blkcg: add blkg_policy_data->plid
[linux-3.10.git] / 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                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
56                 struct blkg_policy_data *pd = blkg->pd[i];
57
58                 if (!pd)
59                         continue;
60
61                 if (pol && pol->pd_exit_fn)
62                         pol->pd_exit_fn(blkg);
63
64                 kfree(pd);
65         }
66
67         blk_exit_rl(&blkg->rl);
68         kfree(blkg);
69 }
70
71 /**
72  * blkg_alloc - allocate a blkg
73  * @blkcg: block cgroup the new blkg is associated with
74  * @q: request_queue the new blkg is associated with
75  * @gfp_mask: allocation mask to use
76  *
77  * Allocate a new blkg assocating @blkcg and @q.
78  */
79 static struct blkcg_gq *blkg_alloc(struct blkcg *blkcg, struct request_queue *q,
80                                    gfp_t gfp_mask)
81 {
82         struct blkcg_gq *blkg;
83         int i;
84
85         /* alloc and init base part */
86         blkg = kzalloc_node(sizeof(*blkg), gfp_mask, q->node);
87         if (!blkg)
88                 return NULL;
89
90         blkg->q = q;
91         INIT_LIST_HEAD(&blkg->q_node);
92         blkg->blkcg = blkcg;
93         blkg->refcnt = 1;
94
95         /* root blkg uses @q->root_rl, init rl only for !root blkgs */
96         if (blkcg != &blkcg_root) {
97                 if (blk_init_rl(&blkg->rl, q, gfp_mask))
98                         goto err_free;
99                 blkg->rl.blkg = blkg;
100         }
101
102         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
103                 struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
104                 struct blkg_policy_data *pd;
105
106                 if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
107                         continue;
108
109                 /* alloc per-policy data and attach it to blkg */
110                 pd = kzalloc_node(pol->pd_size, gfp_mask, q->node);
111                 if (!pd)
112                         goto err_free;
113
114                 blkg->pd[i] = pd;
115                 pd->blkg = blkg;
116                 pd->plid = i;
117
118                 /* invoke per-policy init */
119                 if (pol->pd_init_fn)
120                         pol->pd_init_fn(blkg);
121         }
122
123         return blkg;
124
125 err_free:
126         blkg_free(blkg);
127         return NULL;
128 }
129
130 static struct blkcg_gq *__blkg_lookup(struct blkcg *blkcg,
131                                       struct request_queue *q, bool update_hint)
132 {
133         struct blkcg_gq *blkg;
134
135         blkg = rcu_dereference(blkcg->blkg_hint);
136         if (blkg && blkg->q == q)
137                 return blkg;
138
139         /*
140          * Hint didn't match.  Look up from the radix tree.  Note that the
141          * hint can only be updated under queue_lock as otherwise @blkg
142          * could have already been removed from blkg_tree.  The caller is
143          * responsible for grabbing queue_lock if @update_hint.
144          */
145         blkg = radix_tree_lookup(&blkcg->blkg_tree, q->id);
146         if (blkg && blkg->q == q) {
147                 if (update_hint) {
148                         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
149                         rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, blkg);
150                 }
151                 return blkg;
152         }
153
154         return NULL;
155 }
156
157 /**
158  * blkg_lookup - lookup blkg for the specified blkcg - q pair
159  * @blkcg: blkcg of interest
160  * @q: request_queue of interest
161  *
162  * Lookup blkg for the @blkcg - @q pair.  This function should be called
163  * under RCU read lock and is guaranteed to return %NULL if @q is bypassing
164  * - see blk_queue_bypass_start() for details.
165  */
166 struct blkcg_gq *blkg_lookup(struct blkcg *blkcg, struct request_queue *q)
167 {
168         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
169
170         if (unlikely(blk_queue_bypass(q)))
171                 return NULL;
172         return __blkg_lookup(blkcg, q, false);
173 }
174 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_lookup);
175
176 /*
177  * If @new_blkg is %NULL, this function tries to allocate a new one as
178  * necessary using %GFP_ATOMIC.  @new_blkg is always consumed on return.
179  */
180 static struct blkcg_gq *blkg_create(struct blkcg *blkcg,
181                                     struct request_queue *q,
182                                     struct blkcg_gq *new_blkg)
183 {
184         struct blkcg_gq *blkg;
185         int ret;
186
187         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
188         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
189
190         /* blkg holds a reference to blkcg */
191         if (!css_tryget(&blkcg->css)) {
192                 ret = -EINVAL;
193                 goto err_free_blkg;
194         }
195
196         /* allocate */
197         if (!new_blkg) {
198                 new_blkg = blkg_alloc(blkcg, q, GFP_ATOMIC);
199                 if (unlikely(!new_blkg)) {
200                         ret = -ENOMEM;
201                         goto err_put_css;
202                 }
203         }
204         blkg = new_blkg;
205
206         /* link parent and insert */
207         if (blkcg_parent(blkcg)) {
208                 blkg->parent = __blkg_lookup(blkcg_parent(blkcg), q, false);
209                 if (WARN_ON_ONCE(!blkg->parent)) {
210                         blkg = ERR_PTR(-EINVAL);
211                         goto err_put_css;
212                 }
213                 blkg_get(blkg->parent);
214         }
215
216         spin_lock(&blkcg->lock);
217         ret = radix_tree_insert(&blkcg->blkg_tree, q->id, blkg);
218         if (likely(!ret)) {
219                 hlist_add_head_rcu(&blkg->blkcg_node, &blkcg->blkg_list);
220                 list_add(&blkg->q_node, &q->blkg_list);
221         }
222         spin_unlock(&blkcg->lock);
223
224         if (!ret)
225                 return blkg;
226
227         /* @blkg failed fully initialized, use the usual release path */
228         blkg_put(blkg);
229         return ERR_PTR(ret);
230
231 err_put_css:
232         css_put(&blkcg->css);
233 err_free_blkg:
234         blkg_free(new_blkg);
235         return ERR_PTR(ret);
236 }
237
238 /**
239  * blkg_lookup_create - lookup blkg, try to create one if not there
240  * @blkcg: blkcg of interest
241  * @q: request_queue of interest
242  *
243  * Lookup blkg for the @blkcg - @q pair.  If it doesn't exist, try to
244  * create one.  blkg creation is performed recursively from blkcg_root such
245  * that all non-root blkg's have access to the parent blkg.  This function
246  * should be called under RCU read lock and @q->queue_lock.
247  *
248  * Returns pointer to the looked up or created blkg on success, ERR_PTR()
249  * value on error.  If @q is dead, returns ERR_PTR(-EINVAL).  If @q is not
250  * dead and bypassing, returns ERR_PTR(-EBUSY).
251  */
252 struct blkcg_gq *blkg_lookup_create(struct blkcg *blkcg,
253                                     struct request_queue *q)
254 {
255         struct blkcg_gq *blkg;
256
257         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
258         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
259
260         /*
261          * This could be the first entry point of blkcg implementation and
262          * we shouldn't allow anything to go through for a bypassing queue.
263          */
264         if (unlikely(blk_queue_bypass(q)))
265                 return ERR_PTR(blk_queue_dying(q) ? -EINVAL : -EBUSY);
266
267         blkg = __blkg_lookup(blkcg, q, true);
268         if (blkg)
269                 return blkg;
270
271         /*
272          * Create blkgs walking down from blkcg_root to @blkcg, so that all
273          * non-root blkgs have access to their parents.
274          */
275         while (true) {
276                 struct blkcg *pos = blkcg;
277                 struct blkcg *parent = blkcg_parent(blkcg);
278
279                 while (parent && !__blkg_lookup(parent, q, false)) {
280                         pos = parent;
281                         parent = blkcg_parent(parent);
282                 }
283
284                 blkg = blkg_create(pos, q, NULL);
285                 if (pos == blkcg || IS_ERR(blkg))
286                         return blkg;
287         }
288 }
289 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_lookup_create);
290
291 static void blkg_destroy(struct blkcg_gq *blkg)
292 {
293         struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
294
295         lockdep_assert_held(blkg->q->queue_lock);
296         lockdep_assert_held(&blkcg->lock);
297
298         /* Something wrong if we are trying to remove same group twice */
299         WARN_ON_ONCE(list_empty(&blkg->q_node));
300         WARN_ON_ONCE(hlist_unhashed(&blkg->blkcg_node));
301
302         radix_tree_delete(&blkcg->blkg_tree, blkg->q->id);
303         list_del_init(&blkg->q_node);
304         hlist_del_init_rcu(&blkg->blkcg_node);
305
306         /*
307          * Both setting lookup hint to and clearing it from @blkg are done
308          * under queue_lock.  If it's not pointing to @blkg now, it never
309          * will.  Hint assignment itself can race safely.
310          */
311         if (rcu_dereference_raw(blkcg->blkg_hint) == blkg)
312                 rcu_assign_pointer(blkcg->blkg_hint, NULL);
313
314         /*
315          * Put the reference taken at the time of creation so that when all
316          * queues are gone, group can be destroyed.
317          */
318         blkg_put(blkg);
319 }
320
321 /**
322  * blkg_destroy_all - destroy all blkgs associated with a request_queue
323  * @q: request_queue of interest
324  *
325  * Destroy all blkgs associated with @q.
326  */
327 static void blkg_destroy_all(struct request_queue *q)
328 {
329         struct blkcg_gq *blkg, *n;
330
331         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
332
333         list_for_each_entry_safe(blkg, n, &q->blkg_list, q_node) {
334                 struct blkcg *blkcg = blkg->blkcg;
335
336                 spin_lock(&blkcg->lock);
337                 blkg_destroy(blkg);
338                 spin_unlock(&blkcg->lock);
339         }
340
341         /*
342          * root blkg is destroyed.  Just clear the pointer since
343          * root_rl does not take reference on root blkg.
344          */
345         q->root_blkg = NULL;
346         q->root_rl.blkg = NULL;
347 }
348
349 static void blkg_rcu_free(struct rcu_head *rcu_head)
350 {
351         blkg_free(container_of(rcu_head, struct blkcg_gq, rcu_head));
352 }
353
354 void __blkg_release(struct blkcg_gq *blkg)
355 {
356         /* release the blkcg and parent blkg refs this blkg has been holding */
357         css_put(&blkg->blkcg->css);
358         if (blkg->parent)
359                 blkg_put(blkg->parent);
360
361         /*
362          * A group is freed in rcu manner. But having an rcu lock does not
363          * mean that one can access all the fields of blkg and assume these
364          * are valid. For example, don't try to follow throtl_data and
365          * request queue links.
366          *
367          * Having a reference to blkg under an rcu allows acess to only
368          * values local to groups like group stats and group rate limits
369          */
370         call_rcu(&blkg->rcu_head, blkg_rcu_free);
371 }
372 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_release);
373
374 /*
375  * The next function used by blk_queue_for_each_rl().  It's a bit tricky
376  * because the root blkg uses @q->root_rl instead of its own rl.
377  */
378 struct request_list *__blk_queue_next_rl(struct request_list *rl,
379                                          struct request_queue *q)
380 {
381         struct list_head *ent;
382         struct blkcg_gq *blkg;
383
384         /*
385          * Determine the current blkg list_head.  The first entry is
386          * root_rl which is off @q->blkg_list and mapped to the head.
387          */
388         if (rl == &q->root_rl) {
389                 ent = &q->blkg_list;
390                 /* There are no more block groups, hence no request lists */
391                 if (list_empty(ent))
392                         return NULL;
393         } else {
394                 blkg = container_of(rl, struct blkcg_gq, rl);
395                 ent = &blkg->q_node;
396         }
397
398         /* walk to the next list_head, skip root blkcg */
399         ent = ent->next;
400         if (ent == &q->root_blkg->q_node)
401                 ent = ent->next;
402         if (ent == &q->blkg_list)
403                 return NULL;
404
405         blkg = container_of(ent, struct blkcg_gq, q_node);
406         return &blkg->rl;
407 }
408
409 static int blkcg_reset_stats(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cftype,
410                              u64 val)
411 {
412         struct blkcg *blkcg = cgroup_to_blkcg(cgroup);
413         struct blkcg_gq *blkg;
414         struct hlist_node *n;
415         int i;
416
417         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
418         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
419
420         /*
421          * Note that stat reset is racy - it doesn't synchronize against
422          * stat updates.  This is a debug feature which shouldn't exist
423          * anyway.  If you get hit by a race, retry.
424          */
425         hlist_for_each_entry(blkg, n, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
426                 for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
427                         struct blkcg_policy *pol = blkcg_policy[i];
428
429                         if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol) &&
430                             pol->pd_reset_stats_fn)
431                                 pol->pd_reset_stats_fn(blkg);
432                 }
433         }
434
435         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
436         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
437         return 0;
438 }
439
440 static const char *blkg_dev_name(struct blkcg_gq *blkg)
441 {
442         /* some drivers (floppy) instantiate a queue w/o disk registered */
443         if (blkg->q->backing_dev_info.dev)
444                 return dev_name(blkg->q->backing_dev_info.dev);
445         return NULL;
446 }
447
448 /**
449  * blkcg_print_blkgs - helper for printing per-blkg data
450  * @sf: seq_file to print to
451  * @blkcg: blkcg of interest
452  * @prfill: fill function to print out a blkg
453  * @pol: policy in question
454  * @data: data to be passed to @prfill
455  * @show_total: to print out sum of prfill return values or not
456  *
457  * This function invokes @prfill on each blkg of @blkcg if pd for the
458  * policy specified by @pol exists.  @prfill is invoked with @sf, the
459  * policy data and @data.  If @show_total is %true, the sum of the return
460  * values from @prfill is printed with "Total" label at the end.
461  *
462  * This is to be used to construct print functions for
463  * cftype->read_seq_string method.
464  */
465 void blkcg_print_blkgs(struct seq_file *sf, struct blkcg *blkcg,
466                        u64 (*prfill)(struct seq_file *,
467                                      struct blkg_policy_data *, int),
468                        const struct blkcg_policy *pol, int data,
469                        bool show_total)
470 {
471         struct blkcg_gq *blkg;
472         struct hlist_node *n;
473         u64 total = 0;
474
475         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
476         hlist_for_each_entry(blkg, n, &blkcg->blkg_list, blkcg_node)
477                 if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol))
478                         total += prfill(sf, blkg->pd[pol->plid], data);
479         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
480
481         if (show_total)
482                 seq_printf(sf, "Total %llu\n", (unsigned long long)total);
483 }
484 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_print_blkgs);
485
486 /**
487  * __blkg_prfill_u64 - prfill helper for a single u64 value
488  * @sf: seq_file to print to
489  * @pd: policy private data of interest
490  * @v: value to print
491  *
492  * Print @v to @sf for the device assocaited with @pd.
493  */
494 u64 __blkg_prfill_u64(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, u64 v)
495 {
496         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
497
498         if (!dname)
499                 return 0;
500
501         seq_printf(sf, "%s %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
502         return v;
503 }
504 EXPORT_SYMBOL_GPL(__blkg_prfill_u64);
505
506 /**
507  * __blkg_prfill_rwstat - prfill helper for a blkg_rwstat
508  * @sf: seq_file to print to
509  * @pd: policy private data of interest
510  * @rwstat: rwstat to print
511  *
512  * Print @rwstat to @sf for the device assocaited with @pd.
513  */
514 u64 __blkg_prfill_rwstat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd,
515                          const struct blkg_rwstat *rwstat)
516 {
517         static const char *rwstr[] = {
518                 [BLKG_RWSTAT_READ]      = "Read",
519                 [BLKG_RWSTAT_WRITE]     = "Write",
520                 [BLKG_RWSTAT_SYNC]      = "Sync",
521                 [BLKG_RWSTAT_ASYNC]     = "Async",
522         };
523         const char *dname = blkg_dev_name(pd->blkg);
524         u64 v;
525         int i;
526
527         if (!dname)
528                 return 0;
529
530         for (i = 0; i < BLKG_RWSTAT_NR; i++)
531                 seq_printf(sf, "%s %s %llu\n", dname, rwstr[i],
532                            (unsigned long long)rwstat->cnt[i]);
533
534         v = rwstat->cnt[BLKG_RWSTAT_READ] + rwstat->cnt[BLKG_RWSTAT_WRITE];
535         seq_printf(sf, "%s Total %llu\n", dname, (unsigned long long)v);
536         return v;
537 }
538
539 /**
540  * blkg_prfill_stat - prfill callback for blkg_stat
541  * @sf: seq_file to print to
542  * @pd: policy private data of interest
543  * @off: offset to the blkg_stat in @pd
544  *
545  * prfill callback for printing a blkg_stat.
546  */
547 u64 blkg_prfill_stat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd, int off)
548 {
549         return __blkg_prfill_u64(sf, pd, blkg_stat_read((void *)pd + off));
550 }
551 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_prfill_stat);
552
553 /**
554  * blkg_prfill_rwstat - prfill callback for blkg_rwstat
555  * @sf: seq_file to print to
556  * @pd: policy private data of interest
557  * @off: offset to the blkg_rwstat in @pd
558  *
559  * prfill callback for printing a blkg_rwstat.
560  */
561 u64 blkg_prfill_rwstat(struct seq_file *sf, struct blkg_policy_data *pd,
562                        int off)
563 {
564         struct blkg_rwstat rwstat = blkg_rwstat_read((void *)pd + off);
565
566         return __blkg_prfill_rwstat(sf, pd, &rwstat);
567 }
568 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_prfill_rwstat);
569
570 /**
571  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
572  * @blkcg: target block cgroup
573  * @pol: target policy
574  * @input: input string
575  * @ctx: blkg_conf_ctx to be filled
576  *
577  * Parse per-blkg config update from @input and initialize @ctx with the
578  * result.  @ctx->blkg points to the blkg to be updated and @ctx->v the new
579  * value.  This function returns with RCU read lock and queue lock held and
580  * must be paired with blkg_conf_finish().
581  */
582 int blkg_conf_prep(struct blkcg *blkcg, const struct blkcg_policy *pol,
583                    const char *input, struct blkg_conf_ctx *ctx)
584         __acquires(rcu) __acquires(disk->queue->queue_lock)
585 {
586         struct gendisk *disk;
587         struct blkcg_gq *blkg;
588         unsigned int major, minor;
589         unsigned long long v;
590         int part, ret;
591
592         if (sscanf(input, "%u:%u %llu", &major, &minor, &v) != 3)
593                 return -EINVAL;
594
595         disk = get_gendisk(MKDEV(major, minor), &part);
596         if (!disk || part)
597                 return -EINVAL;
598
599         rcu_read_lock();
600         spin_lock_irq(disk->queue->queue_lock);
601
602         if (blkcg_policy_enabled(disk->queue, pol))
603                 blkg = blkg_lookup_create(blkcg, disk->queue);
604         else
605                 blkg = ERR_PTR(-EINVAL);
606
607         if (IS_ERR(blkg)) {
608                 ret = PTR_ERR(blkg);
609                 rcu_read_unlock();
610                 spin_unlock_irq(disk->queue->queue_lock);
611                 put_disk(disk);
612                 /*
613                  * If queue was bypassing, we should retry.  Do so after a
614                  * short msleep().  It isn't strictly necessary but queue
615                  * can be bypassing for some time and it's always nice to
616                  * avoid busy looping.
617                  */
618                 if (ret == -EBUSY) {
619                         msleep(10);
620                         ret = restart_syscall();
621                 }
622                 return ret;
623         }
624
625         ctx->disk = disk;
626         ctx->blkg = blkg;
627         ctx->v = v;
628         return 0;
629 }
630 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_prep);
631
632 /**
633  * blkg_conf_finish - finish up per-blkg config update
634  * @ctx: blkg_conf_ctx intiailized by blkg_conf_prep()
635  *
636  * Finish up after per-blkg config update.  This function must be paired
637  * with blkg_conf_prep().
638  */
639 void blkg_conf_finish(struct blkg_conf_ctx *ctx)
640         __releases(ctx->disk->queue->queue_lock) __releases(rcu)
641 {
642         spin_unlock_irq(ctx->disk->queue->queue_lock);
643         rcu_read_unlock();
644         put_disk(ctx->disk);
645 }
646 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_finish);
647
648 struct cftype blkcg_files[] = {
649         {
650                 .name = "reset_stats",
651                 .write_u64 = blkcg_reset_stats,
652         },
653         { }     /* terminate */
654 };
655
656 /**
657  * blkcg_css_offline - cgroup css_offline callback
658  * @cgroup: cgroup of interest
659  *
660  * This function is called when @cgroup is about to go away and responsible
661  * for shooting down all blkgs associated with @cgroup.  blkgs should be
662  * removed while holding both q and blkcg locks.  As blkcg lock is nested
663  * inside q lock, this function performs reverse double lock dancing.
664  *
665  * This is the blkcg counterpart of ioc_release_fn().
666  */
667 static void blkcg_css_offline(struct cgroup *cgroup)
668 {
669         struct blkcg *blkcg = cgroup_to_blkcg(cgroup);
670
671         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
672
673         while (!hlist_empty(&blkcg->blkg_list)) {
674                 struct blkcg_gq *blkg = hlist_entry(blkcg->blkg_list.first,
675                                                 struct blkcg_gq, blkcg_node);
676                 struct request_queue *q = blkg->q;
677
678                 if (spin_trylock(q->queue_lock)) {
679                         blkg_destroy(blkg);
680                         spin_unlock(q->queue_lock);
681                 } else {
682                         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
683                         cpu_relax();
684                         spin_lock_irq(&blkcg->lock);
685                 }
686         }
687
688         spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
689 }
690
691 static void blkcg_css_free(struct cgroup *cgroup)
692 {
693         struct blkcg *blkcg = cgroup_to_blkcg(cgroup);
694
695         if (blkcg != &blkcg_root)
696                 kfree(blkcg);
697 }
698
699 static struct cgroup_subsys_state *blkcg_css_alloc(struct cgroup *cgroup)
700 {
701         static atomic64_t id_seq = ATOMIC64_INIT(0);
702         struct blkcg *blkcg;
703         struct cgroup *parent = cgroup->parent;
704
705         if (!parent) {
706                 blkcg = &blkcg_root;
707                 goto done;
708         }
709
710         blkcg = kzalloc(sizeof(*blkcg), GFP_KERNEL);
711         if (!blkcg)
712                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
713
714         blkcg->cfq_weight = CFQ_WEIGHT_DEFAULT;
715         blkcg->cfq_leaf_weight = CFQ_WEIGHT_DEFAULT;
716         blkcg->id = atomic64_inc_return(&id_seq); /* root is 0, start from 1 */
717 done:
718         spin_lock_init(&blkcg->lock);
719         INIT_RADIX_TREE(&blkcg->blkg_tree, GFP_ATOMIC);
720         INIT_HLIST_HEAD(&blkcg->blkg_list);
721
722         return &blkcg->css;
723 }
724
725 /**
726  * blkcg_init_queue - initialize blkcg part of request queue
727  * @q: request_queue to initialize
728  *
729  * Called from blk_alloc_queue_node(). Responsible for initializing blkcg
730  * part of new request_queue @q.
731  *
732  * RETURNS:
733  * 0 on success, -errno on failure.
734  */
735 int blkcg_init_queue(struct request_queue *q)
736 {
737         might_sleep();
738
739         return blk_throtl_init(q);
740 }
741
742 /**
743  * blkcg_drain_queue - drain blkcg part of request_queue
744  * @q: request_queue to drain
745  *
746  * Called from blk_drain_queue().  Responsible for draining blkcg part.
747  */
748 void blkcg_drain_queue(struct request_queue *q)
749 {
750         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
751
752         blk_throtl_drain(q);
753 }
754
755 /**
756  * blkcg_exit_queue - exit and release blkcg part of request_queue
757  * @q: request_queue being released
758  *
759  * Called from blk_release_queue().  Responsible for exiting blkcg part.
760  */
761 void blkcg_exit_queue(struct request_queue *q)
762 {
763         spin_lock_irq(q->queue_lock);
764         blkg_destroy_all(q);
765         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
766
767         blk_throtl_exit(q);
768 }
769
770 /*
771  * We cannot support shared io contexts, as we have no mean to support
772  * two tasks with the same ioc in two different groups without major rework
773  * of the main cic data structures.  For now we allow a task to change
774  * its cgroup only if it's the only owner of its ioc.
775  */
776 static int blkcg_can_attach(struct cgroup *cgrp, struct cgroup_taskset *tset)
777 {
778         struct task_struct *task;
779         struct io_context *ioc;
780         int ret = 0;
781
782         /* task_lock() is needed to avoid races with exit_io_context() */
783         cgroup_taskset_for_each(task, cgrp, tset) {
784                 task_lock(task);
785                 ioc = task->io_context;
786                 if (ioc && atomic_read(&ioc->nr_tasks) > 1)
787                         ret = -EINVAL;
788                 task_unlock(task);
789                 if (ret)
790                         break;
791         }
792         return ret;
793 }
794
795 struct cgroup_subsys blkio_subsys = {
796         .name = "blkio",
797         .css_alloc = blkcg_css_alloc,
798         .css_offline = blkcg_css_offline,
799         .css_free = blkcg_css_free,
800         .can_attach = blkcg_can_attach,
801         .subsys_id = blkio_subsys_id,
802         .base_cftypes = blkcg_files,
803         .module = THIS_MODULE,
804
805         /*
806          * blkio subsystem is utterly broken in terms of hierarchy support.
807          * It treats all cgroups equally regardless of where they're
808          * located in the hierarchy - all cgroups are treated as if they're
809          * right below the root.  Fix it and remove the following.
810          */
811         .broken_hierarchy = true,
812 };
813 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkio_subsys);
814
815 /**
816  * blkcg_activate_policy - activate a blkcg policy on a request_queue
817  * @q: request_queue of interest
818  * @pol: blkcg policy to activate
819  *
820  * Activate @pol on @q.  Requires %GFP_KERNEL context.  @q goes through
821  * bypass mode to populate its blkgs with policy_data for @pol.
822  *
823  * Activation happens with @q bypassed, so nobody would be accessing blkgs
824  * from IO path.  Update of each blkg is protected by both queue and blkcg
825  * locks so that holding either lock and testing blkcg_policy_enabled() is
826  * always enough for dereferencing policy data.
827  *
828  * The caller is responsible for synchronizing [de]activations and policy
829  * [un]registerations.  Returns 0 on success, -errno on failure.
830  */
831 int blkcg_activate_policy(struct request_queue *q,
832                           const struct blkcg_policy *pol)
833 {
834         LIST_HEAD(pds);
835         struct blkcg_gq *blkg, *new_blkg;
836         struct blkg_policy_data *pd, *n;
837         int cnt = 0, ret;
838         bool preloaded;
839
840         if (blkcg_policy_enabled(q, pol))
841                 return 0;
842
843         /* preallocations for root blkg */
844         new_blkg = blkg_alloc(&blkcg_root, q, GFP_KERNEL);
845         if (!new_blkg)
846                 return -ENOMEM;
847
848         preloaded = !radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
849
850         blk_queue_bypass_start(q);
851
852         /*
853          * Make sure the root blkg exists and count the existing blkgs.  As
854          * @q is bypassing at this point, blkg_lookup_create() can't be
855          * used.  Open code it.
856          */
857         spin_lock_irq(q->queue_lock);
858
859         rcu_read_lock();
860         blkg = __blkg_lookup(&blkcg_root, q, false);
861         if (blkg)
862                 blkg_free(new_blkg);
863         else
864                 blkg = blkg_create(&blkcg_root, q, new_blkg);
865         rcu_read_unlock();
866
867         if (preloaded)
868                 radix_tree_preload_end();
869
870         if (IS_ERR(blkg)) {
871                 ret = PTR_ERR(blkg);
872                 goto out_unlock;
873         }
874         q->root_blkg = blkg;
875         q->root_rl.blkg = blkg;
876
877         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node)
878                 cnt++;
879
880         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
881
882         /* allocate policy_data for all existing blkgs */
883         while (cnt--) {
884                 pd = kzalloc_node(pol->pd_size, GFP_KERNEL, q->node);
885                 if (!pd) {
886                         ret = -ENOMEM;
887                         goto out_free;
888                 }
889                 list_add_tail(&pd->alloc_node, &pds);
890         }
891
892         /*
893          * Install the allocated pds.  With @q bypassing, no new blkg
894          * should have been created while the queue lock was dropped.
895          */
896         spin_lock_irq(q->queue_lock);
897
898         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
899                 if (WARN_ON(list_empty(&pds))) {
900                         /* umm... this shouldn't happen, just abort */
901                         ret = -ENOMEM;
902                         goto out_unlock;
903                 }
904                 pd = list_first_entry(&pds, struct blkg_policy_data, alloc_node);
905                 list_del_init(&pd->alloc_node);
906
907                 /* grab blkcg lock too while installing @pd on @blkg */
908                 spin_lock(&blkg->blkcg->lock);
909
910                 blkg->pd[pol->plid] = pd;
911                 pd->blkg = blkg;
912                 pd->plid = pol->plid;
913                 pol->pd_init_fn(blkg);
914
915                 spin_unlock(&blkg->blkcg->lock);
916         }
917
918         __set_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
919         ret = 0;
920 out_unlock:
921         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
922 out_free:
923         blk_queue_bypass_end(q);
924         list_for_each_entry_safe(pd, n, &pds, alloc_node)
925                 kfree(pd);
926         return ret;
927 }
928 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_activate_policy);
929
930 /**
931  * blkcg_deactivate_policy - deactivate a blkcg policy on a request_queue
932  * @q: request_queue of interest
933  * @pol: blkcg policy to deactivate
934  *
935  * Deactivate @pol on @q.  Follows the same synchronization rules as
936  * blkcg_activate_policy().
937  */
938 void blkcg_deactivate_policy(struct request_queue *q,
939                              const struct blkcg_policy *pol)
940 {
941         struct blkcg_gq *blkg;
942
943         if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
944                 return;
945
946         blk_queue_bypass_start(q);
947         spin_lock_irq(q->queue_lock);
948
949         __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
950
951         /* if no policy is left, no need for blkgs - shoot them down */
952         if (bitmap_empty(q->blkcg_pols, BLKCG_MAX_POLS))
953                 blkg_destroy_all(q);
954
955         list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
956                 /* grab blkcg lock too while removing @pd from @blkg */
957                 spin_lock(&blkg->blkcg->lock);
958
959                 if (pol->pd_exit_fn)
960                         pol->pd_exit_fn(blkg);
961
962                 kfree(blkg->pd[pol->plid]);
963                 blkg->pd[pol->plid] = NULL;
964
965                 spin_unlock(&blkg->blkcg->lock);
966         }
967
968         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
969         blk_queue_bypass_end(q);
970 }
971 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_deactivate_policy);
972
973 /**
974  * blkcg_policy_register - register a blkcg policy
975  * @pol: blkcg policy to register
976  *
977  * Register @pol with blkcg core.  Might sleep and @pol may be modified on
978  * successful registration.  Returns 0 on success and -errno on failure.
979  */
980 int blkcg_policy_register(struct blkcg_policy *pol)
981 {
982         int i, ret;
983
984         if (WARN_ON(pol->pd_size < sizeof(struct blkg_policy_data)))
985                 return -EINVAL;
986
987         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
988
989         /* find an empty slot */
990         ret = -ENOSPC;
991         for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
992                 if (!blkcg_policy[i])
993                         break;
994         if (i >= BLKCG_MAX_POLS)
995                 goto out_unlock;
996
997         /* register and update blkgs */
998         pol->plid = i;
999         blkcg_policy[i] = pol;
1000
1001         /* everything is in place, add intf files for the new policy */
1002         if (pol->cftypes)
1003                 WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&blkio_subsys, pol->cftypes));
1004         ret = 0;
1005 out_unlock:
1006         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1007         return ret;
1008 }
1009 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_register);
1010
1011 /**
1012  * blkcg_policy_unregister - unregister a blkcg policy
1013  * @pol: blkcg policy to unregister
1014  *
1015  * Undo blkcg_policy_register(@pol).  Might sleep.
1016  */
1017 void blkcg_policy_unregister(struct blkcg_policy *pol)
1018 {
1019         mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
1020
1021         if (WARN_ON(blkcg_policy[pol->plid] != pol))
1022                 goto out_unlock;
1023
1024         /* kill the intf files first */
1025         if (pol->cftypes)
1026                 cgroup_rm_cftypes(&blkio_subsys, pol->cftypes);
1027
1028         /* unregister and update blkgs */
1029         blkcg_policy[pol->plid] = NULL;
1030 out_unlock:
1031         mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
1032 }
1033 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_policy_unregister);