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 struct blkcg_gq *__blkg_lookup(struct blkcg *blkcg,
  36                                       struct request_queue *q, bool update_hint);
  37
  38 /**
  39  * blkg_for_each_descendant_pre - pre-order walk of a blkg's descendants
  40  * @d_blkg: loop cursor pointing to the current descendant
  41  * @pos_cgrp: used for iteration
  42  * @p_blkg: target blkg to walk descendants of
  43  *
  44  * Walk @c_blkg through the descendants of @p_blkg.  Must be used with RCU
  45  * read locked.  If called under either blkcg or queue lock, the iteration
  46  * is guaranteed to include all and only online blkgs.  The caller may
  47  * update @pos_cgrp by calling cgroup_rightmost_descendant() to skip
  48  * subtree.
  49  */
  50 #define blkg_for_each_descendant_pre(d_blkg, pos_cgrp, p_blkg)          \
  51         cgroup_for_each_descendant_pre((pos_cgrp), (p_blkg)->blkcg->css.cgroup) \
  52                 if (((d_blkg) = __blkg_lookup(cgroup_to_blkcg(pos_cgrp), \
  53                                               (p_blkg)->q, false)))
  54
  55 static bool blkcg_policy_enabled(struct request_queue *q,
  56                                  const struct blkcg_policy *pol)
  57 {
  58         return pol && test_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
  59 }
  60
  61 /**
  62  * blkg_free - free a blkg
  63  * @blkg: blkg to free
  64  *
  65  * Free @blkg which may be partially allocated.
  66  */
  67 static void blkg_free(struct blkcg_gq *blkg)
  68 {
  69         int i;
  70
  71         if (!blkg)
  72                 return;
  73
  74         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
  75                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
  76                 struct blkg_policy_data *pd = blkg->pd[i];
  77
  78                 if (!pd)
  79                         continue;
  80
  81                 if (pol && pol->pd_exit_fn)
  82                         pol->pd_exit_fn(blkg);
  83
  84                 kfree(pd);
  85         }
  86
  87         blk_exit_rl(&blkg->rl);
  88         kfree(blkg);
  89 }
  90
  91 /**
  92  * blkg_alloc - allocate a blkg
  93  * @blkcg: block cgroup the new blkg is associated with
  94  * @q: request_queue the new blkg is associated with
  95  * @gfp_mask: allocation mask to use
  96  *
  97  * Allocate a new blkg assocating @blkcg and @q.
  98  */
  99 static struct blkcg_gq *blkg_alloc(struct blkcg *blkcg, struct request_queue *q,
 100                                    gfp_t gfp_mask)
 101 {
 102         struct blkcg_gq *blkg;
 103         int i;
 104
 105         /* alloc and init base part */
 106         blkg = kzalloc_node(sizeof(*blkg), gfp_mask, q->node);
 107         if (!blkg)
 108                 return NULL;
 109
 110         blkg->q = q;
 111         INIT_LIST_HEAD(&blkg->q_node);
 112         blkg->blkcg = blkcg;
 113         blkg->refcnt = 1;
 114
 115         /* root blkg uses @q->root_rl, init rl only for !root blkgs */
 116         if (blkcg != &blkcg_root) {
 117                 if (blk_init_rl(&blkg->rl, q, gfp_mask))
 118                         goto err_free;
 119                 blkg->rl.blkg = blkg;
 120         }
 121
 122         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 123                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 124                 struct blkg_policy_data *pd;
 125
 126                 if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
 127                         continue;
 128
 129                 /* alloc per-policy data and attach it to blkg */
 130                 pd = kzalloc_node(pol->pd_size, gfp_mask, q->node);
 131                 if (!pd)
 132                         goto err_free;
 133
 134                 blkg->pd[i] = pd;
 135                 pd->blkg = blkg;
 136                 pd->plid = i;
 137
 138                 /* invoke per-policy init */
 139                 if (pol->pd_init_fn)
 140                         pol->pd_init_fn(blkg);
 141         }
 142
 143         return blkg;
 144
 145 err_free:
 146         blkg_free(blkg);
 147         return NULL;
 148 }
 149
 150 /**
 151  * __blkg_lookup - internal version of blkg_lookup()
 152  * @blkcg: blkcg of interest
 153  * @q: request_queue of interest
 154  * @update_hint: whether to update lookup hint with the result or not
 155  *
 156  * This is internal version and shouldn't be used by policy
 157  * implementations.  Looks up blkgs for the @blkcg - @q pair regardless of
 158  * @q's bypass state.  If @update_hint is %true, the caller should be
 159  * holding @q->queue_lock and lookup hint is updated on success.
 160  */
 161 static struct blkcg_gq *__blkg_lookup(struct blkcg *blkcg,
 162                                       struct request_queue *q, bool update_hint)
 163 {
 164         struct blkcg_gq *blkg;
 165
 166         blkg = rcu_dereference(blkcg->blkg_hint);
 167         if (blkg && blkg->q == q)
 168                 return blkg;
 169
 170         /*
 171          * Hint didn't match.  Look up from the radix tree.  Note that the
 172          * hint can only be updated under queue_lock as otherwise @blkg
 173          * could have already been removed from blkg_tree.  The caller is
 174          * responsible for grabbing queue_lock if @update_hint.
 175          */
 176         blkg = radix_tree_lookup(&blkcg->blkg_tree, q->id);
 177         if (blkg && blkg->q == q) {
 178                 if (update_hint) {
 179                         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 180                         rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, blkg);
 181                 }
 182                 return blkg;
 183         }
 184
 185         return NULL;
 186 }
 187
 188 /**
 189  * blkg_lookup - lookup blkg for the specified blkcg - q pair
 190  * @blkcg: blkcg of interest
 191  * @q: request_queue of interest
 192  *
 193  * Lookup blkg for the @blkcg - @q pair.  This function should be called
 194  * under RCU read lock and is guaranteed to return %NULL if @q is bypassing
 195  * - see blk_queue_bypass_start() for details.
 196  */
 197 struct blkcg_gq *blkg_lookup(struct blkcg *blkcg, struct request_queue *q)
 198 {
 199         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 200
 201         if (unlikely(blk_queue_bypass(q)))
 202                 return NULL;
 203         return __blkg_lookup(blkcg, q, false);
 204 }
 205 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_lookup);
 206
 207 /*
 208  * If @new_blkg is %NULL, this function tries to allocate a new one as
 209  * necessary using %GFP_ATOMIC.  @new_blkg is always consumed on return.
 210  */
 211 static struct blkcg_gq *blkg_create(struct blkcg *blkcg,
 212                                     struct request_queue *q,
 213                                     struct blkcg_gq *new_blkg)
 214 {
 215         struct blkcg_gq *blkg;
 216         int i, ret;
 217
 218         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 219         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 220
 221         /* blkg holds a reference to blkcg */
 222         if (!css_tryget(&blkcg->css)) {
 223                 ret = -EINVAL;
 224                 goto err_free_blkg;
 225         }
 226
 227         /* allocate */
 228         if (!new_blkg) {
 229                 new_blkg = blkg_alloc(blkcg, q, GFP_ATOMIC);
 230                 if (unlikely(!new_blkg)) {
 231                         ret = -ENOMEM;
 232                         goto err_put_css;
 233                 }
 234         }
 235         blkg = new_blkg;
 236
 237         /* link parent and insert */
 238         if (blkcg_parent(blkcg)) {
 239                 blkg->parent = __blkg_lookup(blkcg_parent(blkcg), q, false);
 240                 if (WARN_ON_ONCE(!blkg->parent)) {
 241                         ret = -EINVAL;
 242                         goto err_put_css;
 243                 }
 244                 blkg_get(blkg->parent);
 245         }
 246
 247         spin_lock(&blkcg->lock);
 248         ret = radix_tree_insert(&blkcg->blkg_tree, q->id, blkg);
 249         if (likely(!ret)) {
 250                 hlist_add_head_rcu(&blkg->blkcg_node, &blkcg->blkg_list);
 251                 list_add(&blkg->q_node, &q->blkg_list);
 252
 253                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 254                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 255
 256                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_online_fn)
 257                                 pol->pd_online_fn(blkg);
 258                 }
 259         }
 260         blkg->online = true;
 261         spin_unlock(&blkcg->lock);
 262
 263         if (!ret)
 264                 return blkg;
 265
 266         /* @blkg failed fully initialized, use the usual release path */
 267         blkg_put(blkg);
 268         return ERR_PTR(ret);
 269
 270 err_put_css:
 271         css_put(&blkcg->css);
 272 err_free_blkg:
 273         blkg_free(new_blkg);
 274         return ERR_PTR(ret);
 275 }
 276
 277 /**
 278  * blkg_lookup_create - lookup blkg, try to create one if not there
 279  * @blkcg: blkcg of interest
 280  * @q: request_queue of interest
 281  *
 282  * Lookup blkg for the @blkcg - @q pair.  If it doesn't exist, try to
 283  * create one.  blkg creation is performed recursively from blkcg_root such
 284  * that all non-root blkg's have access to the parent blkg.  This function
 285  * should be called under RCU read lock and @q->queue_lock.
 286  *
 287  * Returns pointer to the looked up or created blkg on success, ERR_PTR()
 288  * value on error.  If @q is dead, returns ERR_PTR(-EINVAL).  If @q is not
 289  * dead and bypassing, returns ERR_PTR(-EBUSY).
 290  */
 291 struct blkcg_gq *blkg_lookup_create(struct blkcg *blkcg,
 292                                     struct request_queue *q)
 293 {
 294         struct blkcg_gq *blkg;
 295
 296         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 297         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 298
 299         /*
 300          * This could be the first entry point of blkcg implementation and
 301          * we shouldn't allow anything to go through for a bypassing queue.
 302          */
 303         if (unlikely(blk_queue_bypass(q)))
 304                 return ERR_PTR(blk_queue_dying(q) ? -EINVAL : -EBUSY);
 305
 306         blkg = __blkg_lookup(blkcg, q, true);
 307         if (blkg)
 308                 return blkg;
 309
 310         /*
 311          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
 312          * non-root blkgs have access to their parents.
 313          */
 314         while (true) {
 315                 struct blkcg *pos = blkcg;
 316                 struct blkcg *parent = blkcg_parent(blkcg);
 317
 318                 while (parent && !__blkg_lookup(parent, q, false)) {
 319                         pos = parent;
 320                         parent = blkcg_parent(parent);
 321                 }
 322
 323                 blkg = blkg_create(pos, q, NULL);
 324                 if (pos == blkcg || IS_ERR(blkg))
 325                         return blkg;
 326         }
 327 }
 328 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_lookup_create);
 329
 330 static void blkg_destroy(struct blkcg_gq *blkg)
 331 {
 332         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
 333         int i;
 334
 335         lockdep_assert_held(blkg->q->queue_lock);
 336         lockdep_assert_held(&blkcg->lock);
 337
 338         /* Something wrong if we are trying to remove same group twice */
 339         WARN_ON_ONCE(list_empty(&blkg->q_node));
 340         WARN_ON_ONCE(hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node));
 341
 342         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 343                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 344
 345                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_offline_fn)
 346                         pol->pd_offline_fn(blkg);
 347         }
 348         blkg->online = false;
 349
 350         radix_tree_delete(&blkcg->blkg_tree, blkg->q->id);
 351         list_del_init(&blkg->q_node);
 352         hlist_del_init_rcu(&blkg->blkcg_node);
 353
 354         /*
 355          * Both setting lookup hint to and clearing it from @blkg are done
 356          * under queue_lock.  If it's not pointing to @blkg now, it never
 357          * will.  Hint assignment itself can race safely.
 358          */
 359         if (rcu_dereference_raw(blkcg->blkg_hint) == blkg)
 360                 rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, NULL);
 361
 362         /*
 363          * Put the reference taken at the time of creation so that when all
 364          * queues are gone, group can be destroyed.
 365          */
 366         blkg_put(blkg);
 367 }
 368
 369 /**
 370  * blkg_destroy_all - destroy all blkgs associated with a request_queue
 371  * @q: request_queue of interest
 372  *
 373  * Destroy all blkgs associated with @q.
 374  */
 375 static void blkg_destroy_all(struct request_queue *q)
 376 {
 377         struct blkcg_gq *blkg, *n;
 378
 379         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 380
 381         list_for_each_entry_safe(blkg, n, &q->blkg_list, q_node) {
 382                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
 383
 384                 spin_lock(&blkcg->lock);
 385                 blkg_destroy(blkg);
 386                 spin_unlock(&blkcg->lock);
 387         }
 388
 389         /*
 390          * root blkg is destroyed.  Just clear the pointer since
 391          * root_rl does not take reference on root blkg.
 392          */
 393         q->root_blkg = NULL;
 394         q->root_rl.blkg = NULL;
 395 }
 396
 397 static void blkg_rcu_free(struct rcu_head *rcu_head)
 398 {
 399         blkg_free(container_of(rcu_head, struct blkcg_gq, rcu_head));
 400 }
 401
 402 void __blkg_release(struct blkcg_gq *blkg)
 403 {
 404         /* release the blkcg and parent blkg refs this blkg has been holding */
 405         css_put(&blkg->blkcg->css);
 406         if (blkg->parent)
 407                 blkg_put(blkg->parent);
 408
 409         /*
 410          * A group is freed in rcu manner. But having an rcu lock does not
 411          * mean that one can access all the fields of blkg and assume these
 412          * are valid. For example, don't try to follow throtl_data and
 413          * request queue links.
 414          *
 415          * Having a reference to blkg under an rcu allows acess to only
 416          * values local to groups like group stats and group rate limits
 417          */
 418         call_rcu(&blkg->rcu_head, blkg_rcu_free);
 419 }
 420 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_release);
 421
 422 /*
 423  * The next function used by blk_queue_for_each_rl().  It's a bit tricky
 424  * because the root blkg uses @q->root_rl instead of its own rl.
 425  */
 426 struct request_list *__blk_queue_next_rl(struct request_list *rl,
 427                                          struct request_queue *q)
 428 {
 429         struct list_head *ent;
 430         struct blkcg_gq *blkg;
 431
 432         /*
 433          * Determine the current blkg list_head.  The first entry is
 434          * root_rl which is off @q->blkg_list and mapped to the head.
 435          */
 436         if (rl == &q->root_rl) {
 437                 ent = &q->blkg_list;
 438                 /* There are no more block groups, hence no request lists */
 439                 if (list_empty(ent))
 440                         return NULL;
 441         } else {
 442                 blkg = container_of(rl, struct blkcg_gq, rl);
 443                 ent = &blkg->q_node;
 444         }
 445
 446         /* walk to the next list_head, skip root blkcg */
 447         ent = ent->next;
 448         if (ent == &q->root_blkg->q_node)
 449                 ent = ent->next;
 450         if (ent == &q->blkg_list)
 451                 return NULL;
 452
 453         blkg = container_of(ent, struct blkcg_gq, q_node);
 454         return &blkg->rl;
 455 }
 456
 457 static int blkcg_reset_stats(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cftype,
 458                              u64 val)
 459 {
 460         struct blkcg *blkcg = cgroup_to_blkcg(cgroup);
 461         struct blkcg_gq *blkg;
 462         int i;
 463
 464         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
 465         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
 466
 467         /*
 468          * Note that stat reset is racy - it doesn't synchronize against
 469          * stat updates.  This is a debug feature which shouldn't exist
 470          * anyway.  If you get hit by a race, retry.
 471          */
 472         hlist_for_each_entry(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
 473                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 474                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 475
 476                         if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol) &&
 477                             pol->pd_reset_stats_fn)
 478                                 pol->pd_reset_stats_fn(blkg);
 479                 }
 480         }
 481
 482         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
 483         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
 484         return 0;
 485 }
 486
 487 static const char *blkg_dev_name(struct blkcg_gq *blkg)
 488 {
 489         /* some drivers (floppy) instantiate a queue w/o disk registered */
 490         if (blkg->q->backing_dev_info.dev)
 491                 return dev_name(blkg->q->backing_dev_info.dev);
 492         return NULL;
 493 }
 494
 495 /**
 496  * blkcg_print_blkgs - helper for printing per-blkg data
 497  * @sf: seq_file to print to
 498  * @blkcg: blkcg of interest
 499  * @prfill: fill function to print out a blkg
 500  * @pol: policy in question
 501  * @data: data to be passed to @prfill
 502  * @show_total: to print out sum of prfill return values or not
 503  *
 504  * This function invokes @prfill on each blkg of @blkcg if pd for the
 505  * policy specified by @pol exists.  @prfill is invoked with @sf, the
 506  * policy data and @data and the matching queue lock held.  If @show_total
 507  * is %true, the sum of the return values from @prfill is printed with
 508  * "Total" label at the end.
 509  *
 510  * This is to be used to construct print functions for
 511  * cftype->read_seq_string method.
 512  */
 513 void blkcg_print_blkgs(struct seq_file *sf, struct blkcg *blkcg,
 514                        u64 (*prfill)(struct seq_file *,
 515                                      struct blkg_policy_data *, int),
 516                        const struct blkcg_policy *pol, int data,
 517                        bool show_total)
 518 {
 519         struct blkcg_gq *blkg;
 520         u64 total = 0;
 521
 522         rcu_read_lock();
 523         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
 524                 spin_lock_irq(blkg->q->queue_lock);
 525                 if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol))
 526                         total += prfill(sf, blkg->pd[pol->plid], data);
 527                 spin_unlock_irq(blkg->q->queue_lock);
 528         }
 529         rcu_read_unlock();
 530
 531         if (show_total)
 532                 seq_printf(sf, "Total %llu\n", (unsigned long long)total);
 533 }
 534 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_print_blkgs);
 535
 536 /**
 537  * __blkg_prfill_u64 - prfill helper for a single u64 value
 538  * @sf: seq_file to print to
 539  * @pd: policy private data of interest
 540  * @v: value to print
 541  *
 542  * Print @v to @sf for the device assocaited with @pd.
 543  */
 544 u64 __blkg_prfill_u64(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, u64 v)
 545 {
 546         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
 547
 548         if (!dname)
 549                 return 0;
 550
 551         seq_printf(sf, "%s %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
 552         return v;
 553 }
 554 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_u64);
 555
 556 /**
 557  * __blkg_prfill_rwstat - prfill helper for a blkg_rwstat
 558  * @sf: seq_file to print to
 559  * @pd: policy private data of interest
 560  * @rwstat: rwstat to print
 561  *
 562  * Print @rwstat to @sf for the device assocaited with @pd.
 563  */
 564 u64 __blkg_prfill_rwstat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd,
 565                          const struct blkg_rwstat *rwstat)
 566 {
 567         static const char *rwstr[] = {
 568                 [BLKG_RWSTAT_READ]      = "Read",
 569                 [BLKG_RWSTAT_WRITE]     = "Write",
 570                 [BLKG_RWSTAT_SYNC]      = "Sync",
 571                 [BLKG_RWSTAT_ASYNC]     = "Async",
 572         };
 573         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
 574         u64 v;
 575         int i;
 576
 577         if (!dname)
 578                 return 0;
 579
 580         for (i = 0; i < BLKG_RWSTAT_NR; i++)
 581                 seq_printf(sf, "%s %s %llu\n", dname, rwstr[i],
 582                            (unsigned long long)rwstat->cnt[i]);
 583
 584         v = rwstat->cnt[BLKG_RWSTAT_READ] + rwstat->cnt[BLKG_RWSTAT_WRITE];
 585         seq_printf(sf, "%s Total %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
 586         return v;
 587 }
 588 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_rwstat);
 589
 590 /**
 591  * blkg_prfill_stat - prfill callback for blkg_stat
 592  * @sf: seq_file to print to
 593  * @pd: policy private data of interest
 594  * @off: offset to the blkg_stat in @pd
 595  *
 596  * prfill callback for printing a blkg_stat.
 597  */
 598 u64 blkg_prfill_stat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, int off)
 599 {
 600         return __blkg_prfill_u64(sf, pd, blkg_stat_read((void *)pd + off));
 601 }
 602 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_prfill_stat);
 603
 604 /**
 605  * blkg_prfill_rwstat - prfill callback for blkg_rwstat
 606  * @sf: seq_file to print to
 607  * @pd: policy private data of interest
 608  * @off: offset to the blkg_rwstat in @pd
 609  *
 610  * prfill callback for printing a blkg_rwstat.
 611  */
 612 u64 blkg_prfill_rwstat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd,
 613                        int off)
 614 {
 615         struct blkg_rwstat rwstat = blkg_rwstat_read((void *)pd + off);
 616
 617         return __blkg_prfill_rwstat(sf, pd, &rwstat);
 618 }
 619 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_prfill_rwstat);
 620
 621 /**
 622  * blkg_stat_recursive_sum - collect hierarchical blkg_stat
 623  * @pd: policy private data of interest
 624  * @off: offset to the blkg_stat in @pd
 625  *
 626  * Collect the blkg_stat specified by @off from @pd and all its online
 627  * descendants and return the sum.  The caller must be holding the queue
 628  * lock for online tests.
 629  */
 630 u64 blkg_stat_recursive_sum(struct blkg_policy_data *pd, int off)
 631 {
 632         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[pd->plid];
 633         struct blkcg_gq *pos_blkg;
 634         struct cgroup *pos_cgrp;
 635         u64 sum;
 636
 637         lockdep_assert_held(pd->blkg->q->queue_lock);
 638
 639         sum = blkg_stat_read((void *)pd + off);
 640
 641         rcu_read_lock();
 642         blkg_for_each_descendant_pre(pos_blkg, pos_cgrp, pd_to_blkg(pd)) {
 643                 struct blkg_policy_data *pos_pd = blkg_to_pd(pos_blkg, pol);
 644                 struct blkg_stat *stat = (void *)pos_pd + off;
 645
 646                 if (pos_blkg->online)
 647                         sum += blkg_stat_read(stat);
 648         }
 649         rcu_read_unlock();
 650
 651         return sum;
 652 }
 653 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_stat_recursive_sum);
 654
 655 /**
 656  * blkg_rwstat_recursive_sum - collect hierarchical blkg_rwstat
 657  * @pd: policy private data of interest
 658  * @off: offset to the blkg_stat in @pd
 659  *
 660  * Collect the blkg_rwstat specified by @off from @pd and all its online
 661  * descendants and return the sum.  The caller must be holding the queue
 662  * lock for online tests.
 663  */
 664 struct blkg_rwstat blkg_rwstat_recursive_sum(struct blkg_policy_data *pd,
 665                                              int off)
 666 {
 667         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[pd->plid];
 668         struct blkcg_gq *pos_blkg;
 669         struct cgroup *pos_cgrp;
 670         struct blkg_rwstat sum;
 671         int i;
 672
 673         lockdep_assert_held(pd->blkg->q->queue_lock);
 674
 675         sum = blkg_rwstat_read((void *)pd + off);
 676
 677         rcu_read_lock();
 678         blkg_for_each_descendant_pre(pos_blkg, pos_cgrp, pd_to_blkg(pd)) {
 679                 struct blkg_policy_data *pos_pd = blkg_to_pd(pos_blkg, pol);
 680                 struct blkg_rwstat *rwstat = (void *)pos_pd + off;
 681                 struct blkg_rwstat tmp;
 682
 683                 if (!pos_blkg->online)
 684                         continue;
 685
 686                 tmp = blkg_rwstat_read(rwstat);
 687
 688                 for (i = 0; i < BLKG_RWSTAT_NR; i++)
 689                         sum.cnt[i] += tmp.cnt[i];
 690         }
 691         rcu_read_unlock();
 692
 693         return sum;
 694 }
 695 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_rwstat_recursive_sum);
 696
 697 /**
 698  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
 699  * @blkcg: target block cgroup
 700  * @pol: target policy
 701  * @input: input string
 702  * @ctx: blkg_conf_ctx to be filled
 703  *
 704  * Parse per-blkg config update from @input and initialize @ctx with the
 705  * result.  @ctx->blkg points to the blkg to be updated and @ctx->v the new
 706  * value.  This function returns with RCU read lock and queue lock held and
 707  * must be paired with blkg_conf_finish().
 708  */
 709 int blkg_conf_prep(struct blkcg *blkcg, const struct blkcg_policy *pol,
 710                    const char *input, struct blkg_conf_ctx *ctx)
 711         __acquires(rcu) __acquires(disk->queue->queue_lock)
 712 {
 713         struct gendisk *disk;
 714         struct blkcg_gq *blkg;
 715         unsigned int major, minor;
 716         unsigned long long v;
 717         int part, ret;
 718
 719         if (sscanf(input, "%u:%u %llu", &major, &minor, &v) != 3)
 720                 return -EINVAL;
 721
 722         disk = get_gendisk(MKDEV(major, minor), &part);
 723         if (!disk || part)
 724                 return -EINVAL;
 725
 726         rcu_read_lock();
 727         spin_lock_irq(disk->queue->queue_lock);
 728
 729         if (blkcg_policy_enabled(disk->queue, pol))
 730                 blkg = blkg_lookup_create(blkcg, disk->queue);
 731         else
 732                 blkg = ERR_PTR(-EINVAL);
 733
 734         if (IS_ERR(blkg)) {
 735                 ret = PTR_ERR(blkg);
 736                 rcu_read_unlock();
 737                 spin_unlock_irq(disk->queue->queue_lock);
 738                 put_disk(disk);
 739                 /*
 740                  * If queue was bypassing, we should retry.  Do so after a
 741                  * short msleep().  It isn't strictly necessary but queue
 742                  * can be bypassing for some time and it's always nice to
 743                  * avoid busy looping.
 744                  */
 745                 if (ret == -EBUSY) {
 746                         msleep(10);
 747                         ret = restart_syscall();
 748                 }
 749                 return ret;
 750         }
 751
 752         ctx->disk = disk;
 753         ctx->blkg = blkg;
 754         ctx->v = v;
 755         return 0;
 756 }
 757 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_prep);
 758
 759 /**
 760  * blkg_conf_finish - finish up per-blkg config update
 761  * @ctx: blkg_conf_ctx intiailized by blkg_conf_prep()
 762  *
 763  * Finish up after per-blkg config update.  This function must be paired
 764  * with blkg_conf_prep().
 765  */
 766 void blkg_conf_finish(struct blkg_conf_ctx *ctx)
 767         __releases(ctx->disk->queue->queue_lock) __releases(rcu)
 768 {
 769         spin_unlock_irq(ctx->disk->queue->queue_lock);
 770         rcu_read_unlock();
 771         put_disk(ctx->disk);
 772 }
 773 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_finish);
 774
 775 struct cftype blkcg_files[] = {
 776         {
 777                 .name = "reset_stats",
 778                 .write_u64 = blkcg_reset_stats,
 779         },
 780         { }     /* terminate */
 781 };
 782
 783 /**
 784  * blkcg_css_offline - cgroup css_offline callback
 785  * @cgroup: cgroup of interest
 786  *
 787  * This function is called when @cgroup is about to go away and responsible
 788  * for shooting down all blkgs associated with @cgroup.  blkgs should be
 789  * removed while holding both q and blkcg locks.  As blkcg lock is nested
 790  * inside q lock, this function performs reverse double lock dancing.
 791  *
 792  * This is the blkcg counterpart of ioc_release_fn().
 793  */
 794 static void blkcg_css_offline(struct cgroup *cgroup)
 795 {
 796         struct blkcg *blkcg = cgroup_to_blkcg(cgroup);
 797
 798         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
 799
 800         while (!hlist_empty(&blkcg->blkg_list)) {
 801                 struct blkcg_gq *blkg = hlist_entry(blkcg->blkg_list.first,
 802                                                 struct blkcg_gq, blkcg_node);
 803                 struct request_queue *q = blkg->q;
 804
 805                 if (spin_trylock(q->queue_lock)) {
 806                         blkg_destroy(blkg);
 807                         spin_unlock(q->queue_lock);
 808                 } else {
 809                         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
 810                         cpu_relax();
 811                         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
 812                 }
 813         }
 814
 815         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
 816 }
 817
 818 static void blkcg_css_free(struct cgroup *cgroup)
 819 {
 820         struct blkcg *blkcg = cgroup_to_blkcg(cgroup);
 821
 822         if (blkcg != &blkcg_root)
 823                 kfree(blkcg);
 824 }
 825
 826 static struct cgroup_subsys_state *blkcg_css_alloc(struct cgroup *cgroup)
 827 {
 828         static atomic64_t id_seq = ATOMIC64_INIT(0);
 829         struct blkcg *blkcg;
 830         struct cgroup *parent = cgroup->parent;
 831
 832         if (!parent) {
 833                 blkcg = &blkcg_root;
 834                 goto done;
 835         }
 836
 837         blkcg = kzalloc(sizeof(*blkcg), GFP_KERNEL);
 838         if (!blkcg)
 839                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 840
 841         blkcg->cfq_weight = CFQ_WEIGHT_DEFAULT;
 842         blkcg->cfq_leaf_weight = CFQ_WEIGHT_DEFAULT;
 843         blkcg->id = atomic64_inc_return(&id_seq); /* root is 0, start from 1 */
 844 done:
 845         spin_lock_init(&blkcg->lock);
 846         INIT_RADIX_TREE(&blkcg->blkg_tree, GFP_ATOMIC);
 847         INIT_HLIST_HEAD(&blkcg->blkg_list);
 848
 849         return &blkcg->css;
 850 }
 851
 852 /**
 853  * blkcg_init_queue - initialize blkcg part of request queue
 854  * @q: request_queue to initialize
 855  *
 856  * Called from blk_alloc_queue_node(). Responsible for initializing blkcg
 857  * part of new request_queue @q.
 858  *
 859  * RETURNS:
 860  * 0 on success, -errno on failure.
 861  */
 862 int blkcg_init_queue(struct request_queue *q)
 863 {
 864         might_sleep();
 865
 866         return blk_throtl_init(q);
 867 }
 868
 869 /**
 870  * blkcg_drain_queue - drain blkcg part of request_queue
 871  * @q: request_queue to drain
 872  *
 873  * Called from blk_drain_queue().  Responsible for draining blkcg part.
 874  */
 875 void blkcg_drain_queue(struct request_queue *q)
 876 {
 877         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 878
 879         blk_throtl_drain(q);
 880 }
 881
 882 /**
 883  * blkcg_exit_queue - exit and release blkcg part of request_queue
 884  * @q: request_queue being released
 885  *
 886  * Called from blk_release_queue().  Responsible for exiting blkcg part.
 887  */
 888 void blkcg_exit_queue(struct request_queue *q)
 889 {
 890         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 891         blkg_destroy_all(q);
 892         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 893
 894         blk_throtl_exit(q);
 895 }
 896
 897 /*
 898  * We cannot support shared io contexts, as we have no mean to support
 899  * two tasks with the same ioc in two different groups without major rework
 900  * of the main cic data structures.  For now we allow a task to change
 901  * its cgroup only if it's the only owner of its ioc.
 902  */
 903 static int blkcg_can_attach(struct cgroup *cgrp, struct cgroup_taskset *tset)
 904 {
 905         struct task_struct *task;
 906         struct io_context *ioc;
 907         int ret = 0;
 908
 909         /* task_lock() is needed to avoid races with exit_io_context() */
 910         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset) {
 911                 task_lock(task);
 912                 ioc = task->io_context;
 913                 if (ioc && atomic_read(&ioc->nr_tasks) > 1)
 914                         ret = -EINVAL;
 915                 task_unlock(task);
 916                 if (ret)
 917                         break;
 918         }
 919         return ret;
 920 }
 921
 922 struct cgroup_subsys blkio_subsys = {
 923         .name = "blkio",
 924         .css_alloc = blkcg_css_alloc,
 925         .css_offline = blkcg_css_offline,
 926         .css_free = blkcg_css_free,
 927         .can_attach = blkcg_can_attach,
 928         .subsys_id = blkio_subsys_id,
 929         .base_cftypes = blkcg_files,
 930         .module = THIS_MODULE,
 931
 932         /*
 933          * blkio subsystem is utterly broken in terms of hierarchy support.
 934          * It treats all cgroups equally regardless of where they're
 935          * located in the hierarchy - all cgroups are treated as if they're
 936          * right below the root.  Fix it and remove the following.
 937          */
 938         .broken_hierarchy = true,
 939 };
 940 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkio_subsys);
 941
 942 /**
 943  * blkcg_activate_policy - activate a blkcg policy on a request_queue
 944  * @q: request_queue of interest
 945  * @pol: blkcg policy to activate
 946  *
 947  * Activate @pol on @q.  Requires %GFP_KERNEL context.  @q goes through
 948  * bypass mode to populate its blkgs with policy_data for @pol.
 949  *
 950  * Activation happens with @q bypassed, so nobody would be accessing blkgs
 951  * from IO path.  Update of each blkg is protected by both queue and blkcg
 952  * locks so that holding either lock and testing blkcg_policy_enabled() is
 953  * always enough for dereferencing policy data.
 954  *
 955  * The caller is responsible for synchronizing [de]activations and policy
 956  * [un]registerations.  Returns 0 on success, -errno on failure.
 957  */
 958 int blkcg_activate_policy(struct request_queue *q,
 959                           const struct blkcg_policy *pol)
 960 {
 961         LIST_HEAD(pds);
 962         struct blkcg_gq *blkg, *new_blkg;
 963         struct blkg_policy_data *pd, *n;
 964         int cnt = 0, ret;
 965         bool preloaded;
 966
 967         if (blkcg_policy_enabled(q, pol))
 968                 return 0;
 969
 970         /* preallocations for root blkg */
 971         new_blkg = blkg_alloc(&blkcg_root, q, GFP_KERNEL);
 972         if (!new_blkg)
 973                 return -ENOMEM;
 974
 975         blk_queue_bypass_start(q);
 976
 977         preloaded = !radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
 978
 979         /*
 980          * Make sure the root blkg exists and count the existing blkgs.  As
 981          * @q is bypassing at this point, blkg_lookup_create() can't be
 982          * used.  Open code it.
 983          */
 984         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 985
 986         rcu_read_lock();
 987         blkg = __blkg_lookup(&blkcg_root, q, false);
 988         if (blkg)
 989                 blkg_free(new_blkg);
 990         else
 991                 blkg = blkg_create(&blkcg_root, q, new_blkg);
 992         rcu_read_unlock();
 993
 994         if (preloaded)
 995                 radix_tree_preload_end();
 996
 997         if (IS_ERR(blkg)) {
 998                 ret = PTR_ERR(blkg);
 999                 goto out_unlock;
1000         }
1001         q->root_blkg = blkg;
1002         q->root_rl.blkg = blkg;
1003
1004         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node)
1005                 cnt++;
1006
1007         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1008
1009         /* allocate policy_data for all existing blkgs */
1010         while (cnt--) {
1011                 pd = kzalloc_node(pol->pd_size, GFP_KERNEL, q->node);
1012                 if (!pd) {
1013                         ret = -ENOMEM;
1014                         goto out_free;
1015                 }
1016                 list_add_tail(&pd->alloc_node, &pds);
1017         }
1018
1019         /*
1020          * Install the allocated pds.  With @q bypassing, no new blkg
1021          * should have been created while the queue lock was dropped.
1022          */
1023         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1024
1025         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1026                 if (WARN_ON(list_empty(&pds))) {
1027                         /* umm... this shouldn't happen, just abort */
1028                         ret = -ENOMEM;
1029                         goto out_unlock;
1030                 }
1031                 pd = list_first_entry(&pds, struct blkg_policy_data, alloc_node);
1032                 list_del_init(&pd->alloc_node);
1033
1034                 /* grab blkcg lock too while installing @pd on @blkg */
1035                 spin_lock(&blkg->blkcg->lock);
1036
1037                 blkg->pd[pol->plid] = pd;
1038                 pd->blkg = blkg;
1039                 pd->plid = pol->plid;
1040                 pol->pd_init_fn(blkg);
1041
1042                 spin_unlock(&blkg->blkcg->lock);
1043         }
1044
1045         __set_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1046         ret = 0;
1047 out_unlock:
1048         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1049 out_free:
1050         blk_queue_bypass_end(q);
1051         list_for_each_entry_safe(pd, n, &pds, alloc_node)
1052                 kfree(pd);
1053         return ret;
1054 }
1055 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_activate_policy);
1056
1057 /**
1058  * blkcg_deactivate_policy - deactivate a blkcg policy on a request_queue
1059  * @q: request_queue of interest
1060  * @pol: blkcg policy to deactivate
1061  *
1062  * Deactivate @pol on @q.  Follows the same synchronization rules as
1063  * blkcg_activate_policy().
1064  */
1065 void blkcg_deactivate_policy(struct request_queue *q,
1066                              const struct blkcg_policy *pol)
1067 {
1068         struct blkcg_gq *blkg;
1069
1070         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
1071                 return;
1072
1073         blk_queue_bypass_start(q);
1074         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1075
1076         __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1077
1078         /* if no policy is left, no need for blkgs - shoot them down */
1079         if (bitmap_empty(q->blkcg_pols, BLKCG_MAX_POLS))
1080                 blkg_destroy_all(q);
1081
1082         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1083                 /* grab blkcg lock too while removing @pd from @blkg */
1084                 spin_lock(&blkg->blkcg->lock);
1085
1086                 if (pol->pd_offline_fn)
1087                         pol->pd_offline_fn(blkg);
1088                 if (pol->pd_exit_fn)
1089                         pol->pd_exit_fn(blkg);
1090
1091                 kfree(blkg->pd[pol->plid]);
1092                 blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1093
1094                 spin_unlock(&blkg->blkcg->lock);
1095         }
1096
1097         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1098         blk_queue_bypass_end(q);
1099 }
1100 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_deactivate_policy);
1101
1102 /**
1103  * blkcg_policy_register - register a blkcg policy
1104  * @pol: blkcg policy to register
1105  *
1106  * Register @pol with blkcg core.  Might sleep and @pol may be modified on
1107  * successful registration.  Returns 0 on success and -errno on failure.
1108  */
1109 int blkcg_policy_register(struct blkcg_policy *pol)
1110 {
1111         int i, ret;
1112
1113         if (WARN_ON(pol->pd_size < sizeof(struct blkg_policy_data)))
1114                 return -EINVAL;
1115
1116         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1117
1118         /* find an empty slot */
1119         ret = -ENOSPC;
1120         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1121                 if (!blkcg_policy[i])
1122                         break;
1123         if (i >= BLKCG_MAX_POLS)
1124                 goto out_unlock;
1125
1126         /* register and update blkgs */
1127         pol->plid = i;
1128         blkcg_policy[i] = pol;
1129
1130         /* everything is in place, add intf files for the new policy */
1131         if (pol->cftypes)
1132                 WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&blkio_subsys, pol->cftypes));
1133         ret = 0;
1134 out_unlock:
1135         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1136         return ret;
1137 }
1138 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_register);
1139
1140 /**
1141  * blkcg_policy_unregister - unregister a blkcg policy
1142  * @pol: blkcg policy to unregister
1143  *
1144  * Undo blkcg_policy_register(@pol).  Might sleep.
1145  */
1146 void blkcg_policy_unregister(struct blkcg_policy *pol)
1147 {
1148         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1149
1150         if (WARN_ON(blkcg_policy[pol->plid] != pol))
1151                 goto out_unlock;
1152
1153         /* kill the intf files first */
1154         if (pol->cftypes)
1155                 cgroup_rm_cftypes(&blkio_subsys, pol->cftypes);
1156
1157         /* unregister and update blkgs */
1158         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1159 out_unlock:
1160         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1161 }
1162 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_unregister);