LCOV - code coverage report
Current view: top level - block - mq-deadline.c (source / functions) Hit Total Coverage
Test: Real Lines: 152 212 71.7 %
Date: 2020-10-17 15:46:16 Functions: 1 43 2.3 %
Legend: Neither, QEMU, Real, Both Branches: 0 0 -

           Branch data     Line data    Source code
       1                 :            : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
       2                 :            : /*
       3                 :            :  *  MQ Deadline i/o scheduler - adaptation of the legacy deadline scheduler,
       4                 :            :  *  for the blk-mq scheduling framework
       5                 :            :  *
       6                 :            :  *  Copyright (C) 2016 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
       7                 :            :  */
       8                 :            : #include <linux/kernel.h>
       9                 :            : #include <linux/fs.h>
      10                 :            : #include <linux/blkdev.h>
      11                 :            : #include <linux/blk-mq.h>
      12                 :            : #include <linux/elevator.h>
      13                 :            : #include <linux/bio.h>
      14                 :            : #include <linux/module.h>
      15                 :            : #include <linux/slab.h>
      16                 :            : #include <linux/init.h>
      17                 :            : #include <linux/compiler.h>
      18                 :            : #include <linux/rbtree.h>
      19                 :            : #include <linux/sbitmap.h>
      20                 :            : 
      21                 :            : #include "blk.h"
      22                 :            : #include "blk-mq.h"
      23                 :            : #include "blk-mq-debugfs.h"
      24                 :            : #include "blk-mq-tag.h"
      25                 :            : #include "blk-mq-sched.h"
      26                 :            : 
      27                 :            : /*
      28                 :            :  * See Documentation/block/deadline-iosched.rst
      29                 :            :  */
      30                 :            : static const int read_expire = HZ / 2;  /* max time before a read is submitted. */
      31                 :            : static const int write_expire = 5 * HZ; /* ditto for writes, these limits are SOFT! */
      32                 :            : static const int writes_starved = 2;    /* max times reads can starve a write */
      33                 :            : static const int fifo_batch = 16;       /* # of sequential requests treated as one
      34                 :            :                                      by the above parameters. For throughput. */
      35                 :            : 
      36                 :            : struct deadline_data {
      37                 :            :         /*
      38                 :            :          * run time data
      39                 :            :          */
      40                 :            : 
      41                 :            :         /*
      42                 :            :          * requests (deadline_rq s) are present on both sort_list and fifo_list
      43                 :            :          */
      44                 :            :         struct rb_root sort_list[2];
      45                 :            :         struct list_head fifo_list[2];
      46                 :            : 
      47                 :            :         /*
      48                 :            :          * next in sort order. read, write or both are NULL
      49                 :            :          */
      50                 :            :         struct request *next_rq[2];
      51                 :            :         unsigned int batching;          /* number of sequential requests made */
      52                 :            :         unsigned int starved;           /* times reads have starved writes */
      53                 :            : 
      54                 :            :         /*
      55                 :            :          * settings that change how the i/o scheduler behaves
      56                 :            :          */
      57                 :            :         int fifo_expire[2];
      58                 :            :         int fifo_batch;
      59                 :            :         int writes_starved;
      60                 :            :         int front_merges;
      61                 :            : 
      62                 :            :         spinlock_t lock;
      63                 :            :         spinlock_t zone_lock;
      64                 :            :         struct list_head dispatch;
      65                 :            : };
      66                 :            : 
      67                 :            : static inline struct rb_root *
      68                 :            : deadline_rb_root(struct deadline_data *dd, struct request *rq)
      69                 :            : {
      70                 :          3 :         return &dd->sort_list[rq_data_dir(rq)];
      71                 :            : }
      72                 :            : 
      73                 :            : /*
      74                 :            :  * get the request after `rq' in sector-sorted order
      75                 :            :  */
      76                 :            : static inline struct request *
      77                 :            : deadline_latter_request(struct request *rq)
      78                 :            : {
      79                 :          3 :         struct rb_node *node = rb_next(&rq->rb_node);
      80                 :            : 
      81                 :          3 :         if (node)
      82                 :          3 :                 return rb_entry_rq(node);
      83                 :            : 
      84                 :            :         return NULL;
      85                 :            : }
      86                 :            : 
      87                 :            : static void
      88                 :            : deadline_add_rq_rb(struct deadline_data *dd, struct request *rq)
      89                 :            : {
      90                 :            :         struct rb_root *root = deadline_rb_root(dd, rq);
      91                 :            : 
      92                 :          3 :         elv_rb_add(root, rq);
      93                 :            : }
      94                 :            : 
      95                 :            : static inline void
      96                 :          3 : deadline_del_rq_rb(struct deadline_data *dd, struct request *rq)
      97                 :            : {
      98                 :          3 :         const int data_dir = rq_data_dir(rq);
      99                 :            : 
     100                 :          3 :         if (dd->next_rq[data_dir] == rq)
     101                 :          3 :                 dd->next_rq[data_dir] = deadline_latter_request(rq);
     102                 :            : 
     103                 :          3 :         elv_rb_del(deadline_rb_root(dd, rq), rq);
     104                 :          3 : }
     105                 :            : 
     106                 :            : /*
     107                 :            :  * remove rq from rbtree and fifo.
     108                 :            :  */
     109                 :          3 : static void deadline_remove_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
     110                 :            : {
     111                 :          3 :         struct deadline_data *dd = q->elevator->elevator_data;
     112                 :            : 
     113                 :          3 :         list_del_init(&rq->queuelist);
     114                 :            : 
     115                 :            :         /*
     116                 :            :          * We might not be on the rbtree, if we are doing an insert merge
     117                 :            :          */
     118                 :          3 :         if (!RB_EMPTY_NODE(&rq->rb_node))
     119                 :          3 :                 deadline_del_rq_rb(dd, rq);
     120                 :            : 
     121                 :          3 :         elv_rqhash_del(q, rq);
     122                 :          3 :         if (q->last_merge == rq)
     123                 :          3 :                 q->last_merge = NULL;
     124                 :          3 : }
     125                 :            : 
     126                 :          3 : static void dd_request_merged(struct request_queue *q, struct request *req,
     127                 :            :                               enum elv_merge type)
     128                 :            : {
     129                 :          3 :         struct deadline_data *dd = q->elevator->elevator_data;
     130                 :            : 
     131                 :            :         /*
     132                 :            :          * if the merge was a front merge, we need to reposition request
     133                 :            :          */
     134                 :          3 :         if (type == ELEVATOR_FRONT_MERGE) {
     135                 :          3 :                 elv_rb_del(deadline_rb_root(dd, req), req);
     136                 :            :                 deadline_add_rq_rb(dd, req);
     137                 :            :         }
     138                 :          3 : }
     139                 :            : 
     140                 :          3 : static void dd_merged_requests(struct request_queue *q, struct request *req,
     141                 :            :                                struct request *next)
     142                 :            : {
     143                 :            :         /*
     144                 :            :          * if next expires before rq, assign its expire time to rq
     145                 :            :          * and move into next position (next will be deleted) in fifo
     146                 :            :          */
     147                 :          3 :         if (!list_empty(&req->queuelist) && !list_empty(&next->queuelist)) {
     148                 :          3 :                 if (time_before((unsigned long)next->fifo_time,
     149                 :            :                                 (unsigned long)req->fifo_time)) {
     150                 :            :                         list_move(&req->queuelist, &next->queuelist);
     151                 :          3 :                         req->fifo_time = next->fifo_time;
     152                 :            :                 }
     153                 :            :         }
     154                 :            : 
     155                 :            :         /*
     156                 :            :          * kill knowledge of next, this one is a goner
     157                 :            :          */
     158                 :          3 :         deadline_remove_request(q, next);
     159                 :          3 : }
     160                 :            : 
     161                 :            : /*
     162                 :            :  * move an entry to dispatch queue
     163                 :            :  */
     164                 :            : static void
     165                 :          3 : deadline_move_request(struct deadline_data *dd, struct request *rq)
     166                 :            : {
     167                 :          3 :         const int data_dir = rq_data_dir(rq);
     168                 :            : 
     169                 :          3 :         dd->next_rq[READ] = NULL;
     170                 :          3 :         dd->next_rq[WRITE] = NULL;
     171                 :          3 :         dd->next_rq[data_dir] = deadline_latter_request(rq);
     172                 :            : 
     173                 :            :         /*
     174                 :            :          * take it off the sort and fifo list
     175                 :            :          */
     176                 :          3 :         deadline_remove_request(rq->q, rq);
     177                 :          3 : }
     178                 :            : 
     179                 :            : /*
     180                 :            :  * deadline_check_fifo returns 0 if there are no expired requests on the fifo,
     181                 :            :  * 1 otherwise. Requires !list_empty(&dd->fifo_list[data_dir])
     182                 :            :  */
     183                 :            : static inline int deadline_check_fifo(struct deadline_data *dd, int ddir)
     184                 :            : {
     185                 :          3 :         struct request *rq = rq_entry_fifo(dd->fifo_list[ddir].next);
     186                 :            : 
     187                 :            :         /*
     188                 :            :          * rq is expired!
     189                 :            :          */
     190                 :          3 :         if (time_after_eq(jiffies, (unsigned long)rq->fifo_time))
     191                 :            :                 return 1;
     192                 :            : 
     193                 :            :         return 0;
     194                 :            : }
     195                 :            : 
     196                 :            : /*
     197                 :            :  * For the specified data direction, return the next request to
     198                 :            :  * dispatch using arrival ordered lists.
     199                 :            :  */
     200                 :            : static struct request *
     201                 :          3 : deadline_fifo_request(struct deadline_data *dd, int data_dir)
     202                 :            : {
     203                 :            :         struct request *rq;
     204                 :            :         unsigned long flags;
     205                 :            : 
     206                 :          3 :         if (WARN_ON_ONCE(data_dir != READ && data_dir != WRITE))
     207                 :            :                 return NULL;
     208                 :            : 
     209                 :          3 :         if (list_empty(&dd->fifo_list[data_dir]))
     210                 :            :                 return NULL;
     211                 :            : 
     212                 :          3 :         rq = rq_entry_fifo(dd->fifo_list[data_dir].next);
     213                 :          3 :         if (data_dir == READ || !blk_queue_is_zoned(rq->q))
     214                 :            :                 return rq;
     215                 :            : 
     216                 :            :         /*
     217                 :            :          * Look for a write request that can be dispatched, that is one with
     218                 :            :          * an unlocked target zone.
     219                 :            :          */
     220                 :          0 :         spin_lock_irqsave(&dd->zone_lock, flags);
     221                 :          0 :         list_for_each_entry(rq, &dd->fifo_list[WRITE], queuelist) {
     222                 :            :                 if (blk_req_can_dispatch_to_zone(rq))
     223                 :            :                         goto out;
     224                 :            :         }
     225                 :            :         rq = NULL;
     226                 :            : out:
     227                 :            :         spin_unlock_irqrestore(&dd->zone_lock, flags);
     228                 :            : 
     229                 :          0 :         return rq;
     230                 :            : }
     231                 :            : 
     232                 :            : /*
     233                 :            :  * For the specified data direction, return the next request to
     234                 :            :  * dispatch using sector position sorted lists.
     235                 :            :  */
     236                 :            : static struct request *
     237                 :          3 : deadline_next_request(struct deadline_data *dd, int data_dir)
     238                 :            : {
     239                 :            :         struct request *rq;
     240                 :            :         unsigned long flags;
     241                 :            : 
     242                 :          3 :         if (WARN_ON_ONCE(data_dir != READ && data_dir != WRITE))
     243                 :            :                 return NULL;
     244                 :            : 
     245                 :          3 :         rq = dd->next_rq[data_dir];
     246                 :          3 :         if (!rq)
     247                 :            :                 return NULL;
     248                 :            : 
     249                 :          3 :         if (data_dir == READ || !blk_queue_is_zoned(rq->q))
     250                 :            :                 return rq;
     251                 :            : 
     252                 :            :         /*
     253                 :            :          * Look for a write request that can be dispatched, that is one with
     254                 :            :          * an unlocked target zone.
     255                 :            :          */
     256                 :          0 :         spin_lock_irqsave(&dd->zone_lock, flags);
     257                 :            :         while (rq) {
     258                 :            :                 if (blk_req_can_dispatch_to_zone(rq))
     259                 :            :                         break;
     260                 :            :                 rq = deadline_latter_request(rq);
     261                 :            :         }
     262                 :            :         spin_unlock_irqrestore(&dd->zone_lock, flags);
     263                 :            : 
     264                 :          0 :         return rq;
     265                 :            : }
     266                 :            : 
     267                 :            : /*
     268                 :            :  * deadline_dispatch_requests selects the best request according to
     269                 :            :  * read/write expire, fifo_batch, etc
     270                 :            :  */
     271                 :          3 : static struct request *__dd_dispatch_request(struct deadline_data *dd)
     272                 :            : {
     273                 :            :         struct request *rq, *next_rq;
     274                 :            :         bool reads, writes;
     275                 :            :         int data_dir;
     276                 :            : 
     277                 :          3 :         if (!list_empty(&dd->dispatch)) {
     278                 :          0 :                 rq = list_first_entry(&dd->dispatch, struct request, queuelist);
     279                 :          0 :                 list_del_init(&rq->queuelist);
     280                 :            :                 goto done;
     281                 :            :         }
     282                 :            : 
     283                 :          3 :         reads = !list_empty(&dd->fifo_list[READ]);
     284                 :          3 :         writes = !list_empty(&dd->fifo_list[WRITE]);
     285                 :            : 
     286                 :            :         /*
     287                 :            :          * batches are currently reads XOR writes
     288                 :            :          */
     289                 :          3 :         rq = deadline_next_request(dd, WRITE);
     290                 :          3 :         if (!rq)
     291                 :          3 :                 rq = deadline_next_request(dd, READ);
     292                 :            : 
     293                 :          3 :         if (rq && dd->batching < dd->fifo_batch)
     294                 :            :                 /* we have a next request are still entitled to batch */
     295                 :            :                 goto dispatch_request;
     296                 :            : 
     297                 :            :         /*
     298                 :            :          * at this point we are not running a batch. select the appropriate
     299                 :            :          * data direction (read / write)
     300                 :            :          */
     301                 :            : 
     302                 :          3 :         if (reads) {
     303                 :          3 :                 BUG_ON(RB_EMPTY_ROOT(&dd->sort_list[READ]));
     304                 :            : 
     305                 :          3 :                 if (deadline_fifo_request(dd, WRITE) &&
     306                 :          3 :                     (dd->starved++ >= dd->writes_starved))
     307                 :            :                         goto dispatch_writes;
     308                 :            : 
     309                 :            :                 data_dir = READ;
     310                 :            : 
     311                 :            :                 goto dispatch_find_request;
     312                 :            :         }
     313                 :            : 
     314                 :            :         /*
     315                 :            :          * there are either no reads or writes have been starved
     316                 :            :          */
     317                 :            : 
     318                 :          3 :         if (writes) {
     319                 :            : dispatch_writes:
     320                 :          3 :                 BUG_ON(RB_EMPTY_ROOT(&dd->sort_list[WRITE]));
     321                 :            : 
     322                 :          3 :                 dd->starved = 0;
     323                 :            : 
     324                 :            :                 data_dir = WRITE;
     325                 :            : 
     326                 :          3 :                 goto dispatch_find_request;
     327                 :            :         }
     328                 :            : 
     329                 :            :         return NULL;
     330                 :            : 
     331                 :            : dispatch_find_request:
     332                 :            :         /*
     333                 :            :          * we are not running a batch, find best request for selected data_dir
     334                 :            :          */
     335                 :          3 :         next_rq = deadline_next_request(dd, data_dir);
     336                 :          3 :         if (deadline_check_fifo(dd, data_dir) || !next_rq) {
     337                 :            :                 /*
     338                 :            :                  * A deadline has expired, the last request was in the other
     339                 :            :                  * direction, or we have run out of higher-sectored requests.
     340                 :            :                  * Start again from the request with the earliest expiry time.
     341                 :            :                  */
     342                 :          3 :                 rq = deadline_fifo_request(dd, data_dir);
     343                 :            :         } else {
     344                 :            :                 /*
     345                 :            :                  * The last req was the same dir and we have a next request in
     346                 :            :                  * sort order. No expired requests so continue on from here.
     347                 :            :                  */
     348                 :            :                 rq = next_rq;
     349                 :            :         }
     350                 :            : 
     351                 :            :         /*
     352                 :            :          * For a zoned block device, if we only have writes queued and none of
     353                 :            :          * them can be dispatched, rq will be NULL.
     354                 :            :          */
     355                 :          3 :         if (!rq)
     356                 :            :                 return NULL;
     357                 :            : 
     358                 :          3 :         dd->batching = 0;
     359                 :            : 
     360                 :            : dispatch_request:
     361                 :            :         /*
     362                 :            :          * rq is the selected appropriate request.
     363                 :            :          */
     364                 :          3 :         dd->batching++;
     365                 :          3 :         deadline_move_request(dd, rq);
     366                 :            : done:
     367                 :            :         /*
     368                 :            :          * If the request needs its target zone locked, do it.
     369                 :            :          */
     370                 :            :         blk_req_zone_write_lock(rq);
     371                 :          3 :         rq->rq_flags |= RQF_STARTED;
     372                 :          3 :         return rq;
     373                 :            : }
     374                 :            : 
     375                 :            : /*
     376                 :            :  * One confusing aspect here is that we get called for a specific
     377                 :            :  * hardware queue, but we may return a request that is for a
     378                 :            :  * different hardware queue. This is because mq-deadline has shared
     379                 :            :  * state for all hardware queues, in terms of sorting, FIFOs, etc.
     380                 :            :  */
     381                 :          3 : static struct request *dd_dispatch_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
     382                 :            : {
     383                 :          3 :         struct deadline_data *dd = hctx->queue->elevator->elevator_data;
     384                 :            :         struct request *rq;
     385                 :            : 
     386                 :            :         spin_lock(&dd->lock);
     387                 :          3 :         rq = __dd_dispatch_request(dd);
     388                 :            :         spin_unlock(&dd->lock);
     389                 :            : 
     390                 :          3 :         return rq;
     391                 :            : }
     392                 :            : 
     393                 :          0 : static void dd_exit_queue(struct elevator_queue *e)
     394                 :            : {
     395                 :          0 :         struct deadline_data *dd = e->elevator_data;
     396                 :            : 
     397                 :          0 :         BUG_ON(!list_empty(&dd->fifo_list[READ]));
     398                 :          0 :         BUG_ON(!list_empty(&dd->fifo_list[WRITE]));
     399                 :            : 
     400                 :          0 :         kfree(dd);
     401                 :          0 : }
     402                 :            : 
     403                 :            : /*
     404                 :            :  * initialize elevator private data (deadline_data).
     405                 :            :  */
     406                 :          3 : static int dd_init_queue(struct request_queue *q, struct elevator_type *e)
     407                 :            : {
     408                 :            :         struct deadline_data *dd;
     409                 :            :         struct elevator_queue *eq;
     410                 :            : 
     411                 :          3 :         eq = elevator_alloc(q, e);
     412                 :          3 :         if (!eq)
     413                 :            :                 return -ENOMEM;
     414                 :            : 
     415                 :          3 :         dd = kzalloc_node(sizeof(*dd), GFP_KERNEL, q->node);
     416                 :          3 :         if (!dd) {
     417                 :          0 :                 kobject_put(&eq->kobj);
     418                 :          0 :                 return -ENOMEM;
     419                 :            :         }
     420                 :          3 :         eq->elevator_data = dd;
     421                 :            : 
     422                 :          3 :         INIT_LIST_HEAD(&dd->fifo_list[READ]);
     423                 :          3 :         INIT_LIST_HEAD(&dd->fifo_list[WRITE]);
     424                 :          3 :         dd->sort_list[READ] = RB_ROOT;
     425                 :          3 :         dd->sort_list[WRITE] = RB_ROOT;
     426                 :          3 :         dd->fifo_expire[READ] = read_expire;
     427                 :          3 :         dd->fifo_expire[WRITE] = write_expire;
     428                 :          3 :         dd->writes_starved = writes_starved;
     429                 :          3 :         dd->front_merges = 1;
     430                 :          3 :         dd->fifo_batch = fifo_batch;
     431                 :          3 :         spin_lock_init(&dd->lock);
     432                 :          3 :         spin_lock_init(&dd->zone_lock);
     433                 :          3 :         INIT_LIST_HEAD(&dd->dispatch);
     434                 :            : 
     435                 :          3 :         q->elevator = eq;
     436                 :          3 :         return 0;
     437                 :            : }
     438                 :            : 
     439                 :          3 : static int dd_request_merge(struct request_queue *q, struct request **rq,
     440                 :            :                             struct bio *bio)
     441                 :            : {
     442                 :          3 :         struct deadline_data *dd = q->elevator->elevator_data;
     443                 :          3 :         sector_t sector = bio_end_sector(bio);
     444                 :            :         struct request *__rq;
     445                 :            : 
     446                 :          3 :         if (!dd->front_merges)
     447                 :            :                 return ELEVATOR_NO_MERGE;
     448                 :            : 
     449                 :          3 :         __rq = elv_rb_find(&dd->sort_list[bio_data_dir(bio)], sector);
     450                 :          3 :         if (__rq) {
     451                 :          3 :                 BUG_ON(sector != blk_rq_pos(__rq));
     452                 :            : 
     453                 :          3 :                 if (elv_bio_merge_ok(__rq, bio)) {
     454                 :          3 :                         *rq = __rq;
     455                 :          3 :                         return ELEVATOR_FRONT_MERGE;
     456                 :            :                 }
     457                 :            :         }
     458                 :            : 
     459                 :            :         return ELEVATOR_NO_MERGE;
     460                 :            : }
     461                 :            : 
     462                 :          3 : static bool dd_bio_merge(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct bio *bio,
     463                 :            :                 unsigned int nr_segs)
     464                 :            : {
     465                 :          3 :         struct request_queue *q = hctx->queue;
     466                 :          3 :         struct deadline_data *dd = q->elevator->elevator_data;
     467                 :          3 :         struct request *free = NULL;
     468                 :            :         bool ret;
     469                 :            : 
     470                 :            :         spin_lock(&dd->lock);
     471                 :          3 :         ret = blk_mq_sched_try_merge(q, bio, nr_segs, &free);
     472                 :            :         spin_unlock(&dd->lock);
     473                 :            : 
     474                 :          3 :         if (free)
     475                 :          3 :                 blk_mq_free_request(free);
     476                 :            : 
     477                 :          3 :         return ret;
     478                 :            : }
     479                 :            : 
     480                 :            : /*
     481                 :            :  * add rq to rbtree and fifo
     482                 :            :  */
     483                 :          3 : static void dd_insert_request(struct blk_mq_hw_ctx *hctx, struct request *rq,
     484                 :            :                               bool at_head)
     485                 :            : {
     486                 :          3 :         struct request_queue *q = hctx->queue;
     487                 :          3 :         struct deadline_data *dd = q->elevator->elevator_data;
     488                 :          3 :         const int data_dir = rq_data_dir(rq);
     489                 :            : 
     490                 :            :         /*
     491                 :            :          * This may be a requeue of a write request that has locked its
     492                 :            :          * target zone. If it is the case, this releases the zone lock.
     493                 :            :          */
     494                 :            :         blk_req_zone_write_unlock(rq);
     495                 :            : 
     496                 :          3 :         if (blk_mq_sched_try_insert_merge(q, rq))
     497                 :          3 :                 return;
     498                 :            : 
     499                 :          3 :         blk_mq_sched_request_inserted(rq);
     500                 :            : 
     501                 :          3 :         if (at_head || blk_rq_is_passthrough(rq)) {
     502                 :          0 :                 if (at_head)
     503                 :          0 :                         list_add(&rq->queuelist, &dd->dispatch);
     504                 :            :                 else
     505                 :          0 :                         list_add_tail(&rq->queuelist, &dd->dispatch);
     506                 :            :         } else {
     507                 :            :                 deadline_add_rq_rb(dd, rq);
     508                 :            : 
     509                 :          3 :                 if (rq_mergeable(rq)) {
     510                 :          3 :                         elv_rqhash_add(q, rq);
     511                 :          3 :                         if (!q->last_merge)
     512                 :          3 :                                 q->last_merge = rq;
     513                 :            :                 }
     514                 :            : 
     515                 :            :                 /*
     516                 :            :                  * set expire time and add to fifo list
     517                 :            :                  */
     518                 :          3 :                 rq->fifo_time = jiffies + dd->fifo_expire[data_dir];
     519                 :          3 :                 list_add_tail(&rq->queuelist, &dd->fifo_list[data_dir]);
     520                 :            :         }
     521                 :            : }
     522                 :            : 
     523                 :          3 : static void dd_insert_requests(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
     524                 :            :                                struct list_head *list, bool at_head)
     525                 :            : {
     526                 :          3 :         struct request_queue *q = hctx->queue;
     527                 :          3 :         struct deadline_data *dd = q->elevator->elevator_data;
     528                 :            : 
     529                 :            :         spin_lock(&dd->lock);
     530                 :          3 :         while (!list_empty(list)) {
     531                 :            :                 struct request *rq;
     532                 :            : 
     533                 :          3 :                 rq = list_first_entry(list, struct request, queuelist);
     534                 :          3 :                 list_del_init(&rq->queuelist);
     535                 :          3 :                 dd_insert_request(hctx, rq, at_head);
     536                 :            :         }
     537                 :            :         spin_unlock(&dd->lock);
     538                 :          3 : }
     539                 :            : 
     540                 :            : /*
     541                 :            :  * Nothing to do here. This is defined only to ensure that .finish_request
     542                 :            :  * method is called upon request completion.
     543                 :            :  */
     544                 :          3 : static void dd_prepare_request(struct request *rq, struct bio *bio)
     545                 :            : {
     546                 :          3 : }
     547                 :            : 
     548                 :            : /*
     549                 :            :  * For zoned block devices, write unlock the target zone of
     550                 :            :  * completed write requests. Do this while holding the zone lock
     551                 :            :  * spinlock so that the zone is never unlocked while deadline_fifo_request()
     552                 :            :  * or deadline_next_request() are executing. This function is called for
     553                 :            :  * all requests, whether or not these requests complete successfully.
     554                 :            :  *
     555                 :            :  * For a zoned block device, __dd_dispatch_request() may have stopped
     556                 :            :  * dispatching requests if all the queued requests are write requests directed
     557                 :            :  * at zones that are already locked due to on-going write requests. To ensure
     558                 :            :  * write request dispatch progress in this case, mark the queue as needing a
     559                 :            :  * restart to ensure that the queue is run again after completion of the
     560                 :            :  * request and zones being unlocked.
     561                 :            :  */
     562                 :          3 : static void dd_finish_request(struct request *rq)
     563                 :            : {
     564                 :          3 :         struct request_queue *q = rq->q;
     565                 :            : 
     566                 :          3 :         if (blk_queue_is_zoned(q)) {
     567                 :          0 :                 struct deadline_data *dd = q->elevator->elevator_data;
     568                 :            :                 unsigned long flags;
     569                 :            : 
     570                 :          0 :                 spin_lock_irqsave(&dd->zone_lock, flags);
     571                 :            :                 blk_req_zone_write_unlock(rq);
     572                 :          0 :                 if (!list_empty(&dd->fifo_list[WRITE]))
     573                 :          0 :                         blk_mq_sched_mark_restart_hctx(rq->mq_hctx);
     574                 :            :                 spin_unlock_irqrestore(&dd->zone_lock, flags);
     575                 :            :         }
     576                 :          3 : }
     577                 :            : 
     578                 :          3 : static bool dd_has_work(struct blk_mq_hw_ctx *hctx)
     579                 :            : {
     580                 :          3 :         struct deadline_data *dd = hctx->queue->elevator->elevator_data;
     581                 :            : 
     582                 :          3 :         return !list_empty_careful(&dd->dispatch) ||
     583                 :          3 :                 !list_empty_careful(&dd->fifo_list[0]) ||
     584                 :          3 :                 !list_empty_careful(&dd->fifo_list[1]);
     585                 :            : }
     586                 :            : 
     587                 :            : /*
     588                 :            :  * sysfs parts below
     589                 :            :  */
     590                 :            : static ssize_t
     591                 :            : deadline_var_show(int var, char *page)
     592                 :            : {
     593                 :          0 :         return sprintf(page, "%d\n", var);
     594                 :            : }
     595                 :            : 
     596                 :            : static void
     597                 :            : deadline_var_store(int *var, const char *page)
     598                 :            : {
     599                 :          0 :         char *p = (char *) page;
     600                 :            : 
     601                 :          0 :         *var = simple_strtol(p, &p, 10);
     602                 :            : }
     603                 :            : 
     604                 :            : #define SHOW_FUNCTION(__FUNC, __VAR, __CONV)                            \
     605                 :            : static ssize_t __FUNC(struct elevator_queue *e, char *page)             \
     606                 :            : {                                                                       \
     607                 :            :         struct deadline_data *dd = e->elevator_data;                 \
     608                 :            :         int __data = __VAR;                                             \
     609                 :            :         if (__CONV)                                                     \
     610                 :            :                 __data = jiffies_to_msecs(__data);                      \
     611                 :            :         return deadline_var_show(__data, (page));                       \
     612                 :            : }
     613                 :          0 : SHOW_FUNCTION(deadline_read_expire_show, dd->fifo_expire[READ], 1);
     614                 :          0 : SHOW_FUNCTION(deadline_write_expire_show, dd->fifo_expire[WRITE], 1);
     615                 :          0 : SHOW_FUNCTION(deadline_writes_starved_show, dd->writes_starved, 0);
     616                 :          0 : SHOW_FUNCTION(deadline_front_merges_show, dd->front_merges, 0);
     617                 :          0 : SHOW_FUNCTION(deadline_fifo_batch_show, dd->fifo_batch, 0);
     618                 :            : #undef SHOW_FUNCTION
     619                 :            : 
     620                 :            : #define STORE_FUNCTION(__FUNC, __PTR, MIN, MAX, __CONV)                 \
     621                 :            : static ssize_t __FUNC(struct elevator_queue *e, const char *page, size_t count) \
     622                 :            : {                                                                       \
     623                 :            :         struct deadline_data *dd = e->elevator_data;                 \
     624                 :            :         int __data;                                                     \
     625                 :            :         deadline_var_store(&__data, (page));                                \
     626                 :            :         if (__data < (MIN))                                          \
     627                 :            :                 __data = (MIN);                                         \
     628                 :            :         else if (__data > (MAX))                                     \
     629                 :            :                 __data = (MAX);                                         \
     630                 :            :         if (__CONV)                                                     \
     631                 :            :                 *(__PTR) = msecs_to_jiffies(__data);                    \
     632                 :            :         else                                                            \
     633                 :            :                 *(__PTR) = __data;                                      \
     634                 :            :         return count;                                                   \
     635                 :            : }
     636                 :          0 : STORE_FUNCTION(deadline_read_expire_store, &dd->fifo_expire[READ], 0, INT_MAX, 1);
     637                 :          0 : STORE_FUNCTION(deadline_write_expire_store, &dd->fifo_expire[WRITE], 0, INT_MAX, 1);
     638                 :          0 : STORE_FUNCTION(deadline_writes_starved_store, &dd->writes_starved, INT_MIN, INT_MAX, 0);
     639                 :          0 : STORE_FUNCTION(deadline_front_merges_store, &dd->front_merges, 0, 1, 0);
     640                 :          0 : STORE_FUNCTION(deadline_fifo_batch_store, &dd->fifo_batch, 0, INT_MAX, 0);
     641                 :            : #undef STORE_FUNCTION
     642                 :            : 
     643                 :            : #define DD_ATTR(name) \
     644                 :            :         __ATTR(name, 0644, deadline_##name##_show, deadline_##name##_store)
     645                 :            : 
     646                 :            : static struct elv_fs_entry deadline_attrs[] = {
     647                 :            :         DD_ATTR(read_expire),
     648                 :            :         DD_ATTR(write_expire),
     649                 :            :         DD_ATTR(writes_starved),
     650                 :            :         DD_ATTR(front_merges),
     651                 :            :         DD_ATTR(fifo_batch),
     652                 :            :         __ATTR_NULL
     653                 :            : };
     654                 :            : 
     655                 :            : #ifdef CONFIG_BLK_DEBUG_FS
     656                 :            : #define DEADLINE_DEBUGFS_DDIR_ATTRS(ddir, name)                         \
     657                 :            : static void *deadline_##name##_fifo_start(struct seq_file *m,           \
     658                 :            :                                           loff_t *pos)                  \
     659                 :            :         __acquires(&dd->lock)                                            \
     660                 :            : {                                                                       \
     661                 :            :         struct request_queue *q = m->private;                                \
     662                 :            :         struct deadline_data *dd = q->elevator->elevator_data;            \
     663                 :            :                                                                         \
     664                 :            :         spin_lock(&dd->lock);                                            \
     665                 :            :         return seq_list_start(&dd->fifo_list[ddir], *pos);               \
     666                 :            : }                                                                       \
     667                 :            :                                                                         \
     668                 :            : static void *deadline_##name##_fifo_next(struct seq_file *m, void *v,   \
     669                 :            :                                          loff_t *pos)                   \
     670                 :            : {                                                                       \
     671                 :            :         struct request_queue *q = m->private;                                \
     672                 :            :         struct deadline_data *dd = q->elevator->elevator_data;            \
     673                 :            :                                                                         \
     674                 :            :         return seq_list_next(v, &dd->fifo_list[ddir], pos);              \
     675                 :            : }                                                                       \
     676                 :            :                                                                         \
     677                 :            : static void deadline_##name##_fifo_stop(struct seq_file *m, void *v)    \
     678                 :            :         __releases(&dd->lock)                                            \
     679                 :            : {                                                                       \
     680                 :            :         struct request_queue *q = m->private;                                \
     681                 :            :         struct deadline_data *dd = q->elevator->elevator_data;            \
     682                 :            :                                                                         \
     683                 :            :         spin_unlock(&dd->lock);                                          \
     684                 :            : }                                                                       \
     685                 :            :                                                                         \
     686                 :            : static const struct seq_operations deadline_##name##_fifo_seq_ops = {   \
     687                 :            :         .start  = deadline_##name##_fifo_start,                         \
     688                 :            :         .next   = deadline_##name##_fifo_next,                          \
     689                 :            :         .stop   = deadline_##name##_fifo_stop,                          \
     690                 :            :         .show   = blk_mq_debugfs_rq_show,                               \
     691                 :            : };                                                                      \
     692                 :            :                                                                         \
     693                 :            : static int deadline_##name##_next_rq_show(void *data,                   \
     694                 :            :                                           struct seq_file *m)           \
     695                 :            : {                                                                       \
     696                 :            :         struct request_queue *q = data;                                 \
     697                 :            :         struct deadline_data *dd = q->elevator->elevator_data;            \
     698                 :            :         struct request *rq = dd->next_rq[ddir];                              \
     699                 :            :                                                                         \
     700                 :            :         if (rq)                                                         \
     701                 :            :                 __blk_mq_debugfs_rq_show(m, rq);                        \
     702                 :            :         return 0;                                                       \
     703                 :            : }
     704                 :          0 : DEADLINE_DEBUGFS_DDIR_ATTRS(READ, read)
     705                 :          0 : DEADLINE_DEBUGFS_DDIR_ATTRS(WRITE, write)
     706                 :            : #undef DEADLINE_DEBUGFS_DDIR_ATTRS
     707                 :            : 
     708                 :          0 : static int deadline_batching_show(void *data, struct seq_file *m)
     709                 :            : {
     710                 :            :         struct request_queue *q = data;
     711                 :          0 :         struct deadline_data *dd = q->elevator->elevator_data;
     712                 :            : 
     713                 :          0 :         seq_printf(m, "%u\n", dd->batching);
     714                 :          0 :         return 0;
     715                 :            : }
     716                 :            : 
     717                 :          0 : static int deadline_starved_show(void *data, struct seq_file *m)
     718                 :            : {
     719                 :            :         struct request_queue *q = data;
     720                 :          0 :         struct deadline_data *dd = q->elevator->elevator_data;
     721                 :            : 
     722                 :          0 :         seq_printf(m, "%u\n", dd->starved);
     723                 :          0 :         return 0;
     724                 :            : }
     725                 :            : 
     726                 :          0 : static void *deadline_dispatch_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
     727                 :            :         __acquires(&dd->lock)
     728                 :            : {
     729                 :          0 :         struct request_queue *q = m->private;
     730                 :          0 :         struct deadline_data *dd = q->elevator->elevator_data;
     731                 :            : 
     732                 :            :         spin_lock(&dd->lock);
     733                 :          0 :         return seq_list_start(&dd->dispatch, *pos);
     734                 :            : }
     735                 :            : 
     736                 :          0 : static void *deadline_dispatch_next(struct seq_file *m, void *v, loff_t *pos)
     737                 :            : {
     738                 :          0 :         struct request_queue *q = m->private;
     739                 :          0 :         struct deadline_data *dd = q->elevator->elevator_data;
     740                 :            : 
     741                 :          0 :         return seq_list_next(v, &dd->dispatch, pos);
     742                 :            : }
     743                 :            : 
     744                 :          0 : static void deadline_dispatch_stop(struct seq_file *m, void *v)
     745                 :            :         __releases(&dd->lock)
     746                 :            : {
     747                 :          0 :         struct request_queue *q = m->private;
     748                 :          0 :         struct deadline_data *dd = q->elevator->elevator_data;
     749                 :            : 
     750                 :            :         spin_unlock(&dd->lock);
     751                 :          0 : }
     752                 :            : 
     753                 :            : static const struct seq_operations deadline_dispatch_seq_ops = {
     754                 :            :         .start  = deadline_dispatch_start,
     755                 :            :         .next   = deadline_dispatch_next,
     756                 :            :         .stop   = deadline_dispatch_stop,
     757                 :            :         .show   = blk_mq_debugfs_rq_show,
     758                 :            : };
     759                 :            : 
     760                 :            : #define DEADLINE_QUEUE_DDIR_ATTRS(name)                                         \
     761                 :            :         {#name "_fifo_list", 0400, .seq_ops = &deadline_##name##_fifo_seq_ops},   \
     762                 :            :         {#name "_next_rq", 0400, deadline_##name##_next_rq_show}
     763                 :            : static const struct blk_mq_debugfs_attr deadline_queue_debugfs_attrs[] = {
     764                 :            :         DEADLINE_QUEUE_DDIR_ATTRS(read),
     765                 :            :         DEADLINE_QUEUE_DDIR_ATTRS(write),
     766                 :            :         {"batching", 0400, deadline_batching_show},
     767                 :            :         {"starved", 0400, deadline_starved_show},
     768                 :            :         {"dispatch", 0400, .seq_ops = &deadline_dispatch_seq_ops},
     769                 :            :         {},
     770                 :            : };
     771                 :            : #undef DEADLINE_QUEUE_DDIR_ATTRS
     772                 :            : #endif
     773                 :            : 
     774                 :            : static struct elevator_type mq_deadline = {
     775                 :            :         .ops = {
     776                 :            :                 .insert_requests        = dd_insert_requests,
     777                 :            :                 .dispatch_request       = dd_dispatch_request,
     778                 :            :                 .prepare_request        = dd_prepare_request,
     779                 :            :                 .finish_request         = dd_finish_request,
     780                 :            :                 .next_request           = elv_rb_latter_request,
     781                 :            :                 .former_request         = elv_rb_former_request,
     782                 :            :                 .bio_merge              = dd_bio_merge,
     783                 :            :                 .request_merge          = dd_request_merge,
     784                 :            :                 .requests_merged        = dd_merged_requests,
     785                 :            :                 .request_merged         = dd_request_merged,
     786                 :            :                 .has_work               = dd_has_work,
     787                 :            :                 .init_sched             = dd_init_queue,
     788                 :            :                 .exit_sched             = dd_exit_queue,
     789                 :            :         },
     790                 :            : 
     791                 :            : #ifdef CONFIG_BLK_DEBUG_FS
     792                 :            :         .queue_debugfs_attrs = deadline_queue_debugfs_attrs,
     793                 :            : #endif
     794                 :            :         .elevator_attrs = deadline_attrs,
     795                 :            :         .elevator_name = "mq-deadline",
     796                 :            :         .elevator_alias = "deadline",
     797                 :            :         .elevator_features = ELEVATOR_F_ZBD_SEQ_WRITE,
     798                 :            :         .elevator_owner = THIS_MODULE,
     799                 :            : };
     800                 :            : MODULE_ALIAS("mq-deadline-iosched");
     801                 :            : 
     802                 :          3 : static int __init deadline_init(void)
     803                 :            : {
     804                 :          3 :         return elv_register(&mq_deadline);
     805                 :            : }
     806                 :            : 
     807                 :          0 : static void __exit deadline_exit(void)
     808                 :            : {
     809                 :          0 :         elv_unregister(&mq_deadline);
     810                 :          0 : }
     811                 :            : 
     812                 :            : module_init(deadline_init);
     813                 :            : module_exit(deadline_exit);
     814                 :            : 
     815                 :            : MODULE_AUTHOR("Jens Axboe");
     816                 :            : MODULE_LICENSE("GPL");
     817                 :            : MODULE_DESCRIPTION("MQ deadline IO scheduler");
    

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