block/as-iosched.c

   1 /*
   2  *  Anticipatory & deadline i/o scheduler.
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2002 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
   5  *                     Nick Piggin <nickpiggin@yahoo.com.au>
   6  *
   7  */
   8 #include <linux/kernel.h>
   9 #include <linux/fs.h>
  10 #include <linux/blkdev.h>
  11 #include <linux/elevator.h>
  12 #include <linux/bio.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/slab.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/compiler.h>
  17 #include <linux/rbtree.h>
  18 #include <linux/interrupt.h>
  19
  20 /*
  21  * See Documentation/block/as-iosched.txt
  22  */
  23
  24 /*
  25  * max time before a read is submitted.
  26  */
  27 #define default_read_expire (HZ / 8)
  28
  29 /*
  30  * ditto for writes, these limits are not hard, even
  31  * if the disk is capable of satisfying them.
  32  */
  33 #define default_write_expire (HZ / 4)
  34
  35 /*
  36  * read_batch_expire describes how long we will allow a stream of reads to
  37  * persist before looking to see whether it is time to switch over to writes.
  38  */
  39 #define default_read_batch_expire (HZ / 2)
  40
  41 /*
  42  * write_batch_expire describes how long we want a stream of writes to run for.
  43  * This is not a hard limit, but a target we set for the auto-tuning thingy.
  44  * See, the problem is: we can send a lot of writes to disk cache / TCQ in
  45  * a short amount of time...
  46  */
  47 #define default_write_batch_expire (HZ / 8)
  48
  49 /*
  50  * max time we may wait to anticipate a read (default around 6ms)
  51  */
  52 #define default_antic_expire ((HZ / 150) ? HZ / 150 : 1)
  53
  54 /*
  55  * Keep track of up to 20ms thinktimes. We can go as big as we like here,
  56  * however huge values tend to interfere and not decay fast enough. A program
  57  * might be in a non-io phase of operation. Waiting on user input for example,
  58  * or doing a lengthy computation. A small penalty can be justified there, and
  59  * will still catch out those processes that constantly have large thinktimes.
  60  */
  61 #define MAX_THINKTIME (HZ/50UL)
  62
  63 /* Bits in as_io_context.state */
  64 enum as_io_states {
  65         AS_TASK_RUNNING=0,      /* Process has not exited */
  66         AS_TASK_IOSTARTED,      /* Process has started some IO */
  67         AS_TASK_IORUNNING,      /* Process has completed some IO */
  68 };
  69
  70 enum anticipation_status {
  71         ANTIC_OFF=0,            /* Not anticipating (normal operation)  */
  72         ANTIC_WAIT_REQ,         /* The last read has not yet completed  */
  73         ANTIC_WAIT_NEXT,        /* Currently anticipating a request vs
  74                                    last read (which has completed) */
  75         ANTIC_FINISHED,         /* Anticipating but have found a candidate
  76                                  * or timed out */
  77 };
  78
  79 struct as_data {
  80         /*
  81          * run time data
  82          */
  83
  84         struct request_queue *q;        /* the "owner" queue */
  85
  86         /*
  87          * requests (as_rq s) are present on both sort_list and fifo_list
  88          */
  89         struct rb_root sort_list[2];
  90         struct list_head fifo_list[2];
  91
  92         struct request *next_rq[2];     /* next in sort order */
  93         sector_t last_sector[2];        /* last SYNC & ASYNC sectors */
  94
  95         unsigned long exit_prob;        /* probability a task will exit while
  96                                            being waited on */
  97         unsigned long exit_no_coop;     /* probablility an exited task will
  98                                            not be part of a later cooperating
  99                                            request */
 100         unsigned long new_ttime_total;  /* mean thinktime on new proc */
 101         unsigned long new_ttime_mean;
 102         u64 new_seek_total;             /* mean seek on new proc */
 103         sector_t new_seek_mean;
 104
 105         unsigned long current_batch_expires;
 106         unsigned long last_check_fifo[2];
 107         int changed_batch;              /* 1: waiting for old batch to end */
 108         int new_batch;                  /* 1: waiting on first read complete */
 109         int batch_data_dir;             /* current batch SYNC / ASYNC */
 110         int write_batch_count;          /* max # of reqs in a write batch */
 111         int current_write_count;        /* how many requests left this batch */
 112         int write_batch_idled;          /* has the write batch gone idle? */
 113
 114         enum anticipation_status antic_status;
 115         unsigned long antic_start;      /* jiffies: when it started */
 116         struct timer_list antic_timer;  /* anticipatory scheduling timer */
 117         struct work_struct antic_work;  /* Deferred unplugging */
 118         struct io_context *io_context;  /* Identify the expected process */
 119         int ioc_finished; /* IO associated with io_context is finished */
 120         int nr_dispatched;
 121
 122         /*
 123          * settings that change how the i/o scheduler behaves
 124          */
 125         unsigned long fifo_expire[2];
 126         unsigned long batch_expire[2];
 127         unsigned long antic_expire;
 128 };
 129
 130 /*
 131  * per-request data.
 132  */
 133 enum arq_state {
 134         AS_RQ_NEW=0,            /* New - not referenced and not on any lists */
 135         AS_RQ_QUEUED,           /* In the request queue. It belongs to the
 136                                    scheduler */
 137         AS_RQ_DISPATCHED,       /* On the dispatch list. It belongs to the
 138                                    driver now */
 139         AS_RQ_PRESCHED,         /* Debug poisoning for requests being used */
 140         AS_RQ_REMOVED,
 141         AS_RQ_MERGED,
 142         AS_RQ_POSTSCHED,        /* when they shouldn't be */
 143 };
 144
 145 #define RQ_IOC(rq)      ((struct io_context *) (rq)->elevator_private)
 146 #define RQ_STATE(rq)    ((enum arq_state)(rq)->elevator_private2)
 147 #define RQ_SET_STATE(rq, state) ((rq)->elevator_private2 = (void *) state)
 148
 149 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, ioc_count);
 150 static struct completion *ioc_gone;
 151 static DEFINE_SPINLOCK(ioc_gone_lock);
 152
 153 static void as_move_to_dispatch(struct as_data *ad, struct request *rq);
 154 static void as_antic_stop(struct as_data *ad);
 155
 156 /*
 157  * IO Context helper functions
 158  */
 159
 160 /* Called to deallocate the as_io_context */
 161 static void free_as_io_context(struct as_io_context *aic)
 162 {
 163         kfree(aic);
 164         elv_ioc_count_dec(ioc_count);
 165         if (ioc_gone) {
 166                 /*
 167                  * AS scheduler is exiting, grab exit lock and check
 168                  * the pending io context count. If it hits zero,
 169                  * complete ioc_gone and set it back to NULL.
 170                  */
 171                 spin_lock(&ioc_gone_lock);
 172                 if (ioc_gone && !elv_ioc_count_read(ioc_count)) {
 173                         complete(ioc_gone);
 174                         ioc_gone = NULL;
 175                 }
 176                 spin_unlock(&ioc_gone_lock);
 177         }
 178 }
 179
 180 static void as_trim(struct io_context *ioc)
 181 {
 182         spin_lock_irq(&ioc->lock);
 183         if (ioc->aic)
 184                 free_as_io_context(ioc->aic);
 185         ioc->aic = NULL;
 186         spin_unlock_irq(&ioc->lock);
 187 }
 188
 189 /* Called when the task exits */
 190 static void exit_as_io_context(struct as_io_context *aic)
 191 {
 192         WARN_ON(!test_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state));
 193         clear_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state);
 194 }
 195
 196 static struct as_io_context *alloc_as_io_context(void)
 197 {
 198         struct as_io_context *ret;
 199
 200         ret = kmalloc(sizeof(*ret), GFP_ATOMIC);
 201         if (ret) {
 202                 ret->dtor = free_as_io_context;
 203                 ret->exit = exit_as_io_context;
 204                 ret->state = 1 << AS_TASK_RUNNING;
 205                 atomic_set(&ret->nr_queued, 0);
 206                 atomic_set(&ret->nr_dispatched, 0);
 207                 spin_lock_init(&ret->lock);
 208                 ret->ttime_total = 0;
 209                 ret->ttime_samples = 0;
 210                 ret->ttime_mean = 0;
 211                 ret->seek_total = 0;
 212                 ret->seek_samples = 0;
 213                 ret->seek_mean = 0;
 214                 elv_ioc_count_inc(ioc_count);
 215         }
 216
 217         return ret;
 218 }
 219
 220 /*
 221  * If the current task has no AS IO context then create one and initialise it.
 222  * Then take a ref on the task's io context and return it.
 223  */
 224 static struct io_context *as_get_io_context(int node)
 225 {
 226         struct io_context *ioc = get_io_context(GFP_ATOMIC, node);
 227         if (ioc && !ioc->aic) {
 228                 ioc->aic = alloc_as_io_context();
 229                 if (!ioc->aic) {
 230                         put_io_context(ioc);
 231                         ioc = NULL;
 232                 }
 233         }
 234         return ioc;
 235 }
 236
 237 static void as_put_io_context(struct request *rq)
 238 {
 239         struct as_io_context *aic;
 240
 241         if (unlikely(!RQ_IOC(rq)))
 242                 return;
 243
 244         aic = RQ_IOC(rq)->aic;
 245
 246         if (rq_is_sync(rq) && aic) {
 247                 unsigned long flags;
 248
 249                 spin_lock_irqsave(&aic->lock, flags);
 250                 set_bit(AS_TASK_IORUNNING, &aic->state);
 251                 aic->last_end_request = jiffies;
 252                 spin_unlock_irqrestore(&aic->lock, flags);
 253         }
 254
 255         put_io_context(RQ_IOC(rq));
 256 }
 257
 258 /*
 259  * rb tree support functions
 260  */
 261 #define RQ_RB_ROOT(ad, rq)      (&(ad)->sort_list[rq_is_sync((rq))])
 262
 263 static void as_add_rq_rb(struct as_data *ad, struct request *rq)
 264 {
 265         struct request *alias;
 266
 267         while ((unlikely(alias = elv_rb_add(RQ_RB_ROOT(ad, rq), rq)))) {
 268                 as_move_to_dispatch(ad, alias);
 269                 as_antic_stop(ad);
 270         }
 271 }
 272
 273 static inline void as_del_rq_rb(struct as_data *ad, struct request *rq)
 274 {
 275         elv_rb_del(RQ_RB_ROOT(ad, rq), rq);
 276 }
 277
 278 /*
 279  * IO Scheduler proper
 280  */
 281
 282 #define MAXBACK (1024 * 1024)   /*
 283                                  * Maximum distance the disk will go backward
 284                                  * for a request.
 285                                  */
 286
 287 #define BACK_PENALTY    2
 288
 289 /*
 290  * as_choose_req selects the preferred one of two requests of the same data_dir
 291  * ignoring time - eg. timeouts, which is the job of as_dispatch_request
 292  */
 293 static struct request *
 294 as_choose_req(struct as_data *ad, struct request *rq1, struct request *rq2)
 295 {
 296         int data_dir;
 297         sector_t last, s1, s2, d1, d2;
 298         int r1_wrap=0, r2_wrap=0;       /* requests are behind the disk head */
 299         const sector_t maxback = MAXBACK;
 300
 301         if (rq1 == NULL || rq1 == rq2)
 302                 return rq2;
 303         if (rq2 == NULL)
 304                 return rq1;
 305
 306         data_dir = rq_is_sync(rq1);
 307
 308         last = ad->last_sector[data_dir];
 309         s1 = rq1->sector;
 310         s2 = rq2->sector;
 311
 312         BUG_ON(data_dir != rq_is_sync(rq2));
 313
 314         /*
 315          * Strict one way elevator _except_ in the case where we allow
 316          * short backward seeks which are biased as twice the cost of a
 317          * similar forward seek.
 318          */
 319         if (s1 >= last)
 320                 d1 = s1 - last;
 321         else if (s1+maxback >= last)
 322                 d1 = (last - s1)*BACK_PENALTY;
 323         else {
 324                 r1_wrap = 1;
 325                 d1 = 0; /* shut up, gcc */
 326         }
 327
 328         if (s2 >= last)
 329                 d2 = s2 - last;
 330         else if (s2+maxback >= last)
 331                 d2 = (last - s2)*BACK_PENALTY;
 332         else {
 333                 r2_wrap = 1;
 334                 d2 = 0;
 335         }
 336
 337         /* Found required data */
 338         if (!r1_wrap && r2_wrap)
 339                 return rq1;
 340         else if (!r2_wrap && r1_wrap)
 341                 return rq2;
 342         else if (r1_wrap && r2_wrap) {
 343                 /* both behind the head */
 344                 if (s1 <= s2)
 345                         return rq1;
 346                 else
 347                         return rq2;
 348         }
 349
 350         /* Both requests in front of the head */
 351         if (d1 < d2)
 352                 return rq1;
 353         else if (d2 < d1)
 354                 return rq2;
 355         else {
 356                 if (s1 >= s2)
 357                         return rq1;
 358                 else
 359                         return rq2;
 360         }
 361 }
 362
 363 /*
 364  * as_find_next_rq finds the next request after @prev in elevator order.
 365  * this with as_choose_req form the basis for how the scheduler chooses
 366  * what request to process next. Anticipation works on top of this.
 367  */
 368 static struct request *
 369 as_find_next_rq(struct as_data *ad, struct request *last)
 370 {
 371         struct rb_node *rbnext = rb_next(&last->rb_node);
 372         struct rb_node *rbprev = rb_prev(&last->rb_node);
 373         struct request *next = NULL, *prev = NULL;
 374
 375         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&last->rb_node));
 376
 377         if (rbprev)
 378                 prev = rb_entry_rq(rbprev);
 379
 380         if (rbnext)
 381                 next = rb_entry_rq(rbnext);
 382         else {
 383                 const int data_dir = rq_is_sync(last);
 384
 385                 rbnext = rb_first(&ad->sort_list[data_dir]);
 386                 if (rbnext && rbnext != &last->rb_node)
 387                         next = rb_entry_rq(rbnext);
 388         }
 389
 390         return as_choose_req(ad, next, prev);
 391 }
 392
 393 /*
 394  * anticipatory scheduling functions follow
 395  */
 396
 397 /*
 398  * as_antic_expired tells us when we have anticipated too long.
 399  * The funny "absolute difference" math on the elapsed time is to handle
 400  * jiffy wraps, and disks which have been idle for 0x80000000 jiffies.
 401  */
 402 static int as_antic_expired(struct as_data *ad)
 403 {
 404         long delta_jif;
 405
 406         delta_jif = jiffies - ad->antic_start;
 407         if (unlikely(delta_jif < 0))
 408                 delta_jif = -delta_jif;
 409         if (delta_jif < ad->antic_expire)
 410                 return 0;
 411
 412         return 1;
 413 }
 414
 415 /*
 416  * as_antic_waitnext starts anticipating that a nice request will soon be
 417  * submitted. See also as_antic_waitreq
 418  */
 419 static void as_antic_waitnext(struct as_data *ad)
 420 {
 421         unsigned long timeout;
 422
 423         BUG_ON(ad->antic_status != ANTIC_OFF
 424                         && ad->antic_status != ANTIC_WAIT_REQ);
 425
 426         timeout = ad->antic_start + ad->antic_expire;
 427
 428         mod_timer(&ad->antic_timer, timeout);
 429
 430         ad->antic_status = ANTIC_WAIT_NEXT;
 431 }
 432
 433 /*
 434  * as_antic_waitreq starts anticipating. We don't start timing the anticipation
 435  * until the request that we're anticipating on has finished. This means we
 436  * are timing from when the candidate process wakes up hopefully.
 437  */
 438 static void as_antic_waitreq(struct as_data *ad)
 439 {
 440         BUG_ON(ad->antic_status == ANTIC_FINISHED);
 441         if (ad->antic_status == ANTIC_OFF) {
 442                 if (!ad->io_context || ad->ioc_finished)
 443                         as_antic_waitnext(ad);
 444                 else
 445                         ad->antic_status = ANTIC_WAIT_REQ;
 446         }
 447 }
 448
 449 /*
 450  * This is called directly by the functions in this file to stop anticipation.
 451  * We kill the timer and schedule a call to the request_fn asap.
 452  */
 453 static void as_antic_stop(struct as_data *ad)
 454 {
 455         int status = ad->antic_status;
 456
 457         if (status == ANTIC_WAIT_REQ || status == ANTIC_WAIT_NEXT) {
 458                 if (status == ANTIC_WAIT_NEXT)
 459                         del_timer(&ad->antic_timer);
 460                 ad->antic_status = ANTIC_FINISHED;
 461                 /* see as_work_handler */
 462                 kblockd_schedule_work(ad->q, &ad->antic_work);
 463         }
 464 }
 465
 466 /*
 467  * as_antic_timeout is the timer function set by as_antic_waitnext.
 468  */
 469 static void as_antic_timeout(unsigned long data)
 470 {
 471         struct request_queue *q = (struct request_queue *)data;
 472         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
 473         unsigned long flags;
 474
 475         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
 476         if (ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ
 477                         || ad->antic_status == ANTIC_WAIT_NEXT) {
 478                 struct as_io_context *aic;
 479                 spin_lock(&ad->io_context->lock);
 480                 aic = ad->io_context->aic;
 481
 482                 ad->antic_status = ANTIC_FINISHED;
 483                 kblockd_schedule_work(q, &ad->antic_work);
 484
 485                 if (aic->ttime_samples == 0) {
 486                         /* process anticipated on has exited or timed out*/
 487                         ad->exit_prob = (7*ad->exit_prob + 256)/8;
 488                 }
 489                 if (!test_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state)) {
 490                         /* process not "saved" by a cooperating request */
 491                         ad->exit_no_coop = (7*ad->exit_no_coop + 256)/8;
 492                 }
 493                 spin_unlock(&ad->io_context->lock);
 494         }
 495         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
 496 }
 497
 498 static void as_update_thinktime(struct as_data *ad, struct as_io_context *aic,
 499                                 unsigned long ttime)
 500 {
 501         /* fixed point: 1.0 == 1<<8 */
 502         if (aic->ttime_samples == 0) {
 503                 ad->new_ttime_total = (7*ad->new_ttime_total + 256*ttime) / 8;
 504                 ad->new_ttime_mean = ad->new_ttime_total / 256;
 505
 506                 ad->exit_prob = (7*ad->exit_prob)/8;
 507         }
 508         aic->ttime_samples = (7*aic->ttime_samples + 256) / 8;
 509         aic->ttime_total = (7*aic->ttime_total + 256*ttime) / 8;
 510         aic->ttime_mean = (aic->ttime_total + 128) / aic->ttime_samples;
 511 }
 512
 513 static void as_update_seekdist(struct as_data *ad, struct as_io_context *aic,
 514                                 sector_t sdist)
 515 {
 516         u64 total;
 517
 518         if (aic->seek_samples == 0) {
 519                 ad->new_seek_total = (7*ad->new_seek_total + 256*(u64)sdist)/8;
 520                 ad->new_seek_mean = ad->new_seek_total / 256;
 521         }
 522
 523         /*
 524          * Don't allow the seek distance to get too large from the
 525          * odd fragment, pagein, etc
 526          */
 527         if (aic->seek_samples <= 60) /* second&third seek */
 528                 sdist = min(sdist, (aic->seek_mean * 4) + 2*1024*1024);
 529         else
 530                 sdist = min(sdist, (aic->seek_mean * 4) + 2*1024*64);
 531
 532         aic->seek_samples = (7*aic->seek_samples + 256) / 8;
 533         aic->seek_total = (7*aic->seek_total + (u64)256*sdist) / 8;
 534         total = aic->seek_total + (aic->seek_samples/2);
 535         do_div(total, aic->seek_samples);
 536         aic->seek_mean = (sector_t)total;
 537 }
 538
 539 /*
 540  * as_update_iohist keeps a decaying histogram of IO thinktimes, and
 541  * updates @aic->ttime_mean based on that. It is called when a new
 542  * request is queued.
 543  */
 544 static void as_update_iohist(struct as_data *ad, struct as_io_context *aic,
 545                                 struct request *rq)
 546 {
 547         int data_dir = rq_is_sync(rq);
 548         unsigned long thinktime = 0;
 549         sector_t seek_dist;
 550
 551         if (aic == NULL)
 552                 return;
 553
 554         if (data_dir == BLK_RW_SYNC) {
 555                 unsigned long in_flight = atomic_read(&aic->nr_queued)
 556                                         + atomic_read(&aic->nr_dispatched);
 557                 spin_lock(&aic->lock);
 558                 if (test_bit(AS_TASK_IORUNNING, &aic->state) ||
 559                         test_bit(AS_TASK_IOSTARTED, &aic->state)) {
 560                         /* Calculate read -> read thinktime */
 561                         if (test_bit(AS_TASK_IORUNNING, &aic->state)
 562                                                         && in_flight == 0) {
 563                                 thinktime = jiffies - aic->last_end_request;
 564                                 thinktime = min(thinktime, MAX_THINKTIME-1);
 565                         }
 566                         as_update_thinktime(ad, aic, thinktime);
 567
 568                         /* Calculate read -> read seek distance */
 569                         if (aic->last_request_pos < rq->sector)
 570                                 seek_dist = rq->sector - aic->last_request_pos;
 571                         else
 572                                 seek_dist = aic->last_request_pos - rq->sector;
 573                         as_update_seekdist(ad, aic, seek_dist);
 574                 }
 575                 aic->last_request_pos = rq->sector + rq->nr_sectors;
 576                 set_bit(AS_TASK_IOSTARTED, &aic->state);
 577                 spin_unlock(&aic->lock);
 578         }
 579 }
 580
 581 /*
 582  * as_close_req decides if one request is considered "close" to the
 583  * previous one issued.
 584  */
 585 static int as_close_req(struct as_data *ad, struct as_io_context *aic,
 586                         struct request *rq)
 587 {
 588         unsigned long delay;    /* jiffies */
 589         sector_t last = ad->last_sector[ad->batch_data_dir];
 590         sector_t next = rq->sector;
 591         sector_t delta; /* acceptable close offset (in sectors) */
 592         sector_t s;
 593
 594         if (ad->antic_status == ANTIC_OFF || !ad->ioc_finished)
 595                 delay = 0;
 596         else
 597                 delay = jiffies - ad->antic_start;
 598
 599         if (delay == 0)
 600                 delta = 8192;
 601         else if (delay <= (20 * HZ / 1000) && delay <= ad->antic_expire)
 602                 delta = 8192 << delay;
 603         else
 604                 return 1;
 605
 606         if ((last <= next + (delta>>1)) && (next <= last + delta))
 607                 return 1;
 608
 609         if (last < next)
 610                 s = next - last;
 611         else
 612                 s = last - next;
 613
 614         if (aic->seek_samples == 0) {
 615                 /*
 616                  * Process has just started IO. Use past statistics to
 617                  * gauge success possibility
 618                  */
 619                 if (ad->new_seek_mean > s) {
 620                         /* this request is better than what we're expecting */
 621                         return 1;
 622                 }
 623
 624         } else {
 625                 if (aic->seek_mean > s) {
 626                         /* this request is better than what we're expecting */
 627                         return 1;
 628                 }
 629         }
 630
 631         return 0;
 632 }
 633
 634 /*
 635  * as_can_break_anticipation returns true if we have been anticipating this
 636  * request.
 637  *
 638  * It also returns true if the process against which we are anticipating
 639  * submits a write - that's presumably an fsync, O_SYNC write, etc. We want to
 640  * dispatch it ASAP, because we know that application will not be submitting
 641  * any new reads.
 642  *
 643  * If the task which has submitted the request has exited, break anticipation.
 644  *
 645  * If this task has queued some other IO, do not enter enticipation.
 646  */
 647 static int as_can_break_anticipation(struct as_data *ad, struct request *rq)
 648 {
 649         struct io_context *ioc;
 650         struct as_io_context *aic;
 651
 652         ioc = ad->io_context;
 653         BUG_ON(!ioc);
 654         spin_lock(&ioc->lock);
 655
 656         if (rq && ioc == RQ_IOC(rq)) {
 657                 /* request from same process */
 658                 spin_unlock(&ioc->lock);
 659                 return 1;
 660         }
 661
 662         if (ad->ioc_finished && as_antic_expired(ad)) {
 663                 /*
 664                  * In this situation status should really be FINISHED,
 665                  * however the timer hasn't had the chance to run yet.
 666                  */
 667                 spin_unlock(&ioc->lock);
 668                 return 1;
 669         }
 670
 671         aic = ioc->aic;
 672         if (!aic) {
 673                 spin_unlock(&ioc->lock);
 674                 return 0;
 675         }
 676
 677         if (atomic_read(&aic->nr_queued) > 0) {
 678                 /* process has more requests queued */
 679                 spin_unlock(&ioc->lock);
 680                 return 1;
 681         }
 682
 683         if (atomic_read(&aic->nr_dispatched) > 0) {
 684                 /* process has more requests dispatched */
 685                 spin_unlock(&ioc->lock);
 686                 return 1;
 687         }
 688
 689         if (rq && rq_is_sync(rq) && as_close_req(ad, aic, rq)) {
 690                 /*
 691                  * Found a close request that is not one of ours.
 692                  *
 693                  * This makes close requests from another process update
 694                  * our IO history. Is generally useful when there are
 695                  * two or more cooperating processes working in the same
 696                  * area.
 697                  */
 698                 if (!test_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state)) {
 699                         if (aic->ttime_samples == 0)
 700                                 ad->exit_prob = (7*ad->exit_prob + 256)/8;
 701
 702                         ad->exit_no_coop = (7*ad->exit_no_coop)/8;
 703                 }
 704
 705                 as_update_iohist(ad, aic, rq);
 706                 spin_unlock(&ioc->lock);
 707                 return 1;
 708         }
 709
 710         if (!test_bit(AS_TASK_RUNNING, &aic->state)) {
 711                 /* process anticipated on has exited */
 712                 if (aic->ttime_samples == 0)
 713                         ad->exit_prob = (7*ad->exit_prob + 256)/8;
 714
 715                 if (ad->exit_no_coop > 128) {
 716                         spin_unlock(&ioc->lock);
 717                         return 1;
 718                 }
 719         }
 720
 721         if (aic->ttime_samples == 0) {
 722                 if (ad->new_ttime_mean > ad->antic_expire) {
 723                         spin_unlock(&ioc->lock);
 724                         return 1;
 725                 }
 726                 if (ad->exit_prob * ad->exit_no_coop > 128*256) {
 727                         spin_unlock(&ioc->lock);
 728                         return 1;
 729                 }
 730         } else if (aic->ttime_mean > ad->antic_expire) {
 731                 /* the process thinks too much between requests */
 732                 spin_unlock(&ioc->lock);
 733                 return 1;
 734         }
 735         spin_unlock(&ioc->lock);
 736         return 0;
 737 }
 738
 739 /*
 740  * as_can_anticipate indicates whether we should either run rq
 741  * or keep anticipating a better request.
 742  */
 743 static int as_can_anticipate(struct as_data *ad, struct request *rq)
 744 {
 745 #if 0 /* disable for now, we need to check tag level as well */
 746         /*
 747          * SSD device without seek penalty, disable idling
 748          */
 749         if (blk_queue_nonrot(ad->q)) axman
 750                 return 0;
 751 #endif
 752
 753         if (!ad->io_context)
 754                 /*
 755                  * Last request submitted was a write
 756                  */
 757                 return 0;
 758
 759         if (ad->antic_status == ANTIC_FINISHED)
 760                 /*
 761                  * Don't restart if we have just finished. Run the next request
 762                  */
 763                 return 0;
 764
 765         if (as_can_break_anticipation(ad, rq))
 766                 /*
 767                  * This request is a good candidate. Don't keep anticipating,
 768                  * run it.
 769                  */
 770                 return 0;
 771
 772         /*
 773          * OK from here, we haven't finished, and don't have a decent request!
 774          * Status is either ANTIC_OFF so start waiting,
 775          * ANTIC_WAIT_REQ so continue waiting for request to finish
 776          * or ANTIC_WAIT_NEXT so continue waiting for an acceptable request.
 777          */
 778
 779         return 1;
 780 }
 781
 782 /*
 783  * as_update_rq must be called whenever a request (rq) is added to
 784  * the sort_list. This function keeps caches up to date, and checks if the
 785  * request might be one we are "anticipating"
 786  */
 787 static void as_update_rq(struct as_data *ad, struct request *rq)
 788 {
 789         const int data_dir = rq_is_sync(rq);
 790
 791         /* keep the next_rq cache up to date */
 792         ad->next_rq[data_dir] = as_choose_req(ad, rq, ad->next_rq[data_dir]);
 793
 794         /*
 795          * have we been anticipating this request?
 796          * or does it come from the same process as the one we are anticipating
 797          * for?
 798          */
 799         if (ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ
 800                         || ad->antic_status == ANTIC_WAIT_NEXT) {
 801                 if (as_can_break_anticipation(ad, rq))
 802                         as_antic_stop(ad);
 803         }
 804 }
 805
 806 /*
 807  * Gathers timings and resizes the write batch automatically
 808  */
 809 static void update_write_batch(struct as_data *ad)
 810 {
 811         unsigned long batch = ad->batch_expire[BLK_RW_ASYNC];
 812         long write_time;
 813
 814         write_time = (jiffies - ad->current_batch_expires) + batch;
 815         if (write_time < 0)
 816                 write_time = 0;
 817
 818         if (write_time > batch && !ad->write_batch_idled) {
 819                 if (write_time > batch * 3)
 820                         ad->write_batch_count /= 2;
 821                 else
 822                         ad->write_batch_count--;
 823         } else if (write_time < batch && ad->current_write_count == 0) {
 824                 if (batch > write_time * 3)
 825                         ad->write_batch_count *= 2;
 826                 else
 827                         ad->write_batch_count++;
 828         }
 829
 830         if (ad->write_batch_count < 1)
 831                 ad->write_batch_count = 1;
 832 }
 833
 834 /*
 835  * as_completed_request is to be called when a request has completed and
 836  * returned something to the requesting process, be it an error or data.
 837  */
 838 static void as_completed_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
 839 {
 840         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
 841
 842         WARN_ON(!list_empty(&rq->queuelist));
 843
 844         if (RQ_STATE(rq) != AS_RQ_REMOVED) {
 845                 WARN(1, "rq->state %d\n", RQ_STATE(rq));
 846                 goto out;
 847         }
 848
 849         if (ad->changed_batch && ad->nr_dispatched == 1) {
 850                 ad->current_batch_expires = jiffies +
 851                                         ad->batch_expire[ad->batch_data_dir];
 852                 kblockd_schedule_work(q, &ad->antic_work);
 853                 ad->changed_batch = 0;
 854
 855                 if (ad->batch_data_dir == BLK_RW_SYNC)
 856                         ad->new_batch = 1;
 857         }
 858         WARN_ON(ad->nr_dispatched == 0);
 859         ad->nr_dispatched--;
 860
 861         /*
 862          * Start counting the batch from when a request of that direction is
 863          * actually serviced. This should help devices with big TCQ windows
 864          * and writeback caches
 865          */
 866         if (ad->new_batch && ad->batch_data_dir == rq_is_sync(rq)) {
 867                 update_write_batch(ad);
 868                 ad->current_batch_expires = jiffies +
 869                                 ad->batch_expire[BLK_RW_SYNC];
 870                 ad->new_batch = 0;
 871         }
 872
 873         if (ad->io_context == RQ_IOC(rq) && ad->io_context) {
 874                 ad->antic_start = jiffies;
 875                 ad->ioc_finished = 1;
 876                 if (ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ) {
 877                         /*
 878                          * We were waiting on this request, now anticipate
 879                          * the next one
 880                          */
 881                         as_antic_waitnext(ad);
 882                 }
 883         }
 884
 885         as_put_io_context(rq);
 886 out:
 887         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_POSTSCHED);
 888 }
 889
 890 /*
 891  * as_remove_queued_request removes a request from the pre dispatch queue
 892  * without updating refcounts. It is expected the caller will drop the
 893  * reference unless it replaces the request at somepart of the elevator
 894  * (ie. the dispatch queue)
 895  */
 896 static void as_remove_queued_request(struct request_queue *q,
 897                                      struct request *rq)
 898 {
 899         const int data_dir = rq_is_sync(rq);
 900         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
 901         struct io_context *ioc;
 902
 903         WARN_ON(RQ_STATE(rq) != AS_RQ_QUEUED);
 904
 905         ioc = RQ_IOC(rq);
 906         if (ioc && ioc->aic) {
 907                 BUG_ON(!atomic_read(&ioc->aic->nr_queued));
 908                 atomic_dec(&ioc->aic->nr_queued);
 909         }
 910
 911         /*
 912          * Update the "next_rq" cache if we are about to remove its
 913          * entry
 914          */
 915         if (ad->next_rq[data_dir] == rq)
 916                 ad->next_rq[data_dir] = as_find_next_rq(ad, rq);
 917
 918         rq_fifo_clear(rq);
 919         as_del_rq_rb(ad, rq);
 920 }
 921
 922 /*
 923  * as_fifo_expired returns 0 if there are no expired requests on the fifo,
 924  * 1 otherwise.  It is ratelimited so that we only perform the check once per
 925  * `fifo_expire' interval.  Otherwise a large number of expired requests
 926  * would create a hopeless seekstorm.
 927  *
 928  * See as_antic_expired comment.
 929  */
 930 static int as_fifo_expired(struct as_data *ad, int adir)
 931 {
 932         struct request *rq;
 933         long delta_jif;
 934
 935         delta_jif = jiffies - ad->last_check_fifo[adir];
 936         if (unlikely(delta_jif < 0))
 937                 delta_jif = -delta_jif;
 938         if (delta_jif < ad->fifo_expire[adir])
 939                 return 0;
 940
 941         ad->last_check_fifo[adir] = jiffies;
 942
 943         if (list_empty(&ad->fifo_list[adir]))
 944                 return 0;
 945
 946         rq = rq_entry_fifo(ad->fifo_list[adir].next);
 947
 948         return time_after(jiffies, rq_fifo_time(rq));
 949 }
 950
 951 /*
 952  * as_batch_expired returns true if the current batch has expired. A batch
 953  * is a set of reads or a set of writes.
 954  */
 955 static inline int as_batch_expired(struct as_data *ad)
 956 {
 957         if (ad->changed_batch || ad->new_batch)
 958                 return 0;
 959
 960         if (ad->batch_data_dir == BLK_RW_SYNC)
 961                 /* TODO! add a check so a complete fifo gets written? */
 962                 return time_after(jiffies, ad->current_batch_expires);
 963
 964         return time_after(jiffies, ad->current_batch_expires)
 965                 || ad->current_write_count == 0;
 966 }
 967
 968 /*
 969  * move an entry to dispatch queue
 970  */
 971 static void as_move_to_dispatch(struct as_data *ad, struct request *rq)
 972 {
 973         const int data_dir = rq_is_sync(rq);
 974
 975         BUG_ON(RB_EMPTY_NODE(&rq->rb_node));
 976
 977         as_antic_stop(ad);
 978         ad->antic_status = ANTIC_OFF;
 979
 980         /*
 981          * This has to be set in order to be correctly updated by
 982          * as_find_next_rq
 983          */
 984         ad->last_sector[data_dir] = rq->sector + rq->nr_sectors;
 985
 986         if (data_dir == BLK_RW_SYNC) {
 987                 struct io_context *ioc = RQ_IOC(rq);
 988                 /* In case we have to anticipate after this */
 989                 copy_io_context(&ad->io_context, &ioc);
 990         } else {
 991                 if (ad->io_context) {
 992                         put_io_context(ad->io_context);
 993                         ad->io_context = NULL;
 994                 }
 995
 996                 if (ad->current_write_count != 0)
 997                         ad->current_write_count--;
 998         }
 999         ad->ioc_finished = 0;
1000
1001         ad->next_rq[data_dir] = as_find_next_rq(ad, rq);
1002
1003         /*
1004          * take it off the sort and fifo list, add to dispatch queue
1005          */
1006         as_remove_queued_request(ad->q, rq);
1007         WARN_ON(RQ_STATE(rq) != AS_RQ_QUEUED);
1008
1009         elv_dispatch_sort(ad->q, rq);
1010
1011         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_DISPATCHED);
1012         if (RQ_IOC(rq) && RQ_IOC(rq)->aic)
1013                 atomic_inc(&RQ_IOC(rq)->aic->nr_dispatched);
1014         ad->nr_dispatched++;
1015 }
1016
1017 /*
1018  * as_dispatch_request selects the best request according to
1019  * read/write expire, batch expire, etc, and moves it to the dispatch
1020  * queue. Returns 1 if a request was found, 0 otherwise.
1021  */
1022 static int as_dispatch_request(struct request_queue *q, int force)
1023 {
1024         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1025         const int reads = !list_empty(&ad->fifo_list[BLK_RW_SYNC]);
1026         const int writes = !list_empty(&ad->fifo_list[BLK_RW_ASYNC]);
1027         struct request *rq;
1028
1029         if (unlikely(force)) {
1030                 /*
1031                  * Forced dispatch, accounting is useless.  Reset
1032                  * accounting states and dump fifo_lists.  Note that
1033                  * batch_data_dir is reset to BLK_RW_SYNC to avoid
1034                  * screwing write batch accounting as write batch
1035                  * accounting occurs on W->R transition.
1036                  */
1037                 int dispatched = 0;
1038
1039                 ad->batch_data_dir = BLK_RW_SYNC;
1040                 ad->changed_batch = 0;
1041                 ad->new_batch = 0;
1042
1043                 while (ad->next_rq[BLK_RW_SYNC]) {
1044                         as_move_to_dispatch(ad, ad->next_rq[BLK_RW_SYNC]);
1045                         dispatched++;
1046                 }
1047                 ad->last_check_fifo[BLK_RW_SYNC] = jiffies;
1048
1049                 while (ad->next_rq[BLK_RW_ASYNC]) {
1050                         as_move_to_dispatch(ad, ad->next_rq[BLK_RW_ASYNC]);
1051                         dispatched++;
1052                 }
1053                 ad->last_check_fifo[BLK_RW_ASYNC] = jiffies;
1054
1055                 return dispatched;
1056         }
1057
1058         /* Signal that the write batch was uncontended, so we can't time it */
1059         if (ad->batch_data_dir == BLK_RW_ASYNC && !reads) {
1060                 if (ad->current_write_count == 0 || !writes)
1061                         ad->write_batch_idled = 1;
1062         }
1063
1064         if (!(reads || writes)
1065                 || ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ
1066                 || ad->antic_status == ANTIC_WAIT_NEXT
1067                 || ad->changed_batch)
1068                 return 0;
1069
1070         if (!(reads && writes && as_batch_expired(ad))) {
1071                 /*
1072                  * batch is still running or no reads or no writes
1073                  */
1074                 rq = ad->next_rq[ad->batch_data_dir];
1075
1076                 if (ad->batch_data_dir == BLK_RW_SYNC && ad->antic_expire) {
1077                         if (as_fifo_expired(ad, BLK_RW_SYNC))
1078                                 goto fifo_expired;
1079
1080                         if (as_can_anticipate(ad, rq)) {
1081                                 as_antic_waitreq(ad);
1082                                 return 0;
1083                         }
1084                 }
1085
1086                 if (rq) {
1087                         /* we have a "next request" */
1088                         if (reads && !writes)
1089                                 ad->current_batch_expires =
1090                                         jiffies + ad->batch_expire[BLK_RW_SYNC];
1091                         goto dispatch_request;
1092                 }
1093         }
1094
1095         /*
1096          * at this point we are not running a batch. select the appropriate
1097          * data direction (read / write)
1098          */
1099
1100         if (reads) {
1101                 BUG_ON(RB_EMPTY_ROOT(&ad->sort_list[BLK_RW_SYNC]));
1102
1103                 if (writes && ad->batch_data_dir == BLK_RW_SYNC)
1104                         /*
1105                          * Last batch was a read, switch to writes
1106                          */
1107                         goto dispatch_writes;
1108
1109                 if (ad->batch_data_dir == BLK_RW_ASYNC) {
1110                         WARN_ON(ad->new_batch);
1111                         ad->changed_batch = 1;
1112                 }
1113                 ad->batch_data_dir = BLK_RW_SYNC;
1114                 rq = rq_entry_fifo(ad->fifo_list[BLK_RW_SYNC].next);
1115                 ad->last_check_fifo[ad->batch_data_dir] = jiffies;
1116                 goto dispatch_request;
1117         }
1118
1119         /*
1120          * the last batch was a read
1121          */
1122
1123         if (writes) {
1124 dispatch_writes:
1125                 BUG_ON(RB_EMPTY_ROOT(&ad->sort_list[BLK_RW_ASYNC]));
1126
1127                 if (ad->batch_data_dir == BLK_RW_SYNC) {
1128                         ad->changed_batch = 1;
1129
1130                         /*
1131                          * new_batch might be 1 when the queue runs out of
1132                          * reads. A subsequent submission of a write might
1133                          * cause a change of batch before the read is finished.
1134                          */
1135                         ad->new_batch = 0;
1136                 }
1137                 ad->batch_data_dir = BLK_RW_ASYNC;
1138                 ad->current_write_count = ad->write_batch_count;
1139                 ad->write_batch_idled = 0;
1140                 rq = rq_entry_fifo(ad->fifo_list[BLK_RW_ASYNC].next);
1141                 ad->last_check_fifo[BLK_RW_ASYNC] = jiffies;
1142                 goto dispatch_request;
1143         }
1144
1145         BUG();
1146         return 0;
1147
1148 dispatch_request:
1149         /*
1150          * If a request has expired, service it.
1151          */
1152
1153         if (as_fifo_expired(ad, ad->batch_data_dir)) {
1154 fifo_expired:
1155                 rq = rq_entry_fifo(ad->fifo_list[ad->batch_data_dir].next);
1156         }
1157
1158         if (ad->changed_batch) {
1159                 WARN_ON(ad->new_batch);
1160
1161                 if (ad->nr_dispatched)
1162                         return 0;
1163
1164                 if (ad->batch_data_dir == BLK_RW_ASYNC)
1165                         ad->current_batch_expires = jiffies +
1166                                         ad->batch_expire[BLK_RW_ASYNC];
1167                 else
1168                         ad->new_batch = 1;
1169
1170                 ad->changed_batch = 0;
1171         }
1172
1173         /*
1174          * rq is the selected appropriate request.
1175          */
1176         as_move_to_dispatch(ad, rq);
1177
1178         return 1;
1179 }
1180
1181 /*
1182  * add rq to rbtree and fifo
1183  */
1184 static void as_add_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1185 {
1186         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1187         int data_dir;
1188
1189         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_NEW);
1190
1191         data_dir = rq_is_sync(rq);
1192
1193         rq->elevator_private = as_get_io_context(q->node);
1194
1195         if (RQ_IOC(rq)) {
1196                 as_update_iohist(ad, RQ_IOC(rq)->aic, rq);
1197                 atomic_inc(&RQ_IOC(rq)->aic->nr_queued);
1198         }
1199
1200         as_add_rq_rb(ad, rq);
1201
1202         /*
1203          * set expire time and add to fifo list
1204          */
1205         rq_set_fifo_time(rq, jiffies + ad->fifo_expire[data_dir]);
1206         list_add_tail(&rq->queuelist, &ad->fifo_list[data_dir]);
1207
1208         as_update_rq(ad, rq); /* keep state machine up to date */
1209         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_QUEUED);
1210 }
1211
1212 static void as_activate_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1213 {
1214         WARN_ON(RQ_STATE(rq) != AS_RQ_DISPATCHED);
1215         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_REMOVED);
1216         if (RQ_IOC(rq) && RQ_IOC(rq)->aic)
1217                 atomic_dec(&RQ_IOC(rq)->aic->nr_dispatched);
1218 }
1219
1220 static void as_deactivate_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
1221 {
1222         WARN_ON(RQ_STATE(rq) != AS_RQ_REMOVED);
1223         RQ_SET_STATE(rq, AS_RQ_DISPATCHED);
1224         if (RQ_IOC(rq) && RQ_IOC(rq)->aic)
1225                 atomic_inc(&RQ_IOC(rq)->aic->nr_dispatched);
1226 }
1227
1228 /*
1229  * as_queue_empty tells us if there are requests left in the device. It may
1230  * not be the case that a driver can get the next request even if the queue
1231  * is not empty - it is used in the block layer to check for plugging and
1232  * merging opportunities
1233  */
1234 static int as_queue_empty(struct request_queue *q)
1235 {
1236         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1237
1238         return list_empty(&ad->fifo_list[BLK_RW_ASYNC])
1239                 && list_empty(&ad->fifo_list[BLK_RW_SYNC]);
1240 }
1241
1242 static int
1243 as_merge(struct request_queue *q, struct request **req, struct bio *bio)
1244 {
1245         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1246         sector_t rb_key = bio->bi_sector + bio_sectors(bio);
1247         struct request *__rq;
1248
1249         /*
1250          * check for front merge
1251          */
1252         __rq = elv_rb_find(&ad->sort_list[bio_data_dir(bio)], rb_key);
1253         if (__rq && elv_rq_merge_ok(__rq, bio)) {
1254                 *req = __rq;
1255                 return ELEVATOR_FRONT_MERGE;
1256         }
1257
1258         return ELEVATOR_NO_MERGE;
1259 }
1260
1261 static void as_merged_request(struct request_queue *q, struct request *req,
1262                               int type)
1263 {
1264         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1265
1266         /*
1267          * if the merge was a front merge, we need to reposition request
1268          */
1269         if (type == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
1270                 as_del_rq_rb(ad, req);
1271                 as_add_rq_rb(ad, req);
1272                 /*
1273                  * Note! At this stage of this and the next function, our next
1274                  * request may not be optimal - eg the request may have "grown"
1275                  * behind the disk head. We currently don't bother adjusting.
1276                  */
1277         }
1278 }
1279
1280 static void as_merged_requests(struct request_queue *q, struct request *req,
1281                                 struct request *next)
1282 {
1283         /*
1284          * if next expires before rq, assign its expire time to arq
1285          * and move into next position (next will be deleted) in fifo
1286          */
1287         if (!list_empty(&req->queuelist) && !list_empty(&next->queuelist)) {
1288                 if (time_before(rq_fifo_time(next), rq_fifo_time(req))) {
1289                         list_move(&req->queuelist, &next->queuelist);
1290                         rq_set_fifo_time(req, rq_fifo_time(next));
1291                 }
1292         }
1293
1294         /*
1295          * kill knowledge of next, this one is a goner
1296          */
1297         as_remove_queued_request(q, next);
1298         as_put_io_context(next);
1299
1300         RQ_SET_STATE(next, AS_RQ_MERGED);
1301 }
1302
1303 /*
1304  * This is executed in a "deferred" process context, by kblockd. It calls the
1305  * driver's request_fn so the driver can submit that request.
1306  *
1307  * IMPORTANT! This guy will reenter the elevator, so set up all queue global
1308  * state before calling, and don't rely on any state over calls.
1309  *
1310  * FIXME! dispatch queue is not a queue at all!
1311  */
1312 static void as_work_handler(struct work_struct *work)
1313 {
1314         struct as_data *ad = container_of(work, struct as_data, antic_work);
1315         struct request_queue *q = ad->q;
1316         unsigned long flags;
1317
1318         spin_lock_irqsave(q->queue_lock, flags);
1319         blk_start_queueing(q);
1320         spin_unlock_irqrestore(q->queue_lock, flags);
1321 }
1322
1323 static int as_may_queue(struct request_queue *q, int rw)
1324 {
1325         int ret = ELV_MQUEUE_MAY;
1326         struct as_data *ad = q->elevator->elevator_data;
1327         struct io_context *ioc;
1328         if (ad->antic_status == ANTIC_WAIT_REQ ||
1329                         ad->antic_status == ANTIC_WAIT_NEXT) {
1330                 ioc = as_get_io_context(q->node);
1331                 if (ad->io_context == ioc)
1332                         ret = ELV_MQUEUE_MUST;
1333                 put_io_context(ioc);
1334         }
1335
1336         return ret;
1337 }
1338
1339 static void as_exit_queue(struct elevator_queue *e)
1340 {
1341         struct as_data *ad = e->elevator_data;
1342
1343         del_timer_sync(&ad->antic_timer);
1344         cancel_work_sync(&ad->antic_work);
1345
1346         BUG_ON(!list_empty(&ad->fifo_list[BLK_RW_SYNC]));
1347         BUG_ON(!list_empty(&ad->fifo_list[BLK_RW_ASYNC]));
1348
1349         put_io_context(ad->io_context);
1350         kfree(ad);
1351 }
1352
1353 /*
1354  * initialize elevator private data (as_data).
1355  */
1356 static void *as_init_queue(struct request_queue *q)
1357 {
1358         struct as_data *ad;
1359
1360         ad = kmalloc_node(sizeof(*ad), GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, q->node);
1361         if (!ad)
1362                 return NULL;
1363
1364         ad->q = q; /* Identify what queue the data belongs to */
1365
1366         /* anticipatory scheduling helpers */
1367         ad->antic_timer.function = as_antic_timeout;
1368         ad->antic_timer.data = (unsigned long)q;
1369         init_timer(&ad->antic_timer);
1370         INIT_WORK(&ad->antic_work, as_work_handler);
1371
1372         INIT_LIST_HEAD(&ad->fifo_list[BLK_RW_SYNC]);
1373         INIT_LIST_HEAD(&ad->fifo_list[BLK_RW_ASYNC]);
1374         ad->sort_list[BLK_RW_SYNC] = RB_ROOT;
1375         ad->sort_list[BLK_RW_ASYNC] = RB_ROOT;
1376         ad->fifo_expire[BLK_RW_SYNC] = default_read_expire;
1377         ad->fifo_expire[BLK_RW_ASYNC] = default_write_expire;
1378         ad->antic_expire = default_antic_expire;
1379         ad->batch_expire[BLK_RW_SYNC] = default_read_batch_expire;
1380         ad->batch_expire[BLK_RW_ASYNC] = default_write_batch_expire;
1381
1382         ad->current_batch_expires = jiffies + ad->batch_expire[BLK_RW_SYNC];
1383         ad->write_batch_count = ad->batch_expire[BLK_RW_ASYNC] / 10;
1384         if (ad->write_batch_count < 2)
1385                 ad->write_batch_count = 2;
1386
1387         return ad;
1388 }
1389
1390 /*
1391  * sysfs parts below
1392  */
1393
1394 static ssize_t
1395 as_var_show(unsigned int var, char *page)
1396 {
1397         return sprintf(page, "%d\n", var);
1398 }
1399
1400 static ssize_t
1401 as_var_store(unsigned long *var, const char *page, size_t count)
1402 {
1403         char *p = (char *) page;
1404
1405         *var = simple_strtoul(p, &p, 10);
1406         return count;
1407 }
1408
1409 static ssize_t est_time_show(struct elevator_queue *e, char *page)
1410 {
1411         struct as_data *ad = e->elevator_data;
1412         int pos = 0;
1413
1414         pos += sprintf(page+pos, "%lu %% exit probability\n",
1415                                 100*ad->exit_prob/256);
1416         pos += sprintf(page+pos, "%lu %% probability of exiting without a "
1417                                 "cooperating process submitting IO\n",
1418                                 100*ad->exit_no_coop/256);
1419         pos += sprintf(page+pos, "%lu ms new thinktime\n", ad->new_ttime_mean);
1420         pos += sprintf(page+pos, "%llu sectors new seek distance\n",
1421                                 (unsigned long long)ad->new_seek_mean);
1422
1423         return pos;
1424 }
1425
1426 #define SHOW_FUNCTION(__FUNC, __VAR)                            \
1427 static ssize_t __FUNC(struct elevator_queue *e, char *page)     \
1428 {                                                               \
1429         struct as_data *ad = e->elevator_data;                  \
1430         return as_var_show(jiffies_to_msecs((__VAR)), (page));  \
1431 }
1432 SHOW_FUNCTION(as_read_expire_show, ad->fifo_expire[BLK_RW_SYNC]);
1433 SHOW_FUNCTION(as_write_expire_show, ad->fifo_expire[BLK_RW_ASYNC]);
1434 SHOW_FUNCTION(as_antic_expire_show, ad->antic_expire);
1435 SHOW_FUNCTION(as_read_batch_expire_show, ad->batch_expire[BLK_RW_SYNC]);
1436 SHOW_FUNCTION(as_write_batch_expire_show, ad->batch_expire[BLK_RW_ASYNC]);
1437 #undef SHOW_FUNCTION
1438
1439 #define STORE_FUNCTION(__FUNC, __PTR, MIN, MAX)                         \
1440 static ssize_t __FUNC(struct elevator_queue *e, const char *page, size_t count) \
1441 {                                                                       \
1442         struct as_data *ad = e->elevator_data;                          \
1443         int ret = as_var_store(__PTR, (page), count);                   \
1444         if (*(__PTR) < (MIN))                                           \
1445                 *(__PTR) = (MIN);                                       \
1446         else if (*(__PTR) > (MAX))                                      \
1447                 *(__PTR) = (MAX);                                       \
1448         *(__PTR) = msecs_to_jiffies(*(__PTR));                          \
1449         return ret;                                                     \
1450 }
1451 STORE_FUNCTION(as_read_expire_store, &ad->fifo_expire[BLK_RW_SYNC], 0, INT_MAX);
1452 STORE_FUNCTION(as_write_expire_store,
1453                         &ad->fifo_expire[BLK_RW_ASYNC], 0, INT_MAX);
1454 STORE_FUNCTION(as_antic_expire_store, &ad->antic_expire, 0, INT_MAX);
1455 STORE_FUNCTION(as_read_batch_expire_store,
1456                         &ad->batch_expire[BLK_RW_SYNC], 0, INT_MAX);
1457 STORE_FUNCTION(as_write_batch_expire_store,
1458                         &ad->batch_expire[BLK_RW_ASYNC], 0, INT_MAX);
1459 #undef STORE_FUNCTION
1460
1461 #define AS_ATTR(name) \
1462         __ATTR(name, S_IRUGO|S_IWUSR, as_##name##_show, as_##name##_store)
1463
1464 static struct elv_fs_entry as_attrs[] = {
1465         __ATTR_RO(est_time),
1466         AS_ATTR(read_expire),
1467         AS_ATTR(write_expire),
1468         AS_ATTR(antic_expire),
1469         AS_ATTR(read_batch_expire),
1470         AS_ATTR(write_batch_expire),
1471         __ATTR_NULL
1472 };
1473
1474 static struct elevator_type iosched_as = {
1475         .ops = {
1476                 .elevator_merge_fn =            as_merge,
1477                 .elevator_merged_fn =           as_merged_request,
1478                 .elevator_merge_req_fn =        as_merged_requests,
1479                 .elevator_dispatch_fn =         as_dispatch_request,
1480                 .elevator_add_req_fn =          as_add_request,
1481                 .elevator_activate_req_fn =     as_activate_request,
1482                 .elevator_deactivate_req_fn =   as_deactivate_request,
1483                 .elevator_queue_empty_fn =      as_queue_empty,
1484                 .elevator_completed_req_fn =    as_completed_request,
1485                 .elevator_former_req_fn =       elv_rb_former_request,
1486                 .elevator_latter_req_fn =       elv_rb_latter_request,
1487                 .elevator_may_queue_fn =        as_may_queue,
1488                 .elevator_init_fn =             as_init_queue,
1489                 .elevator_exit_fn =             as_exit_queue,
1490                 .trim =                         as_trim,
1491         },
1492
1493         .elevator_attrs = as_attrs,
1494         .elevator_name = "anticipatory",
1495         .elevator_owner = THIS_MODULE,
1496 };
1497
1498 static int __init as_init(void)
1499 {
1500         elv_register(&iosched_as);
1501
1502         return 0;
1503 }
1504
1505 static void __exit as_exit(void)
1506 {
1507         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(all_gone);
1508         elv_unregister(&iosched_as);
1509         ioc_gone = &all_gone;
1510         /* ioc_gone's update must be visible before reading ioc_count */
1511         smp_wmb();
1512         if (elv_ioc_count_read(ioc_count))
1513                 wait_for_completion(&all_gone);
1514         synchronize_rcu();
1515 }
1516
1517 module_init(as_init);
1518 module_exit(as_exit);
1519
1520 MODULE_AUTHOR("Nick Piggin");
1521 MODULE_LICENSE("GPL");
1522 MODULE_DESCRIPTION("anticipatory IO scheduler");