Merge tag 'ext4_for_linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tytso...
[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/genhd.h>
27 #include <linux/delay.h>
28 #include <linux/atomic.h>
29 #include <linux/ctype.h>
30 #include <linux/blk-cgroup.h>
31 #include <linux/tracehook.h>
32 #include <linux/psi.h>
33 #include "blk.h"
34
35 #define MAX_KEY_LEN 100
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 static bool blkcg_policy_enabled(struct request_queue *q,
61                                  const struct blkcg_policy *pol)
62 {
63         return pol && test_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
64 }
65
66 /**
67  * blkg_free - free a blkg
68  * @blkg: blkg to free
69  *
70  * Free @blkg which may be partially allocated.
71  */
72 static void blkg_free(struct blkcg_gq *blkg)
73 {
74         int i;
75
76         if (!blkg)
77                 return;
78
79         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
80                 if (blkg->pd[i])
81                         blkcg_policy[i]->pd_free_fn(blkg->pd[i]);
82
83         free_percpu(blkg->iostat_cpu);
84         percpu_ref_exit(&blkg->refcnt);
85         kfree(blkg);
86 }
87
88 static void __blkg_release(struct rcu_head *rcu)
89 {
90         struct blkcg_gq *blkg = container_of(rcu, struct blkcg_gq, rcu_head);
91
92         WARN_ON(!bio_list_empty(&blkg->async_bios));
93
94         /* release the blkcg and parent blkg refs this blkg has been holding */
95         css_put(&blkg->blkcg->css);
96         if (blkg->parent)
97                 blkg_put(blkg->parent);
98         blkg_free(blkg);
99 }
100
101 /*
102  * A group is RCU protected, but having an rcu lock does not mean that one
103  * can access all the fields of blkg and assume these are valid.  For
104  * example, don't try to follow throtl_data and request queue links.
105  *
106  * Having a reference to blkg under an rcu allows accesses to only values
107  * local to groups like group stats and group rate limits.
108  */
109 static void blkg_release(struct percpu_ref *ref)
110 {
111         struct blkcg_gq *blkg = container_of(ref, struct blkcg_gq, refcnt);
112
113         call_rcu(&blkg->rcu_head, __blkg_release);
114 }
115
116 static void blkg_async_bio_workfn(struct work_struct *work)
117 {
118         struct blkcg_gq *blkg = container_of(work, struct blkcg_gq,
119                                              async_bio_work);
120         struct bio_list bios = BIO_EMPTY_LIST;
121         struct bio *bio;
122
123         /* as long as there are pending bios, @blkg can't go away */
124         spin_lock_bh(&blkg->async_bio_lock);
125         bio_list_merge(&bios, &blkg->async_bios);
126         bio_list_init(&blkg->async_bios);
127         spin_unlock_bh(&blkg->async_bio_lock);
128
129         while ((bio = bio_list_pop(&bios)))
130                 submit_bio(bio);
131 }
132
133 /**
134  * blkg_alloc - allocate a blkg
135  * @blkcg: block cgroup the new blkg is associated with
136  * @q: request_queue the new blkg is associated with
137  * @gfp_mask: allocation mask to use
138  *
139  * Allocate a new blkg assocating @blkcg and @q.
140  */
141 static struct blkcg_gq *blkg_alloc(struct blkcg *blkcg, struct request_queue *q,
142                                    gfp_t gfp_mask)
143 {
144         struct blkcg_gq *blkg;
145         int i, cpu;
146
147         /* alloc and init base part */
148         blkg = kzalloc_node(sizeof(*blkg), gfp_mask, q->node);
149         if (!blkg)
150                 return NULL;
151
152         if (percpu_ref_init(&blkg->refcnt, blkg_release, 0, gfp_mask))
153                 goto err_free;
154
155         blkg->iostat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct blkg_iostat_set, gfp_mask);
156         if (!blkg->iostat_cpu)
157                 goto err_free;
158
159         blkg->q = q;
160         INIT_LIST_HEAD(&blkg->q_node);
161         spin_lock_init(&blkg->async_bio_lock);
162         bio_list_init(&blkg->async_bios);
163         INIT_WORK(&blkg->async_bio_work, blkg_async_bio_workfn);
164         blkg->blkcg = blkcg;
165
166         u64_stats_init(&blkg->iostat.sync);
167         for_each_possible_cpu(cpu)
168                 u64_stats_init(&per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu)->sync);
169
170         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
171                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
172                 struct blkg_policy_data *pd;
173
174                 if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
175                         continue;
176
177                 /* alloc per-policy data and attach it to blkg */
178                 pd = pol->pd_alloc_fn(gfp_mask, q, blkcg);
179                 if (!pd)
180                         goto err_free;
181
182                 blkg->pd[i] = pd;
183                 pd->blkg = blkg;
184                 pd->plid = i;
185         }
186
187         return blkg;
188
189 err_free:
190         blkg_free(blkg);
191         return NULL;
192 }
193
194 struct blkcg_gq *blkg_lookup_slowpath(struct blkcg *blkcg,
195                                       struct request_queue *q, bool update_hint)
196 {
197         struct blkcg_gq *blkg;
198
199         /*
200          * Hint didn't match.  Look up from the radix tree.  Note that the
201          * hint can only be updated under queue_lock as otherwise @blkg
202          * could have already been removed from blkg_tree.  The caller is
203          * responsible for grabbing queue_lock if @update_hint.
204          */
205         blkg = radix_tree_lookup(&blkcg->blkg_tree, q->id);
206         if (blkg && blkg->q == q) {
207                 if (update_hint) {
208                         lockdep_assert_held(&q->queue_lock);
209                         rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, blkg);
210                 }
211                 return blkg;
212         }
213
214         return NULL;
215 }
216 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_lookup_slowpath);
217
218 /*
219  * If @new_blkg is %NULL, this function tries to allocate a new one as
220  * necessary using %GFP_NOWAIT.  @new_blkg is always consumed on return.
221  */
222 static struct blkcg_gq *blkg_create(struct blkcg *blkcg,
223                                     struct request_queue *q,
224                                     struct blkcg_gq *new_blkg)
225 {
226         struct blkcg_gq *blkg;
227         int i, ret;
228
229         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
230         lockdep_assert_held(&q->queue_lock);
231
232         /* request_queue is dying, do not create/recreate a blkg */
233         if (blk_queue_dying(q)) {
234                 ret = -ENODEV;
235                 goto err_free_blkg;
236         }
237
238         /* blkg holds a reference to blkcg */
239         if (!css_tryget_online(&blkcg->css)) {
240                 ret = -ENODEV;
241                 goto err_free_blkg;
242         }
243
244         /* allocate */
245         if (!new_blkg) {
246                 new_blkg = blkg_alloc(blkcg, q, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
247                 if (unlikely(!new_blkg)) {
248                         ret = -ENOMEM;
249                         goto err_put_css;
250                 }
251         }
252         blkg = new_blkg;
253
254         /* link parent */
255         if (blkcg_parent(blkcg)) {
256                 blkg->parent = __blkg_lookup(blkcg_parent(blkcg), q, false);
257                 if (WARN_ON_ONCE(!blkg->parent)) {
258                         ret = -ENODEV;
259                         goto err_put_css;
260                 }
261                 blkg_get(blkg->parent);
262         }
263
264         /* invoke per-policy init */
265         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
266                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
267
268                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_init_fn)
269                         pol->pd_init_fn(blkg->pd[i]);
270         }
271
272         /* insert */
273         spin_lock(&blkcg->lock);
274         ret = radix_tree_insert(&blkcg->blkg_tree, q->id, blkg);
275         if (likely(!ret)) {
276                 hlist_add_head_rcu(&blkg->blkcg_node, &blkcg->blkg_list);
277                 list_add(&blkg->q_node, &q->blkg_list);
278
279                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
280                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
281
282                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_online_fn)
283                                 pol->pd_online_fn(blkg->pd[i]);
284                 }
285         }
286         blkg->online = true;
287         spin_unlock(&blkcg->lock);
288
289         if (!ret)
290                 return blkg;
291
292         /* @blkg failed fully initialized, use the usual release path */
293         blkg_put(blkg);
294         return ERR_PTR(ret);
295
296 err_put_css:
297         css_put(&blkcg->css);
298 err_free_blkg:
299         blkg_free(new_blkg);
300         return ERR_PTR(ret);
301 }
302
303 /**
304  * blkg_lookup_create - lookup blkg, try to create one if not there
305  * @blkcg: blkcg of interest
306  * @q: request_queue of interest
307  *
308  * Lookup blkg for the @blkcg - @q pair.  If it doesn't exist, try to
309  * create one.  blkg creation is performed recursively from blkcg_root such
310  * that all non-root blkg's have access to the parent blkg.  This function
311  * should be called under RCU read lock and takes @q->queue_lock.
312  *
313  * Returns the blkg or the closest blkg if blkg_create() fails as it walks
314  * down from root.
315  */
316 static struct blkcg_gq *blkg_lookup_create(struct blkcg *blkcg,
317                 struct request_queue *q)
318 {
319         struct blkcg_gq *blkg;
320         unsigned long flags;
321
322         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
323
324         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
325         if (blkg)
326                 return blkg;
327
328         spin_lock_irqsave(&q->queue_lock, flags);
329         blkg = __blkg_lookup(blkcg, q, true);
330         if (blkg)
331                 goto found;
332
333         /*
334          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
335          * non-root blkgs have access to their parents.  Returns the closest
336          * blkg to the intended blkg should blkg_create() fail.
337          */
338         while (true) {
339                 struct blkcg *pos = blkcg;
340                 struct blkcg *parent = blkcg_parent(blkcg);
341                 struct blkcg_gq *ret_blkg = q->root_blkg;
342
343                 while (parent) {
344                         blkg = __blkg_lookup(parent, q, false);
345                         if (blkg) {
346                                 /* remember closest blkg */
347                                 ret_blkg = blkg;
348                                 break;
349                         }
350                         pos = parent;
351                         parent = blkcg_parent(parent);
352                 }
353
354                 blkg = blkg_create(pos, q, NULL);
355                 if (IS_ERR(blkg)) {
356                         blkg = ret_blkg;
357                         break;
358                 }
359                 if (pos == blkcg)
360                         break;
361         }
362
363 found:
364         spin_unlock_irqrestore(&q->queue_lock, flags);
365         return blkg;
366 }
367
368 static void blkg_destroy(struct blkcg_gq *blkg)
369 {
370         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
371         int i;
372
373         lockdep_assert_held(&blkg->q->queue_lock);
374         lockdep_assert_held(&blkcg->lock);
375
376         /* Something wrong if we are trying to remove same group twice */
377         WARN_ON_ONCE(list_empty(&blkg->q_node));
378         WARN_ON_ONCE(hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node));
379
380         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
381                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
382
383                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_offline_fn)
384                         pol->pd_offline_fn(blkg->pd[i]);
385         }
386
387         blkg->online = false;
388
389         radix_tree_delete(&blkcg->blkg_tree, blkg->q->id);
390         list_del_init(&blkg->q_node);
391         hlist_del_init_rcu(&blkg->blkcg_node);
392
393         /*
394          * Both setting lookup hint to and clearing it from @blkg are done
395          * under queue_lock.  If it's not pointing to @blkg now, it never
396          * will.  Hint assignment itself can race safely.
397          */
398         if (rcu_access_pointer(blkcg->blkg_hint) == blkg)
399                 rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, NULL);
400
401         /*
402          * Put the reference taken at the time of creation so that when all
403          * queues are gone, group can be destroyed.
404          */
405         percpu_ref_kill(&blkg->refcnt);
406 }
407
408 /**
409  * blkg_destroy_all - destroy all blkgs associated with a request_queue
410  * @q: request_queue of interest
411  *
412  * Destroy all blkgs associated with @q.
413  */
414 static void blkg_destroy_all(struct request_queue *q)
415 {
416         struct blkcg_gq *blkg, *n;
417
418         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
419         list_for_each_entry_safe(blkg, n, &q->blkg_list, q_node) {
420                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
421
422                 spin_lock(&blkcg->lock);
423                 blkg_destroy(blkg);
424                 spin_unlock(&blkcg->lock);
425         }
426
427         q->root_blkg = NULL;
428         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
429 }
430
431 static int blkcg_reset_stats(struct cgroup_subsys_state *css,
432                              struct cftype *cftype, u64 val)
433 {
434         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
435         struct blkcg_gq *blkg;
436         int i, cpu;
437
438         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
439         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
440
441         /*
442          * Note that stat reset is racy - it doesn't synchronize against
443          * stat updates.  This is a debug feature which shouldn't exist
444          * anyway.  If you get hit by a race, retry.
445          */
446         hlist_for_each_entry(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
447                 for_each_possible_cpu(cpu) {
448                         struct blkg_iostat_set *bis =
449                                 per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu);
450                         memset(bis, 0, sizeof(*bis));
451                 }
452                 memset(&blkg->iostat, 0, sizeof(blkg->iostat));
453
454                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
455                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
456
457                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_reset_stats_fn)
458                                 pol->pd_reset_stats_fn(blkg->pd[i]);
459                 }
460         }
461
462         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
463         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
464         return 0;
465 }
466
467 const char *blkg_dev_name(struct blkcg_gq *blkg)
468 {
469         /* some drivers (floppy) instantiate a queue w/o disk registered */
470         if (blkg->q->backing_dev_info->dev)
471                 return bdi_dev_name(blkg->q->backing_dev_info);
472         return NULL;
473 }
474
475 /**
476  * blkcg_print_blkgs - helper for printing per-blkg data
477  * @sf: seq_file to print to
478  * @blkcg: blkcg of interest
479  * @prfill: fill function to print out a blkg
480  * @pol: policy in question
481  * @data: data to be passed to @prfill
482  * @show_total: to print out sum of prfill return values or not
483  *
484  * This function invokes @prfill on each blkg of @blkcg if pd for the
485  * policy specified by @pol exists.  @prfill is invoked with @sf, the
486  * policy data and @data and the matching queue lock held.  If @show_total
487  * is %true, the sum of the return values from @prfill is printed with
488  * "Total" label at the end.
489  *
490  * This is to be used to construct print functions for
491  * cftype->read_seq_string method.
492  */
493 void blkcg_print_blkgs(struct seq_file *sf, struct blkcg *blkcg,
494                        u64 (*prfill)(struct seq_file *,
495                                      struct blkg_policy_data *, int),
496                        const struct blkcg_policy *pol, int data,
497                        bool show_total)
498 {
499         struct blkcg_gq *blkg;
500         u64 total = 0;
501
502         rcu_read_lock();
503         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
504                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
505                 if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol))
506                         total += prfill(sf, blkg->pd[pol->plid], data);
507                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
508         }
509         rcu_read_unlock();
510
511         if (show_total)
512                 seq_printf(sf, "Total %llu\n", (unsigned long long)total);
513 }
514 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_print_blkgs);
515
516 /**
517  * __blkg_prfill_u64 - prfill helper for a single u64 value
518  * @sf: seq_file to print to
519  * @pd: policy private data of interest
520  * @v: value to print
521  *
522  * Print @v to @sf for the device assocaited with @pd.
523  */
524 u64 __blkg_prfill_u64(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, u64 v)
525 {
526         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
527
528         if (!dname)
529                 return 0;
530
531         seq_printf(sf, "%s %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
532         return v;
533 }
534 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_u64);
535
536 /* Performs queue bypass and policy enabled checks then looks up blkg. */
537 static struct blkcg_gq *blkg_lookup_check(struct blkcg *blkcg,
538                                           const struct blkcg_policy *pol,
539                                           struct request_queue *q)
540 {
541         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
542         lockdep_assert_held(&q->queue_lock);
543
544         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
545                 return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
546         return __blkg_lookup(blkcg, q, true /* update_hint */);
547 }
548
549 /**
550  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
551  * @inputp: input string pointer
552  *
553  * Parse the device node prefix part, MAJ:MIN, of per-blkg config update
554  * from @input and get and return the matching gendisk.  *@inputp is
555  * updated to point past the device node prefix.  Returns an ERR_PTR()
556  * value on error.
557  *
558  * Use this function iff blkg_conf_prep() can't be used for some reason.
559  */
560 struct gendisk *blkcg_conf_get_disk(char **inputp)
561 {
562         char *input = *inputp;
563         unsigned int major, minor;
564         struct gendisk *disk;
565         int key_len, part;
566
567         if (sscanf(input, "%u:%u%n", &major, &minor, &key_len) != 2)
568                 return ERR_PTR(-EINVAL);
569
570         input += key_len;
571         if (!isspace(*input))
572                 return ERR_PTR(-EINVAL);
573         input = skip_spaces(input);
574
575         disk = get_gendisk(MKDEV(major, minor), &part);
576         if (!disk)
577                 return ERR_PTR(-ENODEV);
578         if (part) {
579                 put_disk_and_module(disk);
580                 return ERR_PTR(-ENODEV);
581         }
582
583         *inputp = input;
584         return disk;
585 }
586
587 /**
588  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
589  * @blkcg: target block cgroup
590  * @pol: target policy
591  * @input: input string
592  * @ctx: blkg_conf_ctx to be filled
593  *
594  * Parse per-blkg config update from @input and initialize @ctx with the
595  * result.  @ctx->blkg points to the blkg to be updated and @ctx->body the
596  * part of @input following MAJ:MIN.  This function returns with RCU read
597  * lock and queue lock held and must be paired with blkg_conf_finish().
598  */
599 int blkg_conf_prep(struct blkcg *blkcg, const struct blkcg_policy *pol,
600                    char *input, struct blkg_conf_ctx *ctx)
601         __acquires(rcu) __acquires(&disk->queue->queue_lock)
602 {
603         struct gendisk *disk;
604         struct request_queue *q;
605         struct blkcg_gq *blkg;
606         int ret;
607
608         disk = blkcg_conf_get_disk(&input);
609         if (IS_ERR(disk))
610                 return PTR_ERR(disk);
611
612         q = disk->queue;
613
614         rcu_read_lock();
615         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
616
617         blkg = blkg_lookup_check(blkcg, pol, q);
618         if (IS_ERR(blkg)) {
619                 ret = PTR_ERR(blkg);
620                 goto fail_unlock;
621         }
622
623         if (blkg)
624                 goto success;
625
626         /*
627          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
628          * non-root blkgs have access to their parents.
629          */
630         while (true) {
631                 struct blkcg *pos = blkcg;
632                 struct blkcg *parent;
633                 struct blkcg_gq *new_blkg;
634
635                 parent = blkcg_parent(blkcg);
636                 while (parent && !__blkg_lookup(parent, q, false)) {
637                         pos = parent;
638                         parent = blkcg_parent(parent);
639                 }
640
641                 /* Drop locks to do new blkg allocation with GFP_KERNEL. */
642                 spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
643                 rcu_read_unlock();
644
645                 new_blkg = blkg_alloc(pos, q, GFP_KERNEL);
646                 if (unlikely(!new_blkg)) {
647                         ret = -ENOMEM;
648                         goto fail;
649                 }
650
651                 rcu_read_lock();
652                 spin_lock_irq(&q->queue_lock);
653
654                 blkg = blkg_lookup_check(pos, pol, q);
655                 if (IS_ERR(blkg)) {
656                         ret = PTR_ERR(blkg);
657                         goto fail_unlock;
658                 }
659
660                 if (blkg) {
661                         blkg_free(new_blkg);
662                 } else {
663                         blkg = blkg_create(pos, q, new_blkg);
664                         if (IS_ERR(blkg)) {
665                                 ret = PTR_ERR(blkg);
666                                 goto fail_unlock;
667                         }
668                 }
669
670                 if (pos == blkcg)
671                         goto success;
672         }
673 success:
674         ctx->disk = disk;
675         ctx->blkg = blkg;
676         ctx->body = input;
677         return 0;
678
679 fail_unlock:
680         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
681         rcu_read_unlock();
682 fail:
683         put_disk_and_module(disk);
684         /*
685          * If queue was bypassing, we should retry.  Do so after a
686          * short msleep().  It isn't strictly necessary but queue
687          * can be bypassing for some time and it's always nice to
688          * avoid busy looping.
689          */
690         if (ret == -EBUSY) {
691                 msleep(10);
692                 ret = restart_syscall();
693         }
694         return ret;
695 }
696 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_prep);
697
698 /**
699  * blkg_conf_finish - finish up per-blkg config update
700  * @ctx: blkg_conf_ctx intiailized by blkg_conf_prep()
701  *
702  * Finish up after per-blkg config update.  This function must be paired
703  * with blkg_conf_prep().
704  */
705 void blkg_conf_finish(struct blkg_conf_ctx *ctx)
706         __releases(&ctx->disk->queue->queue_lock) __releases(rcu)
707 {
708         spin_unlock_irq(&ctx->disk->queue->queue_lock);
709         rcu_read_unlock();
710         put_disk_and_module(ctx->disk);
711 }
712 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_finish);
713
714 static void blkg_iostat_set(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
715 {
716         int i;
717
718         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
719                 dst->bytes[i] = src->bytes[i];
720                 dst->ios[i] = src->ios[i];
721         }
722 }
723
724 static void blkg_iostat_add(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
725 {
726         int i;
727
728         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
729                 dst->bytes[i] += src->bytes[i];
730                 dst->ios[i] += src->ios[i];
731         }
732 }
733
734 static void blkg_iostat_sub(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
735 {
736         int i;
737
738         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
739                 dst->bytes[i] -= src->bytes[i];
740                 dst->ios[i] -= src->ios[i];
741         }
742 }
743
744 static void blkcg_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
745 {
746         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
747         struct blkcg_gq *blkg;
748
749         rcu_read_lock();
750
751         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
752                 struct blkcg_gq *parent = blkg->parent;
753                 struct blkg_iostat_set *bisc = per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu);
754                 struct blkg_iostat cur, delta;
755                 unsigned int seq;
756
757                 /* fetch the current per-cpu values */
758                 do {
759                         seq = u64_stats_fetch_begin(&bisc->sync);
760                         blkg_iostat_set(&cur, &bisc->cur);
761                 } while (u64_stats_fetch_retry(&bisc->sync, seq));
762
763                 /* propagate percpu delta to global */
764                 u64_stats_update_begin(&blkg->iostat.sync);
765                 blkg_iostat_set(&delta, &cur);
766                 blkg_iostat_sub(&delta, &bisc->last);
767                 blkg_iostat_add(&blkg->iostat.cur, &delta);
768                 blkg_iostat_add(&bisc->last, &delta);
769                 u64_stats_update_end(&blkg->iostat.sync);
770
771                 /* propagate global delta to parent */
772                 if (parent) {
773                         u64_stats_update_begin(&parent->iostat.sync);
774                         blkg_iostat_set(&delta, &blkg->iostat.cur);
775                         blkg_iostat_sub(&delta, &blkg->iostat.last);
776                         blkg_iostat_add(&parent->iostat.cur, &delta);
777                         blkg_iostat_add(&blkg->iostat.last, &delta);
778                         u64_stats_update_end(&parent->iostat.sync);
779                 }
780         }
781
782         rcu_read_unlock();
783 }
784
785 /*
786  * The rstat algorithms intentionally don't handle the root cgroup to avoid
787  * incurring overhead when no cgroups are defined. For that reason,
788  * cgroup_rstat_flush in blkcg_print_stat does not actually fill out the
789  * iostat in the root cgroup's blkcg_gq.
790  *
791  * However, we would like to re-use the printing code between the root and
792  * non-root cgroups to the extent possible. For that reason, we simulate
793  * flushing the root cgroup's stats by explicitly filling in the iostat
794  * with disk level statistics.
795  */
796 static void blkcg_fill_root_iostats(void)
797 {
798         struct class_dev_iter iter;
799         struct device *dev;
800
801         class_dev_iter_init(&iter, &block_class, NULL, &disk_type);
802         while ((dev = class_dev_iter_next(&iter))) {
803                 struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
804                 struct hd_struct *part = disk_get_part(disk, 0);
805                 struct blkcg_gq *blkg = blk_queue_root_blkg(disk->queue);
806                 struct blkg_iostat tmp;
807                 int cpu;
808
809                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
810                 for_each_possible_cpu(cpu) {
811                         struct disk_stats *cpu_dkstats;
812
813                         cpu_dkstats = per_cpu_ptr(part->dkstats, cpu);
814                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_READ] +=
815                                 cpu_dkstats->ios[STAT_READ];
816                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_WRITE] +=
817                                 cpu_dkstats->ios[STAT_WRITE];
818                         tmp.ios[BLKG_IOSTAT_DISCARD] +=
819                                 cpu_dkstats->ios[STAT_DISCARD];
820                         // convert sectors to bytes
821                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_READ] +=
822                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_READ] << 9;
823                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_WRITE] +=
824                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_WRITE] << 9;
825                         tmp.bytes[BLKG_IOSTAT_DISCARD] +=
826                                 cpu_dkstats->sectors[STAT_DISCARD] << 9;
827
828                         u64_stats_update_begin(&blkg->iostat.sync);
829                         blkg_iostat_set(&blkg->iostat.cur, &tmp);
830                         u64_stats_update_end(&blkg->iostat.sync);
831                 }
832         }
833 }
834
835 static int blkcg_print_stat(struct seq_file *sf, void *v)
836 {
837         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(seq_css(sf));
838         struct blkcg_gq *blkg;
839
840         if (!seq_css(sf)->parent)
841                 blkcg_fill_root_iostats();
842         else
843                 cgroup_rstat_flush(blkcg->css.cgroup);
844
845         rcu_read_lock();
846
847         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
848                 struct blkg_iostat_set *bis = &blkg->iostat;
849                 const char *dname;
850                 char *buf;
851                 u64 rbytes, wbytes, rios, wios, dbytes, dios;
852                 size_t size = seq_get_buf(sf, &buf), off = 0;
853                 int i;
854                 bool has_stats = false;
855                 unsigned seq;
856
857                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
858
859                 if (!blkg->online)
860                         goto skip;
861
862                 dname = blkg_dev_name(blkg);
863                 if (!dname)
864                         goto skip;
865
866                 /*
867                  * Hooray string manipulation, count is the size written NOT
868                  * INCLUDING THE \0, so size is now count+1 less than what we
869                  * had before, but we want to start writing the next bit from
870                  * the \0 so we only add count to buf.
871                  */
872                 off += scnprintf(buf+off, size-off, "%s ", dname);
873
874                 do {
875                         seq = u64_stats_fetch_begin(&bis->sync);
876
877                         rbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_READ];
878                         wbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_WRITE];
879                         dbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
880                         rios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_READ];
881                         wios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_WRITE];
882                         dios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
883                 } while (u64_stats_fetch_retry(&bis->sync, seq));
884
885                 if (rbytes || wbytes || rios || wios) {
886                         has_stats = true;
887                         off += scnprintf(buf+off, size-off,
888                                          "rbytes=%llu wbytes=%llu rios=%llu wios=%llu dbytes=%llu dios=%llu",
889                                          rbytes, wbytes, rios, wios,
890                                          dbytes, dios);
891                 }
892
893                 if (blkcg_debug_stats && atomic_read(&blkg->use_delay)) {
894                         has_stats = true;
895                         off += scnprintf(buf+off, size-off,
896                                          " use_delay=%d delay_nsec=%llu",
897                                          atomic_read(&blkg->use_delay),
898                                         (unsigned long long)atomic64_read(&blkg->delay_nsec));
899                 }
900
901                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
902                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
903                         size_t written;
904
905                         if (!blkg->pd[i] || !pol->pd_stat_fn)
906                                 continue;
907
908                         written = pol->pd_stat_fn(blkg->pd[i], buf+off, size-off);
909                         if (written)
910                                 has_stats = true;
911                         off += written;
912                 }
913
914                 if (has_stats) {
915                         if (off < size - 1) {
916                                 off += scnprintf(buf+off, size-off, "\n");
917                                 seq_commit(sf, off);
918                         } else {
919                                 seq_commit(sf, -1);
920                         }
921                 }
922         skip:
923                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
924         }
925
926         rcu_read_unlock();
927         return 0;
928 }
929
930 static struct cftype blkcg_files[] = {
931         {
932                 .name = "stat",
933                 .seq_show = blkcg_print_stat,
934         },
935         { }     /* terminate */
936 };
937
938 static struct cftype blkcg_legacy_files[] = {
939         {
940                 .name = "reset_stats",
941                 .write_u64 = blkcg_reset_stats,
942         },
943         { }     /* terminate */
944 };
945
946 /*
947  * blkcg destruction is a three-stage process.
948  *
949  * 1. Destruction starts.  The blkcg_css_offline() callback is invoked
950  *    which offlines writeback.  Here we tie the next stage of blkg destruction
951  *    to the completion of writeback associated with the blkcg.  This lets us
952  *    avoid punting potentially large amounts of outstanding writeback to root
953  *    while maintaining any ongoing policies.  The next stage is triggered when
954  *    the nr_cgwbs count goes to zero.
955  *
956  * 2. When the nr_cgwbs count goes to zero, blkcg_destroy_blkgs() is called
957  *    and handles the destruction of blkgs.  Here the css reference held by
958  *    the blkg is put back eventually allowing blkcg_css_free() to be called.
959  *    This work may occur in cgwb_release_workfn() on the cgwb_release
960  *    workqueue.  Any submitted ios that fail to get the blkg ref will be
961  *    punted to the root_blkg.
962  *
963  * 3. Once the blkcg ref count goes to zero, blkcg_css_free() is called.
964  *    This finally frees the blkcg.
965  */
966
967 /**
968  * blkcg_css_offline - cgroup css_offline callback
969  * @css: css of interest
970  *
971  * This function is called when @css is about to go away.  Here the cgwbs are
972  * offlined first and only once writeback associated with the blkcg has
973  * finished do we start step 2 (see above).
974  */
975 static void blkcg_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
976 {
977         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
978
979         /* this prevents anyone from attaching or migrating to this blkcg */
980         wb_blkcg_offline(blkcg);
981
982         /* put the base online pin allowing step 2 to be triggered */
983         blkcg_unpin_online(blkcg);
984 }
985
986 /**
987  * blkcg_destroy_blkgs - responsible for shooting down blkgs
988  * @blkcg: blkcg of interest
989  *
990  * blkgs should be removed while holding both q and blkcg locks.  As blkcg lock
991  * is nested inside q lock, this function performs reverse double lock dancing.
992  * Destroying the blkgs releases the reference held on the blkcg's css allowing
993  * blkcg_css_free to eventually be called.
994  *
995  * This is the blkcg counterpart of ioc_release_fn().
996  */
997 void blkcg_destroy_blkgs(struct blkcg *blkcg)
998 {
999         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1000
1001         while (!hlist_empty(&blkcg->blkg_list)) {
1002                 struct blkcg_gq *blkg = hlist_entry(blkcg->blkg_list.first,
1003                                                 struct blkcg_gq, blkcg_node);
1004                 struct request_queue *q = blkg->q;
1005
1006                 if (spin_trylock(&q->queue_lock)) {
1007                         blkg_destroy(blkg);
1008                         spin_unlock(&q->queue_lock);
1009                 } else {
1010                         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1011                         cpu_relax();
1012                         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
1013                 }
1014         }
1015
1016         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
1017 }
1018
1019 static void blkcg_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
1020 {
1021         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
1022         int i;
1023
1024         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1025
1026         list_del(&blkcg->all_blkcgs_node);
1027
1028         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1029                 if (blkcg->cpd[i])
1030                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1031
1032         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1033
1034         kfree(blkcg);
1035 }
1036
1037 static struct cgroup_subsys_state *
1038 blkcg_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
1039 {
1040         struct blkcg *blkcg;
1041         struct cgroup_subsys_state *ret;
1042         int i;
1043
1044         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1045
1046         if (!parent_css) {
1047                 blkcg = &blkcg_root;
1048         } else {
1049                 blkcg = kzalloc(sizeof(*blkcg), GFP_KERNEL);
1050                 if (!blkcg) {
1051                         ret = ERR_PTR(-ENOMEM);
1052                         goto unlock;
1053                 }
1054         }
1055
1056         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS ; i++) {
1057                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1058                 struct blkcg_policy_data *cpd;
1059
1060                 /*
1061                  * If the policy hasn't been attached yet, wait for it
1062                  * to be attached before doing anything else. Otherwise,
1063                  * check if the policy requires any specific per-cgroup
1064                  * data: if it does, allocate and initialize it.
1065                  */
1066                 if (!pol || !pol->cpd_alloc_fn)
1067                         continue;
1068
1069                 cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1070                 if (!cpd) {
1071                         ret = ERR_PTR(-ENOMEM);
1072                         goto free_pd_blkcg;
1073                 }
1074                 blkcg->cpd[i] = cpd;
1075                 cpd->blkcg = blkcg;
1076                 cpd->plid = i;
1077                 if (pol->cpd_init_fn)
1078                         pol->cpd_init_fn(cpd);
1079         }
1080
1081         spin_lock_init(&blkcg->lock);
1082         refcount_set(&blkcg->online_pin, 1);
1083         INIT_RADIX_TREE(&blkcg->blkg_tree, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
1084         INIT_HLIST_HEAD(&blkcg->blkg_list);
1085 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
1086         INIT_LIST_HEAD(&blkcg->cgwb_list);
1087 #endif
1088         list_add_tail(&blkcg->all_blkcgs_node, &all_blkcgs);
1089
1090         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1091         return &blkcg->css;
1092
1093 free_pd_blkcg:
1094         for (i--; i >= 0; i--)
1095                 if (blkcg->cpd[i])
1096                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1097
1098         if (blkcg != &blkcg_root)
1099                 kfree(blkcg);
1100 unlock:
1101         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1102         return ret;
1103 }
1104
1105 static int blkcg_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
1106 {
1107         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
1108         struct blkcg *parent = blkcg_parent(blkcg);
1109
1110         /*
1111          * blkcg_pin_online() is used to delay blkcg offline so that blkgs
1112          * don't go offline while cgwbs are still active on them.  Pin the
1113          * parent so that offline always happens towards the root.
1114          */
1115         if (parent)
1116                 blkcg_pin_online(parent);
1117         return 0;
1118 }
1119
1120 /**
1121  * blkcg_init_queue - initialize blkcg part of request queue
1122  * @q: request_queue to initialize
1123  *
1124  * Called from blk_alloc_queue(). Responsible for initializing blkcg
1125  * part of new request_queue @q.
1126  *
1127  * RETURNS:
1128  * 0 on success, -errno on failure.
1129  */
1130 int blkcg_init_queue(struct request_queue *q)
1131 {
1132         struct blkcg_gq *new_blkg, *blkg;
1133         bool preloaded;
1134         int ret;
1135
1136         new_blkg = blkg_alloc(&blkcg_root, q, GFP_KERNEL);
1137         if (!new_blkg)
1138                 return -ENOMEM;
1139
1140         preloaded = !radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
1141
1142         /* Make sure the root blkg exists. */
1143         rcu_read_lock();
1144         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1145         blkg = blkg_create(&blkcg_root, q, new_blkg);
1146         if (IS_ERR(blkg))
1147                 goto err_unlock;
1148         q->root_blkg = blkg;
1149         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1150         rcu_read_unlock();
1151
1152         if (preloaded)
1153                 radix_tree_preload_end();
1154
1155         ret = blk_iolatency_init(q);
1156         if (ret)
1157                 goto err_destroy_all;
1158
1159         ret = blk_throtl_init(q);
1160         if (ret)
1161                 goto err_destroy_all;
1162         return 0;
1163
1164 err_destroy_all:
1165         blkg_destroy_all(q);
1166         return ret;
1167 err_unlock:
1168         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1169         rcu_read_unlock();
1170         if (preloaded)
1171                 radix_tree_preload_end();
1172         return PTR_ERR(blkg);
1173 }
1174
1175 /**
1176  * blkcg_exit_queue - exit and release blkcg part of request_queue
1177  * @q: request_queue being released
1178  *
1179  * Called from blk_exit_queue().  Responsible for exiting blkcg part.
1180  */
1181 void blkcg_exit_queue(struct request_queue *q)
1182 {
1183         blkg_destroy_all(q);
1184         blk_throtl_exit(q);
1185 }
1186
1187 /*
1188  * We cannot support shared io contexts, as we have no mean to support
1189  * two tasks with the same ioc in two different groups without major rework
1190  * of the main cic data structures.  For now we allow a task to change
1191  * its cgroup only if it's the only owner of its ioc.
1192  */
1193 static int blkcg_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
1194 {
1195         struct task_struct *task;
1196         struct cgroup_subsys_state *dst_css;
1197         struct io_context *ioc;
1198         int ret = 0;
1199
1200         /* task_lock() is needed to avoid races with exit_io_context() */
1201         cgroup_taskset_for_each(task, dst_css, tset) {
1202                 task_lock(task);
1203                 ioc = task->io_context;
1204                 if (ioc && atomic_read(&ioc->nr_tasks) > 1)
1205                         ret = -EINVAL;
1206                 task_unlock(task);
1207                 if (ret)
1208                         break;
1209         }
1210         return ret;
1211 }
1212
1213 static void blkcg_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
1214 {
1215         int i;
1216
1217         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1218
1219         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
1220                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1221                 struct blkcg *blkcg;
1222
1223                 if (!pol || !pol->cpd_bind_fn)
1224                         continue;
1225
1226                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node)
1227                         if (blkcg->cpd[pol->plid])
1228                                 pol->cpd_bind_fn(blkcg->cpd[pol->plid]);
1229         }
1230         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1231 }
1232
1233 static void blkcg_exit(struct task_struct *tsk)
1234 {
1235         if (tsk->throttle_queue)
1236                 blk_put_queue(tsk->throttle_queue);
1237         tsk->throttle_queue = NULL;
1238 }
1239
1240 struct cgroup_subsys io_cgrp_subsys = {
1241         .css_alloc = blkcg_css_alloc,
1242         .css_online = blkcg_css_online,
1243         .css_offline = blkcg_css_offline,
1244         .css_free = blkcg_css_free,
1245         .can_attach = blkcg_can_attach,
1246         .css_rstat_flush = blkcg_rstat_flush,
1247         .bind = blkcg_bind,
1248         .dfl_cftypes = blkcg_files,
1249         .legacy_cftypes = blkcg_legacy_files,
1250         .legacy_name = "blkio",
1251         .exit = blkcg_exit,
1252 #ifdef CONFIG_MEMCG
1253         /*
1254          * This ensures that, if available, memcg is automatically enabled
1255          * together on the default hierarchy so that the owner cgroup can
1256          * be retrieved from writeback pages.
1257          */
1258         .depends_on = 1 << memory_cgrp_id,
1259 #endif
1260 };
1261 EXPORT_SYMBOL_GPL(io_cgrp_subsys);
1262
1263 /**
1264  * blkcg_activate_policy - activate a blkcg policy on a request_queue
1265  * @q: request_queue of interest
1266  * @pol: blkcg policy to activate
1267  *
1268  * Activate @pol on @q.  Requires %GFP_KERNEL context.  @q goes through
1269  * bypass mode to populate its blkgs with policy_data for @pol.
1270  *
1271  * Activation happens with @q bypassed, so nobody would be accessing blkgs
1272  * from IO path.  Update of each blkg is protected by both queue and blkcg
1273  * locks so that holding either lock and testing blkcg_policy_enabled() is
1274  * always enough for dereferencing policy data.
1275  *
1276  * The caller is responsible for synchronizing [de]activations and policy
1277  * [un]registerations.  Returns 0 on success, -errno on failure.
1278  */
1279 int blkcg_activate_policy(struct request_queue *q,
1280                           const struct blkcg_policy *pol)
1281 {
1282         struct blkg_policy_data *pd_prealloc = NULL;
1283         struct blkcg_gq *blkg, *pinned_blkg = NULL;
1284         int ret;
1285
1286         if (blkcg_policy_enabled(q, pol))
1287                 return 0;
1288
1289         if (queue_is_mq(q))
1290                 blk_mq_freeze_queue(q);
1291 retry:
1292         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1293
1294         /* blkg_list is pushed at the head, reverse walk to allocate parents first */
1295         list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1296                 struct blkg_policy_data *pd;
1297
1298                 if (blkg->pd[pol->plid])
1299                         continue;
1300
1301                 /* If prealloc matches, use it; otherwise try GFP_NOWAIT */
1302                 if (blkg == pinned_blkg) {
1303                         pd = pd_prealloc;
1304                         pd_prealloc = NULL;
1305                 } else {
1306                         pd = pol->pd_alloc_fn(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN, q,
1307                                               blkg->blkcg);
1308                 }
1309
1310                 if (!pd) {
1311                         /*
1312                          * GFP_NOWAIT failed.  Free the existing one and
1313                          * prealloc for @blkg w/ GFP_KERNEL.
1314                          */
1315                         if (pinned_blkg)
1316                                 blkg_put(pinned_blkg);
1317                         blkg_get(blkg);
1318                         pinned_blkg = blkg;
1319
1320                         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1321
1322                         if (pd_prealloc)
1323                                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1324                         pd_prealloc = pol->pd_alloc_fn(GFP_KERNEL, q,
1325                                                        blkg->blkcg);
1326                         if (pd_prealloc)
1327                                 goto retry;
1328                         else
1329                                 goto enomem;
1330                 }
1331
1332                 blkg->pd[pol->plid] = pd;
1333                 pd->blkg = blkg;
1334                 pd->plid = pol->plid;
1335         }
1336
1337         /* all allocated, init in the same order */
1338         if (pol->pd_init_fn)
1339                 list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node)
1340                         pol->pd_init_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1341
1342         __set_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1343         ret = 0;
1344
1345         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1346 out:
1347         if (queue_is_mq(q))
1348                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1349         if (pinned_blkg)
1350                 blkg_put(pinned_blkg);
1351         if (pd_prealloc)
1352                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1353         return ret;
1354
1355 enomem:
1356         /* alloc failed, nothing's initialized yet, free everything */
1357         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1358         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1359                 if (blkg->pd[pol->plid]) {
1360                         pol->pd_free_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1361                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1362                 }
1363         }
1364         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1365         ret = -ENOMEM;
1366         goto out;
1367 }
1368 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_activate_policy);
1369
1370 /**
1371  * blkcg_deactivate_policy - deactivate a blkcg policy on a request_queue
1372  * @q: request_queue of interest
1373  * @pol: blkcg policy to deactivate
1374  *
1375  * Deactivate @pol on @q.  Follows the same synchronization rules as
1376  * blkcg_activate_policy().
1377  */
1378 void blkcg_deactivate_policy(struct request_queue *q,
1379                              const struct blkcg_policy *pol)
1380 {
1381         struct blkcg_gq *blkg;
1382
1383         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
1384                 return;
1385
1386         if (queue_is_mq(q))
1387                 blk_mq_freeze_queue(q);
1388
1389         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1390
1391         __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1392
1393         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1394                 if (blkg->pd[pol->plid]) {
1395                         if (pol->pd_offline_fn)
1396                                 pol->pd_offline_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1397                         pol->pd_free_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1398                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1399                 }
1400         }
1401
1402         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1403
1404         if (queue_is_mq(q))
1405                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1406 }
1407 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_deactivate_policy);
1408
1409 /**
1410  * blkcg_policy_register - register a blkcg policy
1411  * @pol: blkcg policy to register
1412  *
1413  * Register @pol with blkcg core.  Might sleep and @pol may be modified on
1414  * successful registration.  Returns 0 on success and -errno on failure.
1415  */
1416 int blkcg_policy_register(struct blkcg_policy *pol)
1417 {
1418         struct blkcg *blkcg;
1419         int i, ret;
1420
1421         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1422         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1423
1424         /* find an empty slot */
1425         ret = -ENOSPC;
1426         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1427                 if (!blkcg_policy[i])
1428                         break;
1429         if (i >= BLKCG_MAX_POLS) {
1430                 pr_warn("blkcg_policy_register: BLKCG_MAX_POLS too small\n");
1431                 goto err_unlock;
1432         }
1433
1434         /* Make sure cpd/pd_alloc_fn and cpd/pd_free_fn in pairs */
1435         if ((!pol->cpd_alloc_fn ^ !pol->cpd_free_fn) ||
1436                 (!pol->pd_alloc_fn ^ !pol->pd_free_fn))
1437                 goto err_unlock;
1438
1439         /* register @pol */
1440         pol->plid = i;
1441         blkcg_policy[pol->plid] = pol;
1442
1443         /* allocate and install cpd's */
1444         if (pol->cpd_alloc_fn) {
1445                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1446                         struct blkcg_policy_data *cpd;
1447
1448                         cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1449                         if (!cpd)
1450                                 goto err_free_cpds;
1451
1452                         blkcg->cpd[pol->plid] = cpd;
1453                         cpd->blkcg = blkcg;
1454                         cpd->plid = pol->plid;
1455                         if (pol->cpd_init_fn)
1456                                 pol->cpd_init_fn(cpd);
1457                 }
1458         }
1459
1460         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1461
1462         /* everything is in place, add intf files for the new policy */
1463         if (pol->dfl_cftypes)
1464                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1465                                                pol->dfl_cftypes));
1466         if (pol->legacy_cftypes)
1467                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1468                                                   pol->legacy_cftypes));
1469         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1470         return 0;
1471
1472 err_free_cpds:
1473         if (pol->cpd_free_fn) {
1474                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1475                         if (blkcg->cpd[pol->plid]) {
1476                                 pol->cpd_free_fn(blkcg->cpd[pol->plid]);
1477                                 blkcg->cpd[pol->plid] = NULL;
1478                         }
1479                 }
1480         }
1481         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1482 err_unlock:
1483         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1484         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1485         return ret;
1486 }
1487 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_register);
1488
1489 /**
1490  * blkcg_policy_unregister - unregister a blkcg policy
1491  * @pol: blkcg policy to unregister
1492  *
1493  * Undo blkcg_policy_register(@pol).  Might sleep.
1494  */
1495 void blkcg_policy_unregister(struct blkcg_policy *pol)
1496 {
1497         struct blkcg *blkcg;
1498
1499         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1500
1501         if (WARN_ON(blkcg_policy[pol->plid] != pol))
1502                 goto out_unlock;
1503
1504         /* kill the intf files first */
1505         if (pol->dfl_cftypes)
1506                 cgroup_rm_cftypes(pol->dfl_cftypes);
1507         if (pol->legacy_cftypes)
1508                 cgroup_rm_cftypes(pol->legacy_cftypes);
1509
1510         /* remove cpds and unregister */
1511         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1512
1513         if (pol->cpd_free_fn) {
1514                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1515                         if (blkcg->cpd[pol->plid]) {
1516                                 pol->cpd_free_fn(blkcg->cpd[pol->plid]);
1517                                 blkcg->cpd[pol->plid] = NULL;
1518                         }
1519                 }
1520         }
1521         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1522
1523         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1524 out_unlock:
1525         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1526 }
1527 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_unregister);
1528
1529 bool __blkcg_punt_bio_submit(struct bio *bio)
1530 {
1531         struct blkcg_gq *blkg = bio->bi_blkg;
1532
1533         /* consume the flag first */
1534         bio->bi_opf &= ~REQ_CGROUP_PUNT;
1535
1536         /* never bounce for the root cgroup */
1537         if (!blkg->parent)
1538                 return false;
1539
1540         spin_lock_bh(&blkg->async_bio_lock);
1541         bio_list_add(&blkg->async_bios, bio);
1542         spin_unlock_bh(&blkg->async_bio_lock);
1543
1544         queue_work(blkcg_punt_bio_wq, &blkg->async_bio_work);
1545         return true;
1546 }
1547
1548 /*
1549  * Scale the accumulated delay based on how long it has been since we updated
1550  * the delay.  We only call this when we are adding delay, in case it's been a
1551  * while since we added delay, and when we are checking to see if we need to
1552  * delay a task, to account for any delays that may have occurred.
1553  */
1554 static void blkcg_scale_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now)
1555 {
1556         u64 old = atomic64_read(&blkg->delay_start);
1557
1558         /* negative use_delay means no scaling, see blkcg_set_delay() */
1559         if (atomic_read(&blkg->use_delay) < 0)
1560                 return;
1561
1562         /*
1563          * We only want to scale down every second.  The idea here is that we
1564          * want to delay people for min(delay_nsec, NSEC_PER_SEC) in a certain
1565          * time window.  We only want to throttle tasks for recent delay that
1566          * has occurred, in 1 second time windows since that's the maximum
1567          * things can be throttled.  We save the current delay window in
1568          * blkg->last_delay so we know what amount is still left to be charged
1569          * to the blkg from this point onward.  blkg->last_use keeps track of
1570          * the use_delay counter.  The idea is if we're unthrottling the blkg we
1571          * are ok with whatever is happening now, and we can take away more of
1572          * the accumulated delay as we've already throttled enough that
1573          * everybody is happy with their IO latencies.
1574          */
1575         if (time_before64(old + NSEC_PER_SEC, now) &&
1576             atomic64_cmpxchg(&blkg->delay_start, old, now) == old) {
1577                 u64 cur = atomic64_read(&blkg->delay_nsec);
1578                 u64 sub = min_t(u64, blkg->last_delay, now - old);
1579                 int cur_use = atomic_read(&blkg->use_delay);
1580
1581                 /*
1582                  * We've been unthrottled, subtract a larger chunk of our
1583                  * accumulated delay.
1584                  */
1585                 if (cur_use < blkg->last_use)
1586                         sub = max_t(u64, sub, blkg->last_delay >> 1);
1587
1588                 /*
1589                  * This shouldn't happen, but handle it anyway.  Our delay_nsec
1590                  * should only ever be growing except here where we subtract out
1591                  * min(last_delay, 1 second), but lord knows bugs happen and I'd
1592                  * rather not end up with negative numbers.
1593                  */
1594                 if (unlikely(cur < sub)) {
1595                         atomic64_set(&blkg->delay_nsec, 0);
1596                         blkg->last_delay = 0;
1597                 } else {
1598                         atomic64_sub(sub, &blkg->delay_nsec);
1599                         blkg->last_delay = cur - sub;
1600                 }
1601                 blkg->last_use = cur_use;
1602         }
1603 }
1604
1605 /*
1606  * This is called when we want to actually walk up the hierarchy and check to
1607  * see if we need to throttle, and then actually throttle if there is some
1608  * accumulated delay.  This should only be called upon return to user space so
1609  * we're not holding some lock that would induce a priority inversion.
1610  */
1611 static void blkcg_maybe_throttle_blkg(struct blkcg_gq *blkg, bool use_memdelay)
1612 {
1613         unsigned long pflags;
1614         u64 now = ktime_to_ns(ktime_get());
1615         u64 exp;
1616         u64 delay_nsec = 0;
1617         int tok;
1618
1619         while (blkg->parent) {
1620                 if (atomic_read(&blkg->use_delay)) {
1621                         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1622                         delay_nsec = max_t(u64, delay_nsec,
1623                                            atomic64_read(&blkg->delay_nsec));
1624                 }
1625                 blkg = blkg->parent;
1626         }
1627
1628         if (!delay_nsec)
1629                 return;
1630
1631         /*
1632          * Let's not sleep for all eternity if we've amassed a huge delay.
1633          * Swapping or metadata IO can accumulate 10's of seconds worth of
1634          * delay, and we want userspace to be able to do _something_ so cap the
1635          * delays at 1 second.  If there's 10's of seconds worth of delay then
1636          * the tasks will be delayed for 1 second for every syscall.
1637          */
1638         delay_nsec = min_t(u64, delay_nsec, 250 * NSEC_PER_MSEC);
1639
1640         if (use_memdelay)
1641                 psi_memstall_enter(&pflags);
1642
1643         exp = ktime_add_ns(now, delay_nsec);
1644         tok = io_schedule_prepare();
1645         do {
1646                 __set_current_state(TASK_KILLABLE);
1647                 if (!schedule_hrtimeout(&exp, HRTIMER_MODE_ABS))
1648                         break;
1649         } while (!fatal_signal_pending(current));
1650         io_schedule_finish(tok);
1651
1652         if (use_memdelay)
1653                 psi_memstall_leave(&pflags);
1654 }
1655
1656 /**
1657  * blkcg_maybe_throttle_current - throttle the current task if it has been marked
1658  *
1659  * This is only called if we've been marked with set_notify_resume().  Obviously
1660  * we can be set_notify_resume() for reasons other than blkcg throttling, so we
1661  * check to see if current->throttle_queue is set and if not this doesn't do
1662  * anything.  This should only ever be called by the resume code, it's not meant
1663  * to be called by people willy-nilly as it will actually do the work to
1664  * throttle the task if it is setup for throttling.
1665  */
1666 void blkcg_maybe_throttle_current(void)
1667 {
1668         struct request_queue *q = current->throttle_queue;
1669         struct cgroup_subsys_state *css;
1670         struct blkcg *blkcg;
1671         struct blkcg_gq *blkg;
1672         bool use_memdelay = current->use_memdelay;
1673
1674         if (!q)
1675                 return;
1676
1677         current->throttle_queue = NULL;
1678         current->use_memdelay = false;
1679
1680         rcu_read_lock();
1681         css = kthread_blkcg();
1682         if (css)
1683                 blkcg = css_to_blkcg(css);
1684         else
1685                 blkcg = css_to_blkcg(task_css(current, io_cgrp_id));
1686
1687         if (!blkcg)
1688                 goto out;
1689         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
1690         if (!blkg)
1691                 goto out;
1692         if (!blkg_tryget(blkg))
1693                 goto out;
1694         rcu_read_unlock();
1695
1696         blkcg_maybe_throttle_blkg(blkg, use_memdelay);
1697         blkg_put(blkg);
1698         blk_put_queue(q);
1699         return;
1700 out:
1701         rcu_read_unlock();
1702         blk_put_queue(q);
1703 }
1704
1705 /**
1706  * blkcg_schedule_throttle - this task needs to check for throttling
1707  * @q: the request queue IO was submitted on
1708  * @use_memdelay: do we charge this to memory delay for PSI
1709  *
1710  * This is called by the IO controller when we know there's delay accumulated
1711  * for the blkg for this task.  We do not pass the blkg because there are places
1712  * we call this that may not have that information, the swapping code for
1713  * instance will only have a request_queue at that point.  This set's the
1714  * notify_resume for the task to check and see if it requires throttling before
1715  * returning to user space.
1716  *
1717  * We will only schedule once per syscall.  You can call this over and over
1718  * again and it will only do the check once upon return to user space, and only
1719  * throttle once.  If the task needs to be throttled again it'll need to be
1720  * re-set at the next time we see the task.
1721  */
1722 void blkcg_schedule_throttle(struct request_queue *q, bool use_memdelay)
1723 {
1724         if (unlikely(current->flags & PF_KTHREAD))
1725                 return;
1726
1727         if (!blk_get_queue(q))
1728                 return;
1729
1730         if (current->throttle_queue)
1731                 blk_put_queue(current->throttle_queue);
1732         current->throttle_queue = q;
1733         if (use_memdelay)
1734                 current->use_memdelay = use_memdelay;
1735         set_notify_resume(current);
1736 }
1737
1738 /**
1739  * blkcg_add_delay - add delay to this blkg
1740  * @blkg: blkg of interest
1741  * @now: the current time in nanoseconds
1742  * @delta: how many nanoseconds of delay to add
1743  *
1744  * Charge @delta to the blkg's current delay accumulation.  This is used to
1745  * throttle tasks if an IO controller thinks we need more throttling.
1746  */
1747 void blkcg_add_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now, u64 delta)
1748 {
1749         if (WARN_ON_ONCE(atomic_read(&blkg->use_delay) < 0))
1750                 return;
1751         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1752         atomic64_add(delta, &blkg->delay_nsec);
1753 }
1754
1755 /**
1756  * blkg_tryget_closest - try and get a blkg ref on the closet blkg
1757  * @bio: target bio
1758  * @css: target css
1759  *
1760  * As the failure mode here is to walk up the blkg tree, this ensure that the
1761  * blkg->parent pointers are always valid.  This returns the blkg that it ended
1762  * up taking a reference on or %NULL if no reference was taken.
1763  */
1764 static inline struct blkcg_gq *blkg_tryget_closest(struct bio *bio,
1765                 struct cgroup_subsys_state *css)
1766 {
1767         struct blkcg_gq *blkg, *ret_blkg = NULL;
1768
1769         rcu_read_lock();
1770         blkg = blkg_lookup_create(css_to_blkcg(css), bio->bi_disk->queue);
1771         while (blkg) {
1772                 if (blkg_tryget(blkg)) {
1773                         ret_blkg = blkg;
1774                         break;
1775                 }
1776                 blkg = blkg->parent;
1777         }
1778         rcu_read_unlock();
1779
1780         return ret_blkg;
1781 }
1782
1783 /**
1784  * bio_associate_blkg_from_css - associate a bio with a specified css
1785  * @bio: target bio
1786  * @css: target css
1787  *
1788  * Associate @bio with the blkg found by combining the css's blkg and the
1789  * request_queue of the @bio.  An association failure is handled by walking up
1790  * the blkg tree.  Therefore, the blkg associated can be anything between @blkg
1791  * and q->root_blkg.  This situation only happens when a cgroup is dying and
1792  * then the remaining bios will spill to the closest alive blkg.
1793  *
1794  * A reference will be taken on the blkg and will be released when @bio is
1795  * freed.
1796  */
1797 void bio_associate_blkg_from_css(struct bio *bio,
1798                                  struct cgroup_subsys_state *css)
1799 {
1800         if (bio->bi_blkg)
1801                 blkg_put(bio->bi_blkg);
1802
1803         if (css && css->parent) {
1804                 bio->bi_blkg = blkg_tryget_closest(bio, css);
1805         } else {
1806                 blkg_get(bio->bi_disk->queue->root_blkg);
1807                 bio->bi_blkg = bio->bi_disk->queue->root_blkg;
1808         }
1809 }
1810 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg_from_css);
1811
1812 /**
1813  * bio_associate_blkg - associate a bio with a blkg
1814  * @bio: target bio
1815  *
1816  * Associate @bio with the blkg found from the bio's css and request_queue.
1817  * If one is not found, bio_lookup_blkg() creates the blkg.  If a blkg is
1818  * already associated, the css is reused and association redone as the
1819  * request_queue may have changed.
1820  */
1821 void bio_associate_blkg(struct bio *bio)
1822 {
1823         struct cgroup_subsys_state *css;
1824
1825         rcu_read_lock();
1826
1827         if (bio->bi_blkg)
1828                 css = &bio_blkcg(bio)->css;
1829         else
1830                 css = blkcg_css();
1831
1832         bio_associate_blkg_from_css(bio, css);
1833
1834         rcu_read_unlock();
1835 }
1836 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_associate_blkg);
1837
1838 /**
1839  * bio_clone_blkg_association - clone blkg association from src to dst bio
1840  * @dst: destination bio
1841  * @src: source bio
1842  */
1843 void bio_clone_blkg_association(struct bio *dst, struct bio *src)
1844 {
1845         if (src->bi_blkg) {
1846                 if (dst->bi_blkg)
1847                         blkg_put(dst->bi_blkg);
1848                 blkg_get(src->bi_blkg);
1849                 dst->bi_blkg = src->bi_blkg;
1850         }
1851 }
1852 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_clone_blkg_association);
1853
1854 static int blk_cgroup_io_type(struct bio *bio)
1855 {
1856         if (op_is_discard(bio->bi_opf))
1857                 return BLKG_IOSTAT_DISCARD;
1858         if (op_is_write(bio->bi_opf))
1859                 return BLKG_IOSTAT_WRITE;
1860         return BLKG_IOSTAT_READ;
1861 }
1862
1863 void blk_cgroup_bio_start(struct bio *bio)
1864 {
1865         int rwd = blk_cgroup_io_type(bio), cpu;
1866         struct blkg_iostat_set *bis;
1867
1868         cpu = get_cpu();
1869         bis = per_cpu_ptr(bio->bi_blkg->iostat_cpu, cpu);
1870         u64_stats_update_begin(&bis->sync);
1871
1872         /*
1873          * If the bio is flagged with BIO_CGROUP_ACCT it means this is a split
1874          * bio and we would have already accounted for the size of the bio.
1875          */
1876         if (!bio_flagged(bio, BIO_CGROUP_ACCT)) {
1877                 bio_set_flag(bio, BIO_CGROUP_ACCT);
1878                 bis->cur.bytes[rwd] += bio->bi_iter.bi_size;
1879         }
1880         bis->cur.ios[rwd]++;
1881
1882         u64_stats_update_end(&bis->sync);
1883         if (cgroup_subsys_on_dfl(io_cgrp_subsys))
1884                 cgroup_rstat_updated(bio->bi_blkg->blkcg->css.cgroup, cpu);
1885         put_cpu();
1886 }
1887
1888 static int __init blkcg_init(void)
1889 {
1890         blkcg_punt_bio_wq = alloc_workqueue("blkcg_punt_bio",
1891                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_FREEZABLE |
1892                                             WQ_UNBOUND | WQ_SYSFS, 0);
1893         if (!blkcg_punt_bio_wq)
1894                 return -ENOMEM;
1895         return 0;
1896 }
1897 subsys_initcall(blkcg_init);
1898
1899 module_param(blkcg_debug_stats, bool, 0644);
1900 MODULE_PARM_DESC(blkcg_debug_stats, "True if you want debug stats, false if not");