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