ldiskfs/kernel_patches/patches/ext4-prealloc-sles11.patch

   1 Index: linux-2.6.27.21-0.1/fs/ext4/ext4_sb.h
   2 ===================================================================
   3 --- linux-2.6.27.21-0.1.orig/fs/ext4/ext4_sb.h
   4 +++ linux-2.6.27.21-0.1/fs/ext4/ext4_sb.h
   5 @@ -111,11 +111,14 @@ struct ext4_sb_info {
   6
   7         /* tunables */
   8         unsigned long s_stripe;
   9 -       unsigned int s_mb_stream_request;
  10 +       unsigned long s_mb_small_req;
  11 +       unsigned long s_mb_large_req;
  12         unsigned int s_mb_max_to_scan;
  13         unsigned int s_mb_min_to_scan;
  14         unsigned int s_mb_stats;
  15         unsigned int s_mb_order2_reqs;
  16 +       unsigned long *s_mb_prealloc_table;
  17 +       unsigned long s_mb_prealloc_table_size;
  18         unsigned int s_mb_group_prealloc;
  19         /* where last allocation was done - for stream allocation */
  20         unsigned long s_mb_last_group;
  21 Index: linux-2.6.27.21-0.1/fs/ext4/mballoc.c
  22 ===================================================================
  23 --- linux-2.6.27.21-0.1.orig/fs/ext4/mballoc.c
  24 +++ linux-2.6.27.21-0.1/fs/ext4/mballoc.c
  25 @@ -1996,7 +1996,7 @@ ext4_mb_regular_allocator(struct ext4_al
  26         if (size < isize)
  27                 size = isize;
  28
  29 -       if (size < sbi->s_mb_stream_request &&
  30 +       if ((ac->ac_g_ex.fe_len < sbi->s_mb_large_req) &&
  31                         (ac->ac_flags & EXT4_MB_HINT_DATA)) {
  32                 /* TBD: may be hot point */
  33                 spin_lock(&sbi->s_md_lock);
  34 @@ -2686,6 +2686,26 @@ err_freesgi:
  35         return -ENOMEM;
  36  }
  37
  38 +static void ext4_mb_prealloc_table_add(struct ext4_sb_info *sbi, int value)
  39 +{
  40 +       int i;
  41 +
  42 +       if (value > (sbi->s_blocks_per_group - 1 - 1 - sbi->s_itb_per_group))
  43 +               return;
  44 +
  45 +       for (i = 0; i < sbi->s_mb_prealloc_table_size; i++) {
  46 +               if (sbi->s_mb_prealloc_table[i] == 0) {
  47 +                       sbi->s_mb_prealloc_table[i] = value;
  48 +                       return;
  49 +               }
  50 +
  51 +               /* they should add values in order */
  52 +               if (value <= sbi->s_mb_prealloc_table[i])
  53 +                       return;
  54 +       }
  55 +}
  56 +
  57 +
  58  int ext4_mb_init(struct super_block *sb, int needs_recovery)
  59  {
  60         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
  61 @@ -2738,13 +2758,55 @@ int ext4_mb_init(struct super_block *sb,
  62         sbi->s_mb_max_to_scan = MB_DEFAULT_MAX_TO_SCAN;
  63         sbi->s_mb_min_to_scan = MB_DEFAULT_MIN_TO_SCAN;
  64         sbi->s_mb_stats = MB_DEFAULT_STATS;
  65 -       sbi->s_mb_stream_request = MB_DEFAULT_STREAM_THRESHOLD;
  66         sbi->s_mb_order2_reqs = MB_DEFAULT_ORDER2_REQS;
  67         sbi->s_mb_history_filter = EXT4_MB_HISTORY_DEFAULT;
  68 -       sbi->s_mb_group_prealloc = MB_DEFAULT_GROUP_PREALLOC;
  69 +
  70 +       if (sbi->s_stripe == 0) {
  71 +               sbi->s_mb_prealloc_table_size = 8;
  72 +               i = sbi->s_mb_prealloc_table_size * sizeof(unsigned long);
  73 +               sbi->s_mb_prealloc_table = kmalloc(i, GFP_NOFS);
  74 +               if (sbi->s_mb_prealloc_table == NULL) {
  75 +                       kfree(sbi->s_mb_offsets);
  76 +                       kfree(sbi->s_mb_maxs);
  77 +                       return -ENOMEM;
  78 +               }
  79 +               memset(sbi->s_mb_prealloc_table, 0, i);
  80 +
  81 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 4);
  82 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 8);
  83 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 16);
  84 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 32);
  85 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 64);
  86 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 128);
  87 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 256);
  88 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 512);
  89 +
  90 +               sbi->s_mb_small_req = 256;
  91 +               sbi->s_mb_large_req = 1024;
  92 +               sbi->s_mb_group_prealloc = 512;
  93 +       } else {
  94 +               sbi->s_mb_prealloc_table_size = 3;
  95 +               i = sbi->s_mb_prealloc_table_size * sizeof(unsigned long);
  96 +               sbi->s_mb_prealloc_table = kmalloc(i, GFP_NOFS);
  97 +               if (sbi->s_mb_prealloc_table == NULL) {
  98 +                       kfree(sbi->s_mb_offsets);
  99 +                       kfree(sbi->s_mb_maxs);
 100 +                       return -ENOMEM;
 101 +               }
 102 +               memset(sbi->s_mb_prealloc_table, 0, i);
 103 +
 104 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, sbi->s_stripe);
 105 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, sbi->s_stripe * 2);
 106 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, sbi->s_stripe * 4);
 107 +
 108 +               sbi->s_mb_small_req = sbi->s_stripe;
 109 +               sbi->s_mb_large_req = sbi->s_stripe * 8;
 110 +               sbi->s_mb_group_prealloc = sbi->s_stripe * 4;
 111 +       }
 112
 113         sbi->s_locality_groups = alloc_percpu(struct ext4_locality_group);
 114         if (sbi->s_locality_groups == NULL) {
 115 +               kfree(sbi->s_mb_prealloc_table);
 116                 kfree(sbi->s_mb_offsets);
 117                 kfree(sbi->s_mb_maxs);
 118                 return -ENOMEM;
 119 @@ -2915,9 +2977,89 @@ ext4_mb_free_committed_blocks(struct sup
 120  #define EXT4_MB_MAX_TO_SCAN_NAME       "max_to_scan"
 121  #define EXT4_MB_MIN_TO_SCAN_NAME       "min_to_scan"
 122  #define EXT4_MB_ORDER2_REQ             "order2_req"
 123 -#define EXT4_MB_STREAM_REQ             "stream_req"
 124 +#define EXT4_MB_SMALL_REQ              "small_req"
 125 +#define EXT4_MB_LARGE_REQ              "large_req"
 126 +#define EXT4_MB_PREALLOC_TABLE         "prealloc_table"
 127  #define EXT4_MB_GROUP_PREALLOC         "group_prealloc"
 128
 129 +static int ext4_mb_prealloc_table_proc_read(char *page, char **start, off_t off,
 130 +                                           int count, int *eof, void *data)
 131 +{
 132 +       struct ext4_sb_info *sbi = data;
 133 +       int len = 0;
 134 +       int i;
 135 +
 136 +       *eof = 1;
 137 +       if (off != 0)
 138 +               return 0;
 139 +
 140 +       for (i = 0; i < sbi->s_mb_prealloc_table_size; i++)
 141 +               len += sprintf(page + len, "%ld ",
 142 +                              sbi->s_mb_prealloc_table[i]);
 143 +       len += sprintf(page + len, "\n");
 144 +
 145 +       *start = page;
 146 +       return len;
 147 +}
 148 +
 149 +static int ext4_mb_prealloc_table_proc_write(struct file *file,
 150 +                                            const char __user *buf,
 151 +                                            unsigned long cnt, void *data)
 152 +{
 153 +       struct ext4_sb_info *sbi = data;
 154 +       unsigned long value;
 155 +       unsigned long prev = 0;
 156 +       char str[128];
 157 +       char *cur;
 158 +       char *end;
 159 +       unsigned long *new_table;
 160 +       int num = 0;
 161 +       int i = 0;
 162 +
 163 +       if (cnt >= sizeof(str))
 164 +               return -EINVAL;
 165 +       if (copy_from_user(str, buf, cnt))
 166 +               return -EFAULT;
 167 +
 168 +       num = 0;
 169 +       cur = str;
 170 +       end = str + cnt;
 171 +       while (cur < end) {
 172 +               while ((cur < end) && (*cur == ' ')) cur++;
 173 +               value = simple_strtol(cur, &cur, 0);
 174 +               if (value == 0)
 175 +                       break;
 176 +               if (value <= prev)
 177 +                       return -EINVAL;
 178 +               prev = value;
 179 +               num++;
 180 +       }
 181 +
 182 +       new_table = kmalloc(num * sizeof(*new_table), GFP_KERNEL);
 183 +       if (new_table == NULL)
 184 +               return -ENOMEM;
 185 +       kfree(sbi->s_mb_prealloc_table);
 186 +       memset(new_table, 0, num * sizeof(*new_table));
 187 +       sbi->s_mb_prealloc_table = new_table;
 188 +       sbi->s_mb_prealloc_table_size = num;
 189 +       cur = str;
 190 +       end = str + cnt;
 191 +       while (cur < end && i < num) {
 192 +       while ((cur < end) && (*cur == ' ')) cur++;
 193 +               value = simple_strtol(cur, &cur, 0);
 194 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, value);
 195 +               i++;
 196 +       }
 197 +
 198 +       return cnt;
 199 +}
 200 +
 201 +static const struct file_operations ext4_mb_prealloc_table_proc_fops = {
 202 +       .owner          = THIS_MODULE,
 203 +       .read           = ext4_mb_prealloc_table_proc_read,
 204 +       .write          = ext4_mb_prealloc_table_proc_write,
 205 +};
 206 +
 207  static int ext4_mb_init_per_dev_proc(struct super_block *sb)
 208  {
 209  #ifdef CONFIG_PROC_FS
 210 @@ -2932,13 +3074,17 @@ static int ext4_mb_init_per_dev_proc(str
 211         EXT4_PROC_HANDLER(EXT4_MB_MAX_TO_SCAN_NAME, mb_max_to_scan);
 212         EXT4_PROC_HANDLER(EXT4_MB_MIN_TO_SCAN_NAME, mb_min_to_scan);
 213         EXT4_PROC_HANDLER(EXT4_MB_ORDER2_REQ, mb_order2_reqs);
 214 -       EXT4_PROC_HANDLER(EXT4_MB_STREAM_REQ, mb_stream_request);
 215 +       EXT4_PROC_HANDLER(EXT4_MB_SMALL_REQ, mb_small_req);
 216 +       EXT4_PROC_HANDLER(EXT4_MB_LARGE_REQ, mb_large_req);
 217 +       EXT4_PROC_HANDLER(EXT4_MB_PREALLOC_TABLE, mb_prealloc_table);
 218         EXT4_PROC_HANDLER(EXT4_MB_GROUP_PREALLOC, mb_group_prealloc);
 219         return 0;
 220
 221  err_out:
 222         remove_proc_entry(EXT4_MB_GROUP_PREALLOC, sbi->s_proc);
 223 -       remove_proc_entry(EXT4_MB_STREAM_REQ, sbi->s_proc);
 224 +       remove_proc_entry(EXT4_MB_PREALLOC_TABLE, sbi->s_proc);
 225 +       remove_proc_entry(EXT4_MB_LARGE_REQ, sbi->s_proc);
 226 +       remove_proc_entry(EXT4_MB_SMALL_REQ, sbi->s_proc);
 227         remove_proc_entry(EXT4_MB_ORDER2_REQ, sbi->s_proc);
 228         remove_proc_entry(EXT4_MB_MIN_TO_SCAN_NAME, sbi->s_proc);
 229         remove_proc_entry(EXT4_MB_MAX_TO_SCAN_NAME, sbi->s_proc);
 230 @@ -2959,7 +3105,9 @@ static int ext4_mb_destroy_per_dev_proc(
 231                 return -EINVAL;
 232
 233         remove_proc_entry(EXT4_MB_GROUP_PREALLOC, sbi->s_proc);
 234 -       remove_proc_entry(EXT4_MB_STREAM_REQ, sbi->s_proc);
 235 +       remove_proc_entry(EXT4_MB_PREALLOC_TABLE, sbi->s_proc);
 236 +       remove_proc_entry(EXT4_MB_LARGE_REQ, sbi->s_proc);
 237 +       remove_proc_entry(EXT4_MB_SMALL_REQ, sbi->s_proc);
 238         remove_proc_entry(EXT4_MB_ORDER2_REQ, sbi->s_proc);
 239         remove_proc_entry(EXT4_MB_MIN_TO_SCAN_NAME, sbi->s_proc);
 240         remove_proc_entry(EXT4_MB_MAX_TO_SCAN_NAME, sbi->s_proc);
 241 @@ -3162,11 +3310,12 @@ static noinline_for_stack void
 242  ext4_mb_normalize_request(struct ext4_allocation_context *ac,
 243                                 struct ext4_allocation_request *ar)
 244  {
 245 -       int bsbits, max;
 246 +       int bsbits, i, wind;
 247         ext4_lblk_t end;
 248 -       loff_t size, orig_size, start_off;
 249 +       loff_t size, orig_size;
 250         ext4_lblk_t start, orig_start;
 251         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(ac->ac_inode);
 252 +       struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(ac->ac_sb);
 253         struct ext4_prealloc_space *pa;
 254
 255         /* do normalize only data requests, metadata requests
 256 @@ -3196,49 +3345,35 @@ ext4_mb_normalize_request(struct ext4_al
 257         size = size << bsbits;
 258         if (size < i_size_read(ac->ac_inode))
 259                 size = i_size_read(ac->ac_inode);
 260 +       size = (size + ac->ac_sb->s_blocksize - 1) >> bsbits;
 261
 262 -       /* max size of free chunks */
 263 -       max = 2 << bsbits;
 264 +       start = wind = 0;
 265
 266 -#define NRL_CHECK_SIZE(req, size, max, chunk_size)     \
 267 -               (req <= (size) || max <= (chunk_size))
 268 +       /* let's choose preallocation window depending on file size */
 269 +       for (i = 0; i < sbi->s_mb_prealloc_table_size; i++) {
 270 +               if (size <= sbi->s_mb_prealloc_table[i]) {
 271 +                       wind = sbi->s_mb_prealloc_table[i];
 272 +                       break;
 273 +               }
 274 +       }
 275 +       size = wind;
 276
 277 -       /* first, try to predict filesize */
 278 -       /* XXX: should this table be tunable? */
 279 -       start_off = 0;
 280 -       if (size <= 16 * 1024) {
 281 -               size = 16 * 1024;
 282 -       } else if (size <= 32 * 1024) {
 283 -               size = 32 * 1024;
 284 -       } else if (size <= 64 * 1024) {
 285 -               size = 64 * 1024;
 286 -       } else if (size <= 128 * 1024) {
 287 -               size = 128 * 1024;
 288 -       } else if (size <= 256 * 1024) {
 289 -               size = 256 * 1024;
 290 -       } else if (size <= 512 * 1024) {
 291 -               size = 512 * 1024;
 292 -       } else if (size <= 1024 * 1024) {
 293 -               size = 1024 * 1024;
 294 -       } else if (NRL_CHECK_SIZE(size, 4 * 1024 * 1024, max, 2 * 1024)) {
 295 -               start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
 296 -                                               (21 - bsbits)) << 21;
 297 -               size = 2 * 1024 * 1024;
 298 -       } else if (NRL_CHECK_SIZE(size, 8 * 1024 * 1024, max, 4 * 1024)) {
 299 -               start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
 300 -                                                       (22 - bsbits)) << 22;
 301 -               size = 4 * 1024 * 1024;
 302 -       } else if (NRL_CHECK_SIZE(ac->ac_o_ex.fe_len,
 303 -                                       (8<<20)>>bsbits, max, 8 * 1024)) {
 304 -               start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
 305 -                                                       (23 - bsbits)) << 23;
 306 -               size = 8 * 1024 * 1024;
 307 -       } else {
 308 -               start_off = (loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical << bsbits;
 309 -               size      = ac->ac_o_ex.fe_len << bsbits;
 310 +       if (wind == 0) {
 311 +               __u64 tstart, tend;
 312 +               /* file is quite large, we now preallocate with
 313 +                * the biggest configured window with regart to
 314 +                * logical offset */
 315 +               wind = sbi->s_mb_prealloc_table[i - 1];
 316 +               tstart = ac->ac_o_ex.fe_logical;
 317 +               do_div(tstart, wind);
 318 +               start = tstart * wind;
 319 +               tend = ac->ac_o_ex.fe_logical + ac->ac_o_ex.fe_len - 1;
 320 +               do_div(tend, wind);
 321 +               tend = tend * wind + wind;
 322 +               size = tend - start;
 323         }
 324 -       orig_size = size = size >> bsbits;
 325 -       orig_start = start = start_off >> bsbits;
 326 +       orig_size = size;
 327 +       orig_start = start;
 328
 329         /* don't cover already allocated blocks in selected range */
 330         if (ar->pleft && start <= ar->lleft) {
 331 @@ -3315,7 +3450,6 @@ ext4_mb_normalize_request(struct ext4_al
 332         }
 333         BUG_ON(start + size <= ac->ac_o_ex.fe_logical &&
 334                         start > ac->ac_o_ex.fe_logical);
 335 -       BUG_ON(size <= 0 || size >= EXT4_BLOCKS_PER_GROUP(ac->ac_sb));
 336
 337         /* now prepare goal request */
 338
 339 @@ -4236,22 +4370,32 @@ static void ext4_mb_group_or_file(struct
 340  {
 341         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(ac->ac_sb);
 342         int bsbits = ac->ac_sb->s_blocksize_bits;
 343 -       loff_t size, isize;
 344 +       loff_t size;
 345
 346         if (!(ac->ac_flags & EXT4_MB_HINT_DATA))
 347                 return;
 348
 349 -       size = ac->ac_o_ex.fe_logical + ac->ac_o_ex.fe_len;
 350 -       isize = i_size_read(ac->ac_inode) >> bsbits;
 351 -       size = max(size, isize);
 352 -
 353 -       /* don't use group allocation for large files */
 354 -       if (size >= sbi->s_mb_stream_request)
 355 +       if (ac->ac_o_ex.fe_len >= sbi->s_mb_small_req)
 356                 return;
 357
 358         if (unlikely(ac->ac_flags & EXT4_MB_HINT_GOAL_ONLY))
 359                 return;
 360
 361 +       /* request is so large that we don't care about
 362 +        * streaming - it overweights any possible seek */
 363 +       if (ac->ac_o_ex.fe_len >= sbi->s_mb_large_req)
 364 +               return;
 365 +
 366 +       size = ac->ac_o_ex.fe_logical + ac->ac_o_ex.fe_len;
 367 +       size = size << bsbits;
 368 +       if (size < i_size_read(ac->ac_inode))
 369 +               size = i_size_read(ac->ac_inode);
 370 +       size = (size + ac->ac_sb->s_blocksize - 1) >> bsbits;
 371 +
 372 +       /* don't use group allocation for large files */
 373 +       if (size >= sbi->s_mb_large_req)
 374 +               return;
 375 +
 376         BUG_ON(ac->ac_lg != NULL);
 377         /*
 378          * locality group prealloc space are per cpu. The reason for having
 379 Index: linux-2.6.27.21-0.1/fs/ext4/inode.c
 380 ===================================================================
 381 --- linux-2.6.27.21-0.1.orig/fs/ext4/inode.c
 382 +++ linux-2.6.27.21-0.1/fs/ext4/inode.c
 383 @@ -2442,14 +2442,14 @@ static int ext4_da_writepages(struct add
 384                 return -EROFS;
 385
 386         /*
 387 -        * Make sure nr_to_write is >= sbi->s_mb_stream_request
 388 +        * Make sure nr_to_write is >= sbi->s_mb_small_req
 389          * This make sure small files blocks are allocated in
 390          * single attempt. This ensure that small files
 391          * get less fragmented.
 392          */
 393 -       if (wbc->nr_to_write < sbi->s_mb_stream_request) {
 394 -               nr_to_writebump = sbi->s_mb_stream_request - wbc->nr_to_write;
 395 -               wbc->nr_to_write = sbi->s_mb_stream_request;
 396 +       if (wbc->nr_to_write < sbi->s_mb_small_req) {
 397 +               nr_to_writebump = sbi->s_mb_small_req - wbc->nr_to_write;
 398 +               wbc->nr_to_write = sbi->s_mb_small_req;
 399         }
 400         if (wbc->range_start == 0 && wbc->range_end == LLONG_MAX)
 401                 range_whole = 1;