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 */

#pragma ident	"%Z%%M%	%I%	%E% SMI"

#include <sys/zfs_context.h>

#include <sys/spa.h>

#include <sys/vdev_impl.h>

#include <sys/zio.h>

#include <sys/avl.h>

/*

 * Virtual device vector for disk I/O scheduling.

 */

int

vdev_queue_deadline_compare(const void *x1, const void *x2)

{

	const zio_t *z1 = x1;

	const zio_t *z2 = x2;

	if (z1->io_deadline < z2->io_deadline)

		return (-1);

	if (z1->io_deadline > z2->io_deadline)

		return (1);

	if (z1->io_offset < z2->io_offset)

		return (-1);

	if (z1->io_offset > z2->io_offset)

		return (1);

	if (z1 < z2)

		return (-1);

	if (z1 > z2)

		return (1);

	return (0);

}

int

vdev_queue_offset_compare(const void *x1, const void *x2)

{

	const zio_t *z1 = x1;

	const zio_t *z2 = x2;

	if (z1->io_offset < z2->io_offset)

		return (-1);

	if (z1->io_offset > z2->io_offset)

		return (1);

	if (z1 < z2)

		return (-1);

	if (z1 > z2)

		return (1);

	return (0);

}

void

vdev_queue_init(vdev_t *vd)

{

	vdev_queue_t *vq = &vd->vdev_queue;

	mutex_init(&vq->vq_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);

	avl_create(&vq->vq_deadline_tree, vdev_queue_deadline_compare,

	    sizeof (zio_t), offsetof(struct zio, io_deadline_node));

	avl_create(&vq->vq_read_tree, vdev_queue_offset_compare,

	    sizeof (zio_t), offsetof(struct zio, io_offset_node));

	avl_create(&vq->vq_write_tree, vdev_queue_offset_compare,

	    sizeof (zio_t), offsetof(struct zio, io_offset_node));

	avl_create(&vq->vq_pending_tree, vdev_queue_offset_compare,

	    sizeof (zio_t), offsetof(struct zio, io_offset_node));

}

void

vdev_queue_fini(vdev_t *vd)

{

	vdev_queue_t *vq = &vd->vdev_queue;

	avl_destroy(&vq->vq_deadline_tree);

	avl_destroy(&vq->vq_read_tree);

	avl_destroy(&vq->vq_write_tree);

	avl_destroy(&vq->vq_pending_tree);

	mutex_destroy(&vq->vq_lock);

}

static void

vdev_queue_agg_io_done(zio_t *aio)

{

	zio_t *dio;

	uint64_t offset = 0;

	while ((dio = aio->io_delegate_list) != NULL) {

		if (aio->io_type == ZIO_TYPE_READ)

			bcopy((char *)aio->io_data + offset, dio->io_data,

			    dio->io_size);

		offset += dio->io_size;

		aio->io_delegate_list = dio->io_delegate_next;

		dio->io_delegate_next = NULL;

		dio->io_error = aio->io_error;

		zio_next_stage(dio);

	}

	ASSERT3U(offset, ==, aio->io_size);

	zio_buf_free(aio->io_data, aio->io_size);

}

#define	IS_ADJACENT(io, nio) \

	((io)->io_offset + (io)->io_size == (nio)->io_offset)

typedef void zio_issue_func_t(zio_t *);

static zio_t *

vdev_queue_io_to_issue(vdev_queue_t *vq, uint64_t pending_limit,

	zio_issue_func_t **funcp)

{

	zio_t *fio, *lio, *aio, *dio;

	avl_tree_t *tree;

	uint64_t size;

	ASSERT(MUTEX_HELD(&vq->vq_lock));

	*funcp = NULL;

	if (avl_numnodes(&vq->vq_pending_tree) >= pending_limit ||

	    avl_numnodes(&vq->vq_deadline_tree) == 0)

		return (NULL);

	fio = lio = avl_first(&vq->vq_deadline_tree);

	tree = fio->io_vdev_tree;

	size = fio->io_size;

	while ((dio = AVL_PREV(tree, fio)) != NULL && IS_ADJACENT(dio, fio) &&

	    size + dio->io_size <= vq->vq_agg_limit) {

		dio->io_delegate_next = fio;

		fio = dio;

		size += dio->io_size;

	}

	while ((dio = AVL_NEXT(tree, lio)) != NULL && IS_ADJACENT(lio, dio) &&

	    size + dio->io_size <= vq->vq_agg_limit) {

		lio->io_delegate_next = dio;

		lio = dio;

		size += dio->io_size;

	}

	if (fio != lio) {

		char *buf = zio_buf_alloc(size);

		uint64_t offset = 0;

		int nagg = 0;

		ASSERT(size <= vq->vq_agg_limit);

		aio = zio_vdev_child_io(fio, NULL, fio->io_vd,

		    fio->io_offset, buf, size, fio->io_type,

		    ZIO_PRIORITY_NOW, ZIO_FLAG_DONT_QUEUE |

		    vdev_queue_agg_io_done, NULL);

		aio->io_delegate_list = fio;

		for (dio = fio; dio != NULL; dio = dio->io_delegate_next) {

			ASSERT(dio->io_type == aio->io_type);

			if (dio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE)

				bcopy(dio->io_data, buf + offset, dio->io_size);

			offset += dio->io_size;

			zio_vdev_io_bypass(dio);

			nagg++;

		}

		ASSERT(offset == size);

		dprintf("%5s  T=%llu  off=%8llx  agg=%3d  "

		    "old=%5llx  new=%5llx\n",

		    zio_type_name[fio->io_type],

		    fio->io_deadline, fio->io_offset, nagg, fio->io_size, size);

		avl_add(&vq->vq_pending_tree, aio);

		*funcp = zio_nowait;

		return (aio);

	}

	avl_add(&vq->vq_pending_tree, fio);

	*funcp = zio_next_stage;

	return (fio);

}

zio_t *

vdev_queue_io(zio_t *zio)

{

	vdev_queue_t *vq = &zio->io_vd->vdev_queue;

	zio_t *nio;

	zio_issue_func_t *func;

	ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ || zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);

	if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_DONT_QUEUE)

		return (zio);

	zio->io_flags |= ZIO_FLAG_DONT_CACHE | ZIO_FLAG_DONT_QUEUE;

	if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ)

		zio->io_vdev_tree = &vq->vq_read_tree;

	else

		zio->io_vdev_tree = &vq->vq_write_tree;

	mutex_enter(&vq->vq_lock);

	zio->io_deadline = (zio->io_timestamp >> vq->vq_time_shift) +

	    zio->io_priority;

	nio = vdev_queue_io_to_issue(vq, vq->vq_min_pending, &func);

	mutex_exit(&vq->vq_lock);

	if (nio == NULL || func != zio_nowait)

		return (nio);

	func(nio);

	return (NULL);

}

void

vdev_queue_io_done(zio_t *zio)

{

	vdev_queue_t *vq = &zio->io_vd->vdev_queue;

	zio_t *nio;

	zio_issue_func_t *func;

	int i;

	mutex_enter(&vq->vq_lock);

	avl_remove(&vq->vq_pending_tree, zio);

	for (i = 0; i < vq->vq_ramp_rate; i++) {

		nio = vdev_queue_io_to_issue(vq, vq->vq_max_pending, &func);

		if (nio == NULL)

			break;

		mutex_exit(&vq->vq_lock);

		if (func == zio_next_stage)

			zio_vdev_io_reissue(nio);

		func(nio);

		mutex_enter(&vq->vq_lock);

	}

	mutex_exit(&vq->vq_lock);

}