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