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                 kfree(blkg->pd[i]);
  56
  57         blk_exit_rl(&blkg->rl);
  58         kfree(blkg);
  59 }
  60
  61 /**
  62  * blkg_alloc - allocate a blkg
  63  * @blkcg: block cgroup the new blkg is associated with
  64  * @q: request_queue the new blkg is associated with
  65  * @gfp_mask: allocation mask to use
  66  *
  67  * Allocate a new blkg assocating @blkcg and @q.
  68  */
  69 static struct blkcg_gq *blkg_alloc(struct blkcg *blkcg, struct request_queue *q,
  70                                    gfp_t gfp_mask)
  71 {
  72         struct blkcg_gq *blkg;
  73         int i;
  74
  75         /* alloc and init base part */
  76         blkg = kzalloc_node(sizeof(*blkg), gfp_mask, q->node);
  77         if (!blkg)
  78                 return NULL;
  79
  80         blkg->q = q;
  81         INIT_LIST_HEAD(&blkg->q_node);
  82         blkg->blkcg = blkcg;
  83         atomic_set(&blkg->refcnt, 1);
  84
  85         /* root blkg uses @q->root_rl, init rl only for !root blkgs */
  86         if (blkcg != &blkcg_root) {
  87                 if (blk_init_rl(&blkg->rl, q, gfp_mask))
  88                         goto err_free;
  89                 blkg->rl.blkg = blkg;
  90         }
  91
  92         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
  93                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
  94                 struct blkg_policy_data *pd;
  95
  96                 if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
  97                         continue;
  98
  99                 /* alloc per-policy data and attach it to blkg */
 100                 pd = kzalloc_node(pol->pd_size, gfp_mask, q->node);
 101                 if (!pd)
 102                         goto err_free;
 103
 104                 blkg->pd[i] = pd;
 105                 pd->blkg = blkg;
 106                 pd->plid = i;
 107         }
 108
 109         return blkg;
 110
 111 err_free:
 112         blkg_free(blkg);
 113         return NULL;
 114 }
 115
 116 /**
 117  * __blkg_lookup - internal version of blkg_lookup()
 118  * @blkcg: blkcg of interest
 119  * @q: request_queue of interest
 120  * @update_hint: whether to update lookup hint with the result or not
 121  *
 122  * This is internal version and shouldn't be used by policy
 123  * implementations.  Looks up blkgs for the @blkcg - @q pair regardless of
 124  * @q's bypass state.  If @update_hint is %true, the caller should be
 125  * holding @q->queue_lock and lookup hint is updated on success.
 126  */
 127 struct blkcg_gq *__blkg_lookup(struct blkcg *blkcg, struct request_queue *q,
 128                                bool update_hint)
 129 {
 130         struct blkcg_gq *blkg;
 131
 132         blkg = rcu_dereference(blkcg->blkg_hint);
 133         if (blkg && blkg->q == q)
 134                 return blkg;
 135
 136         /*
 137          * Hint didn't match.  Look up from the radix tree.  Note that the
 138          * hint can only be updated under queue_lock as otherwise @blkg
 139          * could have already been removed from blkg_tree.  The caller is
 140          * responsible for grabbing queue_lock if @update_hint.
 141          */
 142         blkg = radix_tree_lookup(&blkcg->blkg_tree, q->id);
 143         if (blkg && blkg->q == q) {
 144                 if (update_hint) {
 145                         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 146                         rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, blkg);
 147                 }
 148                 return blkg;
 149         }
 150
 151         return NULL;
 152 }
 153
 154 /**
 155  * blkg_lookup - lookup blkg for the specified blkcg - q pair
 156  * @blkcg: blkcg of interest
 157  * @q: request_queue of interest
 158  *
 159  * Lookup blkg for the @blkcg - @q pair.  This function should be called
 160  * under RCU read lock and is guaranteed to return %NULL if @q is bypassing
 161  * - see blk_queue_bypass_start() for details.
 162  */
 163 struct blkcg_gq *blkg_lookup(struct blkcg *blkcg, struct request_queue *q)
 164 {
 165         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 166
 167         if (unlikely(blk_queue_bypass(q)))
 168                 return NULL;
 169         return __blkg_lookup(blkcg, q, false);
 170 }
 171 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_lookup);
 172
 173 /*
 174  * If @new_blkg is %NULL, this function tries to allocate a new one as
 175  * necessary using %GFP_ATOMIC.  @new_blkg is always consumed on return.
 176  */
 177 static struct blkcg_gq *blkg_create(struct blkcg *blkcg,
 178                                     struct request_queue *q,
 179                                     struct blkcg_gq *new_blkg)
 180 {
 181         struct blkcg_gq *blkg;
 182         int i, ret;
 183
 184         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 185         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 186
 187         /* blkg holds a reference to blkcg */
 188         if (!css_tryget(&blkcg->css)) {
 189                 ret = -EINVAL;
 190                 goto err_free_blkg;
 191         }
 192
 193         /* allocate */
 194         if (!new_blkg) {
 195                 new_blkg = blkg_alloc(blkcg, q, GFP_ATOMIC);
 196                 if (unlikely(!new_blkg)) {
 197                         ret = -ENOMEM;
 198                         goto err_put_css;
 199                 }
 200         }
 201         blkg = new_blkg;
 202
 203         /* link parent */
 204         if (blkcg_parent(blkcg)) {
 205                 blkg->parent = __blkg_lookup(blkcg_parent(blkcg), q, false);
 206                 if (WARN_ON_ONCE(!blkg->parent)) {
 207                         ret = -EINVAL;
 208                         goto err_put_css;
 209                 }
 210                 blkg_get(blkg->parent);
 211         }
 212
 213         /* invoke per-policy init */
 214         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 215                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 216
 217                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_init_fn)
 218                         pol->pd_init_fn(blkg);
 219         }
 220
 221         /* insert */
 222         spin_lock(&blkcg->lock);
 223         ret = radix_tree_insert(&blkcg->blkg_tree, q->id, blkg);
 224         if (likely(!ret)) {
 225                 hlist_add_head_rcu(&blkg->blkcg_node, &blkcg->blkg_list);
 226                 list_add(&blkg->q_node, &q->blkg_list);
 227
 228                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 229                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 230
 231                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_online_fn)
 232                                 pol->pd_online_fn(blkg);
 233                 }
 234         }
 235         blkg->online = true;
 236         spin_unlock(&blkcg->lock);
 237
 238         if (!ret) {
 239                 if (blkcg == &blkcg_root) {
 240                         q->root_blkg = blkg;
 241                         q->root_rl.blkg = blkg;
 242                 }
 243                 return blkg;
 244         }
 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          * If root blkg is destroyed.  Just clear the pointer since root_rl
 344          * does not take reference on root blkg.
 345          */
 346         if (blkcg == &blkcg_root) {
 347                 blkg->q->root_blkg = NULL;
 348                 blkg->q->root_rl.blkg = NULL;
 349         }
 350
 351         /*
 352          * Put the reference taken at the time of creation so that when all
 353          * queues are gone, group can be destroyed.
 354          */
 355         blkg_put(blkg);
 356 }
 357
 358 /**
 359  * blkg_destroy_all - destroy all blkgs associated with a request_queue
 360  * @q: request_queue of interest
 361  *
 362  * Destroy all blkgs associated with @q.
 363  */
 364 static void blkg_destroy_all(struct request_queue *q)
 365 {
 366         struct blkcg_gq *blkg, *n;
 367
 368         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 369
 370         list_for_each_entry_safe(blkg, n, &q->blkg_list, q_node) {
 371                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
 372
 373                 spin_lock(&blkcg->lock);
 374                 blkg_destroy(blkg);
 375                 spin_unlock(&blkcg->lock);
 376         }
 377 }
 378
 379 /*
 380  * A group is RCU protected, but having an rcu lock does not mean that one
 381  * can access all the fields of blkg and assume these are valid.  For
 382  * example, don't try to follow throtl_data and request queue links.
 383  *
 384  * Having a reference to blkg under an rcu allows accesses to only values
 385  * local to groups like group stats and group rate limits.
 386  */
 387 void __blkg_release_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
 388 {
 389         struct blkcg_gq *blkg = container_of(rcu_head, struct blkcg_gq, rcu_head);
 390         int i;
 391
 392         /* tell policies that this one is being freed */
 393         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 394                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 395
 396                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_exit_fn)
 397                         pol->pd_exit_fn(blkg);
 398         }
 399
 400         /* release the blkcg and parent blkg refs this blkg has been holding */
 401         css_put(&blkg->blkcg->css);
 402         if (blkg->parent)
 403                 blkg_put(blkg->parent);
 404
 405         blkg_free(blkg);
 406 }
 407 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_release_rcu);
 408
 409 /*
 410  * The next function used by blk_queue_for_each_rl().  It's a bit tricky
 411  * because the root blkg uses @q->root_rl instead of its own rl.
 412  */
 413 struct request_list *__blk_queue_next_rl(struct request_list *rl,
 414                                          struct request_queue *q)
 415 {
 416         struct list_head *ent;
 417         struct blkcg_gq *blkg;
 418
 419         /*
 420          * Determine the current blkg list_head.  The first entry is
 421          * root_rl which is off @q->blkg_list and mapped to the head.
 422          */
 423         if (rl == &q->root_rl) {
 424                 ent = &q->blkg_list;
 425                 /* There are no more block groups, hence no request lists */
 426                 if (list_empty(ent))
 427                         return NULL;
 428         } else {
 429                 blkg = container_of(rl, struct blkcg_gq, rl);
 430                 ent = &blkg->q_node;
 431         }
 432
 433         /* walk to the next list_head, skip root blkcg */
 434         ent = ent->next;
 435         if (ent == &q->root_blkg->q_node)
 436                 ent = ent->next;
 437         if (ent == &q->blkg_list)
 438                 return NULL;
 439
 440         blkg = container_of(ent, struct blkcg_gq, q_node);
 441         return &blkg->rl;
 442 }
 443
 444 static int blkcg_reset_stats(struct cgroup_subsys_state *css,
 445                              struct cftype *cftype, u64 val)
 446 {
 447         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
 448         struct blkcg_gq *blkg;
 449         int i;
 450
 451         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
 452         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
 453
 454         /*
 455          * Note that stat reset is racy - it doesn't synchronize against
 456          * stat updates.  This is a debug feature which shouldn't exist
 457          * anyway.  If you get hit by a race, retry.
 458          */
 459         hlist_for_each_entry(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
 460                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 461                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 462
 463                         if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol) &&
 464                             pol->pd_reset_stats_fn)
 465                                 pol->pd_reset_stats_fn(blkg);
 466                 }
 467         }
 468
 469         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
 470         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
 471         return 0;
 472 }
 473
 474 static const char *blkg_dev_name(struct blkcg_gq *blkg)
 475 {
 476         /* some drivers (floppy) instantiate a queue w/o disk registered */
 477         if (blkg->q->backing_dev_info.dev)
 478                 return dev_name(blkg->q->backing_dev_info.dev);
 479         return NULL;
 480 }
 481
 482 /**
 483  * blkcg_print_blkgs - helper for printing per-blkg data
 484  * @sf: seq_file to print to
 485  * @blkcg: blkcg of interest
 486  * @prfill: fill function to print out a blkg
 487  * @pol: policy in question
 488  * @data: data to be passed to @prfill
 489  * @show_total: to print out sum of prfill return values or not
 490  *
 491  * This function invokes @prfill on each blkg of @blkcg if pd for the
 492  * policy specified by @pol exists.  @prfill is invoked with @sf, the
 493  * policy data and @data and the matching queue lock held.  If @show_total
 494  * is %true, the sum of the return values from @prfill is printed with
 495  * "Total" label at the end.
 496  *
 497  * This is to be used to construct print functions for
 498  * cftype->read_seq_string method.
 499  */
 500 void blkcg_print_blkgs(struct seq_file *sf, struct blkcg *blkcg,
 501                        u64 (*prfill)(struct seq_file *,
 502                                      struct blkg_policy_data *, int),
 503                        const struct blkcg_policy *pol, int data,
 504                        bool show_total)
 505 {
 506         struct blkcg_gq *blkg;
 507         u64 total = 0;
 508
 509         rcu_read_lock();
 510         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
 511                 spin_lock_irq(blkg->q->queue_lock);
 512                 if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol))
 513                         total += prfill(sf, blkg->pd[pol->plid], data);
 514                 spin_unlock_irq(blkg->q->queue_lock);
 515         }
 516         rcu_read_unlock();
 517
 518         if (show_total)
 519                 seq_printf(sf, "Total %llu\n", (unsigned long long)total);
 520 }
 521 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_print_blkgs);
 522
 523 /**
 524  * __blkg_prfill_u64 - prfill helper for a single u64 value
 525  * @sf: seq_file to print to
 526  * @pd: policy private data of interest
 527  * @v: value to print
 528  *
 529  * Print @v to @sf for the device assocaited with @pd.
 530  */
 531 u64 __blkg_prfill_u64(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, u64 v)
 532 {
 533         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
 534
 535         if (!dname)
 536                 return 0;
 537
 538         seq_printf(sf, "%s %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
 539         return v;
 540 }
 541 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_u64);
 542
 543 /**
 544  * __blkg_prfill_rwstat - prfill helper for a blkg_rwstat
 545  * @sf: seq_file to print to
 546  * @pd: policy private data of interest
 547  * @rwstat: rwstat to print
 548  *
 549  * Print @rwstat to @sf for the device assocaited with @pd.
 550  */
 551 u64 __blkg_prfill_rwstat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd,
 552                          const struct blkg_rwstat *rwstat)
 553 {
 554         static const char *rwstr[] = {
 555                 [BLKG_RWSTAT_READ]      = "Read",
 556                 [BLKG_RWSTAT_WRITE]     = "Write",
 557                 [BLKG_RWSTAT_SYNC]      = "Sync",
 558                 [BLKG_RWSTAT_ASYNC]     = "Async",
 559         };
 560         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
 561         u64 v;
 562         int i;
 563
 564         if (!dname)
 565                 return 0;
 566
 567         for (i = 0; i < BLKG_RWSTAT_NR; i++)
 568                 seq_printf(sf, "%s %s %llu\n", dname, rwstr[i],
 569                            (unsigned long long)rwstat->cnt[i]);
 570
 571         v = rwstat->cnt[BLKG_RWSTAT_READ] + rwstat->cnt[BLKG_RWSTAT_WRITE];
 572         seq_printf(sf, "%s Total %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
 573         return v;
 574 }
 575 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_rwstat);
 576
 577 /**
 578  * blkg_prfill_stat - prfill callback for blkg_stat
 579  * @sf: seq_file to print to
 580  * @pd: policy private data of interest
 581  * @off: offset to the blkg_stat in @pd
 582  *
 583  * prfill callback for printing a blkg_stat.
 584  */
 585 u64 blkg_prfill_stat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, int off)
 586 {
 587         return __blkg_prfill_u64(sf, pd, blkg_stat_read((void *)pd + off));
 588 }
 589 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_prfill_stat);
 590
 591 /**
 592  * blkg_prfill_rwstat - prfill callback for blkg_rwstat
 593  * @sf: seq_file to print to
 594  * @pd: policy private data of interest
 595  * @off: offset to the blkg_rwstat in @pd
 596  *
 597  * prfill callback for printing a blkg_rwstat.
 598  */
 599 u64 blkg_prfill_rwstat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd,
 600                        int off)
 601 {
 602         struct blkg_rwstat rwstat = blkg_rwstat_read((void *)pd + off);
 603
 604         return __blkg_prfill_rwstat(sf, pd, &rwstat);
 605 }
 606 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_prfill_rwstat);
 607
 608 /**
 609  * blkg_stat_recursive_sum - collect hierarchical blkg_stat
 610  * @pd: policy private data of interest
 611  * @off: offset to the blkg_stat in @pd
 612  *
 613  * Collect the blkg_stat specified by @off from @pd and all its online
 614  * descendants and return the sum.  The caller must be holding the queue
 615  * lock for online tests.
 616  */
 617 u64 blkg_stat_recursive_sum(struct blkg_policy_data *pd, int off)
 618 {
 619         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[pd->plid];
 620         struct blkcg_gq *pos_blkg;
 621         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
 622         u64 sum = 0;
 623
 624         lockdep_assert_held(pd->blkg->q->queue_lock);
 625
 626         rcu_read_lock();
 627         blkg_for_each_descendant_pre(pos_blkg, pos_css, pd_to_blkg(pd)) {
 628                 struct blkg_policy_data *pos_pd = blkg_to_pd(pos_blkg, pol);
 629                 struct blkg_stat *stat = (void *)pos_pd + off;
 630
 631                 if (pos_blkg->online)
 632                         sum += blkg_stat_read(stat);
 633         }
 634         rcu_read_unlock();
 635
 636         return sum;
 637 }
 638 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_stat_recursive_sum);
 639
 640 /**
 641  * blkg_rwstat_recursive_sum - collect hierarchical blkg_rwstat
 642  * @pd: policy private data of interest
 643  * @off: offset to the blkg_stat in @pd
 644  *
 645  * Collect the blkg_rwstat specified by @off from @pd and all its online
 646  * descendants and return the sum.  The caller must be holding the queue
 647  * lock for online tests.
 648  */
 649 struct blkg_rwstat blkg_rwstat_recursive_sum(struct blkg_policy_data *pd,
 650                                              int off)
 651 {
 652         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[pd->plid];
 653         struct blkcg_gq *pos_blkg;
 654         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
 655         struct blkg_rwstat sum = { };
 656         int i;
 657
 658         lockdep_assert_held(pd->blkg->q->queue_lock);
 659
 660         rcu_read_lock();
 661         blkg_for_each_descendant_pre(pos_blkg, pos_css, pd_to_blkg(pd)) {
 662                 struct blkg_policy_data *pos_pd = blkg_to_pd(pos_blkg, pol);
 663                 struct blkg_rwstat *rwstat = (void *)pos_pd + off;
 664                 struct blkg_rwstat tmp;
 665
 666                 if (!pos_blkg->online)
 667                         continue;
 668
 669                 tmp = blkg_rwstat_read(rwstat);
 670
 671                 for (i = 0; i < BLKG_RWSTAT_NR; i++)
 672                         sum.cnt[i] += tmp.cnt[i];
 673         }
 674         rcu_read_unlock();
 675
 676         return sum;
 677 }
 678 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_rwstat_recursive_sum);
 679
 680 /**
 681  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
 682  * @blkcg: target block cgroup
 683  * @pol: target policy
 684  * @input: input string
 685  * @ctx: blkg_conf_ctx to be filled
 686  *
 687  * Parse per-blkg config update from @input and initialize @ctx with the
 688  * result.  @ctx->blkg points to the blkg to be updated and @ctx->v the new
 689  * value.  This function returns with RCU read lock and queue lock held and
 690  * must be paired with blkg_conf_finish().
 691  */
 692 int blkg_conf_prep(struct blkcg *blkcg, const struct blkcg_policy *pol,
 693                    const char *input, struct blkg_conf_ctx *ctx)
 694         __acquires(rcu) __acquires(disk->queue->queue_lock)
 695 {
 696         struct gendisk *disk;
 697         struct blkcg_gq *blkg;
 698         unsigned int major, minor;
 699         unsigned long long v;
 700         int part, ret;
 701
 702         if (sscanf(input, "%u:%u %llu", &major, &minor, &v) != 3)
 703                 return -EINVAL;
 704
 705         disk = get_gendisk(MKDEV(major, minor), &part);
 706         if (!disk || part)
 707                 return -EINVAL;
 708
 709         rcu_read_lock();
 710         spin_lock_irq(disk->queue->queue_lock);
 711
 712         if (blkcg_policy_enabled(disk->queue, pol))
 713                 blkg = blkg_lookup_create(blkcg, disk->queue);
 714         else
 715                 blkg = ERR_PTR(-EINVAL);
 716
 717         if (IS_ERR(blkg)) {
 718                 ret = PTR_ERR(blkg);
 719                 rcu_read_unlock();
 720                 spin_unlock_irq(disk->queue->queue_lock);
 721                 put_disk(disk);
 722                 /*
 723                  * If queue was bypassing, we should retry.  Do so after a
 724                  * short msleep().  It isn't strictly necessary but queue
 725                  * can be bypassing for some time and it's always nice to
 726                  * avoid busy looping.
 727                  */
 728                 if (ret == -EBUSY) {
 729                         msleep(10);
 730                         ret = restart_syscall();
 731                 }
 732                 return ret;
 733         }
 734
 735         ctx->disk = disk;
 736         ctx->blkg = blkg;
 737         ctx->v = v;
 738         return 0;
 739 }
 740 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_prep);
 741
 742 /**
 743  * blkg_conf_finish - finish up per-blkg config update
 744  * @ctx: blkg_conf_ctx intiailized by blkg_conf_prep()
 745  *
 746  * Finish up after per-blkg config update.  This function must be paired
 747  * with blkg_conf_prep().
 748  */
 749 void blkg_conf_finish(struct blkg_conf_ctx *ctx)
 750         __releases(ctx->disk->queue->queue_lock) __releases(rcu)
 751 {
 752         spin_unlock_irq(ctx->disk->queue->queue_lock);
 753         rcu_read_unlock();
 754         put_disk(ctx->disk);
 755 }
 756 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_finish);
 757
 758 struct cftype blkcg_files[] = {
 759         {
 760                 .name = "reset_stats",
 761                 .write_u64 = blkcg_reset_stats,
 762         },
 763         { }     /* terminate */
 764 };
 765
 766 /**
 767  * blkcg_css_offline - cgroup css_offline callback
 768  * @css: css of interest
 769  *
 770  * This function is called when @css is about to go away and responsible
 771  * for shooting down all blkgs associated with @css.  blkgs should be
 772  * removed while holding both q and blkcg locks.  As blkcg lock is nested
 773  * inside q lock, this function performs reverse double lock dancing.
 774  *
 775  * This is the blkcg counterpart of ioc_release_fn().
 776  */
 777 static void blkcg_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
 778 {
 779         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
 780
 781         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
 782
 783         while (!hlist_empty(&blkcg->blkg_list)) {
 784                 struct blkcg_gq *blkg = hlist_entry(blkcg->blkg_list.first,
 785                                                 struct blkcg_gq, blkcg_node);
 786                 struct request_queue *q = blkg->q;
 787
 788                 if (spin_trylock(q->queue_lock)) {
 789                         blkg_destroy(blkg);
 790                         spin_unlock(q->queue_lock);
 791                 } else {
 792                         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
 793                         cpu_relax();
 794                         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
 795                 }
 796         }
 797
 798         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
 799 }
 800
 801 static void blkcg_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
 802 {
 803         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
 804
 805         if (blkcg != &blkcg_root)
 806                 kfree(blkcg);
 807 }
 808
 809 static struct cgroup_subsys_state *
 810 blkcg_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
 811 {
 812         static atomic64_t id_seq = ATOMIC64_INIT(0);
 813         struct blkcg *blkcg;
 814
 815         if (!parent_css) {
 816                 blkcg = &blkcg_root;
 817                 goto done;
 818         }
 819
 820         blkcg = kzalloc(sizeof(*blkcg), GFP_KERNEL);
 821         if (!blkcg)
 822                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 823
 824         blkcg->cfq_weight = CFQ_WEIGHT_DEFAULT;
 825         blkcg->cfq_leaf_weight = CFQ_WEIGHT_DEFAULT;
 826         blkcg->id = atomic64_inc_return(&id_seq); /* root is 0, start from 1 */
 827 done:
 828         spin_lock_init(&blkcg->lock);
 829         INIT_RADIX_TREE(&blkcg->blkg_tree, GFP_ATOMIC);
 830         INIT_HLIST_HEAD(&blkcg->blkg_list);
 831
 832         return &blkcg->css;
 833 }
 834
 835 /**
 836  * blkcg_init_queue - initialize blkcg part of request queue
 837  * @q: request_queue to initialize
 838  *
 839  * Called from blk_alloc_queue_node(). Responsible for initializing blkcg
 840  * part of new request_queue @q.
 841  *
 842  * RETURNS:
 843  * 0 on success, -errno on failure.
 844  */
 845 int blkcg_init_queue(struct request_queue *q)
 846 {
 847         might_sleep();
 848
 849         return blk_throtl_init(q);
 850 }
 851
 852 /**
 853  * blkcg_drain_queue - drain blkcg part of request_queue
 854  * @q: request_queue to drain
 855  *
 856  * Called from blk_drain_queue().  Responsible for draining blkcg part.
 857  */
 858 void blkcg_drain_queue(struct request_queue *q)
 859 {
 860         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 861
 862         /*
 863          * @q could be exiting and already have destroyed all blkgs as
 864          * indicated by NULL root_blkg.  If so, don't confuse policies.
 865          */
 866         if (!q->root_blkg)
 867                 return;
 868
 869         blk_throtl_drain(q);
 870 }
 871
 872 /**
 873  * blkcg_exit_queue - exit and release blkcg part of request_queue
 874  * @q: request_queue being released
 875  *
 876  * Called from blk_release_queue().  Responsible for exiting blkcg part.
 877  */
 878 void blkcg_exit_queue(struct request_queue *q)
 879 {
 880         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 881         blkg_destroy_all(q);
 882         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 883
 884         blk_throtl_exit(q);
 885 }
 886
 887 /*
 888  * We cannot support shared io contexts, as we have no mean to support
 889  * two tasks with the same ioc in two different groups without major rework
 890  * of the main cic data structures.  For now we allow a task to change
 891  * its cgroup only if it's the only owner of its ioc.
 892  */
 893 static int blkcg_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
 894                             struct cgroup_taskset *tset)
 895 {
 896         struct task_struct *task;
 897         struct io_context *ioc;
 898         int ret = 0;
 899
 900         /* task_lock() is needed to avoid races with exit_io_context() */
 901         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
 902                 task_lock(task);
 903                 ioc = task->io_context;
 904                 if (ioc && atomic_read(&ioc->nr_tasks) > 1)
 905                         ret = -EINVAL;
 906                 task_unlock(task);
 907                 if (ret)
 908                         break;
 909         }
 910         return ret;
 911 }
 912
 913 struct cgroup_subsys blkio_subsys = {
 914         .name = "blkio",
 915         .css_alloc = blkcg_css_alloc,
 916         .css_offline = blkcg_css_offline,
 917         .css_free = blkcg_css_free,
 918         .can_attach = blkcg_can_attach,
 919         .subsys_id = blkio_subsys_id,
 920         .base_cftypes = blkcg_files,
 921         .module = THIS_MODULE,
 922 };
 923 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkio_subsys);
 924
 925 /**
 926  * blkcg_activate_policy - activate a blkcg policy on a request_queue
 927  * @q: request_queue of interest
 928  * @pol: blkcg policy to activate
 929  *
 930  * Activate @pol on @q.  Requires %GFP_KERNEL context.  @q goes through
 931  * bypass mode to populate its blkgs with policy_data for @pol.
 932  *
 933  * Activation happens with @q bypassed, so nobody would be accessing blkgs
 934  * from IO path.  Update of each blkg is protected by both queue and blkcg
 935  * locks so that holding either lock and testing blkcg_policy_enabled() is
 936  * always enough for dereferencing policy data.
 937  *
 938  * The caller is responsible for synchronizing [de]activations and policy
 939  * [un]registerations.  Returns 0 on success, -errno on failure.
 940  */
 941 int blkcg_activate_policy(struct request_queue *q,
 942                           const struct blkcg_policy *pol)
 943 {
 944         LIST_HEAD(pds);
 945         struct blkcg_gq *blkg, *new_blkg;
 946         struct blkg_policy_data *pd, *n;
 947         int cnt = 0, ret;
 948         bool preloaded;
 949
 950         if (blkcg_policy_enabled(q, pol))
 951                 return 0;
 952
 953         /* preallocations for root blkg */
 954         new_blkg = blkg_alloc(&blkcg_root, q, GFP_KERNEL);
 955         if (!new_blkg)
 956                 return -ENOMEM;
 957
 958         blk_queue_bypass_start(q);
 959
 960         preloaded = !radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
 961
 962         /*
 963          * Make sure the root blkg exists and count the existing blkgs.  As
 964          * @q is bypassing at this point, blkg_lookup_create() can't be
 965          * used.  Open code it.
 966          */
 967         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 968
 969         rcu_read_lock();
 970         blkg = __blkg_lookup(&blkcg_root, q, false);
 971         if (blkg)
 972                 blkg_free(new_blkg);
 973         else
 974                 blkg = blkg_create(&blkcg_root, q, new_blkg);
 975         rcu_read_unlock();
 976
 977         if (preloaded)
 978                 radix_tree_preload_end();
 979
 980         if (IS_ERR(blkg)) {
 981                 ret = PTR_ERR(blkg);
 982                 goto out_unlock;
 983         }
 984
 985         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node)
 986                 cnt++;
 987
 988         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 989
 990         /* allocate policy_data for all existing blkgs */
 991         while (cnt--) {
 992                 pd = kzalloc_node(pol->pd_size, GFP_KERNEL, q->node);
 993                 if (!pd) {
 994                         ret = -ENOMEM;
 995                         goto out_free;
 996                 }
 997                 list_add_tail(&pd->alloc_node, &pds);
 998         }
 999
1000         /*
1001          * Install the allocated pds.  With @q bypassing, no new blkg
1002          * should have been created while the queue lock was dropped.
1003          */
1004         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1005
1006         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1007                 if (WARN_ON(list_empty(&pds))) {
1008                         /* umm... this shouldn't happen, just abort */
1009                         ret = -ENOMEM;
1010                         goto out_unlock;
1011                 }
1012                 pd = list_first_entry(&pds, struct blkg_policy_data, alloc_node);
1013                 list_del_init(&pd->alloc_node);
1014
1015                 /* grab blkcg lock too while installing @pd on @blkg */
1016                 spin_lock(&blkg->blkcg->lock);
1017
1018                 blkg->pd[pol->plid] = pd;
1019                 pd->blkg = blkg;
1020                 pd->plid = pol->plid;
1021                 pol->pd_init_fn(blkg);
1022
1023                 spin_unlock(&blkg->blkcg->lock);
1024         }
1025
1026         __set_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1027         ret = 0;
1028 out_unlock:
1029         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1030 out_free:
1031         blk_queue_bypass_end(q);
1032         list_for_each_entry_safe(pd, n, &pds, alloc_node)
1033                 kfree(pd);
1034         return ret;
1035 }
1036 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_activate_policy);
1037
1038 /**
1039  * blkcg_deactivate_policy - deactivate a blkcg policy on a request_queue
1040  * @q: request_queue of interest
1041  * @pol: blkcg policy to deactivate
1042  *
1043  * Deactivate @pol on @q.  Follows the same synchronization rules as
1044  * blkcg_activate_policy().
1045  */
1046 void blkcg_deactivate_policy(struct request_queue *q,
1047                              const struct blkcg_policy *pol)
1048 {
1049         struct blkcg_gq *blkg;
1050
1051         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
1052                 return;
1053
1054         blk_queue_bypass_start(q);
1055         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1056
1057         __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1058
1059         /* if no policy is left, no need for blkgs - shoot them down */
1060         if (bitmap_empty(q->blkcg_pols, BLKCG_MAX_POLS))
1061                 blkg_destroy_all(q);
1062
1063         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1064                 /* grab blkcg lock too while removing @pd from @blkg */
1065                 spin_lock(&blkg->blkcg->lock);
1066
1067                 if (pol->pd_offline_fn)
1068                         pol->pd_offline_fn(blkg);
1069                 if (pol->pd_exit_fn)
1070                         pol->pd_exit_fn(blkg);
1071
1072                 kfree(blkg->pd[pol->plid]);
1073                 blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1074
1075                 spin_unlock(&blkg->blkcg->lock);
1076         }
1077
1078         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1079         blk_queue_bypass_end(q);
1080 }
1081 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_deactivate_policy);
1082
1083 /**
1084  * blkcg_policy_register - register a blkcg policy
1085  * @pol: blkcg policy to register
1086  *
1087  * Register @pol with blkcg core.  Might sleep and @pol may be modified on
1088  * successful registration.  Returns 0 on success and -errno on failure.
1089  */
1090 int blkcg_policy_register(struct blkcg_policy *pol)
1091 {
1092         int i, ret;
1093
1094         if (WARN_ON(pol->pd_size < sizeof(struct blkg_policy_data)))
1095                 return -EINVAL;
1096
1097         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1098
1099         /* find an empty slot */
1100         ret = -ENOSPC;
1101         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1102                 if (!blkcg_policy[i])
1103                         break;
1104         if (i >= BLKCG_MAX_POLS)
1105                 goto out_unlock;
1106
1107         /* register and update blkgs */
1108         pol->plid = i;
1109         blkcg_policy[i] = pol;
1110
1111         /* everything is in place, add intf files for the new policy */
1112         if (pol->cftypes)
1113                 WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&blkio_subsys, pol->cftypes));
1114         ret = 0;
1115 out_unlock:
1116         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1117         return ret;
1118 }
1119 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_register);
1120
1121 /**
1122  * blkcg_policy_unregister - unregister a blkcg policy
1123  * @pol: blkcg policy to unregister
1124  *
1125  * Undo blkcg_policy_register(@pol).  Might sleep.
1126  */
1127 void blkcg_policy_unregister(struct blkcg_policy *pol)
1128 {
1129         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1130
1131         if (WARN_ON(blkcg_policy[pol->plid] != pol))
1132                 goto out_unlock;
1133
1134         /* kill the intf files first */
1135         if (pol->cftypes)
1136                 cgroup_rm_cftypes(pol->cftypes);
1137
1138         /* unregister and update blkgs */
1139         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1140 out_unlock:
1141         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1142 }
1143 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_unregister);