blkcg: let blkcg core handle policy private data allocation
[linux-2.6-block.git] / block / blk-throttle.c
index 4553245d93175bc34ddd83966e640161ca81e89f..9c8a12477e13b15286cbdae6f8441c1f1182d5e7 100644 (file)
@@ -21,6 +21,8 @@ static int throtl_quantum = 32;
 /* Throttling is performed over 100ms slice and after that slice is renewed */
 static unsigned long throtl_slice = HZ/10;     /* 100 ms */
 
+static struct blkio_policy_type blkio_policy_throtl;
+
 /* A workqueue to queue throttle related work */
 static struct workqueue_struct *kthrotld_workqueue;
 static void throtl_schedule_delayed_work(struct throtl_data *td,
@@ -52,7 +54,6 @@ struct throtl_grp {
         */
        unsigned long disptime;
 
-       struct blkio_group blkg;
        atomic_t ref;
        unsigned int flags;
 
@@ -108,6 +109,16 @@ struct throtl_data
        int limits_changed;
 };
 
+static inline struct throtl_grp *blkg_to_tg(struct blkio_group *blkg)
+{
+       return blkg_to_pdata(blkg, &blkio_policy_throtl);
+}
+
+static inline struct blkio_group *tg_to_blkg(struct throtl_grp *tg)
+{
+       return pdata_to_blkg(tg, &blkio_policy_throtl);
+}
+
 enum tg_state_flags {
        THROTL_TG_FLAG_on_rr = 0,       /* on round-robin busy list */
 };
@@ -130,19 +141,11 @@ THROTL_TG_FNS(on_rr);
 
 #define throtl_log_tg(td, tg, fmt, args...)                            \
        blk_add_trace_msg((td)->queue, "throtl %s " fmt,                \
-                               blkg_path(&(tg)->blkg), ##args);        \
+                         blkg_path(tg_to_blkg(tg)), ##args);           \
 
 #define throtl_log(td, fmt, args...)   \
        blk_add_trace_msg((td)->queue, "throtl " fmt, ##args)
 
-static inline struct throtl_grp *tg_of_blkg(struct blkio_group *blkg)
-{
-       if (blkg)
-               return container_of(blkg, struct throtl_grp, blkg);
-
-       return NULL;
-}
-
 static inline unsigned int total_nr_queued(struct throtl_data *td)
 {
        return td->nr_queued[0] + td->nr_queued[1];
@@ -156,19 +159,25 @@ static inline struct throtl_grp *throtl_ref_get_tg(struct throtl_grp *tg)
 
 static void throtl_free_tg(struct rcu_head *head)
 {
-       struct throtl_grp *tg;
+       struct throtl_grp *tg = container_of(head, struct throtl_grp, rcu_head);
+       struct blkio_group *blkg = tg_to_blkg(tg);
 
-       tg = container_of(head, struct throtl_grp, rcu_head);
-       free_percpu(tg->blkg.stats_cpu);
-       kfree(tg);
+       free_percpu(blkg->stats_cpu);
+       kfree(blkg->pd);
+       kfree(blkg);
 }
 
 static void throtl_put_tg(struct throtl_grp *tg)
 {
+       struct blkio_group *blkg = tg_to_blkg(tg);
+
        BUG_ON(atomic_read(&tg->ref) <= 0);
        if (!atomic_dec_and_test(&tg->ref))
                return;
 
+       /* release the extra blkcg reference this blkg has been holding */
+       css_put(&blkg->blkcg->css);
+
        /*
         * A group is freed in rcu manner. But having an rcu lock does not
         * mean that one can access all the fields of blkg and assume these
@@ -181,17 +190,20 @@ static void throtl_put_tg(struct throtl_grp *tg)
        call_rcu(&tg->rcu_head, throtl_free_tg);
 }
 
-static void throtl_init_group(struct throtl_grp *tg)
+static void throtl_init_blkio_group(struct blkio_group *blkg)
 {
+       struct throtl_grp *tg = blkg_to_tg(blkg);
+
        INIT_HLIST_NODE(&tg->tg_node);
        RB_CLEAR_NODE(&tg->rb_node);
        bio_list_init(&tg->bio_lists[0]);
        bio_list_init(&tg->bio_lists[1]);
        tg->limits_changed = false;
 
-       /* Practically unlimited BW */
-       tg->bps[0] = tg->bps[1] = -1;
-       tg->iops[0] = tg->iops[1] = -1;
+       tg->bps[READ] = -1;
+       tg->bps[WRITE] = -1;
+       tg->iops[READ] = -1;
+       tg->iops[WRITE] = -1;
 
        /*
         * Take the initial reference that will be released on destroy
@@ -202,170 +214,53 @@ static void throtl_init_group(struct throtl_grp *tg)
        atomic_set(&tg->ref, 1);
 }
 
-/* Should be called with rcu read lock held (needed for blkcg) */
-static void
-throtl_add_group_to_td_list(struct throtl_data *td, struct throtl_grp *tg)
+static void throtl_link_blkio_group(struct request_queue *q,
+                                   struct blkio_group *blkg)
 {
+       struct throtl_data *td = q->td;
+       struct throtl_grp *tg = blkg_to_tg(blkg);
+
        hlist_add_head(&tg->tg_node, &td->tg_list);
        td->nr_undestroyed_grps++;
 }
 
-static void
-__throtl_tg_fill_dev_details(struct throtl_data *td, struct throtl_grp *tg)
-{
-       struct backing_dev_info *bdi = &td->queue->backing_dev_info;
-       unsigned int major, minor;
-
-       if (!tg || tg->blkg.dev)
-               return;
-
-       /*
-        * Fill in device details for a group which might not have been
-        * filled at group creation time as queue was being instantiated
-        * and driver had not attached a device yet
-        */
-       if (bdi->dev && dev_name(bdi->dev)) {
-               sscanf(dev_name(bdi->dev), "%u:%u", &major, &minor);
-               tg->blkg.dev = MKDEV(major, minor);
-       }
-}
-
-/*
- * Should be called with without queue lock held. Here queue lock will be
- * taken rarely. It will be taken only once during life time of a group
- * if need be
- */
-static void
-throtl_tg_fill_dev_details(struct throtl_data *td, struct throtl_grp *tg)
-{
-       if (!tg || tg->blkg.dev)
-               return;
-
-       spin_lock_irq(td->queue->queue_lock);
-       __throtl_tg_fill_dev_details(td, tg);
-       spin_unlock_irq(td->queue->queue_lock);
-}
-
-static void throtl_init_add_tg_lists(struct throtl_data *td,
-                       struct throtl_grp *tg, struct blkio_cgroup *blkcg)
-{
-       __throtl_tg_fill_dev_details(td, tg);
-
-       /* Add group onto cgroup list */
-       blkiocg_add_blkio_group(blkcg, &tg->blkg, (void *)td,
-                               tg->blkg.dev, BLKIO_POLICY_THROTL);
-
-       tg->bps[READ] = blkcg_get_read_bps(blkcg, tg->blkg.dev);
-       tg->bps[WRITE] = blkcg_get_write_bps(blkcg, tg->blkg.dev);
-       tg->iops[READ] = blkcg_get_read_iops(blkcg, tg->blkg.dev);
-       tg->iops[WRITE] = blkcg_get_write_iops(blkcg, tg->blkg.dev);
-
-       throtl_add_group_to_td_list(td, tg);
-}
-
-/* Should be called without queue lock and outside of rcu period */
-static struct throtl_grp *throtl_alloc_tg(struct throtl_data *td)
-{
-       struct throtl_grp *tg = NULL;
-       int ret;
-
-       tg = kzalloc_node(sizeof(*tg), GFP_ATOMIC, td->queue->node);
-       if (!tg)
-               return NULL;
-
-       ret = blkio_alloc_blkg_stats(&tg->blkg);
-
-       if (ret) {
-               kfree(tg);
-               return NULL;
-       }
-
-       throtl_init_group(tg);
-       return tg;
-}
-
 static struct
-throtl_grp *throtl_find_tg(struct throtl_data *td, struct blkio_cgroup *blkcg)
+throtl_grp *throtl_lookup_tg(struct throtl_data *td, struct blkio_cgroup *blkcg)
 {
-       struct throtl_grp *tg = NULL;
-       void *key = td;
-
        /*
         * This is the common case when there are no blkio cgroups.
-        * Avoid lookup in this case
-        */
+        * Avoid lookup in this case
+        */
        if (blkcg == &blkio_root_cgroup)
-               tg = td->root_tg;
-       else
-               tg = tg_of_blkg(blkiocg_lookup_group(blkcg, key));
+               return td->root_tg;
 
-       __throtl_tg_fill_dev_details(td, tg);
-       return tg;
+       return blkg_to_tg(blkg_lookup(blkcg, td->queue, BLKIO_POLICY_THROTL));
 }
 
-static struct throtl_grp * throtl_get_tg(struct throtl_data *td)
+static struct throtl_grp *throtl_lookup_create_tg(struct throtl_data *td,
+                                                 struct blkio_cgroup *blkcg)
 {
-       struct throtl_grp *tg = NULL, *__tg = NULL;
-       struct blkio_cgroup *blkcg;
        struct request_queue *q = td->queue;
-
-       /* no throttling for dead queue */
-       if (unlikely(test_bit(QUEUE_FLAG_DEAD, &q->queue_flags)))
-               return NULL;
-
-       rcu_read_lock();
-       blkcg = task_blkio_cgroup(current);
-       tg = throtl_find_tg(td, blkcg);
-       if (tg) {
-               rcu_read_unlock();
-               return tg;
-       }
-
-       /*
-        * Need to allocate a group. Allocation of group also needs allocation
-        * of per cpu stats which in-turn takes a mutex() and can block. Hence
-        * we need to drop rcu lock and queue_lock before we call alloc.
-        */
-       rcu_read_unlock();
-       spin_unlock_irq(q->queue_lock);
-
-       tg = throtl_alloc_tg(td);
-
-       /* Group allocated and queue is still alive. take the lock */
-       spin_lock_irq(q->queue_lock);
-
-       /* Make sure @q is still alive */
-       if (unlikely(test_bit(QUEUE_FLAG_DEAD, &q->queue_flags))) {
-               kfree(tg);
-               return NULL;
-       }
+       struct throtl_grp *tg = NULL;
 
        /*
-        * Initialize the new group. After sleeping, read the blkcg again.
+        * This is the common case when there are no blkio cgroups.
+        * Avoid lookup in this case
         */
-       rcu_read_lock();
-       blkcg = task_blkio_cgroup(current);
+       if (blkcg == &blkio_root_cgroup) {
+               tg = td->root_tg;
+       } else {
+               struct blkio_group *blkg;
 
-       /*
-        * If some other thread already allocated the group while we were
-        * not holding queue lock, free up the group
-        */
-       __tg = throtl_find_tg(td, blkcg);
+               blkg = blkg_lookup_create(blkcg, q, BLKIO_POLICY_THROTL, false);
 
-       if (__tg) {
-               kfree(tg);
-               rcu_read_unlock();
-               return __tg;
+               /* if %NULL and @q is alive, fall back to root_tg */
+               if (!IS_ERR(blkg))
+                       tg = blkg_to_tg(blkg);
+               else if (!blk_queue_dead(q))
+                       tg = td->root_tg;
        }
 
-       /* Group allocation failed. Account the IO to root group */
-       if (!tg) {
-               tg = td->root_tg;
-               return tg;
-       }
-
-       throtl_init_add_tg_lists(td, tg, blkcg);
-       rcu_read_unlock();
        return tg;
 }
 
@@ -743,7 +638,7 @@ static void throtl_charge_bio(struct throtl_grp *tg, struct bio *bio)
        tg->bytes_disp[rw] += bio->bi_size;
        tg->io_disp[rw]++;
 
-       blkiocg_update_dispatch_stats(&tg->blkg, bio->bi_size, rw, sync);
+       blkiocg_update_dispatch_stats(tg_to_blkg(tg), bio->bi_size, rw, sync);
 }
 
 static void throtl_add_bio_tg(struct throtl_data *td, struct throtl_grp *tg,
@@ -989,20 +884,28 @@ throtl_destroy_tg(struct throtl_data *td, struct throtl_grp *tg)
        td->nr_undestroyed_grps--;
 }
 
-static void throtl_release_tgs(struct throtl_data *td)
+static bool throtl_release_tgs(struct throtl_data *td, bool release_root)
 {
        struct hlist_node *pos, *n;
        struct throtl_grp *tg;
+       bool empty = true;
 
        hlist_for_each_entry_safe(tg, pos, n, &td->tg_list, tg_node) {
+               /* skip root? */
+               if (!release_root && tg == td->root_tg)
+                       continue;
+
                /*
                 * If cgroup removal path got to blk_group first and removed
                 * it from cgroup list, then it will take care of destroying
                 * cfqg also.
                 */
-               if (!blkiocg_del_blkio_group(&tg->blkg))
+               if (!blkiocg_del_blkio_group(tg_to_blkg(tg)))
                        throtl_destroy_tg(td, tg);
+               else
+                       empty = false;
        }
+       return empty;
 }
 
 /*
@@ -1011,22 +914,36 @@ static void throtl_release_tgs(struct throtl_data *td)
  * no new IO will come in this group. So get rid of this group as soon as
  * any pending IO in the group is finished.
  *
- * This function is called under rcu_read_lock(). key is the rcu protected
- * pointer. That means "key" is a valid throtl_data pointer as long as we are
- * rcu read lock.
+ * This function is called under rcu_read_lock(). @q is the rcu protected
+ * pointer. That means @q is a valid request_queue pointer as long as we
+ * are rcu read lock.
  *
- * "key" was fetched from blkio_group under blkio_cgroup->lock. That means
+ * @q was fetched from blkio_group under blkio_cgroup->lock. That means
  * it should not be NULL as even if queue was going away, cgroup deltion
  * path got to it first.
  */
-void throtl_unlink_blkio_group(void *key, struct blkio_group *blkg)
+void throtl_unlink_blkio_group(struct request_queue *q,
+                              struct blkio_group *blkg)
 {
        unsigned long flags;
-       struct throtl_data *td = key;
 
-       spin_lock_irqsave(td->queue->queue_lock, flags);
-       throtl_destroy_tg(td, tg_of_blkg(blkg));
-       spin_unlock_irqrestore(td->queue->queue_lock, flags);
+       spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
+       throtl_destroy_tg(q->td, blkg_to_tg(blkg));
+       spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
+}
+
+static bool throtl_clear_queue(struct request_queue *q)
+{
+       lockdep_assert_held(q->queue_lock);
+
+       /*
+        * Clear tgs but leave the root one alone.  This is necessary
+        * because root_tg is expected to be persistent and safe because
+        * blk-throtl can never be disabled while @q is alive.  This is a
+        * kludge to prepare for unified blkg.  This whole function will be
+        * removed soon.
+        */
+       return throtl_release_tgs(q->td, false);
 }
 
 static void throtl_update_blkio_group_common(struct throtl_data *td,
@@ -1039,52 +956,48 @@ static void throtl_update_blkio_group_common(struct throtl_data *td,
 }
 
 /*
- * For all update functions, key should be a valid pointer because these
+ * For all update functions, @q should be a valid pointer because these
  * update functions are called under blkcg_lock, that means, blkg is
- * valid and in turn key is valid. queue exit path can not race because
+ * valid and in turn @q is valid. queue exit path can not race because
  * of blkcg_lock
  *
  * Can not take queue lock in update functions as queue lock under blkcg_lock
  * is not allowed. Under other paths we take blkcg_lock under queue_lock.
  */
-static void throtl_update_blkio_group_read_bps(void *key,
+static void throtl_update_blkio_group_read_bps(struct request_queue *q,
                                struct blkio_group *blkg, u64 read_bps)
 {
-       struct throtl_data *td = key;
-       struct throtl_grp *tg = tg_of_blkg(blkg);
+       struct throtl_grp *tg = blkg_to_tg(blkg);
 
        tg->bps[READ] = read_bps;
-       throtl_update_blkio_group_common(td, tg);
+       throtl_update_blkio_group_common(q->td, tg);
 }
 
-static void throtl_update_blkio_group_write_bps(void *key,
+static void throtl_update_blkio_group_write_bps(struct request_queue *q,
                                struct blkio_group *blkg, u64 write_bps)
 {
-       struct throtl_data *td = key;
-       struct throtl_grp *tg = tg_of_blkg(blkg);
+       struct throtl_grp *tg = blkg_to_tg(blkg);
 
        tg->bps[WRITE] = write_bps;
-       throtl_update_blkio_group_common(td, tg);
+       throtl_update_blkio_group_common(q->td, tg);
 }
 
-static void throtl_update_blkio_group_read_iops(void *key,
+static void throtl_update_blkio_group_read_iops(struct request_queue *q,
                        struct blkio_group *blkg, unsigned int read_iops)
 {
-       struct throtl_data *td = key;
-       struct throtl_grp *tg = tg_of_blkg(blkg);
+       struct throtl_grp *tg = blkg_to_tg(blkg);
 
        tg->iops[READ] = read_iops;
-       throtl_update_blkio_group_common(td, tg);
+       throtl_update_blkio_group_common(q->td, tg);
 }
 
-static void throtl_update_blkio_group_write_iops(void *key,
+static void throtl_update_blkio_group_write_iops(struct request_queue *q,
                        struct blkio_group *blkg, unsigned int write_iops)
 {
-       struct throtl_data *td = key;
-       struct throtl_grp *tg = tg_of_blkg(blkg);
+       struct throtl_grp *tg = blkg_to_tg(blkg);
 
        tg->iops[WRITE] = write_iops;
-       throtl_update_blkio_group_common(td, tg);
+       throtl_update_blkio_group_common(q->td, tg);
 }
 
 static void throtl_shutdown_wq(struct request_queue *q)
@@ -1096,7 +1009,10 @@ static void throtl_shutdown_wq(struct request_queue *q)
 
 static struct blkio_policy_type blkio_policy_throtl = {
        .ops = {
+               .blkio_init_group_fn = throtl_init_blkio_group,
+               .blkio_link_group_fn = throtl_link_blkio_group,
                .blkio_unlink_group_fn = throtl_unlink_blkio_group,
+               .blkio_clear_queue_fn = throtl_clear_queue,
                .blkio_update_group_read_bps_fn =
                                        throtl_update_blkio_group_read_bps,
                .blkio_update_group_write_bps_fn =
@@ -1107,6 +1023,7 @@ static struct blkio_policy_type blkio_policy_throtl = {
                                        throtl_update_blkio_group_write_iops,
        },
        .plid = BLKIO_POLICY_THROTL,
+       .pdata_size = sizeof(struct throtl_grp),
 };
 
 bool blk_throtl_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
@@ -1127,28 +1044,24 @@ bool blk_throtl_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
         * basic fields like stats and io rates. If a group has no rules,
         * just update the dispatch stats in lockless manner and return.
         */
-
        rcu_read_lock();
        blkcg = task_blkio_cgroup(current);
-       tg = throtl_find_tg(td, blkcg);
+       tg = throtl_lookup_tg(td, blkcg);
        if (tg) {
-               throtl_tg_fill_dev_details(td, tg);
-
                if (tg_no_rule_group(tg, rw)) {
-                       blkiocg_update_dispatch_stats(&tg->blkg, bio->bi_size,
-                                       rw, rw_is_sync(bio->bi_rw));
-                       rcu_read_unlock();
-                       goto out;
+                       blkiocg_update_dispatch_stats(tg_to_blkg(tg),
+                                                     bio->bi_size, rw,
+                                                     rw_is_sync(bio->bi_rw));
+                       goto out_unlock_rcu;
                }
        }
-       rcu_read_unlock();
 
        /*
         * Either group has not been allocated yet or it is not an unlimited
         * IO group
         */
        spin_lock_irq(q->queue_lock);
-       tg = throtl_get_tg(td);
+       tg = throtl_lookup_create_tg(td, blkcg);
        if (unlikely(!tg))
                goto out_unlock;
 
@@ -1199,6 +1112,8 @@ queue_bio:
 
 out_unlock:
        spin_unlock_irq(q->queue_lock);
+out_unlock_rcu:
+       rcu_read_unlock();
 out:
        return throttled;
 }
@@ -1241,7 +1156,7 @@ void blk_throtl_drain(struct request_queue *q)
 int blk_throtl_init(struct request_queue *q)
 {
        struct throtl_data *td;
-       struct throtl_grp *tg;
+       struct blkio_group *blkg;
 
        td = kzalloc_node(sizeof(*td), GFP_KERNEL, q->node);
        if (!td)
@@ -1252,23 +1167,25 @@ int blk_throtl_init(struct request_queue *q)
        td->limits_changed = false;
        INIT_DELAYED_WORK(&td->throtl_work, blk_throtl_work);
 
-       /* alloc and Init root group. */
+       q->td = td;
        td->queue = q;
-       tg = throtl_alloc_tg(td);
 
-       if (!tg) {
-               kfree(td);
-               return -ENOMEM;
-       }
+       /* alloc and init root group. */
+       rcu_read_lock();
+       spin_lock_irq(q->queue_lock);
 
-       td->root_tg = tg;
+       blkg = blkg_lookup_create(&blkio_root_cgroup, q, BLKIO_POLICY_THROTL,
+                                 true);
+       if (!IS_ERR(blkg))
+               td->root_tg = blkg_to_tg(blkg);
 
-       rcu_read_lock();
-       throtl_init_add_tg_lists(td, tg, &blkio_root_cgroup);
+       spin_unlock_irq(q->queue_lock);
        rcu_read_unlock();
 
-       /* Attach throtl data to request queue */
-       q->td = td;
+       if (!td->root_tg) {
+               kfree(td);
+               return -ENOMEM;
+       }
        return 0;
 }
 
@@ -1282,7 +1199,7 @@ void blk_throtl_exit(struct request_queue *q)
        throtl_shutdown_wq(q);
 
        spin_lock_irq(q->queue_lock);
-       throtl_release_tgs(td);
+       throtl_release_tgs(td, true);
 
        /* If there are other groups */
        if (td->nr_undestroyed_grps > 0)
@@ -1291,7 +1208,7 @@ void blk_throtl_exit(struct request_queue *q)
        spin_unlock_irq(q->queue_lock);
 
        /*
-        * Wait for tg->blkg->key accessors to exit their grace periods.
+        * Wait for tg_to_blkg(tg)->q accessors to exit their grace periods.
         * Do this wait only if there are other undestroyed groups out
         * there (other than root group). This can happen if cgroup deletion
         * path claimed the responsibility of cleaning up a group before
@@ -1310,10 +1227,7 @@ void blk_throtl_exit(struct request_queue *q)
         * it.
         */
        throtl_shutdown_wq(q);
-}
 
-void blk_throtl_release(struct request_queue *q)
-{
        kfree(q->td);
 }