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