lustre/llite/rw.c

   1 /* -*- mode: c; c-basic-offset: 8; indent-tabs-mode: nil; -*-
   2  * vim:expandtab:shiftwidth=8:tabstop=8:
   3  *
   4  * GPL HEADER START
   5  *
   6  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
  10  * as published by the Free Software Foundation.
  11  *
  12  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  13  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
  16  * in the LICENSE file that accompanied this code).
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  19  * version 2 along with this program; If not, see
  20  * http://www.sun.com/software/products/lustre/docs/GPLv2.pdf
  21  *
  22  * Please contact Sun Microsystems, Inc., 4150 Network Circle, Santa Clara,
  23  * CA 95054 USA or visit www.sun.com if you need additional information or
  24  * have any questions.
  25  *
  26  * GPL HEADER END
  27  */
  28 /*
  29  * Copyright  2008 Sun Microsystems, Inc. All rights reserved
  30  * Use is subject to license terms.
  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/autoconf.h>
  42 #include <linux/kernel.h>
  43 #include <linux/mm.h>
  44 #include <linux/string.h>
  45 #include <linux/stat.h>
  46 #include <linux/errno.h>
  47 #include <linux/smp_lock.h>
  48 #include <linux/unistd.h>
  49 #include <linux/version.h>
  50 #include <asm/system.h>
  51 #include <asm/uaccess.h>
  52
  53 #include <linux/fs.h>
  54 #include <linux/stat.h>
  55 #include <asm/uaccess.h>
  56 #include <linux/mm.h>
  57 #include <linux/pagemap.h>
  58 #include <linux/smp_lock.h>
  59 /* current_is_kswapd() */
  60 #include <linux/swap.h>
  61
  62 #define DEBUG_SUBSYSTEM S_LLITE
  63
  64 //#include <lustre_mdc.h>
  65 #include <lustre_lite.h>
  66 #include <obd_cksum.h>
  67 #include "llite_internal.h"
  68 #include <linux/lustre_compat25.h>
  69
  70 /* this isn't where truncate starts.   roughly:
  71  * sys_truncate->ll_setattr_raw->vmtruncate->ll_truncate. setattr_raw grabs
  72  * DLM lock on [size, EOF], i_mutex, ->lli_size_sem, and WRITE_I_ALLOC_SEM to
  73  * avoid races.
  74  *
  75  * must be called under ->lli_size_sem */
  76 void ll_truncate(struct inode *inode)
  77 {
  78         struct ll_inode_info *lli = ll_i2info(inode);
  79         loff_t new_size;
  80         ENTRY;
  81         CDEBUG(D_VFSTRACE, "VFS Op:inode=%lu/%u(%p) to %Lu=%#Lx\n",inode->i_ino,
  82                inode->i_generation, inode, i_size_read(inode),
  83                i_size_read(inode));
  84
  85         ll_stats_ops_tally(ll_i2sbi(inode), LPROC_LL_TRUNC, 1);
  86         if (lli->lli_size_sem_owner != cfs_current()) {
  87                 EXIT;
  88                 return;
  89         }
  90
  91         if (!lli->lli_smd) {
  92                 CDEBUG(D_INODE, "truncate on inode %lu with no objects\n",
  93                        inode->i_ino);
  94                 GOTO(out_unlock, 0);
  95         }
  96         LASSERT_SEM_LOCKED(&lli->lli_size_sem);
  97
  98         if (unlikely((ll_i2sbi(inode)->ll_flags & LL_SBI_CHECKSUM) &&
  99                      (i_size_read(inode) & ~CFS_PAGE_MASK))) {
 100                 /* If the truncate leaves a partial page, update its checksum */
 101                 struct page *page = find_get_page(inode->i_mapping,
 102                                                   i_size_read(inode) >>
 103                                                   CFS_PAGE_SHIFT);
 104                 if (page != NULL) {
 105 #if 0 /* XXX */
 106                         struct ll_async_page *llap = llap_cast_private(page);
 107                         if (llap != NULL) {
 108                                 char *kaddr = kmap_atomic(page, KM_USER0);
 109                                 llap->llap_checksum =
 110                                         init_checksum(OSC_DEFAULT_CKSUM);
 111                                 llap->llap_checksum =
 112                                         compute_checksum(llap->llap_checksum,
 113                                                          kaddr, CFS_PAGE_SIZE,
 114                                                          OSC_DEFAULT_CKSUM);
 115                                 kunmap_atomic(kaddr, KM_USER0);
 116                         }
 117                         page_cache_release(page);
 118 #endif
 119                 }
 120         }
 121
 122         new_size = i_size_read(inode);
 123         ll_inode_size_unlock(inode, 0);
 124
 125         EXIT;
 126         return;
 127
 128  out_unlock:
 129         ll_inode_size_unlock(inode, 0);
 130 } /* ll_truncate */
 131
 132 /**
 133  * Initializes common cl-data at the typical address_space operation entry
 134  * point.
 135  */
 136 static int ll_cl_init(struct file *file, struct page *vmpage,
 137                       struct lu_env **env,
 138                       struct cl_io **io, struct cl_page **page, int *refcheck)
 139 {
 140         struct lu_env    *_env;
 141         struct cl_io     *_io;
 142         struct cl_page   *_page;
 143         struct cl_object *clob;
 144
 145         int result;
 146
 147         *env  = NULL;
 148         *io   = NULL;
 149         *page = NULL;
 150
 151         clob = ll_i2info(vmpage->mapping->host)->lli_clob;
 152         LASSERT(clob != NULL);
 153
 154         _env = cl_env_get(refcheck);
 155         if (!IS_ERR(env)) {
 156                 struct ccc_io *cio = ccc_env_io(_env);
 157
 158                 *env = _env;
 159                 *io  = _io = cio->cui_cl.cis_io;
 160                 if (_io != NULL) {
 161                         LASSERT(_io->ci_state == CIS_IO_GOING);
 162                         LASSERT(cio->cui_fd == LUSTRE_FPRIVATE(file));
 163                         _page = cl_page_find(_env, clob, vmpage->index, vmpage,
 164                                              CPT_CACHEABLE);
 165                         if (!IS_ERR(_page)) {
 166                                 *page = _page;
 167                                 lu_ref_add(&_page->cp_reference, "cl_io", _io);
 168                                 result = 0;
 169                         } else
 170                                 result = PTR_ERR(_page);
 171                 } else
 172                         /*
 173                          * This is for a case where operation can be called
 174                          * either with or without cl_io created by the upper
 175                          * layer (e.g., ->prepare_write() called directly from
 176                          * loop-back driver).
 177                          */
 178                         result = -EALREADY;
 179         } else
 180                 result = PTR_ERR(_env);
 181         CDEBUG(D_VFSTRACE, "%lu@"DFID" -> %i %p %p %p\n",
 182                vmpage->index, PFID(lu_object_fid(&clob->co_lu)), result,
 183                *env, *io, *page);
 184         return result;
 185 }
 186
 187 /**
 188  * Finalizes cl-data before exiting typical address_space operation. Dual to
 189  * ll_cl_init().
 190  */
 191 static void ll_cl_fini(struct lu_env *env,
 192                        struct cl_io *io, struct cl_page *page, int *refcheck)
 193 {
 194         if (page != NULL) {
 195                 lu_ref_del(&page->cp_reference, "cl_io", io);
 196                 cl_page_put(env, page);
 197         }
 198         if (env != NULL) {
 199                 struct vvp_io *vio;
 200
 201                 vio = vvp_env_io(env);
 202                 LASSERT(vio->cui_oneshot >= 0);
 203                 if (vio->cui_oneshot > 0) {
 204                         if (--vio->cui_oneshot == 0) {
 205                                 cl_io_end(env, io);
 206                                 cl_io_unlock(env, io);
 207                                 cl_io_iter_fini(env, io);
 208                                 cl_io_fini(env, io);
 209                                 /* to trigger assertion above, if ll_cl_fini()
 210                                  * is called against freed io. */
 211                                 vio->cui_oneshot = -1;
 212                         }
 213                         /* additional reference on env was acquired by io,
 214                          * disable refcheck */
 215                         refcheck = NULL;
 216                 }
 217                 cl_env_put(env, refcheck);
 218         } else
 219                 LASSERT(io == NULL);
 220 }
 221
 222 /**
 223  * Initializes one-shot cl_io for the case when loop driver calls
 224  * ->{prepare,commit}_write() methods directly.
 225  */
 226 static int ll_prepare_loop(struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 227                            struct file *file, struct page *vmpage,
 228                            unsigned from, unsigned to)
 229 {
 230         struct vvp_io *vio;
 231         struct ccc_io *cio;
 232         int result;
 233         loff_t pos;
 234
 235         vio = vvp_env_io(env);
 236         cio = ccc_env_io(env);
 237         ll_io_init(io, file, 1);
 238         pos = (vmpage->index << CFS_PAGE_SHIFT) + from;
 239         /*
 240          * Create IO and quickly drive it through CIS_{INIT,IT_STARTED,LOCKED}
 241          * states. DLM locks are not taken for vio->cui_oneshot IO---we cannot
 242          * take DLM locks here, because page is already locked. With new
 243          * ->write_{being,end}() address_space operations lustre might be
 244          * luckier.
 245          */
 246         result = cl_io_rw_init(env, io, CIT_WRITE, pos, from - to);
 247         if (result == 0) {
 248                 cio->cui_fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
 249                 vio->cui_oneshot = 1;
 250                 result = cl_io_iter_init(env, io);
 251                 if (result == 0) {
 252                         result = cl_io_lock(env, io);
 253                         if (result == 0)
 254                                 result = cl_io_start(env, io);
 255                 }
 256         } else
 257                 result = io->ci_result;
 258         return result;
 259 }
 260
 261 /**
 262  * ->prepare_write() address space operation called by generic_file_write()
 263  * for every page during write.
 264  */
 265 int ll_prepare_write(struct file *file, struct page *vmpage, unsigned from,
 266                      unsigned to)
 267 {
 268         struct lu_env    *env;
 269         struct cl_io     *io;
 270         struct cl_page   *page;
 271         int result;
 272         int refcheck;
 273         ENTRY;
 274
 275         result = ll_cl_init(file, vmpage, &env, &io, &page, &refcheck);
 276         /*
 277          * Loop-back driver calls ->prepare_write() and ->sendfile() methods
 278          * directly, bypassing file system ->write() operation, so cl_io has
 279          * to be created here.
 280          */
 281         if (result == -EALREADY) {
 282                 io = &ccc_env_info(env)->cti_io;
 283                 result = ll_prepare_loop(env, io, file, vmpage, from, to);
 284                 if (result == 0) {
 285                         result = ll_cl_init(file, vmpage,
 286                                             &env, &io, &page, &refcheck);
 287                         cl_env_put(env, NULL);
 288                 }
 289         }
 290         if (result == 0) {
 291                 cl_page_assume(env, io, page);
 292                 result = cl_io_prepare_write(env, io, page, from, to);
 293                 if (result == 0) {
 294                         struct vvp_io *vio;
 295
 296                         /*
 297                          * Add a reference, so that page is not evicted from
 298                          * the cache until ->commit_write() is called.
 299                          */
 300                         cl_page_get(page);
 301                         lu_ref_add(&page->cp_reference, "prepare_write",
 302                                    cfs_current());
 303                         vio = vvp_env_io(env);
 304                         if (vio->cui_oneshot > 0)
 305                                 vio->cui_oneshot++;
 306                 } else
 307                         cl_page_unassume(env, io, page);
 308         }
 309         ll_cl_fini(env, io, page, &refcheck);
 310         RETURN(result);
 311 }
 312
 313 int ll_commit_write(struct file *file, struct page *vmpage, unsigned from,
 314                     unsigned to)
 315 {
 316         struct lu_env    *env;
 317         struct cl_io     *io;
 318         struct cl_page   *page;
 319         int result;
 320         int refcheck;
 321         ENTRY;
 322
 323         result = ll_cl_init(file, vmpage, &env, &io, &page, &refcheck);
 324         LASSERT(result != -EALREADY);
 325         if (result == 0) {
 326                 LASSERT(cl_page_is_owned(page, io));
 327                 result = cl_io_commit_write(env, io, page, from, to);
 328                 if (cl_page_is_owned(page, io))
 329                         cl_page_unassume(env, io, page);
 330                 /*
 331                  * Release reference acquired by cl_io_prepare_write().
 332                  */
 333                 lu_ref_del(&page->cp_reference, "prepare_write", cfs_current());
 334                 cl_page_put(env, page);
 335         }
 336         ll_cl_fini(env, io, page, &refcheck);
 337         RETURN(result);
 338 }
 339
 340 struct obd_capa *cl_capa_lookup(struct inode *inode, enum cl_req_type crt)
 341 {
 342         __u64 opc;
 343
 344         opc = crt == CRT_WRITE ? CAPA_OPC_OSS_WRITE : CAPA_OPC_OSS_RW;
 345         return ll_osscapa_get(inode, opc);
 346 }
 347
 348 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which);
 349
 350 /* WARNING: This algorithm is used to reduce the contention on
 351  * sbi->ll_lock. It should work well if the ra_max_pages is much
 352  * greater than the single file's read-ahead window.
 353  *
 354  * TODO: There may exist a `global sync problem' in this implementation.
 355  * Considering the global ra window is 100M, and each file's ra window is 10M,
 356  * there are over 10 files trying to get its ra budget and reach
 357  * ll_ra_count_get at the exactly same time. All of them will get a zero ra
 358  * window, although the global window is 100M. -jay
 359  */
 360 static unsigned long ll_ra_count_get(struct ll_sb_info *sbi, unsigned long len)
 361 {
 362         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
 363         unsigned long ret;
 364         ENTRY;
 365
 366         ret = min(ra->ra_max_pages - atomic_read(&ra->ra_cur_pages), len);
 367         if ((int)ret < 0)
 368                 GOTO(out, ret = 0);
 369
 370         if (atomic_add_return(ret, &ra->ra_cur_pages) > ra->ra_max_pages) {
 371                 atomic_sub(ret, &ra->ra_cur_pages);
 372                 ret = 0;
 373         }
 374 out:
 375         RETURN(ret);
 376 }
 377
 378 void ll_ra_count_put(struct ll_sb_info *sbi, unsigned long len)
 379 {
 380         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
 381         atomic_sub(len, &ra->ra_cur_pages);
 382 }
 383
 384 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which)
 385 {
 386         LASSERTF(which >= 0 && which < _NR_RA_STAT, "which: %u\n", which);
 387         lprocfs_counter_incr(sbi->ll_ra_stats, which);
 388 }
 389
 390 void ll_ra_stats_inc(struct address_space *mapping, enum ra_stat which)
 391 {
 392         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(mapping->host);
 393         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, which);
 394 }
 395
 396 #define RAS_CDEBUG(ras) \
 397         CDEBUG(D_READA,                                                      \
 398                "lrp %lu cr %lu cp %lu ws %lu wl %lu nra %lu r %lu ri %lu"    \
 399                "csr %lu sf %lu sp %lu sl %lu \n",                            \
 400                ras->ras_last_readpage, ras->ras_consecutive_requests,        \
 401                ras->ras_consecutive_pages, ras->ras_window_start,            \
 402                ras->ras_window_len, ras->ras_next_readahead,                 \
 403                ras->ras_requests, ras->ras_request_index,                    \
 404                ras->ras_consecutive_stride_requests, ras->ras_stride_offset, \
 405                ras->ras_stride_pages, ras->ras_stride_length)
 406
 407 static int index_in_window(unsigned long index, unsigned long point,
 408                            unsigned long before, unsigned long after)
 409 {
 410         unsigned long start = point - before, end = point + after;
 411
 412         if (start > point)
 413                start = 0;
 414         if (end < point)
 415                end = ~0;
 416
 417         return start <= index && index <= end;
 418 }
 419
 420 static struct ll_readahead_state *ll_ras_get(struct file *f)
 421 {
 422         struct ll_file_data       *fd;
 423
 424         fd = LUSTRE_FPRIVATE(f);
 425         return &fd->fd_ras;
 426 }
 427
 428 void ll_ra_read_in(struct file *f, struct ll_ra_read *rar)
 429 {
 430         struct ll_readahead_state *ras;
 431
 432         ras = ll_ras_get(f);
 433
 434         spin_lock(&ras->ras_lock);
 435         ras->ras_requests++;
 436         ras->ras_request_index = 0;
 437         ras->ras_consecutive_requests++;
 438         rar->lrr_reader = current;
 439
 440         list_add(&rar->lrr_linkage, &ras->ras_read_beads);
 441         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 442 }
 443
 444 void ll_ra_read_ex(struct file *f, struct ll_ra_read *rar)
 445 {
 446         struct ll_readahead_state *ras;
 447
 448         ras = ll_ras_get(f);
 449
 450         spin_lock(&ras->ras_lock);
 451         list_del_init(&rar->lrr_linkage);
 452         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 453 }
 454
 455 static struct ll_ra_read *ll_ra_read_get_locked(struct ll_readahead_state *ras)
 456 {
 457         struct ll_ra_read *scan;
 458
 459         list_for_each_entry(scan, &ras->ras_read_beads, lrr_linkage) {
 460                 if (scan->lrr_reader == current)
 461                         return scan;
 462         }
 463         return NULL;
 464 }
 465
 466 struct ll_ra_read *ll_ra_read_get(struct file *f)
 467 {
 468         struct ll_readahead_state *ras;
 469         struct ll_ra_read         *bead;
 470
 471         ras = ll_ras_get(f);
 472
 473         spin_lock(&ras->ras_lock);
 474         bead = ll_ra_read_get_locked(ras);
 475         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 476         return bead;
 477 }
 478
 479 static int cl_read_ahead_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 480                               struct cl_page_list *queue, struct cl_page *page,
 481                               struct page *vmpage)
 482 {
 483         struct ccc_page *cp;
 484         int              rc;
 485
 486         ENTRY;
 487
 488         rc = 0;
 489         cl_page_assume(env, io, page);
 490         lu_ref_add(&page->cp_reference, "ra", cfs_current());
 491         cp = cl2ccc_page(cl_page_at(page, &vvp_device_type));
 492         if (!cp->cpg_defer_uptodate && !Page_Uptodate(vmpage)) {
 493                 rc = cl_page_is_under_lock(env, io, page);
 494                 if (rc == -EBUSY) {
 495                         cp->cpg_defer_uptodate = 1;
 496                         cp->cpg_ra_used = 0;
 497                         cl_page_list_add(queue, page);
 498                         rc = 1;
 499                 } else {
 500                         cl_page_delete(env, page);
 501                         rc = -ENOLCK;
 502                 }
 503         } else
 504                 /* skip completed pages */
 505                 cl_page_unassume(env, io, page);
 506         lu_ref_del(&page->cp_reference, "ra", cfs_current());
 507         cl_page_put(env, page);
 508         RETURN(rc);
 509 }
 510
 511 /**
 512  * Initiates read-ahead of a page with given index.
 513  *
 514  * \retval     +ve: page was added to \a queue.
 515  *
 516  * \retval -ENOLCK: there is no extent lock for this part of a file, stop
 517  *                  read-ahead.
 518  *
 519  * \retval  -ve, 0: page wasn't added to \a queue for other reason.
 520  */
 521 static int ll_read_ahead_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 522                               struct cl_page_list *queue,
 523                               int index, struct address_space *mapping)
 524 {
 525         struct page      *vmpage;
 526         struct cl_object *clob  = ll_i2info(mapping->host)->lli_clob;
 527         struct cl_page   *page;
 528         enum ra_stat      which = _NR_RA_STAT; /* keep gcc happy */
 529         unsigned int      gfp_mask;
 530         int               rc    = 0;
 531         const char       *msg   = NULL;
 532
 533         ENTRY;
 534
 535         gfp_mask = GFP_HIGHUSER & ~__GFP_WAIT;
 536 #ifdef __GFP_NOWARN
 537         gfp_mask |= __GFP_NOWARN;
 538 #endif
 539         vmpage = grab_cache_page_nowait_gfp(mapping, index, gfp_mask);
 540         if (vmpage != NULL) {
 541                 /* Check if vmpage was truncated or reclaimed */
 542                 if (vmpage->mapping == mapping) {
 543                         page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index,
 544                                             vmpage, CPT_CACHEABLE);
 545                         if (!IS_ERR(page)) {
 546                                 rc = cl_read_ahead_page(env, io, queue,
 547                                                         page, vmpage);
 548                                 if (rc == -ENOLCK) {
 549                                         which = RA_STAT_FAILED_MATCH;
 550                                         msg   = "lock match failed";
 551                                 }
 552                         } else {
 553                                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
 554                                 msg   = "cl_page_find failed";
 555                         }
 556                 } else {
 557                         which = RA_STAT_WRONG_GRAB_PAGE;
 558                         msg   = "g_c_p_n returned invalid page";
 559                 }
 560                 if (rc != 1)
 561                         unlock_page(vmpage);
 562                 page_cache_release(vmpage);
 563         } else {
 564                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
 565                 msg   = "g_c_p_n failed";
 566         }
 567         if (msg != NULL) {
 568                 ll_ra_stats_inc(mapping, which);
 569                 CDEBUG(D_READA, "%s\n", msg);
 570         }
 571         RETURN(rc);
 572 }
 573
 574 #define RIA_DEBUG(ria)                                                       \
 575         CDEBUG(D_READA, "rs %lu re %lu ro %lu rl %lu rp %lu\n",       \
 576         ria->ria_start, ria->ria_end, ria->ria_stoff, ria->ria_length,\
 577         ria->ria_pages)
 578
 579 #define RAS_INCREASE_STEP (1024 * 1024 >> CFS_PAGE_SHIFT)
 580
 581 static inline int stride_io_mode(struct ll_readahead_state *ras)
 582 {
 583         return ras->ras_consecutive_stride_requests > 1;
 584 }
 585
 586 /* The function calculates how much pages will be read in
 587  * [off, off + length], which will be read by stride I/O mode,
 588  * stride_offset = st_off, stride_lengh = st_len,
 589  * stride_pages = st_pgs
 590  */
 591 static unsigned long
 592 stride_pg_count(pgoff_t st_off, unsigned long st_len, unsigned long st_pgs,
 593                 unsigned long off, unsigned length)
 594 {
 595         unsigned long cont_len = st_off > off ?  st_off - off : 0;
 596         __u64 stride_len = length + off > st_off ?
 597                            length + off + 1 - st_off : 0;
 598         unsigned long left, pg_count;
 599
 600         if (st_len == 0 || length == 0)
 601                 return length;
 602
 603         left = do_div(stride_len, st_len);
 604         left = min(left, st_pgs);
 605
 606         pg_count = left + stride_len * st_pgs + cont_len;
 607
 608         LASSERT(pg_count >= left);
 609
 610         CDEBUG(D_READA, "st_off %lu, st_len %lu st_pgs %lu off %lu length %u"
 611                "pgcount %lu\n", st_off, st_len, st_pgs, off, length, pg_count);
 612
 613         return pg_count;
 614 }
 615
 616 static int ria_page_count(struct ra_io_arg *ria)
 617 {
 618         __u64 length = ria->ria_end >= ria->ria_start ?
 619                        ria->ria_end - ria->ria_start + 1 : 0;
 620
 621         return stride_pg_count(ria->ria_stoff, ria->ria_length,
 622                                ria->ria_pages, ria->ria_start,
 623                                length);
 624 }
 625
 626 /*Check whether the index is in the defined ra-window */
 627 static int ras_inside_ra_window(unsigned long idx, struct ra_io_arg *ria)
 628 {
 629         /* If ria_length == ria_pages, it means non-stride I/O mode,
 630          * idx should always inside read-ahead window in this case
 631          * For stride I/O mode, just check whether the idx is inside
 632          * the ria_pages. */
 633         return ria->ria_length == 0 || ria->ria_length == ria->ria_pages ||
 634                (idx - ria->ria_stoff) % ria->ria_length < ria->ria_pages;
 635 }
 636
 637 static int ll_read_ahead_pages(const struct lu_env *env,
 638                                struct cl_io *io, struct cl_page_list *queue,
 639                                struct ra_io_arg *ria,
 640                                unsigned long *reserved_pages,
 641                                struct address_space *mapping,
 642                                unsigned long *ra_end)
 643 {
 644         int rc, count = 0, stride_ria;
 645         unsigned long page_idx;
 646
 647         LASSERT(ria != NULL);
 648         RIA_DEBUG(ria);
 649
 650         stride_ria = ria->ria_length > ria->ria_pages && ria->ria_pages > 0;
 651         for (page_idx = ria->ria_start; page_idx <= ria->ria_end &&
 652                         *reserved_pages > 0; page_idx++) {
 653                 if (ras_inside_ra_window(page_idx, ria)) {
 654                         /* If the page is inside the read-ahead window*/
 655                         rc = ll_read_ahead_page(env, io, queue,
 656                                                 page_idx, mapping);
 657                         if (rc == 1) {
 658                                 (*reserved_pages)--;
 659                                 count ++;
 660                         } else if (rc == -ENOLCK)
 661                                 break;
 662                 } else if (stride_ria) {
 663                         /* If it is not in the read-ahead window, and it is
 664                          * read-ahead mode, then check whether it should skip
 665                          * the stride gap */
 666                         pgoff_t offset;
 667                         /* FIXME: This assertion only is valid when it is for
 668                          * forward read-ahead, it will be fixed when backward
 669                          * read-ahead is implemented */
 670                         LASSERTF(page_idx > ria->ria_stoff, "since %lu in the"
 671                                 " gap of ra window,it should bigger than stride"
 672                                 " offset %lu \n", page_idx, ria->ria_stoff);
 673
 674                         offset = page_idx - ria->ria_stoff;
 675                         offset = offset % (ria->ria_length);
 676                         if (offset > ria->ria_pages) {
 677                                 page_idx += ria->ria_length - offset;
 678                                 CDEBUG(D_READA, "i %lu skip %lu \n", page_idx,
 679                                        ria->ria_length - offset);
 680                                 continue;
 681                         }
 682                 }
 683         }
 684         *ra_end = page_idx;
 685         return count;
 686 }
 687
 688 int ll_readahead(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 689                  struct ll_readahead_state *ras, struct address_space *mapping,
 690                  struct cl_page_list *queue, int flags)
 691 {
 692         struct vvp_io *vio = vvp_env_io(env);
 693         struct vvp_thread_info *vti = vvp_env_info(env);
 694         struct ccc_thread_info *cti = ccc_env_info(env);
 695         unsigned long start = 0, end = 0, reserved;
 696         unsigned long ra_end, len;
 697         struct inode *inode;
 698         struct ll_ra_read *bead;
 699         struct ra_io_arg *ria = &vti->vti_ria;
 700         struct ll_inode_info *lli;
 701         struct cl_object *clob;
 702         struct cl_attr   *attr = &cti->cti_attr;
 703         int ret = 0;
 704         __u64 kms;
 705         ENTRY;
 706
 707         inode = mapping->host;
 708         lli = ll_i2info(inode);
 709         clob = lli->lli_clob;
 710
 711         memset(ria, 0, sizeof *ria);
 712
 713         cl_object_attr_lock(clob);
 714         ret = cl_object_attr_get(env, clob, attr);
 715         cl_object_attr_unlock(clob);
 716
 717         if (ret != 0)
 718                 RETURN(ret);
 719         kms = attr->cat_kms;
 720         if (kms == 0) {
 721                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_ZERO_LEN);
 722                 RETURN(0);
 723         }
 724
 725         spin_lock(&ras->ras_lock);
 726         if (vio->cui_ra_window_set)
 727                 bead = &vio->cui_bead;
 728         else
 729                 bead = NULL;
 730
 731         /* Enlarge the RA window to encompass the full read */
 732         if (bead != NULL && ras->ras_window_start + ras->ras_window_len <
 733             bead->lrr_start + bead->lrr_count) {
 734                 ras->ras_window_len = bead->lrr_start + bead->lrr_count -
 735                                       ras->ras_window_start;
 736         }
 737         /* Reserve a part of the read-ahead window that we'll be issuing */
 738         if (ras->ras_window_len) {
 739                 start = ras->ras_next_readahead;
 740                 end = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len - 1;
 741         }
 742         if (end != 0) {
 743                 /* Truncate RA window to end of file */
 744                 end = min(end, (unsigned long)((kms - 1) >> CFS_PAGE_SHIFT));
 745                 ras->ras_next_readahead = max(end, end + 1);
 746                 RAS_CDEBUG(ras);
 747         }
 748         ria->ria_start = start;
 749         ria->ria_end = end;
 750         /* If stride I/O mode is detected, get stride window*/
 751         if (stride_io_mode(ras)) {
 752                 ria->ria_stoff = ras->ras_stride_offset;
 753                 ria->ria_length = ras->ras_stride_length;
 754                 ria->ria_pages = ras->ras_stride_pages;
 755         }
 756         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 757
 758         if (end == 0) {
 759                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_ZERO_WINDOW);
 760                 RETURN(0);
 761         }
 762         len = ria_page_count(ria);
 763         if (len == 0)
 764                 RETURN(0);
 765
 766         reserved = ll_ra_count_get(ll_i2sbi(inode), len);
 767
 768         if (reserved < len)
 769                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_MAX_IN_FLIGHT);
 770
 771         CDEBUG(D_READA, "reserved page %lu \n", reserved);
 772
 773         ret = ll_read_ahead_pages(env, io, queue,
 774                                   ria, &reserved, mapping, &ra_end);
 775
 776         LASSERTF(reserved >= 0, "reserved %lu\n", reserved);
 777         if (reserved != 0)
 778                 ll_ra_count_put(ll_i2sbi(inode), reserved);
 779
 780         if (ra_end == end + 1 && ra_end == (kms >> CFS_PAGE_SHIFT))
 781                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_EOF);
 782
 783         /* if we didn't get to the end of the region we reserved from
 784          * the ras we need to go back and update the ras so that the
 785          * next read-ahead tries from where we left off.  we only do so
 786          * if the region we failed to issue read-ahead on is still ahead
 787          * of the app and behind the next index to start read-ahead from */
 788         CDEBUG(D_READA, "ra_end %lu end %lu stride end %lu \n",
 789                ra_end, end, ria->ria_end);
 790
 791         if (ra_end != end + 1) {
 792                 spin_lock(&ras->ras_lock);
 793                 if (ra_end < ras->ras_next_readahead &&
 794                     index_in_window(ra_end, ras->ras_window_start, 0,
 795                                     ras->ras_window_len)) {
 796                         ras->ras_next_readahead = ra_end;
 797                                RAS_CDEBUG(ras);
 798                 }
 799                 spin_unlock(&ras->ras_lock);
 800         }
 801
 802         RETURN(ret);
 803 }
 804
 805 static void ras_set_start(struct ll_readahead_state *ras, unsigned long index)
 806 {
 807         ras->ras_window_start = index & (~(RAS_INCREASE_STEP - 1));
 808 }
 809
 810 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
 811 static void ras_reset(struct ll_readahead_state *ras, unsigned long index)
 812 {
 813         ras->ras_last_readpage = index;
 814         ras->ras_consecutive_requests = 0;
 815         ras->ras_consecutive_pages = 0;
 816         ras->ras_window_len = 0;
 817         ras_set_start(ras, index);
 818         ras->ras_next_readahead = max(ras->ras_window_start, index);
 819
 820         RAS_CDEBUG(ras);
 821 }
 822
 823 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
 824 static void ras_stride_reset(struct ll_readahead_state *ras)
 825 {
 826         ras->ras_consecutive_stride_requests = 0;
 827         ras->ras_stride_length = 0;
 828         ras->ras_stride_pages = 0;
 829         RAS_CDEBUG(ras);
 830 }
 831
 832 void ll_readahead_init(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras)
 833 {
 834         spin_lock_init(&ras->ras_lock);
 835         ras_reset(ras, 0);
 836         ras->ras_requests = 0;
 837         INIT_LIST_HEAD(&ras->ras_read_beads);
 838 }
 839
 840 /*
 841  * Check whether the read request is in the stride window.
 842  * If it is in the stride window, return 1, otherwise return 0.
 843  */
 844 static int index_in_stride_window(unsigned long index,
 845                                   struct ll_readahead_state *ras,
 846                                   struct inode *inode)
 847 {
 848         unsigned long stride_gap = index - ras->ras_last_readpage - 1;
 849
 850         if (ras->ras_stride_length == 0 || ras->ras_stride_pages == 0)
 851                 return 0;
 852
 853         /* If it is contiguous read */
 854         if (stride_gap == 0)
 855                 return ras->ras_consecutive_pages + 1 <= ras->ras_stride_pages;
 856
 857         /* Otherwise check the stride by itself */
 858         return (ras->ras_stride_length - ras->ras_stride_pages) == stride_gap &&
 859                 ras->ras_consecutive_pages == ras->ras_stride_pages;
 860 }
 861
 862 static void ras_update_stride_detector(struct ll_readahead_state *ras,
 863                                        unsigned long index)
 864 {
 865         unsigned long stride_gap = index - ras->ras_last_readpage - 1;
 866
 867         if (!stride_io_mode(ras) && (stride_gap != 0 ||
 868              ras->ras_consecutive_stride_requests == 0)) {
 869                 ras->ras_stride_pages = ras->ras_consecutive_pages;
 870                 ras->ras_stride_length = stride_gap +ras->ras_consecutive_pages;
 871         }
 872         RAS_CDEBUG(ras);
 873 }
 874
 875 static unsigned long
 876 stride_page_count(struct ll_readahead_state *ras, unsigned long len)
 877 {
 878         return stride_pg_count(ras->ras_stride_offset, ras->ras_stride_length,
 879                                ras->ras_stride_pages, ras->ras_stride_offset,
 880                                len);
 881 }
 882
 883 /* Stride Read-ahead window will be increased inc_len according to
 884  * stride I/O pattern */
 885 static void ras_stride_increase_window(struct ll_readahead_state *ras,
 886                                        struct ll_ra_info *ra,
 887                                        unsigned long inc_len)
 888 {
 889         unsigned long left, step, window_len;
 890         unsigned long stride_len;
 891
 892         LASSERT(ras->ras_stride_length > 0);
 893         LASSERTF(ras->ras_window_start + ras->ras_window_len
 894                  >= ras->ras_stride_offset, "window_start %lu, window_len %lu"
 895                  " stride_offset %lu\n", ras->ras_window_start,
 896                  ras->ras_window_len, ras->ras_stride_offset);
 897
 898         stride_len = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len -
 899                      ras->ras_stride_offset;
 900
 901         left = stride_len % ras->ras_stride_length;
 902         window_len = ras->ras_window_len - left;
 903
 904         if (left < ras->ras_stride_pages)
 905                 left += inc_len;
 906         else
 907                 left = ras->ras_stride_pages + inc_len;
 908
 909         LASSERT(ras->ras_stride_pages != 0);
 910
 911         step = left / ras->ras_stride_pages;
 912         left %= ras->ras_stride_pages;
 913
 914         window_len += step * ras->ras_stride_length + left;
 915
 916         if (stride_page_count(ras, window_len) <= ra->ra_max_pages)
 917                 ras->ras_window_len = window_len;
 918
 919         RAS_CDEBUG(ras);
 920 }
 921
 922 /* Set stride I/O read-ahead window start offset */
 923 static void ras_set_stride_offset(struct ll_readahead_state *ras)
 924 {
 925         unsigned long window_len = ras->ras_next_readahead -
 926                                    ras->ras_window_start;
 927         unsigned long left;
 928
 929         LASSERT(ras->ras_stride_length != 0);
 930
 931         left = window_len % ras->ras_stride_length;
 932
 933         ras->ras_stride_offset = ras->ras_next_readahead - left;
 934
 935         RAS_CDEBUG(ras);
 936 }
 937
 938 void ras_update(struct ll_sb_info *sbi, struct inode *inode,
 939                 struct ll_readahead_state *ras, unsigned long index,
 940                 unsigned hit)
 941 {
 942         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
 943         int zero = 0, stride_detect = 0, ra_miss = 0;
 944         ENTRY;
 945
 946         spin_lock(&sbi->ll_lock);
 947         spin_lock(&ras->ras_lock);
 948
 949         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, hit ? RA_STAT_HIT : RA_STAT_MISS);
 950
 951         /* reset the read-ahead window in two cases.  First when the app seeks
 952          * or reads to some other part of the file.  Secondly if we get a
 953          * read-ahead miss that we think we've previously issued.  This can
 954          * be a symptom of there being so many read-ahead pages that the VM is
 955          * reclaiming it before we get to it. */
 956         if (!index_in_window(index, ras->ras_last_readpage, 8, 8)) {
 957                 zero = 1;
 958                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_DISTANT_READPAGE);
 959         } else if (!hit && ras->ras_window_len &&
 960                    index < ras->ras_next_readahead &&
 961                    index_in_window(index, ras->ras_window_start, 0,
 962                                    ras->ras_window_len)) {
 963                 ra_miss = 1;
 964                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_MISS_IN_WINDOW);
 965         }
 966
 967         /* On the second access to a file smaller than the tunable
 968          * ra_max_read_ahead_whole_pages trigger RA on all pages in the
 969          * file up to ra_max_pages.  This is simply a best effort and
 970          * only occurs once per open file.  Normal RA behavior is reverted
 971          * to for subsequent IO.  The mmap case does not increment
 972          * ras_requests and thus can never trigger this behavior. */
 973         if (ras->ras_requests == 2 && !ras->ras_request_index) {
 974                 __u64 kms_pages;
 975
 976                 kms_pages = (i_size_read(inode) + CFS_PAGE_SIZE - 1) >>
 977                             CFS_PAGE_SHIFT;
 978
 979                 CDEBUG(D_READA, "kmsp "LPU64" mwp %lu mp %lu\n", kms_pages,
 980                        ra->ra_max_read_ahead_whole_pages, ra->ra_max_pages);
 981
 982                 if (kms_pages &&
 983                     kms_pages <= ra->ra_max_read_ahead_whole_pages) {
 984                         ras->ras_window_start = 0;
 985                         ras->ras_last_readpage = 0;
 986                         ras->ras_next_readahead = 0;
 987                         ras->ras_window_len = min(ra->ra_max_pages,
 988                                 ra->ra_max_read_ahead_whole_pages);
 989                         GOTO(out_unlock, 0);
 990                 }
 991         }
 992         if (zero) {
 993                 /* check whether it is in stride I/O mode*/
 994                 if (!index_in_stride_window(index, ras, inode)) {
 995                         ras_reset(ras, index);
 996                         ras->ras_consecutive_pages++;
 997                         ras_stride_reset(ras);
 998                         GOTO(out_unlock, 0);
 999                 } else {
1000                         ras->ras_consecutive_requests = 0;
1001                         if (++ras->ras_consecutive_stride_requests > 1)
1002                                 stride_detect = 1;
1003                         RAS_CDEBUG(ras);
1004                 }
1005         } else {
1006                 if (ra_miss) {
1007                         if (index_in_stride_window(index, ras, inode) &&
1008                             stride_io_mode(ras)) {
1009                                 /*If stride-RA hit cache miss, the stride dector
1010                                  *will not be reset to avoid the overhead of
1011                                  *redetecting read-ahead mode */
1012                                 if (index != ras->ras_last_readpage + 1)
1013                                        ras->ras_consecutive_pages = 0;
1014                                 RAS_CDEBUG(ras);
1015                         } else {
1016                                 /* Reset both stride window and normal RA window */
1017                                 ras_reset(ras, index);
1018                                 ras->ras_consecutive_pages++;
1019                                 ras_stride_reset(ras);
1020                                 GOTO(out_unlock, 0);
1021                         }
1022                 } else if (stride_io_mode(ras)) {
1023                         /* If this is contiguous read but in stride I/O mode
1024                          * currently, check whether stride step still is valid,
1025                          * if invalid, it will reset the stride ra window*/
1026                         if (!index_in_stride_window(index, ras, inode)) {
1027                                 /* Shrink stride read-ahead window to be zero */
1028                                 ras_stride_reset(ras);
1029                                 ras->ras_window_len = 0;
1030                                 ras->ras_next_readahead = index;
1031                         }
1032                 }
1033         }
1034         ras->ras_consecutive_pages++;
1035         ras_update_stride_detector(ras, index);
1036         ras->ras_last_readpage = index;
1037         ras_set_start(ras, index);
1038         ras->ras_next_readahead = max(ras->ras_window_start,
1039                                       ras->ras_next_readahead);
1040         RAS_CDEBUG(ras);
1041
1042         /* Trigger RA in the mmap case where ras_consecutive_requests
1043          * is not incremented and thus can't be used to trigger RA */
1044         if (!ras->ras_window_len && ras->ras_consecutive_pages == 4) {
1045                 ras->ras_window_len = RAS_INCREASE_STEP;
1046                 GOTO(out_unlock, 0);
1047         }
1048
1049         /* Initially reset the stride window offset to next_readahead*/
1050         if (ras->ras_consecutive_stride_requests == 2 && stride_detect)
1051                 ras_set_stride_offset(ras);
1052
1053         /* The initial ras_window_len is set to the request size.  To avoid
1054          * uselessly reading and discarding pages for random IO the window is
1055          * only increased once per consecutive request received. */
1056         if ((ras->ras_consecutive_requests > 1 &&
1057             !ras->ras_request_index) || stride_detect) {
1058                 if (stride_io_mode(ras))
1059                         ras_stride_increase_window(ras, ra, RAS_INCREASE_STEP);
1060                 else
1061                         ras->ras_window_len = min(ras->ras_window_len +
1062                                                   RAS_INCREASE_STEP,
1063                                                   ra->ra_max_pages);
1064         }
1065         EXIT;
1066 out_unlock:
1067         RAS_CDEBUG(ras);
1068         ras->ras_request_index++;
1069         spin_unlock(&ras->ras_lock);
1070         spin_unlock(&sbi->ll_lock);
1071         return;
1072 }
1073
1074 int ll_writepage(struct page *vmpage, struct writeback_control *_)
1075 {
1076         struct inode           *inode = vmpage->mapping->host;
1077         struct lu_env          *env;
1078         struct cl_io           *io;
1079         struct cl_page         *page;
1080         struct cl_object       *clob;
1081         struct cl_2queue       *queue;
1082         struct cl_env_nest      nest;
1083         int result;
1084         ENTRY;
1085
1086         LASSERT(PageLocked(vmpage));
1087         LASSERT(!PageWriteback(vmpage));
1088
1089         if (ll_i2dtexp(inode) == NULL)
1090                 RETURN(-EINVAL);
1091
1092         env = cl_env_nested_get(&nest);
1093         if (IS_ERR(env))
1094                 RETURN(PTR_ERR(env));
1095
1096         io    = &ccc_env_info(env)->cti_io;
1097         queue = &vvp_env_info(env)->vti_queue;
1098         clob  = ll_i2info(inode)->lli_clob;
1099         LASSERT(clob != NULL);
1100
1101         io->ci_obj = clob;
1102         result = cl_io_init(env, io, CIT_MISC, clob);
1103         if (result == 0) {
1104                 page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index,
1105                                     vmpage, CPT_CACHEABLE);
1106                 if (!IS_ERR(page)) {
1107                         lu_ref_add(&page->cp_reference, "writepage",
1108                                    cfs_current());
1109                         cl_page_assume(env, io, page);
1110                         /*
1111                          * Mark page dirty, because this is what
1112                          * ->vio_submit()->cpo_prep_write() assumes.
1113                          *
1114                          * XXX better solution is to detect this from within
1115                          * cl_io_submit_rw() somehow.
1116                          */
1117                         set_page_dirty(vmpage);
1118                         cl_2queue_init_page(queue, page);
1119                         result = cl_io_submit_rw(env, io, CRT_WRITE,
1120                                                  queue, CRP_NORMAL);
1121                         cl_page_list_disown(env, io, &queue->c2_qin);
1122                         if (result != 0) {
1123                                 /*
1124                                  * There is no need to clear PG_writeback, as
1125                                  * cl_io_submit_rw() calls completion callback
1126                                  * on failure.
1127                                  */
1128                                 /*
1129                                  * Re-dirty page on error so it retries write,
1130                                  * but not in case when IO has actually
1131                                  * occurred and completed with an error.
1132                                  */
1133                                 if (!PageError(vmpage))
1134                                         set_page_dirty(vmpage);
1135                         }
1136                         LASSERT(!cl_page_is_owned(page, io));
1137                         lu_ref_del(&page->cp_reference,
1138                                    "writepage", cfs_current());
1139                         cl_page_put(env, page);
1140                         cl_2queue_fini(env, queue);
1141                 }
1142         }
1143         cl_io_fini(env, io);
1144         cl_env_nested_put(&nest, env);
1145         RETURN(result);
1146 }
1147
1148 int ll_readpage(struct file *file, struct page *vmpage)
1149 {
1150         struct lu_env    *env;
1151         struct cl_io     *io;
1152         struct cl_page   *page;
1153         int result;
1154         int refcheck;
1155         ENTRY;
1156
1157         result = ll_cl_init(file, vmpage, &env, &io, &page, &refcheck);
1158         if (result == 0) {
1159                 LASSERT(page->cp_type == CPT_CACHEABLE);
1160                 if (likely(!PageUptodate(vmpage))) {
1161                         cl_page_assume(env, io, page);
1162                         result = cl_io_read_page(env, io, page);
1163                 } else {
1164                         /* Page from a non-object file. */
1165                         LASSERT(!ll_i2info(vmpage->mapping->host)->lli_smd);
1166                         unlock_page(vmpage);
1167                         result = 0;
1168                 }
1169         }
1170         LASSERT(!cl_page_is_owned(page, io));
1171         ll_cl_fini(env, io, page, &refcheck);
1172         RETURN(result);
1173 }
1174