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