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