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