(lhead);
925         if (!lnode)
926                 goto out;
927
928         /*
929          * Iterate only the iostat_cpu's queued in the lockless list.
930          */
931         llist_for_each_entry_safe(bisc, next_bisc, lnode, lnode) {
932                 struct blkcg_gq *blkg = bisc->blkg;
933                 struct blkcg_gq *parent = blkg->parent;
934                 struct blkg_iostat cur;
935                 unsigned int seq;
936
937                 WRITE_ONCE(bisc->lqueued, false);
938
939                 /* fetch the current per-cpu values */
940                 do {
941                         seq = u64_stats_fetch_begin(&bisc->sync);
942                         blkg_iostat_set(&cur, &bisc->cur);
943                 } while (u64_stats_fetch_retry(&bisc->sync, seq));
944
945                 blkcg_iostat_update(blkg, &cur, &bisc->last);
946
947                 /* propagate global delta to parent (unless that's root) */
948                 if (parent && parent->parent)
949                         blkcg_iostat_update(parent, &blkg->iostat.cur,
950                                             &blkg->iostat.last);
951                 percpu_ref_put(&blkg->refcnt);
952         }
953
954 out:
955         rcu_read_unlock();
956 }
957
958 /*
959  * We source root cgroup stats from the system-wide stats to avoid
960  * tracking the same information twice and incurring overhead when no
961  * cgroups are defined. For that reason, cgroup_rstat_flush in
962  * blkcg_print_stat does not actually fill out the iostat in the root
963  * cgroup's blkcg_gq.
964  *
965  * However, we would like to re-use the printing code between the root and
966  * non-root cgroups to the extent possible. For that reason, we simulate
967  * flushing the root cgroup's stats by explicitly filling in the iostat
968  * with disk level statistics.
969  */
970 static void blkcg_fill_root_iostats(void)
971 {
972         struct class_dev_iter iter;
973         struct device *dev;
974
975         class_dev_iter_init(&iter, &block_class, NULL, &disk_type);
976         while ((dev = class_dev_iter_next(&iter))) {
977                 struct block_device *bdev = dev_to_bdev(dev);
978                 struct blkcg_gq *blkg = bdev->bd_disk->queue->root_blkg;
979                 struct blkg_iostat tmp;
980                 int cpu;
981                 unsigned long flags;
982
983                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
984                 for_each_possible_cpu(cpu) {
985                         struct disk_stats *cpu_dkstats;
986
987                         cpu_dkstats = per_cpu_ptr(bdev->bd_stats, cpu);
988                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_READ] +=
989                                 cpu_dkstats->ios[STAT_READ];
990                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_WRITE] +=
991                                 cpu_dkstats->ios[STAT_WRITE];
992                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_DISCARD] +=
993                                 cpu_dkstats->ios[STAT_DISCARD];
994                         // convert sectors to bytes
995                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_READ] +=
996                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_READ] << 9;
997                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_WRITE] +=
998                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_WRITE] << 9;
999                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_DISCARD] +=
1000                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_DISCARD] << 9;
1001                 }
1002
1003                 flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&blkg->iostat.sync);
1004                 blkg_iostat_set(&blkg->iostat.cur, &tmp);
1005                 u64_stats_update_end_irqrestore(&blkg->iostat.sync, flags);
1006         }
1007 }
1008
1009 static void blkcg_print_one_stat(struct blkcg_gq *blkg, struct seq_file *s)
1010 {
1011         struct blkg_iostat_set *bis = &blkg->iostat;
1012         u64 rbytes, wbytes, rios, wios, dbytes, dios;
1013         const char *dname;
1014         unsigned seq;
1015         int i;
1016
1017         if (!blkg->online)
1018                 return;
1019
1020         dname = blkg_dev_name(blkg);
1021         if (!dname)
1022                 return;
1023
1024         seq_printf(s, "%s ", dname);
1025
1026         do {
1027                 seq = u64_stats_fetch_begin(&bis->sync);
1028
1029                 rbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_READ];
1030                 wbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_WRITE];
1031                 dbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
1032                 rios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_READ];
1033                 wios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_WRITE];
1034                 dios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
1035         } while (u64_stats_fetch_retry(&bis->sync, seq));
1036
1037         if (rbytes || wbytes || rios || wios) {
1038                 seq_printf(s, "rbytes=%llu wbytes=%llu rios=%llu wios=%llu dbytes=%llu dios=%llu",
1039                         rbytes, wbytes, rios, wios,
1040                         dbytes, dios);
1041         }
1042
1043         if (blkcg_debug_stats && atomic_read(&blkg->use_delay)) {
1044                 seq_printf(s, " use_delay=%d delay_nsec=%llu",
1045                         atomic_read(&blkg->use_delay),
1046                         atomic64_read(&blkg->delay_nsec));
1047         }
1048
1049         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
1050                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1051
1052                 if (!blkg->pd[i] || !pol->pd_stat_fn)
1053                         continue;
1054
1055                 pol->pd_stat_fn(blkg->pd[i], s);
1056         }
1057
1058         seq_puts(s, "\n");
1059 }
1060
1061 static int blkcg_print_stat(struct seq_file *sf, void *v)
1062 {
1063         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(seq_css(sf));
1064         struct blkcg_gq *blkg;
1065
1066         if (!seq_css(sf)->parent)
1067                 blkcg_fill_root_iostats();
1068         else
1069                 cgroup_rstat_flush(blkcg->css.cgroup);
1070
1071         rcu_read_lock();
1072         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
1073                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
1074                 blkcg_print_one_stat(blkg, sf);
1075                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
1076         }
1077         rcu_read_unlock();
1078         return 0;
1079 }
1080
1081 static struct cftype blkcg_files[] = {
1082         {
1083                 .name = "stat",
1084                 .seq_show = blkcg_print_stat,
1085         },
1086         { }     /* terminate */
1087 };
1088
1089 static struct cftype blkcg_legacy_files[] = {
1090         {
1091                 .name = "reset_stats",
1092                 .write_u64 = blkcg_reset_stats,
1093         },
1094         { }     /* terminate */
1095 };
1096
1097 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
1098 struct list_head *blkcg_get_cgwb_list(struct cgroup_subsys_state *css)
1099 {
1100         return &css_to_blkcg(css)->cgwb_list;
1101 }
1102 #endif
1103
1104 /*
1105  * blkcg destruction is a three-stage process.
1106  *
1107  * 1. Destruction starts.  The blkcg_css_offline() callback is invoked
1108  *    which offlines writeback.  Here we tie the next stage of blkg destruction
1109  *    to the completion of writeback associated with the blkcg.  This lets us
1110  *    avoid punting potentially large amounts of outstanding writeback to root
1111  *    while maintaining any ongoing policies.  The next stage is triggered when
1112  *    the nr_cgwbs count goes to zero.
1113  *
1114  * 2. When the nr_cgwbs count goes to zero, blkcg_destroy_blkgs() is called
1115  *    and handles the destruction of blkgs.  Here the css reference held by
1116  *    the blkg is put back eventually allowing blkcg_css_free() to be called.
1117  *    This work may occur in cgwb_release_workfn() on the cgwb_release
1118  *    workqueue.  Any submitted ios that fail to get the blkg ref will be
1119  *    punted to the root_blkg.
1120  *
1121  * 3. Once the blkcg ref count goes to zero, blkcg_css_free() is called.
1122  *    This finally frees the blkcg.
1123  */
1124
1125 /**
1126  * blkcg_destroy_blkgs - responsible for shooting down blkgs
1127  * @blkcg: blkcg of interest
1128  *
1129  * blkgs should be removed while holding both q and blkcg locks.  As blkcg lock
1130  * is nested inside q lock, this function performs reverse double lock dancing.
1131  * Destroying the blkgs releases the reference held on the blkcg's css allowing
1132  * blkcg_css_free to eventually be called.
1133  *
1134  * This is the blkcg counterpart of ioc_release_fn().
1135  */
1136 static void blkcg_destroy_blkgs(struct blkcg *blkcg)
1137 {
1138         might_sleep();
1139
1140         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1141
1142         while (!hlist_empty(&blkcg->blkg_list)) {
1143                 struct blkcg_gq *blkg = hlist_entry(blkcg->blkg_list.first,
1144                                                 struct blkcg_gq, blkcg_node);
1145                 struct request_queue *q = blkg->q;
1146
1147                 if (need_resched() || !spin_trylock(&q->queue_lock)) {
1148                         /*
1149                          * Given that the system can accumulate a huge number
1150                          * of blkgs in pathological cases, check to see if we
1151                          * need to rescheduling to avoid softlockup.
1152                          */
1153                         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1154                         cond_resched();
1155                         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1156                         continue;
1157                 }
1158
1159                 blkg_destroy(blkg);
1160                 spin_unlock(&q->queue_lock);
1161         }
1162
1163         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1164 }
1165
1166 /**
1167  * blkcg_pin_online - pin online state
1168  * @blkcg_css: blkcg of interest
1169  *
1170  * While pinned, a blkcg is kept online.  This is primarily used to
1171  * impedance-match blkg and cgwb lifetimes so that blkg doesn't go offline
1172  * while an associated cgwb is still active.
1173  */
1174 void blkcg_pin_online(struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1175 {
1176         refcount_inc(&css_to_blkcg(blkcg_css)->online_pin);
1177 }
1178
1179 /**
1180  * blkcg_unpin_online - unpin online state
1181  * @blkcg_css: blkcg of interest
1182  *
1183  * This is primarily used to impedance-match blkg and cgwb lifetimes so
1184  * that blkg doesn't go offline while an associated cgwb is still active.
1185  * When this count goes to zero, all active cgwbs have finished so the
1186  * blkcg can continue destruction by calling blkcg_destroy_blkgs().
1187  */
1188 void blkcg_unpin_online(struct cgroup_subsys_state *blkcg_css)
1189 {
1190         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(blkcg_css);
1191
1192         do {
1193                 if (!refcount_dec_and_test(&blkcg->online_pin))
1194                         break;
1195                 blkcg_destroy_blkgs(blkcg);
1196                 blkcg = blkcg_parent(blkcg);
1197         } while (blkcg);
1198 }
1199
1200 /**
1201  * blkcg_css_offline - cgroup css_offline callback
1202  * @css: css of interest
1203  *
1204  * This function is called when @css is about to go away.  Here the cgwbs are
1205  * offlined first and only once writeback associated with the blkcg has
1206  * finished do we start step 2 (see above).
1207  */
1208 static void blkcg_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
1209 {
1210         /* this prevents anyone from attaching or migrating to this blkcg */
1211         wb_blkcg_offline(css);
1212
1213         /* put the base online pin allowing step 2 to be triggered */
1214         blkcg_unpin_online(css);
1215 }
1216
1217 static void blkcg_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
1218 {
1219         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
1220         int i;
1221
1222         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1223
1224         list_del(&blkcg->all_blkcgs_node);
1225
1226         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1227                 if (blkcg->cpd[i])
1228                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1229
1230         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1231
1232         free_percpu(blkcg->lhead);
1233         kfree(blkcg);
1234 }
1235
1236 static struct cgroup_subsys_state *
1237 blkcg_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
1238 {
1239         struct blkcg *blkcg;
1240         int i;
1241
1242         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1243
1244         if (!parent_css) {
1245                 blkcg = &blkcg_root;
1246         } else {
1247                 blkcg = kzalloc(sizeof(*blkcg), GFP_KERNEL);
1248                 if (!blkcg)
1249                         goto unlock;
1250         }
1251
1252         if (init_blkcg_llists(blkcg))
1253                 goto free_blkcg;
1254
1255         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS ; i++) {
1256                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1257                 struct blkcg_policy_data *cpd;
1258
1259                 /*
1260                  * If the policy hasn't been attached yet, wait for it
1261                  * to be attached before doing anything else. Otherwise,
1262                  * check if the policy requires any specific per-cgroup
1263                  * data: if it does, allocate and initialize it.
1264                  */
1265                 if (!pol || !pol->cpd_alloc_fn)
1266                         continue;
1267
1268                 cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1269                 if (!cpd)
1270                         goto free_pd_blkcg;
1271
1272                 blkcg->cpd[i] = cpd;
1273                 cpd->blkcg = blkcg;
1274                 cpd->plid = i;
1275         }
1276
1277         spin_lock_init(&blkcg->lock);
1278         refcount_set(&blkcg->online_pin, 1);
1279         INIT_RADIX_TREE(&blkcg->blkg_tree, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1280         INIT_HLIST_HEAD(&blkcg->blkg_list);
1281 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
1282         INIT_LIST_HEAD(&blkcg->cgwb_list);
1283 #endif
1284         list_add_tail(&blkcg->all_blkcgs_node, &all_blkcgs);
1285
1286         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1287         return &blkcg->css;
1288
1289 free_pd_blkcg:
1290         for (i--; i >= 0; i--)
1291                 if (blkcg->cpd[i])
1292                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1293         free_percpu(blkcg->lhead);
1294 free_blkcg:
1295         if (blkcg != &blkcg_root)
1296                 kfree(blkcg);
1297 unlock:
1298         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1299         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1300 }
1301
1302 static int blkcg_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
1303 {
1304         struct blkcg *parent = blkcg_parent(css_to_blkcg(css));
1305
1306         /*
1307          * blkcg_pin_online() is used to delay blkcg offline so that blkgs
1308          * don't go offline while cgwbs are still active on them.  Pin the
1309          * parent so that offline always happens towards the root.
1310          */
1311         if (parent)
1312                 blkcg_pin_online(&parent->css);
1313         return 0;
1314 }
1315
1316 int blkcg_init_disk(struct gendisk *disk)
1317 {
1318         struct request_queue *q = disk->queue;
1319         struct blkcg_gq *new_blkg, *blkg;
1320         bool preloaded;
1321         int ret;
1322
1323         INIT_LIST_HEAD(&q->blkg_list);
1324         mutex_init(&q->blkcg_mutex);
1325
1326         new_blkg = blkg_alloc(&blkcg_root, disk, GFP_KERNEL);
1327         if (!new_blkg)
1328                 return -ENOMEM;
1329
1330         preloaded = !radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
1331
1332         /* Make sure the root blkg exists. */
1333         /* spin_lock_irq can serve as RCU read-side critical section. */
1334         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1335         blkg = blkg_create(&blkcg_root, disk, new_blkg);
1336         if (IS_ERR(blkg))
1337                 goto err_unlock;
1338         q->root_blkg = blkg;
1339         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1340
1341         if (preloaded)
1342                 radix_tree_preload_end();
1343
1344         ret = blk_ioprio_init(disk);
1345         if (ret)
1346                 goto err_destroy_all;
1347
1348         ret = blk_throtl_init(disk);
1349         if (ret)
1350                 goto err_ioprio_exit;
1351
1352         return 0;
1353
1354 err_ioprio_exit:
1355         blk_ioprio_exit(disk);
1356 err_destroy_all:
1357         blkg_destroy_all(disk);
1358         return ret;
1359 err_unlock:
1360         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1361         if (preloaded)
1362                 radix_tree_preload_end();
1363         return PTR_ERR(blkg);
1364 }
1365
1366 void blkcg_exit_disk(struct gendisk *disk)
1367 {
1368         blkg_destroy_all(disk);
1369         blk_throtl_exit(disk);
1370 }
1371
1372 static void blkcg_exit(struct task_struct *tsk)
1373 {
1374         if (tsk->throttle_disk)
1375                 put_disk(tsk->throttle_disk);
1376         tsk->throttle_disk = NULL;
1377 }
1378
1379 struct cgroup_subsys io_cgrp_subsys = {
1380         .css_alloc = blkcg_css_alloc,
1381         .css_online = blkcg_css_online,
1382         .css_offline = blkcg_css_offline,
1383         .css_free = blkcg_css_free,
1384         .css_rstat_flush = blkcg_rstat_flush,
1385         .dfl_cftypes = blkcg_files,
1386         .legacy_cftypes = blkcg_legacy_files,
1387         .legacy_name = "blkio",
1388         .exit = blkcg_exit,
1389 #ifdef CONFIG_MEMCG
1390         /*
1391          * This ensures that, if available, memcg is automatically enabled
1392          * together on the default hierarchy so that the owner cgroup can
1393          * be retrieved from writeback pages.
1394          */
1395         .depends_on = 1 << memory_cgrp_id,
1396 #endif
1397 };
1398 EXPORT_SYMBOL_GPL(io_cgrp_subsys);
1399
1400 /**
1401  * blkcg_activate_policy - activate a blkcg policy on a gendisk
1402  * @disk: gendisk of interest
1403  * @pol: blkcg policy to activate
1404  *
1405  * Activate @pol on @disk.  Requires %GFP_KERNEL context.  @disk goes through
1406  * bypass mode to populate its blkgs with policy_data for @pol.
1407  *
1408  * Activation happens with @disk bypassed, so nobody would be accessing blkgs
1409  * from IO path.  Update of each blkg is protected by both queue and blkcg
1410  * locks so that holding either lock and testing blkcg_policy_enabled() is
1411  * always enough for dereferencing policy data.
1412  *
1413  * The caller is responsible for synchronizing [de]activations and policy
1414  * [un]registerations.  Returns 0 on success, -errno on failure.
1415  */
1416 int blkcg_activate_policy(struct gendisk *disk, const struct blkcg_policy *pol)
1417 {
1418         struct request_queue *q = disk->queue;
1419         struct blkg_policy_data *pd_prealloc = NULL;
1420         struct blkcg_gq *blkg, *pinned_blkg = NULL;
1421         int ret;
1422
1423         if (blkcg_policy_enabled(q, pol))
1424                 return 0;
1425
1426         if (queue_is_mq(q))
1427                 blk_mq_freeze_queue(q);
1428 retry:
1429         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1430
1431         /* blkg_list is pushed at the head, reverse walk to allocate parents first */
1432         list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1433                 struct blkg_policy_data *pd;
1434
1435                 if (blkg->pd[pol->plid])
1436                         continue;
1437
1438                 /* If prealloc matches, use it; otherwise try GFP_NOWAIT */
1439                 if (blkg == pinned_blkg) {
1440                         pd = pd_prealloc;
1441                         pd_prealloc = NULL;
1442                 } else {
1443                         pd = pol->pd_alloc_fn(disk, blkg->blkcg,
1444                                               GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1445                 }
1446
1447                 if (!pd) {
1448                         /*
1449                          * GFP_NOWAIT failed.  Free the existing one and
1450                          * prealloc for @blkg w/ GFP_KERNEL.
1451                          */
1452                         if (pinned_blkg)
1453                                 blkg_put(pinned_blkg);
1454                         blkg_get(blkg);
1455                         pinned_blkg = blkg;
1456
1457                         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1458
1459                         if (pd_prealloc)
1460                                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1461                         pd_prealloc = pol->pd_alloc_fn(disk, blkg->blkcg,
1462                                                        GFP_KERNEL);
1463                         if (pd_prealloc)
1464                                 goto retry;
1465                         else
1466                                 goto enomem;
1467                 }
1468
1469                 blkg->pd[pol->plid] = pd;
1470                 pd->blkg = blkg;
1471                 pd->plid = pol->plid;
1472                 pd->online = false;
1473         }
1474
1475         /* all allocated, init in the same order */
1476         if (pol->pd_init_fn)
1477                 list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node)
1478                         pol->pd_init_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1479
1480         list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1481                 if (pol->pd_online_fn)
1482                         pol->pd_online_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1483                 blkg->pd[pol->plid]->online = true;
1484         }
1485
1486         __set_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1487         ret = 0;
1488
1489         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1490 out:
1491         if (queue_is_mq(q))
1492                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1493         if (pinned_blkg)
1494                 blkg_put(pinned_blkg);
1495         if (pd_prealloc)
1496                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1497         return ret;
1498
1499 enomem:
1500         /* alloc failed, nothing's initialized yet, free everything */
1501         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1502         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1503                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
1504
1505                 spin_lock(&blkcg->lock);
1506                 if (blkg->pd[pol->plid]) {
1507                         pol->pd_free_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1508                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1509                 }
1510                 spin_unlock(&blkcg->lock);
1511         }
1512         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1513         ret = -ENOMEM;
1514         goto out;
1515 }
1516 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_activate_policy);
1517
1518 /**
1519  * blkcg_deactivate_policy - deactivate a blkcg policy on a gendisk
1520  * @disk: gendisk of interest
1521  * @pol: blkcg policy to deactivate
1522  *
1523  * Deactivate @pol on @disk.  Follows the same synchronization rules as
1524  * blkcg_activate_policy().
1525  */
1526 void blkcg_deactivate_policy(struct gendisk *disk,
1527                              const struct blkcg_policy *pol)
1528 {
1529         struct request_queue *q = disk->queue;
1530         struct blkcg_gq *blkg;
1531
1532         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
1533                 return;
1534
1535         if (queue_is_mq(q))
1536                 blk_mq_freeze_queue(q);
1537
1538         mutex_lock(&q->blkcg_mutex);
1539         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1540
1541         __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1542
1543         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1544                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
1545
1546                 spin_lock(&blkcg->lock);
1547                 if (blkg->pd[pol->plid]) {
1548                         if (blkg->pd[pol->plid]->online && pol->pd_offline_fn)
1549                                 pol->pd_offline_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1550                         pol->pd_free_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1551                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1552                 }
1553                 spin_unlock(&blkcg->lock);
1554         }
1555
1556         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1557         mutex_unlock(&q->blkcg_mutex);
1558
1559         if (queue_is_mq(q))
1560                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1561 }
1562 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_deactivate_policy);
1563
1564 static void blkcg_free_all_cpd(struct blkcg_policy *pol)
1565 {
1566         struct blkcg *blkcg;
1567
1568         list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1569                 if (blkcg->cpd[pol->plid]) {
1570                         pol->cpd_free_fn(blkcg->cpd[pol->plid]);
1571                         blkcg->cpd[pol->plid] = NULL;
1572                 }
1573         }
1574 }
1575
1576 /**
1577  * blkcg_policy_register - register a blkcg policy
1578  * @pol: blkcg policy to register
1579  *
1580  * Register @pol with blkcg core.  Might sleep and @pol may be modified on
1581  * successful registration.  Returns 0 on success and -errno on failure.
1582  */
1583 int blkcg_policy_register(struct blkcg_policy *pol)
1584 {
1585         struct blkcg *blkcg;
1586         int i, ret;
1587
1588         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1589         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1590
1591         /* find an empty slot */
1592         ret = -ENOSPC;
1593         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1594                 if (!blkcg_policy[i])
1595                         break;
1596         if (i >= BLKCG_MAX_POLS) {
1597                 pr_warn("blkcg_policy_register: BLKCG_MAX_POLS too small\n");
1598                 goto err_unlock;
1599         }
1600
1601         /* Make sure cpd/pd_alloc_fn and cpd/pd_free_fn in pairs */
1602         if ((!pol->cpd_alloc_fn ^ !pol->cpd_free_fn) ||
1603                 (!pol->pd_alloc_fn ^ !pol->pd_free_fn))
1604                 goto err_unlock;
1605
1606         /* register @pol */
1607         pol->plid = i;
1608         blkcg_policy[pol->plid] = pol;
1609
1610         /* allocate and install cpd's */
1611         if (pol->cpd_alloc_fn) {
1612                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1613                         struct blkcg_policy_data *cpd;
1614
1615                         cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1616                         if (!cpd)
1617                                 goto err_free_cpds;
1618
1619                         blkcg->cpd[pol->plid] = cpd;
1620                         cpd->blkcg = blkcg;
1621                         cpd->plid = pol->plid;
1622                 }
1623         }
1624
1625         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1626
1627         /* everything is in place, add intf files for the new policy */
1628         if (pol->dfl_cftypes)
1629                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1630                                                pol->dfl_cftypes));
1631         if (pol->legacy_cftypes)
1632                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1633                                                   pol->legacy_cftypes));
1634         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1635         return 0;
1636
1637 err_free_cpds:
1638         if (pol->cpd_free_fn)
1639                 blkcg_free_all_cpd(pol);
1640
1641         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1642 err_unlock:
1643         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1644         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1645         return ret;
1646 }
1647 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_register);
1648
1649 /**
1650  * blkcg_policy_unregister - unregister a blkcg policy
1651  * @pol: blkcg policy to unregister
1652  *
1653  * Undo blkcg_policy_register(@pol).  Might sleep.
1654  */
1655 void blkcg_policy_unregister(struct blkcg_policy *pol)
1656 {
1657         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1658
1659         if (WARN_ON(blkcg_policy[pol->plid] != pol))
1660                 goto out_unlock;
1661
1662         /* kill the intf files first */
1663         if (pol->dfl_cftypes)
1664                 cgroup_rm_cftypes(pol->dfl_cftypes);
1665         if (pol->legacy_cftypes)
1666                 cgroup_rm_cftypes(pol->legacy_cftypes);
1667
1668         /* remove cpds and unregister */
1669         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1670
1671         if (pol->cpd_free_fn)
1672                 blkcg_free_all_cpd(pol);
1673
1674         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1675
1676         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1677 out_unlock:
1678         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1679 }
1680 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_unregister);
1681
1682 bool __blkcg_punt_bio_submit(struct bio *bio)
1683 {
1684         struct blkcg_gq *blkg = bio->bi_blkg;
1685
1686         /* consume the flag first */
1687         bio->bi_opf &= ~REQ_CGROUP_PUNT;
1688
1689         /* never bounce for the root cgroup */
1690         if (!blkg->parent)
1691                 return false;
1692
1693         spin_lock_bh(&blkg->async_bio_lock);
1694         bio_list_add(&blkg->async_bios, bio);
1695         spin_unlock_bh(&blkg->async_bio_lock);
1696
1697         queue_work(blkcg_punt_bio_wq, &blkg->async_bio_work);
1698         return true;
1699 }
1700
1701 /*
1702  * Scale the accumulated delay based on how long it has been since we updated
1703  * the delay.  We only call this when we are adding delay, in case it's been a
1704  * while since we added delay, and when we are checking to see if we need to
1705  * delay a task, to account for any delays that may have occurred.
1706  */
1707 static void blkcg_scale_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now)
1708 {
1709         u64 old = atomic64_read(&blkg->delay_start);
1710
1711         /* negative use_delay means no scaling, see blkcg_set_delay() */
1712         if (atomic_read(&blkg->use_delay) < 0)
1713                 return;
1714
1715         /*
1716          * We only want to scale down every second.  The idea here is that we
1717          * want to delay people for min(delay_nsec, NSEC_PER_SEC) in a certain
1718          * time window.  We only want to throttle tasks for recent delay that
1719          * has occurred, in 1 second time windows since that's the maximum
1720          * things can be throttled.  We save the current delay window in
1721          * blkg->last_delay so we know what amount is still left to be charged
1722          * to the blkg from this point onward.  blkg->last_use keeps track of
1723          * the use_delay counter.  The idea is if we're unthrottling the blkg we
1724          * are ok with whatever is happening now, and we can take away more of
1725          * the accumulated delay as we've already throttled enough that
1726          * everybody is happy with their IO latencies.
1727          */
1728         if (time_before64(old + NSEC_PER_SEC, now) &&
1729             atomic64_try_cmpxchg(&blkg->delay_start, &old, now)) {
1730                 u64 cur = atomic64_read(&blkg->delay_nsec);
1731                 u64 sub = min_t(u64, blkg->last_delay, now - old);
1732                 int cur_use = atomic_read(&blkg->use_delay);
1733
1734                 /*
1735                  * We've been unthrottled, subtract a larger chunk of our
1736                  * accumulated delay.
1737                  */
1738                 if (cur_use < blkg->last_use)
1739                         sub = max_t(u64, sub, blkg->last_delay >> 1);
1740
1741                 /*
1742                  * This shouldn't happen, but handle it anyway.  Our delay_nsec
1743                  * should only ever be growing except here where we subtract out
1744                  * min(last_delay, 1 second), but lord knows bugs happen and I'd
1745                  * rather not end up with negative numbers.
1746                  */
1747                 if (unlikely(cur < sub)) {
1748                         atomic64_set(&blkg->delay_nsec, 0);
1749                         blkg->last_delay = 0;
1750                 } else {
1751                         atomic64_sub(sub, &blkg->delay_nsec);
1752                         blkg->last_delay = cur - sub;
1753                 }
1754                 blkg->last_use = cur_use;
1755         }
1756 }
1757
1758 /*
1759  * This is called when we want to actually walk up the hierarchy and check to
1760  * see if we need to throttle, and then actually throttle if there is some
1761  * accumulated delay.  This should only be called upon return to user space so
1762  * we're not holding some lock that would induce a priority inversion.
1763  */
1764 static void blkcg_maybe_throttle_blkg(struct blkcg_gq *blkg, bool use_memdelay)
1765 {
1766         unsigned long pflags;
1767         bool clamp;
1768         u64 now = ktime_to_ns(ktime_get());
1769         u64 exp;
1770         u64 delay_nsec = 0;
1771         int tok;
1772
1773         while (blkg->parent) {
1774                 int use_delay = atomic_read(&blkg->use_delay);
1775
1776                 if (use_delay) {
1777                         u64 this_delay;
1778
1779                         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1780                         this_delay = atomic64_read(&blkg->delay_nsec);
1781                         if (this_delay > delay_nsec) {
1782                                 delay_nsec = this_delay;
1783                                 clamp = use_delay > 0;
1784                         }
1785                 }
1786                 blkg = blkg->parent;
1787         }
1788
1789         if (!delay_nsec)
1790                 return;
1791
1792         /*
1793          * Let's not sleep for all eternity if we've amassed a huge delay.
1794          * Swapping or metadata IO can accumulate 10's of seconds worth of
1795          * delay, and we want userspace to be able to do _something_ so cap the
1796          * delays at 0.25s. If there's 10's of seconds worth of delay then the
1797          * tasks will be delayed for 0.25 second for every syscall. If
1798          * blkcg_set_delay() was used as indicated by negative use_delay, the
1799          * caller is responsible for regulating the range.
1800          */
1801         if (clamp)
1802                 delay_nsec = min_t(u64, delay_nsec, 250 * NSEC_PER_MSEC);
1803
1804         if (use_memdelay)
1805                 psi_memstall_enter(&pflags);
1806
1807         exp = ktime_add_ns(now, delay_nsec);
1808         tok = io_schedule_prepare();
1809         do {
1810                 __set_current_state(TASK_KILLABLE);
1811                 if (!schedule_hrtimeout(&exp, HRTIMER_MODE_ABS))
1812                         break;
1813         } while (!fatal_signal_pending(current));
1814         io_schedule_finish(tok);
1815
1816         if (use_memdelay)
1817                 psi_memstall_leave(&pflags);
1818 }
1819
1820 /**
1821  * blkcg_maybe_throttle_current - throttle the current task if it has been marked
1822  *
1823  * This is only called if we've been marked with set_notify_resume().  Obviously
1824  * we can be set_notify_resume() for reasons other than blkcg throttling, so we
1825  * check to see if current->throttle_disk is set and if not this doesn't do
1826  * anything.  This should only ever be called by the resume code, it's not meant
1827  * to be called by people willy-nilly as it will actually do the work to
1828  * throttle the task if it is setup for throttling.
1829  */
1830 void blkcg_maybe_throttle_current(void)
1831 {
1832         struct gendisk *disk = current->throttle_disk;
1833         struct blkcg *blkcg;
1834         struct blkcg_gq *blkg;
1835         bool use_memdelay = current->use_memdelay;
1836
1837         if (!disk)
1838                 return;
1839
1840         current->throttle_disk = NULL;
1841         current->use_memdelay = false;
1842
1843         rcu_read_lock();
1844         blkcg = css_to_blkcg(blkcg_css());
1845         if (!blkcg)
1846                 goto out;
1847         blkg = blkg_lookup(blkcg, disk->queue);
1848         if (!blkg)
1849                 goto out;
1850         if (!blkg_tryget(blkg))
1851                 goto out;
1852         rcu_read_unlock();
1853
1854         blkcg_maybe_throttle_blkg(blkg, use_memdelay);
1855         blkg_put(blkg);
1856         put_disk(disk);
1857         return;
1858 out:
1859         rcu_read_unlock();
1860 }
1861
1862 /**
1863  * blkcg_schedule_throttle - this task needs to check for throttling
1864  * @disk: disk to throttle
1865  * @use_memdelay: do we charge this to memory delay for PSI
1866  *
1867  * This is called by the IO controller when we know there's delay accumulated
1868  * for the blkg for this task.  We do not pass the blkg because there are places
1869  * we call this that may not have that information, the swapping code for
1870  * instance will only have a block_device at that point.  This set's the
1871  * notify_resume for the task to check and see if it requires throttling before
1872  * returning to user space.
1873  *
1874  * We will only schedule once per syscall.  You can call this over and over
1875  * again and it will only do the check once upon return to user space, and only
1876  * throttle once.  If the task needs to be throttled again it'll need to be
1877  * re-set at the next time we see the task.
1878  */
1879 void blkcg_schedule_throttle(struct gendisk *disk, bool use_memdelay)
1880 {
1881         if (unlikely(current->flags & PF_KTHREAD))
1882                 return;
1883
1884         if (current->throttle_disk != disk) {
1885                 if (test_bit(GD_DEAD, &disk->state))
1886                         return;
1887                 get_device(disk_to_dev(disk));
1888
1889                 if (current->throttle_disk)
1890                         put_disk(current->throttle_disk);
1891                 current->throttle_disk = disk;
1892         }
1893
1894         if (use_memdelay)
1895                 current->use_memdelay = use_memdelay;
1896         set_notify_resume(current);
1897 }
1898
1899 /**
1900  * blkcg_add_delay - add delay to this blkg
1901  * @blkg: blkg of interest
1902  * @now: the current time in nanoseconds
1903  * @delta: how many nanoseconds of delay to add
1904  *
1905  * Charge @delta to the blkg's current delay accumulation.  This is used to
1906  * throttle tasks if an IO controller thinks we need more throttling.
1907  */
1908 void blkcg_add_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now, u64 delta)
1909 {
1910         if (WARN_ON_ONCE(atomic_read(&blkg->use_delay) < 0))
1911                 return;
1912         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1913         atomic64_add(delta, &blkg->delay_nsec);
1914 }
1915
1916 /**
1917  * blkg_tryget_closest - try and get a blkg ref on the closet blkg
1918  * @bio: target bio
1919  * @css: target css
1920  *
1921  * As the failure mode here is to walk up the blkg tree, this ensure that the
1922  * blkg->parent pointers are always valid.  This returns the blkg that it ended
1923  * up taking a reference on or %NULL if no reference was taken.
1924  */
1925 static inline struct blkcg_gq *blkg_tryget_closest(struct bio *bio,
1926                 struct cgroup_subsys_state *css)
1927 {
1928         struct blkcg_gq *blkg, *ret_blkg = NULL;
1929
1930         rcu_read_lock();
1931         blkg = blkg_lookup_create(css_to_blkcg(css), bio->bi_bdev->bd_disk);
1932         while (blkg) {
1933                 if (blkg_tryget(blkg)) {
1934                         ret_blkg = blkg;
1935                         break;
1936                 }
1937                 blkg = blkg->parent;
1938         }
1939         rcu_read_unlock();
1940
1941         return ret_blkg;
1942 }
1943
1944 /**
1945  * bio_associate_blkg_from_css - associate a bio with a specified css
1946  * @bio: target bio
1947  * @css: target css
1948  *
1949  * Associate @bio with the blkg found by combining the css's blkg and the
1950  * request_queue of the @bio.  An association failure is handled by walking up
1951  * the blkg tree.  Therefore, the blkg associated can be anything between @blkg
1952  * and q->root_blkg.  This situation only happens when a cgroup is dying and
1953  * then the remaining bios will spill to the closest alive blkg.
1954  *
1955  * A reference will be taken on the blkg and will be released when @bio is
1956  * freed.
1957  */
1958 void bio_associate_blkg_from_css(struct bio *bio,
1959                                  struct cgroup_subsys_state *css)
1960 {
1961         if (bio->bi_blkg)
1962                 blkg_put(bio->bi_blkg);
1963
1964         if (css && css->parent) {
1965                 bio->bi_blkg = blkg_tryget_closest(bio, css);
1966         } else {
1967                 blkg_get(bdev_get_queue(bio->bi_bdev)->root_blkg);
1968                 bio->bi_blkg = bdev_get_queue(bio->bi_bdev)->root_blkg;
1969         }
1970 }
1971 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg_from_css);
1972
1973 /**
1974  * bio_associate_blkg - associate a bio with a blkg
1975  * @bio: target bio
1976  *
1977  * Associate @bio with the blkg found from the bio's css and request_queue.
1978  * If one is not found, bio_lookup_blkg() creates the blkg.  If a blkg is
1979  * already associated, the css is reused and association redone as the
1980  * request_queue may have changed.
1981  */
1982 void bio_associate_blkg(struct bio *bio)
1983 {
1984         struct cgroup_subsys_state *css;
1985
1986         rcu_read_lock();
1987
1988         if (bio->bi_blkg)
1989                 css = bio_blkcg_css(bio);
1990         else
1991                 css = blkcg_css();
1992
1993         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
1994
1995         rcu_read_unlock();
1996 }
1997 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg);
1998
1999 /**
2000  * bio_clone_blkg_association - clone blkg association from src to dst bio
2001  * @dst: destination bio
2002  * @src: source bio
2003  */
2004 void bio_clone_blkg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
2005 {
2006         if (src->bi_blkg)
2007                 bio_associate_blkg_from_css(dst, bio_blkcg_css(src));
2008 }
2009 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_clone_blkg_association);
2010
2011 static int blk_cgroup_io_type(struct bio *bio)
2012 {
2013         if (op_is_discard(bio->bi_opf))
2014                 return BLKG_IOSTAT_DISCARD;
2015         if (op_is_write(bio->bi_opf))
2016                 return BLKG_IOSTAT_WRITE;
2017         return BLKG_IOSTAT_READ;
2018 }
2019
2020 void blk_cgroup_bio_start(struct bio *bio)
2021 {
2022         struct blkcg *blkcg = bio->bi_blkg->blkcg;
2023         int rwd = blk_cgroup_io_type(bio), cpu;
2024         struct blkg_iostat_set *bis;
2025         unsigned long flags;
2026
2027         /* Root-level stats are sourced from system-wide IO stats */
2028         if (!cgroup_parent(blkcg->css.cgroup))
2029                 return;
2030
2031         cpu = get_cpu();
2032         bis = per_cpu_ptr(bio->bi_blkg->iostat_cpu, cpu);
2033         flags = u64_stats_update_begin_irqsave(&bis->sync);
2034
2035         /*
2036          * If the bio is flagged with BIO_CGROUP_ACCT it means this is a split
2037          * bio and we would have already accounted for the size of the bio.
2038          */
2039         if (!bio_flagged(bio, BIO_CGROUP_ACCT)) {
2040                 bio_set_flag(bio, BIO_CGROUP_ACCT);
2041                 bis->cur.bytes[rwd] += bio->bi_iter.bi_size;
2042         }
2043         bis->cur.ios[rwd]++;
2044
2045         /*
2046          * If the iostat_cpu isn't in a lockless list, put it into the
2047          * list to indicate that a stat update is pending.
2048          */
2049         if (!READ_ONCE(bis->lqueued)) {
2050                 struct llist_head *lhead = this_cpu_ptr(blkcg->lhead);
2051
2052                 llist_add(&bis->lnode, lhead);
2053                 WRITE_ONCE(bis->lqueued, true);
2054                 percpu_ref_get(&bis->blkg->refcnt);
2055         }
2056
2057         u64_stats_update_end_irqrestore(&bis->sync, flags);
2058         if (cgroup_subsys_on_dfl(io_cgrp_subsys))
2059                 cgroup_rstat_updated(blkcg->css.cgroup, cpu);
2060         put_cpu();
2061 }
2062
2063 bool blk_cgroup_congested(void)
2064 {
2065         struct cgroup_subsys_state *css;
2066         bool ret = false;
2067
2068         rcu_read_lock();
2069         for (css = blkcg_css(); css; css = css->parent) {
2070                 if (atomic_read(&css->cgroup->congestion_count)) {
2071                         ret = true;
2072                         break;
2073                 }
2074         }
2075         rcu_read_unlock();
2076         return ret;
2077 }
2078
2079 static int __init blkcg_init(void)
2080 {
2081         blkcg_punt_bio_wq = alloc_workqueue("blkcg_punt_bio",
2082                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_FREEZABLE |
2083                                             WQ_UNBOUND | WQ_SYSFS, 0);
2084         if (!blkcg_punt_bio_wq)
2085                 return -ENOMEM;
2086         return 0;
2087 }
2088 subsys_initcall(blkcg_init);
2089
2090 module_param(blkcg_debug_stats, bool, 0644);
2091 MODULE_PARM_DESC(blkcg_debug_stats, "True if you want debug stats, false if not");