[PATCH] as-iosched: migrate to using the elevator rb functions
[linux-2.6.git] / block / as-iosched.c
1 /*
2  *  Anticipatory & deadline i/o scheduler.
3  *
4  *  Copyright (C) 2002 Jens Axboe <axboe@suse.de>
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 as_rq *next_arq[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         mempool_t *arq_pool;
117
118         enum anticipation_status antic_status;
119         unsigned long antic_start;      /* jiffies: when it started */
120         struct timer_list antic_timer;  /* anticipatory scheduling timer */
121         struct work_struct antic_work;  /* Deferred unplugging */
122         struct io_context *io_context;  /* Identify the expected process */
123         int ioc_finished; /* IO associated with io_context is finished */
124         int nr_dispatched;
125
126         /*
127          * settings that change how the i/o scheduler behaves
128          */
129         unsigned long fifo_expire[2];
130         unsigned long batch_expire[2];
131         unsigned long antic_expire;
132 };
133
134 #define list_entry_fifo(ptr)    list_entry((ptr), struct as_rq, fifo)
135
136 /*
137  * per-request data.
138  */
139 enum arq_state {
140         AS_RQ_NEW=0,            /* New - not referenced and not on any lists */
141         AS_RQ_QUEUED,           /* In the request queue. It belongs to the
142                                    scheduler */
143         AS_RQ_DISPATCHED,       /* On the dispatch list. It belongs to the
144                                    driver now */
145         AS_RQ_PRESCHED,         /* Debug poisoning for requests being used */
146         AS_RQ_REMOVED,
147         AS_RQ_MERGED,
148         AS_RQ_POSTSCHED,        /* when they shouldn't be */
149 };
150
151 struct as_rq {
152         struct request *request;
153
154         struct io_context *io_context;  /* The submitting task */
155
156         /*
157          * expire fifo
158          */
159         struct list_head fifo;
160         unsigned long expires;
161
162         unsigned int is_sync;
163         enum arq_state state;
164 };
165
166 #define RQ_DATA(rq)     ((struct as_rq *) (rq)->elevator_private)
167
168 static kmem_cache_t *arq_pool;
169
170 static atomic_t ioc_count = ATOMIC_INIT(0);
171 static struct completion *ioc_gone;
172
173 static void as_move_to_dispatch(struct as_data *ad, struct as_rq *arq);
174 static void as_antic_stop(struct as_data *ad);
175
176 /*
177  * IO Context helper functions
178  */
179
180 /* Called to deallocate the as_io_context */
181 static void free_as_io_context(struct as_io_context *aic)
182 {
183         kfree(aic);
184         if (atomic_dec_and_test(&ioc_count) && ioc_gone)
185                 complete(ioc_gone);
186 }
187
188 static void as_trim(struct io_context *ioc)
189 {
190         if (ioc->aic)
191                 free_as_io_context(ioc->aic);
192         ioc->aic = NULL;
193 }
194
195 /* Called when the task exits */
196 static void exit_as_io_context(struct as_io_context *aic)
197 {
198         WARN_ON(!test_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state));
199         clear_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state);
200 }
201
202 static struct as_io_context *alloc_as_io_context(void)
203 {
204         struct as_io_context *ret;
205
206         ret = kmalloc(sizeof(*ret), GFP_ATOMIC);
207         if (ret) {
208                 ret->dtor = free_as_io_context;
209                 ret->exit = exit_as_io_context;
210                 ret->state = 1 << AS_TASK_RUNNING;
211                 atomic_set(&ret->nr_queued, 0);
212                 atomic_set(&ret->nr_dispatched, 0);
213                 spin_lock_init(&ret->lock);
214                 ret->ttime_total = 0;
215                 ret->ttime_samples = 0;
216                 ret->ttime_mean = 0;
217                 ret->seek_total = 0;
218                 ret->seek_samples = 0;
219                 ret->seek_mean = 0;
220                 atomic_inc(&ioc_count);
221         }
222
223         return ret;
224 }
225
226 /*
227  * If the current task has no AS IO context then create one and initialise it.
228  * Then take a ref on the task's io context and return it.
229  */
230 static struct io_context *as_get_io_context(void)
231 {
232         struct io_context *ioc = get_io_context(GFP_ATOMIC);
233         if (ioc && !ioc->aic) {
234                 ioc->aic = alloc_as_io_context();
235                 if (!ioc->aic) {
236                         put_io_context(ioc);
237                         ioc = NULL;
238                 }
239         }
240         return ioc;
241 }
242
243 static void as_put_io_context(struct as_rq *arq)
244 {
245         struct as_io_context *aic;
246
247         if (unlikely(!arq->io_context))
248                 return;
249
250         aic = arq->io_context->aic;
251
252         if (arq->is_sync == REQ_SYNC && aic) {
253                 spin_lock(&aic->lock);
254                 set_bit(AS_TASK_IORUNNING, &aic->state);
255                 aic->last_end_request = jiffies;
256                 spin_unlock(&aic->lock);
257         }
258
259         put_io_context(arq->io_context);
260 }
261
262 /*
263  * rb tree support functions
264  */
265 #define ARQ_RB_ROOT(ad, arq)    (&(ad)->sort_list[(arq)->is_sync])
266
267 static void as_add_arq_rb(struct as_data *ad, struct request *rq)
268 {
269         struct as_rq *arq = RQ_DATA(rq);
270         struct request *alias;
271
272         while ((unlikely(alias = elv_rb_add(ARQ_RB_ROOT(ad, arq), rq)))) {
273                 as_move_to_dispatch(ad, RQ_DATA(alias));
274                 as_antic_stop(ad);
275         }
276 }
277
278 static inline void as_del_arq_rb(struct as_data *ad, struct request *rq)
279 {
280         elv_rb_del(ARQ_RB_ROOT(ad, RQ_DATA(rq)), rq);
281 }
282
283 /*
284  * IO Scheduler proper
285  */
286
287 #define MAXBACK (1024 * 1024)   /*
288                                  * Maximum distance the disk will go backward
289                                  * for a request.
290                                  */
291
292 #define BACK_PENALTY    2
293
294 /*
295  * as_choose_req selects the preferred one of two requests of the same data_dir
296  * ignoring time - eg. timeouts, which is the job of as_dispatch_request
297  */
298 static struct as_rq *
299 as_choose_req(struct as_data *ad, struct as_rq *arq1, struct as_rq *arq2)
300 {
301         int data_dir;
302         sector_t last, s1, s2, d1, d2;
303         int r1_wrap=0, r2_wrap=0;       /* requests are behind the disk head */
304         const sector_t maxback = MAXBACK;
305
306         if (arq1 == NULL || arq1 == arq2)
307                 return arq2;
308         if (arq2 == NULL)
309                 return arq1;
310
311         data_dir = arq1->is_sync;
312
313         last = ad->last_sector[data_dir];
314         s1 = arq1->request->sector;
315         s2 = arq2->request->sector;
316
317         BUG_ON(data_dir != arq2->is_sync);
318
319         /*
320          * Strict one way elevator _except_ in the case where we allow
321          * short backward seeks which are biased as twice the cost of a
322          * similar forward seek.
323          */
324         if (s1 >= last)
325                 d1 = s1 - last;
326         else if (s1+maxback >= last)
327                 d1 = (last - s1)*BACK_PENALTY;
328         else {
329                 r1_wrap = 1;
330                 d1 = 0; /* shut up, gcc */
331         }
332
333         if (s2 >= last)
334                 d2 = s2 - last;
335         else if (s2+maxback >= last)
336                 d2 = (last - s2)*BACK_PENALTY;
337         else {
338                 r2_wrap = 1;
339                 d2 = 0;
340         }
341
342         /* Found required data */
343         if (!r1_wrap && r2_wrap)
344                 return arq1;
345         else if (!r2_wrap && r1_wrap)
346                 return arq2;
347         else if (r1_wrap && r2_wrap) {
348                 /* both behind the head */
349                 if (s1 <= s2)
350                         return arq1;
351                 else
352                         return arq2;
353         }
354
355         /* Both requests in front of the head */
356         if (d1 < d2)
357                 return arq1;
358         else if (d2 < d1)
359                 return arq2;
360         else {
361                 if (s1 >= s2)
362                         return arq1;
363                 else
364                         return arq2;
365         }
366 }
367
368 /*
369  * as_find_next_arq finds the next request after @prev in elevator order.
370  * this with as_choose_req form the basis for how the scheduler chooses
371  * what request to process next. Anticipation works on top of this.
372  */
373 static struct as_rq *as_find_next_arq(struct as_data *ad, struct as_rq *arq)
374 {
375         struct request *last = arq->request;
376         struct rb_node *rbnext = rb_next(&last->rb_node);
377         struct rb_node *rbprev = rb_prev(&last->rb_node);
378         struct as_rq *next = NULL, *prev = NULL;
379
380         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&last->rb_node));
381
382         if (rbprev)
383                 prev = RQ_DATA(rb_entry_rq(rbprev));
384
385         if (rbnext)
386                 next = RQ_DATA(rb_entry_rq(rbnext));
387         else {
388                 const int data_dir = arq->is_sync;
389
390                 rbnext = rb_first(&ad->sort_list[data_dir]);
391                 if (rbnext && rbnext != &last->rb_node)
392                         next = RQ_DATA(rb_entry_rq(rbnext));
393         }
394
395         return as_choose_req(ad, next, prev);
396 }
397
398 /*
399  * anticipatory scheduling functions follow
400  */
401
402 /*
403  * as_antic_expired tells us when we have anticipated too long.
404  * The funny "absolute difference" math on the elapsed time is to handle
405  * jiffy wraps, and disks which have been idle for 0x80000000 jiffies.
406  */
407 static int as_antic_expired(struct as_data *ad)
408 {
409         long delta_jif;
410
411         delta_jif = jiffies - ad->antic_start;
412         if (unlikely(delta_jif < 0))
413                 delta_jif = -delta_jif;
414         if (delta_jif < ad->antic_expire)
415                 return 0;
416
417         return 1;
418 }
419
420 /*
421  * as_antic_waitnext starts anticipating that a nice request will soon be
422  * submitted. See also as_antic_waitreq
423  */
424 static void as_antic_waitnext(struct as_data *ad)
425 {
426         unsigned long timeout;
427
428         BUG_ON(ad->antic_status != ANTIC_OFF
429                         && ad->antic_status != ANTIC_WAIT_REQ);
430
431         timeout = ad->antic_start + ad->antic_expire;
432
433         mod_timer(&ad->antic_timer, timeout);
434
435         ad->antic_status = ANTIC_WAIT_NEXT;
436 }
437
438 /*
439  * as_antic_waitreq starts anticipating. We don't start timing the anticipation
440  * until the request that we're anticipating on has finished. This means we
441  * are timing from when the candidate process wakes up hopefully.
442  */
443 static void as_antic_waitreq(struct as_data *ad)
444 {
445         BUG_ON(ad->antic_status == ANTIC_FINISHED);
446         if (ad->antic_status == ANTIC_OFF) {
447                 if (!ad->io_context || ad->ioc_finished)
448                         as_antic_waitnext(ad);
449                 else
450                         ad->antic_status = ANTIC_WAIT_REQ;
451         }
452 }
453
454 /*
455  * This is called directly by the functions in this file to stop anticipation.
456  * We kill the timer and schedule a call to the request_fn asap.
457  */
458 static void as_antic_stop(struct as_data *ad)
459 {
460         int status = ad->antic_status;
461
462         if (status == ANTIC_WAIT_REQ || status == ANTIC_WAIT_NEXT) {
463                 if (status == ANTIC_WAIT_NEXT)
464                         del_timer(&ad->antic_timer);
465                 ad->antic_status = ANTIC_FINISHED;
466                 /* see as_work_handler */
467                 kblockd_schedule_work(&ad->antic_work);
468         }
469 }
470
471 /*
472  * as_antic_timeout is the timer function set by as_antic_waitnext.
473  */
474 static void as_antic_timeout(unsigned long data)
475 {
476         struct request_queue *q = (struct request_queue *)data;
477         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
478         unsigned long flags;
479
480         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
481         if (ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ
482                         || ad->antic_status == ANTIC_WAIT_NEXT) {
483                 struct as_io_context *aic = ad->io_context->aic;
484
485                 ad->antic_status = ANTIC_FINISHED;
486                 kblockd_schedule_work(&ad->antic_work);
487
488                 if (aic->ttime_samples == 0) {
489                         /* process anticipated on has exited or timed out*/
490                         ad->exit_prob = (7*ad->exit_prob + 256)/8;
491                 }
492                 if (!test_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state)) {
493                         /* process not "saved" by a cooperating request */
494                         ad->exit_no_coop = (7*ad->exit_no_coop + 256)/8;
495                 }
496         }
497         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
498 }
499
500 static void as_update_thinktime(struct as_data *ad, struct as_io_context *aic,
501                                 unsigned long ttime)
502 {
503         /* fixed point: 1.0 == 1<<8 */
504         if (aic->ttime_samples == 0) {
505                 ad->new_ttime_total = (7*ad->new_ttime_total + 256*ttime) / 8;
506                 ad->new_ttime_mean = ad->new_ttime_total / 256;
507
508                 ad->exit_prob = (7*ad->exit_prob)/8;
509         }
510         aic->ttime_samples = (7*aic->ttime_samples + 256) / 8;
511         aic->ttime_total = (7*aic->ttime_total + 256*ttime) / 8;
512         aic->ttime_mean = (aic->ttime_total + 128) / aic->ttime_samples;
513 }
514
515 static void as_update_seekdist(struct as_data *ad, struct as_io_context *aic,
516                                 sector_t sdist)
517 {
518         u64 total;
519
520         if (aic->seek_samples == 0) {
521                 ad->new_seek_total = (7*ad->new_seek_total + 256*(u64)sdist)/8;
522                 ad->new_seek_mean = ad->new_seek_total / 256;
523         }
524
525         /*
526          * Don't allow the seek distance to get too large from the
527          * odd fragment, pagein, etc
528          */
529         if (aic->seek_samples <= 60) /* second&third seek */
530                 sdist = min(sdist, (aic->seek_mean * 4) + 2*1024*1024);
531         else
532                 sdist = min(sdist, (aic->seek_mean * 4) + 2*1024*64);
533
534         aic->seek_samples = (7*aic->seek_samples + 256) / 8;
535         aic->seek_total = (7*aic->seek_total + (u64)256*sdist) / 8;
536         total = aic->seek_total + (aic->seek_samples/2);
537         do_div(total, aic->seek_samples);
538         aic->seek_mean = (sector_t)total;
539 }
540
541 /*
542  * as_update_iohist keeps a decaying histogram of IO thinktimes, and
543  * updates @aic->ttime_mean based on that. It is called when a new
544  * request is queued.
545  */
546 static void as_update_iohist(struct as_data *ad, struct as_io_context *aic,
547                                 struct request *rq)
548 {
549         struct as_rq *arq = RQ_DATA(rq);
550         int data_dir = arq->is_sync;
551         unsigned long thinktime = 0;
552         sector_t seek_dist;
553
554         if (aic == NULL)
555                 return;
556
557         if (data_dir == REQ_SYNC) {
558                 unsigned long in_flight = atomic_read(&aic->nr_queued)
559                                         + atomic_read(&aic->nr_dispatched);
560                 spin_lock(&aic->lock);
561                 if (test_bit(AS_TASK_IORUNNING, &aic->state) ||
562                         test_bit(AS_TASK_IOSTARTED, &aic->state)) {
563                         /* Calculate read -> read thinktime */
564                         if (test_bit(AS_TASK_IORUNNING, &aic->state)
565                                                         && in_flight == 0) {
566                                 thinktime = jiffies - aic->last_end_request;
567                                 thinktime = min(thinktime, MAX_THINKTIME-1);
568                         }
569                         as_update_thinktime(ad, aic, thinktime);
570
571                         /* Calculate read -> read seek distance */
572                         if (aic->last_request_pos < rq->sector)
573                                 seek_dist = rq->sector - aic->last_request_pos;
574                         else
575                                 seek_dist = aic->last_request_pos - rq->sector;
576                         as_update_seekdist(ad, aic, seek_dist);
577                 }
578                 aic->last_request_pos = rq->sector + rq->nr_sectors;
579                 set_bit(AS_TASK_IOSTARTED, &aic->state);
580                 spin_unlock(&aic->lock);
581         }
582 }
583
584 /*
585  * as_close_req decides if one request is considered "close" to the
586  * previous one issued.
587  */
588 static int as_close_req(struct as_data *ad, struct as_io_context *aic,
589                                 struct as_rq *arq)
590 {
591         unsigned long delay;    /* milliseconds */
592         sector_t last = ad->last_sector[ad->batch_data_dir];
593         sector_t next = arq->request->sector;
594         sector_t delta; /* acceptable close offset (in sectors) */
595         sector_t s;
596
597         if (ad->antic_status == ANTIC_OFF || !ad->ioc_finished)
598                 delay = 0;
599         else
600                 delay = ((jiffies - ad->antic_start) * 1000) / HZ;
601
602         if (delay == 0)
603                 delta = 8192;
604         else if (delay <= 20 && delay <= ad->antic_expire)
605                 delta = 8192 << delay;
606         else
607                 return 1;
608
609         if ((last <= next + (delta>>1)) && (next <= last + delta))
610                 return 1;
611
612         if (last < next)
613                 s = next - last;
614         else
615                 s = last - next;
616
617         if (aic->seek_samples == 0) {
618                 /*
619                  * Process has just started IO. Use past statistics to
620                  * gauge success possibility
621                  */
622                 if (ad->new_seek_mean > s) {
623                         /* this request is better than what we're expecting */
624                         return 1;
625                 }
626
627         } else {
628                 if (aic->seek_mean > s) {
629                         /* this request is better than what we're expecting */
630                         return 1;
631                 }
632         }
633
634         return 0;
635 }
636
637 /*
638  * as_can_break_anticipation returns true if we have been anticipating this
639  * request.
640  *
641  * It also returns true if the process against which we are anticipating
642  * submits a write - that's presumably an fsync, O_SYNC write, etc. We want to
643  * dispatch it ASAP, because we know that application will not be submitting
644  * any new reads.
645  *
646  * If the task which has submitted the request has exited, break anticipation.
647  *
648  * If this task has queued some other IO, do not enter enticipation.
649  */
650 static int as_can_break_anticipation(struct as_data *ad, struct as_rq *arq)
651 {
652         struct io_context *ioc;
653         struct as_io_context *aic;
654
655         ioc = ad->io_context;
656         BUG_ON(!ioc);
657
658         if (arq && ioc == arq->io_context) {
659                 /* request from same process */
660                 return 1;
661         }
662
663         if (ad->ioc_finished && as_antic_expired(ad)) {
664                 /*
665                  * In this situation status should really be FINISHED,
666                  * however the timer hasn't had the chance to run yet.
667                  */
668                 return 1;
669         }
670
671         aic = ioc->aic;
672         if (!aic)
673                 return 0;
674
675         if (atomic_read(&aic->nr_queued) > 0) {
676                 /* process has more requests queued */
677                 return 1;
678         }
679
680         if (atomic_read(&aic->nr_dispatched) > 0) {
681                 /* process has more requests dispatched */
682                 return 1;
683         }
684
685         if (arq && arq->is_sync == REQ_SYNC && as_close_req(ad, aic, arq)) {
686                 /*
687                  * Found a close request that is not one of ours.
688                  *
689                  * This makes close requests from another process update
690                  * our IO history. Is generally useful when there are
691                  * two or more cooperating processes working in the same
692                  * area.
693                  */
694                 if (!test_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state)) {
695                         if (aic->ttime_samples == 0)
696                                 ad->exit_prob = (7*ad->exit_prob + 256)/8;
697
698                         ad->exit_no_coop = (7*ad->exit_no_coop)/8;
699                 }
700
701                 as_update_iohist(ad, aic, arq->request);
702                 return 1;
703         }
704
705         if (!test_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state)) {
706                 /* process anticipated on has exited */
707                 if (aic->ttime_samples == 0)
708                         ad->exit_prob = (7*ad->exit_prob + 256)/8;
709
710                 if (ad->exit_no_coop > 128)
711                         return 1;
712         }
713
714         if (aic->ttime_samples == 0) {
715                 if (ad->new_ttime_mean > ad->antic_expire)
716                         return 1;
717                 if (ad->exit_prob * ad->exit_no_coop > 128*256)
718                         return 1;
719         } else if (aic->ttime_mean > ad->antic_expire) {
720                 /* the process thinks too much between requests */
721                 return 1;
722         }
723
724         return 0;
725 }
726
727 /*
728  * as_can_anticipate indicates whether we should either run arq
729  * or keep anticipating a better request.
730  */
731 static int as_can_anticipate(struct as_data *ad, struct as_rq *arq)
732 {
733         if (!ad->io_context)
734                 /*
735                  * Last request submitted was a write
736                  */
737                 return 0;
738
739         if (ad->antic_status == ANTIC_FINISHED)
740                 /*
741                  * Don't restart if we have just finished. Run the next request
742                  */
743                 return 0;
744
745         if (as_can_break_anticipation(ad, arq))
746                 /*
747                  * This request is a good candidate. Don't keep anticipating,
748                  * run it.
749                  */
750                 return 0;
751
752         /*
753          * OK from here, we haven't finished, and don't have a decent request!
754          * Status is either ANTIC_OFF so start waiting,
755          * ANTIC_WAIT_REQ so continue waiting for request to finish
756          * or ANTIC_WAIT_NEXT so continue waiting for an acceptable request.
757          */
758
759         return 1;
760 }
761
762 /*
763  * as_update_arq must be called whenever a request (arq) is added to
764  * the sort_list. This function keeps caches up to date, and checks if the
765  * request might be one we are "anticipating"
766  */
767 static void as_update_arq(struct as_data *ad, struct as_rq *arq)
768 {
769         const int data_dir = arq->is_sync;
770
771         /* keep the next_arq cache up to date */
772         ad->next_arq[data_dir] = as_choose_req(ad, arq, ad->next_arq[data_dir]);
773
774         /*
775          * have we been anticipating this request?
776          * or does it come from the same process as the one we are anticipating
777          * for?
778          */
779         if (ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ
780                         || ad->antic_status == ANTIC_WAIT_NEXT) {
781                 if (as_can_break_anticipation(ad, arq))
782                         as_antic_stop(ad);
783         }
784 }
785
786 /*
787  * Gathers timings and resizes the write batch automatically
788  */
789 static void update_write_batch(struct as_data *ad)
790 {
791         unsigned long batch = ad->batch_expire[REQ_ASYNC];
792         long write_time;
793
794         write_time = (jiffies - ad->current_batch_expires) + batch;
795         if (write_time < 0)
796                 write_time = 0;
797
798         if (write_time > batch && !ad->write_batch_idled) {
799                 if (write_time > batch * 3)
800                         ad->write_batch_count /= 2;
801                 else
802                         ad->write_batch_count--;
803         } else if (write_time < batch && ad->current_write_count == 0) {
804                 if (batch > write_time * 3)
805                         ad->write_batch_count *= 2;
806                 else
807                         ad->write_batch_count++;
808         }
809
810         if (ad->write_batch_count < 1)
811                 ad->write_batch_count = 1;
812 }
813
814 /*
815  * as_completed_request is to be called when a request has completed and
816  * returned something to the requesting process, be it an error or data.
817  */
818 static void as_completed_request(request_queue_t *q, struct request *rq)
819 {
820         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
821         struct as_rq *arq = RQ_DATA(rq);
822
823         WARN_ON(!list_empty(&rq->queuelist));
824
825         if (arq->state != AS_RQ_REMOVED) {
826                 printk("arq->state %d\n", arq->state);
827                 WARN_ON(1);
828                 goto out;
829         }
830
831         if (ad->changed_batch && ad->nr_dispatched == 1) {
832                 kblockd_schedule_work(&ad->antic_work);
833                 ad->changed_batch = 0;
834
835                 if (ad->batch_data_dir == REQ_SYNC)
836                         ad->new_batch = 1;
837         }
838         WARN_ON(ad->nr_dispatched == 0);
839         ad->nr_dispatched--;
840
841         /*
842          * Start counting the batch from when a request of that direction is
843          * actually serviced. This should help devices with big TCQ windows
844          * and writeback caches
845          */
846         if (ad->new_batch && ad->batch_data_dir == arq->is_sync) {
847                 update_write_batch(ad);
848                 ad->current_batch_expires = jiffies +
849                                 ad->batch_expire[REQ_SYNC];
850                 ad->new_batch = 0;
851         }
852
853         if (ad->io_context == arq->io_context && ad->io_context) {
854                 ad->antic_start = jiffies;
855                 ad->ioc_finished = 1;
856                 if (ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ) {
857                         /*
858                          * We were waiting on this request, now anticipate
859                          * the next one
860                          */
861                         as_antic_waitnext(ad);
862                 }
863         }
864
865         as_put_io_context(arq);
866 out:
867         arq->state = AS_RQ_POSTSCHED;
868 }
869
870 /*
871  * as_remove_queued_request removes a request from the pre dispatch queue
872  * without updating refcounts. It is expected the caller will drop the
873  * reference unless it replaces the request at somepart of the elevator
874  * (ie. the dispatch queue)
875  */
876 static void as_remove_queued_request(request_queue_t *q, struct request *rq)
877 {
878         struct as_rq *arq = RQ_DATA(rq);
879         const int data_dir = arq->is_sync;
880         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
881
882         WARN_ON(arq->state != AS_RQ_QUEUED);
883
884         if (arq->io_context && arq->io_context->aic) {
885                 BUG_ON(!atomic_read(&arq->io_context->aic->nr_queued));
886                 atomic_dec(&arq->io_context->aic->nr_queued);
887         }
888
889         /*
890          * Update the "next_arq" cache if we are about to remove its
891          * entry
892          */
893         if (ad->next_arq[data_dir] == arq)
894                 ad->next_arq[data_dir] = as_find_next_arq(ad, arq);
895
896         list_del_init(&arq->fifo);
897         as_del_arq_rb(ad, rq);
898 }
899
900 /*
901  * as_fifo_expired returns 0 if there are no expired reads on the fifo,
902  * 1 otherwise.  It is ratelimited so that we only perform the check once per
903  * `fifo_expire' interval.  Otherwise a large number of expired requests
904  * would create a hopeless seekstorm.
905  *
906  * See as_antic_expired comment.
907  */
908 static int as_fifo_expired(struct as_data *ad, int adir)
909 {
910         struct as_rq *arq;
911         long delta_jif;
912
913         delta_jif = jiffies - ad->last_check_fifo[adir];
914         if (unlikely(delta_jif < 0))
915                 delta_jif = -delta_jif;
916         if (delta_jif < ad->fifo_expire[adir])
917                 return 0;
918
919         ad->last_check_fifo[adir] = jiffies;
920
921         if (list_empty(&ad->fifo_list[adir]))
922                 return 0;
923
924         arq = list_entry_fifo(ad->fifo_list[adir].next);
925
926         return time_after(jiffies, arq->expires);
927 }
928
929 /*
930  * as_batch_expired returns true if the current batch has expired. A batch
931  * is a set of reads or a set of writes.
932  */
933 static inline int as_batch_expired(struct as_data *ad)
934 {
935         if (ad->changed_batch || ad->new_batch)
936                 return 0;
937
938         if (ad->batch_data_dir == REQ_SYNC)
939                 /* TODO! add a check so a complete fifo gets written? */
940                 return time_after(jiffies, ad->current_batch_expires);
941
942         return time_after(jiffies, ad->current_batch_expires)
943                 || ad->current_write_count == 0;
944 }
945
946 /*
947  * move an entry to dispatch queue
948  */
949 static void as_move_to_dispatch(struct as_data *ad, struct as_rq *arq)
950 {
951         struct request *rq = arq->request;
952         const int data_dir = arq->is_sync;
953
954         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&rq->rb_node));
955
956         as_antic_stop(ad);
957         ad->antic_status = ANTIC_OFF;
958
959         /*
960          * This has to be set in order to be correctly updated by
961          * as_find_next_arq
962          */
963         ad->last_sector[data_dir] = rq->sector + rq->nr_sectors;
964
965         if (data_dir == REQ_SYNC) {
966                 /* In case we have to anticipate after this */
967                 copy_io_context(&ad->io_context, &arq->io_context);
968         } else {
969                 if (ad->io_context) {
970                         put_io_context(ad->io_context);
971                         ad->io_context = NULL;
972                 }
973
974                 if (ad->current_write_count != 0)
975                         ad->current_write_count--;
976         }
977         ad->ioc_finished = 0;
978
979         ad->next_arq[data_dir] = as_find_next_arq(ad, arq);
980
981         /*
982          * take it off the sort and fifo list, add to dispatch queue
983          */
984         as_remove_queued_request(ad->q, rq);
985         WARN_ON(arq->state != AS_RQ_QUEUED);
986
987         elv_dispatch_sort(ad->q, rq);
988
989         arq->state = AS_RQ_DISPATCHED;
990         if (arq->io_context && arq->io_context->aic)
991                 atomic_inc(&arq->io_context->aic->nr_dispatched);
992         ad->nr_dispatched++;
993 }
994
995 /*
996  * as_dispatch_request selects the best request according to
997  * read/write expire, batch expire, etc, and moves it to the dispatch
998  * queue. Returns 1 if a request was found, 0 otherwise.
999  */
1000 static int as_dispatch_request(request_queue_t *q, int force)
1001 {
1002         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1003         struct as_rq *arq;
1004         const int reads = !list_empty(&ad->fifo_list[REQ_SYNC]);
1005         const int writes = !list_empty(&ad->fifo_list[REQ_ASYNC]);
1006
1007         if (unlikely(force)) {
1008                 /*
1009                  * Forced dispatch, accounting is useless.  Reset
1010                  * accounting states and dump fifo_lists.  Note that
1011                  * batch_data_dir is reset to REQ_SYNC to avoid
1012                  * screwing write batch accounting as write batch
1013                  * accounting occurs on W->R transition.
1014                  */
1015                 int dispatched = 0;
1016
1017                 ad->batch_data_dir = REQ_SYNC;
1018                 ad->changed_batch = 0;
1019                 ad->new_batch = 0;
1020
1021                 while (ad->next_arq[REQ_SYNC]) {
1022                         as_move_to_dispatch(ad, ad->next_arq[REQ_SYNC]);
1023                         dispatched++;
1024                 }
1025                 ad->last_check_fifo[REQ_SYNC] = jiffies;
1026
1027                 while (ad->next_arq[REQ_ASYNC]) {
1028                         as_move_to_dispatch(ad, ad->next_arq[REQ_ASYNC]);
1029                         dispatched++;
1030                 }
1031                 ad->last_check_fifo[REQ_ASYNC] = jiffies;
1032
1033                 return dispatched;
1034         }
1035
1036         /* Signal that the write batch was uncontended, so we can't time it */
1037         if (ad->batch_data_dir == REQ_ASYNC && !reads) {
1038                 if (ad->current_write_count == 0 || !writes)
1039                         ad->write_batch_idled = 1;
1040         }
1041
1042         if (!(reads || writes)
1043                 || ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ
1044                 || ad->antic_status == ANTIC_WAIT_NEXT
1045                 || ad->changed_batch)
1046                 return 0;
1047
1048         if (!(reads && writes && as_batch_expired(ad))) {
1049                 /*
1050                  * batch is still running or no reads or no writes
1051                  */
1052                 arq = ad->next_arq[ad->batch_data_dir];
1053
1054                 if (ad->batch_data_dir == REQ_SYNC && ad->antic_expire) {
1055                         if (as_fifo_expired(ad, REQ_SYNC))
1056                                 goto fifo_expired;
1057
1058                         if (as_can_anticipate(ad, arq)) {
1059                                 as_antic_waitreq(ad);
1060                                 return 0;
1061                         }
1062                 }
1063
1064                 if (arq) {
1065                         /* we have a "next request" */
1066                         if (reads && !writes)
1067                                 ad->current_batch_expires =
1068                                         jiffies + ad->batch_expire[REQ_SYNC];
1069                         goto dispatch_request;
1070                 }
1071         }
1072
1073         /*
1074          * at this point we are not running a batch. select the appropriate
1075          * data direction (read / write)
1076          */
1077
1078         if (reads) {
1079                 BUG_ON(RB_EMPTY_ROOT(&ad->sort_list[REQ_SYNC]));
1080
1081                 if (writes && ad->batch_data_dir == REQ_SYNC)
1082                         /*
1083                          * Last batch was a read, switch to writes
1084                          */
1085                         goto dispatch_writes;
1086
1087                 if (ad->batch_data_dir == REQ_ASYNC) {
1088                         WARN_ON(ad->new_batch);
1089                         ad->changed_batch = 1;
1090                 }
1091                 ad->batch_data_dir = REQ_SYNC;
1092                 arq = list_entry_fifo(ad->fifo_list[ad->batch_data_dir].next);
1093                 ad->last_check_fifo[ad->batch_data_dir] = jiffies;
1094                 goto dispatch_request;
1095         }
1096
1097         /*
1098          * the last batch was a read
1099          */
1100
1101         if (writes) {
1102 dispatch_writes:
1103                 BUG_ON(RB_EMPTY_ROOT(&ad->sort_list[REQ_ASYNC]));
1104
1105                 if (ad->batch_data_dir == REQ_SYNC) {
1106                         ad->changed_batch = 1;
1107
1108                         /*
1109                          * new_batch might be 1 when the queue runs out of
1110                          * reads. A subsequent submission of a write might
1111                          * cause a change of batch before the read is finished.
1112                          */
1113                         ad->new_batch = 0;
1114                 }
1115                 ad->batch_data_dir = REQ_ASYNC;
1116                 ad->current_write_count = ad->write_batch_count;
1117                 ad->write_batch_idled = 0;
1118                 arq = ad->next_arq[ad->batch_data_dir];
1119                 goto dispatch_request;
1120         }
1121
1122         BUG();
1123         return 0;
1124
1125 dispatch_request:
1126         /*
1127          * If a request has expired, service it.
1128          */
1129
1130         if (as_fifo_expired(ad, ad->batch_data_dir)) {
1131 fifo_expired:
1132                 arq = list_entry_fifo(ad->fifo_list[ad->batch_data_dir].next);
1133                 BUG_ON(arq == NULL);
1134         }
1135
1136         if (ad->changed_batch) {
1137                 WARN_ON(ad->new_batch);
1138
1139                 if (ad->nr_dispatched)
1140                         return 0;
1141
1142                 if (ad->batch_data_dir == REQ_ASYNC)
1143                         ad->current_batch_expires = jiffies +
1144                                         ad->batch_expire[REQ_ASYNC];
1145                 else
1146                         ad->new_batch = 1;
1147
1148                 ad->changed_batch = 0;
1149         }
1150
1151         /*
1152          * arq is the selected appropriate request.
1153          */
1154         as_move_to_dispatch(ad, arq);
1155
1156         return 1;
1157 }
1158
1159 /*
1160  * add arq to rbtree and fifo
1161  */
1162 static void as_add_request(request_queue_t *q, struct request *rq)
1163 {
1164         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1165         struct as_rq *arq = RQ_DATA(rq);
1166         int data_dir;
1167
1168         arq->state = AS_RQ_NEW;
1169
1170         if (rq_data_dir(arq->request) == READ
1171                         || (arq->request->cmd_flags & REQ_RW_SYNC))
1172                 arq->is_sync = 1;
1173         else
1174                 arq->is_sync = 0;
1175         data_dir = arq->is_sync;
1176
1177         arq->io_context = as_get_io_context();
1178
1179         if (arq->io_context) {
1180                 as_update_iohist(ad, arq->io_context->aic, arq->request);
1181                 atomic_inc(&arq->io_context->aic->nr_queued);
1182         }
1183
1184         as_add_arq_rb(ad, rq);
1185
1186         /*
1187          * set expire time (only used for reads) and add to fifo list
1188          */
1189         arq->expires = jiffies + ad->fifo_expire[data_dir];
1190         list_add_tail(&arq->fifo, &ad->fifo_list[data_dir]);
1191
1192         as_update_arq(ad, arq); /* keep state machine up to date */
1193         arq->state = AS_RQ_QUEUED;
1194 }
1195
1196 static void as_activate_request(request_queue_t *q, struct request *rq)
1197 {
1198         struct as_rq *arq = RQ_DATA(rq);
1199
1200         WARN_ON(arq->state != AS_RQ_DISPATCHED);
1201         arq->state = AS_RQ_REMOVED;
1202         if (arq->io_context && arq->io_context->aic)
1203                 atomic_dec(&arq->io_context->aic->nr_dispatched);
1204 }
1205
1206 static void as_deactivate_request(request_queue_t *q, struct request *rq)
1207 {
1208         struct as_rq *arq = RQ_DATA(rq);
1209
1210         WARN_ON(arq->state != AS_RQ_REMOVED);
1211         arq->state = AS_RQ_DISPATCHED;
1212         if (arq->io_context && arq->io_context->aic)
1213                 atomic_inc(&arq->io_context->aic->nr_dispatched);
1214 }
1215
1216 /*
1217  * as_queue_empty tells us if there are requests left in the device. It may
1218  * not be the case that a driver can get the next request even if the queue
1219  * is not empty - it is used in the block layer to check for plugging and
1220  * merging opportunities
1221  */
1222 static int as_queue_empty(request_queue_t *q)
1223 {
1224         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1225
1226         return list_empty(&ad->fifo_list[REQ_ASYNC])
1227                 && list_empty(&ad->fifo_list[REQ_SYNC]);
1228 }
1229
1230 static int
1231 as_merge(request_queue_t *q, struct request **req, struct bio *bio)
1232 {
1233         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1234         sector_t rb_key = bio->bi_sector + bio_sectors(bio);
1235         struct request *__rq;
1236
1237         /*
1238          * check for front merge
1239          */
1240         __rq = elv_rb_find(&ad->sort_list[bio_data_dir(bio)], rb_key);
1241         if (__rq && elv_rq_merge_ok(__rq, bio)) {
1242                 *req = __rq;
1243                 return ELEVATOR_FRONT_MERGE;
1244         }
1245
1246         return ELEVATOR_NO_MERGE;
1247 }
1248
1249 static void as_merged_request(request_queue_t *q, struct request *req, int type)
1250 {
1251         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1252
1253         /*
1254          * if the merge was a front merge, we need to reposition request
1255          */
1256         if (type == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1257                 as_del_arq_rb(ad, req);
1258                 as_add_arq_rb(ad, req);
1259                 /*
1260                  * Note! At this stage of this and the next function, our next
1261                  * request may not be optimal - eg the request may have "grown"
1262                  * behind the disk head. We currently don't bother adjusting.
1263                  */
1264         }
1265 }
1266
1267 static void as_merged_requests(request_queue_t *q, struct request *req,
1268                                 struct request *next)
1269 {
1270         struct as_rq *arq = RQ_DATA(req);
1271         struct as_rq *anext = RQ_DATA(next);
1272
1273         BUG_ON(!arq);
1274         BUG_ON(!anext);
1275
1276         /*
1277          * if anext expires before arq, assign its expire time to arq
1278          * and move into anext position (anext will be deleted) in fifo
1279          */
1280         if (!list_empty(&arq->fifo) && !list_empty(&anext->fifo)) {
1281                 if (time_before(anext->expires, arq->expires)) {
1282                         list_move(&arq->fifo, &anext->fifo);
1283                         arq->expires = anext->expires;
1284                         /*
1285                          * Don't copy here but swap, because when anext is
1286                          * removed below, it must contain the unused context
1287                          */
1288                         swap_io_context(&arq->io_context, &anext->io_context);
1289                 }
1290         }
1291
1292         /*
1293          * kill knowledge of next, this one is a goner
1294          */
1295         as_remove_queued_request(q, next);
1296         as_put_io_context(anext);
1297
1298         anext->state = AS_RQ_MERGED;
1299 }
1300
1301 /*
1302  * This is executed in a "deferred" process context, by kblockd. It calls the
1303  * driver's request_fn so the driver can submit that request.
1304  *
1305  * IMPORTANT! This guy will reenter the elevator, so set up all queue global
1306  * state before calling, and don't rely on any state over calls.
1307  *
1308  * FIXME! dispatch queue is not a queue at all!
1309  */
1310 static void as_work_handler(void *data)
1311 {
1312         struct request_queue *q = data;
1313         unsigned long flags;
1314
1315         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1316         if (!as_queue_empty(q))
1317                 q->request_fn(q);
1318         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1319 }
1320
1321 static void as_put_request(request_queue_t *q, struct request *rq)
1322 {
1323         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1324         struct as_rq *arq = RQ_DATA(rq);
1325
1326         if (!arq) {
1327                 WARN_ON(1);
1328                 return;
1329         }
1330
1331         if (unlikely(arq->state != AS_RQ_POSTSCHED &&
1332                      arq->state != AS_RQ_PRESCHED &&
1333                      arq->state != AS_RQ_MERGED)) {
1334                 printk("arq->state %d\n", arq->state);
1335                 WARN_ON(1);
1336         }
1337
1338         mempool_free(arq, ad->arq_pool);
1339         rq->elevator_private = NULL;
1340 }
1341
1342 static int as_set_request(request_queue_t *q, struct request *rq,
1343                           struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
1344 {
1345         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1346         struct as_rq *arq = mempool_alloc(ad->arq_pool, gfp_mask);
1347
1348         if (arq) {
1349                 memset(arq, 0, sizeof(*arq));
1350                 arq->request = rq;
1351                 arq->state = AS_RQ_PRESCHED;
1352                 arq->io_context = NULL;
1353                 INIT_LIST_HEAD(&arq->fifo);
1354                 rq->elevator_private = arq;
1355                 return 0;
1356         }
1357
1358         return 1;
1359 }
1360
1361 static int as_may_queue(request_queue_t *q, int rw, struct bio *bio)
1362 {
1363         int ret = ELV_MQUEUE_MAY;
1364         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1365         struct io_context *ioc;
1366         if (ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ ||
1367                         ad->antic_status == ANTIC_WAIT_NEXT) {
1368                 ioc = as_get_io_context();
1369                 if (ad->io_context == ioc)
1370                         ret = ELV_MQUEUE_MUST;
1371                 put_io_context(ioc);
1372         }
1373
1374         return ret;
1375 }
1376
1377 static void as_exit_queue(elevator_t *e)
1378 {
1379         struct as_data *ad = e->elevator_data;
1380
1381         del_timer_sync(&ad->antic_timer);
1382         kblockd_flush();
1383
1384         BUG_ON(!list_empty(&ad->fifo_list[REQ_SYNC]));
1385         BUG_ON(!list_empty(&ad->fifo_list[REQ_ASYNC]));
1386
1387         mempool_destroy(ad->arq_pool);
1388         put_io_context(ad->io_context);
1389         kfree(ad);
1390 }
1391
1392 /*
1393  * initialize elevator private data (as_data), and alloc a arq for
1394  * each request on the free lists
1395  */
1396 static void *as_init_queue(request_queue_t *q, elevator_t *e)
1397 {
1398         struct as_data *ad;
1399
1400         if (!arq_pool)
1401                 return NULL;
1402
1403         ad = kmalloc_node(sizeof(*ad), GFP_KERNEL, q->node);
1404         if (!ad)
1405                 return NULL;
1406         memset(ad, 0, sizeof(*ad));
1407
1408         ad->q = q; /* Identify what queue the data belongs to */
1409
1410         ad->arq_pool = mempool_create_node(BLKDEV_MIN_RQ, mempool_alloc_slab,
1411                                 mempool_free_slab, arq_pool, q->node);
1412         if (!ad->arq_pool) {
1413                 kfree(ad);
1414                 return NULL;
1415         }
1416
1417         /* anticipatory scheduling helpers */
1418         ad->antic_timer.function = as_antic_timeout;
1419         ad->antic_timer.data = (unsigned long)q;
1420         init_timer(&ad->antic_timer);
1421         INIT_WORK(&ad->antic_work, as_work_handler, q);
1422
1423         INIT_LIST_HEAD(&ad->fifo_list[REQ_SYNC]);
1424         INIT_LIST_HEAD(&ad->fifo_list[REQ_ASYNC]);
1425         ad->sort_list[REQ_SYNC] = RB_ROOT;
1426         ad->sort_list[REQ_ASYNC] = RB_ROOT;
1427         ad->fifo_expire[REQ_SYNC] = default_read_expire;
1428         ad->fifo_expire[REQ_ASYNC] = default_write_expire;
1429         ad->antic_expire = default_antic_expire;
1430         ad->batch_expire[REQ_SYNC] = default_read_batch_expire;
1431         ad->batch_expire[REQ_ASYNC] = default_write_batch_expire;
1432
1433         ad->current_batch_expires = jiffies + ad->batch_expire[REQ_SYNC];
1434         ad->write_batch_count = ad->batch_expire[REQ_ASYNC] / 10;
1435         if (ad->write_batch_count < 2)
1436                 ad->write_batch_count = 2;
1437
1438         return ad;
1439 }
1440
1441 /*
1442  * sysfs parts below
1443  */
1444
1445 static ssize_t
1446 as_var_show(unsigned int var, char *page)
1447 {
1448         return sprintf(page, "%d\n", var);
1449 }
1450
1451 static ssize_t
1452 as_var_store(unsigned long *var, const char *page, size_t count)
1453 {
1454         char *p = (char *) page;
1455
1456         *var = simple_strtoul(p, &p, 10);
1457         return count;
1458 }
1459
1460 static ssize_t est_time_show(elevator_t *e, char *page)
1461 {
1462         struct as_data *ad = e->elevator_data;
1463         int pos = 0;
1464
1465         pos += sprintf(page+pos, "%lu %% exit probability\n",
1466                                 100*ad->exit_prob/256);
1467         pos += sprintf(page+pos, "%lu %% probability of exiting without a "
1468                                 "cooperating process submitting IO\n",
1469                                 100*ad->exit_no_coop/256);
1470         pos += sprintf(page+pos, "%lu ms new thinktime\n", ad->new_ttime_mean);
1471         pos += sprintf(page+pos, "%llu sectors new seek distance\n",
1472                                 (unsigned long long)ad->new_seek_mean);
1473
1474         return pos;
1475 }
1476
1477 #define SHOW_FUNCTION(__FUNC, __VAR)                            \
1478 static ssize_t __FUNC(elevator_t *e, char *page)                \
1479 {                                                               \
1480         struct as_data *ad = e->elevator_data;                  \
1481         return as_var_show(jiffies_to_msecs((__VAR)), (page));  \
1482 }
1483 SHOW_FUNCTION(as_read_expire_show, ad->fifo_expire[REQ_SYNC]);
1484 SHOW_FUNCTION(as_write_expire_show, ad->fifo_expire[REQ_ASYNC]);
1485 SHOW_FUNCTION(as_antic_expire_show, ad->antic_expire);
1486 SHOW_FUNCTION(as_read_batch_expire_show, ad->batch_expire[REQ_SYNC]);
1487 SHOW_FUNCTION(as_write_batch_expire_show, ad->batch_expire[REQ_ASYNC]);
1488 #undef SHOW_FUNCTION
1489
1490 #define STORE_FUNCTION(__FUNC, __PTR, MIN, MAX)                         \
1491 static ssize_t __FUNC(elevator_t *e, const char *page, size_t count)    \
1492 {                                                                       \
1493         struct as_data *ad = e->elevator_data;                          \
1494         int ret = as_var_store(__PTR, (page), count);                   \
1495         if (*(__PTR) < (MIN))                                           \
1496                 *(__PTR) = (MIN);                                       \
1497         else if (*(__PTR) > (MAX))                                      \
1498                 *(__PTR) = (MAX);                                       \
1499         *(__PTR) = msecs_to_jiffies(*(__PTR));                          \
1500         return ret;                                                     \
1501 }
1502 STORE_FUNCTION(as_read_expire_store, &ad->fifo_expire[REQ_SYNC], 0, INT_MAX);
1503 STORE_FUNCTION(as_write_expire_store, &ad->fifo_expire[REQ_ASYNC], 0, INT_MAX);
1504 STORE_FUNCTION(as_antic_expire_store, &ad->antic_expire, 0, INT_MAX);
1505 STORE_FUNCTION(as_read_batch_expire_store,
1506                         &ad->batch_expire[REQ_SYNC], 0, INT_MAX);
1507 STORE_FUNCTION(as_write_batch_expire_store,
1508                         &ad->batch_expire[REQ_ASYNC], 0, INT_MAX);
1509 #undef STORE_FUNCTION
1510
1511 #define AS_ATTR(name) \
1512         __ATTR(name, S_IRUGO|S_IWUSR, as_##name##_show, as_##name##_store)
1513
1514 static struct elv_fs_entry as_attrs[] = {
1515         __ATTR_RO(est_time),
1516         AS_ATTR(read_expire),
1517         AS_ATTR(write_expire),
1518         AS_ATTR(antic_expire),
1519         AS_ATTR(read_batch_expire),
1520         AS_ATTR(write_batch_expire),
1521         __ATTR_NULL
1522 };
1523
1524 static struct elevator_type iosched_as = {
1525         .ops = {
1526                 .elevator_merge_fn =            as_merge,
1527                 .elevator_merged_fn =           as_merged_request,
1528                 .elevator_merge_req_fn =        as_merged_requests,
1529                 .elevator_dispatch_fn =         as_dispatch_request,
1530                 .elevator_add_req_fn =          as_add_request,
1531                 .elevator_activate_req_fn =     as_activate_request,
1532                 .elevator_deactivate_req_fn =   as_deactivate_request,
1533                 .elevator_queue_empty_fn =      as_queue_empty,
1534                 .elevator_completed_req_fn =    as_completed_request,
1535                 .elevator_former_req_fn =       elv_rb_former_request,
1536                 .elevator_latter_req_fn =       elv_rb_latter_request,
1537                 .elevator_set_req_fn =          as_set_request,
1538                 .elevator_put_req_fn =          as_put_request,
1539                 .elevator_may_queue_fn =        as_may_queue,
1540                 .elevator_init_fn =             as_init_queue,
1541                 .elevator_exit_fn =             as_exit_queue,
1542                 .trim =                         as_trim,
1543         },
1544
1545         .elevator_attrs = as_attrs,
1546         .elevator_name = "anticipatory",
1547         .elevator_owner = THIS_MODULE,
1548 };
1549
1550 static int __init as_init(void)
1551 {
1552         int ret;
1553
1554         arq_pool = kmem_cache_create("as_arq", sizeof(struct as_rq),
1555                                      0, 0, NULL, NULL);
1556         if (!arq_pool)
1557                 return -ENOMEM;
1558
1559         ret = elv_register(&iosched_as);
1560         if (!ret) {
1561                 /*
1562                  * don't allow AS to get unregistered, since we would have
1563                  * to browse all tasks in the system and release their
1564                  * as_io_context first
1565                  */
1566                 __module_get(THIS_MODULE);
1567                 return 0;
1568         }
1569
1570         kmem_cache_destroy(arq_pool);
1571         return ret;
1572 }
1573
1574 static void __exit as_exit(void)
1575 {
1576         DECLARE_COMPLETION(all_gone);
1577         elv_unregister(&iosched_as);
1578         ioc_gone = &all_gone;
1579         /* ioc_gone's update must be visible before reading ioc_count */
1580         smp_wmb();
1581         if (atomic_read(&ioc_count))
1582                 wait_for_completion(ioc_gone);
1583         synchronize_rcu();
1584         kmem_cache_destroy(arq_pool);
1585 }
1586
1587 module_init(as_init);
1588 module_exit(as_exit);
1589
1590 MODULE_AUTHOR("Nick Piggin");
1591 MODULE_LICENSE("GPL");
1592 MODULE_DESCRIPTION("anticipatory IO scheduler");