IB/mlx5: Optimize u64 division on 32-bit arches
[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
99         wb_congested_put(blkg->wb_congested);
100
101         blkg_free(blkg);
102 }
103
104 /*
105  * A group is RCU protected, but having an rcu lock does not mean that one
106  * can access all the fields of blkg and assume these are valid.  For
107  * example, don't try to follow throtl_data and request queue links.
108  *
109  * Having a reference to blkg under an rcu allows accesses to only values
110  * local to groups like group stats and group rate limits.
111  */
112 static void blkg_release(struct percpu_ref *ref)
113 {
114         struct blkcg_gq *blkg = container_of(ref, struct blkcg_gq, refcnt);
115
116         call_rcu(&blkg->rcu_head, __blkg_release);
117 }
118
119 static void blkg_async_bio_workfn(struct work_struct *work)
120 {
121         struct blkcg_gq *blkg = container_of(work, struct blkcg_gq,
122                                              async_bio_work);
123         struct bio_list bios = BIO_EMPTY_LIST;
124         struct bio *bio;
125
126         /* as long as there are pending bios, @blkg can't go away */
127         spin_lock_bh(&blkg->async_bio_lock);
128         bio_list_merge(&bios, &blkg->async_bios);
129         bio_list_init(&blkg->async_bios);
130         spin_unlock_bh(&blkg->async_bio_lock);
131
132         while ((bio = bio_list_pop(&bios)))
133                 submit_bio(bio);
134 }
135
136 /**
137  * blkg_alloc - allocate a blkg
138  * @blkcg: block cgroup the new blkg is associated with
139  * @q: request_queue the new blkg is associated with
140  * @gfp_mask: allocation mask to use
141  *
142  * Allocate a new blkg assocating @blkcg and @q.
143  */
144 static struct blkcg_gq *blkg_alloc(struct blkcg *blkcg, struct request_queue *q,
145                                    gfp_t gfp_mask)
146 {
147         struct blkcg_gq *blkg;
148         int i, cpu;
149
150         /* alloc and init base part */
151         blkg = kzalloc_node(sizeof(*blkg), gfp_mask, q->node);
152         if (!blkg)
153                 return NULL;
154
155         if (percpu_ref_init(&blkg->refcnt, blkg_release, 0, gfp_mask))
156                 goto err_free;
157
158         blkg->iostat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct blkg_iostat_set, gfp_mask);
159         if (!blkg->iostat_cpu)
160                 goto err_free;
161
162         blkg->q = q;
163         INIT_LIST_HEAD(&blkg->q_node);
164         spin_lock_init(&blkg->async_bio_lock);
165         bio_list_init(&blkg->async_bios);
166         INIT_WORK(&blkg->async_bio_work, blkg_async_bio_workfn);
167         blkg->blkcg = blkcg;
168
169         u64_stats_init(&blkg->iostat.sync);
170         for_each_possible_cpu(cpu)
171                 u64_stats_init(&per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu)->sync);
172
173         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
174                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
175                 struct blkg_policy_data *pd;
176
177                 if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
178                         continue;
179
180                 /* alloc per-policy data and attach it to blkg */
181                 pd = pol->pd_alloc_fn(gfp_mask, q, blkcg);
182                 if (!pd)
183                         goto err_free;
184
185                 blkg->pd[i] = pd;
186                 pd->blkg = blkg;
187                 pd->plid = i;
188         }
189
190         return blkg;
191
192 err_free:
193         blkg_free(blkg);
194         return NULL;
195 }
196
197 struct blkcg_gq *blkg_lookup_slowpath(struct blkcg *blkcg,
198                                       struct request_queue *q, bool update_hint)
199 {
200         struct blkcg_gq *blkg;
201
202         /*
203          * Hint didn't match.  Look up from the radix tree.  Note that the
204          * hint can only be updated under queue_lock as otherwise @blkg
205          * could have already been removed from blkg_tree.  The caller is
206          * responsible for grabbing queue_lock if @update_hint.
207          */
208         blkg = radix_tree_lookup(&blkcg->blkg_tree, q->id);
209         if (blkg && blkg->q == q) {
210                 if (update_hint) {
211                         lockdep_assert_held(&q->queue_lock);
212                         rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, blkg);
213                 }
214                 return blkg;
215         }
216
217         return NULL;
218 }
219 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_lookup_slowpath);
220
221 /*
222  * If @new_blkg is %NULL, this function tries to allocate a new one as
223  * necessary using %GFP_NOWAIT.  @new_blkg is always consumed on return.
224  */
225 static struct blkcg_gq *blkg_create(struct blkcg *blkcg,
226                                     struct request_queue *q,
227                                     struct blkcg_gq *new_blkg)
228 {
229         struct blkcg_gq *blkg;
230         struct bdi_writeback_congested *wb_congested;
231         int i, ret;
232
233         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
234         lockdep_assert_held(&q->queue_lock);
235
236         /* request_queue is dying, do not create/recreate a blkg */
237         if (blk_queue_dying(q)) {
238                 ret = -ENODEV;
239                 goto err_free_blkg;
240         }
241
242         /* blkg holds a reference to blkcg */
243         if (!css_tryget_online(&blkcg->css)) {
244                 ret = -ENODEV;
245                 goto err_free_blkg;
246         }
247
248         wb_congested = wb_congested_get_create(q->backing_dev_info,
249                                                blkcg->css.id,
250                                                GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
251         if (!wb_congested) {
252                 ret = -ENOMEM;
253                 goto err_put_css;
254         }
255
256         /* allocate */
257         if (!new_blkg) {
258                 new_blkg = blkg_alloc(blkcg, q, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
259                 if (unlikely(!new_blkg)) {
260                         ret = -ENOMEM;
261                         goto err_put_congested;
262                 }
263         }
264         blkg = new_blkg;
265         blkg->wb_congested = wb_congested;
266
267         /* link parent */
268         if (blkcg_parent(blkcg)) {
269                 blkg->parent = __blkg_lookup(blkcg_parent(blkcg), q, false);
270                 if (WARN_ON_ONCE(!blkg->parent)) {
271                         ret = -ENODEV;
272                         goto err_put_congested;
273                 }
274                 blkg_get(blkg->parent);
275         }
276
277         /* invoke per-policy init */
278         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
279                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
280
281                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_init_fn)
282                         pol->pd_init_fn(blkg->pd[i]);
283         }
284
285         /* insert */
286         spin_lock(&blkcg->lock);
287         ret = radix_tree_insert(&blkcg->blkg_tree, q->id, blkg);
288         if (likely(!ret)) {
289                 hlist_add_head_rcu(&blkg->blkcg_node, &blkcg->blkg_list);
290                 list_add(&blkg->q_node, &q->blkg_list);
291
292                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
293                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
294
295                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_online_fn)
296                                 pol->pd_online_fn(blkg->pd[i]);
297                 }
298         }
299         blkg->online = true;
300         spin_unlock(&blkcg->lock);
301
302         if (!ret)
303                 return blkg;
304
305         /* @blkg failed fully initialized, use the usual release path */
306         blkg_put(blkg);
307         return ERR_PTR(ret);
308
309 err_put_congested:
310         wb_congested_put(wb_congested);
311 err_put_css:
312         css_put(&blkcg->css);
313 err_free_blkg:
314         blkg_free(new_blkg);
315         return ERR_PTR(ret);
316 }
317
318 /**
319  * __blkg_lookup_create - lookup blkg, try to create one if not there
320  * @blkcg: blkcg of interest
321  * @q: request_queue of interest
322  *
323  * Lookup blkg for the @blkcg - @q pair.  If it doesn't exist, try to
324  * create one.  blkg creation is performed recursively from blkcg_root such
325  * that all non-root blkg's have access to the parent blkg.  This function
326  * should be called under RCU read lock and @q->queue_lock.
327  *
328  * Returns the blkg or the closest blkg if blkg_create() fails as it walks
329  * down from root.
330  */
331 struct blkcg_gq *__blkg_lookup_create(struct blkcg *blkcg,
332                                       struct request_queue *q)
333 {
334         struct blkcg_gq *blkg;
335
336         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
337         lockdep_assert_held(&q->queue_lock);
338
339         blkg = __blkg_lookup(blkcg, q, true);
340         if (blkg)
341                 return blkg;
342
343         /*
344          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
345          * non-root blkgs have access to their parents.  Returns the closest
346          * blkg to the intended blkg should blkg_create() fail.
347          */
348         while (true) {
349                 struct blkcg *pos = blkcg;
350                 struct blkcg *parent = blkcg_parent(blkcg);
351                 struct blkcg_gq *ret_blkg = q->root_blkg;
352
353                 while (parent) {
354                         blkg = __blkg_lookup(parent, q, false);
355                         if (blkg) {
356                                 /* remember closest blkg */
357                                 ret_blkg = blkg;
358                                 break;
359                         }
360                         pos = parent;
361                         parent = blkcg_parent(parent);
362                 }
363
364                 blkg = blkg_create(pos, q, NULL);
365                 if (IS_ERR(blkg))
366                         return ret_blkg;
367                 if (pos == blkcg)
368                         return blkg;
369         }
370 }
371
372 /**
373  * blkg_lookup_create - find or create a blkg
374  * @blkcg: target block cgroup
375  * @q: target request_queue
376  *
377  * This looks up or creates the blkg representing the unique pair
378  * of the blkcg and the request_queue.
379  */
380 struct blkcg_gq *blkg_lookup_create(struct blkcg *blkcg,
381                                     struct request_queue *q)
382 {
383         struct blkcg_gq *blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
384
385         if (unlikely(!blkg)) {
386                 unsigned long flags;
387
388                 spin_lock_irqsave(&q->queue_lock, flags);
389                 blkg = __blkg_lookup_create(blkcg, q);
390                 spin_unlock_irqrestore(&q->queue_lock, flags);
391         }
392
393         return blkg;
394 }
395
396 static void blkg_destroy(struct blkcg_gq *blkg)
397 {
398         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
399         int i;
400
401         lockdep_assert_held(&blkg->q->queue_lock);
402         lockdep_assert_held(&blkcg->lock);
403
404         /* Something wrong if we are trying to remove same group twice */
405         WARN_ON_ONCE(list_empty(&blkg->q_node));
406         WARN_ON_ONCE(hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node));
407
408         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
409                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
410
411                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_offline_fn)
412                         pol->pd_offline_fn(blkg->pd[i]);
413         }
414
415         blkg->online = false;
416
417         radix_tree_delete(&blkcg->blkg_tree, blkg->q->id);
418         list_del_init(&blkg->q_node);
419         hlist_del_init_rcu(&blkg->blkcg_node);
420
421         /*
422          * Both setting lookup hint to and clearing it from @blkg are done
423          * under queue_lock.  If it's not pointing to @blkg now, it never
424          * will.  Hint assignment itself can race safely.
425          */
426         if (rcu_access_pointer(blkcg->blkg_hint) == blkg)
427                 rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, NULL);
428
429         /*
430          * Put the reference taken at the time of creation so that when all
431          * queues are gone, group can be destroyed.
432          */
433         percpu_ref_kill(&blkg->refcnt);
434 }
435
436 /**
437  * blkg_destroy_all - destroy all blkgs associated with a request_queue
438  * @q: request_queue of interest
439  *
440  * Destroy all blkgs associated with @q.
441  */
442 static void blkg_destroy_all(struct request_queue *q)
443 {
444         struct blkcg_gq *blkg, *n;
445
446         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
447         list_for_each_entry_safe(blkg, n, &q->blkg_list, q_node) {
448                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
449
450                 spin_lock(&blkcg->lock);
451                 blkg_destroy(blkg);
452                 spin_unlock(&blkcg->lock);
453         }
454
455         q->root_blkg = NULL;
456         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
457 }
458
459 static int blkcg_reset_stats(struct cgroup_subsys_state *css,
460                              struct cftype *cftype, u64 val)
461 {
462         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
463         struct blkcg_gq *blkg;
464         int i, cpu;
465
466         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
467         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
468
469         /*
470          * Note that stat reset is racy - it doesn't synchronize against
471          * stat updates.  This is a debug feature which shouldn't exist
472          * anyway.  If you get hit by a race, retry.
473          */
474         hlist_for_each_entry(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
475                 for_each_possible_cpu(cpu) {
476                         struct blkg_iostat_set *bis =
477                                 per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu);
478                         memset(bis, 0, sizeof(*bis));
479                 }
480                 memset(&blkg->iostat, 0, sizeof(blkg->iostat));
481
482                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
483                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
484
485                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_reset_stats_fn)
486                                 pol->pd_reset_stats_fn(blkg->pd[i]);
487                 }
488         }
489
490         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
491         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
492         return 0;
493 }
494
495 const char *blkg_dev_name(struct blkcg_gq *blkg)
496 {
497         /* some drivers (floppy) instantiate a queue w/o disk registered */
498         if (blkg->q->backing_dev_info->dev)
499                 return dev_name(blkg->q->backing_dev_info->dev);
500         return NULL;
501 }
502
503 /**
504  * blkcg_print_blkgs - helper for printing per-blkg data
505  * @sf: seq_file to print to
506  * @blkcg: blkcg of interest
507  * @prfill: fill function to print out a blkg
508  * @pol: policy in question
509  * @data: data to be passed to @prfill
510  * @show_total: to print out sum of prfill return values or not
511  *
512  * This function invokes @prfill on each blkg of @blkcg if pd for the
513  * policy specified by @pol exists.  @prfill is invoked with @sf, the
514  * policy data and @data and the matching queue lock held.  If @show_total
515  * is %true, the sum of the return values from @prfill is printed with
516  * "Total" label at the end.
517  *
518  * This is to be used to construct print functions for
519  * cftype->read_seq_string method.
520  */
521 void blkcg_print_blkgs(struct seq_file *sf, struct blkcg *blkcg,
522                        u64 (*prfill)(struct seq_file *,
523                                      struct blkg_policy_data *, int),
524                        const struct blkcg_policy *pol, int data,
525                        bool show_total)
526 {
527         struct blkcg_gq *blkg;
528         u64 total = 0;
529
530         rcu_read_lock();
531         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
532                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
533                 if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol))
534                         total += prfill(sf, blkg->pd[pol->plid], data);
535                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
536         }
537         rcu_read_unlock();
538
539         if (show_total)
540                 seq_printf(sf, "Total %llu\n", (unsigned long long)total);
541 }
542 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_print_blkgs);
543
544 /**
545  * __blkg_prfill_u64 - prfill helper for a single u64 value
546  * @sf: seq_file to print to
547  * @pd: policy private data of interest
548  * @v: value to print
549  *
550  * Print @v to @sf for the device assocaited with @pd.
551  */
552 u64 __blkg_prfill_u64(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, u64 v)
553 {
554         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
555
556         if (!dname)
557                 return 0;
558
559         seq_printf(sf, "%s %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
560         return v;
561 }
562 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_u64);
563
564 /* Performs queue bypass and policy enabled checks then looks up blkg. */
565 static struct blkcg_gq *blkg_lookup_check(struct blkcg *blkcg,
566                                           const struct blkcg_policy *pol,
567                                           struct request_queue *q)
568 {
569         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
570         lockdep_assert_held(&q->queue_lock);
571
572         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
573                 return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
574         return __blkg_lookup(blkcg, q, true /* update_hint */);
575 }
576
577 /**
578  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
579  * @inputp: input string pointer
580  *
581  * Parse the device node prefix part, MAJ:MIN, of per-blkg config update
582  * from @input and get and return the matching gendisk.  *@inputp is
583  * updated to point past the device node prefix.  Returns an ERR_PTR()
584  * value on error.
585  *
586  * Use this function iff blkg_conf_prep() can't be used for some reason.
587  */
588 struct gendisk *blkcg_conf_get_disk(char **inputp)
589 {
590         char *input = *inputp;
591         unsigned int major, minor;
592         struct gendisk *disk;
593         int key_len, part;
594
595         if (sscanf(input, "%u:%u%n", &major, &minor, &key_len) != 2)
596                 return ERR_PTR(-EINVAL);
597
598         input += key_len;
599         if (!isspace(*input))
600                 return ERR_PTR(-EINVAL);
601         input = skip_spaces(input);
602
603         disk = get_gendisk(MKDEV(major, minor), &part);
604         if (!disk)
605                 return ERR_PTR(-ENODEV);
606         if (part) {
607                 put_disk_and_module(disk);
608                 return ERR_PTR(-ENODEV);
609         }
610
611         *inputp = input;
612         return disk;
613 }
614
615 /**
616  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
617  * @blkcg: target block cgroup
618  * @pol: target policy
619  * @input: input string
620  * @ctx: blkg_conf_ctx to be filled
621  *
622  * Parse per-blkg config update from @input and initialize @ctx with the
623  * result.  @ctx->blkg points to the blkg to be updated and @ctx->body the
624  * part of @input following MAJ:MIN.  This function returns with RCU read
625  * lock and queue lock held and must be paired with blkg_conf_finish().
626  */
627 int blkg_conf_prep(struct blkcg *blkcg, const struct blkcg_policy *pol,
628                    char *input, struct blkg_conf_ctx *ctx)
629         __acquires(rcu) __acquires(&disk->queue->queue_lock)
630 {
631         struct gendisk *disk;
632         struct request_queue *q;
633         struct blkcg_gq *blkg;
634         int ret;
635
636         disk = blkcg_conf_get_disk(&input);
637         if (IS_ERR(disk))
638                 return PTR_ERR(disk);
639
640         q = disk->queue;
641
642         rcu_read_lock();
643         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
644
645         blkg = blkg_lookup_check(blkcg, pol, q);
646         if (IS_ERR(blkg)) {
647                 ret = PTR_ERR(blkg);
648                 goto fail_unlock;
649         }
650
651         if (blkg)
652                 goto success;
653
654         /*
655          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
656          * non-root blkgs have access to their parents.
657          */
658         while (true) {
659                 struct blkcg *pos = blkcg;
660                 struct blkcg *parent;
661                 struct blkcg_gq *new_blkg;
662
663                 parent = blkcg_parent(blkcg);
664                 while (parent && !__blkg_lookup(parent, q, false)) {
665                         pos = parent;
666                         parent = blkcg_parent(parent);
667                 }
668
669                 /* Drop locks to do new blkg allocation with GFP_KERNEL. */
670                 spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
671                 rcu_read_unlock();
672
673                 new_blkg = blkg_alloc(pos, q, GFP_KERNEL);
674                 if (unlikely(!new_blkg)) {
675                         ret = -ENOMEM;
676                         goto fail;
677                 }
678
679                 rcu_read_lock();
680                 spin_lock_irq(&q->queue_lock);
681
682                 blkg = blkg_lookup_check(pos, pol, q);
683                 if (IS_ERR(blkg)) {
684                         ret = PTR_ERR(blkg);
685                         goto fail_unlock;
686                 }
687
688                 if (blkg) {
689                         blkg_free(new_blkg);
690                 } else {
691                         blkg = blkg_create(pos, q, new_blkg);
692                         if (IS_ERR(blkg)) {
693                                 ret = PTR_ERR(blkg);
694                                 goto fail_unlock;
695                         }
696                 }
697
698                 if (pos == blkcg)
699                         goto success;
700         }
701 success:
702         ctx->disk = disk;
703         ctx->blkg = blkg;
704         ctx->body = input;
705         return 0;
706
707 fail_unlock:
708         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
709         rcu_read_unlock();
710 fail:
711         put_disk_and_module(disk);
712         /*
713          * If queue was bypassing, we should retry.  Do so after a
714          * short msleep().  It isn't strictly necessary but queue
715          * can be bypassing for some time and it's always nice to
716          * avoid busy looping.
717          */
718         if (ret == -EBUSY) {
719                 msleep(10);
720                 ret = restart_syscall();
721         }
722         return ret;
723 }
724 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_prep);
725
726 /**
727  * blkg_conf_finish - finish up per-blkg config update
728  * @ctx: blkg_conf_ctx intiailized by blkg_conf_prep()
729  *
730  * Finish up after per-blkg config update.  This function must be paired
731  * with blkg_conf_prep().
732  */
733 void blkg_conf_finish(struct blkg_conf_ctx *ctx)
734         __releases(&ctx->disk->queue->queue_lock) __releases(rcu)
735 {
736         spin_unlock_irq(&ctx->disk->queue->queue_lock);
737         rcu_read_unlock();
738         put_disk_and_module(ctx->disk);
739 }
740 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_finish);
741
742 static int blkcg_print_stat(struct seq_file *sf, void *v)
743 {
744         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(seq_css(sf));
745         struct blkcg_gq *blkg;
746
747         cgroup_rstat_flush(blkcg->css.cgroup);
748         rcu_read_lock();
749
750         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
751                 struct blkg_iostat_set *bis = &blkg->iostat;
752                 const char *dname;
753                 char *buf;
754                 u64 rbytes, wbytes, rios, wios, dbytes, dios;
755                 size_t size = seq_get_buf(sf, &buf), off = 0;
756                 int i;
757                 bool has_stats = false;
758                 unsigned seq;
759
760                 spin_lock_irq(&blkg->q->queue_lock);
761
762                 if (!blkg->online)
763                         goto skip;
764
765                 dname = blkg_dev_name(blkg);
766                 if (!dname)
767                         goto skip;
768
769                 /*
770                  * Hooray string manipulation, count is the size written NOT
771                  * INCLUDING THE \0, so size is now count+1 less than what we
772                  * had before, but we want to start writing the next bit from
773                  * the \0 so we only add count to buf.
774                  */
775                 off += scnprintf(buf+off, size-off, "%s ", dname);
776
777                 do {
778                         seq = u64_stats_fetch_begin(&bis->sync);
779
780                         rbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_READ];
781                         wbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_WRITE];
782                         dbytes = bis->cur.bytes[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
783                         rios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_READ];
784                         wios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_WRITE];
785                         dios = bis->cur.ios[BLKG_IOSTAT_DISCARD];
786                 } while (u64_stats_fetch_retry(&bis->sync, seq));
787
788                 if (rbytes || wbytes || rios || wios) {
789                         has_stats = true;
790                         off += scnprintf(buf+off, size-off,
791                                          "rbytes=%llu wbytes=%llu rios=%llu wios=%llu dbytes=%llu dios=%llu",
792                                          rbytes, wbytes, rios, wios,
793                                          dbytes, dios);
794                 }
795
796                 if (blkcg_debug_stats && atomic_read(&blkg->use_delay)) {
797                         has_stats = true;
798                         off += scnprintf(buf+off, size-off,
799                                          " use_delay=%d delay_nsec=%llu",
800                                          atomic_read(&blkg->use_delay),
801                                         (unsigned long long)atomic64_read(&blkg->delay_nsec));
802                 }
803
804                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
805                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
806                         size_t written;
807
808                         if (!blkg->pd[i] || !pol->pd_stat_fn)
809                                 continue;
810
811                         written = pol->pd_stat_fn(blkg->pd[i], buf+off, size-off);
812                         if (written)
813                                 has_stats = true;
814                         off += written;
815                 }
816
817                 if (has_stats) {
818                         if (off < size - 1) {
819                                 off += scnprintf(buf+off, size-off, "\n");
820                                 seq_commit(sf, off);
821                         } else {
822                                 seq_commit(sf, -1);
823                         }
824                 }
825         skip:
826                 spin_unlock_irq(&blkg->q->queue_lock);
827         }
828
829         rcu_read_unlock();
830         return 0;
831 }
832
833 static struct cftype blkcg_files[] = {
834         {
835                 .name = "stat",
836                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
837                 .seq_show = blkcg_print_stat,
838         },
839         { }     /* terminate */
840 };
841
842 static struct cftype blkcg_legacy_files[] = {
843         {
844                 .name = "reset_stats",
845                 .write_u64 = blkcg_reset_stats,
846         },
847         { }     /* terminate */
848 };
849
850 /*
851  * blkcg destruction is a three-stage process.
852  *
853  * 1. Destruction starts.  The blkcg_css_offline() callback is invoked
854  *    which offlines writeback.  Here we tie the next stage of blkg destruction
855  *    to the completion of writeback associated with the blkcg.  This lets us
856  *    avoid punting potentially large amounts of outstanding writeback to root
857  *    while maintaining any ongoing policies.  The next stage is triggered when
858  *    the nr_cgwbs count goes to zero.
859  *
860  * 2. When the nr_cgwbs count goes to zero, blkcg_destroy_blkgs() is called
861  *    and handles the destruction of blkgs.  Here the css reference held by
862  *    the blkg is put back eventually allowing blkcg_css_free() to be called.
863  *    This work may occur in cgwb_release_workfn() on the cgwb_release
864  *    workqueue.  Any submitted ios that fail to get the blkg ref will be
865  *    punted to the root_blkg.
866  *
867  * 3. Once the blkcg ref count goes to zero, blkcg_css_free() is called.
868  *    This finally frees the blkcg.
869  */
870
871 /**
872  * blkcg_css_offline - cgroup css_offline callback
873  * @css: css of interest
874  *
875  * This function is called when @css is about to go away.  Here the cgwbs are
876  * offlined first and only once writeback associated with the blkcg has
877  * finished do we start step 2 (see above).
878  */
879 static void blkcg_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
880 {
881         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
882
883         /* this prevents anyone from attaching or migrating to this blkcg */
884         wb_blkcg_offline(blkcg);
885
886         /* put the base cgwb reference allowing step 2 to be triggered */
887         blkcg_cgwb_put(blkcg);
888 }
889
890 /**
891  * blkcg_destroy_blkgs - responsible for shooting down blkgs
892  * @blkcg: blkcg of interest
893  *
894  * blkgs should be removed while holding both q and blkcg locks.  As blkcg lock
895  * is nested inside q lock, this function performs reverse double lock dancing.
896  * Destroying the blkgs releases the reference held on the blkcg's css allowing
897  * blkcg_css_free to eventually be called.
898  *
899  * This is the blkcg counterpart of ioc_release_fn().
900  */
901 void blkcg_destroy_blkgs(struct blkcg *blkcg)
902 {
903         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
904
905         while (!hlist_empty(&blkcg->blkg_list)) {
906                 struct blkcg_gq *blkg = hlist_entry(blkcg->blkg_list.first,
907                                                 struct blkcg_gq, blkcg_node);
908                 struct request_queue *q = blkg->q;
909
910                 if (spin_trylock(&q->queue_lock)) {
911                         blkg_destroy(blkg);
912                         spin_unlock(&q->queue_lock);
913                 } else {
914                         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
915                         cpu_relax();
916                         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
917                 }
918         }
919
920         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
921 }
922
923 static void blkcg_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
924 {
925         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
926         int i;
927
928         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
929
930         list_del(&blkcg->all_blkcgs_node);
931
932         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
933                 if (blkcg->cpd[i])
934                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
935
936         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
937
938         kfree(blkcg);
939 }
940
941 static struct cgroup_subsys_state *
942 blkcg_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
943 {
944         struct blkcg *blkcg;
945         struct cgroup_subsys_state *ret;
946         int i;
947
948         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
949
950         if (!parent_css) {
951                 blkcg = &blkcg_root;
952         } else {
953                 blkcg = kzalloc(sizeof(*blkcg), GFP_KERNEL);
954                 if (!blkcg) {
955                         ret = ERR_PTR(-ENOMEM);
956                         goto unlock;
957                 }
958         }
959
960         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS ; i++) {
961                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
962                 struct blkcg_policy_data *cpd;
963
964                 /*
965                  * If the policy hasn't been attached yet, wait for it
966                  * to be attached before doing anything else. Otherwise,
967                  * check if the policy requires any specific per-cgroup
968                  * data: if it does, allocate and initialize it.
969                  */
970                 if (!pol || !pol->cpd_alloc_fn)
971                         continue;
972
973                 cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
974                 if (!cpd) {
975                         ret = ERR_PTR(-ENOMEM);
976                         goto free_pd_blkcg;
977                 }
978                 blkcg->cpd[i] = cpd;
979                 cpd->blkcg = blkcg;
980                 cpd->plid = i;
981                 if (pol->cpd_init_fn)
982                         pol->cpd_init_fn(cpd);
983         }
984
985         spin_lock_init(&blkcg->lock);
986         INIT_RADIX_TREE(&blkcg->blkg_tree, GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
987         INIT_HLIST_HEAD(&blkcg->blkg_list);
988 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
989         INIT_LIST_HEAD(&blkcg->cgwb_list);
990         refcount_set(&blkcg->cgwb_refcnt, 1);
991 #endif
992         list_add_tail(&blkcg->all_blkcgs_node, &all_blkcgs);
993
994         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
995         return &blkcg->css;
996
997 free_pd_blkcg:
998         for (i--; i >= 0; i--)
999                 if (blkcg->cpd[i])
1000                         blkcg_policy[i]->cpd_free_fn(blkcg->cpd[i]);
1001
1002         if (blkcg != &blkcg_root)
1003                 kfree(blkcg);
1004 unlock:
1005         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1006         return ret;
1007 }
1008
1009 /**
1010  * blkcg_init_queue - initialize blkcg part of request queue
1011  * @q: request_queue to initialize
1012  *
1013  * Called from blk_alloc_queue_node(). Responsible for initializing blkcg
1014  * part of new request_queue @q.
1015  *
1016  * RETURNS:
1017  * 0 on success, -errno on failure.
1018  */
1019 int blkcg_init_queue(struct request_queue *q)
1020 {
1021         struct blkcg_gq *new_blkg, *blkg;
1022         bool preloaded;
1023         int ret;
1024
1025         new_blkg = blkg_alloc(&blkcg_root, q, GFP_KERNEL);
1026         if (!new_blkg)
1027                 return -ENOMEM;
1028
1029         preloaded = !radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
1030
1031         /* Make sure the root blkg exists. */
1032         rcu_read_lock();
1033         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1034         blkg = blkg_create(&blkcg_root, q, new_blkg);
1035         if (IS_ERR(blkg))
1036                 goto err_unlock;
1037         q->root_blkg = blkg;
1038         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1039         rcu_read_unlock();
1040
1041         if (preloaded)
1042                 radix_tree_preload_end();
1043
1044         ret = blk_iolatency_init(q);
1045         if (ret)
1046                 goto err_destroy_all;
1047
1048         ret = blk_throtl_init(q);
1049         if (ret)
1050                 goto err_destroy_all;
1051         return 0;
1052
1053 err_destroy_all:
1054         blkg_destroy_all(q);
1055         return ret;
1056 err_unlock:
1057         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1058         rcu_read_unlock();
1059         if (preloaded)
1060                 radix_tree_preload_end();
1061         return PTR_ERR(blkg);
1062 }
1063
1064 /**
1065  * blkcg_exit_queue - exit and release blkcg part of request_queue
1066  * @q: request_queue being released
1067  *
1068  * Called from blk_exit_queue().  Responsible for exiting blkcg part.
1069  */
1070 void blkcg_exit_queue(struct request_queue *q)
1071 {
1072         blkg_destroy_all(q);
1073         blk_throtl_exit(q);
1074 }
1075
1076 /*
1077  * We cannot support shared io contexts, as we have no mean to support
1078  * two tasks with the same ioc in two different groups without major rework
1079  * of the main cic data structures.  For now we allow a task to change
1080  * its cgroup only if it's the only owner of its ioc.
1081  */
1082 static int blkcg_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
1083 {
1084         struct task_struct *task;
1085         struct cgroup_subsys_state *dst_css;
1086         struct io_context *ioc;
1087         int ret = 0;
1088
1089         /* task_lock() is needed to avoid races with exit_io_context() */
1090         cgroup_taskset_for_each(task, dst_css, tset) {
1091                 task_lock(task);
1092                 ioc = task->io_context;
1093                 if (ioc && atomic_read(&ioc->nr_tasks) > 1)
1094                         ret = -EINVAL;
1095                 task_unlock(task);
1096                 if (ret)
1097                         break;
1098         }
1099         return ret;
1100 }
1101
1102 static void blkg_iostat_set(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
1103 {
1104         int i;
1105
1106         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
1107                 dst->bytes[i] = src->bytes[i];
1108                 dst->ios[i] = src->ios[i];
1109         }
1110 }
1111
1112 static void blkg_iostat_add(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
1113 {
1114         int i;
1115
1116         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
1117                 dst->bytes[i] += src->bytes[i];
1118                 dst->ios[i] += src->ios[i];
1119         }
1120 }
1121
1122 static void blkg_iostat_sub(struct blkg_iostat *dst, struct blkg_iostat *src)
1123 {
1124         int i;
1125
1126         for (i = 0; i < BLKG_IOSTAT_NR; i++) {
1127                 dst->bytes[i] -= src->bytes[i];
1128                 dst->ios[i] -= src->ios[i];
1129         }
1130 }
1131
1132 static void blkcg_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
1133 {
1134         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
1135         struct blkcg_gq *blkg;
1136
1137         rcu_read_lock();
1138
1139         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
1140                 struct blkcg_gq *parent = blkg->parent;
1141                 struct blkg_iostat_set *bisc = per_cpu_ptr(blkg->iostat_cpu, cpu);
1142                 struct blkg_iostat cur, delta;
1143                 unsigned seq;
1144
1145                 /* fetch the current per-cpu values */
1146                 do {
1147                         seq = u64_stats_fetch_begin(&bisc->sync);
1148                         blkg_iostat_set(&cur, &bisc->cur);
1149                 } while (u64_stats_fetch_retry(&bisc->sync, seq));
1150
1151                 /* propagate percpu delta to global */
1152                 u64_stats_update_begin(&blkg->iostat.sync);
1153                 blkg_iostat_set(&delta, &cur);
1154                 blkg_iostat_sub(&delta, &bisc->last);
1155                 blkg_iostat_add(&blkg->iostat.cur, &delta);
1156                 blkg_iostat_add(&bisc->last, &delta);
1157                 u64_stats_update_end(&blkg->iostat.sync);
1158
1159                 /* propagate global delta to parent */
1160                 if (parent) {
1161                         u64_stats_update_begin(&parent->iostat.sync);
1162                         blkg_iostat_set(&delta, &blkg->iostat.cur);
1163                         blkg_iostat_sub(&delta, &blkg->iostat.last);
1164                         blkg_iostat_add(&parent->iostat.cur, &delta);
1165                         blkg_iostat_add(&blkg->iostat.last, &delta);
1166                         u64_stats_update_end(&parent->iostat.sync);
1167                 }
1168         }
1169
1170         rcu_read_unlock();
1171 }
1172
1173 static void blkcg_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
1174 {
1175         int i;
1176
1177         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1178
1179         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
1180                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
1181                 struct blkcg *blkcg;
1182
1183                 if (!pol || !pol->cpd_bind_fn)
1184                         continue;
1185
1186                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node)
1187                         if (blkcg->cpd[pol->plid])
1188                                 pol->cpd_bind_fn(blkcg->cpd[pol->plid]);
1189         }
1190         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1191 }
1192
1193 static void blkcg_exit(struct task_struct *tsk)
1194 {
1195         if (tsk->throttle_queue)
1196                 blk_put_queue(tsk->throttle_queue);
1197         tsk->throttle_queue = NULL;
1198 }
1199
1200 struct cgroup_subsys io_cgrp_subsys = {
1201         .css_alloc = blkcg_css_alloc,
1202         .css_offline = blkcg_css_offline,
1203         .css_free = blkcg_css_free,
1204         .can_attach = blkcg_can_attach,
1205         .css_rstat_flush = blkcg_rstat_flush,
1206         .bind = blkcg_bind,
1207         .dfl_cftypes = blkcg_files,
1208         .legacy_cftypes = blkcg_legacy_files,
1209         .legacy_name = "blkio",
1210         .exit = blkcg_exit,
1211 #ifdef CONFIG_MEMCG
1212         /*
1213          * This ensures that, if available, memcg is automatically enabled
1214          * together on the default hierarchy so that the owner cgroup can
1215          * be retrieved from writeback pages.
1216          */
1217         .depends_on = 1 << memory_cgrp_id,
1218 #endif
1219 };
1220 EXPORT_SYMBOL_GPL(io_cgrp_subsys);
1221
1222 /**
1223  * blkcg_activate_policy - activate a blkcg policy on a request_queue
1224  * @q: request_queue of interest
1225  * @pol: blkcg policy to activate
1226  *
1227  * Activate @pol on @q.  Requires %GFP_KERNEL context.  @q goes through
1228  * bypass mode to populate its blkgs with policy_data for @pol.
1229  *
1230  * Activation happens with @q bypassed, so nobody would be accessing blkgs
1231  * from IO path.  Update of each blkg is protected by both queue and blkcg
1232  * locks so that holding either lock and testing blkcg_policy_enabled() is
1233  * always enough for dereferencing policy data.
1234  *
1235  * The caller is responsible for synchronizing [de]activations and policy
1236  * [un]registerations.  Returns 0 on success, -errno on failure.
1237  */
1238 int blkcg_activate_policy(struct request_queue *q,
1239                           const struct blkcg_policy *pol)
1240 {
1241         struct blkg_policy_data *pd_prealloc = NULL;
1242         struct blkcg_gq *blkg, *pinned_blkg = NULL;
1243         int ret;
1244
1245         if (blkcg_policy_enabled(q, pol))
1246                 return 0;
1247
1248         if (queue_is_mq(q))
1249                 blk_mq_freeze_queue(q);
1250 retry:
1251         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1252
1253         /* blkg_list is pushed at the head, reverse walk to allocate parents first */
1254         list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1255                 struct blkg_policy_data *pd;
1256
1257                 if (blkg->pd[pol->plid])
1258                         continue;
1259
1260                 /* If prealloc matches, use it; otherwise try GFP_NOWAIT */
1261                 if (blkg == pinned_blkg) {
1262                         pd = pd_prealloc;
1263                         pd_prealloc = NULL;
1264                 } else {
1265                         pd = pol->pd_alloc_fn(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN, q,
1266                                               blkg->blkcg);
1267                 }
1268
1269                 if (!pd) {
1270                         /*
1271                          * GFP_NOWAIT failed.  Free the existing one and
1272                          * prealloc for @blkg w/ GFP_KERNEL.
1273                          */
1274                         if (pinned_blkg)
1275                                 blkg_put(pinned_blkg);
1276                         blkg_get(blkg);
1277                         pinned_blkg = blkg;
1278
1279                         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1280
1281                         if (pd_prealloc)
1282                                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1283                         pd_prealloc = pol->pd_alloc_fn(GFP_KERNEL, q,
1284                                                        blkg->blkcg);
1285                         if (pd_prealloc)
1286                                 goto retry;
1287                         else
1288                                 goto enomem;
1289                 }
1290
1291                 blkg->pd[pol->plid] = pd;
1292                 pd->blkg = blkg;
1293                 pd->plid = pol->plid;
1294         }
1295
1296         /* all allocated, init in the same order */
1297         if (pol->pd_init_fn)
1298                 list_for_each_entry_reverse(blkg, &q->blkg_list, q_node)
1299                         pol->pd_init_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1300
1301         __set_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1302         ret = 0;
1303
1304         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1305 out:
1306         if (queue_is_mq(q))
1307                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1308         if (pinned_blkg)
1309                 blkg_put(pinned_blkg);
1310         if (pd_prealloc)
1311                 pol->pd_free_fn(pd_prealloc);
1312         return ret;
1313
1314 enomem:
1315         /* alloc failed, nothing's initialized yet, free everything */
1316         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1317         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1318                 if (blkg->pd[pol->plid]) {
1319                         pol->pd_free_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1320                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1321                 }
1322         }
1323         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1324         ret = -ENOMEM;
1325         goto out;
1326 }
1327 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_activate_policy);
1328
1329 /**
1330  * blkcg_deactivate_policy - deactivate a blkcg policy on a request_queue
1331  * @q: request_queue of interest
1332  * @pol: blkcg policy to deactivate
1333  *
1334  * Deactivate @pol on @q.  Follows the same synchronization rules as
1335  * blkcg_activate_policy().
1336  */
1337 void blkcg_deactivate_policy(struct request_queue *q,
1338                              const struct blkcg_policy *pol)
1339 {
1340         struct blkcg_gq *blkg;
1341
1342         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
1343                 return;
1344
1345         if (queue_is_mq(q))
1346                 blk_mq_freeze_queue(q);
1347
1348         spin_lock_irq(&q->queue_lock);
1349
1350         __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1351
1352         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1353                 if (blkg->pd[pol->plid]) {
1354                         if (pol->pd_offline_fn)
1355                                 pol->pd_offline_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1356                         pol->pd_free_fn(blkg->pd[pol->plid]);
1357                         blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1358                 }
1359         }
1360
1361         spin_unlock_irq(&q->queue_lock);
1362
1363         if (queue_is_mq(q))
1364                 blk_mq_unfreeze_queue(q);
1365 }
1366 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_deactivate_policy);
1367
1368 /**
1369  * blkcg_policy_register - register a blkcg policy
1370  * @pol: blkcg policy to register
1371  *
1372  * Register @pol with blkcg core.  Might sleep and @pol may be modified on
1373  * successful registration.  Returns 0 on success and -errno on failure.
1374  */
1375 int blkcg_policy_register(struct blkcg_policy *pol)
1376 {
1377         struct blkcg *blkcg;
1378         int i, ret;
1379
1380         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1381         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1382
1383         /* find an empty slot */
1384         ret = -ENOSPC;
1385         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1386                 if (!blkcg_policy[i])
1387                         break;
1388         if (i >= BLKCG_MAX_POLS) {
1389                 pr_warn("blkcg_policy_register: BLKCG_MAX_POLS too small\n");
1390                 goto err_unlock;
1391         }
1392
1393         /* Make sure cpd/pd_alloc_fn and cpd/pd_free_fn in pairs */
1394         if ((!pol->cpd_alloc_fn ^ !pol->cpd_free_fn) ||
1395                 (!pol->pd_alloc_fn ^ !pol->pd_free_fn))
1396                 goto err_unlock;
1397
1398         /* register @pol */
1399         pol->plid = i;
1400         blkcg_policy[pol->plid] = pol;
1401
1402         /* allocate and install cpd's */
1403         if (pol->cpd_alloc_fn) {
1404                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1405                         struct blkcg_policy_data *cpd;
1406
1407                         cpd = pol->cpd_alloc_fn(GFP_KERNEL);
1408                         if (!cpd)
1409                                 goto err_free_cpds;
1410
1411                         blkcg->cpd[pol->plid] = cpd;
1412                         cpd->blkcg = blkcg;
1413                         cpd->plid = pol->plid;
1414                         if (pol->cpd_init_fn)
1415                                 pol->cpd_init_fn(cpd);
1416                 }
1417         }
1418
1419         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1420
1421         /* everything is in place, add intf files for the new policy */
1422         if (pol->dfl_cftypes)
1423                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1424                                                pol->dfl_cftypes));
1425         if (pol->legacy_cftypes)
1426                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&io_cgrp_subsys,
1427                                                   pol->legacy_cftypes));
1428         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1429         return 0;
1430
1431 err_free_cpds:
1432         if (pol->cpd_free_fn) {
1433                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1434                         if (blkcg->cpd[pol->plid]) {
1435                                 pol->cpd_free_fn(blkcg->cpd[pol->plid]);
1436                                 blkcg->cpd[pol->plid] = NULL;
1437                         }
1438                 }
1439         }
1440         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1441 err_unlock:
1442         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1443         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1444         return ret;
1445 }
1446 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_register);
1447
1448 /**
1449  * blkcg_policy_unregister - unregister a blkcg policy
1450  * @pol: blkcg policy to unregister
1451  *
1452  * Undo blkcg_policy_register(@pol).  Might sleep.
1453  */
1454 void blkcg_policy_unregister(struct blkcg_policy *pol)
1455 {
1456         struct blkcg *blkcg;
1457
1458         mutex_lock(&blkcg_pol_register_mutex);
1459
1460         if (WARN_ON(blkcg_policy[pol->plid] != pol))
1461                 goto out_unlock;
1462
1463         /* kill the intf files first */
1464         if (pol->dfl_cftypes)
1465                 cgroup_rm_cftypes(pol->dfl_cftypes);
1466         if (pol->legacy_cftypes)
1467                 cgroup_rm_cftypes(pol->legacy_cftypes);
1468
1469         /* remove cpds and unregister */
1470         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1471
1472         if (pol->cpd_free_fn) {
1473                 list_for_each_entry(blkcg, &all_blkcgs, all_blkcgs_node) {
1474                         if (blkcg->cpd[pol->plid]) {
1475                                 pol->cpd_free_fn(blkcg->cpd[pol->plid]);
1476                                 blkcg->cpd[pol->plid] = NULL;
1477                         }
1478                 }
1479         }
1480         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1481
1482         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1483 out_unlock:
1484         mutex_unlock(&blkcg_pol_register_mutex);
1485 }
1486 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_unregister);
1487
1488 bool __blkcg_punt_bio_submit(struct bio *bio)
1489 {
1490         struct blkcg_gq *blkg = bio->bi_blkg;
1491
1492         /* consume the flag first */
1493         bio->bi_opf &= ~REQ_CGROUP_PUNT;
1494
1495         /* never bounce for the root cgroup */
1496         if (!blkg->parent)
1497                 return false;
1498
1499         spin_lock_bh(&blkg->async_bio_lock);
1500         bio_list_add(&blkg->async_bios, bio);
1501         spin_unlock_bh(&blkg->async_bio_lock);
1502
1503         queue_work(blkcg_punt_bio_wq, &blkg->async_bio_work);
1504         return true;
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Scale the accumulated delay based on how long it has been since we updated
1509  * the delay.  We only call this when we are adding delay, in case it's been a
1510  * while since we added delay, and when we are checking to see if we need to
1511  * delay a task, to account for any delays that may have occurred.
1512  */
1513 static void blkcg_scale_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now)
1514 {
1515         u64 old = atomic64_read(&blkg->delay_start);
1516
1517         /*
1518          * We only want to scale down every second.  The idea here is that we
1519          * want to delay people for min(delay_nsec, NSEC_PER_SEC) in a certain
1520          * time window.  We only want to throttle tasks for recent delay that
1521          * has occurred, in 1 second time windows since that's the maximum
1522          * things can be throttled.  We save the current delay window in
1523          * blkg->last_delay so we know what amount is still left to be charged
1524          * to the blkg from this point onward.  blkg->last_use keeps track of
1525          * the use_delay counter.  The idea is if we're unthrottling the blkg we
1526          * are ok with whatever is happening now, and we can take away more of
1527          * the accumulated delay as we've already throttled enough that
1528          * everybody is happy with their IO latencies.
1529          */
1530         if (time_before64(old + NSEC_PER_SEC, now) &&
1531             atomic64_cmpxchg(&blkg->delay_start, old, now) == old) {
1532                 u64 cur = atomic64_read(&blkg->delay_nsec);
1533                 u64 sub = min_t(u64, blkg->last_delay, now - old);
1534                 int cur_use = atomic_read(&blkg->use_delay);
1535
1536                 /*
1537                  * We've been unthrottled, subtract a larger chunk of our
1538                  * accumulated delay.
1539                  */
1540                 if (cur_use < blkg->last_use)
1541                         sub = max_t(u64, sub, blkg->last_delay >> 1);
1542
1543                 /*
1544                  * This shouldn't happen, but handle it anyway.  Our delay_nsec
1545                  * should only ever be growing except here where we subtract out
1546                  * min(last_delay, 1 second), but lord knows bugs happen and I'd
1547                  * rather not end up with negative numbers.
1548                  */
1549                 if (unlikely(cur < sub)) {
1550                         atomic64_set(&blkg->delay_nsec, 0);
1551                         blkg->last_delay = 0;
1552                 } else {
1553                         atomic64_sub(sub, &blkg->delay_nsec);
1554                         blkg->last_delay = cur - sub;
1555                 }
1556                 blkg->last_use = cur_use;
1557         }
1558 }
1559
1560 /*
1561  * This is called when we want to actually walk up the hierarchy and check to
1562  * see if we need to throttle, and then actually throttle if there is some
1563  * accumulated delay.  This should only be called upon return to user space so
1564  * we're not holding some lock that would induce a priority inversion.
1565  */
1566 static void blkcg_maybe_throttle_blkg(struct blkcg_gq *blkg, bool use_memdelay)
1567 {
1568         unsigned long pflags;
1569         u64 now = ktime_to_ns(ktime_get());
1570         u64 exp;
1571         u64 delay_nsec = 0;
1572         int tok;
1573
1574         while (blkg->parent) {
1575                 if (atomic_read(&blkg->use_delay)) {
1576                         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1577                         delay_nsec = max_t(u64, delay_nsec,
1578                                            atomic64_read(&blkg->delay_nsec));
1579                 }
1580                 blkg = blkg->parent;
1581         }
1582
1583         if (!delay_nsec)
1584                 return;
1585
1586         /*
1587          * Let's not sleep for all eternity if we've amassed a huge delay.
1588          * Swapping or metadata IO can accumulate 10's of seconds worth of
1589          * delay, and we want userspace to be able to do _something_ so cap the
1590          * delays at 1 second.  If there's 10's of seconds worth of delay then
1591          * the tasks will be delayed for 1 second for every syscall.
1592          */
1593         delay_nsec = min_t(u64, delay_nsec, 250 * NSEC_PER_MSEC);
1594
1595         if (use_memdelay)
1596                 psi_memstall_enter(&pflags);
1597
1598         exp = ktime_add_ns(now, delay_nsec);
1599         tok = io_schedule_prepare();
1600         do {
1601                 __set_current_state(TASK_KILLABLE);
1602                 if (!schedule_hrtimeout(&exp, HRTIMER_MODE_ABS))
1603                         break;
1604         } while (!fatal_signal_pending(current));
1605         io_schedule_finish(tok);
1606
1607         if (use_memdelay)
1608                 psi_memstall_leave(&pflags);
1609 }
1610
1611 /**
1612  * blkcg_maybe_throttle_current - throttle the current task if it has been marked
1613  *
1614  * This is only called if we've been marked with set_notify_resume().  Obviously
1615  * we can be set_notify_resume() for reasons other than blkcg throttling, so we
1616  * check to see if current->throttle_queue is set and if not this doesn't do
1617  * anything.  This should only ever be called by the resume code, it's not meant
1618  * to be called by people willy-nilly as it will actually do the work to
1619  * throttle the task if it is setup for throttling.
1620  */
1621 void blkcg_maybe_throttle_current(void)
1622 {
1623         struct request_queue *q = current->throttle_queue;
1624         struct cgroup_subsys_state *css;
1625         struct blkcg *blkcg;
1626         struct blkcg_gq *blkg;
1627         bool use_memdelay = current->use_memdelay;
1628
1629         if (!q)
1630                 return;
1631
1632         current->throttle_queue = NULL;
1633         current->use_memdelay = false;
1634
1635         rcu_read_lock();
1636         css = kthread_blkcg();
1637         if (css)
1638                 blkcg = css_to_blkcg(css);
1639         else
1640                 blkcg = css_to_blkcg(task_css(current, io_cgrp_id));
1641
1642         if (!blkcg)
1643                 goto out;
1644         blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
1645         if (!blkg)
1646                 goto out;
1647         if (!blkg_tryget(blkg))
1648                 goto out;
1649         rcu_read_unlock();
1650
1651         blkcg_maybe_throttle_blkg(blkg, use_memdelay);
1652         blkg_put(blkg);
1653         blk_put_queue(q);
1654         return;
1655 out:
1656         rcu_read_unlock();
1657         blk_put_queue(q);
1658 }
1659
1660 /**
1661  * blkcg_schedule_throttle - this task needs to check for throttling
1662  * @q: the request queue IO was submitted on
1663  * @use_memdelay: do we charge this to memory delay for PSI
1664  *
1665  * This is called by the IO controller when we know there's delay accumulated
1666  * for the blkg for this task.  We do not pass the blkg because there are places
1667  * we call this that may not have that information, the swapping code for
1668  * instance will only have a request_queue at that point.  This set's the
1669  * notify_resume for the task to check and see if it requires throttling before
1670  * returning to user space.
1671  *
1672  * We will only schedule once per syscall.  You can call this over and over
1673  * again and it will only do the check once upon return to user space, and only
1674  * throttle once.  If the task needs to be throttled again it'll need to be
1675  * re-set at the next time we see the task.
1676  */
1677 void blkcg_schedule_throttle(struct request_queue *q, bool use_memdelay)
1678 {
1679         if (unlikely(current->flags & PF_KTHREAD))
1680                 return;
1681
1682         if (!blk_get_queue(q))
1683                 return;
1684
1685         if (current->throttle_queue)
1686                 blk_put_queue(current->throttle_queue);
1687         current->throttle_queue = q;
1688         if (use_memdelay)
1689                 current->use_memdelay = use_memdelay;
1690         set_notify_resume(current);
1691 }
1692
1693 /**
1694  * blkcg_add_delay - add delay to this blkg
1695  * @blkg: blkg of interest
1696  * @now: the current time in nanoseconds
1697  * @delta: how many nanoseconds of delay to add
1698  *
1699  * Charge @delta to the blkg's current delay accumulation.  This is used to
1700  * throttle tasks if an IO controller thinks we need more throttling.
1701  */
1702 void blkcg_add_delay(struct blkcg_gq *blkg, u64 now, u64 delta)
1703 {
1704         blkcg_scale_delay(blkg, now);
1705         atomic64_add(delta, &blkg->delay_nsec);
1706 }
1707
1708 static int __init blkcg_init(void)
1709 {
1710         blkcg_punt_bio_wq = alloc_workqueue("blkcg_punt_bio",
1711                                             WQ_MEM_RECLAIM | WQ_FREEZABLE |
1712                                             WQ_UNBOUND | WQ_SYSFS, 0);
1713         if (!blkcg_punt_bio_wq)
1714                 return -ENOMEM;
1715         return 0;
1716 }
1717 subsys_initcall(blkcg_init);
1718
1719 module_param(blkcg_debug_stats, bool, 0644);
1720 MODULE_PARM_DESC(blkcg_debug_stats, "True if you want debug stats, false if not");