OSDN Git Service

block: Add Zen IO scheduler
author0ranko0P <ranko0p@outlook.com>
Mon, 28 Oct 2019 15:12:21 +0000 (23:12 +0800)
committer0ranko0P <ranko0p@outlook.com>
Wed, 4 Dec 2019 17:33:01 +0000 (01:33 +0800)
block/Kconfig.iosched
block/Makefile
block/zen-iosched.c [new file with mode: 0644]

index af3d6a3..78f417f 100644 (file)
@@ -50,6 +50,13 @@ config CFQ_GROUP_IOSCHED
        ---help---
          Enable group IO scheduling in CFQ.
 
+config IOSCHED_ZEN
+       tristate "Zen I/O scheduler"
+       default y
+       ---help---
+       FCFS, dispatches are back-inserted, deadlines ensure fairness.
+        Should work best with devices where there is no travel delay.
+
 choice
        prompt "Default I/O scheduler"
        default DEFAULT_CFQ
@@ -63,6 +70,9 @@ choice
        config DEFAULT_CFQ
                bool "CFQ" if IOSCHED_CFQ=y
 
+       config DEFAULT_ZEN
+               bool "ZEN" if IOSCHED_ZEN=y
+
        config DEFAULT_NOOP
                bool "No-op"
 
@@ -72,6 +82,7 @@ config DEFAULT_IOSCHED
        string
        default "deadline" if DEFAULT_DEADLINE
        default "cfq" if DEFAULT_CFQ
+       default "zen" if DEFAULT_ZEN
        default "noop" if DEFAULT_NOOP
 
 endmenu
index ba63d68..d040d38 100644 (file)
@@ -18,6 +18,7 @@ obj-$(CONFIG_BLK_DEV_THROTTLING)      += blk-throttle.o
 obj-$(CONFIG_IOSCHED_NOOP)     += noop-iosched.o
 obj-$(CONFIG_IOSCHED_DEADLINE) += deadline-iosched.o
 obj-$(CONFIG_IOSCHED_CFQ)      += cfq-iosched.o
+obj-$(CONFIG_IOSCHED_ZEN)      += zen-iosched.o
 obj-$(CONFIG_IOSCHED_TEST)     += test-iosched.o
 
 obj-$(CONFIG_BLOCK_COMPAT)     += compat_ioctl.o
diff --git a/block/zen-iosched.c b/block/zen-iosched.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..17eb89d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,293 @@
+/*
+ * Zen IO scheduler
+ * Primarily based on Noop, deadline, and SIO IO schedulers.
+ *
+ * Copyright (C) 2012 Brandon Berhent <bbedward@gmail.com>
+ *           (C) 2014 LoungeKatt <twistedumbrella@gmail.com>
+ *           (c) 2015 Fixes to stop crashing on 3.10 by Matthew Alex <matthewalex@outlook.com>
+ *           (c) 2016 POrt and fixes for Linux 3.18 by engstk <eng.stk@sapo.pt>
+ *
+ * FCFS, dispatches are back-inserted, deadlines ensure fairness.
+ * Should work best with devices where there is no travel delay.
+ */
+#include <linux/blkdev.h>
+#include <linux/elevator.h>
+#include <linux/bio.h>
+#include <linux/module.h>
+#include <linux/slab.h>
+#include <linux/init.h>
+
+enum zen_data_dir { ASYNC, SYNC };
+
+static const int sync_expire  = HZ / 2;    /* max time before a sync is submitted. */
+static const int async_expire = 5 * HZ;    /* ditto for async, these limits are SOFT! */
+static const int fifo_batch = 16;
+
+struct zen_data {
+       /* Runtime Data */
+       /* Requests are only present on fifo_list */
+       struct list_head fifo_list[2];
+
+       unsigned int batching;          /* number of sequential requests made */
+
+       /* tunables */
+       int fifo_expire[2];
+       int fifo_batch;
+};
+
+static inline struct zen_data *
+zen_get_data(struct request_queue *q) {
+       return q->elevator->elevator_data;
+}
+
+static void zen_dispatch(struct zen_data *, struct request *);
+
+static void
+zen_merged_requests(struct request_queue *q, struct request *req,
+                    struct request *next)
+{
+       /*
+        * if next expires before rq, assign its expire time to arq
+        * and move into next position (next will be deleted) in fifo
+        */
+       if (!list_empty(&req->queuelist) && !list_empty(&next->queuelist)) {
+               if (time_before(next->fifo_time, req->fifo_time)) {
+                       list_move(&req->queuelist, &next->queuelist);
+                       req->fifo_time = next->fifo_time;
+               }
+       }
+
+       /* next request is gone */
+       rq_fifo_clear(next);
+}
+
+static void zen_add_request(struct request_queue *q, struct request *rq)
+{
+       struct zen_data *zdata = zen_get_data(q);
+       const int sync = rq_is_sync(rq);
+
+       if (zdata->fifo_expire[sync]) {
+               rq->fifo_time = jiffies + zdata->fifo_expire[sync];
+               list_add_tail(&rq->queuelist, &zdata->fifo_list[sync]);
+       }
+}
+
+static void zen_dispatch(struct zen_data *zdata, struct request *rq)
+{
+       /* Remove request from list and dispatch it */
+       rq_fifo_clear(rq);
+       elv_dispatch_add_tail(rq->q, rq);
+
+       /* Increment # of sequential requests */
+       zdata->batching++;
+}
+
+/*
+ * get the first expired request in direction ddir
+ */
+static struct request *
+zen_expired_request(struct zen_data *zdata, int ddir)
+{
+        struct request *rq;
+
+        if (list_empty(&zdata->fifo_list[ddir]))
+                return NULL;
+
+        rq = rq_entry_fifo(zdata->fifo_list[ddir].next);
+        if (time_after_eq(jiffies, rq->fifo_time))
+                return rq;
+
+        return NULL;
+}
+
+/*
+ * zen_check_fifo returns 0 if there are no expired requests on the fifo,
+ * otherwise it returns the next expired request
+ */
+static struct request *
+zen_check_fifo(struct zen_data *zdata)
+{
+        struct request *rq_sync = zen_expired_request(zdata, SYNC);
+        struct request *rq_async = zen_expired_request(zdata, ASYNC);
+
+        if (rq_async && rq_sync) {
+               if (time_after(rq_async->fifo_time, rq_sync->fifo_time))
+                       return rq_sync;
+        } else if (rq_sync) {
+                return rq_sync;
+       } else if (rq_async) {
+               return rq_async;
+       }
+
+        return 0;
+}
+
+static struct request *
+zen_choose_request(struct zen_data *zdata)
+{
+        /*
+         * Retrieve request from available fifo list.
+         * Synchronous requests have priority over asynchronous.
+         */
+        if (!list_empty(&zdata->fifo_list[SYNC]))
+                return rq_entry_fifo(zdata->fifo_list[SYNC].next);
+        if (!list_empty(&zdata->fifo_list[ASYNC]))
+                return rq_entry_fifo(zdata->fifo_list[ASYNC].next);
+
+        return NULL;
+}
+
+static int zen_dispatch_requests(struct request_queue *q, int force)
+{
+       struct zen_data *zdata = zen_get_data(q);
+       struct request *rq = NULL;
+
+       /* Check for and issue expired requests */
+       if (zdata->batching > zdata->fifo_batch) {
+               zdata->batching = 0;
+               rq = zen_check_fifo(zdata);
+       }
+
+       if (!rq) {
+               rq = zen_choose_request(zdata);
+               if (!rq)
+                       return 0;
+       }
+
+       zen_dispatch(zdata, rq);
+
+       return 1;
+}
+
+static int zen_init_queue(struct request_queue *q, struct elevator_type *e)
+{
+       struct zen_data *zdata;
+    struct elevator_queue *eq;
+    
+    eq = elevator_alloc(q, e);
+    if (!eq)
+        return -ENOMEM;
+
+    zdata = kmalloc_node(sizeof(*zdata), GFP_KERNEL, q->node);
+    if (!zdata) {
+        kobject_put(&eq->kobj);
+        return -ENOMEM;
+    }
+    eq->elevator_data = zdata;
+       
+    spin_lock_irq(q->queue_lock);
+       q->elevator = eq;
+       spin_unlock_irq(q->queue_lock);
+       
+       INIT_LIST_HEAD(&zdata->fifo_list[SYNC]);
+       INIT_LIST_HEAD(&zdata->fifo_list[ASYNC]);
+       zdata->fifo_expire[SYNC] = sync_expire;
+       zdata->fifo_expire[ASYNC] = async_expire;
+       zdata->fifo_batch = fifo_batch;
+       return 0;
+}
+
+static void zen_exit_queue(struct elevator_queue *e)
+{
+       struct zen_data *zdata = e->elevator_data;
+
+       BUG_ON(!list_empty(&zdata->fifo_list[SYNC]));
+       BUG_ON(!list_empty(&zdata->fifo_list[ASYNC]));
+       kfree(zdata);
+}
+
+/* Sysfs */
+static ssize_t
+zen_var_show(int var, char *page)
+{
+       return sprintf(page, "%d\n", var);
+}
+
+static ssize_t
+zen_var_store(int *var, const char *page, size_t count)
+{
+       *var = simple_strtol(page, NULL, 10);
+       return count;
+}
+
+#define SHOW_FUNCTION(__FUNC, __VAR, __CONV) \
+static ssize_t __FUNC(struct elevator_queue *e, char *page) \
+{ \
+       struct zen_data *zdata = e->elevator_data; \
+       int __data = __VAR; \
+       if (__CONV) \
+               __data = jiffies_to_msecs(__data); \
+               return zen_var_show(__data, (page)); \
+}
+SHOW_FUNCTION(zen_sync_expire_show, zdata->fifo_expire[SYNC], 1);
+SHOW_FUNCTION(zen_async_expire_show, zdata->fifo_expire[ASYNC], 1);
+SHOW_FUNCTION(zen_fifo_batch_show, zdata->fifo_batch, 0);
+#undef SHOW_FUNCTION
+
+#define STORE_FUNCTION(__FUNC, __PTR, MIN, MAX, __CONV) \
+static ssize_t __FUNC(struct elevator_queue *e, const char *page, size_t count) \
+{ \
+       struct zen_data *zdata = e->elevator_data; \
+       int __data; \
+       int ret = zen_var_store(&__data, (page), count); \
+       if (__data < (MIN)) \
+               __data = (MIN); \
+       else if (__data > (MAX)) \
+               __data = (MAX); \
+       if (__CONV) \
+               *(__PTR) = msecs_to_jiffies(__data); \
+       else \
+               *(__PTR) = __data; \
+       return ret; \
+}
+STORE_FUNCTION(zen_sync_expire_store, &zdata->fifo_expire[SYNC], 0, INT_MAX, 1);
+STORE_FUNCTION(zen_async_expire_store, &zdata->fifo_expire[ASYNC], 0, INT_MAX, 1);
+STORE_FUNCTION(zen_fifo_batch_store, &zdata->fifo_batch, 0, INT_MAX, 0);
+#undef STORE_FUNCTION
+
+#define DD_ATTR(name) \
+        __ATTR(name, S_IRUGO|S_IWUSR, zen_##name##_show, \
+                                      zen_##name##_store)
+
+static struct elv_fs_entry zen_attrs[] = {
+        DD_ATTR(sync_expire),
+        DD_ATTR(async_expire),
+        DD_ATTR(fifo_batch),
+        __ATTR_NULL
+};
+
+static struct elevator_type iosched_zen = {
+       .ops = {
+               .elevator_merge_req_fn          = zen_merged_requests,
+               .elevator_dispatch_fn           = zen_dispatch_requests,
+               .elevator_add_req_fn            = zen_add_request,
+               .elevator_former_req_fn         = elv_rb_former_request,
+               .elevator_latter_req_fn         = elv_rb_latter_request,
+               .elevator_init_fn               = zen_init_queue,
+               .elevator_exit_fn               = zen_exit_queue,
+       },
+       .elevator_attrs = zen_attrs,
+       .elevator_name = "zen",
+       .elevator_owner = THIS_MODULE,
+};
+
+static int __init zen_init(void)
+{
+       return elv_register(&iosched_zen);
+}
+
+static void __exit zen_exit(void)
+{
+       elv_unregister(&iosched_zen);
+}
+
+module_init(zen_init);
+module_exit(zen_exit);
+
+
+MODULE_AUTHOR("Brandon Berhent");
+MODULE_LICENSE("GPL");
+MODULE_DESCRIPTION("Zen IO scheduler");
+MODULE_VERSION("1.1");
+