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  2009-05-28 11:13:24.000000000 +0530
   4 +++ linux-2.6.27.21-0.1/fs/ext4/ext4_sb.h       2009-05-28 11:16:48.000000000 +0530
   5 @@ -109,11 +109,14 @@
   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  2009-05-28 11:12:43.000000000 +0530
  24 +++ linux-2.6.27.21-0.1/fs/ext4/mballoc.c       2009-05-28 11:18:09.000000000 +0530
  25 @@ -1996,7 +1996,7 @@
  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 @@
  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 +2758,57 @@
  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 = 10;
  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 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 1024);
  90 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 2048);
  91 +
  92 +               sbi->s_mb_small_req = 256;
  93 +               sbi->s_mb_large_req = 1024;
  94 +               sbi->s_mb_group_prealloc = 512;
  95 +       } else {
  96 +               sbi->s_mb_prealloc_table_size = 3;
  97 +               i = sbi->s_mb_prealloc_table_size * sizeof(unsigned long);
  98 +               sbi->s_mb_prealloc_table = kmalloc(i, GFP_NOFS);
  99 +               if (sbi->s_mb_prealloc_table == NULL) {
 100 +                       kfree(sbi->s_mb_offsets);
 101 +                       kfree(sbi->s_mb_maxs);
 102 +                       return -ENOMEM;
 103 +               }
 104 +               memset(sbi->s_mb_prealloc_table, 0, i);
 105 +
 106 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, sbi->s_stripe);
 107 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, sbi->s_stripe * 2);
 108 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, sbi->s_stripe * 4);
 109 +
 110 +               sbi->s_mb_small_req = sbi->s_stripe;
 111 +               sbi->s_mb_large_req = sbi->s_stripe * 8;
 112 +               sbi->s_mb_group_prealloc = sbi->s_stripe * 4;
 113 +       }
 114
 115         sbi->s_locality_groups = alloc_percpu(struct ext4_locality_group);
 116         if (sbi->s_locality_groups == NULL) {
 117 +               kfree(sbi->s_mb_prealloc_table);
 118                 kfree(sbi->s_mb_offsets);
 119                 kfree(sbi->s_mb_maxs);
 120                 return -ENOMEM;
 121 @@ -2915,15 +2977,90 @@
 122  #define EXT4_MB_MAX_TO_SCAN_NAME       "max_to_scan"
 123  #define EXT4_MB_MIN_TO_SCAN_NAME       "min_to_scan"
 124  #define EXT4_MB_ORDER2_REQ             "order2_req"
 125 -#define EXT4_MB_STREAM_REQ             "stream_req"
 126 +#define EXT4_MB_SMALL_REQ              "small_req"
 127 +#define EXT4_MB_LARGE_REQ              "large_req"
 128 +#define EXT4_MB_PREALLOC_TABLE         "prealloc_table"
 129  #define EXT4_MB_GROUP_PREALLOC         "group_prealloc"
 130
 131 +static int ext4_mb_prealloc_table_proc_read(char *page, char **start, off_t off,
 132 +                                           int count, int *eof, void *data)
 133 +{
 134 +       struct ext4_sb_info *sbi = data;
 135 +       int len = 0;
 136 +       int i;
 137 +
 138 +       *eof = 1;
 139 +       if (off != 0)
 140 +               return 0;
 141 +
 142 +       for (i = 0; i < sbi->s_mb_prealloc_table_size; i++)
 143 +               len += sprintf(page + len, "%ld ",
 144 +                              sbi->s_mb_prealloc_table[i]);
 145 +       len += sprintf(page + len, "\n");
 146 +
 147 +       *start = page;
 148 +       return len;
 149 +}
 150 +
 151 +static int ext4_mb_prealloc_table_proc_write(struct file *file,
 152 +                                            const char __user *buf,
 153 +                                            unsigned long cnt, void *data)
 154 +{
 155 +       struct ext4_sb_info *sbi = data;
 156 +       unsigned long value;
 157 +       unsigned long prev = 0;
 158 +       char str[128];
 159 +       char *cur;
 160 +       char *end;
 161 +       unsigned long *new_table;
 162 +       int num = 0;
 163 +       int i = 0;
 164 +
 165 +       if (cnt >= sizeof(str))
 166 +               return -EINVAL;
 167 +       if (copy_from_user(str, buf, cnt))
 168 +               return -EFAULT;
 169 +
 170 +       num = 0;
 171 +       cur = str;
 172 +       end = str + cnt;
 173 +       while (cur < end) {
 174 +               while ((cur < end) && (*cur == ' ')) cur++;
 175 +               value = simple_strtol(cur, &cur, 0);
 176 +               if (value == 0)
 177 +                       break;
 178 +               if (value <= prev)
 179 +                       return -EINVAL;
 180 +               prev = value;
 181 +               num++;
 182 +       }
 183 +
 184 +       new_table = kmalloc(num * sizeof(*new_table), GFP_KERNEL);
 185 +       if (new_table == NULL)
 186 +               return -ENOMEM;
 187 +       kfree(sbi->s_mb_prealloc_table);
 188 +       memset(new_table, 0, num * sizeof(*new_table));
 189 +       sbi->s_mb_prealloc_table = new_table;
 190 +       sbi->s_mb_prealloc_table_size = num;
 191 +       cur = str;
 192 +       end = str + cnt;
 193 +       while (cur < end && i < num) {
 194 +       while ((cur < end) && (*cur == ' ')) cur++;
 195 +               value = simple_strtol(cur, &cur, 0);
 196 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, value);
 197 +               i++;
 198 +       }
 199 +
 200 +       return cnt;
 201 +}
 202 +
 203  static int ext4_mb_init_per_dev_proc(struct super_block *sb)
 204  {
 205  #ifdef CONFIG_PROC_FS
 206         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUGO | S_IWUSR;
 207         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
 208         struct proc_dir_entry *proc;
 209 +       struct proc_dir_entry *proc_entry;
 210
 211         if (sbi->s_proc == NULL)
 212                 return -EINVAL;
 213 @@ -2932,13 +3069,28 @@
 214         EXT4_PROC_HANDLER(EXT4_MB_MAX_TO_SCAN_NAME, mb_max_to_scan);
 215         EXT4_PROC_HANDLER(EXT4_MB_MIN_TO_SCAN_NAME, mb_min_to_scan);
 216         EXT4_PROC_HANDLER(EXT4_MB_ORDER2_REQ, mb_order2_reqs);
 217 -       EXT4_PROC_HANDLER(EXT4_MB_STREAM_REQ, mb_stream_request);
 218 +       EXT4_PROC_HANDLER(EXT4_MB_SMALL_REQ, mb_small_req);
 219 +       EXT4_PROC_HANDLER(EXT4_MB_LARGE_REQ, mb_large_req);
 220         EXT4_PROC_HANDLER(EXT4_MB_GROUP_PREALLOC, mb_group_prealloc);
 221 +
 222 +       proc_entry = create_proc_entry(EXT4_MB_PREALLOC_TABLE, S_IFREG |
 223 +                                      S_IRUGO | S_IWUSR, sbi->s_proc);
 224 +       if (proc_entry == NULL) {
 225 +               printk(KERN_ERR "EXT4-fs: unable to create %s\n",
 226 +                      EXT4_MB_PREALLOC_TABLE);
 227 +               goto err_out;
 228 +       }
 229 +       proc_entry->data = sbi;
 230 +       proc_entry->read_proc = ext4_mb_prealloc_table_proc_read;
 231 +       proc_entry->write_proc = ext4_mb_prealloc_table_proc_write;
 232 +
 233         return 0;
 234
 235  err_out:
 236         remove_proc_entry(EXT4_MB_GROUP_PREALLOC, sbi->s_proc);
 237 -       remove_proc_entry(EXT4_MB_STREAM_REQ, sbi->s_proc);
 238 +       remove_proc_entry(EXT4_MB_PREALLOC_TABLE, sbi->s_proc);
 239 +       remove_proc_entry(EXT4_MB_LARGE_REQ, sbi->s_proc);
 240 +       remove_proc_entry(EXT4_MB_SMALL_REQ, sbi->s_proc);
 241         remove_proc_entry(EXT4_MB_ORDER2_REQ, sbi->s_proc);
 242         remove_proc_entry(EXT4_MB_MIN_TO_SCAN_NAME, sbi->s_proc);
 243         remove_proc_entry(EXT4_MB_MAX_TO_SCAN_NAME, sbi->s_proc);
 244 @@ -2959,7 +3111,9 @@
 245                 return -EINVAL;
 246
 247         remove_proc_entry(EXT4_MB_GROUP_PREALLOC, sbi->s_proc);
 248 -       remove_proc_entry(EXT4_MB_STREAM_REQ, sbi->s_proc);
 249 +       remove_proc_entry(EXT4_MB_PREALLOC_TABLE, sbi->s_proc);
 250 +       remove_proc_entry(EXT4_MB_LARGE_REQ, sbi->s_proc);
 251 +       remove_proc_entry(EXT4_MB_SMALL_REQ, sbi->s_proc);
 252         remove_proc_entry(EXT4_MB_ORDER2_REQ, sbi->s_proc);
 253         remove_proc_entry(EXT4_MB_MIN_TO_SCAN_NAME, sbi->s_proc);
 254         remove_proc_entry(EXT4_MB_MAX_TO_SCAN_NAME, sbi->s_proc);
 255 @@ -3162,11 +3316,12 @@
 256  ext4_mb_normalize_request(struct ext4_allocation_context *ac,
 257                                 struct ext4_allocation_request *ar)
 258  {
 259 -       int bsbits, max;
 260 +       int bsbits, i, wind;
 261         ext4_lblk_t end;
 262 -       loff_t size, orig_size, start_off;
 263 +       loff_t size, orig_size;
 264         ext4_lblk_t start, orig_start;
 265         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(ac->ac_inode);
 266 +       struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(ac->ac_sb);
 267         struct ext4_prealloc_space *pa;
 268
 269         /* do normalize only data requests, metadata requests
 270 @@ -3196,49 +3351,35 @@
 271         size = size << bsbits;
 272         if (size < i_size_read(ac->ac_inode))
 273                 size = i_size_read(ac->ac_inode);
 274 +       size = (size + ac->ac_sb->s_blocksize - 1) >> bsbits;
 275
 276 -       /* max size of free chunks */
 277 -       max = 2 << bsbits;
 278 +       start = wind = 0;
 279
 280 -#define NRL_CHECK_SIZE(req, size, max, chunk_size)     \
 281 -               (req <= (size) || max <= (chunk_size))
 282 +       /* let's choose preallocation window depending on file size */
 283 +       for (i = 0; i < sbi->s_mb_prealloc_table_size; i++) {
 284 +               if (size <= sbi->s_mb_prealloc_table[i]) {
 285 +                       wind = sbi->s_mb_prealloc_table[i];
 286 +                       break;
 287 +               }
 288 +       }
 289 +       size = wind;
 290
 291 -       /* first, try to predict filesize */
 292 -       /* XXX: should this table be tunable? */
 293 -       start_off = 0;
 294 -       if (size <= 16 * 1024) {
 295 -               size = 16 * 1024;
 296 -       } else if (size <= 32 * 1024) {
 297 -               size = 32 * 1024;
 298 -       } else if (size <= 64 * 1024) {
 299 -               size = 64 * 1024;
 300 -       } else if (size <= 128 * 1024) {
 301 -               size = 128 * 1024;
 302 -       } else if (size <= 256 * 1024) {
 303 -               size = 256 * 1024;
 304 -       } else if (size <= 512 * 1024) {
 305 -               size = 512 * 1024;
 306 -       } else if (size <= 1024 * 1024) {
 307 -               size = 1024 * 1024;
 308 -       } else if (NRL_CHECK_SIZE(size, 4 * 1024 * 1024, max, 2 * 1024)) {
 309 -               start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
 310 -                                               (21 - bsbits)) << 21;
 311 -               size = 2 * 1024 * 1024;
 312 -       } else if (NRL_CHECK_SIZE(size, 8 * 1024 * 1024, max, 4 * 1024)) {
 313 -               start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
 314 -                                                       (22 - bsbits)) << 22;
 315 -               size = 4 * 1024 * 1024;
 316 -       } else if (NRL_CHECK_SIZE(ac->ac_o_ex.fe_len,
 317 -                                       (8<<20)>>bsbits, max, 8 * 1024)) {
 318 -               start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
 319 -                                                       (23 - bsbits)) << 23;
 320 -               size = 8 * 1024 * 1024;
 321 -       } else {
 322 -               start_off = (loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical << bsbits;
 323 -               size      = ac->ac_o_ex.fe_len << bsbits;
 324 +       if (wind == 0) {
 325 +               __u64 tstart, tend;
 326 +               /* file is quite large, we now preallocate with
 327 +                * the biggest configured window with regart to
 328 +                * logical offset */
 329 +               wind = sbi->s_mb_prealloc_table[i - 1];
 330 +               tstart = ac->ac_o_ex.fe_logical;
 331 +               do_div(tstart, wind);
 332 +               start = tstart * wind;
 333 +               tend = ac->ac_o_ex.fe_logical + ac->ac_o_ex.fe_len - 1;
 334 +               do_div(tend, wind);
 335 +               tend = tend * wind + wind;
 336 +               size = tend - start;
 337         }
 338 -       orig_size = size = size >> bsbits;
 339 -       orig_start = start = start_off >> bsbits;
 340 +       orig_size = size;
 341 +       orig_start = start;
 342
 343         /* don't cover already allocated blocks in selected range */
 344         if (ar->pleft && start <= ar->lleft) {
 345 @@ -3315,7 +3456,6 @@
 346         }
 347         BUG_ON(start + size <= ac->ac_o_ex.fe_logical &&
 348                         start > ac->ac_o_ex.fe_logical);
 349 -       BUG_ON(size <= 0 || size >= EXT4_BLOCKS_PER_GROUP(ac->ac_sb));
 350
 351         /* now prepare goal request */
 352
 353 @@ -4236,22 +4376,32 @@
 354  {
 355         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(ac->ac_sb);
 356         int bsbits = ac->ac_sb->s_blocksize_bits;
 357 -       loff_t size, isize;
 358 +       loff_t size;
 359
 360         if (!(ac->ac_flags & EXT4_MB_HINT_DATA))
 361                 return;
 362
 363 -       size = ac->ac_o_ex.fe_logical + ac->ac_o_ex.fe_len;
 364 -       isize = i_size_read(ac->ac_inode) >> bsbits;
 365 -       size = max(size, isize);
 366 -
 367 -       /* don't use group allocation for large files */
 368 -       if (size >= sbi->s_mb_stream_request)
 369 +       if (ac->ac_o_ex.fe_len >= sbi->s_mb_small_req)
 370                 return;
 371
 372         if (unlikely(ac->ac_flags & EXT4_MB_HINT_GOAL_ONLY))
 373                 return;
 374
 375 +       /* request is so large that we don't care about
 376 +        * streaming - it overweights any possible seek */
 377 +       if (ac->ac_o_ex.fe_len >= sbi->s_mb_large_req)
 378 +               return;
 379 +
 380 +       size = ac->ac_o_ex.fe_logical + ac->ac_o_ex.fe_len;
 381 +       size = size << bsbits;
 382 +       if (size < i_size_read(ac->ac_inode))
 383 +               size = i_size_read(ac->ac_inode);
 384 +       size = (size + ac->ac_sb->s_blocksize - 1) >> bsbits;
 385 +
 386 +       /* don't use group allocation for large files */
 387 +       if (size >= sbi->s_mb_large_req)
 388 +               return;
 389 +
 390         BUG_ON(ac->ac_lg != NULL);
 391         /*
 392          * locality group prealloc space are per cpu. The reason for having
 393 Index: linux-2.6.27.21-0.1/fs/ext4/inode.c
 394 ===================================================================
 395 --- linux-2.6.27.21-0.1.orig/fs/ext4/inode.c    2009-05-28 11:12:42.000000000 +0530
 396 +++ linux-2.6.27.21-0.1/fs/ext4/inode.c 2009-05-28 11:16:48.000000000 +0530
 397 @@ -2442,14 +2442,14 @@
 398                 return -EROFS;
 399
 400         /*
 401 -        * Make sure nr_to_write is >= sbi->s_mb_stream_request
 402 +        * Make sure nr_to_write is >= sbi->s_mb_small_req
 403          * This make sure small files blocks are allocated in
 404          * single attempt. This ensure that small files
 405          * get less fragmented.
 406          */
 407 -       if (wbc->nr_to_write < sbi->s_mb_stream_request) {
 408 -               nr_to_writebump = sbi->s_mb_stream_request - wbc->nr_to_write;
 409 -               wbc->nr_to_write = sbi->s_mb_stream_request;
 410 +       if (wbc->nr_to_write < sbi->s_mb_small_req) {
 411 +               nr_to_writebump = sbi->s_mb_small_req - wbc->nr_to_write;
 412 +               wbc->nr_to_write = sbi->s_mb_small_req;
 413         }
 414         if (wbc->range_start == 0 && wbc->range_end == LLONG_MAX)
 415                 range_whole = 1;