ldiskfs/kernel_patches/patches/rhel6.4/ext4-prealloc.patch

   1 Index: linux-stage/fs/ext4/ext4.h
   2 ===================================================================
   3 --- linux-stage.orig/fs/ext4/ext4.h
   4 +++ linux-stage/fs/ext4/ext4.h
   5 @@ -1136,11 +1136,14 @@ 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         unsigned int s_max_writeback_mb_bump;
  20         /* where last allocation was done - for stream allocation */
  21 Index: linux-stage/fs/ext4/mballoc.c
  22 ===================================================================
  23 --- linux-stage.orig/fs/ext4/mballoc.c
  24 +++ linux-stage/fs/ext4/mballoc.c
  25 @@ -1838,6 +1838,25 @@ void ext4_mb_complex_scan_group(struct e
  26         ext4_mb_check_limits(ac, e4b, 1);
  27  }
  28
  29 +static void ext4_mb_prealloc_table_add(struct ext4_sb_info *sbi, int value)
  30 +{
  31 +       int i;
  32 +
  33 +       if (value > (sbi->s_blocks_per_group - 1 - 1 - sbi->s_itb_per_group))
  34 +               return;
  35 +
  36 +       for (i = 0; i < sbi->s_mb_prealloc_table_size; i++) {
  37 +               if (sbi->s_mb_prealloc_table[i] == 0) {
  38 +                       sbi->s_mb_prealloc_table[i] = value;
  39 +                       return;
  40 +               }
  41 +
  42 +               /* they should add values in order */
  43 +               if (value <= sbi->s_mb_prealloc_table[i])
  44 +                       return;
  45 +       }
  46 +}
  47 +
  48  /*
  49   * This is a special case for storages like raid5
  50   * we try to find stripe-aligned chunks for stripe-size requests
  51 @@ -2155,6 +2174,80 @@ static const struct seq_operations ext4_
  52         .show   = ext4_mb_seq_groups_show,
  53  };
  54
  55 +#define EXT4_MB_PREALLOC_TABLE          "prealloc_table"
  56 +
  57 +static int ext4_mb_prealloc_table_proc_read(char *page, char **start, off_t off,
  58 +                                           int count, int *eof, void *data)
  59 +{
  60 +       struct ext4_sb_info *sbi = data;
  61 +       int len = 0;
  62 +       int i;
  63 +
  64 +       *eof = 1;
  65 +       if (off != 0)
  66 +               return 0;
  67 +
  68 +       for (i = 0; i < sbi->s_mb_prealloc_table_size; i++)
  69 +               len += sprintf(page + len, "%ld ",
  70 +                              sbi->s_mb_prealloc_table[i]);
  71 +       len += sprintf(page + len, "\n");
  72 +
  73 +       *start = page;
  74 +       return len;
  75 +}
  76 +
  77 +static int ext4_mb_prealloc_table_proc_write(struct file *file,
  78 +                                            const char __user *buf,
  79 +                                            unsigned long cnt, void *data)
  80 +{
  81 +       struct ext4_sb_info *sbi = data;
  82 +       unsigned long value;
  83 +       unsigned long prev = 0;
  84 +       char str[128];
  85 +       char *cur;
  86 +       char *end;
  87 +       unsigned long *new_table;
  88 +       int num = 0;
  89 +       int i = 0;
  90 +
  91 +       if (cnt >= sizeof(str))
  92 +               return -EINVAL;
  93 +       if (copy_from_user(str, buf, cnt))
  94 +               return -EFAULT;
  95 +
  96 +       num = 0;
  97 +       cur = str;
  98 +       end = str + cnt;
  99 +       while (cur < end) {
 100 +               while ((cur < end) && (*cur == ' ')) cur++;
 101 +               value = simple_strtol(cur, &cur, 0);
 102 +               if (value == 0)
 103 +                       break;
 104 +               if (value <= prev)
 105 +                       return -EINVAL;
 106 +               prev = value;
 107 +               num++;
 108 +       }
 109 +
 110 +       new_table = kmalloc(num * sizeof(*new_table), GFP_KERNEL);
 111 +       if (new_table == NULL)
 112 +               return -ENOMEM;
 113 +       kfree(sbi->s_mb_prealloc_table);
 114 +       memset(new_table, 0, num * sizeof(*new_table));
 115 +       sbi->s_mb_prealloc_table = new_table;
 116 +       sbi->s_mb_prealloc_table_size = num;
 117 +       cur = str;
 118 +       end = str + cnt;
 119 +       while (cur < end && i < num) {
 120 +       while ((cur < end) && (*cur == ' ')) cur++;
 121 +               value = simple_strtol(cur, &cur, 0);
 122 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, value);
 123 +               i++;
 124 +       }
 125 +
 126 +       return cnt;
 127 +}
 128 +
 129  static int ext4_mb_seq_groups_open(struct inode *inode, struct file *file)
 130  {
 131         struct super_block *sb = PDE(inode)->data;
 132 @@ -2380,26 +2473,62 @@ int ext4_mb_init(struct super_block *sb,
 133                 i++;
 134         } while (i <= sb->s_blocksize_bits + 1);
 135
 136 -       /* init file for buddy data */
 137 -       ret = ext4_mb_init_backend(sb);
 138 -       if (ret != 0) {
 139 -               kfree(sbi->s_mb_offsets);
 140 -               kfree(sbi->s_mb_maxs);
 141 -               return ret;
 142 -       }
 143 -
 144         spin_lock_init(&sbi->s_md_lock);
 145         spin_lock_init(&sbi->s_bal_lock);
 146
 147         sbi->s_mb_max_to_scan = MB_DEFAULT_MAX_TO_SCAN;
 148         sbi->s_mb_min_to_scan = MB_DEFAULT_MIN_TO_SCAN;
 149         sbi->s_mb_stats = MB_DEFAULT_STATS;
 150 -       sbi->s_mb_stream_request = MB_DEFAULT_STREAM_THRESHOLD;
 151         sbi->s_mb_order2_reqs = MB_DEFAULT_ORDER2_REQS;
 152 -       sbi->s_mb_group_prealloc = MB_DEFAULT_GROUP_PREALLOC;
 153 +
 154 +       if (sbi->s_stripe == 0) {
 155 +               sbi->s_mb_prealloc_table_size = 10;
 156 +               i = sbi->s_mb_prealloc_table_size * sizeof(unsigned long);
 157 +               sbi->s_mb_prealloc_table = kmalloc(i, GFP_NOFS);
 158 +               if (sbi->s_mb_prealloc_table == NULL) {
 159 +                       kfree(sbi->s_mb_offsets);
 160 +                       kfree(sbi->s_mb_maxs);
 161 +                       return -ENOMEM;
 162 +               }
 163 +               memset(sbi->s_mb_prealloc_table, 0, i);
 164 +
 165 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 4);
 166 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 8);
 167 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 16);
 168 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 32);
 169 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 64);
 170 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 128);
 171 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 256);
 172 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 512);
 173 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 1024);
 174 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, 2048);
 175 +
 176 +               sbi->s_mb_small_req = 256;
 177 +               sbi->s_mb_large_req = 1024;
 178 +               sbi->s_mb_group_prealloc = 512;
 179 +       } else {
 180 +               sbi->s_mb_prealloc_table_size = 3;
 181 +               i = sbi->s_mb_prealloc_table_size * sizeof(unsigned long);
 182 +               sbi->s_mb_prealloc_table = kmalloc(i, GFP_NOFS);
 183 +               if (sbi->s_mb_prealloc_table == NULL) {
 184 +                       kfree(sbi->s_mb_offsets);
 185 +                       kfree(sbi->s_mb_maxs);
 186 +                       return -ENOMEM;
 187 +               }
 188 +               memset(sbi->s_mb_prealloc_table, 0, i);
 189 +
 190 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, sbi->s_stripe);
 191 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, sbi->s_stripe * 2);
 192 +               ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, sbi->s_stripe * 4);
 193 +
 194 +               sbi->s_mb_small_req = sbi->s_stripe;
 195 +               sbi->s_mb_large_req = sbi->s_stripe * 8;
 196 +               sbi->s_mb_group_prealloc = sbi->s_stripe * 4;
 197 +       }
 198
 199         sbi->s_locality_groups = alloc_percpu(struct ext4_locality_group);
 200         if (sbi->s_locality_groups == NULL) {
 201 +               kfree(sbi->s_mb_prealloc_table);
 202                 kfree(sbi->s_mb_offsets);
 203                 kfree(sbi->s_mb_maxs);
 204                 return -ENOMEM;
 205 @@ -2413,9 +2542,27 @@ int ext4_mb_init(struct super_block *sb,
 206                 spin_lock_init(&lg->lg_prealloc_lock);
 207         }
 208
 209 -       if (sbi->s_proc)
 210 +       /* init file for buddy data */
 211 +       ret = ext4_mb_init_backend(sb);
 212 +       if (ret != 0) {
 213 +               kfree(sbi->s_mb_prealloc_table);
 214 +               kfree(sbi->s_mb_offsets);
 215 +               kfree(sbi->s_mb_maxs);
 216 +               return ret;
 217 +       }
 218 +
 219 +       if (sbi->s_proc) {
 220 +               struct proc_dir_entry *p;
 221                 proc_create_data("mb_groups", S_IRUGO, sbi->s_proc,
 222                                  &ext4_mb_seq_groups_fops, sb);
 223 +               p = create_proc_entry(EXT4_MB_PREALLOC_TABLE, S_IFREG |
 224 +                                     S_IRUGO | S_IWUSR, sbi->s_proc);
 225 +               if (p) {
 226 +                       p->data = sbi;
 227 +                       p->read_proc = ext4_mb_prealloc_table_proc_read;
 228 +                       p->write_proc = ext4_mb_prealloc_table_proc_write;
 229 +               }
 230 +       }
 231
 232         if (sbi->s_journal)
 233                 sbi->s_journal->j_commit_callback = release_blocks_on_commit;
 234 @@ -2448,8 +2595,10 @@ int ext4_mb_release(struct super_block *
 235         struct ext4_group_info *grinfo;
 236         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
 237
 238 -       if (sbi->s_proc)
 239 +       if (sbi->s_proc) {
 240                 remove_proc_entry("mb_groups", sbi->s_proc);
 241 +               remove_proc_entry(EXT4_MB_PREALLOC_TABLE, sbi->s_proc);
 242 +       }
 243
 244         if (sbi->s_group_info) {
 245                 for (i = 0; i < ngroups; i++) {
 246 @@ -2469,6 +2618,7 @@ int ext4_mb_release(struct super_block *
 247                         kfree(sbi->s_group_info[i]);
 248                 kfree(sbi->s_group_info);
 249         }
 250 +       kfree(sbi->s_mb_prealloc_table);
 251         kfree(sbi->s_mb_offsets);
 252         kfree(sbi->s_mb_maxs);
 253         if (sbi->s_buddy_cache)
 254 @@ -2798,11 +2948,12 @@ static noinline_for_stack void
 255  ext4_mb_normalize_request(struct ext4_allocation_context *ac,
 256                                 struct ext4_allocation_request *ar)
 257  {
 258 -       int bsbits, max;
 259 +       int bsbits, i, wind;
 260         ext4_lblk_t end;
 261 -       loff_t size, orig_size, start_off;
 262 +       loff_t size, orig_size;
 263         ext4_lblk_t start, orig_start;
 264         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(ac->ac_inode);
 265 +       struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(ac->ac_sb);
 266         struct ext4_prealloc_space *pa;
 267
 268         /* do normalize only data requests, metadata requests
 269 @@ -2832,49 +2983,35 @@ ext4_mb_normalize_request(struct ext4_al
 270         size = size << bsbits;
 271         if (size < i_size_read(ac->ac_inode))
 272                 size = i_size_read(ac->ac_inode);
 273 +       size = (size + ac->ac_sb->s_blocksize - 1) >> bsbits;
 274
 275 -       /* max size of free chunks */
 276 -       max = 2 << bsbits;
 277 +       start = wind = 0;
 278
 279 -#define NRL_CHECK_SIZE(req, size, max, chunk_size)     \
 280 -               (req <= (size) || max <= (chunk_size))
 281 +       /* let's choose preallocation window depending on file size */
 282 +       for (i = 0; i < sbi->s_mb_prealloc_table_size; i++) {
 283 +               if (size <= sbi->s_mb_prealloc_table[i]) {
 284 +                       wind = sbi->s_mb_prealloc_table[i];
 285 +                       break;
 286 +               }
 287 +       }
 288 +       size = wind;
 289
 290 -       /* first, try to predict filesize */
 291 -       /* XXX: should this table be tunable? */
 292 -       start_off = 0;
 293 -       if (size <= 16 * 1024) {
 294 -               size = 16 * 1024;
 295 -       } else if (size <= 32 * 1024) {
 296 -               size = 32 * 1024;
 297 -       } else if (size <= 64 * 1024) {
 298 -               size = 64 * 1024;
 299 -       } else if (size <= 128 * 1024) {
 300 -               size = 128 * 1024;
 301 -       } else if (size <= 256 * 1024) {
 302 -               size = 256 * 1024;
 303 -       } else if (size <= 512 * 1024) {
 304 -               size = 512 * 1024;
 305 -       } else if (size <= 1024 * 1024) {
 306 -               size = 1024 * 1024;
 307 -       } else if (NRL_CHECK_SIZE(size, 4 * 1024 * 1024, max, 2 * 1024)) {
 308 -               start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
 309 -                                               (21 - bsbits)) << 21;
 310 -               size = 2 * 1024 * 1024;
 311 -       } else if (NRL_CHECK_SIZE(size, 8 * 1024 * 1024, max, 4 * 1024)) {
 312 -               start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
 313 -                                                       (22 - bsbits)) << 22;
 314 -               size = 4 * 1024 * 1024;
 315 -       } else if (NRL_CHECK_SIZE(ac->ac_o_ex.fe_len,
 316 -                                       (8<<20)>>bsbits, max, 8 * 1024)) {
 317 -               start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
 318 -                                                       (23 - bsbits)) << 23;
 319 -               size = 8 * 1024 * 1024;
 320 -       } else {
 321 -               start_off = (loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical << bsbits;
 322 -               size      = ac->ac_o_ex.fe_len << bsbits;
 323 +       if (wind == 0) {
 324 +               __u64 tstart, tend;
 325 +               /* file is quite large, we now preallocate with
 326 +                * the biggest configured window with regart to
 327 +                * logical offset */
 328 +               wind = sbi->s_mb_prealloc_table[i - 1];
 329 +               tstart = ac->ac_o_ex.fe_logical;
 330 +               do_div(tstart, wind);
 331 +               start = tstart * wind;
 332 +               tend = ac->ac_o_ex.fe_logical + ac->ac_o_ex.fe_len - 1;
 333 +               do_div(tend, wind);
 334 +               tend = tend * wind + wind;
 335 +               size = tend - start;
 336         }
 337 -       orig_size = size = size >> bsbits;
 338 -       orig_start = start = start_off >> bsbits;
 339 +       orig_size = size;
 340 +       orig_start = start;
 341
 342         /* don't cover already allocated blocks in selected range */
 343         if (ar->pleft && start <= ar->lleft) {
 344 @@ -2946,7 +3083,6 @@ ext4_mb_normalize_request(struct ext4_al
 345         }
 346         BUG_ON(start + size <= ac->ac_o_ex.fe_logical &&
 347                         start > ac->ac_o_ex.fe_logical);
 348 -       BUG_ON(size <= 0 || size > EXT4_BLOCKS_PER_GROUP(ac->ac_sb));
 349
 350         /* now prepare goal request */
 351
 352 @@ -3930,11 +4066,19 @@ static void ext4_mb_group_or_file(struct
 353
 354         /* don't use group allocation for large files */
 355         size = max(size, isize);
 356 -       if (size > sbi->s_mb_stream_request) {
 357 +       if ((ac->ac_o_ex.fe_len >= sbi->s_mb_small_req) ||
 358 +           (size >= sbi->s_mb_large_req)) {
 359                 ac->ac_flags |= EXT4_MB_STREAM_ALLOC;
 360                 return;
 361         }
 362
 363 +       /*
 364 +        * request is so large that we don't care about
 365 +        * streaming - it overweights any possible seek
 366 +        */
 367 +       if (ac->ac_o_ex.fe_len >= sbi->s_mb_large_req)
 368 +               return;
 369 +
 370         BUG_ON(ac->ac_lg != NULL);
 371         /*
 372          * locality group prealloc space are per cpu. The reason for having
 373 Index: linux-stage/fs/ext4/super.c
 374 ===================================================================
 375 --- linux-stage.orig/fs/ext4/super.c
 376 +++ linux-stage/fs/ext4/super.c
 377 @@ -2357,7 +2357,8 @@ EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_stats, s_mb_stats
 378  EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_max_to_scan, s_mb_max_to_scan);
 379  EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_min_to_scan, s_mb_min_to_scan);
 380  EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_order2_req, s_mb_order2_reqs);
 381 -EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_stream_req, s_mb_stream_request);
 382 +EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_small_req, s_mb_small_req);
 383 +EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_large_req, s_mb_large_req);
 384  EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_group_prealloc, s_mb_group_prealloc);
 385  EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(max_writeback_mb_bump, s_max_writeback_mb_bump);
 386
 387 @@ -2372,7 +2373,8 @@ static struct attribute *ext4_attrs[] =
 388         ATTR_LIST(mb_max_to_scan),
 389         ATTR_LIST(mb_min_to_scan),
 390         ATTR_LIST(mb_order2_req),
 391 -       ATTR_LIST(mb_stream_req),
 392 +       ATTR_LIST(mb_small_req),
 393 +       ATTR_LIST(mb_large_req),
 394         ATTR_LIST(mb_group_prealloc),
 395         ATTR_LIST(max_writeback_mb_bump),
 396         NULL,
 397 Index: linux-stage/fs/ext4/inode.c
 398 ===================================================================
 399 --- linux-stage.orig/fs/ext4/inode.c
 400 +++ linux-stage/fs/ext4/inode.c
 401 @@ -3070,6 +3070,11 @@ static int ext4_da_writepages(struct add
 402         if (unlikely(sbi->s_mount_flags & EXT4_MF_FS_ABORTED))
 403                 return -EROFS;
 404
 405 +       if (wbc->nr_to_write < sbi->s_mb_small_req) {
 406 +               nr_to_writebump = sbi->s_mb_small_req - wbc->nr_to_write;
 407 +               wbc->nr_to_write = sbi->s_mb_small_req;
 408 +       }
 409 +
 410         if (wbc->range_start == 0 && wbc->range_end == LLONG_MAX)
 411                 range_whole = 1;
 412