block/blk-wbt.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * buffered writeback throttling. loosely based on CoDel. We can't drop
   4  * packets for IO scheduling, so the logic is something like this:
   5  *
   6  * - Monitor latencies in a defined window of time.
   7  * - If the minimum latency in the above window exceeds some target, increment
   8  *   scaling step and scale down queue depth by a factor of 2x. The monitoring
   9  *   window is then shrunk to 100 / sqrt(scaling step + 1).
  10  * - For any window where we don't have solid data on what the latencies
  11  *   look like, retain status quo.
  12  * - If latencies look good, decrement scaling step.
  13  * - If we're only doing writes, allow the scaling step to go negative. This
  14  *   will temporarily boost write performance, snapping back to a stable
  15  *   scaling step of 0 if reads show up or the heavy writers finish. Unlike
  16  *   positive scaling steps where we shrink the monitoring window, a negative
  17  *   scaling step retains the default step==0 window size.
  18  *
  19  * Copyright (C) 2016 Jens Axboe
  20  *
  21  */
  22 #include <linux/kernel.h>
  23 #include <linux/blk_types.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25 #include <linux/backing-dev.h>
  26 #include <linux/swap.h>
  27
  28 #include "blk-wbt.h"
  29 #include "blk-rq-qos.h"
  30
  31 #define CREATE_TRACE_POINTS
  32 #include <trace/events/wbt.h>
  33
  34 static inline void wbt_clear_state(struct request *rq)
  35 {
  36         rq->wbt_flags = 0;
  37 }
  38
  39 static inline enum wbt_flags wbt_flags(struct request *rq)
  40 {
  41         return rq->wbt_flags;
  42 }
  43
  44 static inline bool wbt_is_tracked(struct request *rq)
  45 {
  46         return rq->wbt_flags & WBT_TRACKED;
  47 }
  48
  49 static inline bool wbt_is_read(struct request *rq)
  50 {
  51         return rq->wbt_flags & WBT_READ;
  52 }
  53
  54 enum {
  55         /*
  56          * Default setting, we'll scale up (to 75% of QD max) or down (min 1)
  57          * from here depending on device stats
  58          */
  59         RWB_DEF_DEPTH   = 16,
  60
  61         /*
  62          * 100msec window
  63          */
  64         RWB_WINDOW_NSEC         = 100 * 1000 * 1000ULL,
  65
  66         /*
  67          * Disregard stats, if we don't meet this minimum
  68          */
  69         RWB_MIN_WRITE_SAMPLES   = 3,
  70
  71         /*
  72          * If we have this number of consecutive windows with not enough
  73          * information to scale up or down, scale up.
  74          */
  75         RWB_UNKNOWN_BUMP        = 5,
  76 };
  77
  78 static inline bool rwb_enabled(struct rq_wb *rwb)
  79 {
  80         return rwb && rwb->enable_state != WBT_STATE_OFF_DEFAULT &&
  81                       rwb->wb_normal != 0;
  82 }
  83
  84 static void wb_timestamp(struct rq_wb *rwb, unsigned long *var)
  85 {
  86         if (rwb_enabled(rwb)) {
  87                 const unsigned long cur = jiffies;
  88
  89                 if (cur != *var)
  90                         *var = cur;
  91         }
  92 }
  93
  94 /*
  95  * If a task was rate throttled in balance_dirty_pages() within the last
  96  * second or so, use that to indicate a higher cleaning rate.
  97  */
  98 static bool wb_recent_wait(struct rq_wb *rwb)
  99 {
 100         struct bdi_writeback *wb = &rwb->rqos.q->backing_dev_info->wb;
 101
 102         return time_before(jiffies, wb->dirty_sleep + HZ);
 103 }
 104
 105 static inline struct rq_wait *get_rq_wait(struct rq_wb *rwb,
 106                                           enum wbt_flags wb_acct)
 107 {
 108         if (wb_acct & WBT_KSWAPD)
 109                 return &rwb->rq_wait[WBT_RWQ_KSWAPD];
 110         else if (wb_acct & WBT_DISCARD)
 111                 return &rwb->rq_wait[WBT_RWQ_DISCARD];
 112
 113         return &rwb->rq_wait[WBT_RWQ_BG];
 114 }
 115
 116 static void rwb_wake_all(struct rq_wb *rwb)
 117 {
 118         int i;
 119
 120         for (i = 0; i < WBT_NUM_RWQ; i++) {
 121                 struct rq_wait *rqw = &rwb->rq_wait[i];
 122
 123                 if (wq_has_sleeper(&rqw->wait))
 124                         wake_up_all(&rqw->wait);
 125         }
 126 }
 127
 128 static void wbt_rqw_done(struct rq_wb *rwb, struct rq_wait *rqw,
 129                          enum wbt_flags wb_acct)
 130 {
 131         int inflight, limit;
 132
 133         inflight = atomic_dec_return(&rqw->inflight);
 134
 135         /*
 136          * wbt got disabled with IO in flight. Wake up any potential
 137          * waiters, we don't have to do more than that.
 138          */
 139         if (unlikely(!rwb_enabled(rwb))) {
 140                 rwb_wake_all(rwb);
 141                 return;
 142         }
 143
 144         /*
 145          * For discards, our limit is always the background. For writes, if
 146          * the device does write back caching, drop further down before we
 147          * wake people up.
 148          */
 149         if (wb_acct & WBT_DISCARD)
 150                 limit = rwb->wb_background;
 151         else if (rwb->wc && !wb_recent_wait(rwb))
 152                 limit = 0;
 153         else
 154                 limit = rwb->wb_normal;
 155
 156         /*
 157          * Don't wake anyone up if we are above the normal limit.
 158          */
 159         if (inflight && inflight >= limit)
 160                 return;
 161
 162         if (wq_has_sleeper(&rqw->wait)) {
 163                 int diff = limit - inflight;
 164
 165                 if (!inflight || diff >= rwb->wb_background / 2)
 166                         wake_up_all(&rqw->wait);
 167         }
 168 }
 169
 170 static void __wbt_done(struct rq_qos *rqos, enum wbt_flags wb_acct)
 171 {
 172         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 173         struct rq_wait *rqw;
 174
 175         if (!(wb_acct & WBT_TRACKED))
 176                 return;
 177
 178         rqw = get_rq_wait(rwb, wb_acct);
 179         wbt_rqw_done(rwb, rqw, wb_acct);
 180 }
 181
 182 /*
 183  * Called on completion of a request. Note that it's also called when
 184  * a request is merged, when the request gets freed.
 185  */
 186 static void wbt_done(struct rq_qos *rqos, struct request *rq)
 187 {
 188         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 189
 190         if (!wbt_is_tracked(rq)) {
 191                 if (rwb->sync_cookie == rq) {
 192                         rwb->sync_issue = 0;
 193                         rwb->sync_cookie = NULL;
 194                 }
 195
 196                 if (wbt_is_read(rq))
 197                         wb_timestamp(rwb, &rwb->last_comp);
 198         } else {
 199                 WARN_ON_ONCE(rq == rwb->sync_cookie);
 200                 __wbt_done(rqos, wbt_flags(rq));
 201         }
 202         wbt_clear_state(rq);
 203 }
 204
 205 static inline bool stat_sample_valid(struct blk_rq_stat *stat)
 206 {
 207         /*
 208          * We need at least one read sample, and a minimum of
 209          * RWB_MIN_WRITE_SAMPLES. We require some write samples to know
 210          * that it's writes impacting us, and not just some sole read on
 211          * a device that is in a lower power state.
 212          */
 213         return (stat[READ].nr_samples >= 1 &&
 214                 stat[WRITE].nr_samples >= RWB_MIN_WRITE_SAMPLES);
 215 }
 216
 217 static u64 rwb_sync_issue_lat(struct rq_wb *rwb)
 218 {
 219         u64 now, issue = READ_ONCE(rwb->sync_issue);
 220
 221         if (!issue || !rwb->sync_cookie)
 222                 return 0;
 223
 224         now = ktime_to_ns(ktime_get());
 225         return now - issue;
 226 }
 227
 228 enum {
 229         LAT_OK = 1,
 230         LAT_UNKNOWN,
 231         LAT_UNKNOWN_WRITES,
 232         LAT_EXCEEDED,
 233 };
 234
 235 static int latency_exceeded(struct rq_wb *rwb, struct blk_rq_stat *stat)
 236 {
 237         struct backing_dev_info *bdi = rwb->rqos.q->backing_dev_info;
 238         struct rq_depth *rqd = &rwb->rq_depth;
 239         u64 thislat;
 240
 241         /*
 242          * If our stored sync issue exceeds the window size, or it
 243          * exceeds our min target AND we haven't logged any entries,
 244          * flag the latency as exceeded. wbt works off completion latencies,
 245          * but for a flooded device, a single sync IO can take a long time
 246          * to complete after being issued. If this time exceeds our
 247          * monitoring window AND we didn't see any other completions in that
 248          * window, then count that sync IO as a violation of the latency.
 249          */
 250         thislat = rwb_sync_issue_lat(rwb);
 251         if (thislat > rwb->cur_win_nsec ||
 252             (thislat > rwb->min_lat_nsec && !stat[READ].nr_samples)) {
 253                 trace_wbt_lat(bdi, thislat);
 254                 return LAT_EXCEEDED;
 255         }
 256
 257         /*
 258          * No read/write mix, if stat isn't valid
 259          */
 260         if (!stat_sample_valid(stat)) {
 261                 /*
 262                  * If we had writes in this stat window and the window is
 263                  * current, we're only doing writes. If a task recently
 264                  * waited or still has writes in flights, consider us doing
 265                  * just writes as well.
 266                  */
 267                 if (stat[WRITE].nr_samples || wb_recent_wait(rwb) ||
 268                     wbt_inflight(rwb))
 269                         return LAT_UNKNOWN_WRITES;
 270                 return LAT_UNKNOWN;
 271         }
 272
 273         /*
 274          * If the 'min' latency exceeds our target, step down.
 275          */
 276         if (stat[READ].min > rwb->min_lat_nsec) {
 277                 trace_wbt_lat(bdi, stat[READ].min);
 278                 trace_wbt_stat(bdi, stat);
 279                 return LAT_EXCEEDED;
 280         }
 281
 282         if (rqd->scale_step)
 283                 trace_wbt_stat(bdi, stat);
 284
 285         return LAT_OK;
 286 }
 287
 288 static void rwb_trace_step(struct rq_wb *rwb, const char *msg)
 289 {
 290         struct backing_dev_info *bdi = rwb->rqos.q->backing_dev_info;
 291         struct rq_depth *rqd = &rwb->rq_depth;
 292
 293         trace_wbt_step(bdi, msg, rqd->scale_step, rwb->cur_win_nsec,
 294                         rwb->wb_background, rwb->wb_normal, rqd->max_depth);
 295 }
 296
 297 static void calc_wb_limits(struct rq_wb *rwb)
 298 {
 299         if (rwb->min_lat_nsec == 0) {
 300                 rwb->wb_normal = rwb->wb_background = 0;
 301         } else if (rwb->rq_depth.max_depth <= 2) {
 302                 rwb->wb_normal = rwb->rq_depth.max_depth;
 303                 rwb->wb_background = 1;
 304         } else {
 305                 rwb->wb_normal = (rwb->rq_depth.max_depth + 1) / 2;
 306                 rwb->wb_background = (rwb->rq_depth.max_depth + 3) / 4;
 307         }
 308 }
 309
 310 static void scale_up(struct rq_wb *rwb)
 311 {
 312         if (!rq_depth_scale_up(&rwb->rq_depth))
 313                 return;
 314         calc_wb_limits(rwb);
 315         rwb->unknown_cnt = 0;
 316         rwb_wake_all(rwb);
 317         rwb_trace_step(rwb, tracepoint_string("scale up"));
 318 }
 319
 320 static void scale_down(struct rq_wb *rwb, bool hard_throttle)
 321 {
 322         if (!rq_depth_scale_down(&rwb->rq_depth, hard_throttle))
 323                 return;
 324         calc_wb_limits(rwb);
 325         rwb->unknown_cnt = 0;
 326         rwb_trace_step(rwb, tracepoint_string("scale down"));
 327 }
 328
 329 static void rwb_arm_timer(struct rq_wb *rwb)
 330 {
 331         struct rq_depth *rqd = &rwb->rq_depth;
 332
 333         if (rqd->scale_step > 0) {
 334                 /*
 335                  * We should speed this up, using some variant of a fast
 336                  * integer inverse square root calculation. Since we only do
 337                  * this for every window expiration, it's not a huge deal,
 338                  * though.
 339                  */
 340                 rwb->cur_win_nsec = div_u64(rwb->win_nsec << 4,
 341                                         int_sqrt((rqd->scale_step + 1) << 8));
 342         } else {
 343                 /*
 344                  * For step < 0, we don't want to increase/decrease the
 345                  * window size.
 346                  */
 347                 rwb->cur_win_nsec = rwb->win_nsec;
 348         }
 349
 350         blk_stat_activate_nsecs(rwb->cb, rwb->cur_win_nsec);
 351 }
 352
 353 static void wb_timer_fn(struct blk_stat_callback *cb)
 354 {
 355         struct rq_wb *rwb = cb->data;
 356         struct rq_depth *rqd = &rwb->rq_depth;
 357         unsigned int inflight = wbt_inflight(rwb);
 358         int status;
 359
 360         status = latency_exceeded(rwb, cb->stat);
 361
 362         trace_wbt_timer(rwb->rqos.q->backing_dev_info, status, rqd->scale_step,
 363                         inflight);
 364
 365         /*
 366          * If we exceeded the latency target, step down. If we did not,
 367          * step one level up. If we don't know enough to say either exceeded
 368          * or ok, then don't do anything.
 369          */
 370         switch (status) {
 371         case LAT_EXCEEDED:
 372                 scale_down(rwb, true);
 373                 break;
 374         case LAT_OK:
 375                 scale_up(rwb);
 376                 break;
 377         case LAT_UNKNOWN_WRITES:
 378                 /*
 379                  * We started a the center step, but don't have a valid
 380                  * read/write sample, but we do have writes going on.
 381                  * Allow step to go negative, to increase write perf.
 382                  */
 383                 scale_up(rwb);
 384                 break;
 385         case LAT_UNKNOWN:
 386                 if (++rwb->unknown_cnt < RWB_UNKNOWN_BUMP)
 387                         break;
 388                 /*
 389                  * We get here when previously scaled reduced depth, and we
 390                  * currently don't have a valid read/write sample. For that
 391                  * case, slowly return to center state (step == 0).
 392                  */
 393                 if (rqd->scale_step > 0)
 394                         scale_up(rwb);
 395                 else if (rqd->scale_step < 0)
 396                         scale_down(rwb, false);
 397                 break;
 398         default:
 399                 break;
 400         }
 401
 402         /*
 403          * Re-arm timer, if we have IO in flight
 404          */
 405         if (rqd->scale_step || inflight)
 406                 rwb_arm_timer(rwb);
 407 }
 408
 409 static void wbt_update_limits(struct rq_wb *rwb)
 410 {
 411         struct rq_depth *rqd = &rwb->rq_depth;
 412
 413         rqd->scale_step = 0;
 414         rqd->scaled_max = false;
 415
 416         rq_depth_calc_max_depth(rqd);
 417         calc_wb_limits(rwb);
 418
 419         rwb_wake_all(rwb);
 420 }
 421
 422 u64 wbt_get_min_lat(struct request_queue *q)
 423 {
 424         struct rq_qos *rqos = wbt_rq_qos(q);
 425         if (!rqos)
 426                 return 0;
 427         return RQWB(rqos)->min_lat_nsec;
 428 }
 429
 430 void wbt_set_min_lat(struct request_queue *q, u64 val)
 431 {
 432         struct rq_qos *rqos = wbt_rq_qos(q);
 433         if (!rqos)
 434                 return;
 435         RQWB(rqos)->min_lat_nsec = val;
 436         RQWB(rqos)->enable_state = WBT_STATE_ON_MANUAL;
 437         wbt_update_limits(RQWB(rqos));
 438 }
 439
 440
 441 static bool close_io(struct rq_wb *rwb)
 442 {
 443         const unsigned long now = jiffies;
 444
 445         return time_before(now, rwb->last_issue + HZ / 10) ||
 446                 time_before(now, rwb->last_comp + HZ / 10);
 447 }
 448
 449 #define REQ_HIPRIO      (REQ_SYNC | REQ_META | REQ_PRIO)
 450
 451 static inline unsigned int get_limit(struct rq_wb *rwb, unsigned long rw)
 452 {
 453         unsigned int limit;
 454
 455         /*
 456          * If we got disabled, just return UINT_MAX. This ensures that
 457          * we'll properly inc a new IO, and dec+wakeup at the end.
 458          */
 459         if (!rwb_enabled(rwb))
 460                 return UINT_MAX;
 461
 462         if ((rw & REQ_OP_MASK) == REQ_OP_DISCARD)
 463                 return rwb->wb_background;
 464
 465         /*
 466          * At this point we know it's a buffered write. If this is
 467          * kswapd trying to free memory, or REQ_SYNC is set, then
 468          * it's WB_SYNC_ALL writeback, and we'll use the max limit for
 469          * that. If the write is marked as a background write, then use
 470          * the idle limit, or go to normal if we haven't had competing
 471          * IO for a bit.
 472          */
 473         if ((rw & REQ_HIPRIO) || wb_recent_wait(rwb) || current_is_kswapd())
 474                 limit = rwb->rq_depth.max_depth;
 475         else if ((rw & REQ_BACKGROUND) || close_io(rwb)) {
 476                 /*
 477                  * If less than 100ms since we completed unrelated IO,
 478                  * limit us to half the depth for background writeback.
 479                  */
 480                 limit = rwb->wb_background;
 481         } else
 482                 limit = rwb->wb_normal;
 483
 484         return limit;
 485 }
 486
 487 struct wbt_wait_data {
 488         struct rq_wb *rwb;
 489         enum wbt_flags wb_acct;
 490         unsigned long rw;
 491 };
 492
 493 static bool wbt_inflight_cb(struct rq_wait *rqw, void *private_data)
 494 {
 495         struct wbt_wait_data *data = private_data;
 496         return rq_wait_inc_below(rqw, get_limit(data->rwb, data->rw));
 497 }
 498
 499 static void wbt_cleanup_cb(struct rq_wait *rqw, void *private_data)
 500 {
 501         struct wbt_wait_data *data = private_data;
 502         wbt_rqw_done(data->rwb, rqw, data->wb_acct);
 503 }
 504
 505 /*
 506  * Block if we will exceed our limit, or if we are currently waiting for
 507  * the timer to kick off queuing again.
 508  */
 509 static void __wbt_wait(struct rq_wb *rwb, enum wbt_flags wb_acct,
 510                        unsigned long rw)
 511 {
 512         struct rq_wait *rqw = get_rq_wait(rwb, wb_acct);
 513         struct wbt_wait_data data = {
 514                 .rwb = rwb,
 515                 .wb_acct = wb_acct,
 516                 .rw = rw,
 517         };
 518
 519         rq_qos_wait(rqw, &data, wbt_inflight_cb, wbt_cleanup_cb);
 520 }
 521
 522 static inline bool wbt_should_throttle(struct rq_wb *rwb, struct bio *bio)
 523 {
 524         switch (bio_op(bio)) {
 525         case REQ_OP_WRITE:
 526                 /*
 527                  * Don't throttle WRITE_ODIRECT
 528                  */
 529                 if ((bio->bi_opf & (REQ_SYNC | REQ_IDLE)) ==
 530                     (REQ_SYNC | REQ_IDLE))
 531                         return false;
 532                 fallthrough;
 533         case REQ_OP_DISCARD:
 534                 return true;
 535         default:
 536                 return false;
 537         }
 538 }
 539
 540 static enum wbt_flags bio_to_wbt_flags(struct rq_wb *rwb, struct bio *bio)
 541 {
 542         enum wbt_flags flags = 0;
 543
 544         if (!rwb_enabled(rwb))
 545                 return 0;
 546
 547         if (bio_op(bio) == REQ_OP_READ) {
 548                 flags = WBT_READ;
 549         } else if (wbt_should_throttle(rwb, bio)) {
 550                 if (current_is_kswapd())
 551                         flags |= WBT_KSWAPD;
 552                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
 553                         flags |= WBT_DISCARD;
 554                 flags |= WBT_TRACKED;
 555         }
 556         return flags;
 557 }
 558
 559 static void wbt_cleanup(struct rq_qos *rqos, struct bio *bio)
 560 {
 561         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 562         enum wbt_flags flags = bio_to_wbt_flags(rwb, bio);
 563         __wbt_done(rqos, flags);
 564 }
 565
 566 /*
 567  * Returns true if the IO request should be accounted, false if not.
 568  * May sleep, if we have exceeded the writeback limits. Caller can pass
 569  * in an irq held spinlock, if it holds one when calling this function.
 570  * If we do sleep, we'll release and re-grab it.
 571  */
 572 static void wbt_wait(struct rq_qos *rqos, struct bio *bio)
 573 {
 574         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 575         enum wbt_flags flags;
 576
 577         flags = bio_to_wbt_flags(rwb, bio);
 578         if (!(flags & WBT_TRACKED)) {
 579                 if (flags & WBT_READ)
 580                         wb_timestamp(rwb, &rwb->last_issue);
 581                 return;
 582         }
 583
 584         __wbt_wait(rwb, flags, bio->bi_opf);
 585
 586         if (!blk_stat_is_active(rwb->cb))
 587                 rwb_arm_timer(rwb);
 588 }
 589
 590 static void wbt_track(struct rq_qos *rqos, struct request *rq, struct bio *bio)
 591 {
 592         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 593         rq->wbt_flags |= bio_to_wbt_flags(rwb, bio);
 594 }
 595
 596 static void wbt_issue(struct rq_qos *rqos, struct request *rq)
 597 {
 598         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 599
 600         if (!rwb_enabled(rwb))
 601                 return;
 602
 603         /*
 604          * Track sync issue, in case it takes a long time to complete. Allows us
 605          * to react quicker, if a sync IO takes a long time to complete. Note
 606          * that this is just a hint. The request can go away when it completes,
 607          * so it's important we never dereference it. We only use the address to
 608          * compare with, which is why we store the sync_issue time locally.
 609          */
 610         if (wbt_is_read(rq) && !rwb->sync_issue) {
 611                 rwb->sync_cookie = rq;
 612                 rwb->sync_issue = rq->io_start_time_ns;
 613         }
 614 }
 615
 616 static void wbt_requeue(struct rq_qos *rqos, struct request *rq)
 617 {
 618         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 619         if (!rwb_enabled(rwb))
 620                 return;
 621         if (rq == rwb->sync_cookie) {
 622                 rwb->sync_issue = 0;
 623                 rwb->sync_cookie = NULL;
 624         }
 625 }
 626
 627 void wbt_set_write_cache(struct request_queue *q, bool write_cache_on)
 628 {
 629         struct rq_qos *rqos = wbt_rq_qos(q);
 630         if (rqos)
 631                 RQWB(rqos)->wc = write_cache_on;
 632 }
 633
 634 /*
 635  * Enable wbt if defaults are configured that way
 636  */
 637 void wbt_enable_default(struct request_queue *q)
 638 {
 639         struct rq_qos *rqos = wbt_rq_qos(q);
 640
 641         /* Throttling already enabled? */
 642         if (rqos) {
 643                 if (RQWB(rqos)->enable_state == WBT_STATE_OFF_DEFAULT)
 644                         RQWB(rqos)->enable_state = WBT_STATE_ON_DEFAULT;
 645                 return;
 646         }
 647
 648         /* Queue not registered? Maybe shutting down... */
 649         if (!blk_queue_registered(q))
 650                 return;
 651
 652         if (queue_is_mq(q) && IS_ENABLED(CONFIG_BLK_WBT_MQ))
 653                 wbt_init(q);
 654 }
 655 EXPORT_SYMBOL_GPL(wbt_enable_default);
 656
 657 u64 wbt_default_latency_nsec(struct request_queue *q)
 658 {
 659         /*
 660          * We default to 2msec for non-rotational storage, and 75msec
 661          * for rotational storage.
 662          */
 663         if (blk_queue_nonrot(q))
 664                 return 2000000ULL;
 665         else
 666                 return 75000000ULL;
 667 }
 668
 669 static int wbt_data_dir(const struct request *rq)
 670 {
 671         const int op = req_op(rq);
 672
 673         if (op == REQ_OP_READ)
 674                 return READ;
 675         else if (op_is_write(op))
 676                 return WRITE;
 677
 678         /* don't account */
 679         return -1;
 680 }
 681
 682 static void wbt_queue_depth_changed(struct rq_qos *rqos)
 683 {
 684         RQWB(rqos)->rq_depth.queue_depth = blk_queue_depth(rqos->q);
 685         wbt_update_limits(RQWB(rqos));
 686 }
 687
 688 static void wbt_exit(struct rq_qos *rqos)
 689 {
 690         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 691         struct request_queue *q = rqos->q;
 692
 693         blk_stat_remove_callback(q, rwb->cb);
 694         blk_stat_free_callback(rwb->cb);
 695         kfree(rwb);
 696 }
 697
 698 /*
 699  * Disable wbt, if enabled by default.
 700  */
 701 void wbt_disable_default(struct request_queue *q)
 702 {
 703         struct rq_qos *rqos = wbt_rq_qos(q);
 704         struct rq_wb *rwb;
 705         if (!rqos)
 706                 return;
 707         rwb = RQWB(rqos);
 708         if (rwb->enable_state == WBT_STATE_ON_DEFAULT) {
 709                 blk_stat_deactivate(rwb->cb);
 710                 rwb->enable_state = WBT_STATE_OFF_DEFAULT;
 711         }
 712 }
 713 EXPORT_SYMBOL_GPL(wbt_disable_default);
 714
 715 #ifdef CONFIG_BLK_DEBUG_FS
 716 static int wbt_curr_win_nsec_show(void *data, struct seq_file *m)
 717 {
 718         struct rq_qos *rqos = data;
 719         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 720
 721         seq_printf(m, "%llu\n", rwb->cur_win_nsec);
 722         return 0;
 723 }
 724
 725 static int wbt_enabled_show(void *data, struct seq_file *m)
 726 {
 727         struct rq_qos *rqos = data;
 728         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 729
 730         seq_printf(m, "%d\n", rwb->enable_state);
 731         return 0;
 732 }
 733
 734 static int wbt_id_show(void *data, struct seq_file *m)
 735 {
 736         struct rq_qos *rqos = data;
 737
 738         seq_printf(m, "%u\n", rqos->id);
 739         return 0;
 740 }
 741
 742 static int wbt_inflight_show(void *data, struct seq_file *m)
 743 {
 744         struct rq_qos *rqos = data;
 745         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 746         int i;
 747
 748         for (i = 0; i < WBT_NUM_RWQ; i++)
 749                 seq_printf(m, "%d: inflight %d\n", i,
 750                            atomic_read(&rwb->rq_wait[i].inflight));
 751         return 0;
 752 }
 753
 754 static int wbt_min_lat_nsec_show(void *data, struct seq_file *m)
 755 {
 756         struct rq_qos *rqos = data;
 757         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 758
 759         seq_printf(m, "%lu\n", rwb->min_lat_nsec);
 760         return 0;
 761 }
 762
 763 static int wbt_unknown_cnt_show(void *data, struct seq_file *m)
 764 {
 765         struct rq_qos *rqos = data;
 766         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 767
 768         seq_printf(m, "%u\n", rwb->unknown_cnt);
 769         return 0;
 770 }
 771
 772 static int wbt_normal_show(void *data, struct seq_file *m)
 773 {
 774         struct rq_qos *rqos = data;
 775         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 776
 777         seq_printf(m, "%u\n", rwb->wb_normal);
 778         return 0;
 779 }
 780
 781 static int wbt_background_show(void *data, struct seq_file *m)
 782 {
 783         struct rq_qos *rqos = data;
 784         struct rq_wb *rwb = RQWB(rqos);
 785
 786         seq_printf(m, "%u\n", rwb->wb_background);
 787         return 0;
 788 }
 789
 790 static const struct blk_mq_debugfs_attr wbt_debugfs_attrs[] = {
 791         {"curr_win_nsec", 0400, wbt_curr_win_nsec_show},
 792         {"enabled", 0400, wbt_enabled_show},
 793         {"id", 0400, wbt_id_show},
 794         {"inflight", 0400, wbt_inflight_show},
 795         {"min_lat_nsec", 0400, wbt_min_lat_nsec_show},
 796         {"unknown_cnt", 0400, wbt_unknown_cnt_show},
 797         {"wb_normal", 0400, wbt_normal_show},
 798         {"wb_background", 0400, wbt_background_show},
 799         {},
 800 };
 801 #endif
 802
 803 static struct rq_qos_ops wbt_rqos_ops = {
 804         .throttle = wbt_wait,
 805         .issue = wbt_issue,
 806         .track = wbt_track,
 807         .requeue = wbt_requeue,
 808         .done = wbt_done,
 809         .cleanup = wbt_cleanup,
 810         .queue_depth_changed = wbt_queue_depth_changed,
 811         .exit = wbt_exit,
 812 #ifdef CONFIG_BLK_DEBUG_FS
 813         .debugfs_attrs = wbt_debugfs_attrs,
 814 #endif
 815 };
 816
 817 int wbt_init(struct request_queue *q)
 818 {
 819         struct rq_wb *rwb;
 820         int i;
 821
 822         rwb = kzalloc(sizeof(*rwb), GFP_KERNEL);
 823         if (!rwb)
 824                 return -ENOMEM;
 825
 826         rwb->cb = blk_stat_alloc_callback(wb_timer_fn, wbt_data_dir, 2, rwb);
 827         if (!rwb->cb) {
 828                 kfree(rwb);
 829                 return -ENOMEM;
 830         }
 831
 832         for (i = 0; i < WBT_NUM_RWQ; i++)
 833                 rq_wait_init(&rwb->rq_wait[i]);
 834
 835         rwb->rqos.id = RQ_QOS_WBT;
 836         rwb->rqos.ops = &wbt_rqos_ops;
 837         rwb->rqos.q = q;
 838         rwb->last_comp = rwb->last_issue = jiffies;
 839         rwb->win_nsec = RWB_WINDOW_NSEC;
 840         rwb->enable_state = WBT_STATE_ON_DEFAULT;
 841         rwb->wc = test_bit(QUEUE_FLAG_WC, &q->queue_flags);
 842         rwb->rq_depth.default_depth = RWB_DEF_DEPTH;
 843         rwb->min_lat_nsec = wbt_default_latency_nsec(q);
 844
 845         wbt_queue_depth_changed(&rwb->rqos);
 846
 847         /*
 848          * Assign rwb and add the stats callback.
 849          */
 850         rq_qos_add(q, &rwb->rqos);
 851         blk_stat_add_callback(q, rwb->cb);
 852
 853         return 0;
 854 }