block/as-iosched.c

   1 /*
   2  *  Anticipatory & deadline i/o scheduler.
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2002 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
   5  *                     Nick Piggin <nickpiggin@yahoo.com.au>
   6  *
   7  */
   8 #include <linux/kernel.h>
   9 #include <linux/fs.h>
  10 #include <linux/blkdev.h>
  11 #include <linux/elevator.h>
  12 #include <linux/bio.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/slab.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/compiler.h>
  17 #include <linux/rbtree.h>
  18 #include <linux/interrupt.h>
  19
  20 #define REQ_SYNC        1
  21 #define REQ_ASYNC       0
  22
  23 /*
  24  * See Documentation/block/as-iosched.txt
  25  */
  26
  27 /*
  28  * max time before a read is submitted.
  29  */
  30 #define default_read_expire (HZ / 8)
  31
  32 /*
  33  * ditto for writes, these limits are not hard, even
  34  * if the disk is capable of satisfying them.
  35  */
  36 #define default_write_expire (HZ / 4)
  37
  38 /*
  39  * read_batch_expire describes how long we will allow a stream of reads to
  40  * persist before looking to see whether it is time to switch over to writes.
  41  */
  42 #define default_read_batch_expire (HZ / 2)
  43
  44 /*
  45  * write_batch_expire describes how long we want a stream of writes to run for.
  46  * This is not a hard limit, but a target we set for the auto-tuning thingy.
  47  * See, the problem is: we can send a lot of writes to disk cache / TCQ in
  48  * a short amount of time...
  49  */
  50 #define default_write_batch_expire (HZ / 8)
  51
  52 /*
  53  * max time we may wait to anticipate a read (default around 6ms)
  54  */
  55 #define default_antic_expire ((HZ / 150) ? HZ / 150 : 1)
  56
  57 /*
  58  * Keep track of up to 20ms thinktimes. We can go as big as we like here,
  59  * however huge values tend to interfere and not decay fast enough. A program
  60  * might be in a non-io phase of operation. Waiting on user input for example,
  61  * or doing a lengthy computation. A small penalty can be justified there, and
  62  * will still catch out those processes that constantly have large thinktimes.
  63  */
  64 #define MAX_THINKTIME (HZ/50UL)
  65
  66 /* Bits in as_io_context.state */
  67 enum as_io_states {
  68         AS_TASK_RUNNING=0,      /* Process has not exited */
  69         AS_TASK_IOSTARTED,      /* Process has started some IO */
  70         AS_TASK_IORUNNING,      /* Process has completed some IO */
  71 };
  72
  73 enum anticipation_status {
  74         ANTIC_OFF=0,            /* Not anticipating (normal operation)  */
  75         ANTIC_WAIT_REQ,         /* The last read has not yet completed  */
  76         ANTIC_WAIT_NEXT,        /* Currently anticipating a request vs
  77                                    last read (which has completed) */
  78         ANTIC_FINISHED,         /* Anticipating but have found a candidate
  79                                  * or timed out */
  80 };
  81
  82 struct as_data {
  83         /*
  84          * run time data
  85          */
  86
  87         struct request_queue *q;        /* the "owner" queue */
  88
  89         /*
  90          * requests (as_rq s) are present on both sort_list and fifo_list
  91          */
  92         struct rb_root sort_list[2];
  93         struct list_head fifo_list[2];
  94
  95         struct request *next_rq[2];     /* next in sort order */
  96         sector_t last_sector[2];        /* last REQ_SYNC & REQ_ASYNC sectors */
  97
  98         unsigned long exit_prob;        /* probability a task will exit while
  99                                            being waited on */
 100         unsigned long exit_no_coop;     /* probablility an exited task will
 101                                            not be part of a later cooperating
 102                                            request */
 103         unsigned long new_ttime_total;  /* mean thinktime on new proc */
 104         unsigned long new_ttime_mean;
 105         u64 new_seek_total;             /* mean seek on new proc */
 106         sector_t new_seek_mean;
 107
 108         unsigned long current_batch_expires;
 109         unsigned long last_check_fifo[2];
 110         int changed_batch;              /* 1: waiting for old batch to end */
 111         int new_batch;                  /* 1: waiting on first read complete */
 112         int batch_data_dir;             /* current batch REQ_SYNC / REQ_ASYNC */
 113         int write_batch_count;          /* max # of reqs in a write batch */
 114         int current_write_count;        /* how many requests left this batch */
 115         int write_batch_idled;          /* has the write batch gone idle? */
 116
 117         enum anticipation_status antic_status;
 118         unsigned long antic_start;      /* jiffies: when it started */
 119         struct timer_list antic_timer;  /* anticipatory scheduling timer */
 120         struct work_struct antic_work;  /* Deferred unplugging */
 121         struct io_context *io_context;  /* Identify the expected process */
 122         int ioc_finished; /* IO associated with io_context is finished */
 123         int nr_dispatched;
 124
 125         /*
 126          * settings that change how the i/o scheduler behaves
 127          */
 128         unsigned long fifo_expire[2];
 129         unsigned long batch_expire[2];
 130         unsigned long antic_expire;
 131 };
 132
 133 /*
 134  * per-request data.
 135  */
 136 enum arq_state {
 137         AS_RQ_NEW=0,            /* New - not referenced and not on any lists */
 138         AS_RQ_QUEUED,           /* In the request queue. It belongs to the
 139                                    scheduler */
 140         AS_RQ_DISPATCHED,       /* On the dispatch list. It belongs to the
 141                                    driver now */
 142         AS_RQ_PRESCHED,         /* Debug poisoning for requests being used */
 143         AS_RQ_REMOVED,
 144         AS_RQ_MERGED,
 145         AS_RQ_POSTSCHED,        /* when they shouldn't be */
 146 };
 147
 148 #define RQ_IOC(rq)      ((struct io_context *) (rq)->elevator_private)
 149 #define RQ_STATE(rq)    ((enum arq_state)(rq)->elevator_private2)
 150 #define RQ_SET_STATE(rq, state) ((rq)->elevator_private2 = (void *) state)
 151
 152 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, ioc_count);
 153 static struct completion *ioc_gone;
 154
 155 static void as_move_to_dispatch(struct as_data *ad, struct request *rq);
 156 static void as_antic_stop(struct as_data *ad);
 157
 158 /*
 159  * IO Context helper functions
 160  */
 161
 162 /* Called to deallocate the as_io_context */
 163 static void free_as_io_context(struct as_io_context *aic)
 164 {
 165         kfree(aic);
 166         elv_ioc_count_dec(ioc_count);
 167         if (ioc_gone && !elv_ioc_count_read(ioc_count))
 168                 complete(ioc_gone);
 169 }
 170
 171 static void as_trim(struct io_context *ioc)
 172 {
 173         spin_lock(&ioc->lock);
 174         if (ioc->aic)
 175                 free_as_io_context(ioc->aic);
 176         ioc->aic = NULL;
 177         spin_unlock(&ioc->lock);
 178 }
 179
 180 /* Called when the task exits */
 181 static void exit_as_io_context(struct as_io_context *aic)
 182 {
 183         WARN_ON(!test_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state));
 184         clear_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state);
 185 }
 186
 187 static struct as_io_context *alloc_as_io_context(void)
 188 {
 189         struct as_io_context *ret;
 190
 191         ret = kmalloc(sizeof(*ret), GFP_ATOMIC);
 192         if (ret) {
 193                 ret->dtor = free_as_io_context;
 194                 ret->exit = exit_as_io_context;
 195                 ret->state = 1 << AS_TASK_RUNNING;
 196                 atomic_set(&ret->nr_queued, 0);
 197                 atomic_set(&ret->nr_dispatched, 0);
 198                 spin_lock_init(&ret->lock);
 199                 ret->ttime_total = 0;
 200                 ret->ttime_samples = 0;
 201                 ret->ttime_mean = 0;
 202                 ret->seek_total = 0;
 203                 ret->seek_samples = 0;
 204                 ret->seek_mean = 0;
 205                 elv_ioc_count_inc(ioc_count);
 206         }
 207
 208         return ret;
 209 }
 210
 211 /*
 212  * If the current task has no AS IO context then create one and initialise it.
 213  * Then take a ref on the task's io context and return it.
 214  */
 215 static struct io_context *as_get_io_context(int node)
 216 {
 217         struct io_context *ioc = get_io_context(GFP_ATOMIC, node);
 218         if (ioc && !ioc->aic) {
 219                 ioc->aic = alloc_as_io_context();
 220                 if (!ioc->aic) {
 221                         put_io_context(ioc);
 222                         ioc = NULL;
 223                 }
 224         }
 225         return ioc;
 226 }
 227
 228 static void as_put_io_context(struct request *rq)
 229 {
 230         struct as_io_context *aic;
 231
 232         if (unlikely(!RQ_IOC(rq)))
 233                 return;
 234
 235         aic = RQ_IOC(rq)->aic;
 236
 237         if (rq_is_sync(rq) && aic) {
 238                 spin_lock(&aic->lock);
 239                 set_bit(AS_TASK_IORUNNING, &aic->state);
 240                 aic->last_end_request = jiffies;
 241                 spin_unlock(&aic->lock);
 242         }
 243
 244         put_io_context(RQ_IOC(rq));
 245 }
 246
 247 /*
 248  * rb tree support functions
 249  */
 250 #define RQ_RB_ROOT(ad, rq)      (&(ad)->sort_list[rq_is_sync((rq))])
 251
 252 static void as_add_rq_rb(struct as_data *ad, struct request *rq)
 253 {
 254         struct request *alias;
 255
 256         while ((unlikely(alias = elv_rb_add(RQ_RB_ROOT(ad, rq), rq)))) {
 257                 as_move_to_dispatch(ad, alias);
 258                 as_antic_stop(ad);
 259         }
 260 }
 261
 262 static inline void as_del_rq_rb(struct as_data *ad, struct request *rq)
 263 {
 264         elv_rb_del(RQ_RB_ROOT(ad, rq), rq);
 265 }
 266
 267 /*
 268  * IO Scheduler proper
 269  */
 270
 271 #define MAXBACK (1024 * 1024)   /*
 272                                  * Maximum distance the disk will go backward
 273                                  * for a request.
 274                                  */
 275
 276 #define BACK_PENALTY    2
 277
 278 /*
 279  * as_choose_req selects the preferred one of two requests of the same data_dir
 280  * ignoring time - eg. timeouts, which is the job of as_dispatch_request
 281  */
 282 static struct request *
 283 as_choose_req(struct as_data *ad, struct request *rq1, struct request *rq2)
 284 {
 285         int data_dir;
 286         sector_t last, s1, s2, d1, d2;
 287         int r1_wrap=0, r2_wrap=0;       /* requests are behind the disk head */
 288         const sector_t maxback = MAXBACK;
 289
 290         if (rq1 == NULL || rq1 == rq2)
 291                 return rq2;
 292         if (rq2 == NULL)
 293                 return rq1;
 294
 295         data_dir = rq_is_sync(rq1);
 296
 297         last = ad->last_sector[data_dir];
 298         s1 = rq1->sector;
 299         s2 = rq2->sector;
 300
 301         BUG_ON(data_dir != rq_is_sync(rq2));
 302
 303         /*
 304          * Strict one way elevator _except_ in the case where we allow
 305          * short backward seeks which are biased as twice the cost of a
 306          * similar forward seek.
 307          */
 308         if (s1 >= last)
 309                 d1 = s1 - last;
 310         else if (s1+maxback >= last)
 311                 d1 = (last - s1)*BACK_PENALTY;
 312         else {
 313                 r1_wrap = 1;
 314                 d1 = 0; /* shut up, gcc */
 315         }
 316
 317         if (s2 >= last)
 318                 d2 = s2 - last;
 319         else if (s2+maxback >= last)
 320                 d2 = (last - s2)*BACK_PENALTY;
 321         else {
 322                 r2_wrap = 1;
 323                 d2 = 0;
 324         }
 325
 326         /* Found required data */
 327         if (!r1_wrap && r2_wrap)
 328                 return rq1;
 329         else if (!r2_wrap && r1_wrap)
 330                 return rq2;
 331         else if (r1_wrap && r2_wrap) {
 332                 /* both behind the head */
 333                 if (s1 <= s2)
 334                         return rq1;
 335                 else
 336                         return rq2;
 337         }
 338
 339         /* Both requests in front of the head */
 340         if (d1 < d2)
 341                 return rq1;
 342         else if (d2 < d1)
 343                 return rq2;
 344         else {
 345                 if (s1 >= s2)
 346                         return rq1;
 347                 else
 348                         return rq2;
 349         }
 350 }
 351
 352 /*
 353  * as_find_next_rq finds the next request after @prev in elevator order.
 354  * this with as_choose_req form the basis for how the scheduler chooses
 355  * what request to process next. Anticipation works on top of this.
 356  */
 357 static struct request *
 358 as_find_next_rq(struct as_data *ad, struct request *last)
 359 {
 360         struct rb_node *rbnext = rb_next(&last->rb_node);
 361         struct rb_node *rbprev = rb_prev(&last->rb_node);
 362         struct request *next = NULL, *prev = NULL;
 363
 364         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&last->rb_node));
 365
 366         if (rbprev)
 367                 prev = rb_entry_rq(rbprev);
 368
 369         if (rbnext)
 370                 next = rb_entry_rq(rbnext);
 371         else {
 372                 const int data_dir = rq_is_sync(last);
 373
 374                 rbnext = rb_first(&ad->sort_list[data_dir]);
 375                 if (rbnext && rbnext != &last->rb_node)
 376                         next = rb_entry_rq(rbnext);
 377         }
 378
 379         return as_choose_req(ad, next, prev);
 380 }
 381
 382 /*
 383  * anticipatory scheduling functions follow
 384  */
 385
 386 /*
 387  * as_antic_expired tells us when we have anticipated too long.
 388  * The funny "absolute difference" math on the elapsed time is to handle
 389  * jiffy wraps, and disks which have been idle for 0x80000000 jiffies.
 390  */
 391 static int as_antic_expired(struct as_data *ad)
 392 {
 393         long delta_jif;
 394
 395         delta_jif = jiffies - ad->antic_start;
 396         if (unlikely(delta_jif < 0))
 397                 delta_jif = -delta_jif;
 398         if (delta_jif < ad->antic_expire)
 399                 return 0;
 400
 401         return 1;
 402 }
 403
 404 /*
 405  * as_antic_waitnext starts anticipating that a nice request will soon be
 406  * submitted. See also as_antic_waitreq
 407  */
 408 static void as_antic_waitnext(struct as_data *ad)
 409 {
 410         unsigned long timeout;
 411
 412         BUG_ON(ad->antic_status != ANTIC_OFF
 413                         && ad->antic_status != ANTIC_WAIT_REQ);
 414
 415         timeout = ad->antic_start + ad->antic_expire;
 416
 417         mod_timer(&ad->antic_timer, timeout);
 418
 419         ad->antic_status = ANTIC_WAIT_NEXT;
 420 }
 421
 422 /*
 423  * as_antic_waitreq starts anticipating. We don't start timing the anticipation
 424  * until the request that we're anticipating on has finished. This means we
 425  * are timing from when the candidate process wakes up hopefully.
 426  */
 427 static void as_antic_waitreq(struct as_data *ad)
 428 {
 429         BUG_ON(ad->antic_status == ANTIC_FINISHED);
 430         if (ad->antic_status == ANTIC_OFF) {
 431                 if (!ad->io_context || ad->ioc_finished)
 432                         as_antic_waitnext(ad);
 433                 else
 434                         ad->antic_status = ANTIC_WAIT_REQ;
 435         }
 436 }
 437
 438 /*
 439  * This is called directly by the functions in this file to stop anticipation.
 440  * We kill the timer and schedule a call to the request_fn asap.
 441  */
 442 static void as_antic_stop(struct as_data *ad)
 443 {
 444         int status = ad->antic_status;
 445
 446         if (status == ANTIC_WAIT_REQ || status == ANTIC_WAIT_NEXT) {
 447                 if (status == ANTIC_WAIT_NEXT)
 448                         del_timer(&ad->antic_timer);
 449                 ad->antic_status = ANTIC_FINISHED;
 450                 /* see as_work_handler */
 451                 kblockd_schedule_work(&ad->antic_work);
 452         }
 453 }
 454
 455 /*
 456  * as_antic_timeout is the timer function set by as_antic_waitnext.
 457  */
 458 static void as_antic_timeout(unsigned long data)
 459 {
 460         struct request_queue *q = (struct request_queue *)data;
 461         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
 462         unsigned long flags;
 463
 464         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
 465         if (ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ
 466                         || ad->antic_status == ANTIC_WAIT_NEXT) {
 467                 struct as_io_context *aic;
 468                 spin_lock(&ad->io_context->lock);
 469                 aic = ad->io_context->aic;
 470
 471                 ad->antic_status = ANTIC_FINISHED;
 472                 kblockd_schedule_work(&ad->antic_work);
 473
 474                 if (aic->ttime_samples == 0) {
 475                         /* process anticipated on has exited or timed out*/
 476                         ad->exit_prob = (7*ad->exit_prob + 256)/8;
 477                 }
 478                 if (!test_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state)) {
 479                         /* process not "saved" by a cooperating request */
 480                         ad->exit_no_coop = (7*ad->exit_no_coop + 256)/8;
 481                 }
 482                 spin_unlock(&ad->io_context->lock);
 483         }
 484         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
 485 }
 486
 487 static void as_update_thinktime(struct as_data *ad, struct as_io_context *aic,
 488                                 unsigned long ttime)
 489 {
 490         /* fixed point: 1.0 == 1<<8 */
 491         if (aic->ttime_samples == 0) {
 492                 ad->new_ttime_total = (7*ad->new_ttime_total + 256*ttime) / 8;
 493                 ad->new_ttime_mean = ad->new_ttime_total / 256;
 494
 495                 ad->exit_prob = (7*ad->exit_prob)/8;
 496         }
 497         aic->ttime_samples = (7*aic->ttime_samples + 256) / 8;
 498         aic->ttime_total = (7*aic->ttime_total + 256*ttime) / 8;
 499         aic->ttime_mean = (aic->ttime_total + 128) / aic->ttime_samples;
 500 }
 501
 502 static void as_update_seekdist(struct as_data *ad, struct as_io_context *aic,
 503                                 sector_t sdist)
 504 {
 505         u64 total;
 506
 507         if (aic->seek_samples == 0) {
 508                 ad->new_seek_total = (7*ad->new_seek_total + 256*(u64)sdist)/8;
 509                 ad->new_seek_mean = ad->new_seek_total / 256;
 510         }
 511
 512         /*
 513          * Don't allow the seek distance to get too large from the
 514          * odd fragment, pagein, etc
 515          */
 516         if (aic->seek_samples <= 60) /* second&third seek */
 517                 sdist = min(sdist, (aic->seek_mean * 4) + 2*1024*1024);
 518         else
 519                 sdist = min(sdist, (aic->seek_mean * 4) + 2*1024*64);
 520
 521         aic->seek_samples = (7*aic->seek_samples + 256) / 8;
 522         aic->seek_total = (7*aic->seek_total + (u64)256*sdist) / 8;
 523         total = aic->seek_total + (aic->seek_samples/2);
 524         do_div(total, aic->seek_samples);
 525         aic->seek_mean = (sector_t)total;
 526 }
 527
 528 /*
 529  * as_update_iohist keeps a decaying histogram of IO thinktimes, and
 530  * updates @aic->ttime_mean based on that. It is called when a new
 531  * request is queued.
 532  */
 533 static void as_update_iohist(struct as_data *ad, struct as_io_context *aic,
 534                                 struct request *rq)
 535 {
 536         int data_dir = rq_is_sync(rq);
 537         unsigned long thinktime = 0;
 538         sector_t seek_dist;
 539
 540         if (aic == NULL)
 541                 return;
 542
 543         if (data_dir == REQ_SYNC) {
 544                 unsigned long in_flight = atomic_read(&aic->nr_queued)
 545                                         + atomic_read(&aic->nr_dispatched);
 546                 spin_lock(&aic->lock);
 547                 if (test_bit(AS_TASK_IORUNNING, &aic->state) ||
 548                         test_bit(AS_TASK_IOSTARTED, &aic->state)) {
 549                         /* Calculate read -> read thinktime */
 550                         if (test_bit(AS_TASK_IORUNNING, &aic->state)
 551                                                         && in_flight == 0) {
 552                                 thinktime = jiffies - aic->last_end_request;
 553                                 thinktime = min(thinktime, MAX_THINKTIME-1);
 554                         }
 555                         as_update_thinktime(ad, aic, thinktime);
 556
 557                         /* Calculate read -> read seek distance */
 558                         if (aic->last_request_pos < rq->sector)
 559                                 seek_dist = rq->sector - aic->last_request_pos;
 560                         else
 561                                 seek_dist = aic->last_request_pos - rq->sector;
 562                         as_update_seekdist(ad, aic, seek_dist);
 563                 }
 564                 aic->last_request_pos = rq->sector + rq->nr_sectors;
 565                 set_bit(AS_TASK_IOSTARTED, &aic->state);
 566                 spin_unlock(&aic->lock);
 567         }
 568 }
 569
 570 /*
 571  * as_close_req decides if one request is considered "close" to the
 572  * previous one issued.
 573  */
 574 static int as_close_req(struct as_data *ad, struct as_io_context *aic,
 575                         struct request *rq)
 576 {
 577         unsigned long delay;    /* jiffies */
 578         sector_t last = ad->last_sector[ad->batch_data_dir];
 579         sector_t next = rq->sector;
 580         sector_t delta; /* acceptable close offset (in sectors) */
 581         sector_t s;
 582
 583         if (ad->antic_status == ANTIC_OFF || !ad->ioc_finished)
 584                 delay = 0;
 585         else
 586                 delay = jiffies - ad->antic_start;
 587
 588         if (delay == 0)
 589                 delta = 8192;
 590         else if (delay <= (20 * HZ / 1000) && delay <= ad->antic_expire)
 591                 delta = 8192 << delay;
 592         else
 593                 return 1;
 594
 595         if ((last <= next + (delta>>1)) && (next <= last + delta))
 596                 return 1;
 597
 598         if (last < next)
 599                 s = next - last;
 600         else
 601                 s = last - next;
 602
 603         if (aic->seek_samples == 0) {
 604                 /*
 605                  * Process has just started IO. Use past statistics to
 606                  * gauge success possibility
 607                  */
 608                 if (ad->new_seek_mean > s) {
 609                         /* this request is better than what we're expecting */
 610                         return 1;
 611                 }
 612
 613         } else {
 614                 if (aic->seek_mean > s) {
 615                         /* this request is better than what we're expecting */
 616                         return 1;
 617                 }
 618         }
 619
 620         return 0;
 621 }
 622
 623 /*
 624  * as_can_break_anticipation returns true if we have been anticipating this
 625  * request.
 626  *
 627  * It also returns true if the process against which we are anticipating
 628  * submits a write - that's presumably an fsync, O_SYNC write, etc. We want to
 629  * dispatch it ASAP, because we know that application will not be submitting
 630  * any new reads.
 631  *
 632  * If the task which has submitted the request has exited, break anticipation.
 633  *
 634  * If this task has queued some other IO, do not enter enticipation.
 635  */
 636 static int as_can_break_anticipation(struct as_data *ad, struct request *rq)
 637 {
 638         struct io_context *ioc;
 639         struct as_io_context *aic;
 640
 641         ioc = ad->io_context;
 642         BUG_ON(!ioc);
 643         spin_lock(&ioc->lock);
 644
 645         if (rq && ioc == RQ_IOC(rq)) {
 646                 /* request from same process */
 647                 spin_unlock(&ioc->lock);
 648                 return 1;
 649         }
 650
 651         if (ad->ioc_finished && as_antic_expired(ad)) {
 652                 /*
 653                  * In this situation status should really be FINISHED,
 654                  * however the timer hasn't had the chance to run yet.
 655                  */
 656                 spin_unlock(&ioc->lock);
 657                 return 1;
 658         }
 659
 660         aic = ioc->aic;
 661         if (!aic) {
 662                 spin_unlock(&ioc->lock);
 663                 return 0;
 664         }
 665
 666         if (atomic_read(&aic->nr_queued) > 0) {
 667                 /* process has more requests queued */
 668                 spin_unlock(&ioc->lock);
 669                 return 1;
 670         }
 671
 672         if (atomic_read(&aic->nr_dispatched) > 0) {
 673                 /* process has more requests dispatched */
 674                 spin_unlock(&ioc->lock);
 675                 return 1;
 676         }
 677
 678         if (rq && rq_is_sync(rq) && as_close_req(ad, aic, rq)) {
 679                 /*
 680                  * Found a close request that is not one of ours.
 681                  *
 682                  * This makes close requests from another process update
 683                  * our IO history. Is generally useful when there are
 684                  * two or more cooperating processes working in the same
 685                  * area.
 686                  */
 687                 if (!test_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state)) {
 688                         if (aic->ttime_samples == 0)
 689                                 ad->exit_prob = (7*ad->exit_prob + 256)/8;
 690
 691                         ad->exit_no_coop = (7*ad->exit_no_coop)/8;
 692                 }
 693
 694                 as_update_iohist(ad, aic, rq);
 695                 spin_unlock(&ioc->lock);
 696                 return 1;
 697         }
 698
 699         if (!test_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state)) {
 700                 /* process anticipated on has exited */
 701                 if (aic->ttime_samples == 0)
 702                         ad->exit_prob = (7*ad->exit_prob + 256)/8;
 703
 704                 if (ad->exit_no_coop > 128) {
 705                         spin_unlock(&ioc->lock);
 706                         return 1;
 707                 }
 708         }
 709
 710         if (aic->ttime_samples == 0) {
 711                 if (ad->new_ttime_mean > ad->antic_expire) {
 712                         spin_unlock(&ioc->lock);
 713                         return 1;
 714                 }
 715                 if (ad->exit_prob * ad->exit_no_coop > 128*256) {
 716                         spin_unlock(&ioc->lock);
 717                         return 1;
 718                 }
 719         } else if (aic->ttime_mean > ad->antic_expire) {
 720                 /* the process thinks too much between requests */
 721                 spin_unlock(&ioc->lock);
 722                 return 1;
 723         }
 724         spin_unlock(&ioc->lock);
 725         return 0;
 726 }
 727
 728 /*
 729  * as_can_anticipate indicates whether we should either run rq
 730  * or keep anticipating a better request.
 731  */
 732 static int as_can_anticipate(struct as_data *ad, struct request *rq)
 733 {
 734         if (!ad->io_context)
 735                 /*
 736                  * Last request submitted was a write
 737                  */
 738                 return 0;
 739
 740         if (ad->antic_status == ANTIC_FINISHED)
 741                 /*
 742                  * Don't restart if we have just finished. Run the next request
 743                  */
 744                 return 0;
 745
 746         if (as_can_break_anticipation(ad, rq))
 747                 /*
 748                  * This request is a good candidate. Don't keep anticipating,
 749                  * run it.
 750                  */
 751                 return 0;
 752
 753         /*
 754          * OK from here, we haven't finished, and don't have a decent request!
 755          * Status is either ANTIC_OFF so start waiting,
 756          * ANTIC_WAIT_REQ so continue waiting for request to finish
 757          * or ANTIC_WAIT_NEXT so continue waiting for an acceptable request.
 758          */
 759
 760         return 1;
 761 }
 762
 763 /*
 764  * as_update_rq must be called whenever a request (rq) is added to
 765  * the sort_list. This function keeps caches up to date, and checks if the
 766  * request might be one we are "anticipating"
 767  */
 768 static void as_update_rq(struct as_data *ad, struct request *rq)
 769 {
 770         const int data_dir = rq_is_sync(rq);
 771
 772         /* keep the next_rq cache up to date */
 773         ad->next_rq[data_dir] = as_choose_req(ad, rq, ad->next_rq[data_dir]);
 774
 775         /*
 776          * have we been anticipating this request?
 777          * or does it come from the same process as the one we are anticipating
 778          * for?
 779          */
 780         if (ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ
 781                         || ad->antic_status == ANTIC_WAIT_NEXT) {
 782                 if (as_can_break_anticipation(ad, rq))
 783                         as_antic_stop(ad);
 784         }
 785 }
 786
 787 /*
 788  * Gathers timings and resizes the write batch automatically
 789  */
 790 static void update_write_batch(struct as_data *ad)
 791 {
 792         unsigned long batch = ad->batch_expire[REQ_ASYNC];
 793         long write_time;
 794
 795         write_time = (jiffies - ad->current_batch_expires) + batch;
 796         if (write_time < 0)
 797                 write_time = 0;
 798
 799         if (write_time > batch && !ad->write_batch_idled) {
 800                 if (write_time > batch * 3)
 801                         ad->write_batch_count /= 2;
 802                 else
 803                         ad->write_batch_count--;
 804         } else if (write_time < batch && ad->current_write_count == 0) {
 805                 if (batch > write_time * 3)
 806                         ad->write_batch_count *= 2;
 807                 else
 808                         ad->write_batch_count++;
 809         }
 810
 811         if (ad->write_batch_count < 1)
 812                 ad->write_batch_count = 1;
 813 }
 814
 815 /*
 816  * as_completed_request is to be called when a request has completed and
 817  * returned something to the requesting process, be it an error or data.
 818  */
 819 static void as_completed_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
 820 {
 821         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
 822
 823         WARN_ON(!list_empty(&rq->queuelist));
 824
 825         if (RQ_STATE(rq) != AS_RQ_REMOVED) {
 826                 printk("rq->state %d\n", RQ_STATE(rq));
 827                 WARN_ON(1);
 828                 goto out;
 829         }
 830
 831         if (ad->changed_batch && ad->nr_dispatched == 1) {
 832                 kblockd_schedule_work(&ad->antic_work);
 833                 ad->changed_batch = 0;
 834
 835                 if (ad->batch_data_dir == REQ_SYNC)
 836                         ad->new_batch = 1;
 837         }
 838         WARN_ON(ad->nr_dispatched == 0);
 839         ad->nr_dispatched--;
 840
 841         /*
 842          * Start counting the batch from when a request of that direction is
 843          * actually serviced. This should help devices with big TCQ windows
 844          * and writeback caches
 845          */
 846         if (ad->new_batch && ad->batch_data_dir == rq_is_sync(rq)) {
 847                 update_write_batch(ad);
 848                 ad->current_batch_expires = jiffies +
 849                                 ad->batch_expire[REQ_SYNC];
 850                 ad->new_batch = 0;
 851         }
 852
 853         if (ad->io_context == RQ_IOC(rq) && ad->io_context) {
 854                 ad->antic_start = jiffies;
 855                 ad->ioc_finished = 1;
 856                 if (ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ) {
 857                         /*
 858                          * We were waiting on this request, now anticipate
 859                          * the next one
 860                          */
 861                         as_antic_waitnext(ad);
 862                 }
 863         }
 864
 865         as_put_io_context(rq);
 866 out:
 867         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_POSTSCHED);
 868 }
 869
 870 /*
 871  * as_remove_queued_request removes a request from the pre dispatch queue
 872  * without updating refcounts. It is expected the caller will drop the
 873  * reference unless it replaces the request at somepart of the elevator
 874  * (ie. the dispatch queue)
 875  */
 876 static void as_remove_queued_request(struct request_queue *q,
 877                                      struct request *rq)
 878 {
 879         const int data_dir = rq_is_sync(rq);
 880         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
 881         struct io_context *ioc;
 882
 883         WARN_ON(RQ_STATE(rq) != AS_RQ_QUEUED);
 884
 885         ioc = RQ_IOC(rq);
 886         if (ioc && ioc->aic) {
 887                 BUG_ON(!atomic_read(&ioc->aic->nr_queued));
 888                 atomic_dec(&ioc->aic->nr_queued);
 889         }
 890
 891         /*
 892          * Update the "next_rq" cache if we are about to remove its
 893          * entry
 894          */
 895         if (ad->next_rq[data_dir] == rq)
 896                 ad->next_rq[data_dir] = as_find_next_rq(ad, rq);
 897
 898         rq_fifo_clear(rq);
 899         as_del_rq_rb(ad, rq);
 900 }
 901
 902 /*
 903  * as_fifo_expired returns 0 if there are no expired requests on the fifo,
 904  * 1 otherwise.  It is ratelimited so that we only perform the check once per
 905  * `fifo_expire' interval.  Otherwise a large number of expired requests
 906  * would create a hopeless seekstorm.
 907  *
 908  * See as_antic_expired comment.
 909  */
 910 static int as_fifo_expired(struct as_data *ad, int adir)
 911 {
 912         struct request *rq;
 913         long delta_jif;
 914
 915         delta_jif = jiffies - ad->last_check_fifo[adir];
 916         if (unlikely(delta_jif < 0))
 917                 delta_jif = -delta_jif;
 918         if (delta_jif < ad->fifo_expire[adir])
 919                 return 0;
 920
 921         ad->last_check_fifo[adir] = jiffies;
 922
 923         if (list_empty(&ad->fifo_list[adir]))
 924                 return 0;
 925
 926         rq = rq_entry_fifo(ad->fifo_list[adir].next);
 927
 928         return time_after(jiffies, rq_fifo_time(rq));
 929 }
 930
 931 /*
 932  * as_batch_expired returns true if the current batch has expired. A batch
 933  * is a set of reads or a set of writes.
 934  */
 935 static inline int as_batch_expired(struct as_data *ad)
 936 {
 937         if (ad->changed_batch || ad->new_batch)
 938                 return 0;
 939
 940         if (ad->batch_data_dir == REQ_SYNC)
 941                 /* TODO! add a check so a complete fifo gets written? */
 942                 return time_after(jiffies, ad->current_batch_expires);
 943
 944         return time_after(jiffies, ad->current_batch_expires)
 945                 || ad->current_write_count == 0;
 946 }
 947
 948 /*
 949  * move an entry to dispatch queue
 950  */
 951 static void as_move_to_dispatch(struct as_data *ad, struct request *rq)
 952 {
 953         const int data_dir = rq_is_sync(rq);
 954
 955         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&rq->rb_node));
 956
 957         as_antic_stop(ad);
 958         ad->antic_status = ANTIC_OFF;
 959
 960         /*
 961          * This has to be set in order to be correctly updated by
 962          * as_find_next_rq
 963          */
 964         ad->last_sector[data_dir] = rq->sector + rq->nr_sectors;
 965
 966         if (data_dir == REQ_SYNC) {
 967                 struct io_context *ioc = RQ_IOC(rq);
 968                 /* In case we have to anticipate after this */
 969                 copy_io_context(&ad->io_context, &ioc);
 970         } else {
 971                 if (ad->io_context) {
 972                         put_io_context(ad->io_context);
 973                         ad->io_context = NULL;
 974                 }
 975
 976                 if (ad->current_write_count != 0)
 977                         ad->current_write_count--;
 978         }
 979         ad->ioc_finished = 0;
 980
 981         ad->next_rq[data_dir] = as_find_next_rq(ad, rq);
 982
 983         /*
 984          * take it off the sort and fifo list, add to dispatch queue
 985          */
 986         as_remove_queued_request(ad->q, rq);
 987         WARN_ON(RQ_STATE(rq) != AS_RQ_QUEUED);
 988
 989         elv_dispatch_sort(ad->q, rq);
 990
 991         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_DISPATCHED);
 992         if (RQ_IOC(rq) && RQ_IOC(rq)->aic)
 993                 atomic_inc(&RQ_IOC(rq)->aic->nr_dispatched);
 994         ad->nr_dispatched++;
 995 }
 996
 997 /*
 998  * as_dispatch_request selects the best request according to
 999  * read/write expire, batch expire, etc, and moves it to the dispatch
1000  * queue. Returns 1 if a request was found, 0 otherwise.
1001  */
1002 static int as_dispatch_request(struct request_queue *q, int force)
1003 {
1004         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1005         const int reads = !list_empty(&ad->fifo_list[REQ_SYNC]);
1006         const int writes = !list_empty(&ad->fifo_list[REQ_ASYNC]);
1007         struct request *rq;
1008
1009         if (unlikely(force)) {
1010                 /*
1011                  * Forced dispatch, accounting is useless.  Reset
1012                  * accounting states and dump fifo_lists.  Note that
1013                  * batch_data_dir is reset to REQ_SYNC to avoid
1014                  * screwing write batch accounting as write batch
1015                  * accounting occurs on W->R transition.
1016                  */
1017                 int dispatched = 0;
1018
1019                 ad->batch_data_dir = REQ_SYNC;
1020                 ad->changed_batch = 0;
1021                 ad->new_batch = 0;
1022
1023                 while (ad->next_rq[REQ_SYNC]) {
1024                         as_move_to_dispatch(ad, ad->next_rq[REQ_SYNC]);
1025                         dispatched++;
1026                 }
1027                 ad->last_check_fifo[REQ_SYNC] = jiffies;
1028
1029                 while (ad->next_rq[REQ_ASYNC]) {
1030                         as_move_to_dispatch(ad, ad->next_rq[REQ_ASYNC]);
1031                         dispatched++;
1032                 }
1033                 ad->last_check_fifo[REQ_ASYNC] = jiffies;
1034
1035                 return dispatched;
1036         }
1037
1038         /* Signal that the write batch was uncontended, so we can't time it */
1039         if (ad->batch_data_dir == REQ_ASYNC && !reads) {
1040                 if (ad->current_write_count == 0 || !writes)
1041                         ad->write_batch_idled = 1;
1042         }
1043
1044         if (!(reads || writes)
1045                 || ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ
1046                 || ad->antic_status == ANTIC_WAIT_NEXT
1047                 || ad->changed_batch)
1048                 return 0;
1049
1050         if (!(reads && writes && as_batch_expired(ad))) {
1051                 /*
1052                  * batch is still running or no reads or no writes
1053                  */
1054                 rq = ad->next_rq[ad->batch_data_dir];
1055
1056                 if (ad->batch_data_dir == REQ_SYNC && ad->antic_expire) {
1057                         if (as_fifo_expired(ad, REQ_SYNC))
1058                                 goto fifo_expired;
1059
1060                         if (as_can_anticipate(ad, rq)) {
1061                                 as_antic_waitreq(ad);
1062                                 return 0;
1063                         }
1064                 }
1065
1066                 if (rq) {
1067                         /* we have a "next request" */
1068                         if (reads && !writes)
1069                                 ad->current_batch_expires =
1070                                         jiffies + ad->batch_expire[REQ_SYNC];
1071                         goto dispatch_request;
1072                 }
1073         }
1074
1075         /*
1076          * at this point we are not running a batch. select the appropriate
1077          * data direction (read / write)
1078          */
1079
1080         if (reads) {
1081                 BUG_ON(RB_EMPTY_ROOT(&ad->sort_list[REQ_SYNC]));
1082
1083                 if (writes && ad->batch_data_dir == REQ_SYNC)
1084                         /*
1085                          * Last batch was a read, switch to writes
1086                          */
1087                         goto dispatch_writes;
1088
1089                 if (ad->batch_data_dir == REQ_ASYNC) {
1090                         WARN_ON(ad->new_batch);
1091                         ad->changed_batch = 1;
1092                 }
1093                 ad->batch_data_dir = REQ_SYNC;
1094                 rq = rq_entry_fifo(ad->fifo_list[REQ_SYNC].next);
1095                 ad->last_check_fifo[ad->batch_data_dir] = jiffies;
1096                 goto dispatch_request;
1097         }
1098
1099         /*
1100          * the last batch was a read
1101          */
1102
1103         if (writes) {
1104 dispatch_writes:
1105                 BUG_ON(RB_EMPTY_ROOT(&ad->sort_list[REQ_ASYNC]));
1106
1107                 if (ad->batch_data_dir == REQ_SYNC) {
1108                         ad->changed_batch = 1;
1109
1110                         /*
1111                          * new_batch might be 1 when the queue runs out of
1112                          * reads. A subsequent submission of a write might
1113                          * cause a change of batch before the read is finished.
1114                          */
1115                         ad->new_batch = 0;
1116                 }
1117                 ad->batch_data_dir = REQ_ASYNC;
1118                 ad->current_write_count = ad->write_batch_count;
1119                 ad->write_batch_idled = 0;
1120                 rq = rq_entry_fifo(ad->fifo_list[REQ_ASYNC].next);
1121                 ad->last_check_fifo[REQ_ASYNC] = jiffies;
1122                 goto dispatch_request;
1123         }
1124
1125         BUG();
1126         return 0;
1127
1128 dispatch_request:
1129         /*
1130          * If a request has expired, service it.
1131          */
1132
1133         if (as_fifo_expired(ad, ad->batch_data_dir)) {
1134 fifo_expired:
1135                 rq = rq_entry_fifo(ad->fifo_list[ad->batch_data_dir].next);
1136         }
1137
1138         if (ad->changed_batch) {
1139                 WARN_ON(ad->new_batch);
1140
1141                 if (ad->nr_dispatched)
1142                         return 0;
1143
1144                 if (ad->batch_data_dir == REQ_ASYNC)
1145                         ad->current_batch_expires = jiffies +
1146                                         ad->batch_expire[REQ_ASYNC];
1147                 else
1148                         ad->new_batch = 1;
1149
1150                 ad->changed_batch = 0;
1151         }
1152
1153         /*
1154          * rq is the selected appropriate request.
1155          */
1156         as_move_to_dispatch(ad, rq);
1157
1158         return 1;
1159 }
1160
1161 /*
1162  * add rq to rbtree and fifo
1163  */
1164 static void as_add_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1165 {
1166         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1167         int data_dir;
1168
1169         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_NEW);
1170
1171         data_dir = rq_is_sync(rq);
1172
1173         rq->elevator_private = as_get_io_context(q->node);
1174
1175         if (RQ_IOC(rq)) {
1176                 as_update_iohist(ad, RQ_IOC(rq)->aic, rq);
1177                 atomic_inc(&RQ_IOC(rq)->aic->nr_queued);
1178         }
1179
1180         as_add_rq_rb(ad, rq);
1181
1182         /*
1183          * set expire time and add to fifo list
1184          */
1185         rq_set_fifo_time(rq, jiffies + ad->fifo_expire[data_dir]);
1186         list_add_tail(&rq->queuelist, &ad->fifo_list[data_dir]);
1187
1188         as_update_rq(ad, rq); /* keep state machine up to date */
1189         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_QUEUED);
1190 }
1191
1192 static void as_activate_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1193 {
1194         WARN_ON(RQ_STATE(rq) != AS_RQ_DISPATCHED);
1195         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_REMOVED);
1196         if (RQ_IOC(rq) && RQ_IOC(rq)->aic)
1197                 atomic_dec(&RQ_IOC(rq)->aic->nr_dispatched);
1198 }
1199
1200 static void as_deactivate_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1201 {
1202         WARN_ON(RQ_STATE(rq) != AS_RQ_REMOVED);
1203         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_DISPATCHED);
1204         if (RQ_IOC(rq) && RQ_IOC(rq)->aic)
1205                 atomic_inc(&RQ_IOC(rq)->aic->nr_dispatched);
1206 }
1207
1208 /*
1209  * as_queue_empty tells us if there are requests left in the device. It may
1210  * not be the case that a driver can get the next request even if the queue
1211  * is not empty - it is used in the block layer to check for plugging and
1212  * merging opportunities
1213  */
1214 static int as_queue_empty(struct request_queue *q)
1215 {
1216         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1217
1218         return list_empty(&ad->fifo_list[REQ_ASYNC])
1219                 && list_empty(&ad->fifo_list[REQ_SYNC]);
1220 }
1221
1222 static int
1223 as_merge(struct request_queue *q, struct request **req, struct bio *bio)
1224 {
1225         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1226         sector_t rb_key = bio->bi_sector + bio_sectors(bio);
1227         struct request *__rq;
1228
1229         /*
1230          * check for front merge
1231          */
1232         __rq = elv_rb_find(&ad->sort_list[bio_data_dir(bio)], rb_key);
1233         if (__rq && elv_rq_merge_ok(__rq, bio)) {
1234                 *req = __rq;
1235                 return ELEVATOR_FRONT_MERGE;
1236         }
1237
1238         return ELEVATOR_NO_MERGE;
1239 }
1240
1241 static void as_merged_request(struct request_queue *q, struct request *req,
1242                               int type)
1243 {
1244         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1245
1246         /*
1247          * if the merge was a front merge, we need to reposition request
1248          */
1249         if (type == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1250                 as_del_rq_rb(ad, req);
1251                 as_add_rq_rb(ad, req);
1252                 /*
1253                  * Note! At this stage of this and the next function, our next
1254                  * request may not be optimal - eg the request may have "grown"
1255                  * behind the disk head. We currently don't bother adjusting.
1256                  */
1257         }
1258 }
1259
1260 static void as_merged_requests(struct request_queue *q, struct request *req,
1261                                 struct request *next)
1262 {
1263         /*
1264          * if next expires before rq, assign its expire time to arq
1265          * and move into next position (next will be deleted) in fifo
1266          */
1267         if (!list_empty(&req->queuelist) && !list_empty(&next->queuelist)) {
1268                 if (time_before(rq_fifo_time(next), rq_fifo_time(req))) {
1269                         struct io_context *rioc = RQ_IOC(req);
1270                         struct io_context *nioc = RQ_IOC(next);
1271
1272                         list_move(&req->queuelist, &next->queuelist);
1273                         rq_set_fifo_time(req, rq_fifo_time(next));
1274                         /*
1275                          * Don't copy here but swap, because when anext is
1276                          * removed below, it must contain the unused context
1277                          */
1278                         if (rioc != nioc) {
1279                                 double_spin_lock(&rioc->lock, &nioc->lock,
1280                                                                 rioc < nioc);
1281                                 swap_io_context(&rioc, &nioc);
1282                                 double_spin_unlock(&rioc->lock, &nioc->lock,
1283                                                                 rioc < nioc);
1284                         }
1285                 }
1286         }
1287
1288         /*
1289          * kill knowledge of next, this one is a goner
1290          */
1291         as_remove_queued_request(q, next);
1292         as_put_io_context(next);
1293
1294         RQ_SET_STATE(next, AS_RQ_MERGED);
1295 }
1296
1297 /*
1298  * This is executed in a "deferred" process context, by kblockd. It calls the
1299  * driver's request_fn so the driver can submit that request.
1300  *
1301  * IMPORTANT! This guy will reenter the elevator, so set up all queue global
1302  * state before calling, and don't rely on any state over calls.
1303  *
1304  * FIXME! dispatch queue is not a queue at all!
1305  */
1306 static void as_work_handler(struct work_struct *work)
1307 {
1308         struct as_data *ad = container_of(work, struct as_data, antic_work);
1309         struct request_queue *q = ad->q;
1310         unsigned long flags;
1311
1312         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1313         blk_start_queueing(q);
1314         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1315 }
1316
1317 static int as_may_queue(struct request_queue *q, int rw)
1318 {
1319         int ret = ELV_MQUEUE_MAY;
1320         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1321         struct io_context *ioc;
1322         if (ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ ||
1323                         ad->antic_status == ANTIC_WAIT_NEXT) {
1324                 ioc = as_get_io_context(q->node);
1325                 if (ad->io_context == ioc)
1326                         ret = ELV_MQUEUE_MUST;
1327                 put_io_context(ioc);
1328         }
1329
1330         return ret;
1331 }
1332
1333 static void as_exit_queue(elevator_t *e)
1334 {
1335         struct as_data *ad = e->elevator_data;
1336
1337         del_timer_sync(&ad->antic_timer);
1338         kblockd_flush_work(&ad->antic_work);
1339
1340         BUG_ON(!list_empty(&ad->fifo_list[REQ_SYNC]));
1341         BUG_ON(!list_empty(&ad->fifo_list[REQ_ASYNC]));
1342
1343         put_io_context(ad->io_context);
1344         kfree(ad);
1345 }
1346
1347 /*
1348  * initialize elevator private data (as_data).
1349  */
1350 static void *as_init_queue(struct request_queue *q)
1351 {
1352         struct as_data *ad;
1353
1354         ad = kmalloc_node(sizeof(*ad), GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, q->node);
1355         if (!ad)
1356                 return NULL;
1357
1358         ad->q = q; /* Identify what queue the data belongs to */
1359
1360         /* anticipatory scheduling helpers */
1361         ad->antic_timer.function = as_antic_timeout;
1362         ad->antic_timer.data = (unsigned long)q;
1363         init_timer(&ad->antic_timer);
1364         INIT_WORK(&ad->antic_work, as_work_handler);
1365
1366         INIT_LIST_HEAD(&ad->fifo_list[REQ_SYNC]);
1367         INIT_LIST_HEAD(&ad->fifo_list[REQ_ASYNC]);
1368         ad->sort_list[REQ_SYNC] = RB_ROOT;
1369         ad->sort_list[REQ_ASYNC] = RB_ROOT;
1370         ad->fifo_expire[REQ_SYNC] = default_read_expire;
1371         ad->fifo_expire[REQ_ASYNC] = default_write_expire;
1372         ad->antic_expire = default_antic_expire;
1373         ad->batch_expire[REQ_SYNC] = default_read_batch_expire;
1374         ad->batch_expire[REQ_ASYNC] = default_write_batch_expire;
1375
1376         ad->current_batch_expires = jiffies + ad->batch_expire[REQ_SYNC];
1377         ad->write_batch_count = ad->batch_expire[REQ_ASYNC] / 10;
1378         if (ad->write_batch_count < 2)
1379                 ad->write_batch_count = 2;
1380
1381         return ad;
1382 }
1383
1384 /*
1385  * sysfs parts below
1386  */
1387
1388 static ssize_t
1389 as_var_show(unsigned int var, char *page)
1390 {
1391         return sprintf(page, "%d\n", var);
1392 }
1393
1394 static ssize_t
1395 as_var_store(unsigned long *var, const char *page, size_t count)
1396 {
1397         char *p = (char *) page;
1398
1399         *var = simple_strtoul(p, &p, 10);
1400         return count;
1401 }
1402
1403 static ssize_t est_time_show(elevator_t *e, char *page)
1404 {
1405         struct as_data *ad = e->elevator_data;
1406         int pos = 0;
1407
1408         pos += sprintf(page+pos, "%lu %% exit probability\n",
1409                                 100*ad->exit_prob/256);
1410         pos += sprintf(page+pos, "%lu %% probability of exiting without a "
1411                                 "cooperating process submitting IO\n",
1412                                 100*ad->exit_no_coop/256);
1413         pos += sprintf(page+pos, "%lu ms new thinktime\n", ad->new_ttime_mean);
1414         pos += sprintf(page+pos, "%llu sectors new seek distance\n",
1415                                 (unsigned long long)ad->new_seek_mean);
1416
1417         return pos;
1418 }
1419
1420 #define SHOW_FUNCTION(__FUNC, __VAR)                            \
1421 static ssize_t __FUNC(elevator_t *e, char *page)                \
1422 {                                                               \
1423         struct as_data *ad = e->elevator_data;                  \
1424         return as_var_show(jiffies_to_msecs((__VAR)), (page));  \
1425 }
1426 SHOW_FUNCTION(as_read_expire_show, ad->fifo_expire[REQ_SYNC]);
1427 SHOW_FUNCTION(as_write_expire_show, ad->fifo_expire[REQ_ASYNC]);
1428 SHOW_FUNCTION(as_antic_expire_show, ad->antic_expire);
1429 SHOW_FUNCTION(as_read_batch_expire_show, ad->batch_expire[REQ_SYNC]);
1430 SHOW_FUNCTION(as_write_batch_expire_show, ad->batch_expire[REQ_ASYNC]);
1431 #undef SHOW_FUNCTION
1432
1433 #define STORE_FUNCTION(__FUNC, __PTR, MIN, MAX)                         \
1434 static ssize_t __FUNC(elevator_t *e, const char *page, size_t count)    \
1435 {                                                                       \
1436         struct as_data *ad = e->elevator_data;                          \
1437         int ret = as_var_store(__PTR, (page), count);                   \
1438         if (*(__PTR) < (MIN))                                           \
1439                 *(__PTR) = (MIN);                                       \
1440         else if (*(__PTR) > (MAX))                                      \
1441                 *(__PTR) = (MAX);                                       \
1442         *(__PTR) = msecs_to_jiffies(*(__PTR));                          \
1443         return ret;                                                     \
1444 }
1445 STORE_FUNCTION(as_read_expire_store, &ad->fifo_expire[REQ_SYNC], 0, INT_MAX);
1446 STORE_FUNCTION(as_write_expire_store, &ad->fifo_expire[REQ_ASYNC], 0, INT_MAX);
1447 STORE_FUNCTION(as_antic_expire_store, &ad->antic_expire, 0, INT_MAX);
1448 STORE_FUNCTION(as_read_batch_expire_store,
1449                         &ad->batch_expire[REQ_SYNC], 0, INT_MAX);
1450 STORE_FUNCTION(as_write_batch_expire_store,
1451                         &ad->batch_expire[REQ_ASYNC], 0, INT_MAX);
1452 #undef STORE_FUNCTION
1453
1454 #define AS_ATTR(name) \
1455         __ATTR(name, S_IRUGO|S_IWUSR, as_##name##_show, as_##name##_store)
1456
1457 static struct elv_fs_entry as_attrs[] = {
1458         __ATTR_RO(est_time),
1459         AS_ATTR(read_expire),
1460         AS_ATTR(write_expire),
1461         AS_ATTR(antic_expire),
1462         AS_ATTR(read_batch_expire),
1463         AS_ATTR(write_batch_expire),
1464         __ATTR_NULL
1465 };
1466
1467 static struct elevator_type iosched_as = {
1468         .ops = {
1469                 .elevator_merge_fn =            as_merge,
1470                 .elevator_merged_fn =           as_merged_request,
1471                 .elevator_merge_req_fn =        as_merged_requests,
1472                 .elevator_dispatch_fn =         as_dispatch_request,
1473                 .elevator_add_req_fn =          as_add_request,
1474                 .elevator_activate_req_fn =     as_activate_request,
1475                 .elevator_deactivate_req_fn =   as_deactivate_request,
1476                 .elevator_queue_empty_fn =      as_queue_empty,
1477                 .elevator_completed_req_fn =    as_completed_request,
1478                 .elevator_former_req_fn =       elv_rb_former_request,
1479                 .elevator_latter_req_fn =       elv_rb_latter_request,
1480                 .elevator_may_queue_fn =        as_may_queue,
1481                 .elevator_init_fn =             as_init_queue,
1482                 .elevator_exit_fn =             as_exit_queue,
1483                 .trim =                         as_trim,
1484         },
1485
1486         .elevator_attrs = as_attrs,
1487         .elevator_name = "anticipatory",
1488         .elevator_owner = THIS_MODULE,
1489 };
1490
1491 static int __init as_init(void)
1492 {
1493         elv_register(&iosched_as);
1494
1495         return 0;
1496 }
1497
1498 static void __exit as_exit(void)
1499 {
1500         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(all_gone);
1501         elv_unregister(&iosched_as);
1502         ioc_gone = &all_gone;
1503         /* ioc_gone's update must be visible before reading ioc_count */
1504         smp_wmb();
1505         if (elv_ioc_count_read(ioc_count))
1506                 wait_for_completion(ioc_gone);
1507         synchronize_rcu();
1508 }
1509
1510 module_init(as_init);
1511 module_exit(as_exit);
1512
1513 MODULE_AUTHOR("Nick Piggin");
1514 MODULE_LICENSE("GPL");
1515 MODULE_DESCRIPTION("anticipatory IO scheduler");