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/backing-dev.h>
  19 #include <linux/slab.h>
  20 #include <linux/genhd.h>
  21 #include <linux/delay.h>
  22 #include <linux/atomic.h>
  23 #include <linux/blk-cgroup.h>
  24 #include "blk.h"
  25
  26 #define MAX_KEY_LEN 100
  27
  28 static DEFINE_MUTEX(blkcg_pol_mutex);
  29
  30 struct blkcg blkcg_root = { .cfq_weight = 2 * CFQ_WEIGHT_DEFAULT,
  31                             .cfq_leaf_weight = 2 * CFQ_WEIGHT_DEFAULT, };
  32 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_root);
  33
  34 struct cgroup_subsys_state * const blkcg_root_css = &blkcg_root.css;
  35
  36 static struct blkcg_policy *blkcg_policy[BLKCG_MAX_POLS];
  37
  38 static bool blkcg_policy_enabled(struct request_queue *q,
  39                                  const struct blkcg_policy *pol)
  40 {
  41         return pol && test_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
  42 }
  43
  44 /**
  45  * blkg_free - free a blkg
  46  * @blkg: blkg to free
  47  *
  48  * Free @blkg which may be partially allocated.
  49  */
  50 static void blkg_free(struct blkcg_gq *blkg)
  51 {
  52         int i;
  53
  54         if (!blkg)
  55                 return;
  56
  57         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
  58                 kfree(blkg->pd[i]);
  59
  60         blk_exit_rl(&blkg->rl);
  61         kfree(blkg);
  62 }
  63
  64 /**
  65  * blkg_alloc - allocate a blkg
  66  * @blkcg: block cgroup the new blkg is associated with
  67  * @q: request_queue the new blkg is associated with
  68  * @gfp_mask: allocation mask to use
  69  *
  70  * Allocate a new blkg assocating @blkcg and @q.
  71  */
  72 static struct blkcg_gq *blkg_alloc(struct blkcg *blkcg, struct request_queue *q,
  73                                    gfp_t gfp_mask)
  74 {
  75         struct blkcg_gq *blkg;
  76         int i;
  77
  78         /* alloc and init base part */
  79         blkg = kzalloc_node(sizeof(*blkg), gfp_mask, q->node);
  80         if (!blkg)
  81                 return NULL;
  82
  83         blkg->q = q;
  84         INIT_LIST_HEAD(&blkg->q_node);
  85         blkg->blkcg = blkcg;
  86         atomic_set(&blkg->refcnt, 1);
  87
  88         /* root blkg uses @q->root_rl, init rl only for !root blkgs */
  89         if (blkcg != &blkcg_root) {
  90                 if (blk_init_rl(&blkg->rl, q, gfp_mask))
  91                         goto err_free;
  92                 blkg->rl.blkg = blkg;
  93         }
  94
  95         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
  96                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
  97                 struct blkg_policy_data *pd;
  98
  99                 if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
 100                         continue;
 101
 102                 /* alloc per-policy data and attach it to blkg */
 103                 pd = kzalloc_node(pol->pd_size, gfp_mask, q->node);
 104                 if (!pd)
 105                         goto err_free;
 106
 107                 blkg->pd[i] = pd;
 108                 pd->blkg = blkg;
 109                 pd->plid = i;
 110         }
 111
 112         return blkg;
 113
 114 err_free:
 115         blkg_free(blkg);
 116         return NULL;
 117 }
 118
 119 /**
 120  * __blkg_lookup - internal version of blkg_lookup()
 121  * @blkcg: blkcg of interest
 122  * @q: request_queue of interest
 123  * @update_hint: whether to update lookup hint with the result or not
 124  *
 125  * This is internal version and shouldn't be used by policy
 126  * implementations.  Looks up blkgs for the @blkcg - @q pair regardless of
 127  * @q's bypass state.  If @update_hint is %true, the caller should be
 128  * holding @q->queue_lock and lookup hint is updated on success.
 129  */
 130 struct blkcg_gq *__blkg_lookup(struct blkcg *blkcg, struct request_queue *q,
 131                                bool update_hint)
 132 {
 133         struct blkcg_gq *blkg;
 134
 135         blkg = rcu_dereference(blkcg->blkg_hint);
 136         if (blkg && blkg->q == q)
 137                 return blkg;
 138
 139         /*
 140          * Hint didn't match.  Look up from the radix tree.  Note that the
 141          * hint can only be updated under queue_lock as otherwise @blkg
 142          * could have already been removed from blkg_tree.  The caller is
 143          * responsible for grabbing queue_lock if @update_hint.
 144          */
 145         blkg = radix_tree_lookup(&blkcg->blkg_tree, q->id);
 146         if (blkg && blkg->q == q) {
 147                 if (update_hint) {
 148                         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 149                         rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, blkg);
 150                 }
 151                 return blkg;
 152         }
 153
 154         return NULL;
 155 }
 156
 157 /**
 158  * blkg_lookup - lookup blkg for the specified blkcg - q pair
 159  * @blkcg: blkcg of interest
 160  * @q: request_queue of interest
 161  *
 162  * Lookup blkg for the @blkcg - @q pair.  This function should be called
 163  * under RCU read lock and is guaranteed to return %NULL if @q is bypassing
 164  * - see blk_queue_bypass_start() for details.
 165  */
 166 struct blkcg_gq *blkg_lookup(struct blkcg *blkcg, struct request_queue *q)
 167 {
 168         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 169
 170         if (unlikely(blk_queue_bypass(q)))
 171                 return NULL;
 172         return __blkg_lookup(blkcg, q, false);
 173 }
 174 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_lookup);
 175
 176 /*
 177  * If @new_blkg is %NULL, this function tries to allocate a new one as
 178  * necessary using %GFP_ATOMIC.  @new_blkg is always consumed on return.
 179  */
 180 static struct blkcg_gq *blkg_create(struct blkcg *blkcg,
 181                                     struct request_queue *q,
 182                                     struct blkcg_gq *new_blkg)
 183 {
 184         struct blkcg_gq *blkg;
 185         int i, ret;
 186
 187         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 188         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 189
 190         /* blkg holds a reference to blkcg */
 191         if (!css_tryget_online(&blkcg->css)) {
 192                 ret = -EINVAL;
 193                 goto err_free_blkg;
 194         }
 195
 196         /* allocate */
 197         if (!new_blkg) {
 198                 new_blkg = blkg_alloc(blkcg, q, GFP_ATOMIC);
 199                 if (unlikely(!new_blkg)) {
 200                         ret = -ENOMEM;
 201                         goto err_put_css;
 202                 }
 203         }
 204         blkg = new_blkg;
 205
 206         /* link parent */
 207         if (blkcg_parent(blkcg)) {
 208                 blkg->parent = __blkg_lookup(blkcg_parent(blkcg), q, false);
 209                 if (WARN_ON_ONCE(!blkg->parent)) {
 210                         ret = -EINVAL;
 211                         goto err_put_css;
 212                 }
 213                 blkg_get(blkg->parent);
 214         }
 215
 216         /* invoke per-policy init */
 217         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 218                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 219
 220                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_init_fn)
 221                         pol->pd_init_fn(blkg);
 222         }
 223
 224         /* insert */
 225         spin_lock(&blkcg->lock);
 226         ret = radix_tree_insert(&blkcg->blkg_tree, q->id, blkg);
 227         if (likely(!ret)) {
 228                 hlist_add_head_rcu(&blkg->blkcg_node, &blkcg->blkg_list);
 229                 list_add(&blkg->q_node, &q->blkg_list);
 230
 231                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 232                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 233
 234                         if (blkg->pd[i] && pol->pd_online_fn)
 235                                 pol->pd_online_fn(blkg);
 236                 }
 237         }
 238         blkg->online = true;
 239         spin_unlock(&blkcg->lock);
 240
 241         if (!ret)
 242                 return blkg;
 243
 244         /* @blkg failed fully initialized, use the usual release path */
 245         blkg_put(blkg);
 246         return ERR_PTR(ret);
 247
 248 err_put_css:
 249         css_put(&blkcg->css);
 250 err_free_blkg:
 251         blkg_free(new_blkg);
 252         return ERR_PTR(ret);
 253 }
 254
 255 /**
 256  * blkg_lookup_create - lookup blkg, try to create one if not there
 257  * @blkcg: blkcg of interest
 258  * @q: request_queue of interest
 259  *
 260  * Lookup blkg for the @blkcg - @q pair.  If it doesn't exist, try to
 261  * create one.  blkg creation is performed recursively from blkcg_root such
 262  * that all non-root blkg's have access to the parent blkg.  This function
 263  * should be called under RCU read lock and @q->queue_lock.
 264  *
 265  * Returns pointer to the looked up or created blkg on success, ERR_PTR()
 266  * value on error.  If @q is dead, returns ERR_PTR(-EINVAL).  If @q is not
 267  * dead and bypassing, returns ERR_PTR(-EBUSY).
 268  */
 269 struct blkcg_gq *blkg_lookup_create(struct blkcg *blkcg,
 270                                     struct request_queue *q)
 271 {
 272         struct blkcg_gq *blkg;
 273
 274         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
 275         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 276
 277         /*
 278          * This could be the first entry point of blkcg implementation and
 279          * we shouldn't allow anything to go through for a bypassing queue.
 280          */
 281         if (unlikely(blk_queue_bypass(q)))
 282                 return ERR_PTR(blk_queue_dying(q) ? -EINVAL : -EBUSY);
 283
 284         blkg = __blkg_lookup(blkcg, q, true);
 285         if (blkg)
 286                 return blkg;
 287
 288         /*
 289          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
 290          * non-root blkgs have access to their parents.
 291          */
 292         while (true) {
 293                 struct blkcg *pos = blkcg;
 294                 struct blkcg *parent = blkcg_parent(blkcg);
 295
 296                 while (parent && !__blkg_lookup(parent, q, false)) {
 297                         pos = parent;
 298                         parent = blkcg_parent(parent);
 299                 }
 300
 301                 blkg = blkg_create(pos, q, NULL);
 302                 if (pos == blkcg || IS_ERR(blkg))
 303                         return blkg;
 304         }
 305 }
 306 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_lookup_create);
 307
 308 static void blkg_destroy(struct blkcg_gq *blkg)
 309 {
 310         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
 311         int i;
 312
 313         lockdep_assert_held(blkg->q->queue_lock);
 314         lockdep_assert_held(&blkcg->lock);
 315
 316         /* Something wrong if we are trying to remove same group twice */
 317         WARN_ON_ONCE(list_empty(&blkg->q_node));
 318         WARN_ON_ONCE(hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node));
 319
 320         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 321                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 322
 323                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_offline_fn)
 324                         pol->pd_offline_fn(blkg);
 325         }
 326         blkg->online = false;
 327
 328         radix_tree_delete(&blkcg->blkg_tree, blkg->q->id);
 329         list_del_init(&blkg->q_node);
 330         hlist_del_init_rcu(&blkg->blkcg_node);
 331
 332         /*
 333          * Both setting lookup hint to and clearing it from @blkg are done
 334          * under queue_lock.  If it's not pointing to @blkg now, it never
 335          * will.  Hint assignment itself can race safely.
 336          */
 337         if (rcu_access_pointer(blkcg->blkg_hint) == blkg)
 338                 rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, NULL);
 339
 340         /*
 341          * Put the reference taken at the time of creation so that when all
 342          * queues are gone, group can be destroyed.
 343          */
 344         blkg_put(blkg);
 345 }
 346
 347 /**
 348  * blkg_destroy_all - destroy all blkgs associated with a request_queue
 349  * @q: request_queue of interest
 350  *
 351  * Destroy all blkgs associated with @q.
 352  */
 353 static void blkg_destroy_all(struct request_queue *q)
 354 {
 355         struct blkcg_gq *blkg, *n;
 356
 357         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 358
 359         list_for_each_entry_safe(blkg, n, &q->blkg_list, q_node) {
 360                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
 361
 362                 spin_lock(&blkcg->lock);
 363                 blkg_destroy(blkg);
 364                 spin_unlock(&blkcg->lock);
 365         }
 366 }
 367
 368 /*
 369  * A group is RCU protected, but having an rcu lock does not mean that one
 370  * can access all the fields of blkg and assume these are valid.  For
 371  * example, don't try to follow throtl_data and request queue links.
 372  *
 373  * Having a reference to blkg under an rcu allows accesses to only values
 374  * local to groups like group stats and group rate limits.
 375  */
 376 void __blkg_release_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
 377 {
 378         struct blkcg_gq *blkg = container_of(rcu_head, struct blkcg_gq, rcu_head);
 379         int i;
 380
 381         /* tell policies that this one is being freed */
 382         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 383                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 384
 385                 if (blkg->pd[i] && pol->pd_exit_fn)
 386                         pol->pd_exit_fn(blkg);
 387         }
 388
 389         /* release the blkcg and parent blkg refs this blkg has been holding */
 390         css_put(&blkg->blkcg->css);
 391         if (blkg->parent)
 392                 blkg_put(blkg->parent);
 393
 394         blkg_free(blkg);
 395 }
 396 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_release_rcu);
 397
 398 /*
 399  * The next function used by blk_queue_for_each_rl().  It's a bit tricky
 400  * because the root blkg uses @q->root_rl instead of its own rl.
 401  */
 402 struct request_list *__blk_queue_next_rl(struct request_list *rl,
 403                                          struct request_queue *q)
 404 {
 405         struct list_head *ent;
 406         struct blkcg_gq *blkg;
 407
 408         /*
 409          * Determine the current blkg list_head.  The first entry is
 410          * root_rl which is off @q->blkg_list and mapped to the head.
 411          */
 412         if (rl == &q->root_rl) {
 413                 ent = &q->blkg_list;
 414                 /* There are no more block groups, hence no request lists */
 415                 if (list_empty(ent))
 416                         return NULL;
 417         } else {
 418                 blkg = container_of(rl, struct blkcg_gq, rl);
 419                 ent = &blkg->q_node;
 420         }
 421
 422         /* walk to the next list_head, skip root blkcg */
 423         ent = ent->next;
 424         if (ent == &q->root_blkg->q_node)
 425                 ent = ent->next;
 426         if (ent == &q->blkg_list)
 427                 return NULL;
 428
 429         blkg = container_of(ent, struct blkcg_gq, q_node);
 430         return &blkg->rl;
 431 }
 432
 433 static int blkcg_reset_stats(struct cgroup_subsys_state *css,
 434                              struct cftype *cftype, u64 val)
 435 {
 436         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
 437         struct blkcg_gq *blkg;
 438         int i;
 439
 440         /*
 441          * XXX: We invoke cgroup_add/rm_cftypes() under blkcg_pol_mutex
 442          * which ends up putting cgroup's internal cgroup_tree_mutex under
 443          * it; however, cgroup_tree_mutex is nested above cgroup file
 444          * active protection and grabbing blkcg_pol_mutex from a cgroup
 445          * file operation creates a possible circular dependency.  cgroup
 446          * internal locking is planned to go through further simplification
 447          * and this issue should go away soon.  For now, let's trylock
 448          * blkcg_pol_mutex and restart the write on failure.
 449          *
 450          * http://lkml.kernel.org/g/5363C04B.4010400@oracle.com
 451          */
 452         if (!mutex_trylock(&blkcg_pol_mutex))
 453                 return restart_syscall();
 454         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
 455
 456         /*
 457          * Note that stat reset is racy - it doesn't synchronize against
 458          * stat updates.  This is a debug feature which shouldn't exist
 459          * anyway.  If you get hit by a race, retry.
 460          */
 461         hlist_for_each_entry(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
 462                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
 463                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
 464
 465                         if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol) &&
 466                             pol->pd_reset_stats_fn)
 467                                 pol->pd_reset_stats_fn(blkg);
 468                 }
 469         }
 470
 471         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
 472         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
 473         return 0;
 474 }
 475
 476 static const char *blkg_dev_name(struct blkcg_gq *blkg)
 477 {
 478         /* some drivers (floppy) instantiate a queue w/o disk registered */
 479         if (blkg->q->backing_dev_info.dev)
 480                 return dev_name(blkg->q->backing_dev_info.dev);
 481         return NULL;
 482 }
 483
 484 /**
 485  * blkcg_print_blkgs - helper for printing per-blkg data
 486  * @sf: seq_file to print to
 487  * @blkcg: blkcg of interest
 488  * @prfill: fill function to print out a blkg
 489  * @pol: policy in question
 490  * @data: data to be passed to @prfill
 491  * @show_total: to print out sum of prfill return values or not
 492  *
 493  * This function invokes @prfill on each blkg of @blkcg if pd for the
 494  * policy specified by @pol exists.  @prfill is invoked with @sf, the
 495  * policy data and @data and the matching queue lock held.  If @show_total
 496  * is %true, the sum of the return values from @prfill is printed with
 497  * "Total" label at the end.
 498  *
 499  * This is to be used to construct print functions for
 500  * cftype->read_seq_string method.
 501  */
 502 void blkcg_print_blkgs(struct seq_file *sf, struct blkcg *blkcg,
 503                        u64 (*prfill)(struct seq_file *,
 504                                      struct blkg_policy_data *, int),
 505                        const struct blkcg_policy *pol, int data,
 506                        bool show_total)
 507 {
 508         struct blkcg_gq *blkg;
 509         u64 total = 0;
 510
 511         rcu_read_lock();
 512         hlist_for_each_entry_rcu(blkg, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
 513                 spin_lock_irq(blkg->q->queue_lock);
 514                 if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol))
 515                         total += prfill(sf, blkg->pd[pol->plid], data);
 516                 spin_unlock_irq(blkg->q->queue_lock);
 517         }
 518         rcu_read_unlock();
 519
 520         if (show_total)
 521                 seq_printf(sf, "Total %llu\n", (unsigned long long)total);
 522 }
 523 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_print_blkgs);
 524
 525 /**
 526  * __blkg_prfill_u64 - prfill helper for a single u64 value
 527  * @sf: seq_file to print to
 528  * @pd: policy private data of interest
 529  * @v: value to print
 530  *
 531  * Print @v to @sf for the device assocaited with @pd.
 532  */
 533 u64 __blkg_prfill_u64(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, u64 v)
 534 {
 535         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
 536
 537         if (!dname)
 538                 return 0;
 539
 540         seq_printf(sf, "%s %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
 541         return v;
 542 }
 543 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_u64);
 544
 545 /**
 546  * __blkg_prfill_rwstat - prfill helper for a blkg_rwstat
 547  * @sf: seq_file to print to
 548  * @pd: policy private data of interest
 549  * @rwstat: rwstat to print
 550  *
 551  * Print @rwstat to @sf for the device assocaited with @pd.
 552  */
 553 u64 __blkg_prfill_rwstat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd,
 554                          const struct blkg_rwstat *rwstat)
 555 {
 556         static const char *rwstr[] = {
 557                 [BLKG_RWSTAT_READ]      = "Read",
 558                 [BLKG_RWSTAT_WRITE]     = "Write",
 559                 [BLKG_RWSTAT_SYNC]      = "Sync",
 560                 [BLKG_RWSTAT_ASYNC]     = "Async",
 561         };
 562         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
 563         u64 v;
 564         int i;
 565
 566         if (!dname)
 567                 return 0;
 568
 569         for (i = 0; i < BLKG_RWSTAT_NR; i++)
 570                 seq_printf(sf, "%s %s %llu\n", dname, rwstr[i],
 571                            (unsigned long long)rwstat->cnt[i]);
 572
 573         v = rwstat->cnt[BLKG_RWSTAT_READ] + rwstat->cnt[BLKG_RWSTAT_WRITE];
 574         seq_printf(sf, "%s Total %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
 575         return v;
 576 }
 577 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_rwstat);
 578
 579 /**
 580  * blkg_prfill_stat - prfill callback for blkg_stat
 581  * @sf: seq_file to print to
 582  * @pd: policy private data of interest
 583  * @off: offset to the blkg_stat in @pd
 584  *
 585  * prfill callback for printing a blkg_stat.
 586  */
 587 u64 blkg_prfill_stat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, int off)
 588 {
 589         return __blkg_prfill_u64(sf, pd, blkg_stat_read((void *)pd + off));
 590 }
 591 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_prfill_stat);
 592
 593 /**
 594  * blkg_prfill_rwstat - prfill callback for blkg_rwstat
 595  * @sf: seq_file to print to
 596  * @pd: policy private data of interest
 597  * @off: offset to the blkg_rwstat in @pd
 598  *
 599  * prfill callback for printing a blkg_rwstat.
 600  */
 601 u64 blkg_prfill_rwstat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd,
 602                        int off)
 603 {
 604         struct blkg_rwstat rwstat = blkg_rwstat_read((void *)pd + off);
 605
 606         return __blkg_prfill_rwstat(sf, pd, &rwstat);
 607 }
 608 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_prfill_rwstat);
 609
 610 /**
 611  * blkg_stat_recursive_sum - collect hierarchical blkg_stat
 612  * @pd: policy private data of interest
 613  * @off: offset to the blkg_stat in @pd
 614  *
 615  * Collect the blkg_stat specified by @off from @pd and all its online
 616  * descendants and return the sum.  The caller must be holding the queue
 617  * lock for online tests.
 618  */
 619 u64 blkg_stat_recursive_sum(struct blkg_policy_data *pd, int off)
 620 {
 621         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[pd->plid];
 622         struct blkcg_gq *pos_blkg;
 623         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
 624         u64 sum = 0;
 625
 626         lockdep_assert_held(pd->blkg->q->queue_lock);
 627
 628         rcu_read_lock();
 629         blkg_for_each_descendant_pre(pos_blkg, pos_css, pd_to_blkg(pd)) {
 630                 struct blkg_policy_data *pos_pd = blkg_to_pd(pos_blkg, pol);
 631                 struct blkg_stat *stat = (void *)pos_pd + off;
 632
 633                 if (pos_blkg->online)
 634                         sum += blkg_stat_read(stat);
 635         }
 636         rcu_read_unlock();
 637
 638         return sum;
 639 }
 640 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_stat_recursive_sum);
 641
 642 /**
 643  * blkg_rwstat_recursive_sum - collect hierarchical blkg_rwstat
 644  * @pd: policy private data of interest
 645  * @off: offset to the blkg_stat in @pd
 646  *
 647  * Collect the blkg_rwstat specified by @off from @pd and all its online
 648  * descendants and return the sum.  The caller must be holding the queue
 649  * lock for online tests.
 650  */
 651 struct blkg_rwstat blkg_rwstat_recursive_sum(struct blkg_policy_data *pd,
 652                                              int off)
 653 {
 654         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[pd->plid];
 655         struct blkcg_gq *pos_blkg;
 656         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
 657         struct blkg_rwstat sum = { };
 658         int i;
 659
 660         lockdep_assert_held(pd->blkg->q->queue_lock);
 661
 662         rcu_read_lock();
 663         blkg_for_each_descendant_pre(pos_blkg, pos_css, pd_to_blkg(pd)) {
 664                 struct blkg_policy_data *pos_pd = blkg_to_pd(pos_blkg, pol);
 665                 struct blkg_rwstat *rwstat = (void *)pos_pd + off;
 666                 struct blkg_rwstat tmp;
 667
 668                 if (!pos_blkg->online)
 669                         continue;
 670
 671                 tmp = blkg_rwstat_read(rwstat);
 672
 673                 for (i = 0; i < BLKG_RWSTAT_NR; i++)
 674                         sum.cnt[i] += tmp.cnt[i];
 675         }
 676         rcu_read_unlock();
 677
 678         return sum;
 679 }
 680 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_rwstat_recursive_sum);
 681
 682 /**
 683  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
 684  * @blkcg: target block cgroup
 685  * @pol: target policy
 686  * @input: input string
 687  * @ctx: blkg_conf_ctx to be filled
 688  *
 689  * Parse per-blkg config update from @input and initialize @ctx with the
 690  * result.  @ctx->blkg points to the blkg to be updated and @ctx->v the new
 691  * value.  This function returns with RCU read lock and queue lock held and
 692  * must be paired with blkg_conf_finish().
 693  */
 694 int blkg_conf_prep(struct blkcg *blkcg, const struct blkcg_policy *pol,
 695                    const char *input, struct blkg_conf_ctx *ctx)
 696         __acquires(rcu) __acquires(disk->queue->queue_lock)
 697 {
 698         struct gendisk *disk;
 699         struct blkcg_gq *blkg;
 700         unsigned int major, minor;
 701         unsigned long long v;
 702         int part, ret;
 703
 704         if (sscanf(input, "%u:%u %llu", &major, &minor, &v) != 3)
 705                 return -EINVAL;
 706
 707         disk = get_gendisk(MKDEV(major, minor), &part);
 708         if (!disk || part)
 709                 return -EINVAL;
 710
 711         rcu_read_lock();
 712         spin_lock_irq(disk->queue->queue_lock);
 713
 714         if (blkcg_policy_enabled(disk->queue, pol))
 715                 blkg = blkg_lookup_create(blkcg, disk->queue);
 716         else
 717                 blkg = ERR_PTR(-EINVAL);
 718
 719         if (IS_ERR(blkg)) {
 720                 ret = PTR_ERR(blkg);
 721                 rcu_read_unlock();
 722                 spin_unlock_irq(disk->queue->queue_lock);
 723                 put_disk(disk);
 724                 /*
 725                  * If queue was bypassing, we should retry.  Do so after a
 726                  * short msleep().  It isn't strictly necessary but queue
 727                  * can be bypassing for some time and it's always nice to
 728                  * avoid busy looping.
 729                  */
 730                 if (ret == -EBUSY) {
 731                         msleep(10);
 732                         ret = restart_syscall();
 733                 }
 734                 return ret;
 735         }
 736
 737         ctx->disk = disk;
 738         ctx->blkg = blkg;
 739         ctx->v = v;
 740         return 0;
 741 }
 742 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_prep);
 743
 744 /**
 745  * blkg_conf_finish - finish up per-blkg config update
 746  * @ctx: blkg_conf_ctx intiailized by blkg_conf_prep()
 747  *
 748  * Finish up after per-blkg config update.  This function must be paired
 749  * with blkg_conf_prep().
 750  */
 751 void blkg_conf_finish(struct blkg_conf_ctx *ctx)
 752         __releases(ctx->disk->queue->queue_lock) __releases(rcu)
 753 {
 754         spin_unlock_irq(ctx->disk->queue->queue_lock);
 755         rcu_read_unlock();
 756         put_disk(ctx->disk);
 757 }
 758 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_finish);
 759
 760 struct cftype blkcg_files[] = {
 761         {
 762                 .name = "reset_stats",
 763                 .write_u64 = blkcg_reset_stats,
 764         },
 765         { }     /* terminate */
 766 };
 767
 768 /**
 769  * blkcg_css_offline - cgroup css_offline callback
 770  * @css: css of interest
 771  *
 772  * This function is called when @css is about to go away and responsible
 773  * for shooting down all blkgs associated with @css.  blkgs should be
 774  * removed while holding both q and blkcg locks.  As blkcg lock is nested
 775  * inside q lock, this function performs reverse double lock dancing.
 776  *
 777  * This is the blkcg counterpart of ioc_release_fn().
 778  */
 779 static void blkcg_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
 780 {
 781         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
 782
 783         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
 784
 785         while (!hlist_empty(&blkcg->blkg_list)) {
 786                 struct blkcg_gq *blkg = hlist_entry(blkcg->blkg_list.first,
 787                                                 struct blkcg_gq, blkcg_node);
 788                 struct request_queue *q = blkg->q;
 789
 790                 if (spin_trylock(q->queue_lock)) {
 791                         blkg_destroy(blkg);
 792                         spin_unlock(q->queue_lock);
 793                 } else {
 794                         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
 795                         cpu_relax();
 796                         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
 797                 }
 798         }
 799
 800         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
 801
 802         wb_blkcg_offline(blkcg);
 803 }
 804
 805 static void blkcg_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
 806 {
 807         struct blkcg *blkcg = css_to_blkcg(css);
 808
 809         if (blkcg != &blkcg_root)
 810                 kfree(blkcg);
 811 }
 812
 813 static struct cgroup_subsys_state *
 814 blkcg_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
 815 {
 816         struct blkcg *blkcg;
 817
 818         if (!parent_css) {
 819                 blkcg = &blkcg_root;
 820                 goto done;
 821         }
 822
 823         blkcg = kzalloc(sizeof(*blkcg), GFP_KERNEL);
 824         if (!blkcg)
 825                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 826
 827         blkcg->cfq_weight = CFQ_WEIGHT_DEFAULT;
 828         blkcg->cfq_leaf_weight = CFQ_WEIGHT_DEFAULT;
 829 done:
 830         spin_lock_init(&blkcg->lock);
 831         INIT_RADIX_TREE(&blkcg->blkg_tree, GFP_ATOMIC);
 832         INIT_HLIST_HEAD(&blkcg->blkg_list);
 833 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
 834         INIT_LIST_HEAD(&blkcg->cgwb_list);
 835 #endif
 836         return &blkcg->css;
 837 }
 838
 839 /**
 840  * blkcg_init_queue - initialize blkcg part of request queue
 841  * @q: request_queue to initialize
 842  *
 843  * Called from blk_alloc_queue_node(). Responsible for initializing blkcg
 844  * part of new request_queue @q.
 845  *
 846  * RETURNS:
 847  * 0 on success, -errno on failure.
 848  */
 849 int blkcg_init_queue(struct request_queue *q)
 850 {
 851         struct blkcg_gq *new_blkg, *blkg;
 852         bool preloaded;
 853         int ret;
 854
 855         new_blkg = blkg_alloc(&blkcg_root, q, GFP_KERNEL);
 856         if (!new_blkg)
 857                 return -ENOMEM;
 858
 859         preloaded = !radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
 860
 861         /*
 862          * Make sure the root blkg exists and count the existing blkgs.  As
 863          * @q is bypassing at this point, blkg_lookup_create() can't be
 864          * used.  Open code insertion.
 865          */
 866         rcu_read_lock();
 867         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 868         blkg = blkg_create(&blkcg_root, q, new_blkg);
 869         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 870         rcu_read_unlock();
 871
 872         if (preloaded)
 873                 radix_tree_preload_end();
 874
 875         if (IS_ERR(blkg)) {
 876                 kfree(new_blkg);
 877                 return PTR_ERR(blkg);
 878         }
 879
 880         q->root_blkg = blkg;
 881         q->root_rl.blkg = blkg;
 882
 883         ret = blk_throtl_init(q);
 884         if (ret) {
 885                 spin_lock_irq(q->queue_lock);
 886                 blkg_destroy_all(q);
 887                 spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 888         }
 889         return ret;
 890 }
 891
 892 /**
 893  * blkcg_drain_queue - drain blkcg part of request_queue
 894  * @q: request_queue to drain
 895  *
 896  * Called from blk_drain_queue().  Responsible for draining blkcg part.
 897  */
 898 void blkcg_drain_queue(struct request_queue *q)
 899 {
 900         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 901
 902         /*
 903          * @q could be exiting and already have destroyed all blkgs as
 904          * indicated by NULL root_blkg.  If so, don't confuse policies.
 905          */
 906         if (!q->root_blkg)
 907                 return;
 908
 909         blk_throtl_drain(q);
 910 }
 911
 912 /**
 913  * blkcg_exit_queue - exit and release blkcg part of request_queue
 914  * @q: request_queue being released
 915  *
 916  * Called from blk_release_queue().  Responsible for exiting blkcg part.
 917  */
 918 void blkcg_exit_queue(struct request_queue *q)
 919 {
 920         spin_lock_irq(q->queue_lock);
 921         blkg_destroy_all(q);
 922         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 923
 924         blk_throtl_exit(q);
 925 }
 926
 927 /*
 928  * We cannot support shared io contexts, as we have no mean to support
 929  * two tasks with the same ioc in two different groups without major rework
 930  * of the main cic data structures.  For now we allow a task to change
 931  * its cgroup only if it's the only owner of its ioc.
 932  */
 933 static int blkcg_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
 934                             struct cgroup_taskset *tset)
 935 {
 936         struct task_struct *task;
 937         struct io_context *ioc;
 938         int ret = 0;
 939
 940         /* task_lock() is needed to avoid races with exit_io_context() */
 941         cgroup_taskset_for_each(task, tset) {
 942                 task_lock(task);
 943                 ioc = task->io_context;
 944                 if (ioc && atomic_read(&ioc->nr_tasks) > 1)
 945                         ret = -EINVAL;
 946                 task_unlock(task);
 947                 if (ret)
 948                         break;
 949         }
 950         return ret;
 951 }
 952
 953 struct cgroup_subsys blkio_cgrp_subsys = {
 954         .css_alloc = blkcg_css_alloc,
 955         .css_offline = blkcg_css_offline,
 956         .css_free = blkcg_css_free,
 957         .can_attach = blkcg_can_attach,
 958         .legacy_cftypes = blkcg_files,
 959 #ifdef CONFIG_MEMCG
 960         /*
 961          * This ensures that, if available, memcg is automatically enabled
 962          * together on the default hierarchy so that the owner cgroup can
 963          * be retrieved from writeback pages.
 964          */
 965         .depends_on = 1 << memory_cgrp_id,
 966 #endif
 967 };
 968 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkio_cgrp_subsys);
 969
 970 /**
 971  * blkcg_activate_policy - activate a blkcg policy on a request_queue
 972  * @q: request_queue of interest
 973  * @pol: blkcg policy to activate
 974  *
 975  * Activate @pol on @q.  Requires %GFP_KERNEL context.  @q goes through
 976  * bypass mode to populate its blkgs with policy_data for @pol.
 977  *
 978  * Activation happens with @q bypassed, so nobody would be accessing blkgs
 979  * from IO path.  Update of each blkg is protected by both queue and blkcg
 980  * locks so that holding either lock and testing blkcg_policy_enabled() is
 981  * always enough for dereferencing policy data.
 982  *
 983  * The caller is responsible for synchronizing [de]activations and policy
 984  * [un]registerations.  Returns 0 on success, -errno on failure.
 985  */
 986 int blkcg_activate_policy(struct request_queue *q,
 987                           const struct blkcg_policy *pol)
 988 {
 989         LIST_HEAD(pds);
 990         struct blkcg_gq *blkg;
 991         struct blkg_policy_data *pd, *n;
 992         int cnt = 0, ret;
 993
 994         if (blkcg_policy_enabled(q, pol))
 995                 return 0;
 996
 997         /* count and allocate policy_data for all existing blkgs */
 998         blk_queue_bypass_start(q);
 999         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1000         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node)
1001                 cnt++;
1002         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1003
1004         while (cnt--) {
1005                 pd = kzalloc_node(pol->pd_size, GFP_KERNEL, q->node);
1006                 if (!pd) {
1007                         ret = -ENOMEM;
1008                         goto out_free;
1009                 }
1010                 list_add_tail(&pd->alloc_node, &pds);
1011         }
1012
1013         /*
1014          * Install the allocated pds.  With @q bypassing, no new blkg
1015          * should have been created while the queue lock was dropped.
1016          */
1017         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1018
1019         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1020                 if (WARN_ON(list_empty(&pds))) {
1021                         /* umm... this shouldn't happen, just abort */
1022                         ret = -ENOMEM;
1023                         goto out_unlock;
1024                 }
1025                 pd = list_first_entry(&pds, struct blkg_policy_data, alloc_node);
1026                 list_del_init(&pd->alloc_node);
1027
1028                 /* grab blkcg lock too while installing @pd on @blkg */
1029                 spin_lock(&blkg->blkcg->lock);
1030
1031                 blkg->pd[pol->plid] = pd;
1032                 pd->blkg = blkg;
1033                 pd->plid = pol->plid;
1034                 pol->pd_init_fn(blkg);
1035
1036                 spin_unlock(&blkg->blkcg->lock);
1037         }
1038
1039         __set_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1040         ret = 0;
1041 out_unlock:
1042         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1043 out_free:
1044         blk_queue_bypass_end(q);
1045         list_for_each_entry_safe(pd, n, &pds, alloc_node)
1046                 kfree(pd);
1047         return ret;
1048 }
1049 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_activate_policy);
1050
1051 /**
1052  * blkcg_deactivate_policy - deactivate a blkcg policy on a request_queue
1053  * @q: request_queue of interest
1054  * @pol: blkcg policy to deactivate
1055  *
1056  * Deactivate @pol on @q.  Follows the same synchronization rules as
1057  * blkcg_activate_policy().
1058  */
1059 void blkcg_deactivate_policy(struct request_queue *q,
1060                              const struct blkcg_policy *pol)
1061 {
1062         struct blkcg_gq *blkg;
1063
1064         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
1065                 return;
1066
1067         blk_queue_bypass_start(q);
1068         spin_lock_irq(q->queue_lock);
1069
1070         __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
1071
1072         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
1073                 /* grab blkcg lock too while removing @pd from @blkg */
1074                 spin_lock(&blkg->blkcg->lock);
1075
1076                 if (pol->pd_offline_fn)
1077                         pol->pd_offline_fn(blkg);
1078                 if (pol->pd_exit_fn)
1079                         pol->pd_exit_fn(blkg);
1080
1081                 kfree(blkg->pd[pol->plid]);
1082                 blkg->pd[pol->plid] = NULL;
1083
1084                 spin_unlock(&blkg->blkcg->lock);
1085         }
1086
1087         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
1088         blk_queue_bypass_end(q);
1089 }
1090 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_deactivate_policy);
1091
1092 /**
1093  * blkcg_policy_register - register a blkcg policy
1094  * @pol: blkcg policy to register
1095  *
1096  * Register @pol with blkcg core.  Might sleep and @pol may be modified on
1097  * successful registration.  Returns 0 on success and -errno on failure.
1098  */
1099 int blkcg_policy_register(struct blkcg_policy *pol)
1100 {
1101         int i, ret;
1102
1103         if (WARN_ON(pol->pd_size < sizeof(struct blkg_policy_data)))
1104                 return -EINVAL;
1105
1106         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1107
1108         /* find an empty slot */
1109         ret = -ENOSPC;
1110         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
1111                 if (!blkcg_policy[i])
1112                         break;
1113         if (i >= BLKCG_MAX_POLS)
1114                 goto out_unlock;
1115
1116         /* register and update blkgs */
1117         pol->plid = i;
1118         blkcg_policy[i] = pol;
1119
1120         /* everything is in place, add intf files for the new policy */
1121         if (pol->cftypes)
1122                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&blkio_cgrp_subsys,
1123                                                   pol->cftypes));
1124         ret = 0;
1125 out_unlock:
1126         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1127         return ret;
1128 }
1129 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_register);
1130
1131 /**
1132  * blkcg_policy_unregister - unregister a blkcg policy
1133  * @pol: blkcg policy to unregister
1134  *
1135  * Undo blkcg_policy_register(@pol).  Might sleep.
1136  */
1137 void blkcg_policy_unregister(struct blkcg_policy *pol)
1138 {
1139         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1140
1141         if (WARN_ON(blkcg_policy[pol->plid] != pol))
1142                 goto out_unlock;
1143
1144         /* kill the intf files first */
1145         if (pol->cftypes)
1146                 cgroup_rm_cftypes(pol->cftypes);
1147
1148         /* unregister and update blkgs */
1149         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1150 out_unlock:
1151         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1152 }
1153 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_unregister);