lustre/llite/rw.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.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html
  19  *
  20  * GPL HEADER END
  21  */
  22 /*
  23  * Copyright (c) 2002, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  24  * Use is subject to license terms.
  25  *
  26  * Copyright (c) 2011, 2017, Intel Corporation.
  27  */
  28 /*
  29  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
  30  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
  31  *
  32  * lustre/llite/rw.c
  33  *
  34  * Lustre Lite I/O page cache routines shared by different kernel revs
  35  */
  36
  37 #include <linux/kernel.h>
  38 #include <linux/mm.h>
  39 #include <linux/string.h>
  40 #include <linux/stat.h>
  41 #include <linux/errno.h>
  42 #include <linux/unistd.h>
  43 #include <linux/writeback.h>
  44 #include <asm/uaccess.h>
  45
  46 #include <linux/fs.h>
  47 #include <linux/file.h>
  48 #include <linux/stat.h>
  49 #include <asm/uaccess.h>
  50 #include <linux/mm.h>
  51 #include <linux/pagemap.h>
  52 /* current_is_kswapd() */
  53 #include <linux/swap.h>
  54 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
  55
  56 #define DEBUG_SUBSYSTEM S_LLITE
  57
  58 #include <obd_cksum.h>
  59 #include "llite_internal.h"
  60 #include <lustre_compat.h>
  61
  62 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which);
  63
  64 /**
  65  * Get readahead pages from the filesystem readahead pool of the client for a
  66  * thread.
  67  *
  68  * /param sbi superblock for filesystem readahead state ll_ra_info
  69  * /param ria per-thread readahead state
  70  * /param pages number of pages requested for readahead for the thread.
  71  *
  72  * WARNING: This algorithm is used to reduce contention on sbi->ll_lock.
  73  * It should work well if the ra_max_pages is much greater than the single
  74  * file's read-ahead window, and not too many threads contending for
  75  * these readahead pages.
  76  *
  77  * TODO: There may be a 'global sync problem' if many threads are trying
  78  * to get an ra budget that is larger than the remaining readahead pages
  79  * and reach here at exactly the same time. They will compute /a ret to
  80  * consume the remaining pages, but will fail at atomic_add_return() and
  81  * get a zero ra window, although there is still ra space remaining. - Jay */
  82
  83 static unsigned long ll_ra_count_get(struct ll_sb_info *sbi,
  84                                      struct ra_io_arg *ria,
  85                                      unsigned long pages, unsigned long min)
  86 {
  87         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
  88         long ret;
  89         ENTRY;
  90
  91         /* If read-ahead pages left are less than 1M, do not do read-ahead,
  92          * otherwise it will form small read RPC(< 1M), which hurt server
  93          * performance a lot. */
  94         ret = min(ra->ra_max_pages - atomic_read(&ra->ra_cur_pages),
  95                   pages);
  96         if (ret < 0 || ret < min_t(long, PTLRPC_MAX_BRW_PAGES, pages))
  97                 GOTO(out, ret = 0);
  98
  99         if (atomic_add_return(ret, &ra->ra_cur_pages) > ra->ra_max_pages) {
 100                 atomic_sub(ret, &ra->ra_cur_pages);
 101                 ret = 0;
 102         }
 103
 104 out:
 105         if (ret < min) {
 106                 /* override ra limit for maximum performance */
 107                 atomic_add(min - ret, &ra->ra_cur_pages);
 108                 ret = min;
 109         }
 110         RETURN(ret);
 111 }
 112
 113 void ll_ra_count_put(struct ll_sb_info *sbi, unsigned long len)
 114 {
 115         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
 116         atomic_sub(len, &ra->ra_cur_pages);
 117 }
 118
 119 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which)
 120 {
 121         LASSERTF(which < _NR_RA_STAT, "which: %u\n", which);
 122         lprocfs_counter_incr(sbi->ll_ra_stats, which);
 123 }
 124
 125 void ll_ra_stats_inc(struct inode *inode, enum ra_stat which)
 126 {
 127         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(inode);
 128         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, which);
 129 }
 130
 131 #define RAS_CDEBUG(ras) \
 132         CDEBUG(D_READA,                                                      \
 133                "lre %lu cr %lu cb %lu ws %lu wl %lu nra %lu rpc %lu "        \
 134                "r %lu ri %lu csr %lu sf %lu sb %lu sl %lu lr %lu\n", \
 135                ras->ras_last_read_end, ras->ras_consecutive_requests,        \
 136                ras->ras_consecutive_bytes, ras->ras_window_start,            \
 137                ras->ras_window_len, ras->ras_next_readahead,                 \
 138                ras->ras_rpc_size,                                            \
 139                ras->ras_requests, ras->ras_request_index,                    \
 140                ras->ras_consecutive_stride_requests, ras->ras_stride_offset, \
 141                ras->ras_stride_bytes, ras->ras_stride_length,                \
 142                ras->ras_async_last_readpage)
 143
 144 static int pos_in_window(unsigned long pos, unsigned long point,
 145                          unsigned long before, unsigned long after)
 146 {
 147         unsigned long start = point - before, end = point + after;
 148
 149         if (start > point)
 150                start = 0;
 151         if (end < point)
 152                end = ~0;
 153
 154         return start <= pos && pos <= end;
 155 }
 156
 157 void ll_ras_enter(struct file *f)
 158 {
 159         struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(f);
 160         struct ll_readahead_state *ras = &fd->fd_ras;
 161
 162         spin_lock(&ras->ras_lock);
 163         ras->ras_requests++;
 164         ras->ras_request_index = 0;
 165         ras->ras_consecutive_requests++;
 166         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 167 }
 168
 169 /**
 170  * Initiates read-ahead of a page with given index.
 171  *
 172  * \retval +ve: page was already uptodate so it will be skipped
 173  *              from being added;
 174  * \retval -ve: page wasn't added to \a queue for error;
 175  * \retval   0: page was added into \a queue for read ahead.
 176  */
 177 static int ll_read_ahead_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 178                               struct cl_page_list *queue, pgoff_t index)
 179 {
 180         struct cl_object *clob  = io->ci_obj;
 181         struct inode     *inode = vvp_object_inode(clob);
 182         struct page      *vmpage;
 183         struct cl_page   *page;
 184         struct vvp_page  *vpg;
 185         enum ra_stat      which = _NR_RA_STAT; /* keep gcc happy */
 186         int               rc    = 0;
 187         const char       *msg   = NULL;
 188         ENTRY;
 189
 190         vmpage = grab_cache_page_nowait(inode->i_mapping, index);
 191         if (vmpage == NULL) {
 192                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
 193                 msg   = "g_c_p_n failed";
 194                 GOTO(out, rc = -EBUSY);
 195         }
 196
 197         /* Check if vmpage was truncated or reclaimed */
 198         if (vmpage->mapping != inode->i_mapping) {
 199                 which = RA_STAT_WRONG_GRAB_PAGE;
 200                 msg   = "g_c_p_n returned invalid page";
 201                 GOTO(out, rc = -EBUSY);
 202         }
 203
 204         page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index, vmpage, CPT_CACHEABLE);
 205         if (IS_ERR(page)) {
 206                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
 207                 msg   = "cl_page_find failed";
 208                 GOTO(out, rc = PTR_ERR(page));
 209         }
 210
 211         lu_ref_add(&page->cp_reference, "ra", current);
 212         cl_page_assume(env, io, page);
 213         vpg = cl2vvp_page(cl_object_page_slice(clob, page));
 214         if (!vpg->vpg_defer_uptodate && !PageUptodate(vmpage)) {
 215                 vpg->vpg_defer_uptodate = 1;
 216                 vpg->vpg_ra_used = 0;
 217                 cl_page_list_add(queue, page);
 218         } else {
 219                 /* skip completed pages */
 220                 cl_page_unassume(env, io, page);
 221                 /* This page is already uptodate, returning a positive number
 222                  * to tell the callers about this */
 223                 rc = 1;
 224         }
 225
 226         lu_ref_del(&page->cp_reference, "ra", current);
 227         cl_page_put(env, page);
 228
 229 out:
 230         if (vmpage != NULL) {
 231                 if (rc != 0)
 232                         unlock_page(vmpage);
 233                 put_page(vmpage);
 234         }
 235         if (msg != NULL) {
 236                 ll_ra_stats_inc(inode, which);
 237                 CDEBUG(D_READA, "%s\n", msg);
 238
 239         }
 240
 241         RETURN(rc);
 242 }
 243
 244 #define RIA_DEBUG(ria)                                          \
 245         CDEBUG(D_READA, "rs %lu re %lu ro %lu rl %lu rb %lu\n", \
 246                ria->ria_start, ria->ria_end, ria->ria_stoff,    \
 247                ria->ria_length, ria->ria_bytes)
 248
 249 static inline int stride_io_mode(struct ll_readahead_state *ras)
 250 {
 251         return ras->ras_consecutive_stride_requests > 1;
 252 }
 253
 254 /* The function calculates how much pages will be read in
 255  * [off, off + length], in such stride IO area,
 256  * stride_offset = st_off, stride_lengh = st_len,
 257  * stride_bytes = st_bytes
 258  *
 259  *   |------------------|*****|------------------|*****|------------|*****|....
 260  * st_off
 261  *   |--- st_bytes     ---|
 262  *   |-----     st_len   -----|
 263  *
 264  *              How many bytes it should read in such pattern
 265  *              |-------------------------------------------------------------|
 266  *              off
 267  *              |<------                  length                      ------->|
 268  *
 269  *          =   |<----->|  +  |-------------------------------------| +   |---|
 270  *             start_left                 st_bytes * i                 end_left
 271  */
 272 static unsigned long
 273 stride_byte_count(unsigned long st_off, unsigned long st_len,
 274                   unsigned long st_bytes, unsigned long off,
 275                   unsigned long length)
 276 {
 277         __u64 start = off > st_off ? off - st_off : 0;
 278         __u64 end = off + length > st_off ? off + length - st_off : 0;
 279         unsigned long start_left = 0;
 280         unsigned long end_left = 0;
 281         unsigned long bytes_count;
 282
 283         if (st_len == 0 || length == 0 || end == 0)
 284                 return length;
 285
 286         start_left = do_div(start, st_len);
 287         if (start_left < st_bytes)
 288                 start_left = st_bytes - start_left;
 289         else
 290                 start_left = 0;
 291
 292         end_left = do_div(end, st_len);
 293         if (end_left > st_bytes)
 294                 end_left = st_bytes;
 295
 296         CDEBUG(D_READA, "start %llu, end %llu start_left %lu end_left %lu\n",
 297                start, end, start_left, end_left);
 298
 299         if (start == end)
 300                 bytes_count = end_left - (st_bytes - start_left);
 301         else
 302                 bytes_count = start_left +
 303                         st_bytes * (end - start - 1) + end_left;
 304
 305         CDEBUG(D_READA,
 306                "st_off %lu, st_len %lu st_bytes %lu off %lu length %lu bytescount %lu\n",
 307                st_off, st_len, st_bytes, off, length, bytes_count);
 308
 309         return bytes_count;
 310 }
 311
 312 static int ria_page_count(struct ra_io_arg *ria)
 313 {
 314         __u64 length = ria->ria_end >= ria->ria_start ?
 315                        ria->ria_end - ria->ria_start + 1 : 0;
 316         unsigned int bytes_count;
 317
 318         bytes_count = stride_byte_count(ria->ria_stoff, ria->ria_length,
 319                                          ria->ria_bytes, ria->ria_start,
 320                                          length << PAGE_SHIFT);
 321         return (bytes_count + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 322
 323 }
 324
 325 static unsigned long ras_align(struct ll_readahead_state *ras,
 326                                pgoff_t index, unsigned long *remainder)
 327 {
 328         unsigned long rem = index % ras->ras_rpc_size;
 329         if (remainder != NULL)
 330                 *remainder = rem;
 331         return index - rem;
 332 }
 333
 334 /*Check whether the index is in the defined ra-window */
 335 static int ras_inside_ra_window(unsigned long idx, struct ra_io_arg *ria)
 336 {
 337         /* If ria_length == ria_pages, it means non-stride I/O mode,
 338          * idx should always inside read-ahead window in this case
 339          * For stride I/O mode, just check whether the idx is inside
 340          * the ria_pages. */
 341         return ria->ria_length == 0 || ria->ria_length == ria->ria_bytes ||
 342                (idx >= ria->ria_stoff && (idx - ria->ria_stoff) %
 343                 ria->ria_length < ria->ria_bytes);
 344 }
 345
 346 static unsigned long
 347 ll_read_ahead_pages(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 348                     struct cl_page_list *queue, struct ll_readahead_state *ras,
 349                     struct ra_io_arg *ria, pgoff_t *ra_end)
 350 {
 351         struct cl_read_ahead ra = { 0 };
 352         int rc = 0, count = 0;
 353         bool stride_ria;
 354         pgoff_t page_idx;
 355
 356         LASSERT(ria != NULL);
 357         RIA_DEBUG(ria);
 358
 359         stride_ria = ria->ria_length > ria->ria_bytes && ria->ria_bytes > 0;
 360         for (page_idx = ria->ria_start;
 361              page_idx <= ria->ria_end && ria->ria_reserved > 0; page_idx++) {
 362                 if (ras_inside_ra_window(page_idx, ria)) {
 363                         if (ra.cra_end == 0 || ra.cra_end < page_idx) {
 364                                 unsigned long end;
 365
 366                                 cl_read_ahead_release(env, &ra);
 367
 368                                 rc = cl_io_read_ahead(env, io, page_idx, &ra);
 369                                 if (rc < 0)
 370                                         break;
 371
 372                                 /* Do not shrink the ria_end at any case until
 373                                  * the minimum end of current read is covered.
 374                                  * And only shrink the ria_end if the matched
 375                                  * LDLM lock doesn't cover more. */
 376                                 if (page_idx > ra.cra_end ||
 377                                     (ra.cra_contention &&
 378                                      page_idx > ria->ria_end_min)) {
 379                                         ria->ria_end = ra.cra_end;
 380                                         break;
 381                                 }
 382
 383                                 CDEBUG(D_READA, "idx: %lu, ra: %lu, rpc: %lu\n",
 384                                        page_idx, ra.cra_end, ra.cra_rpc_size);
 385                                 LASSERTF(ra.cra_end >= page_idx,
 386                                          "object: %p, indcies %lu / %lu\n",
 387                                          io->ci_obj, ra.cra_end, page_idx);
 388                                 /* update read ahead RPC size.
 389                                  * NB: it's racy but doesn't matter */
 390                                 if (ras->ras_rpc_size != ra.cra_rpc_size &&
 391                                     ra.cra_rpc_size > 0)
 392                                         ras->ras_rpc_size = ra.cra_rpc_size;
 393                                 /* trim it to align with optimal RPC size */
 394                                 end = ras_align(ras, ria->ria_end + 1, NULL);
 395                                 if (end > 0 && !ria->ria_eof)
 396                                         ria->ria_end = end - 1;
 397                                 if (ria->ria_end < ria->ria_end_min)
 398                                         ria->ria_end = ria->ria_end_min;
 399                         }
 400                         if (page_idx > ria->ria_end)
 401                                 break;
 402
 403                         /* If the page is inside the read-ahead window */
 404                         rc = ll_read_ahead_page(env, io, queue, page_idx);
 405                         if (rc < 0)
 406                                 break;
 407
 408                         *ra_end = page_idx;
 409                         /* Only subtract from reserve & count the page if we
 410                          * really did readahead on that page. */
 411                         if (rc == 0) {
 412                                 ria->ria_reserved--;
 413                                 count++;
 414                         }
 415                 } else if (stride_ria) {
 416                         /* If it is not in the read-ahead window, and it is
 417                          * read-ahead mode, then check whether it should skip
 418                          * the stride gap.
 419                          */
 420                         unsigned long offset;
 421                         unsigned long pos = page_idx << PAGE_SHIFT;
 422
 423                         offset = (pos - ria->ria_stoff) % ria->ria_length;
 424                         if (offset >= ria->ria_bytes) {
 425                                 pos += (ria->ria_length - offset);
 426                                 page_idx = (pos >> PAGE_SHIFT) - 1;
 427                                 CDEBUG(D_READA,
 428                                        "Stride: jump %lu pages to %lu\n",
 429                                        ria->ria_length - offset, page_idx);
 430                                 continue;
 431                         }
 432                 }
 433         }
 434
 435         cl_read_ahead_release(env, &ra);
 436
 437         return count;
 438 }
 439
 440 static void ll_readahead_work_free(struct ll_readahead_work *work)
 441 {
 442         fput(work->lrw_file);
 443         OBD_FREE_PTR(work);
 444 }
 445
 446 static void ll_readahead_handle_work(struct work_struct *wq);
 447 static void ll_readahead_work_add(struct inode *inode,
 448                                   struct ll_readahead_work *work)
 449 {
 450         INIT_WORK(&work->lrw_readahead_work, ll_readahead_handle_work);
 451         queue_work(ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ll_readahead_wq,
 452                    &work->lrw_readahead_work);
 453 }
 454
 455 static int ll_readahead_file_kms(const struct lu_env *env,
 456                                 struct cl_io *io, __u64 *kms)
 457 {
 458         struct cl_object *clob;
 459         struct inode *inode;
 460         struct cl_attr *attr = vvp_env_thread_attr(env);
 461         int ret;
 462
 463         clob = io->ci_obj;
 464         inode = vvp_object_inode(clob);
 465
 466         cl_object_attr_lock(clob);
 467         ret = cl_object_attr_get(env, clob, attr);
 468         cl_object_attr_unlock(clob);
 469
 470         if (ret != 0)
 471                 RETURN(ret);
 472
 473         *kms = attr->cat_kms;
 474         return 0;
 475 }
 476
 477 static void ll_readahead_handle_work(struct work_struct *wq)
 478 {
 479         struct ll_readahead_work *work;
 480         struct lu_env *env;
 481         __u16 refcheck;
 482         struct ra_io_arg *ria;
 483         struct inode *inode;
 484         struct ll_file_data *fd;
 485         struct ll_readahead_state *ras;
 486         struct cl_io *io;
 487         struct cl_2queue *queue;
 488         pgoff_t ra_end = 0;
 489         unsigned long len, mlen = 0;
 490         struct file *file;
 491         __u64 kms;
 492         int rc;
 493         unsigned long end_index;
 494
 495         work = container_of(wq, struct ll_readahead_work,
 496                             lrw_readahead_work);
 497         fd = LUSTRE_FPRIVATE(work->lrw_file);
 498         ras = &fd->fd_ras;
 499         file = work->lrw_file;
 500         inode = file_inode(file);
 501
 502         env = cl_env_alloc(&refcheck, LCT_NOREF);
 503         if (IS_ERR(env))
 504                 GOTO(out_free_work, rc = PTR_ERR(env));
 505
 506         io = vvp_env_thread_io(env);
 507         ll_io_init(io, file, CIT_READ, NULL);
 508
 509         rc = ll_readahead_file_kms(env, io, &kms);
 510         if (rc != 0)
 511                 GOTO(out_put_env, rc);
 512
 513         if (kms == 0) {
 514                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_ZERO_LEN);
 515                 GOTO(out_put_env, rc = 0);
 516         }
 517
 518         ria = &ll_env_info(env)->lti_ria;
 519         memset(ria, 0, sizeof(*ria));
 520
 521         ria->ria_start = work->lrw_start;
 522         /* Truncate RA window to end of file */
 523         end_index = (unsigned long)((kms - 1) >> PAGE_SHIFT);
 524         if (end_index <= work->lrw_end) {
 525                 work->lrw_end = end_index;
 526                 ria->ria_eof = true;
 527         }
 528         if (work->lrw_end <= work->lrw_start)
 529                 GOTO(out_put_env, rc = 0);
 530
 531         ria->ria_end = work->lrw_end;
 532         len = ria->ria_end - ria->ria_start + 1;
 533         ria->ria_reserved = ll_ra_count_get(ll_i2sbi(inode), ria,
 534                                             ria_page_count(ria), mlen);
 535
 536         CDEBUG(D_READA,
 537                "async reserved pages: %lu/%lu/%lu, ra_cur %d, ra_max %lu\n",
 538                ria->ria_reserved, len, mlen,
 539                atomic_read(&ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_cur_pages),
 540                ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_max_pages);
 541
 542         if (ria->ria_reserved < len) {
 543                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_MAX_IN_FLIGHT);
 544                 if (PAGES_TO_MiB(ria->ria_reserved) < 1) {
 545                         ll_ra_count_put(ll_i2sbi(inode), ria->ria_reserved);
 546                         GOTO(out_put_env, rc = 0);
 547                 }
 548         }
 549
 550         rc = cl_io_rw_init(env, io, CIT_READ, ria->ria_start, len);
 551         if (rc)
 552                 GOTO(out_put_env, rc);
 553
 554         vvp_env_io(env)->vui_io_subtype = IO_NORMAL;
 555         vvp_env_io(env)->vui_fd = fd;
 556         io->ci_state = CIS_LOCKED;
 557         io->ci_async_readahead = true;
 558         rc = cl_io_start(env, io);
 559         if (rc)
 560                 GOTO(out_io_fini, rc);
 561
 562         queue = &io->ci_queue;
 563         cl_2queue_init(queue);
 564
 565         rc = ll_read_ahead_pages(env, io, &queue->c2_qin, ras, ria, &ra_end);
 566         if (ria->ria_reserved != 0)
 567                 ll_ra_count_put(ll_i2sbi(inode), ria->ria_reserved);
 568         if (queue->c2_qin.pl_nr > 0) {
 569                 int count = queue->c2_qin.pl_nr;
 570
 571                 rc = cl_io_submit_rw(env, io, CRT_READ, queue);
 572                 if (rc == 0)
 573                         task_io_account_read(PAGE_SIZE * count);
 574         }
 575         if (ria->ria_end == ra_end && ra_end == (kms >> PAGE_SHIFT))
 576                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_EOF);
 577
 578         if (ra_end != ria->ria_end)
 579                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_FAILED_REACH_END);
 580
 581         /* TODO: discard all pages until page reinit route is implemented */
 582         cl_page_list_discard(env, io, &queue->c2_qin);
 583
 584         /* Unlock unsent read pages in case of error. */
 585         cl_page_list_disown(env, io, &queue->c2_qin);
 586
 587         cl_2queue_fini(env, queue);
 588 out_io_fini:
 589         cl_io_end(env, io);
 590         cl_io_fini(env, io);
 591 out_put_env:
 592         cl_env_put(env, &refcheck);
 593 out_free_work:
 594         if (ra_end > 0)
 595                 ll_ra_stats_inc_sbi(ll_i2sbi(inode), RA_STAT_ASYNC);
 596         ll_readahead_work_free(work);
 597 }
 598
 599 static int ll_readahead(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 600                         struct cl_page_list *queue,
 601                         struct ll_readahead_state *ras, bool hit,
 602                         struct file *file)
 603 {
 604         struct vvp_io *vio = vvp_env_io(env);
 605         struct ll_thread_info *lti = ll_env_info(env);
 606         unsigned long len, mlen = 0;
 607         pgoff_t ra_end = 0, start = 0, end = 0;
 608         struct inode *inode;
 609         struct ra_io_arg *ria = &lti->lti_ria;
 610         struct cl_object *clob;
 611         int ret = 0;
 612         __u64 kms;
 613         ENTRY;
 614
 615         clob = io->ci_obj;
 616         inode = vvp_object_inode(clob);
 617
 618         memset(ria, 0, sizeof *ria);
 619         ret = ll_readahead_file_kms(env, io, &kms);
 620         if (ret != 0)
 621                 RETURN(ret);
 622
 623         if (kms == 0) {
 624                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_ZERO_LEN);
 625                 RETURN(0);
 626         }
 627
 628         spin_lock(&ras->ras_lock);
 629
 630         /**
 631          * Note: other thread might rollback the ras_next_readahead,
 632          * if it can not get the full size of prepared pages, see the
 633          * end of this function. For stride read ahead, it needs to
 634          * make sure the offset is no less than ras_stride_offset,
 635          * so that stride read ahead can work correctly.
 636          */
 637         if (stride_io_mode(ras))
 638                 start = max(ras->ras_next_readahead,
 639                             ras->ras_stride_offset >> PAGE_SHIFT);
 640         else
 641                 start = ras->ras_next_readahead;
 642
 643         if (ras->ras_window_len > 0)
 644                 end = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len - 1;
 645
 646         /* Enlarge the RA window to encompass the full read */
 647         if (vio->vui_ra_valid &&
 648             end < vio->vui_ra_start + vio->vui_ra_count - 1)
 649                 end = vio->vui_ra_start + vio->vui_ra_count - 1;
 650
 651         if (end != 0) {
 652                 unsigned long end_index;
 653
 654                 /* Truncate RA window to end of file */
 655                 end_index = (unsigned long)((kms - 1) >> PAGE_SHIFT);
 656                 if (end_index <= end) {
 657                         end = end_index;
 658                         ria->ria_eof = true;
 659                 }
 660         }
 661         ria->ria_start = start;
 662         ria->ria_end = end;
 663         /* If stride I/O mode is detected, get stride window*/
 664         if (stride_io_mode(ras)) {
 665                 ria->ria_stoff = ras->ras_stride_offset;
 666                 ria->ria_length = ras->ras_stride_length;
 667                 ria->ria_bytes = ras->ras_stride_bytes;
 668         }
 669         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 670
 671         if (end == 0) {
 672                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_ZERO_WINDOW);
 673                 RETURN(0);
 674         }
 675         len = ria_page_count(ria);
 676         if (len == 0) {
 677                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_ZERO_WINDOW);
 678                 RETURN(0);
 679         }
 680
 681         RAS_CDEBUG(ras);
 682         CDEBUG(D_READA, DFID": ria: %lu/%lu, bead: %lu/%lu, hit: %d\n",
 683                PFID(lu_object_fid(&clob->co_lu)),
 684                ria->ria_start, ria->ria_end,
 685                vio->vui_ra_valid ? vio->vui_ra_start : 0,
 686                vio->vui_ra_valid ? vio->vui_ra_count : 0,
 687                hit);
 688
 689         /* at least to extend the readahead window to cover current read */
 690         if (!hit && vio->vui_ra_valid &&
 691             vio->vui_ra_start + vio->vui_ra_count > ria->ria_start)
 692                 ria->ria_end_min = vio->vui_ra_start + vio->vui_ra_count - 1;
 693
 694         ria->ria_reserved = ll_ra_count_get(ll_i2sbi(inode), ria, len, mlen);
 695         if (ria->ria_reserved < len)
 696                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_MAX_IN_FLIGHT);
 697
 698         CDEBUG(D_READA, "reserved pages: %lu/%lu/%lu, ra_cur %d, ra_max %lu\n",
 699                ria->ria_reserved, len, mlen,
 700                atomic_read(&ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_cur_pages),
 701                ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_max_pages);
 702
 703         ret = ll_read_ahead_pages(env, io, queue, ras, ria, &ra_end);
 704
 705         if (ria->ria_reserved != 0)
 706                 ll_ra_count_put(ll_i2sbi(inode), ria->ria_reserved);
 707
 708         if (ra_end == end && ra_end == (kms >> PAGE_SHIFT))
 709                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_EOF);
 710
 711         CDEBUG(D_READA, "ra_end = %lu end = %lu stride end = %lu pages = %d\n",
 712                ra_end, end, ria->ria_end, ret);
 713
 714         if (ra_end != end)
 715                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_FAILED_REACH_END);
 716         if (ra_end > 0) {
 717                 /* update the ras so that the next read-ahead tries from
 718                  * where we left off. */
 719                 spin_lock(&ras->ras_lock);
 720                 ras->ras_next_readahead = ra_end + 1;
 721                 spin_unlock(&ras->ras_lock);
 722                 RAS_CDEBUG(ras);
 723         }
 724
 725         RETURN(ret);
 726 }
 727
 728 static void ras_set_start(struct ll_readahead_state *ras, pgoff_t index)
 729 {
 730         ras->ras_window_start = ras_align(ras, index, NULL);
 731 }
 732
 733 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
 734 static void ras_reset(struct ll_readahead_state *ras, pgoff_t index)
 735 {
 736         ras->ras_consecutive_requests = 0;
 737         ras->ras_consecutive_bytes = 0;
 738         ras->ras_window_len = 0;
 739         ras_set_start(ras, index);
 740         ras->ras_next_readahead = max(ras->ras_window_start, index + 1);
 741
 742         RAS_CDEBUG(ras);
 743 }
 744
 745 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
 746 static void ras_stride_reset(struct ll_readahead_state *ras)
 747 {
 748         ras->ras_consecutive_stride_requests = 0;
 749         ras->ras_stride_length = 0;
 750         ras->ras_stride_bytes = 0;
 751         RAS_CDEBUG(ras);
 752 }
 753
 754 void ll_readahead_init(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras)
 755 {
 756         spin_lock_init(&ras->ras_lock);
 757         ras->ras_rpc_size = PTLRPC_MAX_BRW_PAGES;
 758         ras_reset(ras, 0);
 759         ras->ras_last_read_end = 0;
 760         ras->ras_requests = 0;
 761 }
 762
 763 /*
 764  * Check whether the read request is in the stride window.
 765  * If it is in the stride window, return true, otherwise return false.
 766  */
 767 static bool index_in_stride_window(struct ll_readahead_state *ras,
 768                                    pgoff_t index)
 769 {
 770         unsigned long stride_gap;
 771         unsigned long pos = index << PAGE_SHIFT;
 772
 773         if (ras->ras_stride_length == 0 || ras->ras_stride_bytes == 0 ||
 774             ras->ras_stride_bytes == ras->ras_stride_length)
 775                 return false;
 776
 777         stride_gap = pos - ras->ras_last_read_end - 1;
 778
 779         /* If it is contiguous read */
 780         if (stride_gap == 0)
 781                 return ras->ras_consecutive_bytes + PAGE_SIZE <=
 782                         ras->ras_stride_bytes;
 783
 784         /* Otherwise check the stride by itself */
 785         return (ras->ras_stride_length - ras->ras_stride_bytes) == stride_gap &&
 786                 ras->ras_consecutive_bytes == ras->ras_stride_bytes;
 787 }
 788
 789 static void ras_init_stride_detector(struct ll_readahead_state *ras,
 790                                      unsigned long pos, unsigned long count)
 791 {
 792         unsigned long stride_gap = pos - ras->ras_last_read_end - 1;
 793
 794         if (!stride_io_mode(ras) && (stride_gap != 0 ||
 795              ras->ras_consecutive_stride_requests == 0)) {
 796                 ras->ras_stride_bytes = ras->ras_consecutive_bytes;
 797                 ras->ras_stride_length = stride_gap + ras->ras_consecutive_bytes;
 798         }
 799         LASSERT(ras->ras_request_index == 0);
 800         LASSERT(ras->ras_consecutive_stride_requests == 0);
 801
 802         if (pos <= ras->ras_last_read_end) {
 803                 /*Reset stride window for forward read*/
 804                 ras_stride_reset(ras);
 805                 return;
 806         }
 807
 808         ras->ras_stride_bytes = ras->ras_consecutive_bytes;
 809         ras->ras_stride_length = stride_gap + ras->ras_consecutive_bytes;
 810
 811         RAS_CDEBUG(ras);
 812         return;
 813 }
 814
 815 static unsigned long
 816 stride_page_count(struct ll_readahead_state *ras, unsigned long len)
 817 {
 818         unsigned int bytes_count =
 819                 stride_byte_count(ras->ras_stride_offset,
 820                                   ras->ras_stride_length, ras->ras_stride_bytes,
 821                                    ras->ras_stride_offset, len);
 822
 823         return (bytes_count + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 824 }
 825
 826 /* Stride Read-ahead window will be increased inc_len according to
 827  * stride I/O pattern */
 828 static void ras_stride_increase_window(struct ll_readahead_state *ras,
 829                                        struct ll_ra_info *ra,
 830                                        unsigned long inc_len)
 831 {
 832         unsigned long left, step, window_len;
 833         unsigned long stride_len;
 834         unsigned long end = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len;
 835
 836         LASSERT(ras->ras_stride_length > 0);
 837         LASSERTF(end >= (ras->ras_stride_offset >> PAGE_SHIFT),
 838                  "window_start %lu, window_len %lu stride_offset %lu\n",
 839                  ras->ras_window_start, ras->ras_window_len,
 840                  ras->ras_stride_offset);
 841
 842         end <<= PAGE_SHIFT;
 843         if (end < ras->ras_stride_offset)
 844                 stride_len = 0;
 845         else
 846                 stride_len = end - ras->ras_stride_offset;
 847
 848         left = stride_len % ras->ras_stride_length;
 849         window_len = (ras->ras_window_len << PAGE_SHIFT) - left;
 850
 851         if (left < ras->ras_stride_bytes)
 852                 left += inc_len;
 853         else
 854                 left = ras->ras_stride_bytes + inc_len;
 855
 856         LASSERT(ras->ras_stride_bytes != 0);
 857
 858         step = left / ras->ras_stride_bytes;
 859         left %= ras->ras_stride_bytes;
 860
 861         window_len += step * ras->ras_stride_length + left;
 862
 863         if (stride_page_count(ras, window_len) <= ra->ra_max_pages_per_file)
 864                 ras->ras_window_len = (window_len >> PAGE_SHIFT);
 865
 866         RAS_CDEBUG(ras);
 867 }
 868
 869 static void ras_increase_window(struct inode *inode,
 870                                 struct ll_readahead_state *ras,
 871                                 struct ll_ra_info *ra)
 872 {
 873         /* The stretch of ra-window should be aligned with max rpc_size
 874          * but current clio architecture does not support retrieve such
 875          * information from lower layer. FIXME later
 876          */
 877         if (stride_io_mode(ras)) {
 878                 ras_stride_increase_window(ras, ra,
 879                                 ras->ras_rpc_size << PAGE_SHIFT);
 880         } else {
 881                 unsigned long wlen;
 882
 883                 wlen = min(ras->ras_window_len + ras->ras_rpc_size,
 884                            ra->ra_max_pages_per_file);
 885                 if (wlen < ras->ras_rpc_size)
 886                         ras->ras_window_len = wlen;
 887                 else
 888                         ras->ras_window_len = ras_align(ras, wlen, NULL);
 889         }
 890 }
 891
 892 static void ras_update(struct ll_sb_info *sbi, struct inode *inode,
 893                        struct ll_readahead_state *ras, unsigned long index,
 894                        enum ras_update_flags flags)
 895 {
 896         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
 897         bool hit = flags & LL_RAS_HIT;
 898         int zero = 0, stride_detect = 0, ra_miss = 0;
 899         unsigned long pos = index << PAGE_SHIFT;
 900         ENTRY;
 901
 902         spin_lock(&ras->ras_lock);
 903
 904         if (!hit)
 905                 CDEBUG(D_READA, DFID " pages at %lu miss.\n",
 906                        PFID(ll_inode2fid(inode)), index);
 907         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, hit ? RA_STAT_HIT : RA_STAT_MISS);
 908
 909         /* reset the read-ahead window in two cases.  First when the app seeks
 910          * or reads to some other part of the file.  Secondly if we get a
 911          * read-ahead miss that we think we've previously issued.  This can
 912          * be a symptom of there being so many read-ahead pages that the VM is
 913          * reclaiming it before we get to it. */
 914         if (!pos_in_window(pos, ras->ras_last_read_end,
 915                            8 << PAGE_SHIFT, 8 << PAGE_SHIFT)) {
 916                 zero = 1;
 917                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_DISTANT_READPAGE);
 918         } else if (!hit && ras->ras_window_len &&
 919                    index < ras->ras_next_readahead &&
 920                    pos_in_window(index, ras->ras_window_start, 0,
 921                                  ras->ras_window_len)) {
 922                 ra_miss = 1;
 923                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_MISS_IN_WINDOW);
 924         }
 925
 926         /* On the second access to a file smaller than the tunable
 927          * ra_max_read_ahead_whole_pages trigger RA on all pages in the
 928          * file up to ra_max_pages_per_file.  This is simply a best effort
 929          * and only occurs once per open file.  Normal RA behavior is reverted
 930          * to for subsequent IO.  The mmap case does not increment
 931          * ras_requests and thus can never trigger this behavior. */
 932         if (ras->ras_requests >= 2 && !ras->ras_request_index) {
 933                 __u64 kms_pages;
 934
 935                 kms_pages = (i_size_read(inode) + PAGE_SIZE - 1) >>
 936                             PAGE_SHIFT;
 937
 938                 CDEBUG(D_READA, "kmsp %llu mwp %lu mp %lu\n", kms_pages,
 939                        ra->ra_max_read_ahead_whole_pages, ra->ra_max_pages_per_file);
 940
 941                 if (kms_pages &&
 942                     kms_pages <= ra->ra_max_read_ahead_whole_pages) {
 943                         ras->ras_window_start = 0;
 944                         ras->ras_next_readahead = index + 1;
 945                         ras->ras_window_len = min(ra->ra_max_pages_per_file,
 946                                 ra->ra_max_read_ahead_whole_pages);
 947                         GOTO(out_unlock, 0);
 948                 }
 949         }
 950         if (zero) {
 951                 /* check whether it is in stride I/O mode*/
 952                 if (!index_in_stride_window(ras, index)) {
 953                         if (ras->ras_consecutive_stride_requests == 0 &&
 954                             ras->ras_request_index == 0) {
 955                                 ras_init_stride_detector(ras, pos, PAGE_SIZE);
 956                                 ras->ras_consecutive_stride_requests++;
 957                         } else {
 958                                 ras_stride_reset(ras);
 959                         }
 960                         ras_reset(ras, index);
 961                         ras->ras_consecutive_bytes += PAGE_SIZE;
 962                         GOTO(out_unlock, 0);
 963                 } else {
 964                         ras->ras_consecutive_bytes = 0;
 965                         ras->ras_consecutive_requests = 0;
 966                         if (++ras->ras_consecutive_stride_requests > 1)
 967                                 stride_detect = 1;
 968                         RAS_CDEBUG(ras);
 969                 }
 970         } else {
 971                 if (ra_miss) {
 972                         if (index_in_stride_window(ras, index) &&
 973                             stride_io_mode(ras)) {
 974                                 if (index != (ras->ras_last_read_end >>
 975                                               PAGE_SHIFT) + 1)
 976                                         ras->ras_consecutive_bytes = 0;
 977                                 ras_reset(ras, index);
 978
 979                                 /* If stride-RA hit cache miss, the stride
 980                                  * detector will not be reset to avoid the
 981                                  * overhead of redetecting read-ahead mode,
 982                                  * but on the condition that the stride window
 983                                  * is still intersect with normal sequential
 984                                  * read-ahead window. */
 985                                 if (ras->ras_window_start <
 986                                     (ras->ras_stride_offset >> PAGE_SHIFT))
 987                                         ras_stride_reset(ras);
 988                                 RAS_CDEBUG(ras);
 989                         } else {
 990                                 /* Reset both stride window and normal RA
 991                                  * window */
 992                                 ras_reset(ras, index);
 993                                 ras->ras_consecutive_bytes += PAGE_SIZE;
 994                                 ras_stride_reset(ras);
 995                                 GOTO(out_unlock, 0);
 996                         }
 997                 } else if (stride_io_mode(ras)) {
 998                         /* If this is contiguous read but in stride I/O mode
 999                          * currently, check whether stride step still is valid,
1000                          * if invalid, it will reset the stride ra window*/
1001                         if (!index_in_stride_window(ras, index)) {
1002                                 /* Shrink stride read-ahead window to be zero */
1003                                 ras_stride_reset(ras);
1004                                 ras->ras_window_len = 0;
1005                                 ras->ras_next_readahead = index;
1006                         }
1007                 }
1008         }
1009         ras->ras_consecutive_bytes += PAGE_SIZE;
1010         ras_set_start(ras, index);
1011
1012         if (stride_io_mode(ras)) {
1013                 /* Since stride readahead is sentivite to the offset
1014                  * of read-ahead, so we use original offset here,
1015                  * instead of ras_window_start, which is RPC aligned */
1016                 ras->ras_next_readahead = max(index + 1,
1017                                               ras->ras_next_readahead);
1018                 ras->ras_window_start =
1019                                 max(ras->ras_stride_offset >> PAGE_SHIFT,
1020                                     ras->ras_window_start);
1021         } else {
1022                 if (ras->ras_next_readahead < ras->ras_window_start)
1023                         ras->ras_next_readahead = ras->ras_window_start;
1024                 if (!hit)
1025                         ras->ras_next_readahead = index + 1;
1026         }
1027         RAS_CDEBUG(ras);
1028
1029         /* Trigger RA in the mmap case where ras_consecutive_requests
1030          * is not incremented and thus can't be used to trigger RA */
1031         if (ras->ras_consecutive_bytes >= (4 << PAGE_SHIFT) &&
1032             flags & LL_RAS_MMAP) {
1033                 ras_increase_window(inode, ras, ra);
1034                 /* reset consecutive pages so that the readahead window can
1035                  * grow gradually. */
1036                 ras->ras_consecutive_bytes = 0;
1037                 GOTO(out_unlock, 0);
1038         }
1039
1040         /* Initially reset the stride window offset to next_readahead*/
1041         if (ras->ras_consecutive_stride_requests == 2 && stride_detect) {
1042                 /**
1043                  * Once stride IO mode is detected, next_readahead should be
1044                  * reset to make sure next_readahead > stride offset
1045                  */
1046                 ras->ras_next_readahead = max(index, ras->ras_next_readahead);
1047                 ras->ras_stride_offset = index << PAGE_SHIFT;
1048                 ras->ras_window_start = max(index, ras->ras_window_start);
1049         }
1050
1051         /* The initial ras_window_len is set to the request size.  To avoid
1052          * uselessly reading and discarding pages for random IO the window is
1053          * only increased once per consecutive request received. */
1054         if ((ras->ras_consecutive_requests > 1 || stride_detect) &&
1055             !ras->ras_request_index)
1056                 ras_increase_window(inode, ras, ra);
1057         EXIT;
1058 out_unlock:
1059         RAS_CDEBUG(ras);
1060         ras->ras_request_index++;
1061         ras->ras_last_read_end = pos + PAGE_SIZE - 1;
1062         spin_unlock(&ras->ras_lock);
1063         return;
1064 }
1065
1066 int ll_writepage(struct page *vmpage, struct writeback_control *wbc)
1067 {
1068         struct inode           *inode = vmpage->mapping->host;
1069         struct ll_inode_info   *lli   = ll_i2info(inode);
1070         struct lu_env          *env;
1071         struct cl_io           *io;
1072         struct cl_page         *page;
1073         struct cl_object       *clob;
1074         bool redirtied = false;
1075         bool unlocked = false;
1076         int result;
1077         __u16 refcheck;
1078         ENTRY;
1079
1080         LASSERT(PageLocked(vmpage));
1081         LASSERT(!PageWriteback(vmpage));
1082
1083         LASSERT(ll_i2dtexp(inode) != NULL);
1084
1085         env = cl_env_get(&refcheck);
1086         if (IS_ERR(env))
1087                 GOTO(out, result = PTR_ERR(env));
1088
1089         clob  = ll_i2info(inode)->lli_clob;
1090         LASSERT(clob != NULL);
1091
1092         io = vvp_env_thread_io(env);
1093         io->ci_obj = clob;
1094         io->ci_ignore_layout = 1;
1095         result = cl_io_init(env, io, CIT_MISC, clob);
1096         if (result == 0) {
1097                 page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index,
1098                                     vmpage, CPT_CACHEABLE);
1099                 if (!IS_ERR(page)) {
1100                         lu_ref_add(&page->cp_reference, "writepage",
1101                                    current);
1102                         cl_page_assume(env, io, page);
1103                         result = cl_page_flush(env, io, page);
1104                         if (result != 0) {
1105                                 /*
1106                                  * Re-dirty page on error so it retries write,
1107                                  * but not in case when IO has actually
1108                                  * occurred and completed with an error.
1109                                  */
1110                                 if (!PageError(vmpage)) {
1111                                         redirty_page_for_writepage(wbc, vmpage);
1112                                         result = 0;
1113                                         redirtied = true;
1114                                 }
1115                         }
1116                         cl_page_disown(env, io, page);
1117                         unlocked = true;
1118                         lu_ref_del(&page->cp_reference,
1119                                    "writepage", current);
1120                         cl_page_put(env, page);
1121                 } else {
1122                         result = PTR_ERR(page);
1123                 }
1124         }
1125         cl_io_fini(env, io);
1126
1127         if (redirtied && wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) {
1128                 loff_t offset = cl_offset(clob, vmpage->index);
1129
1130                 /* Flush page failed because the extent is being written out.
1131                  * Wait for the write of extent to be finished to avoid
1132                  * breaking kernel which assumes ->writepage should mark
1133                  * PageWriteback or clean the page. */
1134                 result = cl_sync_file_range(inode, offset,
1135                                             offset + PAGE_SIZE - 1,
1136                                             CL_FSYNC_LOCAL, 1);
1137                 if (result > 0) {
1138                         /* actually we may have written more than one page.
1139                          * decreasing this page because the caller will count
1140                          * it. */
1141                         wbc->nr_to_write -= result - 1;
1142                         result = 0;
1143                 }
1144         }
1145
1146         cl_env_put(env, &refcheck);
1147         GOTO(out, result);
1148
1149 out:
1150         if (result < 0) {
1151                 if (!lli->lli_async_rc)
1152                         lli->lli_async_rc = result;
1153                 SetPageError(vmpage);
1154                 if (!unlocked)
1155                         unlock_page(vmpage);
1156         }
1157         return result;
1158 }
1159
1160 int ll_writepages(struct address_space *mapping, struct writeback_control *wbc)
1161 {
1162         struct inode *inode = mapping->host;
1163         loff_t start;
1164         loff_t end;
1165         enum cl_fsync_mode mode;
1166         int range_whole = 0;
1167         int result;
1168         ENTRY;
1169
1170         if (wbc->range_cyclic) {
1171                 start = mapping->writeback_index << PAGE_SHIFT;
1172                 end = OBD_OBJECT_EOF;
1173         } else {
1174                 start = wbc->range_start;
1175                 end = wbc->range_end;
1176                 if (end == LLONG_MAX) {
1177                         end = OBD_OBJECT_EOF;
1178                         range_whole = start == 0;
1179                 }
1180         }
1181
1182         mode = CL_FSYNC_NONE;
1183         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
1184                 mode = CL_FSYNC_LOCAL;
1185
1186         if (ll_i2info(inode)->lli_clob == NULL)
1187                 RETURN(0);
1188
1189         /* for directio, it would call writepages() to evict cached pages
1190          * inside the IO context of write, which will cause deadlock at
1191          * layout_conf since it waits for active IOs to complete. */
1192         result = cl_sync_file_range(inode, start, end, mode, 1);
1193         if (result > 0) {
1194                 wbc->nr_to_write -= result;
1195                 result = 0;
1196          }
1197
1198         if (wbc->range_cyclic || (range_whole && wbc->nr_to_write > 0)) {
1199                 if (end == OBD_OBJECT_EOF)
1200                         mapping->writeback_index = 0;
1201                 else
1202                         mapping->writeback_index = (end >> PAGE_SHIFT) + 1;
1203         }
1204         RETURN(result);
1205 }
1206
1207 struct ll_cl_context *ll_cl_find(struct file *file)
1208 {
1209         struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
1210         struct ll_cl_context *lcc;
1211         struct ll_cl_context *found = NULL;
1212
1213         read_lock(&fd->fd_lock);
1214         list_for_each_entry(lcc, &fd->fd_lccs, lcc_list) {
1215                 if (lcc->lcc_cookie == current) {
1216                         found = lcc;
1217                         break;
1218                 }
1219         }
1220         read_unlock(&fd->fd_lock);
1221
1222         return found;
1223 }
1224
1225 void ll_cl_add(struct file *file, const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
1226                enum lcc_type type)
1227 {
1228         struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
1229         struct ll_cl_context *lcc = &ll_env_info(env)->lti_io_ctx;
1230
1231         memset(lcc, 0, sizeof(*lcc));
1232         INIT_LIST_HEAD(&lcc->lcc_list);
1233         lcc->lcc_cookie = current;
1234         lcc->lcc_env = env;
1235         lcc->lcc_io = io;
1236         lcc->lcc_type = type;
1237
1238         write_lock(&fd->fd_lock);
1239         list_add(&lcc->lcc_list, &fd->fd_lccs);
1240         write_unlock(&fd->fd_lock);
1241 }
1242
1243 void ll_cl_remove(struct file *file, const struct lu_env *env)
1244 {
1245         struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
1246         struct ll_cl_context *lcc = &ll_env_info(env)->lti_io_ctx;
1247
1248         write_lock(&fd->fd_lock);
1249         list_del_init(&lcc->lcc_list);
1250         write_unlock(&fd->fd_lock);
1251 }
1252
1253 int ll_io_read_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
1254                            struct cl_page *page, struct file *file)
1255 {
1256         struct inode              *inode  = vvp_object_inode(page->cp_obj);
1257         struct ll_sb_info         *sbi    = ll_i2sbi(inode);
1258         struct ll_file_data       *fd     = LUSTRE_FPRIVATE(file);
1259         struct ll_readahead_state *ras    = &fd->fd_ras;
1260         struct cl_2queue          *queue  = &io->ci_queue;
1261         struct cl_sync_io         *anchor = NULL;
1262         struct vvp_page           *vpg;
1263         int                        rc = 0;
1264         bool                       uptodate;
1265         ENTRY;
1266
1267         vpg = cl2vvp_page(cl_object_page_slice(page->cp_obj, page));
1268         uptodate = vpg->vpg_defer_uptodate;
1269
1270         if (sbi->ll_ra_info.ra_max_pages_per_file > 0 &&
1271             sbi->ll_ra_info.ra_max_pages > 0 &&
1272             !vpg->vpg_ra_updated) {
1273                 struct vvp_io *vio = vvp_env_io(env);
1274                 enum ras_update_flags flags = 0;
1275
1276                 if (uptodate)
1277                         flags |= LL_RAS_HIT;
1278                 if (!vio->vui_ra_valid)
1279                         flags |= LL_RAS_MMAP;
1280                 ras_update(sbi, inode, ras, vvp_index(vpg), flags);
1281         }
1282
1283         cl_2queue_init(queue);
1284         if (uptodate) {
1285                 vpg->vpg_ra_used = 1;
1286                 cl_page_export(env, page, 1);
1287                 cl_page_disown(env, io, page);
1288         } else {
1289                 anchor = &vvp_env_info(env)->vti_anchor;
1290                 cl_sync_io_init(anchor, 1);
1291                 page->cp_sync_io = anchor;
1292
1293                 cl_2queue_add(queue, page);
1294         }
1295
1296         if (sbi->ll_ra_info.ra_max_pages_per_file > 0 &&
1297             sbi->ll_ra_info.ra_max_pages > 0) {
1298                 int rc2;
1299
1300                 rc2 = ll_readahead(env, io, &queue->c2_qin, ras,
1301                                    uptodate, file);
1302                 CDEBUG(D_READA, DFID "%d pages read ahead at %lu\n",
1303                        PFID(ll_inode2fid(inode)), rc2, vvp_index(vpg));
1304         }
1305
1306         if (queue->c2_qin.pl_nr > 0) {
1307                 int count = queue->c2_qin.pl_nr;
1308                 rc = cl_io_submit_rw(env, io, CRT_READ, queue);
1309                 if (rc == 0)
1310                         task_io_account_read(PAGE_SIZE * count);
1311         }
1312
1313
1314         if (anchor != NULL && !cl_page_is_owned(page, io)) { /* have sent */
1315                 rc = cl_sync_io_wait(env, anchor, 0);
1316
1317                 cl_page_assume(env, io, page);
1318                 cl_page_list_del(env, &queue->c2_qout, page);
1319
1320                 if (!PageUptodate(cl_page_vmpage(page))) {
1321                         /* Failed to read a mirror, discard this page so that
1322                          * new page can be created with new mirror.
1323                          *
1324                          * TODO: this is not needed after page reinit
1325                          * route is implemented */
1326                         cl_page_discard(env, io, page);
1327                 }
1328                 cl_page_disown(env, io, page);
1329         }
1330
1331         /* TODO: discard all pages until page reinit route is implemented */
1332         cl_page_list_discard(env, io, &queue->c2_qin);
1333
1334         /* Unlock unsent read pages in case of error. */
1335         cl_page_list_disown(env, io, &queue->c2_qin);
1336
1337         cl_2queue_fini(env, queue);
1338
1339         RETURN(rc);
1340 }
1341
1342 /*
1343  * Possible return value:
1344  * 0 no async readahead triggered and fast read could not be used.
1345  * 1 no async readahead, but fast read could be used.
1346  * 2 async readahead triggered and fast read could be used too.
1347  * < 0 on error.
1348  */
1349 static int kickoff_async_readahead(struct file *file, unsigned long pages)
1350 {
1351         struct ll_readahead_work *lrw;
1352         struct inode *inode = file_inode(file);
1353         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(inode);
1354         struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
1355         struct ll_readahead_state *ras = &fd->fd_ras;
1356         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
1357         unsigned long throttle;
1358         unsigned long start = ras_align(ras, ras->ras_next_readahead, NULL);
1359         unsigned long end = start + pages - 1;
1360
1361         throttle = min(ra->ra_async_pages_per_file_threshold,
1362                        ra->ra_max_pages_per_file);
1363         /*
1364          * If this is strided i/o or the window is smaller than the
1365          * throttle limit, we do not do async readahead. Otherwise,
1366          * we do async readahead, allowing the user thread to do fast i/o.
1367          */
1368         if (stride_io_mode(ras) || !throttle ||
1369             ras->ras_window_len < throttle)
1370                 return 0;
1371
1372         if ((atomic_read(&ra->ra_cur_pages) + pages) > ra->ra_max_pages)
1373                 return 0;
1374
1375         if (ras->ras_async_last_readpage == start)
1376                 return 1;
1377
1378         /* ll_readahead_work_free() free it */
1379         OBD_ALLOC_PTR(lrw);
1380         if (lrw) {
1381                 lrw->lrw_file = get_file(file);
1382                 lrw->lrw_start = start;
1383                 lrw->lrw_end = end;
1384                 spin_lock(&ras->ras_lock);
1385                 ras->ras_next_readahead = end + 1;
1386                 ras->ras_async_last_readpage = start;
1387                 spin_unlock(&ras->ras_lock);
1388                 ll_readahead_work_add(inode, lrw);
1389         } else {
1390                 return -ENOMEM;
1391         }
1392
1393         return 2;
1394 }
1395
1396 int ll_readpage(struct file *file, struct page *vmpage)
1397 {
1398         struct inode *inode = file_inode(file);
1399         struct cl_object *clob = ll_i2info(inode)->lli_clob;
1400         struct ll_cl_context *lcc;
1401         const struct lu_env  *env = NULL;
1402         struct cl_io   *io = NULL;
1403         struct cl_page *page;
1404         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(inode);
1405         int result;
1406         ENTRY;
1407
1408         lcc = ll_cl_find(file);
1409         if (lcc != NULL) {
1410                 env = lcc->lcc_env;
1411                 io  = lcc->lcc_io;
1412         }
1413
1414         if (io == NULL) { /* fast read */
1415                 struct inode *inode = file_inode(file);
1416                 struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
1417                 struct ll_readahead_state *ras = &fd->fd_ras;
1418                 struct lu_env  *local_env = NULL;
1419                 unsigned long fast_read_pages =
1420                         max(RA_REMAIN_WINDOW_MIN, ras->ras_rpc_size);
1421                 struct vvp_page *vpg;
1422
1423                 result = -ENODATA;
1424
1425                 /* TODO: need to verify the layout version to make sure
1426                  * the page is not invalid due to layout change. */
1427                 page = cl_vmpage_page(vmpage, clob);
1428                 if (page == NULL) {
1429                         unlock_page(vmpage);
1430                         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_FAILED_FAST_READ);
1431                         RETURN(result);
1432                 }
1433
1434                 vpg = cl2vvp_page(cl_object_page_slice(page->cp_obj, page));
1435                 if (vpg->vpg_defer_uptodate) {
1436                         enum ras_update_flags flags = LL_RAS_HIT;
1437
1438                         if (lcc && lcc->lcc_type == LCC_MMAP)
1439                                 flags |= LL_RAS_MMAP;
1440
1441                         /* For fast read, it updates read ahead state only
1442                          * if the page is hit in cache because non cache page
1443                          * case will be handled by slow read later. */
1444                         ras_update(sbi, inode, ras, vvp_index(vpg), flags);
1445                         /* avoid duplicate ras_update() call */
1446                         vpg->vpg_ra_updated = 1;
1447
1448                         /* Check if we can issue a readahead RPC, if that is
1449                          * the case, we can't do fast IO because we will need
1450                          * a cl_io to issue the RPC. */
1451                         if (ras->ras_window_start + ras->ras_window_len <
1452                             ras->ras_next_readahead + fast_read_pages ||
1453                             kickoff_async_readahead(file, fast_read_pages) > 0)
1454                                 result = 0;
1455                 }
1456
1457                 if (!env) {
1458                         local_env = cl_env_percpu_get();
1459                         env = local_env;
1460                 }
1461
1462                 /* export the page and skip io stack */
1463                 if (result == 0) {
1464                         vpg->vpg_ra_used = 1;
1465                         cl_page_export(env, page, 1);
1466                 } else {
1467                         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_FAILED_FAST_READ);
1468                 }
1469                 /* release page refcount before unlocking the page to ensure
1470                  * the object won't be destroyed in the calling path of
1471                  * cl_page_put(). Please see comment in ll_releasepage(). */
1472                 cl_page_put(env, page);
1473                 unlock_page(vmpage);
1474                 if (local_env)
1475                         cl_env_percpu_put(local_env);
1476
1477                 RETURN(result);
1478         }
1479
1480         LASSERT(io->ci_state == CIS_IO_GOING);
1481         page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index, vmpage, CPT_CACHEABLE);
1482         if (!IS_ERR(page)) {
1483                 LASSERT(page->cp_type == CPT_CACHEABLE);
1484                 if (likely(!PageUptodate(vmpage))) {
1485                         cl_page_assume(env, io, page);
1486
1487                         result = ll_io_read_page(env, io, page, file);
1488                 } else {
1489                         /* Page from a non-object file. */
1490                         unlock_page(vmpage);
1491                         result = 0;
1492                 }
1493                 cl_page_put(env, page);
1494         } else {
1495                 unlock_page(vmpage);
1496                 result = PTR_ERR(page);
1497         }
1498         RETURN(result);
1499 }