sys/bus/cam/cam_queue.c

   1 /*
   2  * CAM request queue management functions.
   3  *
   4  * Copyright (c) 1997 Justin T. Gibbs.
   5  * All rights reserved.
   6  *
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  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  *
  28  * $FreeBSD: src/sys/cam/cam_queue.c,v 1.5 1999/08/28 00:40:41 peter Exp $
  29  * $DragonFly: src/sys/bus/cam/cam_queue.c,v 1.4 2004/03/12 03:23:13 dillon Exp $
  30  */
  31 #include <sys/param.h>
  32 #include <sys/systm.h>
  33 #include <sys/types.h>
  34 #include <sys/malloc.h>
  35
  36 #include "cam.h"
  37 #include "cam_ccb.h"
  38 #include "cam_queue.h"
  39 #include "cam_debug.h"
  40
  41 static __inline int
  42                 queue_cmp(cam_pinfo **queue_array, int i, int j);
  43 static __inline void
  44                 swap(cam_pinfo **queue_array, int i, int j);
  45 static void     heap_up(cam_pinfo **queue_array, int new_index);
  46 static void     heap_down(cam_pinfo **queue_array, int index,
  47                           int last_index);
  48
  49 struct camq *
  50 camq_alloc(int size)
  51 {
  52         struct camq *camq;
  53
  54         camq = malloc(sizeof(*camq), M_DEVBUF, M_INTWAIT);
  55         camq_init(camq, size);
  56         return (camq);
  57 }
  58
  59 int
  60 camq_init(struct camq *camq, int size)
  61 {
  62         bzero(camq, sizeof(*camq));
  63         camq->array_size = size;
  64         if (camq->array_size != 0) {
  65                 camq->queue_array = malloc(size * sizeof(cam_pinfo *),
  66                                         M_DEVBUF, M_INTWAIT);
  67                 /*
  68                  * Heap algorithms like everything numbered from 1, so
  69                  * offset our pointer into the heap array by one element.
  70                  *
  71                  * XXX this is a really dumb idea.
  72                  */
  73                 camq->queue_array--;
  74         }
  75         return (0);
  76 }
  77
  78 /*
  79  * Free a camq structure.  This should only be called if a controller
  80  * driver failes somehow during its attach routine or is unloaded and has
  81  * obtained a camq structure.  The XPT should ensure that the queue
  82  * is empty before calling this routine.
  83  */
  84 void
  85 camq_free(struct camq *queue)
  86 {
  87         if (queue != NULL) {
  88                 camq_fini(queue);
  89                 free(queue, M_DEVBUF);
  90         }
  91 }
  92
  93 void
  94 camq_fini(struct camq *queue)
  95 {
  96         if (queue->queue_array != NULL) {
  97                 /*
  98                  * Heap algorithms like everything numbered from 1, so
  99                  * our pointer into the heap array is offset by one element.
 100                  */
 101                 queue->queue_array++;
 102                 free(queue->queue_array, M_DEVBUF);
 103         }
 104 }
 105
 106 u_int32_t
 107 camq_resize(struct camq *queue, int new_size)
 108 {
 109         cam_pinfo **new_array;
 110
 111 #ifdef DIAGNOSTIC
 112         if (new_size < queue->entries)
 113                 panic("camq_resize: New queue size can't accomodate "
 114                       "queued entries.");
 115 #endif
 116         new_array = malloc(new_size * sizeof(cam_pinfo *), M_DEVBUF, M_INTWAIT);
 117
 118         /*
 119          * Heap algorithms like everything numbered from 1, so
 120          * remember that our pointer into the heap array is offset
 121          * by one element.
 122          */
 123         if (queue->queue_array != NULL) {
 124                 queue->queue_array++;
 125                 bcopy(queue->queue_array, new_array,
 126                       queue->entries * sizeof(cam_pinfo *));
 127                 free(queue->queue_array, M_DEVBUF);
 128         }
 129         queue->queue_array = new_array-1;
 130         queue->array_size = new_size;
 131         return (CAM_REQ_CMP);
 132 }
 133
 134 /*
 135  * camq_insert: Given an array of cam_pinfo* elememnts with
 136  * the Heap(1, num_elements) property and array_size - num_elements >= 1,
 137  * output Heap(1, num_elements+1) including new_entry in the array.
 138  */
 139 void
 140 camq_insert(struct camq *queue, cam_pinfo *new_entry)
 141 {
 142 #ifdef DIAGNOSTIC
 143         if (queue->entries >= queue->array_size)
 144                 panic("camq_insert: Attempt to insert into a full queue");
 145 #endif
 146         queue->entries++;
 147         queue->queue_array[queue->entries] = new_entry;
 148         new_entry->index = queue->entries;
 149         if (queue->entries != 0)
 150                 heap_up(queue->queue_array, queue->entries);
 151 }
 152
 153 /*
 154  * camq_remove:  Given an array of cam_pinfo* elevements with the
 155  * Heap(1, num_elements) property and an index such that 1 <= index <=
 156  * num_elements, remove that entry and restore the Heap(1, num_elements-1)
 157  * property.
 158  */
 159 cam_pinfo *
 160 camq_remove(struct camq *queue, int index)
 161 {
 162         cam_pinfo *removed_entry;
 163
 164         if (index == 0 || index > queue->entries)
 165                 return (NULL);
 166         removed_entry = queue->queue_array[index];
 167         if (queue->entries != index) {
 168                 queue->queue_array[index] = queue->queue_array[queue->entries];
 169                 queue->queue_array[index]->index = index;
 170                 heap_down(queue->queue_array, index, queue->entries - 1);
 171         }
 172         removed_entry->index = CAM_UNQUEUED_INDEX;
 173         queue->entries--;
 174         return (removed_entry);
 175 }
 176
 177 /*
 178  * camq_change_priority:  Given an array of cam_pinfo* elements with the
 179  * Heap(1, num_entries) property, an index such that 1 <= index <= num_elements,
 180  * and an new priority for the element at index, change the priority of
 181  * element index and restore the Heap(0, num_elements) property.
 182  */
 183 void
 184 camq_change_priority(struct camq *queue, int index, u_int32_t new_priority)
 185 {
 186         if (new_priority > queue->queue_array[index]->priority) {
 187                 queue->queue_array[index]->priority = new_priority;
 188                 heap_down(queue->queue_array, index, queue->entries);
 189         } else {
 190                 /* new_priority <= old_priority */
 191                 queue->queue_array[index]->priority = new_priority;
 192                 heap_up(queue->queue_array, index);
 193         }
 194 }
 195
 196 struct cam_devq *
 197 cam_devq_alloc(int devices, int openings)
 198 {
 199         struct cam_devq *devq;
 200
 201         devq = malloc(sizeof(*devq), M_DEVBUF, M_INTWAIT);
 202         cam_devq_init(devq, devices, openings);
 203         return (devq);
 204 }
 205
 206 int
 207 cam_devq_init(struct cam_devq *devq, int devices, int openings)
 208 {
 209         bzero(devq, sizeof(*devq));
 210         camq_init(&devq->alloc_queue, devices);
 211         camq_init(&devq->send_queue, devices);
 212         devq->alloc_openings = openings;
 213         devq->alloc_active = 0;
 214         devq->send_openings = openings;
 215         devq->send_active = 0;
 216         return (0);
 217 }
 218
 219 void
 220 cam_devq_free(struct cam_devq *devq)
 221 {
 222         camq_fini(&devq->alloc_queue);
 223         camq_fini(&devq->send_queue);
 224         free(devq, M_DEVBUF);
 225 }
 226
 227 u_int32_t
 228 cam_devq_resize(struct cam_devq *camq, int devices)
 229 {
 230         u_int32_t retval;
 231
 232         retval = camq_resize(&camq->alloc_queue, devices);
 233
 234         if (retval == CAM_REQ_CMP)
 235                 retval = camq_resize(&camq->send_queue, devices);
 236
 237         return (retval);
 238 }
 239
 240 struct cam_ccbq *
 241 cam_ccbq_alloc(int openings)
 242 {
 243         struct cam_ccbq *ccbq;
 244
 245         ccbq = malloc(sizeof(*ccbq), M_DEVBUF, M_INTWAIT);
 246         cam_ccbq_init(ccbq, openings);
 247         return (ccbq);
 248 }
 249
 250 void
 251 cam_ccbq_free(struct cam_ccbq *ccbq)
 252 {
 253         if (ccbq) {
 254                 camq_fini(&ccbq->queue);
 255                 free(ccbq, M_DEVBUF);
 256         }
 257 }
 258
 259 u_int32_t
 260 cam_ccbq_resize(struct cam_ccbq *ccbq, int new_size)
 261 {
 262         int delta;
 263         int space_left;
 264
 265         delta = new_size - (ccbq->dev_active + ccbq->dev_openings);
 266         space_left = new_size
 267             - ccbq->queue.entries
 268             - ccbq->held
 269             - ccbq->dev_active;
 270
 271         /*
 272          * Only attempt to change the underlying queue size if we are
 273          * shrinking it and there is space for all outstanding entries
 274          * in the new array or we have been requested to grow the array.
 275          * We don't fail in the case where we can't reduce the array size,
 276          * but clients that care that the queue be "garbage collected"
 277          * should detect this condition and call us again with the
 278          * same size once the outstanding entries have been processed.
 279          */
 280         if (space_left < 0
 281          || camq_resize(&ccbq->queue, new_size) == CAM_REQ_CMP) {
 282                 ccbq->devq_openings += delta;
 283                 ccbq->dev_openings += delta;
 284                 return (CAM_REQ_CMP);
 285         } else {
 286                 return (CAM_RESRC_UNAVAIL);
 287         }
 288 }
 289
 290 int
 291 cam_ccbq_init(struct cam_ccbq *ccbq, int openings)
 292 {
 293         bzero(ccbq, sizeof(*ccbq));
 294         camq_init(&ccbq->queue, openings);
 295         ccbq->devq_openings = openings;
 296         ccbq->dev_openings = openings;
 297         TAILQ_INIT(&ccbq->active_ccbs);
 298         return (0);
 299 }
 300
 301 /*
 302  * Heap routines for manipulating CAM queues.
 303  */
 304 /*
 305  * queue_cmp: Given an array of cam_pinfo* elements and indexes i
 306  * and j, return less than 0, 0, or greater than 0 if i is less than,
 307  * equal too, or greater than j respectively.
 308  */
 309 static __inline int
 310 queue_cmp(cam_pinfo **queue_array, int i, int j)
 311 {
 312         if (queue_array[i]->priority == queue_array[j]->priority)
 313                 return (  queue_array[i]->generation
 314                         - queue_array[j]->generation );
 315         else
 316                 return (  queue_array[i]->priority
 317                         - queue_array[j]->priority );
 318 }
 319
 320 /*
 321  * swap: Given an array of cam_pinfo* elements and indexes i and j,
 322  * exchange elements i and j.
 323  */
 324 static __inline void
 325 swap(cam_pinfo **queue_array, int i, int j)
 326 {
 327         cam_pinfo *temp_qentry;
 328
 329         temp_qentry = queue_array[j];
 330         queue_array[j] = queue_array[i];
 331         queue_array[i] = temp_qentry;
 332         queue_array[j]->index = j;
 333         queue_array[i]->index = i;
 334 }
 335
 336 /*
 337  * heap_up:  Given an array of cam_pinfo* elements with the
 338  * Heap(1, new_index-1) property and a new element in location
 339  * new_index, output Heap(1, new_index).
 340  */
 341 static void
 342 heap_up(cam_pinfo **queue_array, int new_index)
 343 {
 344         int child;
 345         int parent;
 346
 347         child = new_index;
 348
 349         while (child != 1) {
 350
 351                 parent = child >> 1;
 352                 if (queue_cmp(queue_array, parent, child) <= 0)
 353                         break;
 354                 swap(queue_array, parent, child);
 355                 child = parent;
 356         }
 357 }
 358
 359 /*
 360  * heap_down:  Given an array of cam_pinfo* elements with the
 361  * Heap(index + 1, num_entries) property with index containing
 362  * an unsorted entry, output Heap(index, num_entries).
 363  */
 364 static void
 365 heap_down(cam_pinfo **queue_array, int index, int num_entries)
 366 {
 367         int child;
 368         int parent;
 369
 370         parent = index;
 371         child = parent << 1;
 372         for (; child <= num_entries; child = parent << 1) {
 373
 374                 if (child < num_entries) {
 375                         /* child+1 is the right child of parent */
 376                         if (queue_cmp(queue_array, child + 1, child) < 0)
 377                                 child++;
 378                 }
 379                 /* child is now the least child of parent */
 380                 if (queue_cmp(queue_array, parent, child) <= 0)
 381                         break;
 382                 swap(queue_array, child, parent);
 383                 parent = child;
 384         }
 385 }