Branch data Line data Source code
1 : : /*
2 : : * Functions related to io context handling
3 : : */
4 : : #include <linux/kernel.h>
5 : : #include <linux/module.h>
6 : : #include <linux/init.h>
7 : : #include <linux/bio.h>
8 : : #include <linux/blkdev.h>
9 : : #include <linux/slab.h>
10 : :
11 : : #include "blk.h"
12 : :
13 : : /*
14 : : * For io context allocations
15 : : */
16 : : static struct kmem_cache *iocontext_cachep;
17 : :
18 : : /**
19 : : * get_io_context - increment reference count to io_context
20 : : * @ioc: io_context to get
21 : : *
22 : : * Increment reference count to @ioc.
23 : : */
24 : 0 : void get_io_context(struct io_context *ioc)
25 : : {
26 [ - + ]: 435069 : BUG_ON(atomic_long_read(&ioc->refcount) <= 0);
27 : 435069 : atomic_long_inc(&ioc->refcount);
28 : 435070 : }
29 : : EXPORT_SYMBOL(get_io_context);
30 : :
31 : 0 : static void icq_free_icq_rcu(struct rcu_head *head)
32 : : {
33 : 6720 : struct io_cq *icq = container_of(head, struct io_cq, __rcu_head);
34 : :
35 : 6720 : kmem_cache_free(icq->__rcu_icq_cache, icq);
36 : 6720 : }
37 : :
38 : : /* Exit an icq. Called with both ioc and q locked. */
39 : 0 : static void ioc_exit_icq(struct io_cq *icq)
40 : : {
41 : 13438 : struct elevator_type *et = icq->q->elevator->type;
42 : :
43 [ + + ]: 13438 : if (icq->flags & ICQ_EXITED)
44 : 0 : return;
45 : :
46 [ + - ]: 6719 : if (et->ops.elevator_exit_icq_fn)
47 : 6719 : et->ops.elevator_exit_icq_fn(icq);
48 : :
49 : 6719 : icq->flags |= ICQ_EXITED;
50 : : }
51 : :
52 : : /* Release an icq. Called with both ioc and q locked. */
53 : 0 : static void ioc_destroy_icq(struct io_cq *icq)
54 : : {
55 : 6719 : struct io_context *ioc = icq->ioc;
56 : 6719 : struct request_queue *q = icq->q;
57 : 6719 : struct elevator_type *et = q->elevator->type;
58 : :
59 : : lockdep_assert_held(&ioc->lock);
60 : : lockdep_assert_held(q->queue_lock);
61 : :
62 : 6719 : radix_tree_delete(&ioc->icq_tree, icq->q->id);
63 : : hlist_del_init(&icq->ioc_node);
64 : 0 : list_del_init(&icq->q_node);
65 : :
66 : : /*
67 : : * Both setting lookup hint to and clearing it from @icq are done
68 : : * under queue_lock. If it's not pointing to @icq now, it never
69 : : * will. Hint assignment itself can race safely.
70 : : */
71 [ # # ]: 6719 : if (rcu_dereference_raw(ioc->icq_hint) == icq)
72 : 1776 : rcu_assign_pointer(ioc->icq_hint, NULL);
73 : :
74 : 0 : ioc_exit_icq(icq);
75 : :
76 : : /*
77 : : * @icq->q might have gone away by the time RCU callback runs
78 : : * making it impossible to determine icq_cache. Record it in @icq.
79 : : */
80 : 6719 : icq->__rcu_icq_cache = et->icq_cache;
81 : 6719 : call_rcu(&icq->__rcu_head, icq_free_icq_rcu);
82 : 6719 : }
83 : :
84 : : /*
85 : : * Slow path for ioc release in put_io_context(). Performs double-lock
86 : : * dancing to unlink all icq's and then frees ioc.
87 : : */
88 : 0 : static void ioc_release_fn(struct work_struct *work)
89 : : {
90 : 6719 : struct io_context *ioc = container_of(work, struct io_context,
91 : : release_work);
92 : : unsigned long flags;
93 : :
94 : : /*
95 : : * Exiting icq may call into put_io_context() through elevator
96 : : * which will trigger lockdep warning. The ioc's are guaranteed to
97 : : * be different, use a different locking subclass here. Use
98 : : * irqsave variant as there's no spin_lock_irq_nested().
99 : : */
100 : 6719 : spin_lock_irqsave_nested(&ioc->lock, flags, 1);
101 : :
102 [ + + ]: 20231 : while (!hlist_empty(&ioc->icq_list)) {
103 : 6793 : struct io_cq *icq = hlist_entry(ioc->icq_list.first,
104 : : struct io_cq, ioc_node);
105 : 6793 : struct request_queue *q = icq->q;
106 : :
107 [ + + ]: 6793 : if (spin_trylock(q->queue_lock)) {
108 : 6719 : ioc_destroy_icq(icq);
109 : 6719 : spin_unlock(q->queue_lock);
110 : : } else {
111 : : spin_unlock_irqrestore(&ioc->lock, flags);
112 : 74 : cpu_relax();
113 : 6793 : spin_lock_irqsave_nested(&ioc->lock, flags, 1);
114 : : }
115 : : }
116 : :
117 : : spin_unlock_irqrestore(&ioc->lock, flags);
118 : :
119 : 6719 : kmem_cache_free(iocontext_cachep, ioc);
120 : 6719 : }
121 : :
122 : : /**
123 : : * put_io_context - put a reference of io_context
124 : : * @ioc: io_context to put
125 : : *
126 : : * Decrement reference count of @ioc and release it if the count reaches
127 : : * zero.
128 : : */
129 : 0 : void put_io_context(struct io_context *ioc)
130 : : {
131 : : unsigned long flags;
132 : : bool free_ioc = false;
133 : :
134 [ + - ]: 557650 : if (ioc == NULL)
135 : 557650 : return;
136 : :
137 [ - + ]: 557650 : BUG_ON(atomic_long_read(&ioc->refcount) <= 0);
138 : :
139 : : /*
140 : : * Releasing ioc requires reverse order double locking and we may
141 : : * already be holding a queue_lock. Do it asynchronously from wq.
142 : : */
143 [ + + ]: 557650 : if (atomic_long_dec_and_test(&ioc->refcount)) {
144 : 6719 : spin_lock_irqsave(&ioc->lock, flags);
145 [ + - ]: 6719 : if (!hlist_empty(&ioc->icq_list))
146 : 6719 : queue_work(system_power_efficient_wq,
147 : : &ioc->release_work);
148 : : else
149 : : free_ioc = true;
150 : : spin_unlock_irqrestore(&ioc->lock, flags);
151 : : }
152 : :
153 [ - + ]: 557650 : if (free_ioc)
154 : 0 : kmem_cache_free(iocontext_cachep, ioc);
155 : : }
156 : : EXPORT_SYMBOL(put_io_context);
157 : :
158 : : /**
159 : : * put_io_context_active - put active reference on ioc
160 : : * @ioc: ioc of interest
161 : : *
162 : : * Undo get_io_context_active(). If active reference reaches zero after
163 : : * put, @ioc can never issue further IOs and ioscheds are notified.
164 : : */
165 : 0 : void put_io_context_active(struct io_context *ioc)
166 : : {
167 : : unsigned long flags;
168 : : struct io_cq *icq;
169 : :
170 [ + - ]: 6719 : if (!atomic_dec_and_test(&ioc->active_ref)) {
171 : 0 : put_io_context(ioc);
172 : 0 : return;
173 : : }
174 : :
175 : : /*
176 : : * Need ioc lock to walk icq_list and q lock to exit icq. Perform
177 : : * reverse double locking. Read comment in ioc_release_fn() for
178 : : * explanation on the nested locking annotation.
179 : : */
180 : : retry:
181 : 8291 : spin_lock_irqsave_nested(&ioc->lock, flags, 1);
182 [ + - ][ - + ]: 21729 : hlist_for_each_entry(icq, &ioc->icq_list, ioc_node) {
[ + + ]
183 [ - + ]: 8291 : if (icq->flags & ICQ_EXITED)
184 : 0 : continue;
185 [ + + ]: 8291 : if (spin_trylock(icq->q->queue_lock)) {
186 : 6719 : ioc_exit_icq(icq);
187 : 6719 : spin_unlock(icq->q->queue_lock);
188 : : } else {
189 : : spin_unlock_irqrestore(&ioc->lock, flags);
190 : 1572 : cpu_relax();
191 : 1572 : goto retry;
192 : : }
193 : : }
194 : : spin_unlock_irqrestore(&ioc->lock, flags);
195 : :
196 : 6719 : put_io_context(ioc);
197 : : }
198 : :
199 : : /* Called by the exiting task */
200 : 0 : void exit_io_context(struct task_struct *task)
201 : : {
202 : : struct io_context *ioc;
203 : :
204 : : task_lock(task);
205 : 6719 : ioc = task->io_context;
206 : 6719 : task->io_context = NULL;
207 : : task_unlock(task);
208 : :
209 : 6719 : atomic_dec(&ioc->nr_tasks);
210 : 6719 : put_io_context_active(ioc);
211 : 6719 : }
212 : :
213 : : /**
214 : : * ioc_clear_queue - break any ioc association with the specified queue
215 : : * @q: request_queue being cleared
216 : : *
217 : : * Walk @q->icq_list and exit all io_cq's. Must be called with @q locked.
218 : : */
219 : 0 : void ioc_clear_queue(struct request_queue *q)
220 : : {
221 : : lockdep_assert_held(q->queue_lock);
222 : :
223 [ # # ]: 0 : while (!list_empty(&q->icq_list)) {
224 : 0 : struct io_cq *icq = list_entry(q->icq_list.next,
225 : : struct io_cq, q_node);
226 : 0 : struct io_context *ioc = icq->ioc;
227 : :
228 : : spin_lock(&ioc->lock);
229 : 0 : ioc_destroy_icq(icq);
230 : : spin_unlock(&ioc->lock);
231 : : }
232 : 0 : }
233 : :
234 : 0 : int create_task_io_context(struct task_struct *task, gfp_t gfp_flags, int node)
235 : : {
236 : : struct io_context *ioc;
237 : : int ret;
238 : :
239 : 6724 : ioc = kmem_cache_alloc_node(iocontext_cachep, gfp_flags | __GFP_ZERO,
240 : : node);
241 [ + - ]: 6724 : if (unlikely(!ioc))
242 : : return -ENOMEM;
243 : :
244 : : /* initialize */
245 : : atomic_long_set(&ioc->refcount, 1);
246 : 6724 : atomic_set(&ioc->nr_tasks, 1);
247 : 6724 : atomic_set(&ioc->active_ref, 1);
248 : 6724 : spin_lock_init(&ioc->lock);
249 : 6724 : INIT_RADIX_TREE(&ioc->icq_tree, GFP_ATOMIC | __GFP_HIGH);
250 : 6724 : INIT_HLIST_HEAD(&ioc->icq_list);
251 : 13448 : INIT_WORK(&ioc->release_work, ioc_release_fn);
252 : :
253 : : /*
254 : : * Try to install. ioc shouldn't be installed if someone else
255 : : * already did or @task, which isn't %current, is exiting. Note
256 : : * that we need to allow ioc creation on exiting %current as exit
257 : : * path may issue IOs from e.g. exit_files(). The exit path is
258 : : * responsible for not issuing IO after exit_io_context().
259 : : */
260 : : task_lock(task);
261 [ + - ][ - + ]: 6724 : if (!task->io_context &&
262 [ # # ]: 0 : (task == current || !(task->flags & PF_EXITING)))
263 : 6724 : task->io_context = ioc;
264 : : else
265 : 0 : kmem_cache_free(iocontext_cachep, ioc);
266 : :
267 [ - + ]: 13448 : ret = task->io_context ? 0 : -EBUSY;
268 : :
269 : : task_unlock(task);
270 : :
271 : 6724 : return ret;
272 : : }
273 : :
274 : : /**
275 : : * get_task_io_context - get io_context of a task
276 : : * @task: task of interest
277 : : * @gfp_flags: allocation flags, used if allocation is necessary
278 : : * @node: allocation node, used if allocation is necessary
279 : : *
280 : : * Return io_context of @task. If it doesn't exist, it is created with
281 : : * @gfp_flags and @node. The returned io_context has its reference count
282 : : * incremented.
283 : : *
284 : : * This function always goes through task_lock() and it's better to use
285 : : * %current->io_context + get_io_context() for %current.
286 : : */
287 : 4 : struct io_context *get_task_io_context(struct task_struct *task,
288 : : gfp_t gfp_flags, int node)
289 : : {
290 : : struct io_context *ioc;
291 : :
292 : : might_sleep_if(gfp_flags & __GFP_WAIT);
293 : :
294 : : do {
295 : : task_lock(task);
296 : 4 : ioc = task->io_context;
297 [ + - ]: 4 : if (likely(ioc)) {
298 : 4 : get_io_context(ioc);
299 : : task_unlock(task);
300 : 4 : return ioc;
301 : : }
302 : : task_unlock(task);
303 [ # # ]: 0 : } while (!create_task_io_context(task, gfp_flags, node));
304 : :
305 : : return NULL;
306 : : }
307 : : EXPORT_SYMBOL(get_task_io_context);
308 : :
309 : : /**
310 : : * ioc_lookup_icq - lookup io_cq from ioc
311 : : * @ioc: the associated io_context
312 : : * @q: the associated request_queue
313 : : *
314 : : * Look up io_cq associated with @ioc - @q pair from @ioc. Must be called
315 : : * with @q->queue_lock held.
316 : : */
317 : 0 : struct io_cq *ioc_lookup_icq(struct io_context *ioc, struct request_queue *q)
318 : : {
319 : : struct io_cq *icq;
320 : :
321 : : lockdep_assert_held(q->queue_lock);
322 : :
323 : : /*
324 : : * icq's are indexed from @ioc using radix tree and hint pointer,
325 : : * both of which are protected with RCU. All removals are done
326 : : * holding both q and ioc locks, and we're holding q lock - if we
327 : : * find a icq which points to us, it's guaranteed to be valid.
328 : : */
329 : : rcu_read_lock();
330 : 1384203 : icq = rcu_dereference(ioc->icq_hint);
331 [ + + ][ - + ]: 1384203 : if (icq && icq->q == q)
332 : : goto out;
333 : :
334 : 21875 : icq = radix_tree_lookup(&ioc->icq_tree, q->id);
335 [ + + ][ + - ]: 21875 : if (icq && icq->q == q)
336 : 1778 : rcu_assign_pointer(ioc->icq_hint, icq); /* allowed to race */
337 : : else
338 : : icq = NULL;
339 : : out:
340 : : rcu_read_unlock();
341 : 1384203 : return icq;
342 : : }
343 : : EXPORT_SYMBOL(ioc_lookup_icq);
344 : :
345 : : /**
346 : : * ioc_create_icq - create and link io_cq
347 : : * @ioc: io_context of interest
348 : : * @q: request_queue of interest
349 : : * @gfp_mask: allocation mask
350 : : *
351 : : * Make sure io_cq linking @ioc and @q exists. If icq doesn't exist, they
352 : : * will be created using @gfp_mask.
353 : : *
354 : : * The caller is responsible for ensuring @ioc won't go away and @q is
355 : : * alive and will stay alive until this function returns.
356 : : */
357 : 0 : struct io_cq *ioc_create_icq(struct io_context *ioc, struct request_queue *q,
358 : : gfp_t gfp_mask)
359 : : {
360 : 6724 : struct elevator_type *et = q->elevator->type;
361 : : struct io_cq *icq;
362 : :
363 : : /* allocate stuff */
364 : 6724 : icq = kmem_cache_alloc_node(et->icq_cache, gfp_mask | __GFP_ZERO,
365 : : q->node);
366 [ + - ]: 6724 : if (!icq)
367 : : return NULL;
368 : :
369 [ - + ]: 6724 : if (radix_tree_maybe_preload(gfp_mask) < 0) {
370 : 0 : kmem_cache_free(et->icq_cache, icq);
371 : 0 : return NULL;
372 : : }
373 : :
374 : 6724 : icq->ioc = ioc;
375 : 6724 : icq->q = q;
376 : 6724 : INIT_LIST_HEAD(&icq->q_node);
377 : : INIT_HLIST_NODE(&icq->ioc_node);
378 : :
379 : : /* lock both q and ioc and try to link @icq */
380 : 6724 : spin_lock_irq(q->queue_lock);
381 : : spin_lock(&ioc->lock);
382 : :
383 [ + - ]: 6724 : if (likely(!radix_tree_insert(&ioc->icq_tree, q->id, icq))) {
384 : 6724 : hlist_add_head(&icq->ioc_node, &ioc->icq_list);
385 : 6724 : list_add(&icq->q_node, &q->icq_list);
386 [ + - ]: 6724 : if (et->ops.elevator_init_icq_fn)
387 : 6724 : et->ops.elevator_init_icq_fn(icq);
388 : : } else {
389 : 0 : kmem_cache_free(et->icq_cache, icq);
390 : 0 : icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
391 [ # # ]: 0 : if (!icq)
392 : 0 : printk(KERN_ERR "cfq: icq link failed!\n");
393 : : }
394 : :
395 : : spin_unlock(&ioc->lock);
396 : 6724 : spin_unlock_irq(q->queue_lock);
397 : : radix_tree_preload_end();
398 : 6724 : return icq;
399 : : }
400 : :
401 : 0 : static int __init blk_ioc_init(void)
402 : : {
403 : 0 : iocontext_cachep = kmem_cache_create("blkdev_ioc",
404 : : sizeof(struct io_context), 0, SLAB_PANIC, NULL);
405 : 0 : return 0;
406 : : }
407 : : subsys_initcall(blk_ioc_init);
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