]> Gitweb @ Texas Instruments - Open Source Git Repositories - git.TI.com/gitweb - ti-analog-linux-kernel/dmurphy-analog.git/blob - block/bfq-iosched.h
defconfig: Enable M_CAN for dra7
[ti-analog-linux-kernel/dmurphy-analog.git] / block / bfq-iosched.h
1 /*
2  * Header file for the BFQ I/O scheduler: data structures and
3  * prototypes of interface functions among BFQ components.
4  *
5  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
6  *  modify it under the terms of the GNU General Public License as
7  *  published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
8  *  License, or (at your option) any later version.
9  *
10  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
11  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  *  General Public License for more details.
14  */
15 #ifndef _BFQ_H
16 #define _BFQ_H
18 #include <linux/blktrace_api.h>
19 #include <linux/hrtimer.h>
20 #include <linux/blk-cgroup.h>
22 #define BFQ_IOPRIO_CLASSES      3
23 #define BFQ_CL_IDLE_TIMEOUT     (HZ/5)
25 #define BFQ_MIN_WEIGHT                  1
26 #define BFQ_MAX_WEIGHT                  1000
27 #define BFQ_WEIGHT_CONVERSION_COEFF     10
29 #define BFQ_DEFAULT_QUEUE_IOPRIO        4
31 #define BFQ_WEIGHT_LEGACY_DFL   100
32 #define BFQ_DEFAULT_GRP_IOPRIO  0
33 #define BFQ_DEFAULT_GRP_CLASS   IOPRIO_CLASS_BE
35 /*
36  * Soft real-time applications are extremely more latency sensitive
37  * than interactive ones. Over-raise the weight of the former to
38  * privilege them against the latter.
39  */
40 #define BFQ_SOFTRT_WEIGHT_FACTOR        100
42 struct bfq_entity;
44 /**
45  * struct bfq_service_tree - per ioprio_class service tree.
46  *
47  * Each service tree represents a B-WF2Q+ scheduler on its own.  Each
48  * ioprio_class has its own independent scheduler, and so its own
49  * bfq_service_tree.  All the fields are protected by the queue lock
50  * of the containing bfqd.
51  */
52 struct bfq_service_tree {
53         /* tree for active entities (i.e., those backlogged) */
54         struct rb_root active;
55         /* tree for idle entities (i.e., not backlogged, with V < F_i)*/
56         struct rb_root idle;
58         /* idle entity with minimum F_i */
59         struct bfq_entity *first_idle;
60         /* idle entity with maximum F_i */
61         struct bfq_entity *last_idle;
63         /* scheduler virtual time */
64         u64 vtime;
65         /* scheduler weight sum; active and idle entities contribute to it */
66         unsigned long wsum;
67 };
69 /**
70  * struct bfq_sched_data - multi-class scheduler.
71  *
72  * bfq_sched_data is the basic scheduler queue.  It supports three
73  * ioprio_classes, and can be used either as a toplevel queue or as an
74  * intermediate queue in a hierarchical setup.
75  *
76  * The supported ioprio_classes are the same as in CFQ, in descending
77  * priority order, IOPRIO_CLASS_RT, IOPRIO_CLASS_BE, IOPRIO_CLASS_IDLE.
78  * Requests from higher priority queues are served before all the
79  * requests from lower priority queues; among requests of the same
80  * queue requests are served according to B-WF2Q+.
81  *
82  * The schedule is implemented by the service trees, plus the field
83  * @next_in_service, which points to the entity on the active trees
84  * that will be served next, if 1) no changes in the schedule occurs
85  * before the current in-service entity is expired, 2) the in-service
86  * queue becomes idle when it expires, and 3) if the entity pointed by
87  * in_service_entity is not a queue, then the in-service child entity
88  * of the entity pointed by in_service_entity becomes idle on
89  * expiration. This peculiar definition allows for the following
90  * optimization, not yet exploited: while a given entity is still in
91  * service, we already know which is the best candidate for next
92  * service among the other active entitities in the same parent
93  * entity. We can then quickly compare the timestamps of the
94  * in-service entity with those of such best candidate.
95  *
96  * All fields are protected by the lock of the containing bfqd.
97  */
98 struct bfq_sched_data {
99         /* entity in service */
100         struct bfq_entity *in_service_entity;
101         /* head-of-line entity (see comments above) */
102         struct bfq_entity *next_in_service;
103         /* array of service trees, one per ioprio_class */
104         struct bfq_service_tree service_tree[BFQ_IOPRIO_CLASSES];
105         /* last time CLASS_IDLE was served */
106         unsigned long bfq_class_idle_last_service;
108 };
110 /**
111  * struct bfq_weight_counter - counter of the number of all active queues
112  *                             with a given weight.
113  */
114 struct bfq_weight_counter {
115         unsigned int weight; /* weight of the queues this counter refers to */
116         unsigned int num_active; /* nr of active queues with this weight */
117         /*
118          * Weights tree member (see bfq_data's @queue_weights_tree)
119          */
120         struct rb_node weights_node;
121 };
123 /**
124  * struct bfq_entity - schedulable entity.
125  *
126  * A bfq_entity is used to represent either a bfq_queue (leaf node in the
127  * cgroup hierarchy) or a bfq_group into the upper level scheduler.  Each
128  * entity belongs to the sched_data of the parent group in the cgroup
129  * hierarchy.  Non-leaf entities have also their own sched_data, stored
130  * in @my_sched_data.
131  *
132  * Each entity stores independently its priority values; this would
133  * allow different weights on different devices, but this
134  * functionality is not exported to userspace by now.  Priorities and
135  * weights are updated lazily, first storing the new values into the
136  * new_* fields, then setting the @prio_changed flag.  As soon as
137  * there is a transition in the entity state that allows the priority
138  * update to take place the effective and the requested priority
139  * values are synchronized.
140  *
141  * Unless cgroups are used, the weight value is calculated from the
142  * ioprio to export the same interface as CFQ.  When dealing with
143  * ``well-behaved'' queues (i.e., queues that do not spend too much
144  * time to consume their budget and have true sequential behavior, and
145  * when there are no external factors breaking anticipation) the
146  * relative weights at each level of the cgroups hierarchy should be
147  * guaranteed.  All the fields are protected by the queue lock of the
148  * containing bfqd.
149  */
150 struct bfq_entity {
151         /* service_tree member */
152         struct rb_node rb_node;
154         /*
155          * Flag, true if the entity is on a tree (either the active or
156          * the idle one of its service_tree) or is in service.
157          */
158         bool on_st;
160         /* B-WF2Q+ start and finish timestamps [sectors/weight] */
161         u64 start, finish;
163         /* tree the entity is enqueued into; %NULL if not on a tree */
164         struct rb_root *tree;
166         /*
167          * minimum start time of the (active) subtree rooted at this
168          * entity; used for O(log N) lookups into active trees
169          */
170         u64 min_start;
172         /* amount of service received during the last service slot */
173         int service;
175         /* budget, used also to calculate F_i: F_i = S_i + @budget / @weight */
176         int budget;
178         /* weight of the queue */
179         int weight;
180         /* next weight if a change is in progress */
181         int new_weight;
183         /* original weight, used to implement weight boosting */
184         int orig_weight;
186         /* parent entity, for hierarchical scheduling */
187         struct bfq_entity *parent;
189         /*
190          * For non-leaf nodes in the hierarchy, the associated
191          * scheduler queue, %NULL on leaf nodes.
192          */
193         struct bfq_sched_data *my_sched_data;
194         /* the scheduler queue this entity belongs to */
195         struct bfq_sched_data *sched_data;
197         /* flag, set to request a weight, ioprio or ioprio_class change  */
198         int prio_changed;
200         /* flag, set if the entity is counted in groups_with_pending_reqs */
201         bool in_groups_with_pending_reqs;
202 };
204 struct bfq_group;
206 /**
207  * struct bfq_ttime - per process thinktime stats.
208  */
209 struct bfq_ttime {
210         /* completion time of the last request */
211         u64 last_end_request;
213         /* total process thinktime */
214         u64 ttime_total;
215         /* number of thinktime samples */
216         unsigned long ttime_samples;
217         /* average process thinktime */
218         u64 ttime_mean;
219 };
221 /**
222  * struct bfq_queue - leaf schedulable entity.
223  *
224  * A bfq_queue is a leaf request queue; it can be associated with an
225  * io_context or more, if it  is  async or shared  between  cooperating
226  * processes. @cgroup holds a reference to the cgroup, to be sure that it
227  * does not disappear while a bfqq still references it (mostly to avoid
228  * races between request issuing and task migration followed by cgroup
229  * destruction).
230  * All the fields are protected by the queue lock of the containing bfqd.
231  */
232 struct bfq_queue {
233         /* reference counter */
234         int ref;
235         /* parent bfq_data */
236         struct bfq_data *bfqd;
238         /* current ioprio and ioprio class */
239         unsigned short ioprio, ioprio_class;
240         /* next ioprio and ioprio class if a change is in progress */
241         unsigned short new_ioprio, new_ioprio_class;
243         /*
244          * Shared bfq_queue if queue is cooperating with one or more
245          * other queues.
246          */
247         struct bfq_queue *new_bfqq;
248         /* request-position tree member (see bfq_group's @rq_pos_tree) */
249         struct rb_node pos_node;
250         /* request-position tree root (see bfq_group's @rq_pos_tree) */
251         struct rb_root *pos_root;
253         /* sorted list of pending requests */
254         struct rb_root sort_list;
255         /* if fifo isn't expired, next request to serve */
256         struct request *next_rq;
257         /* number of sync and async requests queued */
258         int queued[2];
259         /* number of requests currently allocated */
260         int allocated;
261         /* number of pending metadata requests */
262         int meta_pending;
263         /* fifo list of requests in sort_list */
264         struct list_head fifo;
266         /* entity representing this queue in the scheduler */
267         struct bfq_entity entity;
269         /* pointer to the weight counter associated with this entity */
270         struct bfq_weight_counter *weight_counter;
272         /* maximum budget allowed from the feedback mechanism */
273         int max_budget;
274         /* budget expiration (in jiffies) */
275         unsigned long budget_timeout;
277         /* number of requests on the dispatch list or inside driver */
278         int dispatched;
280         /* status flags */
281         unsigned long flags;
283         /* node for active/idle bfqq list inside parent bfqd */
284         struct list_head bfqq_list;
286         /* associated @bfq_ttime struct */
287         struct bfq_ttime ttime;
289         /* bit vector: a 1 for each seeky requests in history */
290         u32 seek_history;
292         /* node for the device's burst list */
293         struct hlist_node burst_list_node;
295         /* position of the last request enqueued */
296         sector_t last_request_pos;
298         /* Number of consecutive pairs of request completion and
299          * arrival, such that the queue becomes idle after the
300          * completion, but the next request arrives within an idle
301          * time slice; used only if the queue's IO_bound flag has been
302          * cleared.
303          */
304         unsigned int requests_within_timer;
306         /* pid of the process owning the queue, used for logging purposes */
307         pid_t pid;
309         /*
310          * Pointer to the bfq_io_cq owning the bfq_queue, set to %NULL
311          * if the queue is shared.
312          */
313         struct bfq_io_cq *bic;
315         /* current maximum weight-raising time for this queue */
316         unsigned long wr_cur_max_time;
317         /*
318          * Minimum time instant such that, only if a new request is
319          * enqueued after this time instant in an idle @bfq_queue with
320          * no outstanding requests, then the task associated with the
321          * queue it is deemed as soft real-time (see the comments on
322          * the function bfq_bfqq_softrt_next_start())
323          */
324         unsigned long soft_rt_next_start;
325         /*
326          * Start time of the current weight-raising period if
327          * the @bfq-queue is being weight-raised, otherwise
328          * finish time of the last weight-raising period.
329          */
330         unsigned long last_wr_start_finish;
331         /* factor by which the weight of this queue is multiplied */
332         unsigned int wr_coeff;
333         /*
334          * Time of the last transition of the @bfq_queue from idle to
335          * backlogged.
336          */
337         unsigned long last_idle_bklogged;
338         /*
339          * Cumulative service received from the @bfq_queue since the
340          * last transition from idle to backlogged.
341          */
342         unsigned long service_from_backlogged;
343         /*
344          * Cumulative service received from the @bfq_queue since its
345          * last transition to weight-raised state.
346          */
347         unsigned long service_from_wr;
349         /*
350          * Value of wr start time when switching to soft rt
351          */
352         unsigned long wr_start_at_switch_to_srt;
354         unsigned long split_time; /* time of last split */
356         unsigned long first_IO_time; /* time of first I/O for this queue */
358         /* max service rate measured so far */
359         u32 max_service_rate;
360         /*
361          * Ratio between the service received by bfqq while it is in
362          * service, and the cumulative service (of requests of other
363          * queues) that may be injected while bfqq is empty but still
364          * in service. To increase precision, the coefficient is
365          * measured in tenths of unit. Here are some example of (1)
366          * ratios, (2) resulting percentages of service injected
367          * w.r.t. to the total service dispatched while bfqq is in
368          * service, and (3) corresponding values of the coefficient:
369          * 1 (50%) -> 10
370          * 2 (33%) -> 20
371          * 10 (9%) -> 100
372          * 9.9 (9%) -> 99
373          * 1.5 (40%) -> 15
374          * 0.5 (66%) -> 5
375          * 0.1 (90%) -> 1
376          *
377          * So, if the coefficient is lower than 10, then
378          * injected service is more than bfqq service.
379          */
380         unsigned int inject_coeff;
381         /* amount of service injected in current service slot */
382         unsigned int injected_service;
383 };
385 /**
386  * struct bfq_io_cq - per (request_queue, io_context) structure.
387  */
388 struct bfq_io_cq {
389         /* associated io_cq structure */
390         struct io_cq icq; /* must be the first member */
391         /* array of two process queues, the sync and the async */
392         struct bfq_queue *bfqq[2];
393         /* per (request_queue, blkcg) ioprio */
394         int ioprio;
395 #ifdef CONFIG_BFQ_GROUP_IOSCHED
396         uint64_t blkcg_serial_nr; /* the current blkcg serial */
397 #endif
398         /*
399          * Snapshot of the has_short_time flag before merging; taken
400          * to remember its value while the queue is merged, so as to
401          * be able to restore it in case of split.
402          */
403         bool saved_has_short_ttime;
404         /*
405          * Same purpose as the previous two fields for the I/O bound
406          * classification of a queue.
407          */
408         bool saved_IO_bound;
410         /*
411          * Same purpose as the previous fields for the value of the
412          * field keeping the queue's belonging to a large burst
413          */
414         bool saved_in_large_burst;
415         /*
416          * True if the queue belonged to a burst list before its merge
417          * with another cooperating queue.
418          */
419         bool was_in_burst_list;
421         /*
422          * Similar to previous fields: save wr information.
423          */
424         unsigned long saved_wr_coeff;
425         unsigned long saved_last_wr_start_finish;
426         unsigned long saved_wr_start_at_switch_to_srt;
427         unsigned int saved_wr_cur_max_time;
428         struct bfq_ttime saved_ttime;
429 };
431 /**
432  * struct bfq_data - per-device data structure.
433  *
434  * All the fields are protected by @lock.
435  */
436 struct bfq_data {
437         /* device request queue */
438         struct request_queue *queue;
439         /* dispatch queue */
440         struct list_head dispatch;
442         /* root bfq_group for the device */
443         struct bfq_group *root_group;
445         /*
446          * rbtree of weight counters of @bfq_queues, sorted by
447          * weight. Used to keep track of whether all @bfq_queues have
448          * the same weight. The tree contains one counter for each
449          * distinct weight associated to some active and not
450          * weight-raised @bfq_queue (see the comments to the functions
451          * bfq_weights_tree_[add|remove] for further details).
452          */
453         struct rb_root queue_weights_tree;
455         /*
456          * Number of groups with at least one descendant process that
457          * has at least one request waiting for completion. Note that
458          * this accounts for also requests already dispatched, but not
459          * yet completed. Therefore this number of groups may differ
460          * (be larger) than the number of active groups, as a group is
461          * considered active only if its corresponding entity has
462          * descendant queues with at least one request queued. This
463          * number is used to decide whether a scenario is symmetric.
464          * For a detailed explanation see comments on the computation
465          * of the variable asymmetric_scenario in the function
466          * bfq_better_to_idle().
467          *
468          * However, it is hard to compute this number exactly, for
469          * groups with multiple descendant processes. Consider a group
470          * that is inactive, i.e., that has no descendant process with
471          * pending I/O inside BFQ queues. Then suppose that
472          * num_groups_with_pending_reqs is still accounting for this
473          * group, because the group has descendant processes with some
474          * I/O request still in flight. num_groups_with_pending_reqs
475          * should be decremented when the in-flight request of the
476          * last descendant process is finally completed (assuming that
477          * nothing else has changed for the group in the meantime, in
478          * terms of composition of the group and active/inactive state of child
479          * groups and processes). To accomplish this, an additional
480          * pending-request counter must be added to entities, and must
481          * be updated correctly. To avoid this additional field and operations,
482          * we resort to the following tradeoff between simplicity and
483          * accuracy: for an inactive group that is still counted in
484          * num_groups_with_pending_reqs, we decrement
485          * num_groups_with_pending_reqs when the first descendant
486          * process of the group remains with no request waiting for
487          * completion.
488          *
489          * Even this simpler decrement strategy requires a little
490          * carefulness: to avoid multiple decrements, we flag a group,
491          * more precisely an entity representing a group, as still
492          * counted in num_groups_with_pending_reqs when it becomes
493          * inactive. Then, when the first descendant queue of the
494          * entity remains with no request waiting for completion,
495          * num_groups_with_pending_reqs is decremented, and this flag
496          * is reset. After this flag is reset for the entity,
497          * num_groups_with_pending_reqs won't be decremented any
498          * longer in case a new descendant queue of the entity remains
499          * with no request waiting for completion.
500          */
501         unsigned int num_groups_with_pending_reqs;
503         /*
504          * Number of bfq_queues containing requests (including the
505          * queue in service, even if it is idling).
506          */
507         int busy_queues;
508         /* number of weight-raised busy @bfq_queues */
509         int wr_busy_queues;
510         /* number of queued requests */
511         int queued;
512         /* number of requests dispatched and waiting for completion */
513         int rq_in_driver;
515         /*
516          * Maximum number of requests in driver in the last
517          * @hw_tag_samples completed requests.
518          */
519         int max_rq_in_driver;
520         /* number of samples used to calculate hw_tag */
521         int hw_tag_samples;
522         /* flag set to one if the driver is showing a queueing behavior */
523         int hw_tag;
525         /* number of budgets assigned */
526         int budgets_assigned;
528         /*
529          * Timer set when idling (waiting) for the next request from
530          * the queue in service.
531          */
532         struct hrtimer idle_slice_timer;
534         /* bfq_queue in service */
535         struct bfq_queue *in_service_queue;
537         /* on-disk position of the last served request */
538         sector_t last_position;
540         /* time of last request completion (ns) */
541         u64 last_completion;
543         /* time of first rq dispatch in current observation interval (ns) */
544         u64 first_dispatch;
545         /* time of last rq dispatch in current observation interval (ns) */
546         u64 last_dispatch;
548         /* beginning of the last budget */
549         ktime_t last_budget_start;
550         /* beginning of the last idle slice */
551         ktime_t last_idling_start;
553         /* number of samples in current observation interval */
554         int peak_rate_samples;
555         /* num of samples of seq dispatches in current observation interval */
556         u32 sequential_samples;
557         /* total num of sectors transferred in current observation interval */
558         u64 tot_sectors_dispatched;
559         /* max rq size seen during current observation interval (sectors) */
560         u32 last_rq_max_size;
561         /* time elapsed from first dispatch in current observ. interval (us) */
562         u64 delta_from_first;
563         /*
564          * Current estimate of the device peak rate, measured in
565          * [(sectors/usec) / 2^BFQ_RATE_SHIFT]. The left-shift by
566          * BFQ_RATE_SHIFT is performed to increase precision in
567          * fixed-point calculations.
568          */
569         u32 peak_rate;
571         /* maximum budget allotted to a bfq_queue before rescheduling */
572         int bfq_max_budget;
574         /* list of all the bfq_queues active on the device */
575         struct list_head active_list;
576         /* list of all the bfq_queues idle on the device */
577         struct list_head idle_list;
579         /*
580          * Timeout for async/sync requests; when it fires, requests
581          * are served in fifo order.
582          */
583         u64 bfq_fifo_expire[2];
584         /* weight of backward seeks wrt forward ones */
585         unsigned int bfq_back_penalty;
586         /* maximum allowed backward seek */
587         unsigned int bfq_back_max;
588         /* maximum idling time */
589         u32 bfq_slice_idle;
591         /* user-configured max budget value (0 for auto-tuning) */
592         int bfq_user_max_budget;
593         /*
594          * Timeout for bfq_queues to consume their budget; used to
595          * prevent seeky queues from imposing long latencies to
596          * sequential or quasi-sequential ones (this also implies that
597          * seeky queues cannot receive guarantees in the service
598          * domain; after a timeout they are charged for the time they
599          * have been in service, to preserve fairness among them, but
600          * without service-domain guarantees).
601          */
602         unsigned int bfq_timeout;
604         /*
605          * Number of consecutive requests that must be issued within
606          * the idle time slice to set again idling to a queue which
607          * was marked as non-I/O-bound (see the definition of the
608          * IO_bound flag for further details).
609          */
610         unsigned int bfq_requests_within_timer;
612         /*
613          * Force device idling whenever needed to provide accurate
614          * service guarantees, without caring about throughput
615          * issues. CAVEAT: this may even increase latencies, in case
616          * of useless idling for processes that did stop doing I/O.
617          */
618         bool strict_guarantees;
620         /*
621          * Last time at which a queue entered the current burst of
622          * queues being activated shortly after each other; for more
623          * details about this and the following parameters related to
624          * a burst of activations, see the comments on the function
625          * bfq_handle_burst.
626          */
627         unsigned long last_ins_in_burst;
628         /*
629          * Reference time interval used to decide whether a queue has
630          * been activated shortly after @last_ins_in_burst.
631          */
632         unsigned long bfq_burst_interval;
633         /* number of queues in the current burst of queue activations */
634         int burst_size;
636         /* common parent entity for the queues in the burst */
637         struct bfq_entity *burst_parent_entity;
638         /* Maximum burst size above which the current queue-activation
639          * burst is deemed as 'large'.
640          */
641         unsigned long bfq_large_burst_thresh;
642         /* true if a large queue-activation burst is in progress */
643         bool large_burst;
644         /*
645          * Head of the burst list (as for the above fields, more
646          * details in the comments on the function bfq_handle_burst).
647          */
648         struct hlist_head burst_list;
650         /* if set to true, low-latency heuristics are enabled */
651         bool low_latency;
652         /*
653          * Maximum factor by which the weight of a weight-raised queue
654          * is multiplied.
655          */
656         unsigned int bfq_wr_coeff;
657         /* maximum duration of a weight-raising period (jiffies) */
658         unsigned int bfq_wr_max_time;
660         /* Maximum weight-raising duration for soft real-time processes */
661         unsigned int bfq_wr_rt_max_time;
662         /*
663          * Minimum idle period after which weight-raising may be
664          * reactivated for a queue (in jiffies).
665          */
666         unsigned int bfq_wr_min_idle_time;
667         /*
668          * Minimum period between request arrivals after which
669          * weight-raising may be reactivated for an already busy async
670          * queue (in jiffies).
671          */
672         unsigned long bfq_wr_min_inter_arr_async;
674         /* Max service-rate for a soft real-time queue, in sectors/sec */
675         unsigned int bfq_wr_max_softrt_rate;
676         /*
677          * Cached value of the product ref_rate*ref_wr_duration, used
678          * for computing the maximum duration of weight raising
679          * automatically.
680          */
681         u64 rate_dur_prod;
683         /* fallback dummy bfqq for extreme OOM conditions */
684         struct bfq_queue oom_bfqq;
686         spinlock_t lock;
688         /*
689          * bic associated with the task issuing current bio for
690          * merging. This and the next field are used as a support to
691          * be able to perform the bic lookup, needed by bio-merge
692          * functions, before the scheduler lock is taken, and thus
693          * avoid taking the request-queue lock while the scheduler
694          * lock is being held.
695          */
696         struct bfq_io_cq *bio_bic;
697         /* bfqq associated with the task issuing current bio for merging */
698         struct bfq_queue *bio_bfqq;
700         /*
701          * Depth limits used in bfq_limit_depth (see comments on the
702          * function)
703          */
704         unsigned int word_depths[2][2];
705 };
707 enum bfqq_state_flags {
708         BFQQF_just_created = 0, /* queue just allocated */
709         BFQQF_busy,             /* has requests or is in service */
710         BFQQF_wait_request,     /* waiting for a request */
711         BFQQF_non_blocking_wait_rq, /*
712                                      * waiting for a request
713                                      * without idling the device
714                                      */
715         BFQQF_fifo_expire,      /* FIFO checked in this slice */
716         BFQQF_has_short_ttime,  /* queue has a short think time */
717         BFQQF_sync,             /* synchronous queue */
718         BFQQF_IO_bound,         /*
719                                  * bfqq has timed-out at least once
720                                  * having consumed at most 2/10 of
721                                  * its budget
722                                  */
723         BFQQF_in_large_burst,   /*
724                                  * bfqq activated in a large burst,
725                                  * see comments to bfq_handle_burst.
726                                  */
727         BFQQF_softrt_update,    /*
728                                  * may need softrt-next-start
729                                  * update
730                                  */
731         BFQQF_coop,             /* bfqq is shared */
732         BFQQF_split_coop        /* shared bfqq will be split */
733 };
735 #define BFQ_BFQQ_FNS(name)                                              \
736 void bfq_mark_bfqq_##name(struct bfq_queue *bfqq);                      \
737 void bfq_clear_bfqq_##name(struct bfq_queue *bfqq);                     \
738 int bfq_bfqq_##name(const struct bfq_queue *bfqq);
740 BFQ_BFQQ_FNS(just_created);
741 BFQ_BFQQ_FNS(busy);
742 BFQ_BFQQ_FNS(wait_request);
743 BFQ_BFQQ_FNS(non_blocking_wait_rq);
744 BFQ_BFQQ_FNS(fifo_expire);
745 BFQ_BFQQ_FNS(has_short_ttime);
746 BFQ_BFQQ_FNS(sync);
747 BFQ_BFQQ_FNS(IO_bound);
748 BFQ_BFQQ_FNS(in_large_burst);
749 BFQ_BFQQ_FNS(coop);
750 BFQ_BFQQ_FNS(split_coop);
751 BFQ_BFQQ_FNS(softrt_update);
752 #undef BFQ_BFQQ_FNS
754 /* Expiration reasons. */
755 enum bfqq_expiration {
756         BFQQE_TOO_IDLE = 0,             /*
757                                          * queue has been idling for
758                                          * too long
759                                          */
760         BFQQE_BUDGET_TIMEOUT,   /* budget took too long to be used */
761         BFQQE_BUDGET_EXHAUSTED, /* budget consumed */
762         BFQQE_NO_MORE_REQUESTS, /* the queue has no more requests */
763         BFQQE_PREEMPTED         /* preemption in progress */
764 };
766 struct bfqg_stats {
767 #if defined(CONFIG_BFQ_GROUP_IOSCHED) && defined(CONFIG_DEBUG_BLK_CGROUP)
768         /* number of ios merged */
769         struct blkg_rwstat              merged;
770         /* total time spent on device in ns, may not be accurate w/ queueing */
771         struct blkg_rwstat              service_time;
772         /* total time spent waiting in scheduler queue in ns */
773         struct blkg_rwstat              wait_time;
774         /* number of IOs queued up */
775         struct blkg_rwstat              queued;
776         /* total disk time and nr sectors dispatched by this group */
777         struct blkg_stat                time;
778         /* sum of number of ios queued across all samples */
779         struct blkg_stat                avg_queue_size_sum;
780         /* count of samples taken for average */
781         struct blkg_stat                avg_queue_size_samples;
782         /* how many times this group has been removed from service tree */
783         struct blkg_stat                dequeue;
784         /* total time spent waiting for it to be assigned a timeslice. */
785         struct blkg_stat                group_wait_time;
786         /* time spent idling for this blkcg_gq */
787         struct blkg_stat                idle_time;
788         /* total time with empty current active q with other requests queued */
789         struct blkg_stat                empty_time;
790         /* fields after this shouldn't be cleared on stat reset */
791         u64                             start_group_wait_time;
792         u64                             start_idle_time;
793         u64                             start_empty_time;
794         uint16_t                        flags;
795 #endif  /* CONFIG_BFQ_GROUP_IOSCHED && CONFIG_DEBUG_BLK_CGROUP */
796 };
798 #ifdef CONFIG_BFQ_GROUP_IOSCHED
800 /*
801  * struct bfq_group_data - per-blkcg storage for the blkio subsystem.
802  *
803  * @ps: @blkcg_policy_storage that this structure inherits
804  * @weight: weight of the bfq_group
805  */
806 struct bfq_group_data {
807         /* must be the first member */
808         struct blkcg_policy_data pd;
810         unsigned int weight;
811 };
813 /**
814  * struct bfq_group - per (device, cgroup) data structure.
815  * @entity: schedulable entity to insert into the parent group sched_data.
816  * @sched_data: own sched_data, to contain child entities (they may be
817  *              both bfq_queues and bfq_groups).
818  * @bfqd: the bfq_data for the device this group acts upon.
819  * @async_bfqq: array of async queues for all the tasks belonging to
820  *              the group, one queue per ioprio value per ioprio_class,
821  *              except for the idle class that has only one queue.
822  * @async_idle_bfqq: async queue for the idle class (ioprio is ignored).
823  * @my_entity: pointer to @entity, %NULL for the toplevel group; used
824  *             to avoid too many special cases during group creation/
825  *             migration.
826  * @stats: stats for this bfqg.
827  * @active_entities: number of active entities belonging to the group;
828  *                   unused for the root group. Used to know whether there
829  *                   are groups with more than one active @bfq_entity
830  *                   (see the comments to the function
831  *                   bfq_bfqq_may_idle()).
832  * @rq_pos_tree: rbtree sorted by next_request position, used when
833  *               determining if two or more queues have interleaving
834  *               requests (see bfq_find_close_cooperator()).
835  *
836  * Each (device, cgroup) pair has its own bfq_group, i.e., for each cgroup
837  * there is a set of bfq_groups, each one collecting the lower-level
838  * entities belonging to the group that are acting on the same device.
839  *
840  * Locking works as follows:
841  *    o @bfqd is protected by the queue lock, RCU is used to access it
842  *      from the readers.
843  *    o All the other fields are protected by the @bfqd queue lock.
844  */
845 struct bfq_group {
846         /* must be the first member */
847         struct blkg_policy_data pd;
849         /* cached path for this blkg (see comments in bfq_bic_update_cgroup) */
850         char blkg_path[128];
852         /* reference counter (see comments in bfq_bic_update_cgroup) */
853         int ref;
855         struct bfq_entity entity;
856         struct bfq_sched_data sched_data;
858         void *bfqd;
860         struct bfq_queue *async_bfqq[2][IOPRIO_BE_NR];
861         struct bfq_queue *async_idle_bfqq;
863         struct bfq_entity *my_entity;
865         int active_entities;
867         struct rb_root rq_pos_tree;
869         struct bfqg_stats stats;
870 };
872 #else
873 struct bfq_group {
874         struct bfq_sched_data sched_data;
876         struct bfq_queue *async_bfqq[2][IOPRIO_BE_NR];
877         struct bfq_queue *async_idle_bfqq;
879         struct rb_root rq_pos_tree;
880 };
881 #endif
883 struct bfq_queue *bfq_entity_to_bfqq(struct bfq_entity *entity);
885 /* --------------- main algorithm interface ----------------- */
887 #define BFQ_SERVICE_TREE_INIT   ((struct bfq_service_tree)              \
888                                 { RB_ROOT, RB_ROOT, NULL, NULL, 0, 0 })
890 extern const int bfq_timeout;
892 struct bfq_queue *bic_to_bfqq(struct bfq_io_cq *bic, bool is_sync);
893 void bic_set_bfqq(struct bfq_io_cq *bic, struct bfq_queue *bfqq, bool is_sync);
894 struct bfq_data *bic_to_bfqd(struct bfq_io_cq *bic);
895 void bfq_pos_tree_add_move(struct bfq_data *bfqd, struct bfq_queue *bfqq);
896 void bfq_weights_tree_add(struct bfq_data *bfqd, struct bfq_queue *bfqq,
897                           struct rb_root *root);
898 void __bfq_weights_tree_remove(struct bfq_data *bfqd,
899                                struct bfq_queue *bfqq,
900                                struct rb_root *root);
901 void bfq_weights_tree_remove(struct bfq_data *bfqd,
902                              struct bfq_queue *bfqq);
903 void bfq_bfqq_expire(struct bfq_data *bfqd, struct bfq_queue *bfqq,
904                      bool compensate, enum bfqq_expiration reason);
905 void bfq_put_queue(struct bfq_queue *bfqq);
906 void bfq_end_wr_async_queues(struct bfq_data *bfqd, struct bfq_group *bfqg);
907 void bfq_schedule_dispatch(struct bfq_data *bfqd);
908 void bfq_put_async_queues(struct bfq_data *bfqd, struct bfq_group *bfqg);
910 /* ------------ end of main algorithm interface -------------- */
912 /* ---------------- cgroups-support interface ---------------- */
914 void bfqg_stats_update_io_add(struct bfq_group *bfqg, struct bfq_queue *bfqq,
915                               unsigned int op);
916 void bfqg_stats_update_io_remove(struct bfq_group *bfqg, unsigned int op);
917 void bfqg_stats_update_io_merged(struct bfq_group *bfqg, unsigned int op);
918 void bfqg_stats_update_completion(struct bfq_group *bfqg, u64 start_time_ns,
919                                   u64 io_start_time_ns, unsigned int op);
920 void bfqg_stats_update_dequeue(struct bfq_group *bfqg);
921 void bfqg_stats_set_start_empty_time(struct bfq_group *bfqg);
922 void bfqg_stats_update_idle_time(struct bfq_group *bfqg);
923 void bfqg_stats_set_start_idle_time(struct bfq_group *bfqg);
924 void bfqg_stats_update_avg_queue_size(struct bfq_group *bfqg);
925 void bfq_bfqq_move(struct bfq_data *bfqd, struct bfq_queue *bfqq,
926                    struct bfq_group *bfqg);
928 void bfq_init_entity(struct bfq_entity *entity, struct bfq_group *bfqg);
929 void bfq_bic_update_cgroup(struct bfq_io_cq *bic, struct bio *bio);
930 void bfq_end_wr_async(struct bfq_data *bfqd);
931 struct bfq_group *bfq_find_set_group(struct bfq_data *bfqd,
932                                      struct blkcg *blkcg);
933 struct blkcg_gq *bfqg_to_blkg(struct bfq_group *bfqg);
934 struct bfq_group *bfqq_group(struct bfq_queue *bfqq);
935 struct bfq_group *bfq_create_group_hierarchy(struct bfq_data *bfqd, int node);
936 void bfqg_and_blkg_put(struct bfq_group *bfqg);
938 #ifdef CONFIG_BFQ_GROUP_IOSCHED
939 extern struct cftype bfq_blkcg_legacy_files[];
940 extern struct cftype bfq_blkg_files[];
941 extern struct blkcg_policy blkcg_policy_bfq;
942 #endif
944 /* ------------- end of cgroups-support interface ------------- */
946 /* - interface of the internal hierarchical B-WF2Q+ scheduler - */
948 #ifdef CONFIG_BFQ_GROUP_IOSCHED
949 /* both next loops stop at one of the child entities of the root group */
950 #define for_each_entity(entity) \
951         for (; entity ; entity = entity->parent)
953 /*
954  * For each iteration, compute parent in advance, so as to be safe if
955  * entity is deallocated during the iteration. Such a deallocation may
956  * happen as a consequence of a bfq_put_queue that frees the bfq_queue
957  * containing entity.
958  */
959 #define for_each_entity_safe(entity, parent) \
960         for (; entity && ({ parent = entity->parent; 1; }); entity = parent)
962 #else /* CONFIG_BFQ_GROUP_IOSCHED */
963 /*
964  * Next two macros are fake loops when cgroups support is not
965  * enabled. I fact, in such a case, there is only one level to go up
966  * (to reach the root group).
967  */
968 #define for_each_entity(entity) \
969         for (; entity ; entity = NULL)
971 #define for_each_entity_safe(entity, parent) \
972         for (parent = NULL; entity ; entity = parent)
973 #endif /* CONFIG_BFQ_GROUP_IOSCHED */
975 struct bfq_group *bfq_bfqq_to_bfqg(struct bfq_queue *bfqq);
976 struct bfq_queue *bfq_entity_to_bfqq(struct bfq_entity *entity);
977 struct bfq_service_tree *bfq_entity_service_tree(struct bfq_entity *entity);
978 struct bfq_entity *bfq_entity_of(struct rb_node *node);
979 unsigned short bfq_ioprio_to_weight(int ioprio);
980 void bfq_put_idle_entity(struct bfq_service_tree *st,
981                          struct bfq_entity *entity);
982 struct bfq_service_tree *
983 __bfq_entity_update_weight_prio(struct bfq_service_tree *old_st,
984                                 struct bfq_entity *entity,
985                                 bool update_class_too);
986 void bfq_bfqq_served(struct bfq_queue *bfqq, int served);
987 void bfq_bfqq_charge_time(struct bfq_data *bfqd, struct bfq_queue *bfqq,
988                           unsigned long time_ms);
989 bool __bfq_deactivate_entity(struct bfq_entity *entity,
990                              bool ins_into_idle_tree);
991 bool next_queue_may_preempt(struct bfq_data *bfqd);
992 struct bfq_queue *bfq_get_next_queue(struct bfq_data *bfqd);
993 void __bfq_bfqd_reset_in_service(struct bfq_data *bfqd);
994 void bfq_deactivate_bfqq(struct bfq_data *bfqd, struct bfq_queue *bfqq,
995                          bool ins_into_idle_tree, bool expiration);
996 void bfq_activate_bfqq(struct bfq_data *bfqd, struct bfq_queue *bfqq);
997 void bfq_requeue_bfqq(struct bfq_data *bfqd, struct bfq_queue *bfqq,
998                       bool expiration);
999 void bfq_del_bfqq_busy(struct bfq_data *bfqd, struct bfq_queue *bfqq,
1000                        bool expiration);
1001 void bfq_add_bfqq_busy(struct bfq_data *bfqd, struct bfq_queue *bfqq);
1003 /* --------------- end of interface of B-WF2Q+ ---------------- */
1005 /* Logging facilities. */
1006 #ifdef CONFIG_BFQ_GROUP_IOSCHED
1007 struct bfq_group *bfqq_group(struct bfq_queue *bfqq);
1009 #define bfq_log_bfqq(bfqd, bfqq, fmt, args...)  do {                    \
1010         blk_add_cgroup_trace_msg((bfqd)->queue,                         \
1011                         bfqg_to_blkg(bfqq_group(bfqq))->blkcg,          \
1012                         "bfq%d%c " fmt, (bfqq)->pid,                    \
1013                         bfq_bfqq_sync((bfqq)) ? 'S' : 'A', ##args);     \
1014 } while (0)
1016 #define bfq_log_bfqg(bfqd, bfqg, fmt, args...)  do {                    \
1017         blk_add_cgroup_trace_msg((bfqd)->queue,                         \
1018                 bfqg_to_blkg(bfqg)->blkcg, fmt, ##args);                \
1019 } while (0)
1021 #else /* CONFIG_BFQ_GROUP_IOSCHED */
1023 #define bfq_log_bfqq(bfqd, bfqq, fmt, args...)  \
1024         blk_add_trace_msg((bfqd)->queue, "bfq%d%c " fmt, (bfqq)->pid,   \
1025                         bfq_bfqq_sync((bfqq)) ? 'S' : 'A',              \
1026                                 ##args)
1027 #define bfq_log_bfqg(bfqd, bfqg, fmt, args...)          do {} while (0)
1029 #endif /* CONFIG_BFQ_GROUP_IOSCHED */
1031 #define bfq_log(bfqd, fmt, args...) \
1032         blk_add_trace_msg((bfqd)->queue, "bfq " fmt, ##args)
1034 #endif /* _BFQ_H */