lustre/fld/fld_cache.c

   1 /*
   2  * GPL HEADER START
   3  *
   4  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
   8  * as published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
  14  * in the LICENSE file that accompanied this code).
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * version 2 along with this program; If not, see
  18  * http://www.sun.com/software/products/lustre/docs/GPLv2.pdf
  19  *
  20  * Please contact Sun Microsystems, Inc., 4150 Network Circle, Santa Clara,
  21  * CA 95054 USA or visit www.sun.com if you need additional information or
  22  * have any questions.
  23  *
  24  * GPL HEADER END
  25  */
  26 /*
  27  * Copyright (c) 2007, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  28  * Use is subject to license terms.
  29  */
  30 /*
  31  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
  32  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
  33  *
  34  * lustre/fld/fld_cache.c
  35  *
  36  * FLD (Fids Location Database)
  37  *
  38  * Author: Pravin Shelar <pravin.shelar@sun.com>
  39  * Author: Yury Umanets <umka@clusterfs.com>
  40  */
  41
  42 #define DEBUG_SUBSYSTEM S_FLD
  43
  44 #ifdef __KERNEL__
  45 # include <libcfs/libcfs.h>
  46 # include <linux/module.h>
  47 # include <linux/jbd.h>
  48 # include <asm/div64.h>
  49 #else /* __KERNEL__ */
  50 # include <liblustre.h>
  51 # include <libcfs/list.h>
  52 #endif
  53
  54 #include <obd.h>
  55 #include <obd_class.h>
  56 #include <lustre_ver.h>
  57 #include <obd_support.h>
  58 #include <lprocfs_status.h>
  59
  60 #include <dt_object.h>
  61 #include <md_object.h>
  62 #include <lustre_req_layout.h>
  63 #include <lustre_fld.h>
  64 #include "fld_internal.h"
  65
  66 /**
  67  * create fld cache.
  68  */
  69 struct fld_cache *fld_cache_init(const char *name,
  70                                  int cache_size, int cache_threshold)
  71 {
  72         struct fld_cache *cache;
  73         ENTRY;
  74
  75         LASSERT(name != NULL);
  76         LASSERT(cache_threshold < cache_size);
  77
  78         OBD_ALLOC_PTR(cache);
  79         if (cache == NULL)
  80                 RETURN(ERR_PTR(-ENOMEM));
  81
  82         CFS_INIT_LIST_HEAD(&cache->fci_entries_head);
  83         CFS_INIT_LIST_HEAD(&cache->fci_lru);
  84
  85         cache->fci_cache_count = 0;
  86         cfs_spin_lock_init(&cache->fci_lock);
  87
  88         strncpy(cache->fci_name, name,
  89                 sizeof(cache->fci_name));
  90
  91         cache->fci_cache_size = cache_size;
  92         cache->fci_threshold = cache_threshold;
  93
  94         /* Init fld cache info. */
  95         memset(&cache->fci_stat, 0, sizeof(cache->fci_stat));
  96
  97         CDEBUG(D_INFO, "%s: FLD cache - Size: %d, Threshold: %d\n",
  98                cache->fci_name, cache_size, cache_threshold);
  99
 100         RETURN(cache);
 101 }
 102
 103 /**
 104  * destroy fld cache.
 105  */
 106 void fld_cache_fini(struct fld_cache *cache)
 107 {
 108         __u64 pct;
 109         ENTRY;
 110
 111         LASSERT(cache != NULL);
 112         fld_cache_flush(cache);
 113
 114         if (cache->fci_stat.fst_count > 0) {
 115                 pct = cache->fci_stat.fst_cache * 100;
 116                 do_div(pct, cache->fci_stat.fst_count);
 117         } else {
 118                 pct = 0;
 119         }
 120
 121         CDEBUG(D_INFO, "FLD cache statistics (%s):\n", cache->fci_name);
 122         CDEBUG(D_INFO, "  Total reqs: "LPU64"\n", cache->fci_stat.fst_count);
 123         CDEBUG(D_INFO, "  Cache reqs: "LPU64"\n", cache->fci_stat.fst_cache);
 124         CDEBUG(D_INFO, "  Cache hits: "LPU64"%%\n", pct);
 125
 126         OBD_FREE_PTR(cache);
 127
 128         EXIT;
 129 }
 130
 131 /**
 132  * delete given node from list.
 133  */
 134 static inline void fld_cache_entry_delete(struct fld_cache *cache,
 135                                           struct fld_cache_entry *node)
 136 {
 137         cfs_list_del(&node->fce_list);
 138         cfs_list_del(&node->fce_lru);
 139         cache->fci_cache_count--;
 140         OBD_FREE_PTR(node);
 141 }
 142
 143 /**
 144  * fix list by checking new entry with NEXT entry in order.
 145  */
 146 static void fld_fix_new_list(struct fld_cache *cache)
 147 {
 148         struct fld_cache_entry *f_curr;
 149         struct fld_cache_entry *f_next;
 150         struct lu_seq_range *c_range;
 151         struct lu_seq_range *n_range;
 152         cfs_list_t *head = &cache->fci_entries_head;
 153         ENTRY;
 154
 155 restart_fixup:
 156
 157         cfs_list_for_each_entry_safe(f_curr, f_next, head, fce_list) {
 158                 c_range = &f_curr->fce_range;
 159                 n_range = &f_next->fce_range;
 160
 161                 LASSERT(range_is_sane(c_range));
 162                 if (&f_next->fce_list == head)
 163                         break;
 164
 165                 LASSERT(c_range->lsr_start <= n_range->lsr_start);
 166
 167                 /* check merge possibility with next range */
 168                 if (c_range->lsr_end == n_range->lsr_start) {
 169                         if (c_range->lsr_index != n_range->lsr_index)
 170                                 continue;
 171                         n_range->lsr_start = c_range->lsr_start;
 172                         fld_cache_entry_delete(cache, f_curr);
 173                         continue;
 174                 }
 175
 176                 /* check if current range overlaps with next range. */
 177                 if (n_range->lsr_start < c_range->lsr_end) {
 178
 179                         if (c_range->lsr_index == n_range->lsr_index) {
 180                                 n_range->lsr_start = c_range->lsr_start;
 181                                 n_range->lsr_end = max(c_range->lsr_end,
 182                                                        n_range->lsr_end);
 183
 184                                 fld_cache_entry_delete(cache, f_curr);
 185                         } else {
 186                                 if (n_range->lsr_end <= c_range->lsr_end) {
 187                                         *n_range = *c_range;
 188                                         fld_cache_entry_delete(cache, f_curr);
 189                                 } else
 190                                         n_range->lsr_start = c_range->lsr_end;
 191                         }
 192
 193                         /* we could have overlap over next
 194                          * range too. better restart. */
 195                         goto restart_fixup;
 196                 }
 197
 198                 /* kill duplicates */
 199                 if (c_range->lsr_start == n_range->lsr_start &&
 200                     c_range->lsr_end == n_range->lsr_end)
 201                         fld_cache_entry_delete(cache, f_curr);
 202         }
 203
 204         EXIT;
 205 }
 206
 207 /**
 208  * add node to fld cache
 209  */
 210 static inline void fld_cache_entry_add(struct fld_cache *cache,
 211                                        struct fld_cache_entry *f_new,
 212                                        cfs_list_t *pos)
 213 {
 214         cfs_list_add(&f_new->fce_list, pos);
 215         cfs_list_add(&f_new->fce_lru, &cache->fci_lru);
 216
 217         cache->fci_cache_count++;
 218         fld_fix_new_list(cache);
 219 }
 220
 221 /**
 222  * Check if cache needs to be shrunk. If so - do it.
 223  * Remove one entry in list and so on until cache is shrunk enough.
 224  */
 225 static int fld_cache_shrink(struct fld_cache *cache)
 226 {
 227         struct fld_cache_entry *flde;
 228         cfs_list_t *curr;
 229         int num = 0;
 230         ENTRY;
 231
 232         LASSERT(cache != NULL);
 233
 234         if (cache->fci_cache_count < cache->fci_cache_size)
 235                 RETURN(0);
 236
 237         curr = cache->fci_lru.prev;
 238
 239         while (cache->fci_cache_count + cache->fci_threshold >
 240                cache->fci_cache_size && curr != &cache->fci_lru) {
 241
 242                 flde = cfs_list_entry(curr, struct fld_cache_entry, fce_lru);
 243                 curr = curr->prev;
 244                 fld_cache_entry_delete(cache, flde);
 245                 num++;
 246         }
 247
 248         CDEBUG(D_INFO, "%s: FLD cache - Shrunk by "
 249                "%d entries\n", cache->fci_name, num);
 250
 251         RETURN(0);
 252 }
 253
 254 /**
 255  * kill all fld cache entries.
 256  */
 257 void fld_cache_flush(struct fld_cache *cache)
 258 {
 259         ENTRY;
 260
 261         cfs_spin_lock(&cache->fci_lock);
 262         cache->fci_cache_size = 0;
 263         fld_cache_shrink(cache);
 264         cfs_spin_unlock(&cache->fci_lock);
 265
 266         EXIT;
 267 }
 268
 269 /**
 270  * punch hole in existing range. divide this range and add new
 271  * entry accordingly.
 272  */
 273
 274 void fld_cache_punch_hole(struct fld_cache *cache,
 275                           struct fld_cache_entry *f_curr,
 276                           struct fld_cache_entry *f_new)
 277 {
 278         const struct lu_seq_range *range = &f_new->fce_range;
 279         const seqno_t new_start  = range->lsr_start;
 280         const seqno_t new_end  = range->lsr_end;
 281         struct fld_cache_entry *fldt;
 282
 283         ENTRY;
 284         OBD_ALLOC_GFP(fldt, sizeof *fldt, CFS_ALLOC_ATOMIC);
 285         if (!fldt) {
 286                 OBD_FREE_PTR(f_new);
 287                 EXIT;
 288                 /* overlap is not allowed, so dont mess up list. */
 289                 return;
 290         }
 291         /*  break f_curr RANGE into three RANGES:
 292          *        f_curr, f_new , fldt
 293          */
 294
 295         /* f_new = *range */
 296
 297         /* fldt */
 298         fldt->fce_range.lsr_start = new_end;
 299         fldt->fce_range.lsr_end = f_curr->fce_range.lsr_end;
 300         fldt->fce_range.lsr_index = f_curr->fce_range.lsr_index;
 301
 302         /* f_curr */
 303         f_curr->fce_range.lsr_end = new_start;
 304
 305         /* add these two entries to list */
 306         fld_cache_entry_add(cache, f_new, &f_curr->fce_list);
 307         fld_cache_entry_add(cache, fldt, &f_new->fce_list);
 308
 309         /* no need to fixup */
 310         EXIT;
 311 }
 312
 313 /**
 314  * handle range overlap in fld cache.
 315  */
 316 void fld_cache_overlap_handle(struct fld_cache *cache,
 317                               struct fld_cache_entry *f_curr,
 318                               struct fld_cache_entry *f_new)
 319 {
 320         const struct lu_seq_range *range = &f_new->fce_range;
 321         const seqno_t new_start  = range->lsr_start;
 322         const seqno_t new_end  = range->lsr_end;
 323         const mdsno_t mdt = range->lsr_index;
 324
 325         /* this is overlap case, these case are checking overlapping with
 326          * prev range only. fixup will handle overlaping with next range. */
 327
 328         if (f_curr->fce_range.lsr_index == mdt) {
 329                 f_curr->fce_range.lsr_start = min(f_curr->fce_range.lsr_start,
 330                                                   new_start);
 331
 332                 f_curr->fce_range.lsr_end = max(f_curr->fce_range.lsr_end,
 333                                                 new_end);
 334
 335                 OBD_FREE_PTR(f_new);
 336                 fld_fix_new_list(cache);
 337
 338         } else if (new_start <= f_curr->fce_range.lsr_start &&
 339                         f_curr->fce_range.lsr_end <= new_end) {
 340                 /* case 1: new range completely overshadowed existing range.
 341                  *         e.g. whole range migrated. update fld cache entry */
 342
 343                 f_curr->fce_range = *range;
 344                 OBD_FREE_PTR(f_new);
 345                 fld_fix_new_list(cache);
 346
 347         } else if (f_curr->fce_range.lsr_start < new_start &&
 348                         new_end < f_curr->fce_range.lsr_end) {
 349                 /* case 2: new range fit within existing range. */
 350
 351                 fld_cache_punch_hole(cache, f_curr, f_new);
 352
 353         } else  if (new_end <= f_curr->fce_range.lsr_end) {
 354                 /* case 3: overlap:
 355                  *         [new_start [c_start  new_end)  c_end)
 356                  */
 357
 358                 LASSERT(new_start <= f_curr->fce_range.lsr_start);
 359
 360                 f_curr->fce_range.lsr_start = new_end;
 361                 fld_cache_entry_add(cache, f_new, f_curr->fce_list.prev);
 362
 363         } else if (f_curr->fce_range.lsr_start <= new_start) {
 364                 /* case 4: overlap:
 365                  *         [c_start [new_start c_end) new_end)
 366                  */
 367
 368                 LASSERT(f_curr->fce_range.lsr_end <= new_end);
 369
 370                 f_curr->fce_range.lsr_end = new_start;
 371                 fld_cache_entry_add(cache, f_new, &f_curr->fce_list);
 372         } else
 373                 CERROR("NEW range ="DRANGE" curr = "DRANGE"\n",
 374                        PRANGE(range),PRANGE(&f_curr->fce_range));
 375 }
 376
 377 /**
 378  * Insert FLD entry in FLD cache.
 379  *
 380  * This function handles all cases of merging and breaking up of
 381  * ranges.
 382  */
 383 void fld_cache_insert(struct fld_cache *cache,
 384                       const struct lu_seq_range *range)
 385 {
 386         struct fld_cache_entry *f_new;
 387         struct fld_cache_entry *f_curr;
 388         struct fld_cache_entry *n;
 389         cfs_list_t *head;
 390         cfs_list_t *prev = NULL;
 391         const seqno_t new_start  = range->lsr_start;
 392         const seqno_t new_end  = range->lsr_end;
 393         ENTRY;
 394
 395         LASSERT(range_is_sane(range));
 396
 397         /* Allocate new entry. */
 398         OBD_ALLOC_PTR(f_new);
 399         if (!f_new) {
 400                 EXIT;
 401                 return;
 402         }
 403
 404         f_new->fce_range = *range;
 405
 406         /*
 407          * Duplicate entries are eliminated in inset op.
 408          * So we don't need to search new entry before starting insertion loop.
 409          */
 410
 411         cfs_spin_lock(&cache->fci_lock);
 412         fld_cache_shrink(cache);
 413
 414         head = &cache->fci_entries_head;
 415
 416         cfs_list_for_each_entry_safe(f_curr, n, head, fce_list) {
 417                 /* add list if next is end of list */
 418                 if (new_end < f_curr->fce_range.lsr_start)
 419                         break;
 420
 421                 prev = &f_curr->fce_list;
 422                 /* check if this range is to left of new range. */
 423                 if (new_start < f_curr->fce_range.lsr_end) {
 424                         fld_cache_overlap_handle(cache, f_curr, f_new);
 425                         goto out;
 426                 }
 427         }
 428
 429         if (prev == NULL)
 430                 prev = head;
 431
 432         /* Add new entry to cache and lru list. */
 433         fld_cache_entry_add(cache, f_new, prev);
 434 out:
 435         cfs_spin_unlock(&cache->fci_lock);
 436         EXIT;
 437 }
 438
 439 /**
 440  * lookup \a seq sequence for range in fld cache.
 441  */
 442 int fld_cache_lookup(struct fld_cache *cache,
 443                      const seqno_t seq, struct lu_seq_range *range)
 444 {
 445         struct fld_cache_entry *flde;
 446         cfs_list_t *head;
 447         ENTRY;
 448
 449
 450         cfs_spin_lock(&cache->fci_lock);
 451         head = &cache->fci_entries_head;
 452
 453         cache->fci_stat.fst_count++;
 454         cfs_list_for_each_entry(flde, head, fce_list) {
 455                 if (flde->fce_range.lsr_start > seq)
 456                         break;
 457
 458                 if (range_within(&flde->fce_range, seq)) {
 459                         *range = flde->fce_range;
 460
 461                         /* update position of this entry in lru list. */
 462                         cfs_list_move(&flde->fce_lru, &cache->fci_lru);
 463                         cache->fci_stat.fst_cache++;
 464                         cfs_spin_unlock(&cache->fci_lock);
 465                         RETURN(0);
 466                 }
 467         }
 468         cfs_spin_unlock(&cache->fci_lock);
 469         RETURN(-ENOENT);
 470 }