block/blk-cgroup.c

   1 /*
   2  * Common Block IO controller cgroup interface
   3  *
   4  * Based on ideas and code from CFQ, CFS and BFQ:
   5  * Copyright (C) 2003 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
   6  *
   7  * Copyright (C) 2008 Fabio Checconi <fabio@gandalf.sssup.it>
   8  *                    Paolo Valente <paolo.valente@unimore.it>
   9  *
  10  * Copyright (C) 2009 Vivek Goyal <vgoyal@redhat.com>
  11  *                    Nauman Rafique <nauman@google.com>
  12  */
  13 #include <linux/ioprio.h>
  14 #include <linux/kdev_t.h>
  15 #include <linux/module.h>
  16 #include <linux/err.h>
  17 #include <linux/blkdev.h>
  18 #include <linux/slab.h>
  19 #include <linux/genhd.h>
  20 #include <linux/delay.h>
  21 #include <linux/atomic.h>
  22 #include "blk-cgroup.h"
  23 #include "blk.h"
  24
  25 #define MAX_KEY_LEN 100
  26
  27 static DEFINE_MUTEX(blkcg_pol_mutex);
  28
  29 struct blkcg blkcg_root = { .cfq_weight = 2 * CFQ_WEIGHT_DEFAULT,
  30                             .cfq_leaf_weight = 2 * CFQ_WEIGHT_DEFAULT, };
  31 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_root);
  32
  33 static struct blkcg_policy *blkcg_policy[BLKCG_MAX_POLS];
  34
  35 static bool blkcg_policy_enabled(struct request_queue *q,
  36                                  const struct blkcg_policy *pol)
  37 {
  38         return pol && test_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
  39 }
  40
  41 /**
  42  * blkg_free - free a blkg
  43  * @blkg: blkg to free
  44  *
  45  * Free @blkg which may be partially allocated.
  46  */
  47 static void blkg_free(struct blkcg_gq *blkg)
  48 {
  49         int i;
  50
  51         if (!blkg)
  52                 return;
  53
  54         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
  55                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
  56                 struct blkg_policy_data *pd = blkg->pd[i];
  57
  58                 if (!pd)
  59                         continue;
  60
  61                 if (pol && pol->pd_exit_fn)
  62                         pol->pd_exit_fn(blkg);
  63
  64                 kfree(pd);
  65         }
  66
  67         blk_exit_rl(&blkg->rl);
  68         kfree(blkg);
  69 }
  70
  71 /**
  72  * blkg_alloc - allocate a blkg
  73  * @blkcg: block cgroup the new blkg is associated with
  74  * @q: request_queue the new blkg is associated with
  75  * @gfp_mask: allocation mask to use
  76  *
  77  * Allocate a new blkg assocating @blkcg and @q.
  78  */
  79 static struct blkcg_gq *blkg_alloc(struct blkcg *blkcg, struct request_queue *q,
  80                                    gfp_t gfp_mask)
  81 {
  82         struct blkcg_gq *blkg;
  83         int i;
  84
  85         /* alloc and init base part */
  86         blkg = kzalloc_node(sizeof(*blkg), gfp_mask, q->node);
  87         if (!blkg)
  88                 return NULL;
  89
  90         blkg->q = q;
  91         INIT_LIST_HEAD(&blkg->q_node);
  92         blkg->blkcg = blkcg;
  93         blkg->refcnt = 1;
  94
  95         /* root blkg uses @q->root_rl, init rl only for !root blkgs */
  96         if (blkcg != &blkcg_root) {
  97                 if (blk_init_rl(&blkg->rl, q, gfp_mask))
  98                         goto err_free;
  99                 blkg->rl.blkg = blkg;
 100         }
 101
 102         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 103                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 104                 struct blkg_policy_data *pd;
 105
 106                 if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
 107                         continue;
 108
 109                 /* alloc per-policy data and attach it to blkg */
 110                 pd = kzalloc_node(pol->pd_size, gfp_mask, q->node);
 111                 if (!pd)
 112                         goto err_free;
 113
 114                 blkg->pd[i] = pd;
 115                 pd->blkg = blkg;
 116                 pd->plid = i;
 117
 118                 /* invoke per-policy init */
 119                 if (pol->pd_init_fn)
 120                         pol->pd_init_fn(blkg);
 121         }
 122
 123         return blkg;
 124
 125 err_free:
 126         blkg_free(blkg);
 127         return NULL;
 128 }
 129
 130 /**
 131  * __blkg_lookup - internal version of blkg_lookup()
 132  * @blkcg: blkcg of interest
 133  * @q: request_queue of interest
 134  * @update_hint: whether to update lookup hint with the result or not
 135  *
 136  * This is internal version and shouldn't be used by policy
 137  * implementations.  Looks up blkgs for the @blkcg - @q pair regardless of
 138  * @q's bypass state.  If @update_hint is %true, the caller should be
 139  * holding @q->queue_lock and lookup hint is updated on success.
 140  */
 141 struct blkcg_gq *__blkg_lookup(struct blkcg *blkcg, struct request_queue *q,
 142                                bool update_hint)
 143 {
 144         struct blkcg_gq *blkg;
 145
 146         blkg = rcu_dereference(blkcg->blkg_hint);
 147         if (blkg && blkg->q == q)
 148                 return blkg;
 149
 150         /*
 151          * Hint didn't match.  Look up from the radix tree.  Note that the
 152          * hint can only be updated under queue_lock as otherwise @blkg
 153          * could have already been removed from blkg_tree.  The caller is
 154          * responsible for grabbing queue_lock if @update_hint.
 155          */
 156         blkg = radix_tree_lookup(&blkcg->blkg_tree, q->id);
 157         if (blkg && blkg->q == q) {
 158                 if (update_hint) {
 159                         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 160                         rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, blkg);
 161                 }
 162                 return blkg;
 163         }
 164
 165         return NULL;
 166 }
 167
 168 /**
 169  * blkg_lookup - lookup blkg for the specified blkcg - q pair
 170  * @blkcg: blkcg of interest
 171  * @q: request_queue of interest
 172  *
 173  * Lookup blkg for the @blkcg - @q pair.  This function should be called
 174  * under RCU read lock and is guaranteed to return %NULL if @q is bypassing
 175  * - see blk_queue_bypass_start() for details.
 176  */
 177 struct blkcg_gq *blkg_lookup(struct blkcg *blkcg, struct request_queue *q)
 178 {
 179         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 180
 181         if (unlikely(blk_queue_bypass(q)))
 182                 return NULL;
 183         return __blkg_lookup(blkcg, q, false);
 184 }
 185 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_lookup);
 186
 187 /*
 188  * If @new_blkg is %NULL, this function tries to allocate a new one as
 189  * necessary using %GFP_ATOMIC.  @new_blkg is always consumed on return.
 190  */
 191 static struct blkcg_gq *blkg_create(struct blkcg *blkcg,
 192                                     struct request_queue *q,
 193                                     struct blkcg_gq *new_blkg)
 194 {
 195         struct blkcg_gq *blkg;
 196         int i, ret;
 197
 198         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 199         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 200
 201         /* blkg holds a reference to blkcg */
 202         if (!css_tryget(&blkcg->css)) {
 203                 ret = -EINVAL;
 204                 goto err_free_blkg;
 205         }
 206
 207         /* allocate */
 208         if (!new_blkg) {
 209                 new_blkg = blkg_alloc(blkcg, q, GFP_ATOMIC);
 210                 if (unlikely(!new_blkg)) {
 211                         ret = -ENOMEM;
 212                         goto err_put_css;
 213                 }
 214         }
 215         blkg = new_blkg;
 216
 217         /* link parent and insert */
 218         if (blkcg_parent(blkcg)) {
 219                 blkg->parent = __blkg_lookup(blkcg_parent(blkcg), q, false);
 220                 if (WARN_ON_ONCE(!blkg->parent)) {
 221                         ret = -EINVAL;
 222                         goto err_put_css;
 223                 }
 224                 blkg_get(blkg->parent);
 225         }
 226
 227         spin_lock(&blkcg->lock);
 228         ret = radix_tree_insert(&blkcg->blkg_tree, q->id, blkg);
 229         if (likely(!ret)) {
 230                 hlist_add_head_rcu(&blkg->blkcg_node, &blkcg->blkg_list);
 231                 list_add(&blkg->q_node, &q->blkg_list);
 232
 233                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 234                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 235
 236                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_online_fn)
 237                                 pol->pd_online_fn(blkg);
 238                 }
 239         }
 240         blkg->online = true;
 241         spin_unlock(&blkcg->lock);
 242
 243         if (!ret)
 244                 return blkg;
 245
 246         /* @blkg failed fully initialized, use the usual release path */
 247         blkg_put(blkg);
 248         return ERR_PTR(ret);
 249
 250 err_put_css:
 251         css_put(&blkcg->css);
 252 err_free_blkg:
 253         blkg_free(new_blkg);
 254         return ERR_PTR(ret);
 255 }
 256
 257 /**
 258  * blkg_lookup_create - lookup blkg, try to create one if not there
 259  * @blkcg: blkcg of interest
 260  * @q: request_queue of interest
 261  *
 262  * Lookup blkg for the @blkcg - @q pair.  If it doesn't exist, try to
 263  * create one.  blkg creation is performed recursively from blkcg_root such
 264  * that all non-root blkg's have access to the parent blkg.  This function
 265  * should be called under RCU read lock and @q->queue_lock.
 266  *
 267  * Returns pointer to the looked up or created blkg on success, ERR_PTR()
 268  * value on error.  If @q is dead, returns ERR_PTR(-EINVAL).  If @q is not
 269  * dead and bypassing, returns ERR_PTR(-EBUSY).
 270  */
 271 struct blkcg_gq *blkg_lookup_create(struct blkcg *blkcg,
 272                                     struct request_queue *q)
 273 {
 274         struct blkcg_gq *blkg;
 275
 276         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 277         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 278
 279         /*
 280          * This could be the first entry point of blkcg implementation and
 281          * we shouldn't allow anything to go through for a bypassing queue.
 282          */
 283         if (unlikely(blk_queue_bypass(q)))
 284                 return ERR_PTR(blk_queue_dying(q) ? -EINVAL : -EBUSY);
 285
 286         blkg = __blkg_lookup(blkcg, q, true);
 287         if (blkg)
 288                 return blkg;
 289
 290         /*
 291          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
 292          * non-root blkgs have access to their parents.
 293          */
 294         while (true) {
 295                 struct blkcg *pos = blkcg;
 296                 struct blkcg *parent = blkcg_parent(blkcg);
 297
 298                 while (parent && !__blkg_lookup(parent, q, false)) {
 299                         pos = parent;
 300                         parent = blkcg_parent(parent);
 301                 }
 302
 303                 blkg = blkg_create(pos, q, NULL);
 304                 if (pos == blkcg || IS_ERR(blkg))
 305                         return blkg;
 306         }
 307 }
 308 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_lookup_create);
 309
 310 static void blkg_destroy(struct blkcg_gq *blkg)
 311 {
 312         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
 313         int i;
 314
 315         lockdep_assert_held(blkg->q->queue_lock);
 316         lockdep_assert_held(&blkcg->lock);
 317
 318         /* Something wrong if we are trying to remove same group twice */
 319         WARN_ON_ONCE(list_empty(&blkg->q_node));
 320         WARN_ON_ONCE(hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node));
 321
 322         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 323                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 324
 325                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_offline_fn)
 326                         pol->pd_offline_fn(blkg);
 327         }
 328         blkg->online = false;
 329
 330         radix_tree_delete(&blkcg->blkg_tree, blkg->q->id);
 331         list_del_init(&blkg->q_node);
 332         hlist_del_init_rcu(&blkg->blkcg_node);
 333
 334         /*
 335          * Both setting lookup hint to and clearing it from @blkg are done
 336          * under queue_lock.  If it's not pointing to @blkg now, it never
 337          * will.  Hint assignment itself can race safely.
 338          */
 339         if (rcu_dereference_raw(blkcg->blkg_hint) == blkg)
 340                 rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, NULL);
 341
 342         /*
 343          * Put the reference taken at the time of creation so that when all
 344          * queues are gone, group can be destroyed.
 345          */
 346         blkg_put(blkg);
 347 }
 348
 349 /**
 350  * blkg_destroy_all - destroy all blkgs associated with a request_queue
 351  * @q: request_queue of interest
 352  *
 353  * Destroy all blkgs associated with @q.
 354  */
 355 static void blkg_destroy_all(struct request_queue *q)
 356 {
 357         struct blkcg_gq *blkg, *n;
 358
 359         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 360
 361         list_for_each_entry_safe(blkg, n, &q->blkg_list, q_node) {
 362                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
 363
 364                 spin_lock(&blkcg->lock);
 365                 blkg_destroy(blkg);
 366                 spin_unlock(&blkcg->lock);
 367         }
 368
 369         /*
 370          * root blkg is destroyed.  Just clear the pointer since
 371          * root_rl does not take reference on root blkg.
 372          */
 373         q->root_blkg = NULL;
 374         q->root_rl.blkg = NULL;
 375 }
 376
 377 static void blkg_rcu_free(struct rcu_head *rcu_head)
 378 {
 379         blkg_free(container_of(rcu_head, struct blkcg_gq, rcu_head));
 380 }
 381
 382 void __blkg_release(struct blkcg_gq *blkg)
 383 {
 384         /* release the blkcg and parent blkg refs this blkg has been holding */
 385         css_put(&blkg->blkcg->css);
 386         if (blkg->parent)
 387                 blkg_put(blkg->parent);
 388
 389         /*
 390          * A group is freed in rcu manner. But having an rcu lock does not
 391          * mean that one can access all the fields of blkg and assume these
 392          * are valid. For example, don't try to follow throtl_data and
 393          * request queue links.
 394          *
 395          * Having a reference to blkg under an rcu allows acess to only
 396          * values local to groups like group stats and group rate limits
 397          */
 398         call_rcu(&blkg->rcu_head, blkg_rcu_free);
 399 }
 400 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_release);
 401
 402 /*
 403  * The next function used by blk_queue_for_each_rl().  It's a bit tricky
 404  * because the root blkg uses @q->root_rl instead of its own rl.
 405  */
 406 struct request_list *__blk_queue_next_rl(struct request_list *rl,
 407                                          struct request_queue *q)
 408 {
 409         struct list_head *ent;
 410         struct blkcg_gq *blkg;
 411
 412         /*
 413          * Determine the current blkg list_head.  The first entry is
 414          * root_rl which is off @q->blkg_list and mapped to the head.
 415          */
 416         if (rl == &q->root_rl) {
 417                 ent = &q->blkg_list;
 418                 /* There are no more block groups, hence no request lists */
 419                 if (list_empty(ent))
 420                         return NULL;
 421         } else {
 422                 blkg = container_of(rl, struct blkcg_gq, rl);
 423                 ent = &blkg->q_node;
 424         }
 425
 426         /* walk to the next list_head, skip root blkcg */
 427         ent = ent->next;
 428         if (ent == &q->root_blkg->q_node)
 429                 ent = ent->next;
 430         if (ent == &q->blkg_list)
 431                 return NULL;
 432
 433         blkg = container_of(ent, struct blkcg_gq, q_node);
 434         return &blkg->rl;
 435 }
 436
 437 static int blkcg_reset_stats(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cftype,
 438                              u64 val)
 439 {
 440         struct blkcg *blkcg = cgroup_to_blkcg(cgroup);
 441         struct blkcg_gq *blkg;
 442         int i;
 443
 444         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
 445         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
 446
 447         /*
 448          * Note that stat reset is racy - it doesn't synchronize against
 449          * stat updates.  This is a debug feature which shouldn't exist
 450          * anyway.  If you get hit by a race, retry.
 451          */
 452         hlist_for_each_entry(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
 453                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 454                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 455
 456                         if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol) &&
 457                             pol->pd_reset_stats_fn)
 458                                 pol->pd_reset_stats_fn(blkg);
 459                 }
 460         }
 461
 462         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
 463         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
 464         return 0;
 465 }
 466
 467 static const char *blkg_dev_name(struct blkcg_gq *blkg)
 468 {
 469         /* some drivers (floppy) instantiate a queue w/o disk registered */
 470         if (blkg->q->backing_dev_info.dev)
 471                 return dev_name(blkg->q->backing_dev_info.dev);
 472         return NULL;
 473 }
 474
 475 /**
 476  * blkcg_print_blkgs - helper for printing per-blkg data
 477  * @sf: seq_file to print to
 478  * @blkcg: blkcg of interest
 479  * @prfill: fill function to print out a blkg
 480  * @pol: policy in question
 481  * @data: data to be passed to @prfill
 482  * @show_total: to print out sum of prfill return values or not
 483  *
 484  * This function invokes @prfill on each blkg of @blkcg if pd for the
 485  * policy specified by @pol exists.  @prfill is invoked with @sf, the
 486  * policy data and @data and the matching queue lock held.  If @show_total
 487  * is %true, the sum of the return values from @prfill is printed with
 488  * "Total" label at the end.
 489  *
 490  * This is to be used to construct print functions for
 491  * cftype->read_seq_string method.
 492  */
 493 void blkcg_print_blkgs(struct seq_file *sf, struct blkcg *blkcg,
 494                        u64 (*prfill)(struct seq_file *,
 495                                      struct blkg_policy_data *, int),
 496                        const struct blkcg_policy *pol, int data,
 497                        bool show_total)
 498 {
 499         struct blkcg_gq *blkg;
 500         u64 total = 0;
 501
 502         rcu_read_lock();
 503         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
 504                 spin_lock_irq(blkg->q->queue_lock);
 505                 if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol))
 506                         total += prfill(sf, blkg->pd[pol->plid], data);
 507                 spin_unlock_irq(blkg->q->queue_lock);
 508         }
 509         rcu_read_unlock();
 510
 511         if (show_total)
 512                 seq_printf(sf, "Total %llu\n", (unsigned long long)total);
 513 }
 514 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_print_blkgs);
 515
 516 /**
 517  * __blkg_prfill_u64 - prfill helper for a single u64 value
 518  * @sf: seq_file to print to
 519  * @pd: policy private data of interest
 520  * @v: value to print
 521  *
 522  * Print @v to @sf for the device assocaited with @pd.
 523  */
 524 u64 __blkg_prfill_u64(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, u64 v)
 525 {
 526         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
 527
 528         if (!dname)
 529                 return 0;
 530
 531         seq_printf(sf, "%s %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
 532         return v;
 533 }
 534 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_u64);
 535
 536 /**
 537  * __blkg_prfill_rwstat - prfill helper for a blkg_rwstat
 538  * @sf: seq_file to print to
 539  * @pd: policy private data of interest
 540  * @rwstat: rwstat to print
 541  *
 542  * Print @rwstat to @sf for the device assocaited with @pd.
 543  */
 544 u64 __blkg_prfill_rwstat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd,
 545                          const struct blkg_rwstat *rwstat)
 546 {
 547         static const char *rwstr[] = {
 548                 [BLKG_RWSTAT_READ]      = "Read",
 549                 [BLKG_RWSTAT_WRITE]     = "Write",
 550                 [BLKG_RWSTAT_SYNC]      = "Sync",
 551                 [BLKG_RWSTAT_ASYNC]     = "Async",
 552         };
 553         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
 554         u64 v;
 555         int i;
 556
 557         if (!dname)
 558                 return 0;
 559
 560         for (i = 0; i < BLKG_RWSTAT_NR; i++)
 561                 seq_printf(sf, "%s %s %llu\n", dname, rwstr[i],
 562                            (unsigned long long)rwstat->cnt[i]);
 563
 564         v = rwstat->cnt[BLKG_RWSTAT_READ] + rwstat->cnt[BLKG_RWSTAT_WRITE];
 565         seq_printf(sf, "%s Total %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
 566         return v;
 567 }
 568 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_rwstat);
 569
 570 /**
 571  * blkg_prfill_stat - prfill callback for blkg_stat
 572  * @sf: seq_file to print to
 573  * @pd: policy private data of interest
 574  * @off: offset to the blkg_stat in @pd
 575  *
 576  * prfill callback for printing a blkg_stat.
 577  */
 578 u64 blkg_prfill_stat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, int off)
 579 {
 580         return __blkg_prfill_u64(sf, pd, blkg_stat_read((void *)pd + off));
 581 }
 582 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_prfill_stat);
 583
 584 /**
 585  * blkg_prfill_rwstat - prfill callback for blkg_rwstat
 586  * @sf: seq_file to print to
 587  * @pd: policy private data of interest
 588  * @off: offset to the blkg_rwstat in @pd
 589  *
 590  * prfill callback for printing a blkg_rwstat.
 591  */
 592 u64 blkg_prfill_rwstat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd,
 593                        int off)
 594 {
 595         struct blkg_rwstat rwstat = blkg_rwstat_read((void *)pd + off);
 596
 597         return __blkg_prfill_rwstat(sf, pd, &rwstat);
 598 }
 599 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_prfill_rwstat);
 600
 601 /**
 602  * blkg_stat_recursive_sum - collect hierarchical blkg_stat
 603  * @pd: policy private data of interest
 604  * @off: offset to the blkg_stat in @pd
 605  *
 606  * Collect the blkg_stat specified by @off from @pd and all its online
 607  * descendants and return the sum.  The caller must be holding the queue
 608  * lock for online tests.
 609  */
 610 u64 blkg_stat_recursive_sum(struct blkg_policy_data *pd, int off)
 611 {
 612         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[pd->plid];
 613         struct blkcg_gq *pos_blkg;
 614         struct cgroup *pos_cgrp;
 615         u64 sum;
 616
 617         lockdep_assert_held(pd->blkg->q->queue_lock);
 618
 619         sum = blkg_stat_read((void *)pd + off);
 620
 621         rcu_read_lock();
 622         blkg_for_each_descendant_pre(pos_blkg, pos_cgrp, pd_to_blkg(pd)) {
 623                 struct blkg_policy_data *pos_pd = blkg_to_pd(pos_blkg, pol);
 624                 struct blkg_stat *stat = (void *)pos_pd + off;
 625
 626                 if (pos_blkg->online)
 627                         sum += blkg_stat_read(stat);
 628         }
 629         rcu_read_unlock();
 630
 631         return sum;
 632 }
 633 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_stat_recursive_sum);
 634
 635 /**
 636  * blkg_rwstat_recursive_sum - collect hierarchical blkg_rwstat
 637  * @pd: policy private data of interest
 638  * @off: offset to the blkg_stat in @pd
 639  *
 640  * Collect the blkg_rwstat specified by @off from @pd and all its online
 641  * descendants and return the sum.  The caller must be holding the queue
 642  * lock for online tests.
 643  */
 644 struct blkg_rwstat blkg_rwstat_recursive_sum(struct blkg_policy_data *pd,
 645                                              int off)
 646 {
 647         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[pd->plid];
 648         struct blkcg_gq *pos_blkg;
 649         struct cgroup *pos_cgrp;
 650         struct blkg_rwstat sum;
 651         int i;
 652
 653         lockdep_assert_held(pd->blkg->q->queue_lock);
 654
 655         sum = blkg_rwstat_read((void *)pd + off);
 656
 657         rcu_read_lock();
 658         blkg_for_each_descendant_pre(pos_blkg, pos_cgrp, pd_to_blkg(pd)) {
 659                 struct blkg_policy_data *pos_pd = blkg_to_pd(pos_blkg, pol);
 660                 struct blkg_rwstat *rwstat = (void *)pos_pd + off;
 661                 struct blkg_rwstat tmp;
 662
 663                 if (!pos_blkg->online)
 664                         continue;
 665
 666                 tmp = blkg_rwstat_read(rwstat);
 667
 668                 for (i = 0; i < BLKG_RWSTAT_NR; i++)
 669                         sum.cnt[i] += tmp.cnt[i];
 670         }
 671         rcu_read_unlock();
 672
 673         return sum;
 674 }
 675 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_rwstat_recursive_sum);
 676
 677 /**
 678  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
 679  * @blkcg: target block cgroup
 680  * @pol: target policy
 681  * @input: input string
 682  * @ctx: blkg_conf_ctx to be filled
 683  *
 684  * Parse per-blkg config update from @input and initialize @ctx with the
 685  * result.  @ctx->blkg points to the blkg to be updated and @ctx->v the new
 686  * value.  This function returns with RCU read lock and queue lock held and
 687  * must be paired with blkg_conf_finish().
 688  */
 689 int blkg_conf_prep(struct blkcg *blkcg, const struct blkcg_policy *pol,
 690                    const char *input, struct blkg_conf_ctx *ctx)
 691         __acquires(rcu) __acquires(disk->queue->queue_lock)
 692 {
 693         struct gendisk *disk;
 694         struct blkcg_gq *blkg;
 695         unsigned int major, minor;
 696         unsigned long long v;
 697         int part, ret;
 698
 699         if (sscanf(input, "%u:%u %llu", &major, &minor, &v) != 3)
 700                 return -EINVAL;
 701
 702         disk = get_gendisk(MKDEV(major, minor), &part);
 703         if (!disk || part)
 704                 return -EINVAL;
 705
 706         rcu_read_lock();
 707         spin_lock_irq(disk->queue->queue_lock);
 708
 709         if (blkcg_policy_enabled(disk->queue, pol))
 710                 blkg = blkg_lookup_create(blkcg, disk->queue);
 711         else
 712                 blkg = ERR_PTR(-EINVAL);
 713
 714         if (IS_ERR(blkg)) {
 715                 ret = PTR_ERR(blkg);
 716                 rcu_read_unlock();
 717                 spin_unlock_irq(disk->queue->queue_lock);
 718                 put_disk(disk);
 719                 /*
 720                  * If queue was bypassing, we should retry.  Do so after a
 721                  * short msleep().  It isn't strictly necessary but queue
 722                  * can be bypassing for some time and it's always nice to
 723                  * avoid busy looping.
 724                  */
 725                 if (ret == -EBUSY) {
 726                         msleep(10);
 727                         ret = restart_syscall();
 728                 }
 729                 return ret;
 730         }
 731
 732         ctx->disk = disk;
 733         ctx->blkg = blkg;
 734         ctx->v = v;
 735         return 0;
 736 }
 737 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_prep);
 738
 739 /**
 740  * blkg_conf_finish - finish up per-blkg config update
 741  * @ctx: blkg_conf_ctx intiailized by blkg_conf_prep()
 742  *
 743  * Finish up after per-blkg config update.  This function must be paired
 744  * with blkg_conf_prep().
 745  */
 746 void blkg_conf_finish(struct blkg_conf_ctx *ctx)
 747         __releases(ctx->disk->queue->queue_lock) __releases(rcu)
 748 {
 749         spin_unlock_irq(ctx->disk->queue->queue_lock);
 750         rcu_read_unlock();
 751         put_disk(ctx->disk);
 752 }
 753 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_finish);
 754
 755 struct cftype blkcg_files[] = {
 756         {
 757                 .name = "reset_stats",
 758                 .write_u64 = blkcg_reset_stats,
 759         },
 760         { }     /* terminate */
 761 };
 762
 763 /**
 764  * blkcg_css_offline - cgroup css_offline callback
 765  * @cgroup: cgroup of interest
 766  *
 767  * This function is called when @cgroup is about to go away and responsible
 768  * for shooting down all blkgs associated with @cgroup.  blkgs should be
 769  * removed while holding both q and blkcg locks.  As blkcg lock is nested
 770  * inside q lock, this function performs reverse double lock dancing.
 771  *
 772  * This is the blkcg counterpart of ioc_release_fn().
 773  */
 774 static void blkcg_css_offline(struct cgroup *cgroup)
 775 {
 776         struct blkcg *blkcg = cgroup_to_blkcg(cgroup);
 777
 778         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
 779
 780         while (!hlist_empty(&blkcg->blkg_list)) {
 781                 struct blkcg_gq *blkg = hlist_entry(blkcg->blkg_list.first,
 782                                                 struct blkcg_gq, blkcg_node);
 783                 struct request_queue *q = blkg->q;
 784
 785                 if (spin_trylock(q->queue_lock)) {
 786                         blkg_destroy(blkg);
 787                         spin_unlock(q->queue_lock);
 788                 } else {
 789                         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
 790                         cpu_relax();
 791                         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
 792                 }
 793         }
 794
 795         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
 796 }
 797
 798 static void blkcg_css_free(struct cgroup *cgroup)
 799 {
 800         struct blkcg *blkcg = cgroup_to_blkcg(cgroup);
 801
 802         if (blkcg != &blkcg_root)
 803                 kfree(blkcg);
 804 }
 805
 806 static struct cgroup_subsys_state *blkcg_css_alloc(struct cgroup *cgroup)
 807 {
 808         static atomic64_t id_seq = ATOMIC64_INIT(0);
 809         struct blkcg *blkcg;
 810         struct cgroup *parent = cgroup->parent;
 811
 812         if (!parent) {
 813                 blkcg = &blkcg_root;
 814                 goto done;
 815         }
 816
 817         blkcg = kzalloc(sizeof(*blkcg), GFP_KERNEL);
 818         if (!blkcg)
 819                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 820
 821         blkcg->cfq_weight = CFQ_WEIGHT_DEFAULT;
 822         blkcg->cfq_leaf_weight = CFQ_WEIGHT_DEFAULT;
 823         blkcg->id = atomic64_inc_return(&id_seq); /* root is 0, start from 1 */
 824 done:
 825         spin_lock_init(&blkcg->lock);
 826         INIT_RADIX_TREE(&blkcg->blkg_tree, GFP_ATOMIC);
 827         INIT_HLIST_HEAD(&blkcg->blkg_list);
 828
 829         return &blkcg->css;
 830 }
 831
 832 /**
 833  * blkcg_init_queue - initialize blkcg part of request queue
 834  * @q: request_queue to initialize
 835  *
 836  * Called from blk_alloc_queue_node(). Responsible for initializing blkcg
 837  * part of new request_queue @q.
 838  *
 839  * RETURNS:
 840  * 0 on success, -errno on failure.
 841  */
 842 int blkcg_init_queue(struct request_queue *q)
 843 {
 844         might_sleep();
 845
 846         return blk_throtl_init(q);
 847 }
 848
 849 /**
 850  * blkcg_drain_queue - drain blkcg part of request_queue
 851  * @q: request_queue to drain
 852  *
 853  * Called from blk_drain_queue().  Responsible for draining blkcg part.
 854  */
 855 void blkcg_drain_queue(struct request_queue *q)
 856 {
 857         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 858
 859         blk_throtl_drain(q);
 860 }
 861
 862 /**
 863  * blkcg_exit_queue - exit and release blkcg part of request_queue
 864  * @q: request_queue being released
 865  *
 866  * Called from blk_release_queue().  Responsible for exiting blkcg part.
 867  */
 868 void blkcg_exit_queue(struct request_queue *q)
 869 {
 870         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 871         blkg_destroy_all(q);
 872         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 873
 874         blk_throtl_exit(q);
 875 }
 876
 877 /*
 878  * We cannot support shared io contexts, as we have no mean to support
 879  * two tasks with the same ioc in two different groups without major rework
 880  * of the main cic data structures.  For now we allow a task to change
 881  * its cgroup only if it's the only owner of its ioc.
 882  */
 883 static int blkcg_can_attach(struct cgroup *cgrp, struct cgroup_taskset *tset)
 884 {
 885         struct task_struct *task;
 886         struct io_context *ioc;
 887         int ret = 0;
 888
 889         /* task_lock() is needed to avoid races with exit_io_context() */
 890         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset) {
 891                 task_lock(task);
 892                 ioc = task->io_context;
 893                 if (ioc && atomic_read(&ioc->nr_tasks) > 1)
 894                         ret = -EINVAL;
 895                 task_unlock(task);
 896                 if (ret)
 897                         break;
 898         }
 899         return ret;
 900 }
 901
 902 struct cgroup_subsys blkio_subsys = {
 903         .name = "blkio",
 904         .css_alloc = blkcg_css_alloc,
 905         .css_offline = blkcg_css_offline,
 906         .css_free = blkcg_css_free,
 907         .can_attach = blkcg_can_attach,
 908         .subsys_id = blkio_subsys_id,
 909         .base_cftypes = blkcg_files,
 910         .module = THIS_MODULE,
 911
 912         /*
 913          * blkio subsystem is utterly broken in terms of hierarchy support.
 914          * It treats all cgroups equally regardless of where they're
 915          * located in the hierarchy - all cgroups are treated as if they're
 916          * right below the root.  Fix it and remove the following.
 917          */
 918         .broken_hierarchy = true,
 919 };
 920 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkio_subsys);
 921
 922 /**
 923  * blkcg_activate_policy - activate a blkcg policy on a request_queue
 924  * @q: request_queue of interest
 925  * @pol: blkcg policy to activate
 926  *
 927  * Activate @pol on @q.  Requires %GFP_KERNEL context.  @q goes through
 928  * bypass mode to populate its blkgs with policy_data for @pol.
 929  *
 930  * Activation happens with @q bypassed, so nobody would be accessing blkgs
 931  * from IO path.  Update of each blkg is protected by both queue and blkcg
 932  * locks so that holding either lock and testing blkcg_policy_enabled() is
 933  * always enough for dereferencing policy data.
 934  *
 935  * The caller is responsible for synchronizing [de]activations and policy
 936  * [un]registerations.  Returns 0 on success, -errno on failure.
 937  */
 938 int blkcg_activate_policy(struct request_queue *q,
 939                           const struct blkcg_policy *pol)
 940 {
 941         LIST_HEAD(pds);
 942         struct blkcg_gq *blkg, *new_blkg;
 943         struct blkg_policy_data *pd, *n;
 944         int cnt = 0, ret;
 945         bool preloaded;
 946
 947         if (blkcg_policy_enabled(q, pol))
 948                 return 0;
 949
 950         /* preallocations for root blkg */
 951         new_blkg = blkg_alloc(&blkcg_root, q, GFP_KERNEL);
 952         if (!new_blkg)
 953                 return -ENOMEM;
 954
 955         blk_queue_bypass_start(q);
 956
 957         preloaded = !radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
 958
 959         /*
 960          * Make sure the root blkg exists and count the existing blkgs.  As
 961          * @q is bypassing at this point, blkg_lookup_create() can't be
 962          * used.  Open code it.
 963          */
 964         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 965
 966         rcu_read_lock();
 967         blkg = __blkg_lookup(&blkcg_root, q, false);
 968         if (blkg)
 969                 blkg_free(new_blkg);
 970         else
 971                 blkg = blkg_create(&blkcg_root, q, new_blkg);
 972         rcu_read_unlock();
 973
 974         if (preloaded)
 975                 radix_tree_preload_end();
 976
 977         if (IS_ERR(blkg)) {
 978                 ret = PTR_ERR(blkg);
 979                 goto out_unlock;
 980         }
 981         q->root_blkg = blkg;
 982         q->root_rl.blkg = blkg;
 983
 984         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node)
 985                 cnt++;
 986
 987         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 988
 989         /* allocate policy_data for all existing blkgs */
 990         while (cnt--) {
 991                 pd = kzalloc_node(pol->pd_size, GFP_KERNEL, q->node);
 992                 if (!pd) {
 993                         ret = -ENOMEM;
 994                         goto out_free;
 995                 }
 996                 list_add_tail(&pd->alloc_node, &pds);
 997         }
 998
 999         /*
1000          * Install the allocated pds.  With @q bypassing, no new blkg
1001          * should have been created while the queue lock was dropped.
1002          */
1003         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1004
1005         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1006                 if (WARN_ON(list_empty(&pds))) {
1007                         /* umm... this shouldn't happen, just abort */
1008                         ret = -ENOMEM;
1009                         goto out_unlock;
1010                 }
1011                 pd = list_first_entry(&pds, struct blkg_policy_data, alloc_node);
1012                 list_del_init(&pd->alloc_node);
1013
1014                 /* grab blkcg lock too while installing @pd on @blkg */
1015                 spin_lock(&blkg->blkcg->lock);
1016
1017                 blkg->pd[pol->plid] = pd;
1018                 pd->blkg = blkg;
1019                 pd->plid = pol->plid;
1020                 pol->pd_init_fn(blkg);
1021
1022                 spin_unlock(&blkg->blkcg->lock);
1023         }
1024
1025         __set_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1026         ret = 0;
1027 out_unlock:
1028         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1029 out_free:
1030         blk_queue_bypass_end(q);
1031         list_for_each_entry_safe(pd, n, &pds, alloc_node)
1032                 kfree(pd);
1033         return ret;
1034 }
1035 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_activate_policy);
1036
1037 /**
1038  * blkcg_deactivate_policy - deactivate a blkcg policy on a request_queue
1039  * @q: request_queue of interest
1040  * @pol: blkcg policy to deactivate
1041  *
1042  * Deactivate @pol on @q.  Follows the same synchronization rules as
1043  * blkcg_activate_policy().
1044  */
1045 void blkcg_deactivate_policy(struct request_queue *q,
1046                              const struct blkcg_policy *pol)
1047 {
1048         struct blkcg_gq *blkg;
1049
1050         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
1051                 return;
1052
1053         blk_queue_bypass_start(q);
1054         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1055
1056         __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1057
1058         /* if no policy is left, no need for blkgs - shoot them down */
1059         if (bitmap_empty(q->blkcg_pols, BLKCG_MAX_POLS))
1060                 blkg_destroy_all(q);
1061
1062         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1063                 /* grab blkcg lock too while removing @pd from @blkg */
1064                 spin_lock(&blkg->blkcg->lock);
1065
1066                 if (pol->pd_offline_fn)
1067                         pol->pd_offline_fn(blkg);
1068                 if (pol->pd_exit_fn)
1069                         pol->pd_exit_fn(blkg);
1070
1071                 kfree(blkg->pd[pol->plid]);
1072                 blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1073
1074                 spin_unlock(&blkg->blkcg->lock);
1075         }
1076
1077         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1078         blk_queue_bypass_end(q);
1079 }
1080 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_deactivate_policy);
1081
1082 /**
1083  * blkcg_policy_register - register a blkcg policy
1084  * @pol: blkcg policy to register
1085  *
1086  * Register @pol with blkcg core.  Might sleep and @pol may be modified on
1087  * successful registration.  Returns 0 on success and -errno on failure.
1088  */
1089 int blkcg_policy_register(struct blkcg_policy *pol)
1090 {
1091         int i, ret;
1092
1093         if (WARN_ON(pol->pd_size < sizeof(struct blkg_policy_data)))
1094                 return -EINVAL;
1095
1096         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1097
1098         /* find an empty slot */
1099         ret = -ENOSPC;
1100         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1101                 if (!blkcg_policy[i])
1102                         break;
1103         if (i >= BLKCG_MAX_POLS)
1104                 goto out_unlock;
1105
1106         /* register and update blkgs */
1107         pol->plid = i;
1108         blkcg_policy[i] = pol;
1109
1110         /* everything is in place, add intf files for the new policy */
1111         if (pol->cftypes)
1112                 WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&blkio_subsys, pol->cftypes));
1113         ret = 0;
1114 out_unlock:
1115         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1116         return ret;
1117 }
1118 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_register);
1119
1120 /**
1121  * blkcg_policy_unregister - unregister a blkcg policy
1122  * @pol: blkcg policy to unregister
1123  *
1124  * Undo blkcg_policy_register(@pol).  Might sleep.
1125  */
1126 void blkcg_policy_unregister(struct blkcg_policy *pol)
1127 {
1128         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1129
1130         if (WARN_ON(blkcg_policy[pol->plid] != pol))
1131                 goto out_unlock;
1132
1133         /* kill the intf files first */
1134         if (pol->cftypes)
1135                 cgroup_rm_cftypes(&blkio_subsys, pol->cftypes);
1136
1137         /* unregister and update blkgs */
1138         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1139 out_unlock:
1140         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1141 }
1142 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_unregister);