ldiskfs/kernel_patches/patches/sles12/ext4-prealloc.patch

   1 Index: linux-3.12.39-47.1/fs/ext4/ext4.h
   2 ===================================================================
   3 --- linux-3.12.39-47.1.orig/fs/ext4/ext4.h
   4 +++ linux-3.12.39-47.1/fs/ext4/ext4.h
   5 @@ -1251,11 +1251,14 @@ 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_dir_size_kb;
  20         /* where last allocation was done - for stream allocation */
  21 Index: linux-3.12.39-47.1/fs/ext4/mballoc.c
  22 ===================================================================
  23 --- linux-3.12.39-47.1.orig/fs/ext4/mballoc.c
  24 +++ linux-3.12.39-47.1/fs/ext4/mballoc.c
  25 @@ -1847,6 +1847,26 @@ int ext4_mb_find_by_goal(struct ext4_all
  26         return 0;
  27  }
  28
  29 +static int ext4_mb_prealloc_table_add(struct ext4_sb_info *sbi, int value)
  30 +{
  31 +       int i;
  32 +
  33 +       if (value > (sbi->s_clusters_per_group - 1 - 1 - sbi->s_itb_per_group))
  34 +               return -1;
  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 0;
  40 +               }
  41 +
  42 +               /* they should add values in order */
  43 +               if (value <= sbi->s_mb_prealloc_table[i])
  44 +                       return -1;
  45 +       }
  46 +       return -1;
  47 +}
  48 +
  49  /*
  50   * The routine scans buddy structures (not bitmap!) from given order
  51   * to max order and tries to find big enough chunk to satisfy the req
  52 @@ -2285,6 +2304,90 @@ static const struct seq_operations ext4_
  53         .show   = ext4_mb_seq_groups_show,
  54  };
  55
  56 +#define EXT4_MB_PREALLOC_TABLE          "prealloc_table"
  57 +
  58 +static ssize_t ext4_mb_prealloc_table_proc_write(struct file *file,
  59 +                                            const char __user *buf,
  60 +                                            size_t cnt, loff_t *pos)
  61 +{
  62 +       struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(PDE_DATA(file_inode(file)));
  63 +       unsigned long value;
  64 +       unsigned long prev = 0;
  65 +       char str[128];
  66 +       char *cur;
  67 +       char *end;
  68 +       unsigned long *new_table;
  69 +       int num = 0;
  70 +       int i = 0;
  71 +
  72 +       if (cnt >= sizeof(str))
  73 +               return -EINVAL;
  74 +       if (copy_from_user(str, buf, cnt))
  75 +               return -EFAULT;
  76 +
  77 +       num = 0;
  78 +       cur = str;
  79 +       end = str + cnt;
  80 +       while (cur < end) {
  81 +               while ((cur < end) && (*cur == ' '))
  82 +                       cur++;
  83 +               value = simple_strtol(cur, &cur, 0);
  84 +               if (value == 0)
  85 +                       break;
  86 +               if (value <= prev)
  87 +                       return -EINVAL;
  88 +               prev = value;
  89 +               num++;
  90 +       }
  91 +
  92 +       new_table = kmalloc(num * sizeof(*new_table), GFP_KERNEL);
  93 +       if (new_table == NULL)
  94 +               return -ENOMEM;
  95 +       kfree(sbi->s_mb_prealloc_table);
  96 +       memset(new_table, 0, num * sizeof(*new_table));
  97 +       sbi->s_mb_prealloc_table = new_table;
  98 +       sbi->s_mb_prealloc_table_size = num;
  99 +       cur = str;
 100 +       end = str + cnt;
 101 +       while (cur < end && i < num) {
 102 +               while (cur < end && *cur == ' ')
 103 +                       cur++;
 104 +               value = simple_strtol(cur, &cur, 0);
 105 +               if (ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, value) == 0)
 106 +                       ++i;
 107 +       }
 108 +       if (i != num)
 109 +               sbi->s_mb_prealloc_table_size = i;
 110 +
 111 +       return cnt;
 112 +}
 113 +
 114 +static int mb_prealloc_table_seq_show(struct seq_file *m, void *v)
 115 +{
 116 +       struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(m->private);
 117 +       int i;
 118 +
 119 +       for (i = 0; i < sbi->s_mb_prealloc_table_size; i++)
 120 +               seq_printf(m, "%ld ", sbi->s_mb_prealloc_table[i]);
 121 +       seq_printf(m, "\n");
 122 +
 123 +       return 0;
 124 +}
 125 +
 126 +static int mb_prealloc_table_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
 127 +{
 128 +       return single_open(file, mb_prealloc_table_seq_show, PDE_DATA(inode));
 129 +}
 130 +
 131 +static const struct file_operations ext4_mb_prealloc_seq_fops = {
 132 +       .owner   = THIS_MODULE,
 133 +       .open    = mb_prealloc_table_seq_open,
 134 +       .read    = seq_read,
 135 +       .llseek  = seq_lseek,
 136 +       .release = single_release,
 137 +       .write   = ext4_mb_prealloc_table_proc_write,
 138 +};
 139 +
 140  static int ext4_mb_seq_groups_open(struct inode *inode, struct file *file)
 141  {
 142         struct super_block *sb = PDE_DATA(inode);
 143 @@ -2550,7 +2657,7 @@ static int ext4_groupinfo_create_slab(si
 144  int ext4_mb_init(struct super_block *sb)
 145  {
 146         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
 147 -       unsigned i, j;
 148 +       unsigned i, j, k, l;
 149         unsigned offset, offset_incr;
 150         unsigned max;
 151         int ret;
 152 @@ -2595,7 +2702,6 @@ int ext4_mb_init(struct super_block *sb)
 153         sbi->s_mb_max_to_scan = MB_DEFAULT_MAX_TO_SCAN;
 154         sbi->s_mb_min_to_scan = MB_DEFAULT_MIN_TO_SCAN;
 155         sbi->s_mb_stats = MB_DEFAULT_STATS;
 156 -       sbi->s_mb_stream_request = MB_DEFAULT_STREAM_THRESHOLD;
 157         sbi->s_mb_order2_reqs = MB_DEFAULT_ORDER2_REQS;
 158         /*
 159          * The default group preallocation is 512, which for 4k block
 160 @@ -2619,9 +2725,47 @@ int ext4_mb_init(struct super_block *sb)
 161          * RAID stripe size so that preallocations don't fragment
 162          * the stripes.
 163          */
 164 -       if (sbi->s_stripe > 1) {
 165 -               sbi->s_mb_group_prealloc = roundup(
 166 -                       sbi->s_mb_group_prealloc, sbi->s_stripe);
 167 +
 168 +       if (sbi->s_stripe == 0) {
 169 +               sbi->s_mb_prealloc_table_size = 10;
 170 +               i = sbi->s_mb_prealloc_table_size * sizeof(unsigned long);
 171 +               sbi->s_mb_prealloc_table = kmalloc(i, GFP_NOFS);
 172 +               if (sbi->s_mb_prealloc_table == NULL) {
 173 +                       ret = -ENOMEM;
 174 +                       goto out;
 175 +               }
 176 +               memset(sbi->s_mb_prealloc_table, 0, i);
 177 +
 178 +               for (k = 0, l = 4; k <= 9; ++k, l *= 2) {
 179 +                       if (ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, l) < 0) {
 180 +                               sbi->s_mb_prealloc_table_size = k;
 181 +                               break;
 182 +                       }
 183 +               }
 184 +
 185 +               sbi->s_mb_small_req = 256;
 186 +               sbi->s_mb_large_req = 1024;
 187 +               sbi->s_mb_group_prealloc = 512;
 188 +       } else {
 189 +               sbi->s_mb_prealloc_table_size = 3;
 190 +               i = sbi->s_mb_prealloc_table_size * sizeof(unsigned long);
 191 +               sbi->s_mb_prealloc_table = kmalloc(i, GFP_NOFS);
 192 +               if (sbi->s_mb_prealloc_table == NULL) {
 193 +                       ret = -ENOMEM;
 194 +                       goto out;
 195 +               }
 196 +               memset(sbi->s_mb_prealloc_table, 0, i);
 197 +
 198 +               for (k = 0, l = sbi->s_stripe; k <= 2; ++k, l *= 2) {
 199 +                       if (ext4_mb_prealloc_table_add(sbi, l) < 0) {
 200 +                               sbi->s_mb_prealloc_table_size = k;
 201 +                               break;
 202 +                       }
 203 +               }
 204 +
 205 +               sbi->s_mb_small_req = sbi->s_stripe;
 206 +               sbi->s_mb_large_req = sbi->s_stripe * 8;
 207 +               sbi->s_mb_group_prealloc = sbi->s_stripe * 4;
 208         }
 209
 210         sbi->s_locality_groups = alloc_percpu(struct ext4_locality_group);
 211 @@ -2627,9 +2769,13 @@ int ext4_mb_init(struct super_block *sb)
 212         if (ret != 0)
 213                 goto out_free_locality_groups;
 214
 215 -       if (sbi->s_proc)
 216 +       if (sbi->s_proc) {
 217                 proc_create_data("mb_groups", S_IRUGO, sbi->s_proc,
 218                                  &ext4_mb_seq_groups_fops, sb);
 219 +               proc_create_data(EXT4_MB_PREALLOC_TABLE, S_IFREG | S_IRUGO |
 220 +                                S_IWUSR, sbi->s_proc,
 221 +                                &ext4_mb_prealloc_seq_fops, sb);
 222 +       }
 223
 224         return 0;
 225
 226 @@ -2639,6 +2785,7 @@ out_free_locality_groups:
 227  out_free_groupinfo_slab:
 228         ext4_groupinfo_destroy_slabs();
 229  out:
 230 +       kfree(sbi->s_mb_prealloc_table);
 231         kfree(sbi->s_mb_offsets);
 232         sbi->s_mb_offsets = NULL;
 233         kfree(sbi->s_mb_maxs);
 234 @@ -2673,8 +2820,10 @@ int ext4_mb_release(struct super_block *
 235         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
 236         struct kmem_cache *cachep = get_groupinfo_cache(sb->s_blocksize_bits);
 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 @@ -2985,9 +3134,9 @@ ext4_mb_normalize_request(struct ext4_al
 247                                 struct ext4_allocation_request *ar)
 248  {
 249         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(ac->ac_sb);
 250 -       int bsbits, max;
 251 +       int bsbits, i, wind;
 252         ext4_lblk_t end;
 253 -       loff_t size, start_off;
 254 +       loff_t size;
 255         loff_t orig_size __maybe_unused;
 256         ext4_lblk_t start;
 257         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(ac->ac_inode);
 258 @@ -3020,50 +3169,34 @@ ext4_mb_normalize_request(struct ext4_al
 259         size = size << bsbits;
 260         if (size < i_size_read(ac->ac_inode))
 261                 size = i_size_read(ac->ac_inode);
 262 -       orig_size = size;
 263 +       size = (size + ac->ac_sb->s_blocksize - 1) >> bsbits;
 264
 265 -       /* max size of free chunks */
 266 -       max = 2 << bsbits;
 267 +       start = wind = 0;
 268
 269 -#define NRL_CHECK_SIZE(req, size, max, chunk_size)     \
 270 -               (req <= (size) || max <= (chunk_size))
 271 +       /* let's choose preallocation window depending on file size */
 272 +       for (i = 0; i < sbi->s_mb_prealloc_table_size; i++) {
 273 +               if (size <= sbi->s_mb_prealloc_table[i]) {
 274 +                       wind = sbi->s_mb_prealloc_table[i];
 275 +                       break;
 276 +               }
 277 +       }
 278 +       size = wind;
 279
 280 -       /* first, try to predict filesize */
 281 -       /* XXX: should this table be tunable? */
 282 -       start_off = 0;
 283 -       if (size <= 16 * 1024) {
 284 -               size = 16 * 1024;
 285 -       } else if (size <= 32 * 1024) {
 286 -               size = 32 * 1024;
 287 -       } else if (size <= 64 * 1024) {
 288 -               size = 64 * 1024;
 289 -       } else if (size <= 128 * 1024) {
 290 -               size = 128 * 1024;
 291 -       } else if (size <= 256 * 1024) {
 292 -               size = 256 * 1024;
 293 -       } else if (size <= 512 * 1024) {
 294 -               size = 512 * 1024;
 295 -       } else if (size <= 1024 * 1024) {
 296 -               size = 1024 * 1024;
 297 -       } else if (NRL_CHECK_SIZE(size, 4 * 1024 * 1024, max, 2 * 1024)) {
 298 -               start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
 299 -                                               (21 - bsbits)) << 21;
 300 -               size = 2 * 1024 * 1024;
 301 -       } else if (NRL_CHECK_SIZE(size, 8 * 1024 * 1024, max, 4 * 1024)) {
 302 -               start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
 303 -                                                       (22 - bsbits)) << 22;
 304 -               size = 4 * 1024 * 1024;
 305 -       } else if (NRL_CHECK_SIZE(ac->ac_o_ex.fe_len,
 306 -                                       (8<<20)>>bsbits, max, 8 * 1024)) {
 307 -               start_off = ((loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical >>
 308 -                                                       (23 - bsbits)) << 23;
 309 -               size = 8 * 1024 * 1024;
 310 -       } else {
 311 -               start_off = (loff_t)ac->ac_o_ex.fe_logical << bsbits;
 312 -               size      = ac->ac_o_ex.fe_len << bsbits;
 313 +       if (wind == 0) {
 314 +               __u64 tstart, tend;
 315 +               /* file is quite large, we now preallocate with
 316 +                * the biggest configured window with regart to
 317 +                * logical offset */
 318 +               wind = sbi->s_mb_prealloc_table[i - 1];
 319 +               tstart = ac->ac_o_ex.fe_logical;
 320 +               do_div(tstart, wind);
 321 +               start = tstart * wind;
 322 +               tend = ac->ac_o_ex.fe_logical + ac->ac_o_ex.fe_len - 1;
 323 +               do_div(tend, wind);
 324 +               tend = tend * wind + wind;
 325 +               size = tend - start;
 326         }
 327 -       size = size >> bsbits;
 328 -       start = start_off >> bsbits;
 329 +       orig_size = size;
 330
 331         /* don't cover already allocated blocks in selected range */
 332         if (ar->pleft && start <= ar->lleft) {
 333 @@ -3139,7 +3272,6 @@ ext4_mb_normalize_request(struct ext4_al
 334         }
 335         BUG_ON(start + size <= ac->ac_o_ex.fe_logical &&
 336                         start > ac->ac_o_ex.fe_logical);
 337 -       BUG_ON(size <= 0 || size > EXT4_BLOCKS_PER_GROUP(ac->ac_sb));
 338
 339         /* now prepare goal request */
 340
 341 @@ -4105,11 +4237,19 @@ static void ext4_mb_group_or_file(struct
 342
 343         /* don't use group allocation for large files */
 344         size = max(size, isize);
 345 -       if (size > sbi->s_mb_stream_request) {
 346 +       if ((ac->ac_o_ex.fe_len >= sbi->s_mb_small_req) ||
 347 +           (size >= sbi->s_mb_large_req)) {
 348                 ac->ac_flags |= EXT4_MB_STREAM_ALLOC;
 349                 return;
 350         }
 351
 352 +       /*
 353 +        * request is so large that we don't care about
 354 +        * streaming - it overweights any possible seek
 355 +        */
 356 +       if (ac->ac_o_ex.fe_len >= sbi->s_mb_large_req)
 357 +               return;
 358 +
 359         BUG_ON(ac->ac_lg != NULL);
 360         /*
 361          * locality group prealloc space are per cpu. The reason for having
 362 Index: linux-3.12.39-47.1/fs/ext4/super.c
 363 ===================================================================
 364 --- linux-3.12.39-47.1.orig/fs/ext4/super.c
 365 +++ linux-3.12.39-47.1/fs/ext4/super.c
 366 @@ -2592,7 +2592,8 @@ EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_stats, s_mb_stats
 367  EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_max_to_scan, s_mb_max_to_scan);
 368  EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_min_to_scan, s_mb_min_to_scan);
 369  EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_order2_req, s_mb_order2_reqs);
 370 -EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_stream_req, s_mb_stream_request);
 371 +EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_small_req, s_mb_small_req);
 372 +EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_large_req, s_mb_large_req);
 373  EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(mb_group_prealloc, s_mb_group_prealloc);
 374  EXT4_DEPRECATED_ATTR(max_writeback_mb_bump, 128);
 375  EXT4_RW_ATTR_SBI_UI(extent_max_zeroout_kb, s_extent_max_zeroout_kb);
 376 @@ -2609,7 +2610,8 @@ static struct attribute *ext4_attrs[] =
 377         ATTR_LIST(mb_max_to_scan),
 378         ATTR_LIST(mb_min_to_scan),
 379         ATTR_LIST(mb_order2_req),
 380 -       ATTR_LIST(mb_stream_req),
 381 +       ATTR_LIST(mb_small_req),
 382 +       ATTR_LIST(mb_large_req),
 383         ATTR_LIST(mb_group_prealloc),
 384         ATTR_LIST(max_writeback_mb_bump),
 385         ATTR_LIST(extent_max_zeroout_kb),
 386 Index: linux-3.12.39-47.1/fs/ext4/inode.c
 387 ===================================================================
 388 --- linux-3.12.39-47.1.orig/fs/ext4/inode.c
 389 +++ linux-3.12.39-47.1/fs/ext4/inode.c
 390 @@ -2457,6 +2457,9 @@ static int ext4_writepages(struct addres
 391                 ext4_journal_stop(handle);
 392         }
 393
 394 +       if (wbc->nr_to_write < sbi->s_mb_small_req)
 395 +               wbc->nr_to_write = sbi->s_mb_small_req;
 396 +
 397         if (wbc->range_start == 0 && wbc->range_end == LLONG_MAX)
 398                 range_whole = 1;
 399