sys/sys/dsched.h

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2009 The DragonFly Project.  All rights reserved.
   3  *
   4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
   5  * by Alex Hornung <ahornung@gmail.com>
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  *
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *    the documentation and/or other materials provided with the
  16  *    distribution.
  17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *    from this software without specific, prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  */
  34 #ifndef _SYS_DSCHED_H_
  35 #define _SYS_DSCHED_H_
  36
  37 #if defined(_KERNEL) || defined(_KERNEL_STRUCTURES)
  38
  39 #ifndef _SYS_QUEUE_H_
  40 #include <sys/queue.h>
  41 #endif
  42 #ifndef _SYS_BIO_H_
  43 #include <sys/bio.h>
  44 #endif
  45 #ifndef _SYS_BIOTRACK_H_
  46 #include <sys/biotrack.h>
  47 #endif
  48 #ifndef _SYS_LOCK_H_
  49 #include <sys/lock.h>
  50 #endif
  51 #ifndef _SYS_CONF_H_
  52 #include <sys/conf.h>
  53 #endif
  54 #ifndef _SYS_MSGPORT_H_
  55 #include <sys/msgport.h>
  56 #endif
  57 #ifndef _SYS_SYSCTL_H_
  58 #include <sys/sysctl.h>
  59 #endif
  60
  61 #define DSCHED_POLICY_NAME_LENGTH       64
  62
  63 #define dsched_set_disk_priv(dp, x)     ((dp)->d_dsched_priv1 = (x))
  64 #define dsched_get_disk_priv(dp)        ((dp)?((dp)->d_dsched_priv1):NULL)
  65 #define dsched_set_proc_priv(pp, x)     ((pp)->p_dsched_priv1 = (x))
  66 #define dsched_get_proc_priv(pp)        ((pp)?((pp)->p_dsched_priv1):NULL)
  67
  68 #define dsched_set_thread_priv(td, x)   ((td)->td_dsched_priv1 = (x))
  69 #define dsched_get_thread_priv(td)      ((td)?((td)->td_dsched_priv1):NULL)
  70
  71 #define dsched_set_buf_priv(bp, x)      ((bp)->b_iosched = (x))
  72 #define dsched_get_buf_priv(bp)         ((bp)?((bp)->b_iosched):NULL)
  73 #define dsched_clr_buf_priv(bp)         ((bp)->b_iosched = NULL)
  74 #define dsched_is_clear_buf_priv(bp)    ((bp)->b_iosched == NULL)
  75
  76
  77 #define dsched_set_bio_dp(bio, x)       ((bio)->bio_caller_info1.ptr = (x))
  78 #define dsched_get_bio_dp(bio)          ((bio)?((bio)->bio_caller_info1.ptr):NULL)
  79 #define dsched_set_bio_priv(bio, x)     ((bio)->bio_caller_info2.ptr = (x))
  80 #define dsched_get_bio_priv(bio)        ((bio)?((bio)->bio_caller_info2.ptr):NULL)
  81 #define dsched_set_bio_stime(bio, x)    ((bio)->bio_caller_info3.lvalue = (x))
  82 #define dsched_get_bio_stime(bio)       ((bio)?((bio)->bio_caller_info3.lvalue):0)
  83
  84
  85 struct dsched_thread_ctx {
  86         TAILQ_ENTRY(dsched_thread_ctx)  link;
  87
  88         TAILQ_HEAD(, dsched_thread_io)  tdio_list;      /* list of thread_io */
  89         struct lock     lock;
  90
  91         int32_t         refcount;
  92
  93         struct proc *p;
  94         struct thread *td;
  95         int32_t dead;
  96 };
  97
  98 struct dsched_disk_ctx {
  99         TAILQ_ENTRY(dsched_disk_ctx)    link;
 100
 101         TAILQ_HEAD(, dsched_thread_io)  tdio_list;      /* list of thread_io of disk */
 102         struct lock     lock;
 103
 104         int32_t         refcount;
 105
 106         struct disk     *dp;            /* back pointer to disk struct */
 107 };
 108
 109 struct dsched_thread_io {
 110         TAILQ_ENTRY(dsched_thread_io)   link;
 111         TAILQ_ENTRY(dsched_thread_io)   dlink;
 112
 113         TAILQ_HEAD(, bio)       queue;  /* IO queue (bio) */
 114         struct lock             lock;
 115         int32_t                 qlength;/* IO queue length */
 116
 117         int32_t refcount;
 118
 119         int32_t flags;
 120
 121         struct disk             *dp;
 122         struct dsched_disk_ctx  *diskctx;
 123         struct dsched_thread_ctx        *tdctx;
 124         struct proc             *p;
 125 };
 126
 127 typedef int     dsched_prepare_t(struct dsched_disk_ctx *diskctx);
 128 typedef void    dsched_teardown_t(struct dsched_disk_ctx *diskctx);
 129 typedef void    dsched_cancel_t(struct dsched_disk_ctx *diskctx);
 130 typedef int     dsched_queue_t(struct dsched_disk_ctx *diskctx,
 131                     struct dsched_thread_io *tdio, struct bio *bio);
 132
 133 typedef void    dsched_new_tdio_t(struct dsched_thread_io *tdio);
 134 typedef void    dsched_new_diskctx_t(struct dsched_disk_ctx *diskctx);
 135 typedef void    dsched_destroy_tdio_t(struct dsched_thread_io *tdio);
 136 typedef void    dsched_destroy_diskctx_t(struct dsched_disk_ctx *diskctx);
 137
 138
 139 struct dsched_policy {
 140         char                    name[DSCHED_POLICY_NAME_LENGTH];
 141         uint64_t                uniq_id;
 142         int                     ref_count;
 143
 144         TAILQ_ENTRY(dsched_policy) link;
 145
 146         dsched_prepare_t        *prepare;
 147         dsched_teardown_t       *teardown;
 148         dsched_cancel_t         *cancel_all;
 149         dsched_queue_t          *bio_queue;
 150
 151         dsched_new_tdio_t       *new_tdio;
 152         dsched_new_diskctx_t    *new_diskctx;
 153         dsched_destroy_tdio_t   *destroy_tdio;
 154         dsched_destroy_diskctx_t        *destroy_diskctx;
 155 };
 156
 157 TAILQ_HEAD(dsched_policy_head, dsched_policy);
 158
 159
 160 #define DSCHED_THREAD_IO_LOCKINIT(x)    lockinit(&(x)->lock, "tdiobioq", 0, LK_CANRECURSE)
 161 #define DSCHED_THREAD_IO_LOCK(x)        dsched_thread_io_ref((x)); \
 162                                         lockmgr(&(x)->lock, LK_EXCLUSIVE)
 163 #define DSCHED_THREAD_IO_UNLOCK(x)      lockmgr(&(x)->lock, LK_RELEASE); \
 164                                         dsched_thread_io_unref((x))
 165
 166 #define DSCHED_DISK_CTX_LOCKINIT(x)     lockinit(&(x)->lock, "tdiodiskq", 0, LK_CANRECURSE)
 167 #define DSCHED_DISK_CTX_LOCK(x)         dsched_disk_ctx_ref((x)); \
 168                                         lockmgr(&(x)->lock, LK_EXCLUSIVE)
 169 #define DSCHED_DISK_CTX_UNLOCK(x)       lockmgr(&(x)->lock, LK_RELEASE); \
 170                                         dsched_disk_ctx_unref((x))
 171 #define DSCHED_DISK_CTX_LOCK_ASSERT(x)  KKASSERT(lockstatus(&(x)->lock, curthread) == LK_EXCLUSIVE)
 172
 173 #define DSCHED_GLOBAL_THREAD_CTX_LOCKINIT(x)    lockinit(&dsched_tdctx_lock, "tdctxglob", 0, LK_CANRECURSE)
 174 #define DSCHED_GLOBAL_THREAD_CTX_LOCK(x)        lockmgr(&dsched_tdctx_lock, LK_EXCLUSIVE)
 175 #define DSCHED_GLOBAL_THREAD_CTX_UNLOCK(x)      lockmgr(&dsched_tdctx_lock, LK_RELEASE)
 176
 177 #define DSCHED_THREAD_CTX_LOCKINIT(x)   lockinit(&(x)->lock, "tdctx", 0, LK_CANRECURSE)
 178 #define DSCHED_THREAD_CTX_LOCK(x)       dsched_thread_ctx_ref((x));     \
 179                                         lockmgr(&(x)->lock, LK_EXCLUSIVE)
 180 #define DSCHED_THREAD_CTX_UNLOCK(x)     lockmgr(&(x)->lock, LK_RELEASE);\
 181                                         dsched_thread_ctx_unref((x))
 182
 183 #define DSCHED_LINKED_DISK_CTX          0x01
 184 #define DSCHED_LINKED_THREAD_CTX        0x02
 185
 186 #define DSCHED_THREAD_CTX_MAX_SZ        sizeof(struct dsched_thread_ctx)
 187 #define DSCHED_THREAD_IO_MAX_SZ         256
 188 #define DSCHED_DISK_CTX_MAX_SZ          256
 189
 190 #define DSCHED_POLICY_MODULE(name, evh)                                 \
 191 static moduledata_t name##_mod = {                                      \
 192     #name,                                                              \
 193     evh,                                                                \
 194     NULL                                                                \
 195 };                                                                      \
 196 DECLARE_MODULE(name, name##_mod, SI_SUB_PRE_DRIVERS, SI_ORDER_MIDDLE)
 197
 198 SYSCTL_DECL(_dsched);
 199
 200 void    dsched_disk_create_callback(struct disk *dp, const char *head_name, int unit);
 201 void    dsched_disk_destroy_callback(struct disk *dp);
 202 void    dsched_queue(struct disk *dp, struct bio *bio);
 203 int     dsched_register(struct dsched_policy *d_policy);
 204 int     dsched_unregister(struct dsched_policy *d_policy);
 205 int     dsched_switch(struct disk *dp, struct dsched_policy *new_policy);
 206 void    dsched_set_policy(struct disk *dp, struct dsched_policy *new_policy);
 207 struct dsched_policy *dsched_find_policy(char *search);
 208 struct disk     *dsched_find_disk(char *search);
 209 struct dsched_policy *dsched_policy_enumerate(struct dsched_policy *pol);
 210 struct disk     *dsched_disk_enumerate(struct disk *dp, struct dsched_policy *policy);
 211 void    dsched_cancel_bio(struct bio *bp);
 212 void    dsched_strategy_raw(struct disk *dp, struct bio *bp);
 213 void    dsched_strategy_sync(struct disk *dp, struct bio *bp);
 214 void    dsched_strategy_async(struct disk *dp, struct bio *bp, biodone_t *done, void *priv);
 215 int     dsched_debug(int level, char *fmt, ...) __printflike(2, 3);
 216
 217 void    policy_new(struct disk *dp, struct dsched_policy *pol);
 218 void    policy_destroy(struct disk *dp);
 219
 220 void    dsched_disk_ctx_ref(struct dsched_disk_ctx *diskctx);
 221 void    dsched_thread_io_ref(struct dsched_thread_io *tdio);
 222 void    dsched_thread_ctx_ref(struct dsched_thread_ctx *tdctx);
 223 void    dsched_disk_ctx_unref(struct dsched_disk_ctx *diskctx);
 224 void    dsched_thread_io_unref(struct dsched_thread_io *tdio);
 225 void    dsched_thread_ctx_unref(struct dsched_thread_ctx *tdctx);
 226
 227 struct dsched_thread_io *dsched_thread_io_alloc(struct disk *dp,
 228         struct dsched_thread_ctx *tdctx, struct dsched_policy *pol);
 229 struct dsched_disk_ctx *dsched_disk_ctx_alloc(struct disk *dp,
 230         struct dsched_policy *pol);
 231 struct dsched_thread_ctx *dsched_thread_ctx_alloc(struct proc *p);
 232
 233 typedef void    dsched_new_buf_t(struct buf *bp);
 234 typedef void    dsched_new_proc_t(struct proc *p);
 235 typedef void    dsched_new_thread_t(struct thread *td);
 236 typedef void    dsched_exit_buf_t(struct buf *bp);
 237 typedef void    dsched_exit_proc_t(struct proc *p);
 238 typedef void    dsched_exit_thread_t(struct thread *td);
 239
 240 dsched_new_buf_t        dsched_new_buf;
 241 dsched_new_proc_t       dsched_new_proc;
 242 dsched_new_thread_t     dsched_new_thread;
 243 dsched_exit_buf_t       dsched_exit_buf;
 244 dsched_exit_proc_t      dsched_exit_proc;
 245 dsched_exit_thread_t    dsched_exit_thread;
 246
 247 #endif /* _KERNEL || _KERNEL_STRUCTURES */
 248
 249
 250 #define DSCHED_NAME_LENGTH              64
 251 #define DSCHED_SET_DEVICE_POLICY        _IOWR('d', 1, struct dsched_ioctl)
 252 #define DSCHED_LIST_DISKS               _IOWR('d', 2, struct dsched_ioctl)
 253 #define DSCHED_LIST_DISK                _IOWR('d', 3, struct dsched_ioctl)
 254 #define DSCHED_LIST_POLICIES            _IOWR('d', 4, struct dsched_ioctl)
 255
 256 struct dsched_ioctl {
 257         uint16_t        num_elem;
 258         char            dev_name[DSCHED_NAME_LENGTH];
 259         char            pol_name[DSCHED_NAME_LENGTH];
 260 };
 261
 262 struct dsched_stats {
 263         int32_t tdctx_allocations;
 264         int32_t tdio_allocations;
 265         int32_t diskctx_allocations;
 266
 267         int32_t no_tdctx;
 268
 269         int32_t nthreads;
 270         int32_t nprocs;
 271 };
 272
 273 #endif /* _SYS_DSCHED_H_ */