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block, bfq: check also in-flight I/O in dispatch plugging
authorPaolo Valente <paolo.valente@linaro.org>
Thu, 18 Jul 2019 07:08:52 +0000 (09:08 +0200)
committerJens Axboe <axboe@kernel.dk>
Thu, 18 Jul 2019 13:22:15 +0000 (07:22 -0600)
commitb5e02b484d6f12112d49326bff2aecfccd2f518d
treedc279c7b737758d3c4b362344740a1b83319aa11
parent1624b0b200399bd6cd2b46ab3494738d1aef6b75
block, bfq: check also in-flight I/O in dispatch plugging

Consider a sync bfq_queue Q that remains empty while in service, and
suppose that, when this happens, there is a fair amount of already
in-flight I/O not belonging to Q. In such a situation, I/O dispatching
may need to be plugged (until new I/O arrives for Q), for the
following reason.

The drive may decide to serve in-flight non-Q's I/O requests before
Q's ones, thereby delaying the arrival of new I/O requests for Q
(recall that Q is sync). If I/O-dispatching is not plugged, then,
while Q remains empty, a basically uncontrolled amount of I/O from
other queues may be dispatched too, possibly causing the service of
Q's I/O to be delayed even longer in the drive. This problem gets more
and more serious as the speed and the queue depth of the drive grow,
because, as these two quantities grow, the probability to find no
queue busy but many requests in flight grows too.

If Q has the same weight and priority as the other queues, then the
above delay is unlikely to cause any issue, because all queues tend to
undergo the same treatment. So, since not plugging I/O dispatching is
convenient for throughput, it is better not to plug. Things change in
case Q has a higher weight or priority than some other queue, because
Q's service guarantees may simply be violated. For this reason,
commit 1de0c4cd9ea6 ("block, bfq: reduce idling only in symmetric
scenarios") does plug I/O in such an asymmetric scenario. Plugging
minimizes the delay induced by already in-flight I/O, and enables Q to
recover the bandwidth it may lose because of this delay.

Yet the above commit does not cover the case of weight-raised queues,
for efficiency concerns. For weight-raised queues, I/O-dispatch
plugging is activated simply if not all bfq_queues are
weight-raised. But this check does not handle the case of in-flight
requests, because a bfq_queue may become non busy *before* all its
in-flight requests are completed.

This commit performs I/O-dispatch plugging for weight-raised queues if
there are some in-flight requests.

As a practical example of the resulting recover of control, under
write load on a Samsung SSD 970 PRO, gnome-terminal starts in 1.5
seconds after this fix, against 15 seconds before the fix (as a
reference, gnome-terminal takes about 35 seconds to start with any of
the other I/O schedulers).

Fixes: 1de0c4cd9ea6 ("block, bfq: reduce idling only in symmetric scenarios")
Signed-off-by: Paolo Valente <paolo.valente@linaro.org>
Signed-off-by: Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
block/bfq-iosched.c