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