[media] s5p-g2d: Add HFLIP and VFLIP support
[pandora-kernel.git] / block / blk-ioc.c
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/bootmem.h>      /* for max_pfn/max_low_pfn */
10 #include <linux/slab.h>
11
12 #include "blk.h"
13
14 /*
15  * For io context allocations
16  */
17 static struct kmem_cache *iocontext_cachep;
18
19 /**
20  * get_io_context - increment reference count to io_context
21  * @ioc: io_context to get
22  *
23  * Increment reference count to @ioc.
24  */
25 void get_io_context(struct io_context *ioc)
26 {
27         BUG_ON(atomic_long_read(&ioc->refcount) <= 0);
28         atomic_long_inc(&ioc->refcount);
29 }
30 EXPORT_SYMBOL(get_io_context);
31
32 /*
33  * Releasing ioc may nest into another put_io_context() leading to nested
34  * fast path release.  As the ioc's can't be the same, this is okay but
35  * makes lockdep whine.  Keep track of nesting and use it as subclass.
36  */
37 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
38 #define ioc_release_depth(q)            ((q) ? (q)->ioc_release_depth : 0)
39 #define ioc_release_depth_inc(q)        (q)->ioc_release_depth++
40 #define ioc_release_depth_dec(q)        (q)->ioc_release_depth--
41 #else
42 #define ioc_release_depth(q)            0
43 #define ioc_release_depth_inc(q)        do { } while (0)
44 #define ioc_release_depth_dec(q)        do { } while (0)
45 #endif
46
47 static void icq_free_icq_rcu(struct rcu_head *head)
48 {
49         struct io_cq *icq = container_of(head, struct io_cq, __rcu_head);
50
51         kmem_cache_free(icq->__rcu_icq_cache, icq);
52 }
53
54 /*
55  * Exit and free an icq.  Called with both ioc and q locked.
56  */
57 static void ioc_exit_icq(struct io_cq *icq)
58 {
59         struct io_context *ioc = icq->ioc;
60         struct request_queue *q = icq->q;
61         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
62
63         lockdep_assert_held(&ioc->lock);
64         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
65
66         radix_tree_delete(&ioc->icq_tree, icq->q->id);
67         hlist_del_init(&icq->ioc_node);
68         list_del_init(&icq->q_node);
69
70         /*
71          * Both setting lookup hint to and clearing it from @icq are done
72          * under queue_lock.  If it's not pointing to @icq now, it never
73          * will.  Hint assignment itself can race safely.
74          */
75         if (rcu_dereference_raw(ioc->icq_hint) == icq)
76                 rcu_assign_pointer(ioc->icq_hint, NULL);
77
78         if (et->ops.elevator_exit_icq_fn) {
79                 ioc_release_depth_inc(q);
80                 et->ops.elevator_exit_icq_fn(icq);
81                 ioc_release_depth_dec(q);
82         }
83
84         /*
85          * @icq->q might have gone away by the time RCU callback runs
86          * making it impossible to determine icq_cache.  Record it in @icq.
87          */
88         icq->__rcu_icq_cache = et->icq_cache;
89         call_rcu(&icq->__rcu_head, icq_free_icq_rcu);
90 }
91
92 /*
93  * Slow path for ioc release in put_io_context().  Performs double-lock
94  * dancing to unlink all icq's and then frees ioc.
95  */
96 static void ioc_release_fn(struct work_struct *work)
97 {
98         struct io_context *ioc = container_of(work, struct io_context,
99                                               release_work);
100         struct request_queue *last_q = NULL;
101
102         spin_lock_irq(&ioc->lock);
103
104         while (!hlist_empty(&ioc->icq_list)) {
105                 struct io_cq *icq = hlist_entry(ioc->icq_list.first,
106                                                 struct io_cq, ioc_node);
107                 struct request_queue *this_q = icq->q;
108
109                 if (this_q != last_q) {
110                         /*
111                          * Need to switch to @this_q.  Once we release
112                          * @ioc->lock, it can go away along with @cic.
113                          * Hold on to it.
114                          */
115                         __blk_get_queue(this_q);
116
117                         /*
118                          * blk_put_queue() might sleep thanks to kobject
119                          * idiocy.  Always release both locks, put and
120                          * restart.
121                          */
122                         if (last_q) {
123                                 spin_unlock(last_q->queue_lock);
124                                 spin_unlock_irq(&ioc->lock);
125                                 blk_put_queue(last_q);
126                         } else {
127                                 spin_unlock_irq(&ioc->lock);
128                         }
129
130                         last_q = this_q;
131                         spin_lock_irq(this_q->queue_lock);
132                         spin_lock(&ioc->lock);
133                         continue;
134                 }
135                 ioc_exit_icq(icq);
136         }
137
138         if (last_q) {
139                 spin_unlock(last_q->queue_lock);
140                 spin_unlock_irq(&ioc->lock);
141                 blk_put_queue(last_q);
142         } else {
143                 spin_unlock_irq(&ioc->lock);
144         }
145
146         kmem_cache_free(iocontext_cachep, ioc);
147 }
148
149 /**
150  * put_io_context - put a reference of io_context
151  * @ioc: io_context to put
152  * @locked_q: request_queue the caller is holding queue_lock of (hint)
153  *
154  * Decrement reference count of @ioc and release it if the count reaches
155  * zero.  If the caller is holding queue_lock of a queue, it can indicate
156  * that with @locked_q.  This is an optimization hint and the caller is
157  * allowed to pass in %NULL even when it's holding a queue_lock.
158  */
159 void put_io_context(struct io_context *ioc, struct request_queue *locked_q)
160 {
161         struct request_queue *last_q = locked_q;
162         unsigned long flags;
163
164         if (ioc == NULL)
165                 return;
166
167         BUG_ON(atomic_long_read(&ioc->refcount) <= 0);
168         if (locked_q)
169                 lockdep_assert_held(locked_q->queue_lock);
170
171         if (!atomic_long_dec_and_test(&ioc->refcount))
172                 return;
173
174         /*
175          * Destroy @ioc.  This is a bit messy because icq's are chained
176          * from both ioc and queue, and ioc->lock nests inside queue_lock.
177          * The inner ioc->lock should be held to walk our icq_list and then
178          * for each icq the outer matching queue_lock should be grabbed.
179          * ie. We need to do reverse-order double lock dancing.
180          *
181          * Another twist is that we are often called with one of the
182          * matching queue_locks held as indicated by @locked_q, which
183          * prevents performing double-lock dance for other queues.
184          *
185          * So, we do it in two stages.  The fast path uses the queue_lock
186          * the caller is holding and, if other queues need to be accessed,
187          * uses trylock to avoid introducing locking dependency.  This can
188          * handle most cases, especially if @ioc was performing IO on only
189          * single device.
190          *
191          * If trylock doesn't cut it, we defer to @ioc->release_work which
192          * can do all the double-locking dancing.
193          */
194         spin_lock_irqsave_nested(&ioc->lock, flags,
195                                  ioc_release_depth(locked_q));
196
197         while (!hlist_empty(&ioc->icq_list)) {
198                 struct io_cq *icq = hlist_entry(ioc->icq_list.first,
199                                                 struct io_cq, ioc_node);
200                 struct request_queue *this_q = icq->q;
201
202                 if (this_q != last_q) {
203                         if (last_q && last_q != locked_q)
204                                 spin_unlock(last_q->queue_lock);
205                         last_q = NULL;
206
207                         if (!spin_trylock(this_q->queue_lock))
208                                 break;
209                         last_q = this_q;
210                         continue;
211                 }
212                 ioc_exit_icq(icq);
213         }
214
215         if (last_q && last_q != locked_q)
216                 spin_unlock(last_q->queue_lock);
217
218         spin_unlock_irqrestore(&ioc->lock, flags);
219
220         /* if no icq is left, we're done; otherwise, kick release_work */
221         if (hlist_empty(&ioc->icq_list))
222                 kmem_cache_free(iocontext_cachep, ioc);
223         else
224                 schedule_work(&ioc->release_work);
225 }
226 EXPORT_SYMBOL(put_io_context);
227
228 /* Called by the exiting task */
229 void exit_io_context(struct task_struct *task)
230 {
231         struct io_context *ioc;
232
233         task_lock(task);
234         ioc = task->io_context;
235         task->io_context = NULL;
236         task_unlock(task);
237
238         atomic_dec(&ioc->nr_tasks);
239         put_io_context(ioc, NULL);
240 }
241
242 /**
243  * ioc_clear_queue - break any ioc association with the specified queue
244  * @q: request_queue being cleared
245  *
246  * Walk @q->icq_list and exit all io_cq's.  Must be called with @q locked.
247  */
248 void ioc_clear_queue(struct request_queue *q)
249 {
250         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
251
252         while (!list_empty(&q->icq_list)) {
253                 struct io_cq *icq = list_entry(q->icq_list.next,
254                                                struct io_cq, q_node);
255                 struct io_context *ioc = icq->ioc;
256
257                 spin_lock(&ioc->lock);
258                 ioc_exit_icq(icq);
259                 spin_unlock(&ioc->lock);
260         }
261 }
262
263 void create_io_context_slowpath(struct task_struct *task, gfp_t gfp_flags,
264                                 int node)
265 {
266         struct io_context *ioc;
267
268         ioc = kmem_cache_alloc_node(iocontext_cachep, gfp_flags | __GFP_ZERO,
269                                     node);
270         if (unlikely(!ioc))
271                 return;
272
273         /* initialize */
274         atomic_long_set(&ioc->refcount, 1);
275         atomic_set(&ioc->nr_tasks, 1);
276         spin_lock_init(&ioc->lock);
277         INIT_RADIX_TREE(&ioc->icq_tree, GFP_ATOMIC | __GFP_HIGH);
278         INIT_HLIST_HEAD(&ioc->icq_list);
279         INIT_WORK(&ioc->release_work, ioc_release_fn);
280
281         /*
282          * Try to install.  ioc shouldn't be installed if someone else
283          * already did or @task, which isn't %current, is exiting.  Note
284          * that we need to allow ioc creation on exiting %current as exit
285          * path may issue IOs from e.g. exit_files().  The exit path is
286          * responsible for not issuing IO after exit_io_context().
287          */
288         task_lock(task);
289         if (!task->io_context &&
290             (task == current || !(task->flags & PF_EXITING)))
291                 task->io_context = ioc;
292         else
293                 kmem_cache_free(iocontext_cachep, ioc);
294         task_unlock(task);
295 }
296
297 /**
298  * get_task_io_context - get io_context of a task
299  * @task: task of interest
300  * @gfp_flags: allocation flags, used if allocation is necessary
301  * @node: allocation node, used if allocation is necessary
302  *
303  * Return io_context of @task.  If it doesn't exist, it is created with
304  * @gfp_flags and @node.  The returned io_context has its reference count
305  * incremented.
306  *
307  * This function always goes through task_lock() and it's better to use
308  * %current->io_context + get_io_context() for %current.
309  */
310 struct io_context *get_task_io_context(struct task_struct *task,
311                                        gfp_t gfp_flags, int node)
312 {
313         struct io_context *ioc;
314
315         might_sleep_if(gfp_flags & __GFP_WAIT);
316
317         do {
318                 task_lock(task);
319                 ioc = task->io_context;
320                 if (likely(ioc)) {
321                         get_io_context(ioc);
322                         task_unlock(task);
323                         return ioc;
324                 }
325                 task_unlock(task);
326         } while (create_io_context(task, gfp_flags, node));
327
328         return NULL;
329 }
330 EXPORT_SYMBOL(get_task_io_context);
331
332 /**
333  * ioc_lookup_icq - lookup io_cq from ioc
334  * @ioc: the associated io_context
335  * @q: the associated request_queue
336  *
337  * Look up io_cq associated with @ioc - @q pair from @ioc.  Must be called
338  * with @q->queue_lock held.
339  */
340 struct io_cq *ioc_lookup_icq(struct io_context *ioc, struct request_queue *q)
341 {
342         struct io_cq *icq;
343
344         lockdep_assert_held(q->queue_lock);
345
346         /*
347          * icq's are indexed from @ioc using radix tree and hint pointer,
348          * both of which are protected with RCU.  All removals are done
349          * holding both q and ioc locks, and we're holding q lock - if we
350          * find a icq which points to us, it's guaranteed to be valid.
351          */
352         rcu_read_lock();
353         icq = rcu_dereference(ioc->icq_hint);
354         if (icq && icq->q == q)
355                 goto out;
356
357         icq = radix_tree_lookup(&ioc->icq_tree, q->id);
358         if (icq && icq->q == q)
359                 rcu_assign_pointer(ioc->icq_hint, icq); /* allowed to race */
360         else
361                 icq = NULL;
362 out:
363         rcu_read_unlock();
364         return icq;
365 }
366 EXPORT_SYMBOL(ioc_lookup_icq);
367
368 /**
369  * ioc_create_icq - create and link io_cq
370  * @q: request_queue of interest
371  * @gfp_mask: allocation mask
372  *
373  * Make sure io_cq linking %current->io_context and @q exists.  If either
374  * io_context and/or icq don't exist, they will be created using @gfp_mask.
375  *
376  * The caller is responsible for ensuring @ioc won't go away and @q is
377  * alive and will stay alive until this function returns.
378  */
379 struct io_cq *ioc_create_icq(struct request_queue *q, gfp_t gfp_mask)
380 {
381         struct elevator_type *et = q->elevator->type;
382         struct io_context *ioc;
383         struct io_cq *icq;
384
385         /* allocate stuff */
386         ioc = create_io_context(current, gfp_mask, q->node);
387         if (!ioc)
388                 return NULL;
389
390         icq = kmem_cache_alloc_node(et->icq_cache, gfp_mask | __GFP_ZERO,
391                                     q->node);
392         if (!icq)
393                 return NULL;
394
395         if (radix_tree_preload(gfp_mask) < 0) {
396                 kmem_cache_free(et->icq_cache, icq);
397                 return NULL;
398         }
399
400         icq->ioc = ioc;
401         icq->q = q;
402         INIT_LIST_HEAD(&icq->q_node);
403         INIT_HLIST_NODE(&icq->ioc_node);
404
405         /* lock both q and ioc and try to link @icq */
406         spin_lock_irq(q->queue_lock);
407         spin_lock(&ioc->lock);
408
409         if (likely(!radix_tree_insert(&ioc->icq_tree, q->id, icq))) {
410                 hlist_add_head(&icq->ioc_node, &ioc->icq_list);
411                 list_add(&icq->q_node, &q->icq_list);
412                 if (et->ops.elevator_init_icq_fn)
413                         et->ops.elevator_init_icq_fn(icq);
414         } else {
415                 kmem_cache_free(et->icq_cache, icq);
416                 icq = ioc_lookup_icq(ioc, q);
417                 if (!icq)
418                         printk(KERN_ERR "cfq: icq link failed!\n");
419         }
420
421         spin_unlock(&ioc->lock);
422         spin_unlock_irq(q->queue_lock);
423         radix_tree_preload_end();
424         return icq;
425 }
426
427 void ioc_set_changed(struct io_context *ioc, int which)
428 {
429         struct io_cq *icq;
430         struct hlist_node *n;
431
432         hlist_for_each_entry(icq, n, &ioc->icq_list, ioc_node)
433                 set_bit(which, &icq->changed);
434 }
435
436 /**
437  * ioc_ioprio_changed - notify ioprio change
438  * @ioc: io_context of interest
439  * @ioprio: new ioprio
440  *
441  * @ioc's ioprio has changed to @ioprio.  Set %ICQ_IOPRIO_CHANGED for all
442  * icq's.  iosched is responsible for checking the bit and applying it on
443  * request issue path.
444  */
445 void ioc_ioprio_changed(struct io_context *ioc, int ioprio)
446 {
447         unsigned long flags;
448
449         spin_lock_irqsave(&ioc->lock, flags);
450         ioc->ioprio = ioprio;
451         ioc_set_changed(ioc, ICQ_IOPRIO_CHANGED);
452         spin_unlock_irqrestore(&ioc->lock, flags);
453 }
454
455 /**
456  * ioc_cgroup_changed - notify cgroup change
457  * @ioc: io_context of interest
458  *
459  * @ioc's cgroup has changed.  Set %ICQ_CGROUP_CHANGED for all icq's.
460  * iosched is responsible for checking the bit and applying it on request
461  * issue path.
462  */
463 void ioc_cgroup_changed(struct io_context *ioc)
464 {
465         unsigned long flags;
466
467         spin_lock_irqsave(&ioc->lock, flags);
468         ioc_set_changed(ioc, ICQ_CGROUP_CHANGED);
469         spin_unlock_irqrestore(&ioc->lock, flags);
470 }
471 EXPORT_SYMBOL(ioc_cgroup_changed);
472
473 static int __init blk_ioc_init(void)
474 {
475         iocontext_cachep = kmem_cache_create("blkdev_ioc",
476                         sizeof(struct io_context), 0, SLAB_PANIC, NULL);
477         return 0;
478 }
479 subsys_initcall(blk_ioc_init);