block/blk-cgroup.c

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