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, 2014, 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 <obd_cksum.h>
  61 #include "llite_internal.h"
  62 #include <lustre_compat.h>
  63
  64 struct obd_capa *cl_capa_lookup(struct inode *inode, enum cl_req_type crt)
  65 {
  66         __u64 opc;
  67
  68         opc = crt == CRT_WRITE ? CAPA_OPC_OSS_WRITE : CAPA_OPC_OSS_RW;
  69         return ll_osscapa_get(inode, opc);
  70 }
  71
  72 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which);
  73
  74 /**
  75  * Get readahead pages from the filesystem readahead pool of the client for a
  76  * thread.
  77  *
  78  * /param sbi superblock for filesystem readahead state ll_ra_info
  79  * /param ria per-thread readahead state
  80  * /param pages number of pages requested for readahead for the thread.
  81  *
  82  * WARNING: This algorithm is used to reduce contention on sbi->ll_lock.
  83  * It should work well if the ra_max_pages is much greater than the single
  84  * file's read-ahead window, and not too many threads contending for
  85  * these readahead pages.
  86  *
  87  * TODO: There may be a 'global sync problem' if many threads are trying
  88  * to get an ra budget that is larger than the remaining readahead pages
  89  * and reach here at exactly the same time. They will compute /a ret to
  90  * consume the remaining pages, but will fail at atomic_add_return() and
  91  * get a zero ra window, although there is still ra space remaining. - Jay */
  92
  93 static unsigned long ll_ra_count_get(struct ll_sb_info *sbi,
  94                                      struct ra_io_arg *ria,
  95                                      unsigned long pages, unsigned long min)
  96 {
  97         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
  98         long ret;
  99         ENTRY;
 100
 101         /* If read-ahead pages left are less than 1M, do not do read-ahead,
 102          * otherwise it will form small read RPC(< 1M), which hurt server
 103          * performance a lot. */
 104         ret = min(ra->ra_max_pages - atomic_read(&ra->ra_cur_pages),
 105                   pages);
 106         if (ret < 0 || ret < min_t(long, PTLRPC_MAX_BRW_PAGES, pages))
 107                 GOTO(out, ret = 0);
 108
 109         /* If the non-strided (ria_pages == 0) readahead window
 110          * (ria_start + ret) has grown across an RPC boundary, then trim
 111          * readahead size by the amount beyond the RPC so it ends on an
 112          * RPC boundary. If the readahead window is already ending on
 113          * an RPC boundary (beyond_rpc == 0), or smaller than a full
 114          * RPC (beyond_rpc < ret) the readahead size is unchanged.
 115          * The (beyond_rpc != 0) check is skipped since the conditional
 116          * branch is more expensive than subtracting zero from the result.
 117          *
 118          * Strided read is left unaligned to avoid small fragments beyond
 119          * the RPC boundary from needing an extra read RPC. */
 120         if (ria->ria_pages == 0) {
 121                 long beyond_rpc = (ria->ria_start + ret) % PTLRPC_MAX_BRW_PAGES;
 122                 if (/* beyond_rpc != 0 && */ beyond_rpc < ret)
 123                         ret -= beyond_rpc;
 124         }
 125
 126         if (atomic_add_return(ret, &ra->ra_cur_pages) > ra->ra_max_pages) {
 127                 atomic_sub(ret, &ra->ra_cur_pages);
 128                 ret = 0;
 129         }
 130
 131 out:
 132         if (ret < min) {
 133                 /* override ra limit for maximum performance */
 134                 atomic_add(min - ret, &ra->ra_cur_pages);
 135                 ret = min;
 136         }
 137         RETURN(ret);
 138 }
 139
 140 void ll_ra_count_put(struct ll_sb_info *sbi, unsigned long len)
 141 {
 142         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
 143         atomic_sub(len, &ra->ra_cur_pages);
 144 }
 145
 146 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which)
 147 {
 148         LASSERTF(which >= 0 && which < _NR_RA_STAT, "which: %u\n", which);
 149         lprocfs_counter_incr(sbi->ll_ra_stats, which);
 150 }
 151
 152 void ll_ra_stats_inc(struct inode *inode, enum ra_stat which)
 153 {
 154         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(inode);
 155         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, which);
 156 }
 157
 158 #define RAS_CDEBUG(ras) \
 159         CDEBUG(D_READA,                                                      \
 160                "lrp %lu cr %lu cp %lu ws %lu wl %lu nra %lu r %lu ri %lu"    \
 161                "csr %lu sf %lu sp %lu sl %lu \n",                            \
 162                ras->ras_last_readpage, ras->ras_consecutive_requests,        \
 163                ras->ras_consecutive_pages, ras->ras_window_start,            \
 164                ras->ras_window_len, ras->ras_next_readahead,                 \
 165                ras->ras_requests, ras->ras_request_index,                    \
 166                ras->ras_consecutive_stride_requests, ras->ras_stride_offset, \
 167                ras->ras_stride_pages, ras->ras_stride_length)
 168
 169 static int index_in_window(unsigned long index, unsigned long point,
 170                            unsigned long before, unsigned long after)
 171 {
 172         unsigned long start = point - before, end = point + after;
 173
 174         if (start > point)
 175                start = 0;
 176         if (end < point)
 177                end = ~0;
 178
 179         return start <= index && index <= end;
 180 }
 181
 182 void ll_ras_enter(struct file *f)
 183 {
 184         struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(f);
 185         struct ll_readahead_state *ras = &fd->fd_ras;
 186
 187         spin_lock(&ras->ras_lock);
 188         ras->ras_requests++;
 189         ras->ras_request_index = 0;
 190         ras->ras_consecutive_requests++;
 191         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 192 }
 193
 194 static int cl_read_ahead_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 195                               struct cl_page_list *queue, struct cl_page *page,
 196                               struct cl_object *clob, pgoff_t *max_index)
 197 {
 198         struct page *vmpage = page->cp_vmpage;
 199         struct vvp_page *vpg;
 200         int              rc;
 201
 202         ENTRY;
 203
 204         rc = 0;
 205         cl_page_assume(env, io, page);
 206         lu_ref_add(&page->cp_reference, "ra", current);
 207         vpg = cl2vvp_page(cl_object_page_slice(clob, page));
 208         if (!vpg->vpg_defer_uptodate && !PageUptodate(vmpage)) {
 209                 CDEBUG(D_READA, "page index %lu, max_index: %lu\n",
 210                        vvp_index(vpg), *max_index);
 211                 /* Disable the optimization on prefetching maximum readahead
 212                  * index because there is a race with lock cancellation. This
 213                  * optimization will be revived later.
 214                  * if (*max_index == 0 || vvp_index(vpg) > *max_index) */
 215                 rc = cl_page_is_under_lock(env, io, page, max_index);
 216                 if (rc == 0) {
 217                         vpg->vpg_defer_uptodate = 1;
 218                         vpg->vpg_ra_used = 0;
 219                         cl_page_list_add(queue, page);
 220                         rc = 1;
 221                 } else {
 222                         cl_page_discard(env, io, page);
 223                         rc = -ENOLCK;
 224                 }
 225         } else {
 226                 /* skip completed pages */
 227                 cl_page_unassume(env, io, page);
 228         }
 229         lu_ref_del(&page->cp_reference, "ra", current);
 230         cl_page_put(env, page);
 231         RETURN(rc);
 232 }
 233
 234 /**
 235  * Initiates read-ahead of a page with given index.
 236  *
 237  * \retval     +ve: page was added to \a queue.
 238  *
 239  * \retval -ENOLCK: there is no extent lock for this part of a file, stop
 240  *                  read-ahead.
 241  *
 242  * \retval  -ve, 0: page wasn't added to \a queue for other reason.
 243  */
 244 static int ll_read_ahead_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 245                               struct cl_page_list *queue,
 246                               pgoff_t index, pgoff_t *max_index)
 247 {
 248         struct cl_object *clob  = io->ci_obj;
 249         struct inode     *inode = vvp_object_inode(clob);
 250         struct page      *vmpage;
 251         struct cl_page   *page;
 252         enum ra_stat      which = _NR_RA_STAT; /* keep gcc happy */
 253         gfp_t             gfp_mask;
 254         int               rc    = 0;
 255         const char       *msg   = NULL;
 256
 257         ENTRY;
 258
 259         gfp_mask = GFP_HIGHUSER & ~__GFP_WAIT;
 260 #ifdef __GFP_NOWARN
 261         gfp_mask |= __GFP_NOWARN;
 262 #endif
 263         vmpage = grab_cache_page_nowait(inode->i_mapping, index);
 264         if (vmpage != NULL) {
 265                 /* Check if vmpage was truncated or reclaimed */
 266                 if (vmpage->mapping == inode->i_mapping) {
 267                         page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index,
 268                                             vmpage, CPT_CACHEABLE);
 269                         if (!IS_ERR(page)) {
 270                                 rc = cl_read_ahead_page(env, io, queue,
 271                                                         page, clob, max_index);
 272                                 if (rc == -ENOLCK) {
 273                                         which = RA_STAT_FAILED_MATCH;
 274                                         msg   = "lock match failed";
 275                                 }
 276                         } else {
 277                                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
 278                                 msg   = "cl_page_find failed";
 279                         }
 280                 } else {
 281                         which = RA_STAT_WRONG_GRAB_PAGE;
 282                         msg   = "g_c_p_n returned invalid page";
 283                 }
 284                 if (rc != 1)
 285                         unlock_page(vmpage);
 286                 page_cache_release(vmpage);
 287         } else {
 288                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
 289                 msg   = "g_c_p_n failed";
 290         }
 291         if (msg != NULL) {
 292                 ll_ra_stats_inc(inode, which);
 293                 CDEBUG(D_READA, "%s\n", msg);
 294         }
 295         RETURN(rc);
 296 }
 297
 298 #define RIA_DEBUG(ria)                                                       \
 299         CDEBUG(D_READA, "rs %lu re %lu ro %lu rl %lu rp %lu\n",       \
 300         ria->ria_start, ria->ria_end, ria->ria_stoff, ria->ria_length,\
 301         ria->ria_pages)
 302
 303 /* Limit this to the blocksize instead of PTLRPC_BRW_MAX_SIZE, since we don't
 304  * know what the actual RPC size is.  If this needs to change, it makes more
 305  * sense to tune the i_blkbits value for the file based on the OSTs it is
 306  * striped over, rather than having a constant value for all files here. */
 307
 308 /* RAS_INCREASE_STEP should be (1UL << (inode->i_blkbits - PAGE_CACHE_SHIFT)).
 309  * Temprarily set RAS_INCREASE_STEP to 1MB. After 4MB RPC is enabled
 310  * by default, this should be adjusted corresponding with max_read_ahead_mb
 311  * and max_read_ahead_per_file_mb otherwise the readahead budget can be used
 312  * up quickly which will affect read performance siginificantly. See LU-2816 */
 313 #define RAS_INCREASE_STEP(inode) (ONE_MB_BRW_SIZE >> PAGE_CACHE_SHIFT)
 314
 315 static inline int stride_io_mode(struct ll_readahead_state *ras)
 316 {
 317         return ras->ras_consecutive_stride_requests > 1;
 318 }
 319 /* The function calculates how much pages will be read in
 320  * [off, off + length], in such stride IO area,
 321  * stride_offset = st_off, stride_lengh = st_len,
 322  * stride_pages = st_pgs
 323  *
 324  *   |------------------|*****|------------------|*****|------------|*****|....
 325  * st_off
 326  *   |--- st_pgs     ---|
 327  *   |-----     st_len   -----|
 328  *
 329  *              How many pages it should read in such pattern
 330  *              |-------------------------------------------------------------|
 331  *              off
 332  *              |<------                  length                      ------->|
 333  *
 334  *          =   |<----->|  +  |-------------------------------------| +   |---|
 335  *             start_left                 st_pgs * i                    end_left
 336  */
 337 static unsigned long
 338 stride_pg_count(pgoff_t st_off, unsigned long st_len, unsigned long st_pgs,
 339                 unsigned long off, unsigned long length)
 340 {
 341         __u64 start = off > st_off ? off - st_off : 0;
 342         __u64 end = off + length > st_off ? off + length - st_off : 0;
 343         unsigned long start_left = 0;
 344         unsigned long end_left = 0;
 345         unsigned long pg_count;
 346
 347         if (st_len == 0 || length == 0 || end == 0)
 348                 return length;
 349
 350         start_left = do_div(start, st_len);
 351         if (start_left < st_pgs)
 352                 start_left = st_pgs - start_left;
 353         else
 354                 start_left = 0;
 355
 356         end_left = do_div(end, st_len);
 357         if (end_left > st_pgs)
 358                 end_left = st_pgs;
 359
 360         CDEBUG(D_READA, "start "LPU64", end "LPU64" start_left %lu end_left %lu \n",
 361                start, end, start_left, end_left);
 362
 363         if (start == end)
 364                 pg_count = end_left - (st_pgs - start_left);
 365         else
 366                 pg_count = start_left + st_pgs * (end - start - 1) + end_left;
 367
 368         CDEBUG(D_READA, "st_off %lu, st_len %lu st_pgs %lu off %lu length %lu"
 369                "pgcount %lu\n", st_off, st_len, st_pgs, off, length, pg_count);
 370
 371         return pg_count;
 372 }
 373
 374 static int ria_page_count(struct ra_io_arg *ria)
 375 {
 376         __u64 length = ria->ria_end >= ria->ria_start ?
 377                        ria->ria_end - ria->ria_start + 1 : 0;
 378
 379         return stride_pg_count(ria->ria_stoff, ria->ria_length,
 380                                ria->ria_pages, ria->ria_start,
 381                                length);
 382 }
 383
 384 /*Check whether the index is in the defined ra-window */
 385 static int ras_inside_ra_window(unsigned long idx, struct ra_io_arg *ria)
 386 {
 387         /* If ria_length == ria_pages, it means non-stride I/O mode,
 388          * idx should always inside read-ahead window in this case
 389          * For stride I/O mode, just check whether the idx is inside
 390          * the ria_pages. */
 391         return ria->ria_length == 0 || ria->ria_length == ria->ria_pages ||
 392                (idx >= ria->ria_stoff && (idx - ria->ria_stoff) %
 393                 ria->ria_length < ria->ria_pages);
 394 }
 395
 396 static int ll_read_ahead_pages(const struct lu_env *env,
 397                                struct cl_io *io, struct cl_page_list *queue,
 398                                struct ra_io_arg *ria,
 399                                unsigned long *reserved_pages,
 400                                unsigned long *ra_end)
 401 {
 402         int rc, count = 0;
 403         bool stride_ria;
 404         pgoff_t page_idx;
 405         pgoff_t max_index = 0;
 406
 407         LASSERT(ria != NULL);
 408         RIA_DEBUG(ria);
 409
 410         stride_ria = ria->ria_length > ria->ria_pages && ria->ria_pages > 0;
 411         for (page_idx = ria->ria_start;
 412              page_idx <= ria->ria_end && *reserved_pages > 0; page_idx++) {
 413                 if (ras_inside_ra_window(page_idx, ria)) {
 414                         /* If the page is inside the read-ahead window*/
 415                         rc = ll_read_ahead_page(env, io, queue,
 416                                                 page_idx, &max_index);
 417                         if (rc == 1) {
 418                                 (*reserved_pages)--;
 419                                 count++;
 420                         } else if (rc == -ENOLCK)
 421                                 break;
 422                 } else if (stride_ria) {
 423                         /* If it is not in the read-ahead window, and it is
 424                          * read-ahead mode, then check whether it should skip
 425                          * the stride gap */
 426                         pgoff_t offset;
 427                         /* FIXME: This assertion only is valid when it is for
 428                          * forward read-ahead, it will be fixed when backward
 429                          * read-ahead is implemented */
 430                         LASSERTF(page_idx >= ria->ria_stoff,
 431                                 "Invalid page_idx %lu rs %lu re %lu ro %lu "
 432                                 "rl %lu rp %lu\n", page_idx,
 433                                 ria->ria_start, ria->ria_end, ria->ria_stoff,
 434                                 ria->ria_length, ria->ria_pages);
 435                         offset = page_idx - ria->ria_stoff;
 436                         offset = offset % (ria->ria_length);
 437                         if (offset > ria->ria_pages) {
 438                                 page_idx += ria->ria_length - offset;
 439                                 CDEBUG(D_READA, "i %lu skip %lu \n", page_idx,
 440                                        ria->ria_length - offset);
 441                                 continue;
 442                         }
 443                 }
 444         }
 445         *ra_end = page_idx;
 446         return count;
 447 }
 448
 449 int ll_readahead(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 450                  struct cl_page_list *queue, struct ll_readahead_state *ras,
 451                  bool hit)
 452 {
 453         struct vvp_io *vio = vvp_env_io(env);
 454         struct vvp_thread_info *vti = vvp_env_info(env);
 455         struct cl_attr *attr = ccc_env_thread_attr(env);
 456         unsigned long start = 0, end = 0, reserved;
 457         unsigned long ra_end, len, mlen = 0;
 458         struct inode *inode;
 459         struct ra_io_arg *ria = &vti->vti_ria;
 460         struct cl_object *clob;
 461         int ret = 0;
 462         __u64 kms;
 463         ENTRY;
 464
 465         clob = io->ci_obj;
 466         inode = vvp_object_inode(clob);
 467
 468         memset(ria, 0, sizeof *ria);
 469
 470         cl_object_attr_lock(clob);
 471         ret = cl_object_attr_get(env, clob, attr);
 472         cl_object_attr_unlock(clob);
 473
 474         if (ret != 0)
 475                 RETURN(ret);
 476         kms = attr->cat_kms;
 477         if (kms == 0) {
 478                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_ZERO_LEN);
 479                 RETURN(0);
 480         }
 481
 482         spin_lock(&ras->ras_lock);
 483
 484         /* Enlarge the RA window to encompass the full read */
 485         if (vio->cui_ra_valid &&
 486             ras->ras_window_start + ras->ras_window_len <
 487             vio->cui_ra_start + vio->cui_ra_count) {
 488                 ras->ras_window_len = vio->cui_ra_start + vio->cui_ra_count -
 489                         ras->ras_window_start;
 490         }
 491
 492         /* Reserve a part of the read-ahead window that we'll be issuing */
 493         if (ras->ras_window_len > 0) {
 494                 /*
 495                  * Note: other thread might rollback the ras_next_readahead,
 496                  * if it can not get the full size of prepared pages, see the
 497                  * end of this function. For stride read ahead, it needs to
 498                  * make sure the offset is no less than ras_stride_offset,
 499                  * so that stride read ahead can work correctly.
 500                  */
 501                 if (stride_io_mode(ras))
 502                         start = max(ras->ras_next_readahead,
 503                                     ras->ras_stride_offset);
 504                 else
 505                         start = ras->ras_next_readahead;
 506                 end = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len - 1;
 507         }
 508
 509         if (end != 0) {
 510                 unsigned long rpc_boundary;
 511                 /*
 512                  * Align RA window to an optimal boundary.
 513                  *
 514                  * XXX This would be better to align to cl_max_pages_per_rpc
 515                  * instead of PTLRPC_MAX_BRW_PAGES, because the RPC size may
 516                  * be aligned to the RAID stripe size in the future and that
 517                  * is more important than the RPC size.
 518                  */
 519                 /* Note: we only trim the RPC, instead of extending the RPC
 520                  * to the boundary, so to avoid reading too much pages during
 521                  * random reading. */
 522                 rpc_boundary = ((end + 1) & (~(PTLRPC_MAX_BRW_PAGES - 1)));
 523                 if (rpc_boundary > 0)
 524                         rpc_boundary--;
 525
 526                 if (rpc_boundary  > start)
 527                         end = rpc_boundary;
 528
 529                 /* Truncate RA window to end of file */
 530                 end = min(end, (unsigned long)((kms - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT));
 531
 532                 ras->ras_next_readahead = max(end, end + 1);
 533                 RAS_CDEBUG(ras);
 534         }
 535         ria->ria_start = start;
 536         ria->ria_end = end;
 537         /* If stride I/O mode is detected, get stride window*/
 538         if (stride_io_mode(ras)) {
 539                 ria->ria_stoff = ras->ras_stride_offset;
 540                 ria->ria_length = ras->ras_stride_length;
 541                 ria->ria_pages = ras->ras_stride_pages;
 542         }
 543         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 544
 545         if (end == 0) {
 546                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_ZERO_WINDOW);
 547                 RETURN(0);
 548         }
 549         len = ria_page_count(ria);
 550         if (len == 0) {
 551                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_ZERO_WINDOW);
 552                 RETURN(0);
 553         }
 554
 555         CDEBUG(D_READA, DFID": ria: %lu/%lu, bead: %lu/%lu, hit: %d\n",
 556                PFID(lu_object_fid(&clob->co_lu)),
 557                ria->ria_start, ria->ria_end,
 558                vio->cui_ra_valid ? vio->cui_ra_start : 0,
 559                vio->cui_ra_valid ? vio->cui_ra_count : 0,
 560                hit);
 561
 562         /* at least to extend the readahead window to cover current read */
 563         if (!hit && vio->cui_ra_valid &&
 564             vio->cui_ra_start + vio->cui_ra_count > ria->ria_start) {
 565                 /* to the end of current read window. */
 566                 mlen = vio->cui_ra_start + vio->cui_ra_count - ria->ria_start;
 567                 /* trim to RPC boundary */
 568                 start = ria->ria_start & (PTLRPC_MAX_BRW_PAGES - 1);
 569                 mlen = min(mlen, PTLRPC_MAX_BRW_PAGES - start);
 570         }
 571
 572         reserved = ll_ra_count_get(ll_i2sbi(inode), ria, len, mlen);
 573         if (reserved < len)
 574                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_MAX_IN_FLIGHT);
 575
 576         CDEBUG(D_READA, "reserved pages: %lu/%lu/%lu, ra_cur %d, ra_max %lu\n",
 577                reserved, len, mlen,
 578                atomic_read(&ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_cur_pages),
 579                ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_max_pages);
 580
 581         ret = ll_read_ahead_pages(env, io, queue, ria, &reserved, &ra_end);
 582
 583         if (reserved != 0)
 584                 ll_ra_count_put(ll_i2sbi(inode), reserved);
 585
 586         if (ra_end == end + 1 && ra_end == (kms >> PAGE_CACHE_SHIFT))
 587                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_EOF);
 588
 589         /* if we didn't get to the end of the region we reserved from
 590          * the ras we need to go back and update the ras so that the
 591          * next read-ahead tries from where we left off.  we only do so
 592          * if the region we failed to issue read-ahead on is still ahead
 593          * of the app and behind the next index to start read-ahead from */
 594         CDEBUG(D_READA, "ra_end %lu end %lu stride end %lu \n",
 595                ra_end, end, ria->ria_end);
 596
 597         if (ra_end != end + 1) {
 598                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_FAILED_REACH_END);
 599                 spin_lock(&ras->ras_lock);
 600                 if (ra_end < ras->ras_next_readahead &&
 601                     index_in_window(ra_end, ras->ras_window_start, 0,
 602                                     ras->ras_window_len)) {
 603                         ras->ras_next_readahead = ra_end;
 604                         RAS_CDEBUG(ras);
 605                 }
 606                 spin_unlock(&ras->ras_lock);
 607         }
 608
 609         RETURN(ret);
 610 }
 611
 612 static void ras_set_start(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras,
 613                           unsigned long index)
 614 {
 615         ras->ras_window_start = index & (~(RAS_INCREASE_STEP(inode) - 1));
 616 }
 617
 618 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
 619 static void ras_reset(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras,
 620                       unsigned long index)
 621 {
 622         ras->ras_last_readpage = index;
 623         ras->ras_consecutive_requests = 0;
 624         ras->ras_consecutive_pages = 0;
 625         ras->ras_window_len = 0;
 626         ras_set_start(inode, ras, index);
 627         ras->ras_next_readahead = max(ras->ras_window_start, index);
 628
 629         RAS_CDEBUG(ras);
 630 }
 631
 632 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
 633 static void ras_stride_reset(struct ll_readahead_state *ras)
 634 {
 635         ras->ras_consecutive_stride_requests = 0;
 636         ras->ras_stride_length = 0;
 637         ras->ras_stride_pages = 0;
 638         RAS_CDEBUG(ras);
 639 }
 640
 641 void ll_readahead_init(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras)
 642 {
 643         spin_lock_init(&ras->ras_lock);
 644         ras_reset(inode, ras, 0);
 645         ras->ras_requests = 0;
 646 }
 647
 648 /*
 649  * Check whether the read request is in the stride window.
 650  * If it is in the stride window, return 1, otherwise return 0.
 651  */
 652 static int index_in_stride_window(struct ll_readahead_state *ras,
 653                                   unsigned long index)
 654 {
 655         unsigned long stride_gap;
 656
 657         if (ras->ras_stride_length == 0 || ras->ras_stride_pages == 0 ||
 658             ras->ras_stride_pages == ras->ras_stride_length)
 659                 return 0;
 660
 661         stride_gap = index - ras->ras_last_readpage - 1;
 662
 663         /* If it is contiguous read */
 664         if (stride_gap == 0)
 665                 return ras->ras_consecutive_pages + 1 <= ras->ras_stride_pages;
 666
 667         /* Otherwise check the stride by itself */
 668         return (ras->ras_stride_length - ras->ras_stride_pages) == stride_gap &&
 669                 ras->ras_consecutive_pages == ras->ras_stride_pages;
 670 }
 671
 672 static void ras_update_stride_detector(struct ll_readahead_state *ras,
 673                                        unsigned long index)
 674 {
 675         unsigned long stride_gap = index - ras->ras_last_readpage - 1;
 676
 677         if (!stride_io_mode(ras) && (stride_gap != 0 ||
 678              ras->ras_consecutive_stride_requests == 0)) {
 679                 ras->ras_stride_pages = ras->ras_consecutive_pages;
 680                 ras->ras_stride_length = stride_gap +ras->ras_consecutive_pages;
 681         }
 682         LASSERT(ras->ras_request_index == 0);
 683         LASSERT(ras->ras_consecutive_stride_requests == 0);
 684
 685         if (index <= ras->ras_last_readpage) {
 686                 /*Reset stride window for forward read*/
 687                 ras_stride_reset(ras);
 688                 return;
 689         }
 690
 691         ras->ras_stride_pages = ras->ras_consecutive_pages;
 692         ras->ras_stride_length = stride_gap +ras->ras_consecutive_pages;
 693
 694         RAS_CDEBUG(ras);
 695         return;
 696 }
 697
 698 static unsigned long
 699 stride_page_count(struct ll_readahead_state *ras, unsigned long len)
 700 {
 701         return stride_pg_count(ras->ras_stride_offset, ras->ras_stride_length,
 702                                ras->ras_stride_pages, ras->ras_stride_offset,
 703                                len);
 704 }
 705
 706 /* Stride Read-ahead window will be increased inc_len according to
 707  * stride I/O pattern */
 708 static void ras_stride_increase_window(struct ll_readahead_state *ras,
 709                                        struct ll_ra_info *ra,
 710                                        unsigned long inc_len)
 711 {
 712         unsigned long left, step, window_len;
 713         unsigned long stride_len;
 714
 715         LASSERT(ras->ras_stride_length > 0);
 716         LASSERTF(ras->ras_window_start + ras->ras_window_len
 717                  >= ras->ras_stride_offset, "window_start %lu, window_len %lu"
 718                  " stride_offset %lu\n", ras->ras_window_start,
 719                  ras->ras_window_len, ras->ras_stride_offset);
 720
 721         stride_len = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len -
 722                      ras->ras_stride_offset;
 723
 724         left = stride_len % ras->ras_stride_length;
 725         window_len = ras->ras_window_len - left;
 726
 727         if (left < ras->ras_stride_pages)
 728                 left += inc_len;
 729         else
 730                 left = ras->ras_stride_pages + inc_len;
 731
 732         LASSERT(ras->ras_stride_pages != 0);
 733
 734         step = left / ras->ras_stride_pages;
 735         left %= ras->ras_stride_pages;
 736
 737         window_len += step * ras->ras_stride_length + left;
 738
 739         if (stride_page_count(ras, window_len) <= ra->ra_max_pages_per_file)
 740                 ras->ras_window_len = window_len;
 741
 742         RAS_CDEBUG(ras);
 743 }
 744
 745 static void ras_increase_window(struct inode *inode,
 746                                 struct ll_readahead_state *ras,
 747                                 struct ll_ra_info *ra)
 748 {
 749         /* The stretch of ra-window should be aligned with max rpc_size
 750          * but current clio architecture does not support retrieve such
 751          * information from lower layer. FIXME later
 752          */
 753         if (stride_io_mode(ras))
 754                 ras_stride_increase_window(ras, ra, RAS_INCREASE_STEP(inode));
 755         else
 756                 ras->ras_window_len = min(ras->ras_window_len +
 757                                           RAS_INCREASE_STEP(inode),
 758                                           ra->ra_max_pages_per_file);
 759 }
 760
 761 void ras_update(struct ll_sb_info *sbi, struct inode *inode,
 762                 struct ll_readahead_state *ras, unsigned long index,
 763                 unsigned hit)
 764 {
 765         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
 766         int zero = 0, stride_detect = 0, ra_miss = 0;
 767         ENTRY;
 768
 769         spin_lock(&ras->ras_lock);
 770
 771         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, hit ? RA_STAT_HIT : RA_STAT_MISS);
 772
 773         /* reset the read-ahead window in two cases.  First when the app seeks
 774          * or reads to some other part of the file.  Secondly if we get a
 775          * read-ahead miss that we think we've previously issued.  This can
 776          * be a symptom of there being so many read-ahead pages that the VM is
 777          * reclaiming it before we get to it. */
 778         if (!index_in_window(index, ras->ras_last_readpage, 8, 8)) {
 779                 zero = 1;
 780                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_DISTANT_READPAGE);
 781         } else if (!hit && ras->ras_window_len &&
 782                    index < ras->ras_next_readahead &&
 783                    index_in_window(index, ras->ras_window_start, 0,
 784                                    ras->ras_window_len)) {
 785                 ra_miss = 1;
 786                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_MISS_IN_WINDOW);
 787         }
 788
 789         /* On the second access to a file smaller than the tunable
 790          * ra_max_read_ahead_whole_pages trigger RA on all pages in the
 791          * file up to ra_max_pages_per_file.  This is simply a best effort
 792          * and only occurs once per open file.  Normal RA behavior is reverted
 793          * to for subsequent IO.  The mmap case does not increment
 794          * ras_requests and thus can never trigger this behavior. */
 795         if (ras->ras_requests == 2 && !ras->ras_request_index) {
 796                 __u64 kms_pages;
 797
 798                 kms_pages = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >>
 799                             PAGE_CACHE_SHIFT;
 800
 801                 CDEBUG(D_READA, "kmsp "LPU64" mwp %lu mp %lu\n", kms_pages,
 802                        ra->ra_max_read_ahead_whole_pages, ra->ra_max_pages_per_file);
 803
 804                 if (kms_pages &&
 805                     kms_pages <= ra->ra_max_read_ahead_whole_pages) {
 806                         ras->ras_window_start = 0;
 807                         ras->ras_last_readpage = 0;
 808                         ras->ras_next_readahead = 0;
 809                         ras->ras_window_len = min(ra->ra_max_pages_per_file,
 810                                 ra->ra_max_read_ahead_whole_pages);
 811                         GOTO(out_unlock, 0);
 812                 }
 813         }
 814         if (zero) {
 815                 /* check whether it is in stride I/O mode*/
 816                 if (!index_in_stride_window(ras, index)) {
 817                         if (ras->ras_consecutive_stride_requests == 0 &&
 818                             ras->ras_request_index == 0) {
 819                                 ras_update_stride_detector(ras, index);
 820                                 ras->ras_consecutive_stride_requests++;
 821                         } else {
 822                                 ras_stride_reset(ras);
 823                         }
 824                         ras_reset(inode, ras, index);
 825                         ras->ras_consecutive_pages++;
 826                         GOTO(out_unlock, 0);
 827                 } else {
 828                         ras->ras_consecutive_pages = 0;
 829                         ras->ras_consecutive_requests = 0;
 830                         if (++ras->ras_consecutive_stride_requests > 1)
 831                                 stride_detect = 1;
 832                         RAS_CDEBUG(ras);
 833                 }
 834         } else {
 835                 if (ra_miss) {
 836                         if (index_in_stride_window(ras, index) &&
 837                             stride_io_mode(ras)) {
 838                                 /*If stride-RA hit cache miss, the stride dector
 839                                  *will not be reset to avoid the overhead of
 840                                  *redetecting read-ahead mode */
 841                                 if (index != ras->ras_last_readpage + 1)
 842                                         ras->ras_consecutive_pages = 0;
 843                                 ras_reset(inode, ras, index);
 844                                 RAS_CDEBUG(ras);
 845                         } else {
 846                                 /* Reset both stride window and normal RA
 847                                  * window */
 848                                 ras_reset(inode, ras, index);
 849                                 ras->ras_consecutive_pages++;
 850                                 ras_stride_reset(ras);
 851                                 GOTO(out_unlock, 0);
 852                         }
 853                 } else if (stride_io_mode(ras)) {
 854                         /* If this is contiguous read but in stride I/O mode
 855                          * currently, check whether stride step still is valid,
 856                          * if invalid, it will reset the stride ra window*/
 857                         if (!index_in_stride_window(ras, index)) {
 858                                 /* Shrink stride read-ahead window to be zero */
 859                                 ras_stride_reset(ras);
 860                                 ras->ras_window_len = 0;
 861                                 ras->ras_next_readahead = index;
 862                         }
 863                 }
 864         }
 865         ras->ras_consecutive_pages++;
 866         ras->ras_last_readpage = index;
 867         ras_set_start(inode, ras, index);
 868
 869         if (stride_io_mode(ras)) {
 870                 /* Since stride readahead is sentivite to the offset
 871                  * of read-ahead, so we use original offset here,
 872                  * instead of ras_window_start, which is RPC aligned */
 873                 ras->ras_next_readahead = max(index, ras->ras_next_readahead);
 874         } else {
 875                 if (ras->ras_next_readahead < ras->ras_window_start)
 876                         ras->ras_next_readahead = ras->ras_window_start;
 877                 if (!hit)
 878                         ras->ras_next_readahead = index + 1;
 879         }
 880         RAS_CDEBUG(ras);
 881
 882         /* Trigger RA in the mmap case where ras_consecutive_requests
 883          * is not incremented and thus can't be used to trigger RA */
 884         if (!ras->ras_window_len && ras->ras_consecutive_pages == 4) {
 885                 ras->ras_window_len = RAS_INCREASE_STEP(inode);
 886                 GOTO(out_unlock, 0);
 887         }
 888
 889         /* Initially reset the stride window offset to next_readahead*/
 890         if (ras->ras_consecutive_stride_requests == 2 && stride_detect) {
 891                 /**
 892                  * Once stride IO mode is detected, next_readahead should be
 893                  * reset to make sure next_readahead > stride offset
 894                  */
 895                 ras->ras_next_readahead = max(index, ras->ras_next_readahead);
 896                 ras->ras_stride_offset = index;
 897                 ras->ras_window_len = RAS_INCREASE_STEP(inode);
 898         }
 899
 900         /* The initial ras_window_len is set to the request size.  To avoid
 901          * uselessly reading and discarding pages for random IO the window is
 902          * only increased once per consecutive request received. */
 903         if ((ras->ras_consecutive_requests > 1 || stride_detect) &&
 904             !ras->ras_request_index)
 905                 ras_increase_window(inode, ras, ra);
 906         EXIT;
 907 out_unlock:
 908         RAS_CDEBUG(ras);
 909         ras->ras_request_index++;
 910         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 911         return;
 912 }
 913
 914 int ll_writepage(struct page *vmpage, struct writeback_control *wbc)
 915 {
 916         struct inode           *inode = vmpage->mapping->host;
 917         struct ll_inode_info   *lli   = ll_i2info(inode);
 918         struct lu_env          *env;
 919         struct cl_io           *io;
 920         struct cl_page         *page;
 921         struct cl_object       *clob;
 922         struct cl_env_nest      nest;
 923         bool redirtied = false;
 924         bool unlocked = false;
 925         int result;
 926         ENTRY;
 927
 928         LASSERT(PageLocked(vmpage));
 929         LASSERT(!PageWriteback(vmpage));
 930
 931         LASSERT(ll_i2dtexp(inode) != NULL);
 932
 933         env = cl_env_nested_get(&nest);
 934         if (IS_ERR(env))
 935                 GOTO(out, result = PTR_ERR(env));
 936
 937         clob  = ll_i2info(inode)->lli_clob;
 938         LASSERT(clob != NULL);
 939
 940         io = ccc_env_thread_io(env);
 941         io->ci_obj = clob;
 942         io->ci_ignore_layout = 1;
 943         result = cl_io_init(env, io, CIT_MISC, clob);
 944         if (result == 0) {
 945                 page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index,
 946                                     vmpage, CPT_CACHEABLE);
 947                 if (!IS_ERR(page)) {
 948                         lu_ref_add(&page->cp_reference, "writepage",
 949                                    current);
 950                         cl_page_assume(env, io, page);
 951                         result = cl_page_flush(env, io, page);
 952                         if (result != 0) {
 953                                 /*
 954                                  * Re-dirty page on error so it retries write,
 955                                  * but not in case when IO has actually
 956                                  * occurred and completed with an error.
 957                                  */
 958                                 if (!PageError(vmpage)) {
 959                                         redirty_page_for_writepage(wbc, vmpage);
 960                                         result = 0;
 961                                         redirtied = true;
 962                                 }
 963                         }
 964                         cl_page_disown(env, io, page);
 965                         unlocked = true;
 966                         lu_ref_del(&page->cp_reference,
 967                                    "writepage", current);
 968                         cl_page_put(env, page);
 969                 } else {
 970                         result = PTR_ERR(page);
 971                 }
 972         }
 973         cl_io_fini(env, io);
 974
 975         if (redirtied && wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) {
 976                 loff_t offset = cl_offset(clob, vmpage->index);
 977
 978                 /* Flush page failed because the extent is being written out.
 979                  * Wait for the write of extent to be finished to avoid
 980                  * breaking kernel which assumes ->writepage should mark
 981                  * PageWriteback or clean the page. */
 982                 result = cl_sync_file_range(inode, offset,
 983                                             offset + PAGE_CACHE_SIZE - 1,
 984                                             CL_FSYNC_LOCAL, 1);
 985                 if (result > 0) {
 986                         /* actually we may have written more than one page.
 987                          * decreasing this page because the caller will count
 988                          * it. */
 989                         wbc->nr_to_write -= result - 1;
 990                         result = 0;
 991                 }
 992         }
 993
 994         cl_env_nested_put(&nest, env);
 995         GOTO(out, result);
 996
 997 out:
 998         if (result < 0) {
 999                 if (!lli->lli_async_rc)
1000                         lli->lli_async_rc = result;
1001                 SetPageError(vmpage);
1002                 if (!unlocked)
1003                         unlock_page(vmpage);
1004         }
1005         return result;
1006 }
1007
1008 int ll_writepages(struct address_space *mapping, struct writeback_control *wbc)
1009 {
1010         struct inode *inode = mapping->host;
1011         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(inode);
1012         loff_t start;
1013         loff_t end;
1014         enum cl_fsync_mode mode;
1015         int range_whole = 0;
1016         int result;
1017         int ignore_layout = 0;
1018         ENTRY;
1019
1020         if (wbc->range_cyclic) {
1021                 start = mapping->writeback_index << PAGE_CACHE_SHIFT;
1022                 end = OBD_OBJECT_EOF;
1023         } else {
1024                 start = wbc->range_start;
1025                 end = wbc->range_end;
1026                 if (end == LLONG_MAX) {
1027                         end = OBD_OBJECT_EOF;
1028                         range_whole = start == 0;
1029                 }
1030         }
1031
1032         mode = CL_FSYNC_NONE;
1033         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
1034                 mode = CL_FSYNC_LOCAL;
1035
1036         if (sbi->ll_umounting)
1037                 /* if the mountpoint is being umounted, all pages have to be
1038                  * evicted to avoid hitting LBUG when truncate_inode_pages()
1039                  * is called later on. */
1040                 ignore_layout = 1;
1041
1042         if (ll_i2info(inode)->lli_clob == NULL)
1043                 RETURN(0);
1044
1045         result = cl_sync_file_range(inode, start, end, mode, ignore_layout);
1046         if (result > 0) {
1047                 wbc->nr_to_write -= result;
1048                 result = 0;
1049          }
1050
1051         if (wbc->range_cyclic || (range_whole && wbc->nr_to_write > 0)) {
1052                 if (end == OBD_OBJECT_EOF)
1053                         mapping->writeback_index = 0;
1054                 else
1055                         mapping->writeback_index = (end >> PAGE_CACHE_SHIFT) +1;
1056         }
1057         RETURN(result);
1058 }
1059
1060 struct ll_cl_context *ll_cl_find(struct file *file)
1061 {
1062         struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
1063         struct ll_cl_context *lcc;
1064         struct ll_cl_context *found = NULL;
1065
1066         read_lock(&fd->fd_lock);
1067         list_for_each_entry(lcc, &fd->fd_lccs, lcc_list) {
1068                 if (lcc->lcc_cookie == current) {
1069                         found = lcc;
1070                         break;
1071                 }
1072         }
1073         read_unlock(&fd->fd_lock);
1074
1075         return found;
1076 }
1077
1078 void ll_cl_add(struct file *file, const struct lu_env *env, struct cl_io *io)
1079 {
1080         struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
1081         struct ll_cl_context *lcc = &vvp_env_info(env)->vti_io_ctx;
1082
1083         memset(lcc, 0, sizeof(*lcc));
1084         INIT_LIST_HEAD(&lcc->lcc_list);
1085         lcc->lcc_cookie = current;
1086         lcc->lcc_env = env;
1087         lcc->lcc_io = io;
1088
1089         write_lock(&fd->fd_lock);
1090         list_add(&lcc->lcc_list, &fd->fd_lccs);
1091         write_unlock(&fd->fd_lock);
1092 }
1093
1094 void ll_cl_remove(struct file *file, const struct lu_env *env)
1095 {
1096         struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
1097         struct ll_cl_context *lcc = &vvp_env_info(env)->vti_io_ctx;
1098
1099         write_lock(&fd->fd_lock);
1100         list_del_init(&lcc->lcc_list);
1101         write_unlock(&fd->fd_lock);
1102 }
1103
1104 int ll_readpage(struct file *file, struct page *vmpage)
1105 {
1106         struct cl_object *clob = ll_i2info(file->f_dentry->d_inode)->lli_clob;
1107         struct ll_cl_context *lcc;
1108         const struct lu_env  *env;
1109         struct cl_io   *io;
1110         struct cl_page *page;
1111         int result;
1112         ENTRY;
1113
1114         lcc = ll_cl_find(file);
1115         if (lcc == NULL) {
1116                 unlock_page(vmpage);
1117                 RETURN(-EIO);
1118         }
1119
1120         env = lcc->lcc_env;
1121         io  = lcc->lcc_io;
1122         LASSERT(io != NULL);
1123         LASSERT(io->ci_state == CIS_IO_GOING);
1124         page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index, vmpage, CPT_CACHEABLE);
1125         if (!IS_ERR(page)) {
1126                 LASSERT(page->cp_type == CPT_CACHEABLE);
1127                 if (likely(!PageUptodate(vmpage))) {
1128                         cl_page_assume(env, io, page);
1129                         result = cl_io_read_page(env, io, page);
1130                 } else {
1131                         /* Page from a non-object file. */
1132                         unlock_page(vmpage);
1133                         result = 0;
1134                 }
1135                 cl_page_put(env, page);
1136         } else {
1137                 unlock_page(vmpage);
1138                 result = PTR_ERR(page);
1139         }
1140         RETURN(result);
1141 }
1142
1143 int ll_page_sync_io(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
1144                     struct cl_page *page, enum cl_req_type crt)
1145 {
1146         struct cl_2queue  *queue;
1147         int result;
1148
1149         LASSERT(io->ci_type == CIT_READ || io->ci_type == CIT_WRITE);
1150
1151         queue = &io->ci_queue;
1152         cl_2queue_init_page(queue, page);
1153
1154         result = cl_io_submit_sync(env, io, crt, queue, 0);
1155         LASSERT(cl_page_is_owned(page, io));
1156
1157         if (crt == CRT_READ)
1158                 /*
1159                  * in CRT_WRITE case page is left locked even in case of
1160                  * error.
1161                  */
1162                 cl_page_list_disown(env, io, &queue->c2_qin);
1163         cl_2queue_fini(env, queue);
1164
1165         return result;
1166 }