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