Whamcloud - gitweb
LU-3321 clio: remove stackable cl_page completely
[fs/lustre-release.git] / 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.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) 2002, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
28  * Use is subject to license terms.
29  *
30  * Copyright (c) 2011, 2013, Intel Corporation.
31  */
32 /*
33  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
34  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
35  *
36  * lustre/llite/rw.c
37  *
38  * Lustre Lite I/O page cache routines shared by different kernel revs
39  */
40
41 #include <linux/kernel.h>
42 #include <linux/mm.h>
43 #include <linux/string.h>
44 #include <linux/stat.h>
45 #include <linux/errno.h>
46 #include <linux/unistd.h>
47 #include <linux/writeback.h>
48 #include <asm/uaccess.h>
49
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/stat.h>
52 #include <asm/uaccess.h>
53 #include <linux/mm.h>
54 #include <linux/pagemap.h>
55 /* current_is_kswapd() */
56 #include <linux/swap.h>
57
58 #define DEBUG_SUBSYSTEM S_LLITE
59
60 #include <lustre_lite.h>
61 #include <obd_cksum.h>
62 #include "llite_internal.h"
63 #include <linux/lustre_compat25.h>
64
65 /**
66  * Finalizes cl-data before exiting typical address_space operation. Dual to
67  * ll_cl_init().
68  */
69 void ll_cl_fini(struct ll_cl_context *lcc)
70 {
71         struct lu_env  *env  = lcc->lcc_env;
72         struct cl_io   *io   = lcc->lcc_io;
73         struct cl_page *page = lcc->lcc_page;
74
75         LASSERT(lcc->lcc_cookie == current);
76         LASSERT(env != NULL);
77
78         if (page != NULL) {
79                 lu_ref_del(&page->cp_reference, "cl_io", io);
80                 cl_page_put(env, page);
81         }
82
83         if (io && lcc->lcc_created) {
84                 cl_io_end(env, io);
85                 cl_io_unlock(env, io);
86                 cl_io_iter_fini(env, io);
87                 cl_io_fini(env, io);
88         }
89         cl_env_put(env, &lcc->lcc_refcheck);
90 }
91
92 /**
93  * Initializes common cl-data at the typical address_space operation entry
94  * point.
95  */
96 struct ll_cl_context *ll_cl_init(struct file *file, struct page *vmpage)
97 {
98         struct ll_cl_context *lcc;
99         struct lu_env    *env;
100         struct cl_io     *io;
101         struct cl_object *clob;
102         struct ccc_io    *cio;
103
104         int refcheck;
105         int result = 0;
106
107         clob = ll_i2info(file->f_dentry->d_inode)->lli_clob;
108         LASSERT(clob != NULL);
109
110         env = cl_env_get(&refcheck);
111         if (IS_ERR(env))
112                 return ERR_PTR(PTR_ERR(env));
113
114         lcc = &vvp_env_info(env)->vti_io_ctx;
115         memset(lcc, 0, sizeof(*lcc));
116         lcc->lcc_env = env;
117         lcc->lcc_refcheck = refcheck;
118         lcc->lcc_cookie = current;
119
120         cio = ccc_env_io(env);
121         io = cio->cui_cl.cis_io;
122         lcc->lcc_io = io;
123         if (io == NULL) {
124                 struct inode *inode = file->f_dentry->d_inode;
125
126                 CERROR("%s: " DFID " no active IO, please file a ticket.\n",
127                        ll_get_fsname(inode->i_sb, NULL, 0),
128                        PFID(ll_inode2fid(inode)));
129                 libcfs_debug_dumpstack(NULL);
130                 result = -EIO;
131         }
132         if (result == 0 && vmpage != NULL) {
133                 struct cl_page   *page;
134
135                 LASSERT(io != NULL);
136                 LASSERT(io->ci_state == CIS_IO_GOING);
137                 LASSERT(cio->cui_fd == LUSTRE_FPRIVATE(file));
138                 page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index, vmpage,
139                                     CPT_CACHEABLE);
140                 if (!IS_ERR(page)) {
141                         lcc->lcc_page = page;
142                         lu_ref_add(&page->cp_reference, "cl_io", io);
143                         result = 0;
144                 } else
145                         result = PTR_ERR(page);
146         }
147         if (result) {
148                 ll_cl_fini(lcc);
149                 lcc = ERR_PTR(result);
150         }
151
152         return lcc;
153 }
154
155 struct obd_capa *cl_capa_lookup(struct inode *inode, enum cl_req_type crt)
156 {
157         __u64 opc;
158
159         opc = crt == CRT_WRITE ? CAPA_OPC_OSS_WRITE : CAPA_OPC_OSS_RW;
160         return ll_osscapa_get(inode, opc);
161 }
162
163 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which);
164
165 /**
166  * Get readahead pages from the filesystem readahead pool of the client for a
167  * thread.
168  *
169  * /param sbi superblock for filesystem readahead state ll_ra_info
170  * /param ria per-thread readahead state
171  * /param pages number of pages requested for readahead for the thread.
172  *
173  * WARNING: This algorithm is used to reduce contention on sbi->ll_lock.
174  * It should work well if the ra_max_pages is much greater than the single
175  * file's read-ahead window, and not too many threads contending for
176  * these readahead pages.
177  *
178  * TODO: There may be a 'global sync problem' if many threads are trying
179  * to get an ra budget that is larger than the remaining readahead pages
180  * and reach here at exactly the same time. They will compute /a ret to
181  * consume the remaining pages, but will fail at atomic_add_return() and
182  * get a zero ra window, although there is still ra space remaining. - Jay */
183
184 static unsigned long ll_ra_count_get(struct ll_sb_info *sbi,
185                                      struct ra_io_arg *ria,
186                                      unsigned long pages)
187 {
188         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
189         long ret;
190         ENTRY;
191
192         /* If read-ahead pages left are less than 1M, do not do read-ahead,
193          * otherwise it will form small read RPC(< 1M), which hurt server
194          * performance a lot. */
195         ret = min(ra->ra_max_pages - cfs_atomic_read(&ra->ra_cur_pages), pages);
196         if (ret < 0 || ret < min_t(long, PTLRPC_MAX_BRW_PAGES, pages))
197                 GOTO(out, ret = 0);
198
199         /* If the non-strided (ria_pages == 0) readahead window
200          * (ria_start + ret) has grown across an RPC boundary, then trim
201          * readahead size by the amount beyond the RPC so it ends on an
202          * RPC boundary. If the readahead window is already ending on
203          * an RPC boundary (beyond_rpc == 0), or smaller than a full
204          * RPC (beyond_rpc < ret) the readahead size is unchanged.
205          * The (beyond_rpc != 0) check is skipped since the conditional
206          * branch is more expensive than subtracting zero from the result.
207          *
208          * Strided read is left unaligned to avoid small fragments beyond
209          * the RPC boundary from needing an extra read RPC. */
210         if (ria->ria_pages == 0) {
211                 long beyond_rpc = (ria->ria_start + ret) % PTLRPC_MAX_BRW_PAGES;
212                 if (/* beyond_rpc != 0 && */ beyond_rpc < ret)
213                         ret -= beyond_rpc;
214         }
215
216         if (cfs_atomic_add_return(ret, &ra->ra_cur_pages) > ra->ra_max_pages) {
217                 cfs_atomic_sub(ret, &ra->ra_cur_pages);
218                 ret = 0;
219         }
220
221 out:
222         RETURN(ret);
223 }
224
225 void ll_ra_count_put(struct ll_sb_info *sbi, unsigned long len)
226 {
227         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
228         cfs_atomic_sub(len, &ra->ra_cur_pages);
229 }
230
231 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which)
232 {
233         LASSERTF(which >= 0 && which < _NR_RA_STAT, "which: %u\n", which);
234         lprocfs_counter_incr(sbi->ll_ra_stats, which);
235 }
236
237 void ll_ra_stats_inc(struct address_space *mapping, enum ra_stat which)
238 {
239         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(mapping->host);
240         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, which);
241 }
242
243 #define RAS_CDEBUG(ras) \
244         CDEBUG(D_READA,                                                      \
245                "lrp %lu cr %lu cp %lu ws %lu wl %lu nra %lu r %lu ri %lu"    \
246                "csr %lu sf %lu sp %lu sl %lu \n",                            \
247                ras->ras_last_readpage, ras->ras_consecutive_requests,        \
248                ras->ras_consecutive_pages, ras->ras_window_start,            \
249                ras->ras_window_len, ras->ras_next_readahead,                 \
250                ras->ras_requests, ras->ras_request_index,                    \
251                ras->ras_consecutive_stride_requests, ras->ras_stride_offset, \
252                ras->ras_stride_pages, ras->ras_stride_length)
253
254 static int index_in_window(unsigned long index, unsigned long point,
255                            unsigned long before, unsigned long after)
256 {
257         unsigned long start = point - before, end = point + after;
258
259         if (start > point)
260                start = 0;
261         if (end < point)
262                end = ~0;
263
264         return start <= index && index <= end;
265 }
266
267 static struct ll_readahead_state *ll_ras_get(struct file *f)
268 {
269         struct ll_file_data       *fd;
270
271         fd = LUSTRE_FPRIVATE(f);
272         return &fd->fd_ras;
273 }
274
275 void ll_ra_read_in(struct file *f, struct ll_ra_read *rar)
276 {
277         struct ll_readahead_state *ras;
278
279         ras = ll_ras_get(f);
280
281         spin_lock(&ras->ras_lock);
282         ras->ras_requests++;
283         ras->ras_request_index = 0;
284         ras->ras_consecutive_requests++;
285         rar->lrr_reader = current;
286
287         cfs_list_add(&rar->lrr_linkage, &ras->ras_read_beads);
288         spin_unlock(&ras->ras_lock);
289 }
290
291 void ll_ra_read_ex(struct file *f, struct ll_ra_read *rar)
292 {
293         struct ll_readahead_state *ras;
294
295         ras = ll_ras_get(f);
296
297         spin_lock(&ras->ras_lock);
298         cfs_list_del_init(&rar->lrr_linkage);
299         spin_unlock(&ras->ras_lock);
300 }
301
302 static struct ll_ra_read *ll_ra_read_get_locked(struct ll_readahead_state *ras)
303 {
304         struct ll_ra_read *scan;
305
306         cfs_list_for_each_entry(scan, &ras->ras_read_beads, lrr_linkage) {
307                 if (scan->lrr_reader == current)
308                         return scan;
309         }
310         return NULL;
311 }
312
313 struct ll_ra_read *ll_ra_read_get(struct file *f)
314 {
315         struct ll_readahead_state *ras;
316         struct ll_ra_read         *bead;
317
318         ras = ll_ras_get(f);
319
320         spin_lock(&ras->ras_lock);
321         bead = ll_ra_read_get_locked(ras);
322         spin_unlock(&ras->ras_lock);
323         return bead;
324 }
325
326 static int cl_read_ahead_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
327                               struct cl_page_list *queue, struct cl_page *page,
328                               struct cl_object *clob)
329 {
330         struct page *vmpage = page->cp_vmpage;
331         struct ccc_page *cp;
332         int              rc;
333
334         ENTRY;
335
336         rc = 0;
337         cl_page_assume(env, io, page);
338         lu_ref_add(&page->cp_reference, "ra", current);
339         cp = cl2ccc_page(cl_object_page_slice(clob, page));
340         if (!cp->cpg_defer_uptodate && !PageUptodate(vmpage)) {
341                 rc = cl_page_is_under_lock(env, io, page);
342                 if (rc == -EBUSY) {
343                         cp->cpg_defer_uptodate = 1;
344                         cp->cpg_ra_used = 0;
345                         cl_page_list_add(queue, page);
346                         rc = 1;
347                 } else {
348                         cl_page_discard(env, io, page);
349                         rc = -ENOLCK;
350                 }
351         } else {
352                 /* skip completed pages */
353                 cl_page_unassume(env, io, page);
354         }
355         lu_ref_del(&page->cp_reference, "ra", current);
356         cl_page_put(env, page);
357         RETURN(rc);
358 }
359
360 /**
361  * Initiates read-ahead of a page with given index.
362  *
363  * \retval     +ve: page was added to \a queue.
364  *
365  * \retval -ENOLCK: there is no extent lock for this part of a file, stop
366  *                  read-ahead.
367  *
368  * \retval  -ve, 0: page wasn't added to \a queue for other reason.
369  */
370 static int ll_read_ahead_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
371                               struct cl_page_list *queue,
372                               pgoff_t index, struct address_space *mapping)
373 {
374         struct page      *vmpage;
375         struct cl_object *clob  = ll_i2info(mapping->host)->lli_clob;
376         struct cl_page   *page;
377         enum ra_stat      which = _NR_RA_STAT; /* keep gcc happy */
378         unsigned int      gfp_mask;
379         int               rc    = 0;
380         const char       *msg   = NULL;
381
382         ENTRY;
383
384         gfp_mask = GFP_HIGHUSER & ~__GFP_WAIT;
385 #ifdef __GFP_NOWARN
386         gfp_mask |= __GFP_NOWARN;
387 #endif
388         vmpage = grab_cache_page_nowait(mapping, index);
389         if (vmpage != NULL) {
390                 /* Check if vmpage was truncated or reclaimed */
391                 if (vmpage->mapping == mapping) {
392                         page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index,
393                                             vmpage, CPT_CACHEABLE);
394                         if (!IS_ERR(page)) {
395                                 rc = cl_read_ahead_page(env, io, queue,
396                                                         page, clob);
397                                 if (rc == -ENOLCK) {
398                                         which = RA_STAT_FAILED_MATCH;
399                                         msg   = "lock match failed";
400                                 }
401                         } else {
402                                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
403                                 msg   = "cl_page_find failed";
404                         }
405                 } else {
406                         which = RA_STAT_WRONG_GRAB_PAGE;
407                         msg   = "g_c_p_n returned invalid page";
408                 }
409                 if (rc != 1)
410                         unlock_page(vmpage);
411                 page_cache_release(vmpage);
412         } else {
413                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
414                 msg   = "g_c_p_n failed";
415         }
416         if (msg != NULL) {
417                 ll_ra_stats_inc(mapping, which);
418                 CDEBUG(D_READA, "%s\n", msg);
419         }
420         RETURN(rc);
421 }
422
423 #define RIA_DEBUG(ria)                                                       \
424         CDEBUG(D_READA, "rs %lu re %lu ro %lu rl %lu rp %lu\n",       \
425         ria->ria_start, ria->ria_end, ria->ria_stoff, ria->ria_length,\
426         ria->ria_pages)
427
428 /* Limit this to the blocksize instead of PTLRPC_BRW_MAX_SIZE, since we don't
429  * know what the actual RPC size is.  If this needs to change, it makes more
430  * sense to tune the i_blkbits value for the file based on the OSTs it is
431  * striped over, rather than having a constant value for all files here. */
432
433 /* RAS_INCREASE_STEP should be (1UL << (inode->i_blkbits - PAGE_CACHE_SHIFT)).
434  * Temprarily set RAS_INCREASE_STEP to 1MB. After 4MB RPC is enabled
435  * by default, this should be adjusted corresponding with max_read_ahead_mb
436  * and max_read_ahead_per_file_mb otherwise the readahead budget can be used
437  * up quickly which will affect read performance siginificantly. See LU-2816 */
438 #define RAS_INCREASE_STEP(inode) (ONE_MB_BRW_SIZE >> PAGE_CACHE_SHIFT)
439
440 static inline int stride_io_mode(struct ll_readahead_state *ras)
441 {
442         return ras->ras_consecutive_stride_requests > 1;
443 }
444 /* The function calculates how much pages will be read in
445  * [off, off + length], in such stride IO area,
446  * stride_offset = st_off, stride_lengh = st_len,
447  * stride_pages = st_pgs
448  *
449  *   |------------------|*****|------------------|*****|------------|*****|....
450  * st_off
451  *   |--- st_pgs     ---|
452  *   |-----     st_len   -----|
453  *
454  *              How many pages it should read in such pattern
455  *              |-------------------------------------------------------------|
456  *              off
457  *              |<------                  length                      ------->|
458  *
459  *          =   |<----->|  +  |-------------------------------------| +   |---|
460  *             start_left                 st_pgs * i                    end_left
461  */
462 static unsigned long
463 stride_pg_count(pgoff_t st_off, unsigned long st_len, unsigned long st_pgs,
464                 unsigned long off, unsigned long length)
465 {
466         __u64 start = off > st_off ? off - st_off : 0;
467         __u64 end = off + length > st_off ? off + length - st_off : 0;
468         unsigned long start_left = 0;
469         unsigned long end_left = 0;
470         unsigned long pg_count;
471
472         if (st_len == 0 || length == 0 || end == 0)
473                 return length;
474
475         start_left = do_div(start, st_len);
476         if (start_left < st_pgs)
477                 start_left = st_pgs - start_left;
478         else
479                 start_left = 0;
480
481         end_left = do_div(end, st_len);
482         if (end_left > st_pgs)
483                 end_left = st_pgs;
484
485         CDEBUG(D_READA, "start "LPU64", end "LPU64" start_left %lu end_left %lu \n",
486                start, end, start_left, end_left);
487
488         if (start == end)
489                 pg_count = end_left - (st_pgs - start_left);
490         else
491                 pg_count = start_left + st_pgs * (end - start - 1) + end_left;
492
493         CDEBUG(D_READA, "st_off %lu, st_len %lu st_pgs %lu off %lu length %lu"
494                "pgcount %lu\n", st_off, st_len, st_pgs, off, length, pg_count);
495
496         return pg_count;
497 }
498
499 static int ria_page_count(struct ra_io_arg *ria)
500 {
501         __u64 length = ria->ria_end >= ria->ria_start ?
502                        ria->ria_end - ria->ria_start + 1 : 0;
503
504         return stride_pg_count(ria->ria_stoff, ria->ria_length,
505                                ria->ria_pages, ria->ria_start,
506                                length);
507 }
508
509 /*Check whether the index is in the defined ra-window */
510 static int ras_inside_ra_window(unsigned long idx, struct ra_io_arg *ria)
511 {
512         /* If ria_length == ria_pages, it means non-stride I/O mode,
513          * idx should always inside read-ahead window in this case
514          * For stride I/O mode, just check whether the idx is inside
515          * the ria_pages. */
516         return ria->ria_length == 0 || ria->ria_length == ria->ria_pages ||
517                (idx >= ria->ria_stoff && (idx - ria->ria_stoff) %
518                 ria->ria_length < ria->ria_pages);
519 }
520
521 static int ll_read_ahead_pages(const struct lu_env *env,
522                                struct cl_io *io, struct cl_page_list *queue,
523                                struct ra_io_arg *ria,
524                                unsigned long *reserved_pages,
525                                struct address_space *mapping,
526                                unsigned long *ra_end)
527 {
528         int rc, count = 0, stride_ria;
529         unsigned long page_idx;
530
531         LASSERT(ria != NULL);
532         RIA_DEBUG(ria);
533
534         stride_ria = ria->ria_length > ria->ria_pages && ria->ria_pages > 0;
535         for (page_idx = ria->ria_start; page_idx <= ria->ria_end &&
536                         *reserved_pages > 0; page_idx++) {
537                 if (ras_inside_ra_window(page_idx, ria)) {
538                         /* If the page is inside the read-ahead window*/
539                         rc = ll_read_ahead_page(env, io, queue,
540                                                 page_idx, mapping);
541                         if (rc == 1) {
542                                 (*reserved_pages)--;
543                                 count ++;
544                         } else if (rc == -ENOLCK)
545                                 break;
546                 } else if (stride_ria) {
547                         /* If it is not in the read-ahead window, and it is
548                          * read-ahead mode, then check whether it should skip
549                          * the stride gap */
550                         pgoff_t offset;
551                         /* FIXME: This assertion only is valid when it is for
552                          * forward read-ahead, it will be fixed when backward
553                          * read-ahead is implemented */
554                         LASSERTF(page_idx > ria->ria_stoff, "Invalid page_idx %lu"
555                                 "rs %lu re %lu ro %lu rl %lu rp %lu\n", page_idx,
556                                 ria->ria_start, ria->ria_end, ria->ria_stoff,
557                                 ria->ria_length, ria->ria_pages);
558                         offset = page_idx - ria->ria_stoff;
559                         offset = offset % (ria->ria_length);
560                         if (offset > ria->ria_pages) {
561                                 page_idx += ria->ria_length - offset;
562                                 CDEBUG(D_READA, "i %lu skip %lu \n", page_idx,
563                                        ria->ria_length - offset);
564                                 continue;
565                         }
566                 }
567         }
568         *ra_end = page_idx;
569         return count;
570 }
571
572 int ll_readahead(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
573                  struct ll_readahead_state *ras, struct address_space *mapping,
574                  struct cl_page_list *queue, int flags)
575 {
576         struct vvp_io *vio = vvp_env_io(env);
577         struct vvp_thread_info *vti = vvp_env_info(env);
578         struct cl_attr *attr = ccc_env_thread_attr(env);
579         unsigned long start = 0, end = 0, reserved;
580         unsigned long ra_end, len;
581         struct inode *inode;
582         struct ll_ra_read *bead;
583         struct ra_io_arg *ria = &vti->vti_ria;
584         struct ll_inode_info *lli;
585         struct cl_object *clob;
586         int ret = 0;
587         __u64 kms;
588         ENTRY;
589
590         inode = mapping->host;
591         lli = ll_i2info(inode);
592         clob = lli->lli_clob;
593
594         memset(ria, 0, sizeof *ria);
595
596         cl_object_attr_lock(clob);
597         ret = cl_object_attr_get(env, clob, attr);
598         cl_object_attr_unlock(clob);
599
600         if (ret != 0)
601                 RETURN(ret);
602         kms = attr->cat_kms;
603         if (kms == 0) {
604                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_ZERO_LEN);
605                 RETURN(0);
606         }
607
608         spin_lock(&ras->ras_lock);
609         if (vio->cui_ra_window_set)
610                 bead = &vio->cui_bead;
611         else
612                 bead = NULL;
613
614         /* Enlarge the RA window to encompass the full read */
615         if (bead != NULL && ras->ras_window_start + ras->ras_window_len <
616             bead->lrr_start + bead->lrr_count) {
617                 ras->ras_window_len = bead->lrr_start + bead->lrr_count -
618                                       ras->ras_window_start;
619         }
620         /* Reserve a part of the read-ahead window that we'll be issuing */
621         if (ras->ras_window_len) {
622                 start = ras->ras_next_readahead;
623                 end = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len - 1;
624         }
625         if (end != 0) {
626                 unsigned long rpc_boundary;
627                 /*
628                  * Align RA window to an optimal boundary.
629                  *
630                  * XXX This would be better to align to cl_max_pages_per_rpc
631                  * instead of PTLRPC_MAX_BRW_PAGES, because the RPC size may
632                  * be aligned to the RAID stripe size in the future and that
633                  * is more important than the RPC size.
634                  */
635                 /* Note: we only trim the RPC, instead of extending the RPC
636                  * to the boundary, so to avoid reading too much pages during
637                  * random reading. */
638                 rpc_boundary = ((end + 1) & (~(PTLRPC_MAX_BRW_PAGES - 1)));
639                 if (rpc_boundary > 0)
640                         rpc_boundary--;
641
642                 if (rpc_boundary  > start)
643                         end = rpc_boundary;
644
645                 /* Truncate RA window to end of file */
646                 end = min(end, (unsigned long)((kms - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT));
647
648                 ras->ras_next_readahead = max(end, end + 1);
649                 RAS_CDEBUG(ras);
650         }
651         ria->ria_start = start;
652         ria->ria_end = end;
653         /* If stride I/O mode is detected, get stride window*/
654         if (stride_io_mode(ras)) {
655                 ria->ria_stoff = ras->ras_stride_offset;
656                 ria->ria_length = ras->ras_stride_length;
657                 ria->ria_pages = ras->ras_stride_pages;
658         }
659         spin_unlock(&ras->ras_lock);
660
661         if (end == 0) {
662                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_ZERO_WINDOW);
663                 RETURN(0);
664         }
665         len = ria_page_count(ria);
666         if (len == 0)
667                 RETURN(0);
668
669         reserved = ll_ra_count_get(ll_i2sbi(inode), ria, len);
670         if (reserved < len)
671                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_MAX_IN_FLIGHT);
672
673         CDEBUG(D_READA, "reserved page %lu ra_cur %d ra_max %lu\n", reserved,
674                cfs_atomic_read(&ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_cur_pages),
675                ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_max_pages);
676
677         ret = ll_read_ahead_pages(env, io, queue,
678                                   ria, &reserved, mapping, &ra_end);
679
680         if (reserved != 0)
681                 ll_ra_count_put(ll_i2sbi(inode), reserved);
682
683         if (ra_end == end + 1 && ra_end == (kms >> PAGE_CACHE_SHIFT))
684                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_EOF);
685
686         /* if we didn't get to the end of the region we reserved from
687          * the ras we need to go back and update the ras so that the
688          * next read-ahead tries from where we left off.  we only do so
689          * if the region we failed to issue read-ahead on is still ahead
690          * of the app and behind the next index to start read-ahead from */
691         CDEBUG(D_READA, "ra_end %lu end %lu stride end %lu \n",
692                ra_end, end, ria->ria_end);
693
694         if (ra_end != end + 1) {
695                 spin_lock(&ras->ras_lock);
696                 if (ra_end < ras->ras_next_readahead &&
697                     index_in_window(ra_end, ras->ras_window_start, 0,
698                                     ras->ras_window_len)) {
699                         ras->ras_next_readahead = ra_end;
700                         RAS_CDEBUG(ras);
701                 }
702                 spin_unlock(&ras->ras_lock);
703         }
704
705         RETURN(ret);
706 }
707
708 static void ras_set_start(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras,
709                           unsigned long index)
710 {
711         ras->ras_window_start = index & (~(RAS_INCREASE_STEP(inode) - 1));
712 }
713
714 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
715 static void ras_reset(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras,
716                       unsigned long index)
717 {
718         ras->ras_last_readpage = index;
719         ras->ras_consecutive_requests = 0;
720         ras->ras_consecutive_pages = 0;
721         ras->ras_window_len = 0;
722         ras_set_start(inode, ras, index);
723         ras->ras_next_readahead = max(ras->ras_window_start, index);
724
725         RAS_CDEBUG(ras);
726 }
727
728 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
729 static void ras_stride_reset(struct ll_readahead_state *ras)
730 {
731         ras->ras_consecutive_stride_requests = 0;
732         ras->ras_stride_length = 0;
733         ras->ras_stride_pages = 0;
734         RAS_CDEBUG(ras);
735 }
736
737 void ll_readahead_init(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras)
738 {
739         spin_lock_init(&ras->ras_lock);
740         ras_reset(inode, ras, 0);
741         ras->ras_requests = 0;
742         CFS_INIT_LIST_HEAD(&ras->ras_read_beads);
743 }
744
745 /*
746  * Check whether the read request is in the stride window.
747  * If it is in the stride window, return 1, otherwise return 0.
748  */
749 static int index_in_stride_window(struct ll_readahead_state *ras,
750                                   unsigned long index)
751 {
752         unsigned long stride_gap;
753
754         if (ras->ras_stride_length == 0 || ras->ras_stride_pages == 0 ||
755             ras->ras_stride_pages == ras->ras_stride_length)
756                 return 0;
757
758         stride_gap = index - ras->ras_last_readpage - 1;
759
760         /* If it is contiguous read */
761         if (stride_gap == 0)
762                 return ras->ras_consecutive_pages + 1 <= ras->ras_stride_pages;
763
764         /* Otherwise check the stride by itself */
765         return (ras->ras_stride_length - ras->ras_stride_pages) == stride_gap &&
766                 ras->ras_consecutive_pages == ras->ras_stride_pages;
767 }
768
769 static void ras_update_stride_detector(struct ll_readahead_state *ras,
770                                        unsigned long index)
771 {
772         unsigned long stride_gap = index - ras->ras_last_readpage - 1;
773
774         if (!stride_io_mode(ras) && (stride_gap != 0 ||
775              ras->ras_consecutive_stride_requests == 0)) {
776                 ras->ras_stride_pages = ras->ras_consecutive_pages;
777                 ras->ras_stride_length = stride_gap +ras->ras_consecutive_pages;
778         }
779         LASSERT(ras->ras_request_index == 0);
780         LASSERT(ras->ras_consecutive_stride_requests == 0);
781
782         if (index <= ras->ras_last_readpage) {
783                 /*Reset stride window for forward read*/
784                 ras_stride_reset(ras);
785                 return;
786         }
787
788         ras->ras_stride_pages = ras->ras_consecutive_pages;
789         ras->ras_stride_length = stride_gap +ras->ras_consecutive_pages;
790
791         RAS_CDEBUG(ras);
792         return;
793 }
794
795 static unsigned long
796 stride_page_count(struct ll_readahead_state *ras, unsigned long len)
797 {
798         return stride_pg_count(ras->ras_stride_offset, ras->ras_stride_length,
799                                ras->ras_stride_pages, ras->ras_stride_offset,
800                                len);
801 }
802
803 /* Stride Read-ahead window will be increased inc_len according to
804  * stride I/O pattern */
805 static void ras_stride_increase_window(struct ll_readahead_state *ras,
806                                        struct ll_ra_info *ra,
807                                        unsigned long inc_len)
808 {
809         unsigned long left, step, window_len;
810         unsigned long stride_len;
811
812         LASSERT(ras->ras_stride_length > 0);
813         LASSERTF(ras->ras_window_start + ras->ras_window_len
814                  >= ras->ras_stride_offset, "window_start %lu, window_len %lu"
815                  " stride_offset %lu\n", ras->ras_window_start,
816                  ras->ras_window_len, ras->ras_stride_offset);
817
818         stride_len = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len -
819                      ras->ras_stride_offset;
820
821         left = stride_len % ras->ras_stride_length;
822         window_len = ras->ras_window_len - left;
823
824         if (left < ras->ras_stride_pages)
825                 left += inc_len;
826         else
827                 left = ras->ras_stride_pages + inc_len;
828
829         LASSERT(ras->ras_stride_pages != 0);
830
831         step = left / ras->ras_stride_pages;
832         left %= ras->ras_stride_pages;
833
834         window_len += step * ras->ras_stride_length + left;
835
836         if (stride_page_count(ras, window_len) <= ra->ra_max_pages_per_file)
837                 ras->ras_window_len = window_len;
838
839         RAS_CDEBUG(ras);
840 }
841
842 static void ras_increase_window(struct inode *inode,
843                                 struct ll_readahead_state *ras,
844                                 struct ll_ra_info *ra)
845 {
846         /* The stretch of ra-window should be aligned with max rpc_size
847          * but current clio architecture does not support retrieve such
848          * information from lower layer. FIXME later
849          */
850         if (stride_io_mode(ras))
851                 ras_stride_increase_window(ras, ra, RAS_INCREASE_STEP(inode));
852         else
853                 ras->ras_window_len = min(ras->ras_window_len +
854                                           RAS_INCREASE_STEP(inode),
855                                           ra->ra_max_pages_per_file);
856 }
857
858 void ras_update(struct ll_sb_info *sbi, struct inode *inode,
859                 struct ll_readahead_state *ras, unsigned long index,
860                 unsigned hit)
861 {
862         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
863         int zero = 0, stride_detect = 0, ra_miss = 0;
864         ENTRY;
865
866         spin_lock(&ras->ras_lock);
867
868         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, hit ? RA_STAT_HIT : RA_STAT_MISS);
869
870         /* reset the read-ahead window in two cases.  First when the app seeks
871          * or reads to some other part of the file.  Secondly if we get a
872          * read-ahead miss that we think we've previously issued.  This can
873          * be a symptom of there being so many read-ahead pages that the VM is
874          * reclaiming it before we get to it. */
875         if (!index_in_window(index, ras->ras_last_readpage, 8, 8)) {
876                 zero = 1;
877                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_DISTANT_READPAGE);
878         } else if (!hit && ras->ras_window_len &&
879                    index < ras->ras_next_readahead &&
880                    index_in_window(index, ras->ras_window_start, 0,
881                                    ras->ras_window_len)) {
882                 ra_miss = 1;
883                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_MISS_IN_WINDOW);
884         }
885
886         /* On the second access to a file smaller than the tunable
887          * ra_max_read_ahead_whole_pages trigger RA on all pages in the
888          * file up to ra_max_pages_per_file.  This is simply a best effort
889          * and only occurs once per open file.  Normal RA behavior is reverted
890          * to for subsequent IO.  The mmap case does not increment
891          * ras_requests and thus can never trigger this behavior. */
892         if (ras->ras_requests == 2 && !ras->ras_request_index) {
893                 __u64 kms_pages;
894
895                 kms_pages = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >>
896                             PAGE_CACHE_SHIFT;
897
898                 CDEBUG(D_READA, "kmsp "LPU64" mwp %lu mp %lu\n", kms_pages,
899                        ra->ra_max_read_ahead_whole_pages, ra->ra_max_pages_per_file);
900
901                 if (kms_pages &&
902                     kms_pages <= ra->ra_max_read_ahead_whole_pages) {
903                         ras->ras_window_start = 0;
904                         ras->ras_last_readpage = 0;
905                         ras->ras_next_readahead = 0;
906                         ras->ras_window_len = min(ra->ra_max_pages_per_file,
907                                 ra->ra_max_read_ahead_whole_pages);
908                         GOTO(out_unlock, 0);
909                 }
910         }
911         if (zero) {
912                 /* check whether it is in stride I/O mode*/
913                 if (!index_in_stride_window(ras, index)) {
914                         if (ras->ras_consecutive_stride_requests == 0 &&
915                             ras->ras_request_index == 0) {
916                                 ras_update_stride_detector(ras, index);
917                                 ras->ras_consecutive_stride_requests++;
918                         } else {
919                                 ras_stride_reset(ras);
920                         }
921                         ras_reset(inode, ras, index);
922                         ras->ras_consecutive_pages++;
923                         GOTO(out_unlock, 0);
924                 } else {
925                         ras->ras_consecutive_pages = 0;
926                         ras->ras_consecutive_requests = 0;
927                         if (++ras->ras_consecutive_stride_requests > 1)
928                                 stride_detect = 1;
929                         RAS_CDEBUG(ras);
930                 }
931         } else {
932                 if (ra_miss) {
933                         if (index_in_stride_window(ras, index) &&
934                             stride_io_mode(ras)) {
935                                 /*If stride-RA hit cache miss, the stride dector
936                                  *will not be reset to avoid the overhead of
937                                  *redetecting read-ahead mode */
938                                 if (index != ras->ras_last_readpage + 1)
939                                         ras->ras_consecutive_pages = 0;
940                                 ras_reset(inode, ras, index);
941                                 RAS_CDEBUG(ras);
942                         } else {
943                                 /* Reset both stride window and normal RA
944                                  * window */
945                                 ras_reset(inode, ras, index);
946                                 ras->ras_consecutive_pages++;
947                                 ras_stride_reset(ras);
948                                 GOTO(out_unlock, 0);
949                         }
950                 } else if (stride_io_mode(ras)) {
951                         /* If this is contiguous read but in stride I/O mode
952                          * currently, check whether stride step still is valid,
953                          * if invalid, it will reset the stride ra window*/
954                         if (!index_in_stride_window(ras, index)) {
955                                 /* Shrink stride read-ahead window to be zero */
956                                 ras_stride_reset(ras);
957                                 ras->ras_window_len = 0;
958                                 ras->ras_next_readahead = index;
959                         }
960                 }
961         }
962         ras->ras_consecutive_pages++;
963         ras->ras_last_readpage = index;
964         ras_set_start(inode, ras, index);
965
966         if (stride_io_mode(ras))
967                 /* Since stride readahead is sentivite to the offset
968                  * of read-ahead, so we use original offset here,
969                  * instead of ras_window_start, which is RPC aligned */
970                 ras->ras_next_readahead = max(index, ras->ras_next_readahead);
971         else
972                 ras->ras_next_readahead = max(ras->ras_window_start,
973                                               ras->ras_next_readahead);
974         RAS_CDEBUG(ras);
975
976         /* Trigger RA in the mmap case where ras_consecutive_requests
977          * is not incremented and thus can't be used to trigger RA */
978         if (!ras->ras_window_len && ras->ras_consecutive_pages == 4) {
979                 ras->ras_window_len = RAS_INCREASE_STEP(inode);
980                 GOTO(out_unlock, 0);
981         }
982
983         /* Initially reset the stride window offset to next_readahead*/
984         if (ras->ras_consecutive_stride_requests == 2 && stride_detect) {
985                 /**
986                  * Once stride IO mode is detected, next_readahead should be
987                  * reset to make sure next_readahead > stride offset
988                  */
989                 ras->ras_next_readahead = max(index, ras->ras_next_readahead);
990                 ras->ras_stride_offset = index;
991                 ras->ras_window_len = RAS_INCREASE_STEP(inode);
992         }
993
994         /* The initial ras_window_len is set to the request size.  To avoid
995          * uselessly reading and discarding pages for random IO the window is
996          * only increased once per consecutive request received. */
997         if ((ras->ras_consecutive_requests > 1 || stride_detect) &&
998             !ras->ras_request_index)
999                 ras_increase_window(inode, ras, ra);
1000         EXIT;
1001 out_unlock:
1002         RAS_CDEBUG(ras);
1003         ras->ras_request_index++;
1004         spin_unlock(&ras->ras_lock);
1005         return;
1006 }
1007
1008 int ll_writepage(struct page *vmpage, struct writeback_control *wbc)
1009 {
1010         struct inode           *inode = vmpage->mapping->host;
1011         struct ll_inode_info   *lli   = ll_i2info(inode);
1012         struct lu_env          *env;
1013         struct cl_io           *io;
1014         struct cl_page         *page;
1015         struct cl_object       *clob;
1016         struct cl_env_nest      nest;
1017         bool redirtied = false;
1018         bool unlocked = false;
1019         int result;
1020         ENTRY;
1021
1022         LASSERT(PageLocked(vmpage));
1023         LASSERT(!PageWriteback(vmpage));
1024
1025         LASSERT(ll_i2dtexp(inode) != NULL);
1026
1027         env = cl_env_nested_get(&nest);
1028         if (IS_ERR(env))
1029                 GOTO(out, result = PTR_ERR(env));
1030
1031         clob  = ll_i2info(inode)->lli_clob;
1032         LASSERT(clob != NULL);
1033
1034         io = ccc_env_thread_io(env);
1035         io->ci_obj = clob;
1036         io->ci_ignore_layout = 1;
1037         result = cl_io_init(env, io, CIT_MISC, clob);
1038         if (result == 0) {
1039                 page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index,
1040                                     vmpage, CPT_CACHEABLE);
1041                 if (!IS_ERR(page)) {
1042                         lu_ref_add(&page->cp_reference, "writepage",
1043                                    current);
1044                         cl_page_assume(env, io, page);
1045                         result = cl_page_flush(env, io, page);
1046                         if (result != 0) {
1047                                 /*
1048                                  * Re-dirty page on error so it retries write,
1049                                  * but not in case when IO has actually
1050                                  * occurred and completed with an error.
1051                                  */
1052                                 if (!PageError(vmpage)) {
1053                                         redirty_page_for_writepage(wbc, vmpage);
1054                                         result = 0;
1055                                         redirtied = true;
1056                                 }
1057                         }
1058                         cl_page_disown(env, io, page);
1059                         unlocked = true;
1060                         lu_ref_del(&page->cp_reference,
1061                                    "writepage", current);
1062                         cl_page_put(env, page);
1063                 } else {
1064                         result = PTR_ERR(page);
1065                 }
1066         }
1067         cl_io_fini(env, io);
1068
1069         if (redirtied && wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) {
1070                 loff_t offset = cl_offset(clob, vmpage->index);
1071
1072                 /* Flush page failed because the extent is being written out.
1073                  * Wait for the write of extent to be finished to avoid
1074                  * breaking kernel which assumes ->writepage should mark
1075                  * PageWriteback or clean the page. */
1076                 result = cl_sync_file_range(inode, offset,
1077                                             offset + PAGE_CACHE_SIZE - 1,
1078                                             CL_FSYNC_LOCAL, 1);
1079                 if (result > 0) {
1080                         /* actually we may have written more than one page.
1081                          * decreasing this page because the caller will count
1082                          * it. */
1083                         wbc->nr_to_write -= result - 1;
1084                         result = 0;
1085                 }
1086         }
1087
1088         cl_env_nested_put(&nest, env);
1089         GOTO(out, result);
1090
1091 out:
1092         if (result < 0) {
1093                 if (!lli->lli_async_rc)
1094                         lli->lli_async_rc = result;
1095                 SetPageError(vmpage);
1096                 if (!unlocked)
1097                         unlock_page(vmpage);
1098         }
1099         return result;
1100 }
1101
1102 int ll_writepages(struct address_space *mapping, struct writeback_control *wbc)
1103 {
1104         struct inode *inode = mapping->host;
1105         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(inode);
1106         loff_t start;
1107         loff_t end;
1108         enum cl_fsync_mode mode;
1109         int range_whole = 0;
1110         int result;
1111         int ignore_layout = 0;
1112         ENTRY;
1113
1114         if (wbc->range_cyclic) {
1115                 start = mapping->writeback_index << PAGE_CACHE_SHIFT;
1116                 end = OBD_OBJECT_EOF;
1117         } else {
1118                 start = wbc->range_start;
1119                 end = wbc->range_end;
1120                 if (end == LLONG_MAX) {
1121                         end = OBD_OBJECT_EOF;
1122                         range_whole = start == 0;
1123                 }
1124         }
1125
1126         mode = CL_FSYNC_NONE;
1127         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
1128                 mode = CL_FSYNC_LOCAL;
1129
1130         if (sbi->ll_umounting)
1131                 /* if the mountpoint is being umounted, all pages have to be
1132                  * evicted to avoid hitting LBUG when truncate_inode_pages()
1133                  * is called later on. */
1134                 ignore_layout = 1;
1135         result = cl_sync_file_range(inode, start, end, mode, ignore_layout);
1136         if (result > 0) {
1137                 wbc->nr_to_write -= result;
1138                 result = 0;
1139          }
1140
1141         if (wbc->range_cyclic || (range_whole && wbc->nr_to_write > 0)) {
1142                 if (end == OBD_OBJECT_EOF)
1143                         mapping->writeback_index = 0;
1144                 else
1145                         mapping->writeback_index = (end >> PAGE_CACHE_SHIFT) +1;
1146         }
1147         RETURN(result);
1148 }
1149
1150 int ll_readpage(struct file *file, struct page *vmpage)
1151 {
1152         struct ll_cl_context *lcc;
1153         int result;
1154         ENTRY;
1155
1156         lcc = ll_cl_init(file, vmpage);
1157         if (!IS_ERR(lcc)) {
1158                 struct lu_env  *env  = lcc->lcc_env;
1159                 struct cl_io   *io   = lcc->lcc_io;
1160                 struct cl_page *page = lcc->lcc_page;
1161
1162                 LASSERT(page->cp_type == CPT_CACHEABLE);
1163                 if (likely(!PageUptodate(vmpage))) {
1164                         cl_page_assume(env, io, page);
1165                         result = cl_io_read_page(env, io, page);
1166                 } else {
1167                         /* Page from a non-object file. */
1168                         unlock_page(vmpage);
1169                         result = 0;
1170                 }
1171                 ll_cl_fini(lcc);
1172         } else {
1173                 unlock_page(vmpage);
1174                 result = PTR_ERR(lcc);
1175         }
1176         RETURN(result);
1177 }
1178
1179 int ll_page_sync_io(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
1180                     struct cl_page *page, enum cl_req_type crt)
1181 {
1182         struct cl_2queue  *queue;
1183         int result;
1184
1185         LASSERT(io->ci_type == CIT_READ || io->ci_type == CIT_WRITE);
1186
1187         queue = &io->ci_queue;
1188         cl_2queue_init_page(queue, page);
1189
1190         result = cl_io_submit_sync(env, io, crt, queue, 0);
1191         LASSERT(cl_page_is_owned(page, io));
1192
1193         if (crt == CRT_READ)
1194                 /*
1195                  * in CRT_WRITE case page is left locked even in case of
1196                  * error.
1197                  */
1198                 cl_page_list_disown(env, io, &queue->c2_qin);
1199         cl_2queue_fini(env, queue);
1200
1201         return result;
1202 }