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block, bfq: boost throughput with flash-based non-queueing devices
authorPaolo Valente <paolo.valente@linaro.org>
Fri, 4 Aug 2017 05:35:11 +0000 (07:35 +0200)
committerJens Axboe <axboe@kernel.dk>
Fri, 11 Aug 2017 14:58:03 +0000 (08:58 -0600)
When a queue associated with a process remains empty, there are cases
where throughput gets boosted if the device is idled to await the
arrival of a new I/O request for that queue. Currently, BFQ assumes
that one of these cases is when the device has no internal queueing
(regardless of the properties of the I/O being served). Unfortunately,
this condition has proved to be too general. So, this commit refines it
as "the device has no internal queueing and is rotational".

This refinement provides a significant throughput boost with random
I/O, on flash-based storage without internal queueing. For example, on
a HiKey board, throughput increases by up to 125%, growing, e.g., from
6.9MB/s to 15.6MB/s with two or three random readers in parallel.

Signed-off-by: Paolo Valente <paolo.valente@linaro.org>
Signed-off-by: Luca Miccio <lucmiccio@gmail.com>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
block/bfq-iosched.c

index ccdc9e6b5df15b55148c96e62c5a650a433a77fd..509f39998011dc580b78738c9db75357d405f283 100644 (file)
@@ -3114,7 +3114,10 @@ static bool bfq_may_expire_for_budg_timeout(struct bfq_queue *bfqq)
 static bool bfq_bfqq_may_idle(struct bfq_queue *bfqq)
 {
        struct bfq_data *bfqd = bfqq->bfqd;
-       bool idling_boosts_thr, idling_boosts_thr_without_issues,
+       bool rot_without_queueing =
+               !blk_queue_nonrot(bfqd->queue) && !bfqd->hw_tag,
+               bfqq_sequential_and_IO_bound,
+               idling_boosts_thr, idling_boosts_thr_without_issues,
                idling_needed_for_service_guarantees,
                asymmetric_scenario;
 
@@ -3133,28 +3136,34 @@ static bool bfq_bfqq_may_idle(struct bfq_queue *bfqq)
            bfq_class_idle(bfqq))
                return false;
 
+       bfqq_sequential_and_IO_bound = !BFQQ_SEEKY(bfqq) &&
+               bfq_bfqq_IO_bound(bfqq) && bfq_bfqq_has_short_ttime(bfqq);
+
        /*
         * The next variable takes into account the cases where idling
         * boosts the throughput.
         *
         * The value of the variable is computed considering, first, that
         * idling is virtually always beneficial for the throughput if:
-        * (a) the device is not NCQ-capable, or
-        * (b) regardless of the presence of NCQ, the device is rotational
-        *     and the request pattern for bfqq is I/O-bound and sequential.
+        * (a) the device is not NCQ-capable and rotational, or
+        * (b) regardless of the presence of NCQ, the device is rotational and
+        *     the request pattern for bfqq is I/O-bound and sequential, or
+        * (c) regardless of whether it is rotational, the device is
+        *     not NCQ-capable and the request pattern for bfqq is
+        *     I/O-bound and sequential.
         *
         * Secondly, and in contrast to the above item (b), idling an
         * NCQ-capable flash-based device would not boost the
         * throughput even with sequential I/O; rather it would lower
         * the throughput in proportion to how fast the device
         * is. Accordingly, the next variable is true if any of the
-        * above conditions (a) and (b) is true, and, in particular,
-        * happens to be false if bfqd is an NCQ-capable flash-based
-        * device.
+        * above conditions (a), (b) or (c) is true, and, in
+        * particular, happens to be false if bfqd is an NCQ-capable
+        * flash-based device.
         */
-       idling_boosts_thr = !bfqd->hw_tag ||
-               (!blk_queue_nonrot(bfqd->queue) && bfq_bfqq_IO_bound(bfqq) &&
-                bfq_bfqq_has_short_ttime(bfqq));
+       idling_boosts_thr = rot_without_queueing ||
+               ((!blk_queue_nonrot(bfqd->queue) || !bfqd->hw_tag) &&
+                bfqq_sequential_and_IO_bound);
 
        /*
         * The value of the next variable,