block: kill blk_start_queueing()
[linux-2.6.git] / 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 /*
21  * See Documentation/block/as-iosched.txt
22  */
23
24 /*
25  * max time before a read is submitted.
26  */
27 #define default_read_expire (HZ / 8)
28
29 /*
30  * ditto for writes, these limits are not hard, even
31  * if the disk is capable of satisfying them.
32  */
33 #define default_write_expire (HZ / 4)
34
35 /*
36  * read_batch_expire describes how long we will allow a stream of reads to
37  * persist before looking to see whether it is time to switch over to writes.
38  */
39 #define default_read_batch_expire (HZ / 2)
40
41 /*
42  * write_batch_expire describes how long we want a stream of writes to run for.
43  * This is not a hard limit, but a target we set for the auto-tuning thingy.
44  * See, the problem is: we can send a lot of writes to disk cache / TCQ in
45  * a short amount of time...
46  */
47 #define default_write_batch_expire (HZ / 8)
48
49 /*
50  * max time we may wait to anticipate a read (default around 6ms)
51  */
52 #define default_antic_expire ((HZ / 150) ? HZ / 150 : 1)
53
54 /*
55  * Keep track of up to 20ms thinktimes. We can go as big as we like here,
56  * however huge values tend to interfere and not decay fast enough. A program
57  * might be in a non-io phase of operation. Waiting on user input for example,
58  * or doing a lengthy computation. A small penalty can be justified there, and
59  * will still catch out those processes that constantly have large thinktimes.
60  */
61 #define MAX_THINKTIME (HZ/50UL)
62
63 /* Bits in as_io_context.state */
64 enum as_io_states {
65         AS_TASK_RUNNING=0,      /* Process has not exited */
66         AS_TASK_IOSTARTED,      /* Process has started some IO */
67         AS_TASK_IORUNNING,      /* Process has completed some IO */
68 };
69
70 enum anticipation_status {
71         ANTIC_OFF=0,            /* Not anticipating (normal operation)  */
72         ANTIC_WAIT_REQ,         /* The last read has not yet completed  */
73         ANTIC_WAIT_NEXT,        /* Currently anticipating a request vs
74                                    last read (which has completed) */
75         ANTIC_FINISHED,         /* Anticipating but have found a candidate
76                                  * or timed out */
77 };
78
79 struct as_data {
80         /*
81          * run time data
82          */
83
84         struct request_queue *q;        /* the "owner" queue */
85
86         /*
87          * requests (as_rq s) are present on both sort_list and fifo_list
88          */
89         struct rb_root sort_list[2];
90         struct list_head fifo_list[2];
91
92         struct request *next_rq[2];     /* next in sort order */
93         sector_t last_sector[2];        /* last SYNC & ASYNC sectors */
94
95         unsigned long exit_prob;        /* probability a task will exit while
96                                            being waited on */
97         unsigned long exit_no_coop;     /* probablility an exited task will
98                                            not be part of a later cooperating
99                                            request */
100         unsigned long new_ttime_total;  /* mean thinktime on new proc */
101         unsigned long new_ttime_mean;
102         u64 new_seek_total;             /* mean seek on new proc */
103         sector_t new_seek_mean;
104
105         unsigned long current_batch_expires;
106         unsigned long last_check_fifo[2];
107         int changed_batch;              /* 1: waiting for old batch to end */
108         int new_batch;                  /* 1: waiting on first read complete */
109         int batch_data_dir;             /* current batch SYNC / ASYNC */
110         int write_batch_count;          /* max # of reqs in a write batch */
111         int current_write_count;        /* how many requests left this batch */
112         int write_batch_idled;          /* has the write batch gone idle? */
113
114         enum anticipation_status antic_status;
115         unsigned long antic_start;      /* jiffies: when it started */
116         struct timer_list antic_timer;  /* anticipatory scheduling timer */
117         struct work_struct antic_work;  /* Deferred unplugging */
118         struct io_context *io_context;  /* Identify the expected process */
119         int ioc_finished; /* IO associated with io_context is finished */
120         int nr_dispatched;
121
122         /*
123          * settings that change how the i/o scheduler behaves
124          */
125         unsigned long fifo_expire[2];
126         unsigned long batch_expire[2];
127         unsigned long antic_expire;
128 };
129
130 /*
131  * per-request data.
132  */
133 enum arq_state {
134         AS_RQ_NEW=0,            /* New - not referenced and not on any lists */
135         AS_RQ_QUEUED,           /* In the request queue. It belongs to the
136                                    scheduler */
137         AS_RQ_DISPATCHED,       /* On the dispatch list. It belongs to the
138                                    driver now */
139         AS_RQ_PRESCHED,         /* Debug poisoning for requests being used */
140         AS_RQ_REMOVED,
141         AS_RQ_MERGED,
142         AS_RQ_POSTSCHED,        /* when they shouldn't be */
143 };
144
145 #define RQ_IOC(rq)      ((struct io_context *) (rq)->elevator_private)
146 #define RQ_STATE(rq)    ((enum arq_state)(rq)->elevator_private2)
147 #define RQ_SET_STATE(rq, state) ((rq)->elevator_private2 = (void *) state)
148
149 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, ioc_count);
150 static struct completion *ioc_gone;
151 static DEFINE_SPINLOCK(ioc_gone_lock);
152
153 static void as_move_to_dispatch(struct as_data *ad, struct request *rq);
154 static void as_antic_stop(struct as_data *ad);
155
156 /*
157  * IO Context helper functions
158  */
159
160 /* Called to deallocate the as_io_context */
161 static void free_as_io_context(struct as_io_context *aic)
162 {
163         kfree(aic);
164         elv_ioc_count_dec(ioc_count);
165         if (ioc_gone) {
166                 /*
167                  * AS scheduler is exiting, grab exit lock and check
168                  * the pending io context count. If it hits zero,
169                  * complete ioc_gone and set it back to NULL.
170                  */
171                 spin_lock(&ioc_gone_lock);
172                 if (ioc_gone && !elv_ioc_count_read(ioc_count)) {
173                         complete(ioc_gone);
174                         ioc_gone = NULL;
175                 }
176                 spin_unlock(&ioc_gone_lock);
177         }
178 }
179
180 static void as_trim(struct io_context *ioc)
181 {
182         spin_lock_irq(&ioc->lock);
183         if (ioc->aic)
184                 free_as_io_context(ioc->aic);
185         ioc->aic = NULL;
186         spin_unlock_irq(&ioc->lock);
187 }
188
189 /* Called when the task exits */
190 static void exit_as_io_context(struct as_io_context *aic)
191 {
192         WARN_ON(!test_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state));
193         clear_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state);
194 }
195
196 static struct as_io_context *alloc_as_io_context(void)
197 {
198         struct as_io_context *ret;
199
200         ret = kmalloc(sizeof(*ret), GFP_ATOMIC);
201         if (ret) {
202                 ret->dtor = free_as_io_context;
203                 ret->exit = exit_as_io_context;
204                 ret->state = 1 << AS_TASK_RUNNING;
205                 atomic_set(&ret->nr_queued, 0);
206                 atomic_set(&ret->nr_dispatched, 0);
207                 spin_lock_init(&ret->lock);
208                 ret->ttime_total = 0;
209                 ret->ttime_samples = 0;
210                 ret->ttime_mean = 0;
211                 ret->seek_total = 0;
212                 ret->seek_samples = 0;
213                 ret->seek_mean = 0;
214                 elv_ioc_count_inc(ioc_count);
215         }
216
217         return ret;
218 }
219
220 /*
221  * If the current task has no AS IO context then create one and initialise it.
222  * Then take a ref on the task's io context and return it.
223  */
224 static struct io_context *as_get_io_context(int node)
225 {
226         struct io_context *ioc = get_io_context(GFP_ATOMIC, node);
227         if (ioc && !ioc->aic) {
228                 ioc->aic = alloc_as_io_context();
229                 if (!ioc->aic) {
230                         put_io_context(ioc);
231                         ioc = NULL;
232                 }
233         }
234         return ioc;
235 }
236
237 static void as_put_io_context(struct request *rq)
238 {
239         struct as_io_context *aic;
240
241         if (unlikely(!RQ_IOC(rq)))
242                 return;
243
244         aic = RQ_IOC(rq)->aic;
245
246         if (rq_is_sync(rq) && aic) {
247                 unsigned long flags;
248
249                 spin_lock_irqsave(&aic->lock, flags);
250                 set_bit(AS_TASK_IORUNNING, &aic->state);
251                 aic->last_end_request = jiffies;
252                 spin_unlock_irqrestore(&aic->lock, flags);
253         }
254
255         put_io_context(RQ_IOC(rq));
256 }
257
258 /*
259  * rb tree support functions
260  */
261 #define RQ_RB_ROOT(ad, rq)      (&(ad)->sort_list[rq_is_sync((rq))])
262
263 static void as_add_rq_rb(struct as_data *ad, struct request *rq)
264 {
265         struct request *alias;
266
267         while ((unlikely(alias = elv_rb_add(RQ_RB_ROOT(ad, rq), rq)))) {
268                 as_move_to_dispatch(ad, alias);
269                 as_antic_stop(ad);
270         }
271 }
272
273 static inline void as_del_rq_rb(struct as_data *ad, struct request *rq)
274 {
275         elv_rb_del(RQ_RB_ROOT(ad, rq), rq);
276 }
277
278 /*
279  * IO Scheduler proper
280  */
281
282 #define MAXBACK (1024 * 1024)   /*
283                                  * Maximum distance the disk will go backward
284                                  * for a request.
285                                  */
286
287 #define BACK_PENALTY    2
288
289 /*
290  * as_choose_req selects the preferred one of two requests of the same data_dir
291  * ignoring time - eg. timeouts, which is the job of as_dispatch_request
292  */
293 static struct request *
294 as_choose_req(struct as_data *ad, struct request *rq1, struct request *rq2)
295 {
296         int data_dir;
297         sector_t last, s1, s2, d1, d2;
298         int r1_wrap=0, r2_wrap=0;       /* requests are behind the disk head */
299         const sector_t maxback = MAXBACK;
300
301         if (rq1 == NULL || rq1 == rq2)
302                 return rq2;
303         if (rq2 == NULL)
304                 return rq1;
305
306         data_dir = rq_is_sync(rq1);
307
308         last = ad->last_sector[data_dir];
309         s1 = rq1->sector;
310         s2 = rq2->sector;
311
312         BUG_ON(data_dir != rq_is_sync(rq2));
313
314         /*
315          * Strict one way elevator _except_ in the case where we allow
316          * short backward seeks which are biased as twice the cost of a
317          * similar forward seek.
318          */
319         if (s1 >= last)
320                 d1 = s1 - last;
321         else if (s1+maxback >= last)
322                 d1 = (last - s1)*BACK_PENALTY;
323         else {
324                 r1_wrap = 1;
325                 d1 = 0; /* shut up, gcc */
326         }
327
328         if (s2 >= last)
329                 d2 = s2 - last;
330         else if (s2+maxback >= last)
331                 d2 = (last - s2)*BACK_PENALTY;
332         else {
333                 r2_wrap = 1;
334                 d2 = 0;
335         }
336
337         /* Found required data */
338         if (!r1_wrap && r2_wrap)
339                 return rq1;
340         else if (!r2_wrap && r1_wrap)
341                 return rq2;
342         else if (r1_wrap && r2_wrap) {
343                 /* both behind the head */
344                 if (s1 <= s2)
345                         return rq1;
346                 else
347                         return rq2;
348         }
349
350         /* Both requests in front of the head */
351         if (d1 < d2)
352                 return rq1;
353         else if (d2 < d1)
354                 return rq2;
355         else {
356                 if (s1 >= s2)
357                         return rq1;
358                 else
359                         return rq2;
360         }
361 }
362
363 /*
364  * as_find_next_rq finds the next request after @prev in elevator order.
365  * this with as_choose_req form the basis for how the scheduler chooses
366  * what request to process next. Anticipation works on top of this.
367  */
368 static struct request *
369 as_find_next_rq(struct as_data *ad, struct request *last)
370 {
371         struct rb_node *rbnext = rb_next(&last->rb_node);
372         struct rb_node *rbprev = rb_prev(&last->rb_node);
373         struct request *next = NULL, *prev = NULL;
374
375         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&last->rb_node));
376
377         if (rbprev)
378                 prev = rb_entry_rq(rbprev);
379
380         if (rbnext)
381                 next = rb_entry_rq(rbnext);
382         else {
383                 const int data_dir = rq_is_sync(last);
384
385                 rbnext = rb_first(&ad->sort_list[data_dir]);
386                 if (rbnext && rbnext != &last->rb_node)
387                         next = rb_entry_rq(rbnext);
388         }
389
390         return as_choose_req(ad, next, prev);
391 }
392
393 /*
394  * anticipatory scheduling functions follow
395  */
396
397 /*
398  * as_antic_expired tells us when we have anticipated too long.
399  * The funny "absolute difference" math on the elapsed time is to handle
400  * jiffy wraps, and disks which have been idle for 0x80000000 jiffies.
401  */
402 static int as_antic_expired(struct as_data *ad)
403 {
404         long delta_jif;
405
406         delta_jif = jiffies - ad->antic_start;
407         if (unlikely(delta_jif < 0))
408                 delta_jif = -delta_jif;
409         if (delta_jif < ad->antic_expire)
410                 return 0;
411
412         return 1;
413 }
414
415 /*
416  * as_antic_waitnext starts anticipating that a nice request will soon be
417  * submitted. See also as_antic_waitreq
418  */
419 static void as_antic_waitnext(struct as_data *ad)
420 {
421         unsigned long timeout;
422
423         BUG_ON(ad->antic_status != ANTIC_OFF
424                         && ad->antic_status != ANTIC_WAIT_REQ);
425
426         timeout = ad->antic_start + ad->antic_expire;
427
428         mod_timer(&ad->antic_timer, timeout);
429
430         ad->antic_status = ANTIC_WAIT_NEXT;
431 }
432
433 /*
434  * as_antic_waitreq starts anticipating. We don't start timing the anticipation
435  * until the request that we're anticipating on has finished. This means we
436  * are timing from when the candidate process wakes up hopefully.
437  */
438 static void as_antic_waitreq(struct as_data *ad)
439 {
440         BUG_ON(ad->antic_status == ANTIC_FINISHED);
441         if (ad->antic_status == ANTIC_OFF) {
442                 if (!ad->io_context || ad->ioc_finished)
443                         as_antic_waitnext(ad);
444                 else
445                         ad->antic_status = ANTIC_WAIT_REQ;
446         }
447 }
448
449 /*
450  * This is called directly by the functions in this file to stop anticipation.
451  * We kill the timer and schedule a call to the request_fn asap.
452  */
453 static void as_antic_stop(struct as_data *ad)
454 {
455         int status = ad->antic_status;
456
457         if (status == ANTIC_WAIT_REQ || status == ANTIC_WAIT_NEXT) {
458                 if (status == ANTIC_WAIT_NEXT)
459                         del_timer(&ad->antic_timer);
460                 ad->antic_status = ANTIC_FINISHED;
461                 /* see as_work_handler */
462                 kblockd_schedule_work(ad->q, &ad->antic_work);
463         }
464 }
465
466 /*
467  * as_antic_timeout is the timer function set by as_antic_waitnext.
468  */
469 static void as_antic_timeout(unsigned long data)
470 {
471         struct request_queue *q = (struct request_queue *)data;
472         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
473         unsigned long flags;
474
475         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
476         if (ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ
477                         || ad->antic_status == ANTIC_WAIT_NEXT) {
478                 struct as_io_context *aic;
479                 spin_lock(&ad->io_context->lock);
480                 aic = ad->io_context->aic;
481
482                 ad->antic_status = ANTIC_FINISHED;
483                 kblockd_schedule_work(q, &ad->antic_work);
484
485                 if (aic->ttime_samples == 0) {
486                         /* process anticipated on has exited or timed out*/
487                         ad->exit_prob = (7*ad->exit_prob + 256)/8;
488                 }
489                 if (!test_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state)) {
490                         /* process not "saved" by a cooperating request */
491                         ad->exit_no_coop = (7*ad->exit_no_coop + 256)/8;
492                 }
493                 spin_unlock(&ad->io_context->lock);
494         }
495         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
496 }
497
498 static void as_update_thinktime(struct as_data *ad, struct as_io_context *aic,
499                                 unsigned long ttime)
500 {
501         /* fixed point: 1.0 == 1<<8 */
502         if (aic->ttime_samples == 0) {
503                 ad->new_ttime_total = (7*ad->new_ttime_total + 256*ttime) / 8;
504                 ad->new_ttime_mean = ad->new_ttime_total / 256;
505
506                 ad->exit_prob = (7*ad->exit_prob)/8;
507         }
508         aic->ttime_samples = (7*aic->ttime_samples + 256) / 8;
509         aic->ttime_total = (7*aic->ttime_total + 256*ttime) / 8;
510         aic->ttime_mean = (aic->ttime_total + 128) / aic->ttime_samples;
511 }
512
513 static void as_update_seekdist(struct as_data *ad, struct as_io_context *aic,
514                                 sector_t sdist)
515 {
516         u64 total;
517
518         if (aic->seek_samples == 0) {
519                 ad->new_seek_total = (7*ad->new_seek_total + 256*(u64)sdist)/8;
520                 ad->new_seek_mean = ad->new_seek_total / 256;
521         }
522
523         /*
524          * Don't allow the seek distance to get too large from the
525          * odd fragment, pagein, etc
526          */
527         if (aic->seek_samples <= 60) /* second&third seek */
528                 sdist = min(sdist, (aic->seek_mean * 4) + 2*1024*1024);
529         else
530                 sdist = min(sdist, (aic->seek_mean * 4) + 2*1024*64);
531
532         aic->seek_samples = (7*aic->seek_samples + 256) / 8;
533         aic->seek_total = (7*aic->seek_total + (u64)256*sdist) / 8;
534         total = aic->seek_total + (aic->seek_samples/2);
535         do_div(total, aic->seek_samples);
536         aic->seek_mean = (sector_t)total;
537 }
538
539 /*
540  * as_update_iohist keeps a decaying histogram of IO thinktimes, and
541  * updates @aic->ttime_mean based on that. It is called when a new
542  * request is queued.
543  */
544 static void as_update_iohist(struct as_data *ad, struct as_io_context *aic,
545                                 struct request *rq)
546 {
547         int data_dir = rq_is_sync(rq);
548         unsigned long thinktime = 0;
549         sector_t seek_dist;
550
551         if (aic == NULL)
552                 return;
553
554         if (data_dir == BLK_RW_SYNC) {
555                 unsigned long in_flight = atomic_read(&aic->nr_queued)
556                                         + atomic_read(&aic->nr_dispatched);
557                 spin_lock(&aic->lock);
558                 if (test_bit(AS_TASK_IORUNNING, &aic->state) ||
559                         test_bit(AS_TASK_IOSTARTED, &aic->state)) {
560                         /* Calculate read -> read thinktime */
561                         if (test_bit(AS_TASK_IORUNNING, &aic->state)
562                                                         && in_flight == 0) {
563                                 thinktime = jiffies - aic->last_end_request;
564                                 thinktime = min(thinktime, MAX_THINKTIME-1);
565                         }
566                         as_update_thinktime(ad, aic, thinktime);
567
568                         /* Calculate read -> read seek distance */
569                         if (aic->last_request_pos < rq->sector)
570                                 seek_dist = rq->sector - aic->last_request_pos;
571                         else
572                                 seek_dist = aic->last_request_pos - rq->sector;
573                         as_update_seekdist(ad, aic, seek_dist);
574                 }
575                 aic->last_request_pos = rq->sector + rq->nr_sectors;
576                 set_bit(AS_TASK_IOSTARTED, &aic->state);
577                 spin_unlock(&aic->lock);
578         }
579 }
580
581 /*
582  * as_close_req decides if one request is considered "close" to the
583  * previous one issued.
584  */
585 static int as_close_req(struct as_data *ad, struct as_io_context *aic,
586                         struct request *rq)
587 {
588         unsigned long delay;    /* jiffies */
589         sector_t last = ad->last_sector[ad->batch_data_dir];
590         sector_t next = rq->sector;
591         sector_t delta; /* acceptable close offset (in sectors) */
592         sector_t s;
593
594         if (ad->antic_status == ANTIC_OFF || !ad->ioc_finished)
595                 delay = 0;
596         else
597                 delay = jiffies - ad->antic_start;
598
599         if (delay == 0)
600                 delta = 8192;
601         else if (delay <= (20 * HZ / 1000) && delay <= ad->antic_expire)
602                 delta = 8192 << delay;
603         else
604                 return 1;
605
606         if ((last <= next + (delta>>1)) && (next <= last + delta))
607                 return 1;
608
609         if (last < next)
610                 s = next - last;
611         else
612                 s = last - next;
613
614         if (aic->seek_samples == 0) {
615                 /*
616                  * Process has just started IO. Use past statistics to
617                  * gauge success possibility
618                  */
619                 if (ad->new_seek_mean > s) {
620                         /* this request is better than what we're expecting */
621                         return 1;
622                 }
623
624         } else {
625                 if (aic->seek_mean > s) {
626                         /* this request is better than what we're expecting */
627                         return 1;
628                 }
629         }
630
631         return 0;
632 }
633
634 /*
635  * as_can_break_anticipation returns true if we have been anticipating this
636  * request.
637  *
638  * It also returns true if the process against which we are anticipating
639  * submits a write - that's presumably an fsync, O_SYNC write, etc. We want to
640  * dispatch it ASAP, because we know that application will not be submitting
641  * any new reads.
642  *
643  * If the task which has submitted the request has exited, break anticipation.
644  *
645  * If this task has queued some other IO, do not enter enticipation.
646  */
647 static int as_can_break_anticipation(struct as_data *ad, struct request *rq)
648 {
649         struct io_context *ioc;
650         struct as_io_context *aic;
651
652         ioc = ad->io_context;
653         BUG_ON(!ioc);
654         spin_lock(&ioc->lock);
655
656         if (rq && ioc == RQ_IOC(rq)) {
657                 /* request from same process */
658                 spin_unlock(&ioc->lock);
659                 return 1;
660         }
661
662         if (ad->ioc_finished && as_antic_expired(ad)) {
663                 /*
664                  * In this situation status should really be FINISHED,
665                  * however the timer hasn't had the chance to run yet.
666                  */
667                 spin_unlock(&ioc->lock);
668                 return 1;
669         }
670
671         aic = ioc->aic;
672         if (!aic) {
673                 spin_unlock(&ioc->lock);
674                 return 0;
675         }
676
677         if (atomic_read(&aic->nr_queued) > 0) {
678                 /* process has more requests queued */
679                 spin_unlock(&ioc->lock);
680                 return 1;
681         }
682
683         if (atomic_read(&aic->nr_dispatched) > 0) {
684                 /* process has more requests dispatched */
685                 spin_unlock(&ioc->lock);
686                 return 1;
687         }
688
689         if (rq && rq_is_sync(rq) && as_close_req(ad, aic, rq)) {
690                 /*
691                  * Found a close request that is not one of ours.
692                  *
693                  * This makes close requests from another process update
694                  * our IO history. Is generally useful when there are
695                  * two or more cooperating processes working in the same
696                  * area.
697                  */
698                 if (!test_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state)) {
699                         if (aic->ttime_samples == 0)
700                                 ad->exit_prob = (7*ad->exit_prob + 256)/8;
701
702                         ad->exit_no_coop = (7*ad->exit_no_coop)/8;
703                 }
704
705                 as_update_iohist(ad, aic, rq);
706                 spin_unlock(&ioc->lock);
707                 return 1;
708         }
709
710         if (!test_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state)) {
711                 /* process anticipated on has exited */
712                 if (aic->ttime_samples == 0)
713                         ad->exit_prob = (7*ad->exit_prob + 256)/8;
714
715                 if (ad->exit_no_coop > 128) {
716                         spin_unlock(&ioc->lock);
717                         return 1;
718                 }
719         }
720
721         if (aic->ttime_samples == 0) {
722                 if (ad->new_ttime_mean > ad->antic_expire) {
723                         spin_unlock(&ioc->lock);
724                         return 1;
725                 }
726                 if (ad->exit_prob * ad->exit_no_coop > 128*256) {
727                         spin_unlock(&ioc->lock);
728                         return 1;
729                 }
730         } else if (aic->ttime_mean > ad->antic_expire) {
731                 /* the process thinks too much between requests */
732                 spin_unlock(&ioc->lock);
733                 return 1;
734         }
735         spin_unlock(&ioc->lock);
736         return 0;
737 }
738
739 /*
740  * as_can_anticipate indicates whether we should either run rq
741  * or keep anticipating a better request.
742  */
743 static int as_can_anticipate(struct as_data *ad, struct request *rq)
744 {
745 #if 0 /* disable for now, we need to check tag level as well */
746         /*
747          * SSD device without seek penalty, disable idling
748          */
749         if (blk_queue_nonrot(ad->q)) axman
750                 return 0;
751 #endif
752
753         if (!ad->io_context)
754                 /*
755                  * Last request submitted was a write
756                  */
757                 return 0;
758
759         if (ad->antic_status == ANTIC_FINISHED)
760                 /*
761                  * Don't restart if we have just finished. Run the next request
762                  */
763                 return 0;
764
765         if (as_can_break_anticipation(ad, rq))
766                 /*
767                  * This request is a good candidate. Don't keep anticipating,
768                  * run it.
769                  */
770                 return 0;
771
772         /*
773          * OK from here, we haven't finished, and don't have a decent request!
774          * Status is either ANTIC_OFF so start waiting,
775          * ANTIC_WAIT_REQ so continue waiting for request to finish
776          * or ANTIC_WAIT_NEXT so continue waiting for an acceptable request.
777          */
778
779         return 1;
780 }
781
782 /*
783  * as_update_rq must be called whenever a request (rq) is added to
784  * the sort_list. This function keeps caches up to date, and checks if the
785  * request might be one we are "anticipating"
786  */
787 static void as_update_rq(struct as_data *ad, struct request *rq)
788 {
789         const int data_dir = rq_is_sync(rq);
790
791         /* keep the next_rq cache up to date */
792         ad->next_rq[data_dir] = as_choose_req(ad, rq, ad->next_rq[data_dir]);
793
794         /*
795          * have we been anticipating this request?
796          * or does it come from the same process as the one we are anticipating
797          * for?
798          */
799         if (ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ
800                         || ad->antic_status == ANTIC_WAIT_NEXT) {
801                 if (as_can_break_anticipation(ad, rq))
802                         as_antic_stop(ad);
803         }
804 }
805
806 /*
807  * Gathers timings and resizes the write batch automatically
808  */
809 static void update_write_batch(struct as_data *ad)
810 {
811         unsigned long batch = ad->batch_expire[BLK_RW_ASYNC];
812         long write_time;
813
814         write_time = (jiffies - ad->current_batch_expires) + batch;
815         if (write_time < 0)
816                 write_time = 0;
817
818         if (write_time > batch && !ad->write_batch_idled) {
819                 if (write_time > batch * 3)
820                         ad->write_batch_count /= 2;
821                 else
822                         ad->write_batch_count--;
823         } else if (write_time < batch && ad->current_write_count == 0) {
824                 if (batch > write_time * 3)
825                         ad->write_batch_count *= 2;
826                 else
827                         ad->write_batch_count++;
828         }
829
830         if (ad->write_batch_count < 1)
831                 ad->write_batch_count = 1;
832 }
833
834 /*
835  * as_completed_request is to be called when a request has completed and
836  * returned something to the requesting process, be it an error or data.
837  */
838 static void as_completed_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
839 {
840         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
841
842         WARN_ON(!list_empty(&rq->queuelist));
843
844         if (RQ_STATE(rq) != AS_RQ_REMOVED) {
845                 WARN(1, "rq->state %d\n", RQ_STATE(rq));
846                 goto out;
847         }
848
849         if (ad->changed_batch && ad->nr_dispatched == 1) {
850                 ad->current_batch_expires = jiffies +
851                                         ad->batch_expire[ad->batch_data_dir];
852                 kblockd_schedule_work(q, &ad->antic_work);
853                 ad->changed_batch = 0;
854
855                 if (ad->batch_data_dir == BLK_RW_SYNC)
856                         ad->new_batch = 1;
857         }
858         WARN_ON(ad->nr_dispatched == 0);
859         ad->nr_dispatched--;
860
861         /*
862          * Start counting the batch from when a request of that direction is
863          * actually serviced. This should help devices with big TCQ windows
864          * and writeback caches
865          */
866         if (ad->new_batch && ad->batch_data_dir == rq_is_sync(rq)) {
867                 update_write_batch(ad);
868                 ad->current_batch_expires = jiffies +
869                                 ad->batch_expire[BLK_RW_SYNC];
870                 ad->new_batch = 0;
871         }
872
873         if (ad->io_context == RQ_IOC(rq) && ad->io_context) {
874                 ad->antic_start = jiffies;
875                 ad->ioc_finished = 1;
876                 if (ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ) {
877                         /*
878                          * We were waiting on this request, now anticipate
879                          * the next one
880                          */
881                         as_antic_waitnext(ad);
882                 }
883         }
884
885         as_put_io_context(rq);
886 out:
887         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_POSTSCHED);
888 }
889
890 /*
891  * as_remove_queued_request removes a request from the pre dispatch queue
892  * without updating refcounts. It is expected the caller will drop the
893  * reference unless it replaces the request at somepart of the elevator
894  * (ie. the dispatch queue)
895  */
896 static void as_remove_queued_request(struct request_queue *q,
897                                      struct request *rq)
898 {
899         const int data_dir = rq_is_sync(rq);
900         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
901         struct io_context *ioc;
902
903         WARN_ON(RQ_STATE(rq) != AS_RQ_QUEUED);
904
905         ioc = RQ_IOC(rq);
906         if (ioc && ioc->aic) {
907                 BUG_ON(!atomic_read(&ioc->aic->nr_queued));
908                 atomic_dec(&ioc->aic->nr_queued);
909         }
910
911         /*
912          * Update the "next_rq" cache if we are about to remove its
913          * entry
914          */
915         if (ad->next_rq[data_dir] == rq)
916                 ad->next_rq[data_dir] = as_find_next_rq(ad, rq);
917
918         rq_fifo_clear(rq);
919         as_del_rq_rb(ad, rq);
920 }
921
922 /*
923  * as_fifo_expired returns 0 if there are no expired requests on the fifo,
924  * 1 otherwise.  It is ratelimited so that we only perform the check once per
925  * `fifo_expire' interval.  Otherwise a large number of expired requests
926  * would create a hopeless seekstorm.
927  *
928  * See as_antic_expired comment.
929  */
930 static int as_fifo_expired(struct as_data *ad, int adir)
931 {
932         struct request *rq;
933         long delta_jif;
934
935         delta_jif = jiffies - ad->last_check_fifo[adir];
936         if (unlikely(delta_jif < 0))
937                 delta_jif = -delta_jif;
938         if (delta_jif < ad->fifo_expire[adir])
939                 return 0;
940
941         ad->last_check_fifo[adir] = jiffies;
942
943         if (list_empty(&ad->fifo_list[adir]))
944                 return 0;
945
946         rq = rq_entry_fifo(ad->fifo_list[adir].next);
947
948         return time_after(jiffies, rq_fifo_time(rq));
949 }
950
951 /*
952  * as_batch_expired returns true if the current batch has expired. A batch
953  * is a set of reads or a set of writes.
954  */
955 static inline int as_batch_expired(struct as_data *ad)
956 {
957         if (ad->changed_batch || ad->new_batch)
958                 return 0;
959
960         if (ad->batch_data_dir == BLK_RW_SYNC)
961                 /* TODO! add a check so a complete fifo gets written? */
962                 return time_after(jiffies, ad->current_batch_expires);
963
964         return time_after(jiffies, ad->current_batch_expires)
965                 || ad->current_write_count == 0;
966 }
967
968 /*
969  * move an entry to dispatch queue
970  */
971 static void as_move_to_dispatch(struct as_data *ad, struct request *rq)
972 {
973         const int data_dir = rq_is_sync(rq);
974
975         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&rq->rb_node));
976
977         as_antic_stop(ad);
978         ad->antic_status = ANTIC_OFF;
979
980         /*
981          * This has to be set in order to be correctly updated by
982          * as_find_next_rq
983          */
984         ad->last_sector[data_dir] = rq->sector + rq->nr_sectors;
985
986         if (data_dir == BLK_RW_SYNC) {
987                 struct io_context *ioc = RQ_IOC(rq);
988                 /* In case we have to anticipate after this */
989                 copy_io_context(&ad->io_context, &ioc);
990         } else {
991                 if (ad->io_context) {
992                         put_io_context(ad->io_context);
993                         ad->io_context = NULL;
994                 }
995
996                 if (ad->current_write_count != 0)
997                         ad->current_write_count--;
998         }
999         ad->ioc_finished = 0;
1000
1001         ad->next_rq[data_dir] = as_find_next_rq(ad, rq);
1002
1003         /*
1004          * take it off the sort and fifo list, add to dispatch queue
1005          */
1006         as_remove_queued_request(ad->q, rq);
1007         WARN_ON(RQ_STATE(rq) != AS_RQ_QUEUED);
1008
1009         elv_dispatch_sort(ad->q, rq);
1010
1011         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_DISPATCHED);
1012         if (RQ_IOC(rq) && RQ_IOC(rq)->aic)
1013                 atomic_inc(&RQ_IOC(rq)->aic->nr_dispatched);
1014         ad->nr_dispatched++;
1015 }
1016
1017 /*
1018  * as_dispatch_request selects the best request according to
1019  * read/write expire, batch expire, etc, and moves it to the dispatch
1020  * queue. Returns 1 if a request was found, 0 otherwise.
1021  */
1022 static int as_dispatch_request(struct request_queue *q, int force)
1023 {
1024         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1025         const int reads = !list_empty(&ad->fifo_list[BLK_RW_SYNC]);
1026         const int writes = !list_empty(&ad->fifo_list[BLK_RW_ASYNC]);
1027         struct request *rq;
1028
1029         if (unlikely(force)) {
1030                 /*
1031                  * Forced dispatch, accounting is useless.  Reset
1032                  * accounting states and dump fifo_lists.  Note that
1033                  * batch_data_dir is reset to BLK_RW_SYNC to avoid
1034                  * screwing write batch accounting as write batch
1035                  * accounting occurs on W->R transition.
1036                  */
1037                 int dispatched = 0;
1038
1039                 ad->batch_data_dir = BLK_RW_SYNC;
1040                 ad->changed_batch = 0;
1041                 ad->new_batch = 0;
1042
1043                 while (ad->next_rq[BLK_RW_SYNC]) {
1044                         as_move_to_dispatch(ad, ad->next_rq[BLK_RW_SYNC]);
1045                         dispatched++;
1046                 }
1047                 ad->last_check_fifo[BLK_RW_SYNC] = jiffies;
1048
1049                 while (ad->next_rq[BLK_RW_ASYNC]) {
1050                         as_move_to_dispatch(ad, ad->next_rq[BLK_RW_ASYNC]);
1051                         dispatched++;
1052                 }
1053                 ad->last_check_fifo[BLK_RW_ASYNC] = jiffies;
1054
1055                 return dispatched;
1056         }
1057
1058         /* Signal that the write batch was uncontended, so we can't time it */
1059         if (ad->batch_data_dir == BLK_RW_ASYNC && !reads) {
1060                 if (ad->current_write_count == 0 || !writes)
1061                         ad->write_batch_idled = 1;
1062         }
1063
1064         if (!(reads || writes)
1065                 || ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ
1066                 || ad->antic_status == ANTIC_WAIT_NEXT
1067                 || ad->changed_batch)
1068                 return 0;
1069
1070         if (!(reads && writes && as_batch_expired(ad))) {
1071                 /*
1072                  * batch is still running or no reads or no writes
1073                  */
1074                 rq = ad->next_rq[ad->batch_data_dir];
1075
1076                 if (ad->batch_data_dir == BLK_RW_SYNC && ad->antic_expire) {
1077                         if (as_fifo_expired(ad, BLK_RW_SYNC))
1078                                 goto fifo_expired;
1079
1080                         if (as_can_anticipate(ad, rq)) {
1081                                 as_antic_waitreq(ad);
1082                                 return 0;
1083                         }
1084                 }
1085
1086                 if (rq) {
1087                         /* we have a "next request" */
1088                         if (reads && !writes)
1089                                 ad->current_batch_expires =
1090                                         jiffies + ad->batch_expire[BLK_RW_SYNC];
1091                         goto dispatch_request;
1092                 }
1093         }
1094
1095         /*
1096          * at this point we are not running a batch. select the appropriate
1097          * data direction (read / write)
1098          */
1099
1100         if (reads) {
1101                 BUG_ON(RB_EMPTY_ROOT(&ad->sort_list[BLK_RW_SYNC]));
1102
1103                 if (writes && ad->batch_data_dir == BLK_RW_SYNC)
1104                         /*
1105                          * Last batch was a read, switch to writes
1106                          */
1107                         goto dispatch_writes;
1108
1109                 if (ad->batch_data_dir == BLK_RW_ASYNC) {
1110                         WARN_ON(ad->new_batch);
1111                         ad->changed_batch = 1;
1112                 }
1113                 ad->batch_data_dir = BLK_RW_SYNC;
1114                 rq = rq_entry_fifo(ad->fifo_list[BLK_RW_SYNC].next);
1115                 ad->last_check_fifo[ad->batch_data_dir] = jiffies;
1116                 goto dispatch_request;
1117         }
1118
1119         /*
1120          * the last batch was a read
1121          */
1122
1123         if (writes) {
1124 dispatch_writes:
1125                 BUG_ON(RB_EMPTY_ROOT(&ad->sort_list[BLK_RW_ASYNC]));
1126
1127                 if (ad->batch_data_dir == BLK_RW_SYNC) {
1128                         ad->changed_batch = 1;
1129
1130                         /*
1131                          * new_batch might be 1 when the queue runs out of
1132                          * reads. A subsequent submission of a write might
1133                          * cause a change of batch before the read is finished.
1134                          */
1135                         ad->new_batch = 0;
1136                 }
1137                 ad->batch_data_dir = BLK_RW_ASYNC;
1138                 ad->current_write_count = ad->write_batch_count;
1139                 ad->write_batch_idled = 0;
1140                 rq = rq_entry_fifo(ad->fifo_list[BLK_RW_ASYNC].next);
1141                 ad->last_check_fifo[BLK_RW_ASYNC] = jiffies;
1142                 goto dispatch_request;
1143         }
1144
1145         BUG();
1146         return 0;
1147
1148 dispatch_request:
1149         /*
1150          * If a request has expired, service it.
1151          */
1152
1153         if (as_fifo_expired(ad, ad->batch_data_dir)) {
1154 fifo_expired:
1155                 rq = rq_entry_fifo(ad->fifo_list[ad->batch_data_dir].next);
1156         }
1157
1158         if (ad->changed_batch) {
1159                 WARN_ON(ad->new_batch);
1160
1161                 if (ad->nr_dispatched)
1162                         return 0;
1163
1164                 if (ad->batch_data_dir == BLK_RW_ASYNC)
1165                         ad->current_batch_expires = jiffies +
1166                                         ad->batch_expire[BLK_RW_ASYNC];
1167                 else
1168                         ad->new_batch = 1;
1169
1170                 ad->changed_batch = 0;
1171         }
1172
1173         /*
1174          * rq is the selected appropriate request.
1175          */
1176         as_move_to_dispatch(ad, rq);
1177
1178         return 1;
1179 }
1180
1181 /*
1182  * add rq to rbtree and fifo
1183  */
1184 static void as_add_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1185 {
1186         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1187         int data_dir;
1188
1189         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_NEW);
1190
1191         data_dir = rq_is_sync(rq);
1192
1193         rq->elevator_private = as_get_io_context(q->node);
1194
1195         if (RQ_IOC(rq)) {
1196                 as_update_iohist(ad, RQ_IOC(rq)->aic, rq);
1197                 atomic_inc(&RQ_IOC(rq)->aic->nr_queued);
1198         }
1199
1200         as_add_rq_rb(ad, rq);
1201
1202         /*
1203          * set expire time and add to fifo list
1204          */
1205         rq_set_fifo_time(rq, jiffies + ad->fifo_expire[data_dir]);
1206         list_add_tail(&rq->queuelist, &ad->fifo_list[data_dir]);
1207
1208         as_update_rq(ad, rq); /* keep state machine up to date */
1209         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_QUEUED);
1210 }
1211
1212 static void as_activate_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1213 {
1214         WARN_ON(RQ_STATE(rq) != AS_RQ_DISPATCHED);
1215         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_REMOVED);
1216         if (RQ_IOC(rq) && RQ_IOC(rq)->aic)
1217                 atomic_dec(&RQ_IOC(rq)->aic->nr_dispatched);
1218 }
1219
1220 static void as_deactivate_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1221 {
1222         WARN_ON(RQ_STATE(rq) != AS_RQ_REMOVED);
1223         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_DISPATCHED);
1224         if (RQ_IOC(rq) && RQ_IOC(rq)->aic)
1225                 atomic_inc(&RQ_IOC(rq)->aic->nr_dispatched);
1226 }
1227
1228 /*
1229  * as_queue_empty tells us if there are requests left in the device. It may
1230  * not be the case that a driver can get the next request even if the queue
1231  * is not empty - it is used in the block layer to check for plugging and
1232  * merging opportunities
1233  */
1234 static int as_queue_empty(struct request_queue *q)
1235 {
1236         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1237
1238         return list_empty(&ad->fifo_list[BLK_RW_ASYNC])
1239                 && list_empty(&ad->fifo_list[BLK_RW_SYNC]);
1240 }
1241
1242 static int
1243 as_merge(struct request_queue *q, struct request **req, struct bio *bio)
1244 {
1245         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1246         sector_t rb_key = bio->bi_sector + bio_sectors(bio);
1247         struct request *__rq;
1248
1249         /*
1250          * check for front merge
1251          */
1252         __rq = elv_rb_find(&ad->sort_list[bio_data_dir(bio)], rb_key);
1253         if (__rq && elv_rq_merge_ok(__rq, bio)) {
1254                 *req = __rq;
1255                 return ELEVATOR_FRONT_MERGE;
1256         }
1257
1258         return ELEVATOR_NO_MERGE;
1259 }
1260
1261 static void as_merged_request(struct request_queue *q, struct request *req,
1262                               int type)
1263 {
1264         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1265
1266         /*
1267          * if the merge was a front merge, we need to reposition request
1268          */
1269         if (type == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1270                 as_del_rq_rb(ad, req);
1271                 as_add_rq_rb(ad, req);
1272                 /*
1273                  * Note! At this stage of this and the next function, our next
1274                  * request may not be optimal - eg the request may have "grown"
1275                  * behind the disk head. We currently don't bother adjusting.
1276                  */
1277         }
1278 }
1279
1280 static void as_merged_requests(struct request_queue *q, struct request *req,
1281                                 struct request *next)
1282 {
1283         /*
1284          * if next expires before rq, assign its expire time to arq
1285          * and move into next position (next will be deleted) in fifo
1286          */
1287         if (!list_empty(&req->queuelist) && !list_empty(&next->queuelist)) {
1288                 if (time_before(rq_fifo_time(next), rq_fifo_time(req))) {
1289                         list_move(&req->queuelist, &next->queuelist);
1290                         rq_set_fifo_time(req, rq_fifo_time(next));
1291                 }
1292         }
1293
1294         /*
1295          * kill knowledge of next, this one is a goner
1296          */
1297         as_remove_queued_request(q, next);
1298         as_put_io_context(next);
1299
1300         RQ_SET_STATE(next, AS_RQ_MERGED);
1301 }
1302
1303 /*
1304  * This is executed in a "deferred" process context, by kblockd. It calls the
1305  * driver's request_fn so the driver can submit that request.
1306  *
1307  * IMPORTANT! This guy will reenter the elevator, so set up all queue global
1308  * state before calling, and don't rely on any state over calls.
1309  *
1310  * FIXME! dispatch queue is not a queue at all!
1311  */
1312 static void as_work_handler(struct work_struct *work)
1313 {
1314         struct as_data *ad = container_of(work, struct as_data, antic_work);
1315
1316         blk_run_queue(ad->q);
1317 }
1318
1319 static int as_may_queue(struct request_queue *q, int rw)
1320 {
1321         int ret = ELV_MQUEUE_MAY;
1322         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1323         struct io_context *ioc;
1324         if (ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ ||
1325                         ad->antic_status == ANTIC_WAIT_NEXT) {
1326                 ioc = as_get_io_context(q->node);
1327                 if (ad->io_context == ioc)
1328                         ret = ELV_MQUEUE_MUST;
1329                 put_io_context(ioc);
1330         }
1331
1332         return ret;
1333 }
1334
1335 static void as_exit_queue(struct elevator_queue *e)
1336 {
1337         struct as_data *ad = e->elevator_data;
1338
1339         del_timer_sync(&ad->antic_timer);
1340         cancel_work_sync(&ad->antic_work);
1341
1342         BUG_ON(!list_empty(&ad->fifo_list[BLK_RW_SYNC]));
1343         BUG_ON(!list_empty(&ad->fifo_list[BLK_RW_ASYNC]));
1344
1345         put_io_context(ad->io_context);
1346         kfree(ad);
1347 }
1348
1349 /*
1350  * initialize elevator private data (as_data).
1351  */
1352 static void *as_init_queue(struct request_queue *q)
1353 {
1354         struct as_data *ad;
1355
1356         ad = kmalloc_node(sizeof(*ad), GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, q->node);
1357         if (!ad)
1358                 return NULL;
1359
1360         ad->q = q; /* Identify what queue the data belongs to */
1361
1362         /* anticipatory scheduling helpers */
1363         ad->antic_timer.function = as_antic_timeout;
1364         ad->antic_timer.data = (unsigned long)q;
1365         init_timer(&ad->antic_timer);
1366         INIT_WORK(&ad->antic_work, as_work_handler);
1367
1368         INIT_LIST_HEAD(&ad->fifo_list[BLK_RW_SYNC]);
1369         INIT_LIST_HEAD(&ad->fifo_list[BLK_RW_ASYNC]);
1370         ad->sort_list[BLK_RW_SYNC] = RB_ROOT;
1371         ad->sort_list[BLK_RW_ASYNC] = RB_ROOT;
1372         ad->fifo_expire[BLK_RW_SYNC] = default_read_expire;
1373         ad->fifo_expire[BLK_RW_ASYNC] = default_write_expire;
1374         ad->antic_expire = default_antic_expire;
1375         ad->batch_expire[BLK_RW_SYNC] = default_read_batch_expire;
1376         ad->batch_expire[BLK_RW_ASYNC] = default_write_batch_expire;
1377
1378         ad->current_batch_expires = jiffies + ad->batch_expire[BLK_RW_SYNC];
1379         ad->write_batch_count = ad->batch_expire[BLK_RW_ASYNC] / 10;
1380         if (ad->write_batch_count < 2)
1381                 ad->write_batch_count = 2;
1382
1383         return ad;
1384 }
1385
1386 /*
1387  * sysfs parts below
1388  */
1389
1390 static ssize_t
1391 as_var_show(unsigned int var, char *page)
1392 {
1393         return sprintf(page, "%d\n", var);
1394 }
1395
1396 static ssize_t
1397 as_var_store(unsigned long *var, const char *page, size_t count)
1398 {
1399         char *p = (char *) page;
1400
1401         *var = simple_strtoul(p, &p, 10);
1402         return count;
1403 }
1404
1405 static ssize_t est_time_show(struct elevator_queue *e, char *page)
1406 {
1407         struct as_data *ad = e->elevator_data;
1408         int pos = 0;
1409
1410         pos += sprintf(page+pos, "%lu %% exit probability\n",
1411                                 100*ad->exit_prob/256);
1412         pos += sprintf(page+pos, "%lu %% probability of exiting without a "
1413                                 "cooperating process submitting IO\n",
1414                                 100*ad->exit_no_coop/256);
1415         pos += sprintf(page+pos, "%lu ms new thinktime\n", ad->new_ttime_mean);
1416         pos += sprintf(page+pos, "%llu sectors new seek distance\n",
1417                                 (unsigned long long)ad->new_seek_mean);
1418
1419         return pos;
1420 }
1421
1422 #define SHOW_FUNCTION(__FUNC, __VAR)                            \
1423 static ssize_t __FUNC(struct elevator_queue *e, char *page)     \
1424 {                                                               \
1425         struct as_data *ad = e->elevator_data;                  \
1426         return as_var_show(jiffies_to_msecs((__VAR)), (page));  \
1427 }
1428 SHOW_FUNCTION(as_read_expire_show, ad->fifo_expire[BLK_RW_SYNC]);
1429 SHOW_FUNCTION(as_write_expire_show, ad->fifo_expire[BLK_RW_ASYNC]);
1430 SHOW_FUNCTION(as_antic_expire_show, ad->antic_expire);
1431 SHOW_FUNCTION(as_read_batch_expire_show, ad->batch_expire[BLK_RW_SYNC]);
1432 SHOW_FUNCTION(as_write_batch_expire_show, ad->batch_expire[BLK_RW_ASYNC]);
1433 #undef SHOW_FUNCTION
1434
1435 #define STORE_FUNCTION(__FUNC, __PTR, MIN, MAX)                         \
1436 static ssize_t __FUNC(struct elevator_queue *e, const char *page, size_t count) \
1437 {                                                                       \
1438         struct as_data *ad = e->elevator_data;                          \
1439         int ret = as_var_store(__PTR, (page), count);                   \
1440         if (*(__PTR) < (MIN))                                           \
1441                 *(__PTR) = (MIN);                                       \
1442         else if (*(__PTR) > (MAX))                                      \
1443                 *(__PTR) = (MAX);                                       \
1444         *(__PTR) = msecs_to_jiffies(*(__PTR));                          \
1445         return ret;                                                     \
1446 }
1447 STORE_FUNCTION(as_read_expire_store, &ad->fifo_expire[BLK_RW_SYNC], 0, INT_MAX);
1448 STORE_FUNCTION(as_write_expire_store,
1449                         &ad->fifo_expire[BLK_RW_ASYNC], 0, INT_MAX);
1450 STORE_FUNCTION(as_antic_expire_store, &ad->antic_expire, 0, INT_MAX);
1451 STORE_FUNCTION(as_read_batch_expire_store,
1452                         &ad->batch_expire[BLK_RW_SYNC], 0, INT_MAX);
1453 STORE_FUNCTION(as_write_batch_expire_store,
1454                         &ad->batch_expire[BLK_RW_ASYNC], 0, INT_MAX);
1455 #undef STORE_FUNCTION
1456
1457 #define AS_ATTR(name) \
1458         __ATTR(name, S_IRUGO|S_IWUSR, as_##name##_show, as_##name##_store)
1459
1460 static struct elv_fs_entry as_attrs[] = {
1461         __ATTR_RO(est_time),
1462         AS_ATTR(read_expire),
1463         AS_ATTR(write_expire),
1464         AS_ATTR(antic_expire),
1465         AS_ATTR(read_batch_expire),
1466         AS_ATTR(write_batch_expire),
1467         __ATTR_NULL
1468 };
1469
1470 static struct elevator_type iosched_as = {
1471         .ops = {
1472                 .elevator_merge_fn =            as_merge,
1473                 .elevator_merged_fn =           as_merged_request,
1474                 .elevator_merge_req_fn =        as_merged_requests,
1475                 .elevator_dispatch_fn =         as_dispatch_request,
1476                 .elevator_add_req_fn =          as_add_request,
1477                 .elevator_activate_req_fn =     as_activate_request,
1478                 .elevator_deactivate_req_fn =   as_deactivate_request,
1479                 .elevator_queue_empty_fn =      as_queue_empty,
1480                 .elevator_completed_req_fn =    as_completed_request,
1481                 .elevator_former_req_fn =       elv_rb_former_request,
1482                 .elevator_latter_req_fn =       elv_rb_latter_request,
1483                 .elevator_may_queue_fn =        as_may_queue,
1484                 .elevator_init_fn =             as_init_queue,
1485                 .elevator_exit_fn =             as_exit_queue,
1486                 .trim =                         as_trim,
1487         },
1488
1489         .elevator_attrs = as_attrs,
1490         .elevator_name = "anticipatory",
1491         .elevator_owner = THIS_MODULE,
1492 };
1493
1494 static int __init as_init(void)
1495 {
1496         elv_register(&iosched_as);
1497
1498         return 0;
1499 }
1500
1501 static void __exit as_exit(void)
1502 {
1503         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(all_gone);
1504         elv_unregister(&iosched_as);
1505         ioc_gone = &all_gone;
1506         /* ioc_gone's update must be visible before reading ioc_count */
1507         smp_wmb();
1508         if (elv_ioc_count_read(ioc_count))
1509                 wait_for_completion(&all_gone);
1510         synchronize_rcu();
1511 }
1512
1513 module_init(as_init);
1514 module_exit(as_exit);
1515
1516 MODULE_AUTHOR("Nick Piggin");
1517 MODULE_LICENSE("GPL");
1518 MODULE_DESCRIPTION("anticipatory IO scheduler");