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blkcg: shoot down blkgs if all policies are deactivated
[mirror_ubuntu-artful-kernel.git] / block / blk-cgroup.c
index af665fe7f4f2db2ed2241325790eada804ec2520..b1807d4ecedbcd44127d3ae03fc43d34b9b405f5 100644 (file)
 #define MAX_KEY_LEN 100
 
 static DEFINE_MUTEX(blkcg_pol_mutex);
-static DEFINE_MUTEX(all_q_mutex);
-static LIST_HEAD(all_q_list);
 
 struct blkio_cgroup blkio_root_cgroup = { .cfq_weight = 2 * CFQ_WEIGHT_DEFAULT };
 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkio_root_cgroup);
 
-static struct blkio_policy_type *blkio_policy[BLKIO_NR_POLICIES];
+static struct blkio_policy_type *blkio_policy[BLKCG_MAX_POLS];
 
 struct blkio_cgroup *cgroup_to_blkio_cgroup(struct cgroup *cgroup)
 {
@@ -54,6 +52,17 @@ struct blkio_cgroup *bio_blkio_cgroup(struct bio *bio)
 }
 EXPORT_SYMBOL_GPL(bio_blkio_cgroup);
 
+static bool blkcg_policy_enabled(struct request_queue *q,
+                                const struct blkio_policy_type *pol)
+{
+       return pol && test_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
+}
+
+static size_t blkg_pd_size(const struct blkio_policy_type *pol)
+{
+       return sizeof(struct blkg_policy_data) + pol->pdata_size;
+}
+
 /**
  * blkg_free - free a blkg
  * @blkg: blkg to free
@@ -67,7 +76,7 @@ static void blkg_free(struct blkio_group *blkg)
        if (!blkg)
                return;
 
-       for (i = 0; i < BLKIO_NR_POLICIES; i++) {
+       for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
                struct blkio_policy_type *pol = blkio_policy[i];
                struct blkg_policy_data *pd = blkg->pd[i];
 
@@ -107,16 +116,15 @@ static struct blkio_group *blkg_alloc(struct blkio_cgroup *blkcg,
        blkg->refcnt = 1;
        cgroup_path(blkcg->css.cgroup, blkg->path, sizeof(blkg->path));
 
-       for (i = 0; i < BLKIO_NR_POLICIES; i++) {
+       for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
                struct blkio_policy_type *pol = blkio_policy[i];
                struct blkg_policy_data *pd;
 
-               if (!pol)
+               if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
                        continue;
 
                /* alloc per-policy data and attach it to blkg */
-               pd = kzalloc_node(sizeof(*pd) + pol->pdata_size, GFP_ATOMIC,
-                                 q->node);
+               pd = kzalloc_node(blkg_pd_size(pol), GFP_ATOMIC, q->node);
                if (!pd) {
                        blkg_free(blkg);
                        return NULL;
@@ -127,19 +135,50 @@ static struct blkio_group *blkg_alloc(struct blkio_cgroup *blkcg,
        }
 
        /* invoke per-policy init */
-       for (i = 0; i < BLKIO_NR_POLICIES; i++) {
+       for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
                struct blkio_policy_type *pol = blkio_policy[i];
 
-               if (pol)
+               if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol))
                        pol->ops.blkio_init_group_fn(blkg);
        }
 
        return blkg;
 }
 
-struct blkio_group *blkg_lookup_create(struct blkio_cgroup *blkcg,
-                                      struct request_queue *q,
-                                      bool for_root)
+static struct blkio_group *__blkg_lookup(struct blkio_cgroup *blkcg,
+                                        struct request_queue *q)
+{
+       struct blkio_group *blkg;
+       struct hlist_node *n;
+
+       hlist_for_each_entry_rcu(blkg, n, &blkcg->blkg_list, blkcg_node)
+               if (blkg->q == q)
+                       return blkg;
+       return NULL;
+}
+
+/**
+ * blkg_lookup - lookup blkg for the specified blkcg - q pair
+ * @blkcg: blkcg of interest
+ * @q: request_queue of interest
+ *
+ * Lookup blkg for the @blkcg - @q pair.  This function should be called
+ * under RCU read lock and is guaranteed to return %NULL if @q is bypassing
+ * - see blk_queue_bypass_start() for details.
+ */
+struct blkio_group *blkg_lookup(struct blkio_cgroup *blkcg,
+                               struct request_queue *q)
+{
+       WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
+
+       if (unlikely(blk_queue_bypass(q)))
+               return NULL;
+       return __blkg_lookup(blkcg, q);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_lookup);
+
+static struct blkio_group *__blkg_lookup_create(struct blkio_cgroup *blkcg,
+                                               struct request_queue *q)
        __releases(q->queue_lock) __acquires(q->queue_lock)
 {
        struct blkio_group *blkg;
@@ -147,16 +186,7 @@ struct blkio_group *blkg_lookup_create(struct blkio_cgroup *blkcg,
        WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
        lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 
-       /*
-        * This could be the first entry point of blkcg implementation and
-        * we shouldn't allow anything to go through for a bypassing queue.
-        * The following can be removed if blkg lookup is guaranteed to
-        * fail on a bypassing queue.
-        */
-       if (unlikely(blk_queue_bypass(q)) && !for_root)
-               return ERR_PTR(blk_queue_dead(q) ? -EINVAL : -EBUSY);
-
-       blkg = blkg_lookup(blkcg, q);
+       blkg = __blkg_lookup(blkcg, q);
        if (blkg)
                return blkg;
 
@@ -183,21 +213,19 @@ struct blkio_group *blkg_lookup_create(struct blkio_cgroup *blkcg,
 out:
        return blkg;
 }
-EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_lookup_create);
 
-/* called under rcu_read_lock(). */
-struct blkio_group *blkg_lookup(struct blkio_cgroup *blkcg,
-                               struct request_queue *q)
+struct blkio_group *blkg_lookup_create(struct blkio_cgroup *blkcg,
+                                      struct request_queue *q)
 {
-       struct blkio_group *blkg;
-       struct hlist_node *n;
-
-       hlist_for_each_entry_rcu(blkg, n, &blkcg->blkg_list, blkcg_node)
-               if (blkg->q == q)
-                       return blkg;
-       return NULL;
+       /*
+        * This could be the first entry point of blkcg implementation and
+        * we shouldn't allow anything to go through for a bypassing queue.
+        */
+       if (unlikely(blk_queue_bypass(q)))
+               return ERR_PTR(blk_queue_dead(q) ? -EINVAL : -EBUSY);
+       return __blkg_lookup_create(blkcg, q);
 }
-EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_lookup);
+EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_lookup_create);
 
 static void blkg_destroy(struct blkio_group *blkg)
 {
@@ -220,65 +248,26 @@ static void blkg_destroy(struct blkio_group *blkg)
        blkg_put(blkg);
 }
 
-/*
- * XXX: This updates blkg policy data in-place for root blkg, which is
- * necessary across elevator switch and policy registration as root blkgs
- * aren't shot down.  This broken and racy implementation is temporary.
- * Eventually, blkg shoot down will be replaced by proper in-place update.
- */
-void update_root_blkg_pd(struct request_queue *q, enum blkio_policy_id plid)
-{
-       struct blkio_policy_type *pol = blkio_policy[plid];
-       struct blkio_group *blkg = blkg_lookup(&blkio_root_cgroup, q);
-       struct blkg_policy_data *pd;
-
-       if (!blkg)
-               return;
-
-       kfree(blkg->pd[plid]);
-       blkg->pd[plid] = NULL;
-
-       if (!pol)
-               return;
-
-       pd = kzalloc(sizeof(*pd) + pol->pdata_size, GFP_KERNEL);
-       WARN_ON_ONCE(!pd);
-
-       blkg->pd[plid] = pd;
-       pd->blkg = blkg;
-       pol->ops.blkio_init_group_fn(blkg);
-}
-EXPORT_SYMBOL_GPL(update_root_blkg_pd);
-
 /**
  * blkg_destroy_all - destroy all blkgs associated with a request_queue
  * @q: request_queue of interest
- * @destroy_root: whether to destroy root blkg or not
  *
- * Destroy blkgs associated with @q.  If @destroy_root is %true, all are
- * destroyed; otherwise, root blkg is left alone.
+ * Destroy all blkgs associated with @q.
  */
-void blkg_destroy_all(struct request_queue *q, bool destroy_root)
+static void blkg_destroy_all(struct request_queue *q)
 {
        struct blkio_group *blkg, *n;
 
-       spin_lock_irq(q->queue_lock);
+       lockdep_assert_held(q->queue_lock);
 
        list_for_each_entry_safe(blkg, n, &q->blkg_list, q_node) {
                struct blkio_cgroup *blkcg = blkg->blkcg;
 
-               /* skip root? */
-               if (!destroy_root && blkg->blkcg == &blkio_root_cgroup)
-                       continue;
-
                spin_lock(&blkcg->lock);
                blkg_destroy(blkg);
                spin_unlock(&blkcg->lock);
        }
-
-       spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 }
-EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_destroy_all);
 
 static void blkg_rcu_free(struct rcu_head *rcu_head)
 {
@@ -320,10 +309,11 @@ blkiocg_reset_stats(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cftype, u64 val)
         * anyway.  If you get hit by a race, retry.
         */
        hlist_for_each_entry(blkg, n, &blkcg->blkg_list, blkcg_node) {
-               for (i = 0; i < BLKIO_NR_POLICIES; i++) {
+               for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++) {
                        struct blkio_policy_type *pol = blkio_policy[i];
 
-                       if (pol && pol->ops.blkio_reset_group_stats_fn)
+                       if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol) &&
+                           pol->ops.blkio_reset_group_stats_fn)
                                pol->ops.blkio_reset_group_stats_fn(blkg);
                }
        }
@@ -360,7 +350,8 @@ static const char *blkg_dev_name(struct blkio_group *blkg)
  */
 void blkcg_print_blkgs(struct seq_file *sf, struct blkio_cgroup *blkcg,
                       u64 (*prfill)(struct seq_file *, void *, int),
-                      int pol, int data, bool show_total)
+                      const struct blkio_policy_type *pol, int data,
+                      bool show_total)
 {
        struct blkio_group *blkg;
        struct hlist_node *n;
@@ -368,8 +359,8 @@ void blkcg_print_blkgs(struct seq_file *sf, struct blkio_cgroup *blkcg,
 
        spin_lock_irq(&blkcg->lock);
        hlist_for_each_entry(blkg, n, &blkcg->blkg_list, blkcg_node)
-               if (blkg->pd[pol])
-                       total += prfill(sf, blkg->pd[pol]->pdata, data);
+               if (blkcg_policy_enabled(blkg->q, pol))
+                       total += prfill(sf, blkg->pd[pol->plid]->pdata, data);
        spin_unlock_irq(&blkcg->lock);
 
        if (show_total)
@@ -463,17 +454,19 @@ EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_prfill_rwstat);
 /**
  * blkg_conf_prep - parse and prepare for per-blkg config update
  * @blkcg: target block cgroup
+ * @pol: target policy
  * @input: input string
  * @ctx: blkg_conf_ctx to be filled
  *
  * Parse per-blkg config update from @input and initialize @ctx with the
  * result.  @ctx->blkg points to the blkg to be updated and @ctx->v the new
- * value.  This function returns with RCU read locked and must be paired
- * with blkg_conf_finish().
+ * value.  This function returns with RCU read lock and queue lock held and
+ * must be paired with blkg_conf_finish().
  */
-int blkg_conf_prep(struct blkio_cgroup *blkcg, const char *input,
+int blkg_conf_prep(struct blkio_cgroup *blkcg,
+                  const struct blkio_policy_type *pol, const char *input,
                   struct blkg_conf_ctx *ctx)
-       __acquires(rcu)
+       __acquires(rcu) __acquires(disk->queue->queue_lock)
 {
        struct gendisk *disk;
        struct blkio_group *blkg;
@@ -489,14 +482,17 @@ int blkg_conf_prep(struct blkio_cgroup *blkcg, const char *input,
                return -EINVAL;
 
        rcu_read_lock();
-
        spin_lock_irq(disk->queue->queue_lock);
-       blkg = blkg_lookup_create(blkcg, disk->queue, false);
-       spin_unlock_irq(disk->queue->queue_lock);
+
+       if (blkcg_policy_enabled(disk->queue, pol))
+               blkg = blkg_lookup_create(blkcg, disk->queue);
+       else
+               blkg = ERR_PTR(-EINVAL);
 
        if (IS_ERR(blkg)) {
                ret = PTR_ERR(blkg);
                rcu_read_unlock();
+               spin_unlock_irq(disk->queue->queue_lock);
                put_disk(disk);
                /*
                 * If queue was bypassing, we should retry.  Do so after a
@@ -526,8 +522,9 @@ EXPORT_SYMBOL_GPL(blkg_conf_prep);
  * with blkg_conf_prep().
  */
 void blkg_conf_finish(struct blkg_conf_ctx *ctx)
-       __releases(rcu)
+       __releases(ctx->disk->queue->queue_lock) __releases(rcu)
 {
+       spin_unlock_irq(ctx->disk->queue->queue_lock);
        rcu_read_unlock();
        put_disk(ctx->disk);
 }
@@ -621,20 +618,9 @@ done:
  */
 int blkcg_init_queue(struct request_queue *q)
 {
-       int ret;
-
        might_sleep();
 
-       ret = blk_throtl_init(q);
-       if (ret)
-               return ret;
-
-       mutex_lock(&all_q_mutex);
-       INIT_LIST_HEAD(&q->all_q_node);
-       list_add_tail(&q->all_q_node, &all_q_list);
-       mutex_unlock(&all_q_mutex);
-
-       return 0;
+       return blk_throtl_init(q);
 }
 
 /**
@@ -658,11 +644,9 @@ void blkcg_drain_queue(struct request_queue *q)
  */
 void blkcg_exit_queue(struct request_queue *q)
 {
-       mutex_lock(&all_q_mutex);
-       list_del_init(&q->all_q_node);
-       mutex_unlock(&all_q_mutex);
-
-       blkg_destroy_all(q, true);
+       spin_lock_irq(q->queue_lock);
+       blkg_destroy_all(q);
+       spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 
        blk_throtl_exit(q);
 }
@@ -692,30 +676,6 @@ static int blkiocg_can_attach(struct cgroup *cgrp, struct cgroup_taskset *tset)
        return ret;
 }
 
-static void blkcg_bypass_start(void)
-       __acquires(&all_q_mutex)
-{
-       struct request_queue *q;
-
-       mutex_lock(&all_q_mutex);
-
-       list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node) {
-               blk_queue_bypass_start(q);
-               blkg_destroy_all(q, false);
-       }
-}
-
-static void blkcg_bypass_end(void)
-       __releases(&all_q_mutex)
-{
-       struct request_queue *q;
-
-       list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
-               blk_queue_bypass_end(q);
-
-       mutex_unlock(&all_q_mutex);
-}
-
 struct cgroup_subsys blkio_subsys = {
        .name = "blkio",
        .create = blkiocg_create,
@@ -728,46 +688,199 @@ struct cgroup_subsys blkio_subsys = {
 };
 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkio_subsys);
 
-void blkio_policy_register(struct blkio_policy_type *blkiop)
+/**
+ * blkcg_activate_policy - activate a blkcg policy on a request_queue
+ * @q: request_queue of interest
+ * @pol: blkcg policy to activate
+ *
+ * Activate @pol on @q.  Requires %GFP_KERNEL context.  @q goes through
+ * bypass mode to populate its blkgs with policy_data for @pol.
+ *
+ * Activation happens with @q bypassed, so nobody would be accessing blkgs
+ * from IO path.  Update of each blkg is protected by both queue and blkcg
+ * locks so that holding either lock and testing blkcg_policy_enabled() is
+ * always enough for dereferencing policy data.
+ *
+ * The caller is responsible for synchronizing [de]activations and policy
+ * [un]registerations.  Returns 0 on success, -errno on failure.
+ */
+int blkcg_activate_policy(struct request_queue *q,
+                         const struct blkio_policy_type *pol)
 {
-       struct request_queue *q;
+       LIST_HEAD(pds);
+       struct blkio_group *blkg;
+       struct blkg_policy_data *pd, *n;
+       int cnt = 0, ret;
 
-       mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
+       if (blkcg_policy_enabled(q, pol))
+               return 0;
+
+       blk_queue_bypass_start(q);
+
+       /* make sure the root blkg exists and count the existing blkgs */
+       spin_lock_irq(q->queue_lock);
+
+       rcu_read_lock();
+       blkg = __blkg_lookup_create(&blkio_root_cgroup, q);
+       rcu_read_unlock();
+
+       if (IS_ERR(blkg)) {
+               ret = PTR_ERR(blkg);
+               goto out_unlock;
+       }
+       q->root_blkg = blkg;
+
+       list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node)
+               cnt++;
+
+       spin_unlock_irq(q->queue_lock);
+
+       /* allocate policy_data for all existing blkgs */
+       while (cnt--) {
+               pd = kzalloc_node(blkg_pd_size(pol), GFP_KERNEL, q->node);
+               if (!pd) {
+                       ret = -ENOMEM;
+                       goto out_free;
+               }
+               list_add_tail(&pd->alloc_node, &pds);
+       }
+
+       /*
+        * Install the allocated pds.  With @q bypassing, no new blkg
+        * should have been created while the queue lock was dropped.
+        */
+       spin_lock_irq(q->queue_lock);
+
+       list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
+               if (WARN_ON(list_empty(&pds))) {
+                       /* umm... this shouldn't happen, just abort */
+                       ret = -ENOMEM;
+                       goto out_unlock;
+               }
+               pd = list_first_entry(&pds, struct blkg_policy_data, alloc_node);
+               list_del_init(&pd->alloc_node);
+
+               /* grab blkcg lock too while installing @pd on @blkg */
+               spin_lock(&blkg->blkcg->lock);
+
+               blkg->pd[pol->plid] = pd;
+               pd->blkg = blkg;
+               pol->ops.blkio_init_group_fn(blkg);
+
+               spin_unlock(&blkg->blkcg->lock);
+       }
 
-       blkcg_bypass_start();
+       __set_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
+       ret = 0;
+out_unlock:
+       spin_unlock_irq(q->queue_lock);
+out_free:
+       blk_queue_bypass_end(q);
+       list_for_each_entry_safe(pd, n, &pds, alloc_node)
+               kfree(pd);
+       return ret;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_activate_policy);
+
+/**
+ * blkcg_deactivate_policy - deactivate a blkcg policy on a request_queue
+ * @q: request_queue of interest
+ * @pol: blkcg policy to deactivate
+ *
+ * Deactivate @pol on @q.  Follows the same synchronization rules as
+ * blkcg_activate_policy().
+ */
+void blkcg_deactivate_policy(struct request_queue *q,
+                            const struct blkio_policy_type *pol)
+{
+       struct blkio_group *blkg;
+
+       if (!blkcg_policy_enabled(q, pol))
+               return;
+
+       blk_queue_bypass_start(q);
+       spin_lock_irq(q->queue_lock);
+
+       __clear_bit(pol->plid, q->blkcg_pols);
+
+       /* if no policy is left, no need for blkgs - shoot them down */
+       if (bitmap_empty(q->blkcg_pols, BLKCG_MAX_POLS))
+               blkg_destroy_all(q);
+
+       list_for_each_entry(blkg, &q->blkg_list, q_node) {
+               /* grab blkcg lock too while removing @pd from @blkg */
+               spin_lock(&blkg->blkcg->lock);
+
+               if (pol->ops.blkio_exit_group_fn)
+                       pol->ops.blkio_exit_group_fn(blkg);
+
+               kfree(blkg->pd[pol->plid]);
+               blkg->pd[pol->plid] = NULL;
+
+               spin_unlock(&blkg->blkcg->lock);
+       }
+
+       spin_unlock_irq(q->queue_lock);
+       blk_queue_bypass_end(q);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(blkcg_deactivate_policy);
+
+/**
+ * blkio_policy_register - register a blkcg policy
+ * @blkiop: blkcg policy to register
+ *
+ * Register @blkiop with blkcg core.  Might sleep and @blkiop may be
+ * modified on successful registration.  Returns 0 on success and -errno on
+ * failure.
+ */
+int blkio_policy_register(struct blkio_policy_type *blkiop)
+{
+       int i, ret;
+
+       mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
 
-       BUG_ON(blkio_policy[blkiop->plid]);
-       blkio_policy[blkiop->plid] = blkiop;
-       list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
-               update_root_blkg_pd(q, blkiop->plid);
+       /* find an empty slot */
+       ret = -ENOSPC;
+       for (i = 0; i < BLKCG_MAX_POLS; i++)
+               if (!blkio_policy[i])
+                       break;
+       if (i >= BLKCG_MAX_POLS)
+               goto out_unlock;
 
-       blkcg_bypass_end();
+       /* register and update blkgs */
+       blkiop->plid = i;
+       blkio_policy[i] = blkiop;
 
+       /* everything is in place, add intf files for the new policy */
        if (blkiop->cftypes)
                WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&blkio_subsys, blkiop->cftypes));
-
+       ret = 0;
+out_unlock:
        mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
+       return ret;
 }
 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkio_policy_register);
 
+/**
+ * blkiop_policy_unregister - unregister a blkcg policy
+ * @blkiop: blkcg policy to unregister
+ *
+ * Undo blkio_policy_register(@blkiop).  Might sleep.
+ */
 void blkio_policy_unregister(struct blkio_policy_type *blkiop)
 {
-       struct request_queue *q;
-
        mutex_lock(&blkcg_pol_mutex);
 
+       if (WARN_ON(blkio_policy[blkiop->plid] != blkiop))
+               goto out_unlock;
+
+       /* kill the intf files first */
        if (blkiop->cftypes)
                cgroup_rm_cftypes(&blkio_subsys, blkiop->cftypes);
 
-       blkcg_bypass_start();
-
-       BUG_ON(blkio_policy[blkiop->plid] != blkiop);
+       /* unregister and update blkgs */
        blkio_policy[blkiop->plid] = NULL;
-
-       list_for_each_entry(q, &all_q_list, all_q_node)
-               update_root_blkg_pd(q, blkiop->plid);
-       blkcg_bypass_end();
-
+out_unlock:
        mutex_unlock(&blkcg_pol_mutex);
 }
 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkio_policy_unregister);