ldiskfs/kernel_patches/patches/rhel6.3/ext4-prealloc.patch

   1 Index: linux-stage/fs/ext4/ext4.h
   2 ===================================================================
   3 --- linux-stage.orig/fs/ext4/ext4.h     2011-03-11 14:17:02.000000000 +0800
   4 +++ linux-stage/fs/ext4/ext4.h  2011-03-11 14:20:08.269063193 +0800
   5 @@ -999,11 +999,14 @@
   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         unsigned int s_max_writeback_mb_bump;
  20         /* where last allocation was done - for stream allocation */
  21 Index: linux-stage/fs/ext4/inode.c
  22 ===================================================================
  23 @@ -3028,6 +3028,11 @@ static int ext4_da_writepages(struct add
  24         if (unlikely(sbi->s_mount_flags & EXT4_MF_FS_ABORTED))
  25                 return -EROFS;
  26
  27 +       if (wbc->nr_to_write < sbi->s_mb_small_req) {
  28 +               nr_to_writebump = sbi->s_mb_small_req - wbc->nr_to_write;
  29 +               wbc->nr_to_write = sbi->s_mb_small_req;
  30 +       }
  31 +
  32         if (wbc->range_start == 0 && wbc->range_end == LLONG_MAX)
  33                 range_whole = 1;
  34
  35 Index: linux-stage/fs/ext4/mballoc.c
  36 ===================================================================
  37 --- linux-stage.orig/fs/ext4/mballoc.c  2011-03-11 14:03:32.000000000 +0800
  38 +++ linux-stage/fs/ext4/mballoc.c       2011-03-11 14:44:49.106543493 +0800
  39 @@ -1823,6 +1823,25 @@
  40
  41         }
  42  }
  43 +
  44 +static void ext4_mb_prealloc_table_add(struct ext4_sb_info *sbi, int value)
  45 +{
  46 +       int i;
  47 +
  48 +       if (value > (sbi->s_blocks_per_group - 1 - 1 - sbi->s_itb_per_group))
  49 +               return;
  50 +
  51 +       for (i = 0; i < sbi->s_mb_prealloc_table_size; i++) {
  52 +               if (sbi->s_mb_prealloc_table[i] == 0) {
  53 +                       sbi->s_mb_prealloc_table[i] = value;
  54 +                       return;
  55 +               }
  56 +
  57 +               /* they should add values in order */
  58 +               if (value <= sbi->s_mb_prealloc_table[i])
  59 +                       return;
  60 +       }
  61 +}
  62
  63  static int ext4_mb_good_group(struct ext4_allocation_context *ac,
  64                                 ext4_group_t group, int cr)
  65 @@ -2173,6 +2193,80 @@
  66         .show   = ext4_mb_seq_groups_show,
  67  };
  68
  69 +#define EXT4_MB_PREALLOC_TABLE          "prealloc_table"
  70 +
  71 +static int ext4_mb_prealloc_table_proc_read(char *page, char **start, off_t off,
  72 +                                           int count, int *eof, void *data)
  73 +{
  74 +       struct ext4_sb_info *sbi = data;
  75 +       int len = 0;
  76 +       int i;
  77 +
  78 +       *eof = 1;
  79 +       if (off != 0)
  80 +               return 0;
  81 +
  82 +       for (i = 0; i < sbi->s_mb_prealloc_table_size; i++)
  83 +               len += sprintf(page + len, "%ld ",
  84 +                              sbi->s_mb_prealloc_table[i]);
  85 +       len += sprintf(page + len, "\n");
  86 +
  87 +       *start = page;
  88 +       return len;
  89 +}
  90 +
  91 +static int ext4_mb_prealloc_table_proc_write(struct file *file,
  92 +                                            const char __user *buf,
  93 +                                            unsigned long cnt, void *data)
  94 +{
  95 +       struct ext4_sb_info *sbi = data;
  96 +       unsigned long value;
  97 +       unsigned long prev = 0;
  98 +       char str[128];
  99 +       char *cur;
 100 +       char *end;
 101 +       unsigned long *new_table;
 102 +       int num = 0;
 103 +       int i = 0;
 104 +
 105 +       if (cnt >= sizeof(str))
 106 +               return -EINVAL;
 107 +       if (copy_from_user(str, buf, cnt))
 108 +               return -EFAULT;
 109 +
 110 +       num = 0;
 111 +       cur = str;
 112 +       end = str + cnt;
 113 +       while (cur < end) {
 114 +               while ((cur < end) && (*cur == ' ')) cur++;
 115 +               value = simple_strtol(cur, &cur, 0);
 116 +               if (value == 0)
 117 +                       break;
 118 +               if (value <= prev)
 119 +                       return -EINVAL;
 120 +               prev = value;
 121 +               num++;
 122 +       }
 123 +
 124 +       new_table = kmalloc(num * sizeof(*new_table), GFP_KERNEL);
 125 +       if (new_table == NULL)
 126 +               return -ENOMEM;
 127 +       kfree(sbi->s_mb_prealloc_table);
 128 +       memset(new_table, 0, num * sizeof(*new_table));
 129 +       sbi->s_mb_prealloc_table = new_table;
 130 +       sbi->s_mb_prealloc_table_size = num;
 131 +       cur = str;
 132 +       end = str + cnt;
 133 +       while (cur < end && i < num) {
 134 +       while ((cur < end) && (*cur == ' ')) cur++;
 135 +               value = simple_strtol(cur, &cur, 0);
 136 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, value);
 137 +               i++;
 138 +       }
 139 +
 140 +       return cnt;
 141 +}
 142 +
 143  static int ext4_mb_seq_groups_open(struct inode *inode, struct file *file)
 144  {
 145         struct super_block *sb = PDE(inode)->data;
 146 @@ -2397,14 +2497,6 @@ int ext4_mb_init(struct super_block *sb,
 147                 i++;
 148         } while (i <= sb->s_blocksize_bits + 1);
 149
 150 -       /* init file for buddy data */
 151 -       ret = ext4_mb_init_backend(sb);
 152 -       if (ret != 0) {
 153 -               kfree(sbi->s_mb_offsets);
 154 -               kfree(sbi->s_mb_maxs);
 155 -               return ret;
 156 -       }
 157 -
 158         spin_lock_init(&sbi->s_md_lock);
 159         spin_lock_init(&sbi->s_bal_lock);
 160
 161 @@ -2411,12 +2505,56 @@
 162         sbi->s_mb_max_to_scan = MB_DEFAULT_MAX_TO_SCAN;
 163         sbi->s_mb_min_to_scan = MB_DEFAULT_MIN_TO_SCAN;
 164         sbi->s_mb_stats = MB_DEFAULT_STATS;
 165 -       sbi->s_mb_stream_request = MB_DEFAULT_STREAM_THRESHOLD;
 166         sbi->s_mb_order2_reqs = MB_DEFAULT_ORDER2_REQS;
 167 -       sbi->s_mb_group_prealloc = MB_DEFAULT_GROUP_PREALLOC;
 168 +
 169 +       if (sbi->s_stripe == 0) {
 170 +               sbi->s_mb_prealloc_table_size = 10;
 171 +               i = sbi->s_mb_prealloc_table_size * sizeof(unsigned long);
 172 +               sbi->s_mb_prealloc_table = kmalloc(i, GFP_NOFS);
 173 +               if (sbi->s_mb_prealloc_table == NULL) {
 174 +                       kfree(sbi->s_mb_offsets);
 175 +                       kfree(sbi->s_mb_maxs);
 176 +                       return -ENOMEM;
 177 +               }
 178 +               memset(sbi->s_mb_prealloc_table, 0, i);
 179 +
 180 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 4);
 181 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 8);
 182 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 16);
 183 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 32);
 184 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 64);
 185 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 128);
 186 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 256);
 187 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 512);
 188 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 1024);
 189 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 2048);
 190 +
 191 +               sbi->s_mb_small_req = 256;
 192 +               sbi->s_mb_large_req = 1024;
 193 +               sbi->s_mb_group_prealloc = 512;
 194 +       } else {
 195 +               sbi->s_mb_prealloc_table_size = 3;
 196 +               i = sbi->s_mb_prealloc_table_size * sizeof(unsigned long);
 197 +               sbi->s_mb_prealloc_table = kmalloc(i, GFP_NOFS);
 198 +               if (sbi->s_mb_prealloc_table == NULL) {
 199 +                       kfree(sbi->s_mb_offsets);
 200 +                       kfree(sbi->s_mb_maxs);
 201 +                       return -ENOMEM;
 202 +               }
 203 +               memset(sbi->s_mb_prealloc_table, 0, i);
 204 +
 205 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, sbi->s_stripe);
 206 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, sbi->s_stripe * 2);
 207 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, sbi->s_stripe * 4);
 208 +
 209 +               sbi->s_mb_small_req = sbi->s_stripe;
 210 +               sbi->s_mb_large_req = sbi->s_stripe * 8;
 211 +               sbi->s_mb_group_prealloc = sbi->s_stripe * 4;
 212 +       }
 213
 214         sbi->s_locality_groups = alloc_percpu(struct ext4_locality_group);
 215         if (sbi->s_locality_groups == NULL) {
 216 +               kfree(sbi->s_mb_prealloc_table);
 217                 kfree(sbi->s_mb_offsets);
 218                 kfree(sbi->s_mb_maxs);
 219                 return -ENOMEM;
 220 @@ -2430,9 +2568,27 @@
 221                 spin_lock_init(&lg->lg_prealloc_lock);
 222         }
 223
 224 +       /* init file for buddy data */
 225 +       ret = ext4_mb_init_backend(sb);
 226 +       if (ret != 0) {
 227 +               kfree(sbi->s_mb_prealloc_table);
 228 +               kfree(sbi->s_mb_offsets);
 229 +               kfree(sbi->s_mb_maxs);
 230 +               return ret;
 231 +       }
 232 +
 233 -       if (sbi->s_proc)
 234 +       if (sbi->s_proc) {
 235 +               struct proc_dir_entry *p;
 236                 proc_create_data("mb_groups", S_IRUGO, sbi->s_proc,
 237                                  &ext4_mb_seq_groups_fops, sb);
 238 +               p = create_proc_entry(EXT4_MB_PREALLOC_TABLE, S_IFREG |
 239 +                                     S_IRUGO | S_IWUSR, sbi->s_proc);
 240 +               if (p) {
 241 +                       p->data = sbi;
 242 +                       p->read_proc = ext4_mb_prealloc_table_proc_read;
 243 +                       p->write_proc = ext4_mb_prealloc_table_proc_write;
 244 +               }
 245 +       }
 246
 247         if (sbi->s_journal)
 248                 sbi->s_journal->j_commit_callback = release_blocks_on_commit;
 249 @@ -2483,6 +2639,7 @@
 250                         kfree(sbi->s_group_info[i]);
 251                 kfree(sbi->s_group_info);
 252         }
 253 +       kfree(sbi->s_mb_prealloc_table);
 254         kfree(sbi->s_mb_offsets);
 255         kfree(sbi->s_mb_maxs);
 256         if (sbi->s_buddy_cache)
 257 @@ -2512,8 +2668,10 @@
 258         }
 259
 260         free_percpu(sbi->s_locality_groups);
 261 -       if (sbi->s_proc)
 262 +       if (sbi->s_proc) {
 263                 remove_proc_entry("mb_groups", sbi->s_proc);
 264 +               remove_proc_entry(EXT4_MB_PREALLOC_TABLE, sbi->s_proc);
 265 +       }
 266
 267         return 0;
 268  }
 269 @@ -2807,11 +2965,12 @@
 270  ext4_mb_normalize_request(struct ext4_allocation_context *ac,
 271                                 struct ext4_allocation_request *ar)
 272  {
 273 -       int bsbits, max;
 274 +       int bsbits, i, wind;
 275         ext4_lblk_t end;
 276 -       loff_t size, orig_size, start_off;
 277 +       loff_t size, orig_size;
 278         ext4_lblk_t start, orig_start;
 279         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(ac->ac_inode);
 280 +       struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(ac->ac_sb);
 281         struct ext4_prealloc_space *pa;
 282
 283         /* do normalize only data requests, metadata requests
 284 @@ -2841,49 +3000,35 @@
 285         size = size << bsbits;
 286         if (size < i_size_read(ac->ac_inode))
 287                 size = i_size_read(ac->ac_inode);
 288 +       size = (size + ac->ac_sb->s_blocksize - 1) >> bsbits;
 289
 290 -       /* max size of free chunks */
 291 -       max = 2 << bsbits;
 292 +       start = wind = 0;
 293
 294 -#define NRL_CHECK_SIZE(req, size, max, chunk_size)     \
 295 -               (req <= (size) || max <= (chunk_size))
 296 +       /* let's choose preallocation window depending on file size */
 297 +       for (i = 0; i < sbi->s_mb_prealloc_table_size; i++) {
 298 +               if (size <= sbi->s_mb_prealloc_table[i]) {
 299 +                       wind = sbi->s_mb_prealloc_table[i];
 300 +                       break;
 301 +               }
 302 +       }
 303 +       size = wind;
 304
 305 -       /* first, try to predict filesize */
 306 -       /* XXX: should this table be tunable? */
 307 -       start_off = 0;
 308 -       if (size <= 16 * 1024) {
 309 -               size = 16 * 1024;
 310 -       } else if (size <= 32 * 1024) {
 311 -               size = 32 * 1024;
 312 -       } else if (size <= 64 * 1024) {
 313 -               size = 64 * 1024;
 314 -       } else if (size <= 128 * 1024) {
 315 -               size = 128 * 1024;
 316 -       } else if (size <= 256 * 1024) {
 317 -               size = 256 * 1024;
 318 -       } else if (size <= 512 * 1024) {
 319 -               size = 512 * 1024;
 320 -       } else if (size <= 1024 * 1024) {
 321 -               size = 1024 * 1024;
 322 -       } else if (NRL_CHECK_SIZE(size, 4 * 1024 * 1024, max, 2 * 1024)) {
 323 -               start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
 324 -                                               (21 - bsbits)) << 21;
 325 -               size = 2 * 1024 * 1024;
 326 -       } else if (NRL_CHECK_SIZE(size, 8 * 1024 * 1024, max, 4 * 1024)) {
 327 -               start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
 328 -                                                       (22 - bsbits)) << 22;
 329 -               size = 4 * 1024 * 1024;
 330 -       } else if (NRL_CHECK_SIZE(ac->ac_o_ex.fe_len,
 331 -                                       (8<<20)>>bsbits, max, 8 * 1024)) {
 332 -               start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
 333 -                                                       (23 - bsbits)) << 23;
 334 -               size = 8 * 1024 * 1024;
 335 -       } else {
 336 -               start_off = (loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical << bsbits;
 337 -               size      = ac->ac_o_ex.fe_len << bsbits;
 338 +       if (wind == 0) {
 339 +               __u64 tstart, tend;
 340 +               /* file is quite large, we now preallocate with
 341 +                * the biggest configured window with regart to
 342 +                * logical offset */
 343 +               wind = sbi->s_mb_prealloc_table[i - 1];
 344 +               tstart = ac->ac_o_ex.fe_logical;
 345 +               do_div(tstart, wind);
 346 +               start = tstart * wind;
 347 +               tend = ac->ac_o_ex.fe_logical + ac->ac_o_ex.fe_len - 1;
 348 +               do_div(tend, wind);
 349 +               tend = tend * wind + wind;
 350 +               size = tend - start;
 351         }
 352 -       orig_size = size = size >> bsbits;
 353 -       orig_start = start = start_off >> bsbits;
 354 +       orig_size = size;
 355 +       orig_start = start;
 356
 357         /* don't cover already allocated blocks in selected range */
 358         if (ar->pleft && start <= ar->lleft) {
 359 @@ -2955,7 +3100,6 @@
 360         }
 361         BUG_ON(start + size <= ac->ac_o_ex.fe_logical &&
 362                         start > ac->ac_o_ex.fe_logical);
 363 -       BUG_ON(size <= 0 || size > EXT4_BLOCKS_PER_GROUP(ac->ac_sb));
 364
 365         /* now prepare goal request */
 366
 367 @@ -3939,11 +4083,19 @@
 368
 369         /* don't use group allocation for large files */
 370         size = max(size, isize);
 371 -       if (size > sbi->s_mb_stream_request) {
 372 +       if ((ac->ac_o_ex.fe_len >= sbi->s_mb_small_req) ||
 373 +           (size >= sbi->s_mb_large_req)) {
 374                 ac->ac_flags |= EXT4_MB_STREAM_ALLOC;
 375                 return;
 376         }
 377
 378 +       /*
 379 +        * request is so large that we don't care about
 380 +        * streaming - it overweights any possible seek
 381 +        */
 382 +       if (ac->ac_o_ex.fe_len >= sbi->s_mb_large_req)
 383 +               return;
 384 +
 385         BUG_ON(ac->ac_lg != NULL);
 386         /*
 387          * locality group prealloc space are per cpu. The reason for having
 388 Index: linux-stage/fs/ext4/super.c
 389 ===================================================================
 390 --- linux-stage.orig/fs/ext4/super.c    2011-03-11 14:16:56.000000000 +0800
 391 +++ linux-stage/fs/ext4/super.c 2011-03-11 14:19:24.664467626 +0800
 392 @@ -2632,7 +2632,8 @@
 393  EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_max_to_scan, s_mb_max_to_scan);
 394  EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_min_to_scan, s_mb_min_to_scan);
 395  EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_order2_req, s_mb_order2_reqs);
 396 -EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_stream_req, s_mb_stream_request);
 397 +EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_small_req, s_mb_small_req);
 398 +EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_large_req, s_mb_large_req);
 399  EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_group_prealloc, s_mb_group_prealloc);
 400  EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(max_writeback_mb_bump, s_max_writeback_mb_bump);
 401
 402 @@ -2647,7 +2648,8 @@
 403         ATTR_LIST(mb_max_to_scan),
 404         ATTR_LIST(mb_min_to_scan),
 405         ATTR_LIST(mb_order2_req),
 406 -       ATTR_LIST(mb_stream_req),
 407 +       ATTR_LIST(mb_small_req),
 408 +       ATTR_LIST(mb_large_req),
 409         ATTR_LIST(mb_group_prealloc),
 410         ATTR_LIST(max_writeback_mb_bump),
 411         NULL,