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                 if (cl_io_is_append(io)) {
 293                         struct cl_object   *obj   = io->ci_obj;
 294                         struct inode       *inode = ccc_object_inode(obj);
 295                         /**
 296                          * In VFS file->page write loop, for appending, the
 297                          * write offset might be reset according to the new
 298                          * file size before holding i_mutex. So crw_pos should
 299                          * be reset here. BUG:17711.
 300                          */
 301                         io->u.ci_wr.wr.crw_pos = i_size_read(inode);
 302                 }
 303                 result = cl_io_prepare_write(env, io, page, from, to);
 304                 if (result == 0) {
 305                         struct vvp_io *vio;
 306
 307                         /*
 308                          * Add a reference, so that page is not evicted from
 309                          * the cache until ->commit_write() is called.
 310                          */
 311                         cl_page_get(page);
 312                         lu_ref_add(&page->cp_reference, "prepare_write",
 313                                    cfs_current());
 314                         vio = vvp_env_io(env);
 315                         if (vio->cui_oneshot > 0)
 316                                 vio->cui_oneshot++;
 317                 } else
 318                         cl_page_unassume(env, io, page);
 319         }
 320         ll_cl_fini(env, io, page, &refcheck);
 321         RETURN(result);
 322 }
 323
 324 int ll_commit_write(struct file *file, struct page *vmpage, unsigned from,
 325                     unsigned to)
 326 {
 327         struct lu_env    *env;
 328         struct cl_io     *io;
 329         struct cl_page   *page;
 330         int result;
 331         int refcheck;
 332         ENTRY;
 333
 334         result = ll_cl_init(file, vmpage, &env, &io, &page, &refcheck);
 335         LASSERT(result != -EALREADY);
 336         if (result == 0) {
 337                 LASSERT(cl_page_is_owned(page, io));
 338                 result = cl_io_commit_write(env, io, page, from, to);
 339                 if (cl_page_is_owned(page, io))
 340                         cl_page_unassume(env, io, page);
 341                 /*
 342                  * Release reference acquired by cl_io_prepare_write().
 343                  */
 344                 lu_ref_del(&page->cp_reference, "prepare_write", cfs_current());
 345                 cl_page_put(env, page);
 346         }
 347         ll_cl_fini(env, io, page, &refcheck);
 348         RETURN(result);
 349 }
 350
 351 struct obd_capa *cl_capa_lookup(struct inode *inode, enum cl_req_type crt)
 352 {
 353         __u64 opc;
 354
 355         opc = crt == CRT_WRITE ? CAPA_OPC_OSS_WRITE : CAPA_OPC_OSS_RW;
 356         return ll_osscapa_get(inode, opc);
 357 }
 358
 359 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which);
 360
 361 /* WARNING: This algorithm is used to reduce the contention on
 362  * sbi->ll_lock. It should work well if the ra_max_pages is much
 363  * greater than the single file's read-ahead window.
 364  *
 365  * TODO: There may exist a `global sync problem' in this implementation.
 366  * Considering the global ra window is 100M, and each file's ra window is 10M,
 367  * there are over 10 files trying to get its ra budget and reach
 368  * ll_ra_count_get at the exactly same time. All of them will get a zero ra
 369  * window, although the global window is 100M. -jay
 370  */
 371 static unsigned long ll_ra_count_get(struct ll_sb_info *sbi, unsigned long len)
 372 {
 373         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
 374         unsigned long ret;
 375         ENTRY;
 376
 377         ret = min(ra->ra_max_pages - atomic_read(&ra->ra_cur_pages), len);
 378         if ((int)ret < 0)
 379                 GOTO(out, ret = 0);
 380
 381         if (atomic_add_return(ret, &ra->ra_cur_pages) > ra->ra_max_pages) {
 382                 atomic_sub(ret, &ra->ra_cur_pages);
 383                 ret = 0;
 384         }
 385 out:
 386         RETURN(ret);
 387 }
 388
 389 void ll_ra_count_put(struct ll_sb_info *sbi, unsigned long len)
 390 {
 391         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
 392         atomic_sub(len, &ra->ra_cur_pages);
 393 }
 394
 395 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which)
 396 {
 397         LASSERTF(which >= 0 && which < _NR_RA_STAT, "which: %u\n", which);
 398         lprocfs_counter_incr(sbi->ll_ra_stats, which);
 399 }
 400
 401 void ll_ra_stats_inc(struct address_space *mapping, enum ra_stat which)
 402 {
 403         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(mapping->host);
 404         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, which);
 405 }
 406
 407 #define RAS_CDEBUG(ras) \
 408         CDEBUG(D_READA,                                                      \
 409                "lrp %lu cr %lu cp %lu ws %lu wl %lu nra %lu r %lu ri %lu"    \
 410                "csr %lu sf %lu sp %lu sl %lu \n",                            \
 411                ras->ras_last_readpage, ras->ras_consecutive_requests,        \
 412                ras->ras_consecutive_pages, ras->ras_window_start,            \
 413                ras->ras_window_len, ras->ras_next_readahead,                 \
 414                ras->ras_requests, ras->ras_request_index,                    \
 415                ras->ras_consecutive_stride_requests, ras->ras_stride_offset, \
 416                ras->ras_stride_pages, ras->ras_stride_length)
 417
 418 static int index_in_window(unsigned long index, unsigned long point,
 419                            unsigned long before, unsigned long after)
 420 {
 421         unsigned long start = point - before, end = point + after;
 422
 423         if (start > point)
 424                start = 0;
 425         if (end < point)
 426                end = ~0;
 427
 428         return start <= index && index <= end;
 429 }
 430
 431 static struct ll_readahead_state *ll_ras_get(struct file *f)
 432 {
 433         struct ll_file_data       *fd;
 434
 435         fd = LUSTRE_FPRIVATE(f);
 436         return &fd->fd_ras;
 437 }
 438
 439 void ll_ra_read_in(struct file *f, struct ll_ra_read *rar)
 440 {
 441         struct ll_readahead_state *ras;
 442
 443         ras = ll_ras_get(f);
 444
 445         spin_lock(&ras->ras_lock);
 446         ras->ras_requests++;
 447         ras->ras_request_index = 0;
 448         ras->ras_consecutive_requests++;
 449         rar->lrr_reader = current;
 450
 451         list_add(&rar->lrr_linkage, &ras->ras_read_beads);
 452         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 453 }
 454
 455 void ll_ra_read_ex(struct file *f, struct ll_ra_read *rar)
 456 {
 457         struct ll_readahead_state *ras;
 458
 459         ras = ll_ras_get(f);
 460
 461         spin_lock(&ras->ras_lock);
 462         list_del_init(&rar->lrr_linkage);
 463         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 464 }
 465
 466 static struct ll_ra_read *ll_ra_read_get_locked(struct ll_readahead_state *ras)
 467 {
 468         struct ll_ra_read *scan;
 469
 470         list_for_each_entry(scan, &ras->ras_read_beads, lrr_linkage) {
 471                 if (scan->lrr_reader == current)
 472                         return scan;
 473         }
 474         return NULL;
 475 }
 476
 477 struct ll_ra_read *ll_ra_read_get(struct file *f)
 478 {
 479         struct ll_readahead_state *ras;
 480         struct ll_ra_read         *bead;
 481
 482         ras = ll_ras_get(f);
 483
 484         spin_lock(&ras->ras_lock);
 485         bead = ll_ra_read_get_locked(ras);
 486         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 487         return bead;
 488 }
 489
 490 static int cl_read_ahead_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 491                               struct cl_page_list *queue, struct cl_page *page,
 492                               struct page *vmpage)
 493 {
 494         struct ccc_page *cp;
 495         int              rc;
 496
 497         ENTRY;
 498
 499         rc = 0;
 500         cl_page_assume(env, io, page);
 501         lu_ref_add(&page->cp_reference, "ra", cfs_current());
 502         cp = cl2ccc_page(cl_page_at(page, &vvp_device_type));
 503         if (!cp->cpg_defer_uptodate && !Page_Uptodate(vmpage)) {
 504                 rc = cl_page_is_under_lock(env, io, page);
 505                 if (rc == -EBUSY) {
 506                         cp->cpg_defer_uptodate = 1;
 507                         cp->cpg_ra_used = 0;
 508                         cl_page_list_add(queue, page);
 509                         rc = 1;
 510                 } else {
 511                         cl_page_delete(env, page);
 512                         rc = -ENOLCK;
 513                 }
 514         } else
 515                 /* skip completed pages */
 516                 cl_page_unassume(env, io, page);
 517         lu_ref_del(&page->cp_reference, "ra", cfs_current());
 518         cl_page_put(env, page);
 519         RETURN(rc);
 520 }
 521
 522 /**
 523  * Initiates read-ahead of a page with given index.
 524  *
 525  * \retval     +ve: page was added to \a queue.
 526  *
 527  * \retval -ENOLCK: there is no extent lock for this part of a file, stop
 528  *                  read-ahead.
 529  *
 530  * \retval  -ve, 0: page wasn't added to \a queue for other reason.
 531  */
 532 static int ll_read_ahead_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 533                               struct cl_page_list *queue,
 534                               int index, struct address_space *mapping)
 535 {
 536         struct page      *vmpage;
 537         struct cl_object *clob  = ll_i2info(mapping->host)->lli_clob;
 538         struct cl_page   *page;
 539         enum ra_stat      which = _NR_RA_STAT; /* keep gcc happy */
 540         unsigned int      gfp_mask;
 541         int               rc    = 0;
 542         const char       *msg   = NULL;
 543
 544         ENTRY;
 545
 546         gfp_mask = GFP_HIGHUSER & ~__GFP_WAIT;
 547 #ifdef __GFP_NOWARN
 548         gfp_mask |= __GFP_NOWARN;
 549 #endif
 550         vmpage = grab_cache_page_nowait_gfp(mapping, index, gfp_mask);
 551         if (vmpage != NULL) {
 552                 /* Check if vmpage was truncated or reclaimed */
 553                 if (vmpage->mapping == mapping) {
 554                         page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index,
 555                                             vmpage, CPT_CACHEABLE);
 556                         if (!IS_ERR(page)) {
 557                                 rc = cl_read_ahead_page(env, io, queue,
 558                                                         page, vmpage);
 559                                 if (rc == -ENOLCK) {
 560                                         which = RA_STAT_FAILED_MATCH;
 561                                         msg   = "lock match failed";
 562                                 }
 563                         } else {
 564                                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
 565                                 msg   = "cl_page_find failed";
 566                         }
 567                 } else {
 568                         which = RA_STAT_WRONG_GRAB_PAGE;
 569                         msg   = "g_c_p_n returned invalid page";
 570                 }
 571                 if (rc != 1)
 572                         unlock_page(vmpage);
 573                 page_cache_release(vmpage);
 574         } else {
 575                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
 576                 msg   = "g_c_p_n failed";
 577         }
 578         if (msg != NULL) {
 579                 ll_ra_stats_inc(mapping, which);
 580                 CDEBUG(D_READA, "%s\n", msg);
 581         }
 582         RETURN(rc);
 583 }
 584
 585 #define RIA_DEBUG(ria)                                                       \
 586         CDEBUG(D_READA, "rs %lu re %lu ro %lu rl %lu rp %lu\n",       \
 587         ria->ria_start, ria->ria_end, ria->ria_stoff, ria->ria_length,\
 588         ria->ria_pages)
 589
 590 #define RAS_INCREASE_STEP (1024 * 1024 >> CFS_PAGE_SHIFT)
 591
 592 static inline int stride_io_mode(struct ll_readahead_state *ras)
 593 {
 594         return ras->ras_consecutive_stride_requests > 1;
 595 }
 596
 597 /* The function calculates how much pages will be read in
 598  * [off, off + length], which will be read by stride I/O mode,
 599  * stride_offset = st_off, stride_lengh = st_len,
 600  * stride_pages = st_pgs
 601  */
 602 static unsigned long
 603 stride_pg_count(pgoff_t st_off, unsigned long st_len, unsigned long st_pgs,
 604                 unsigned long off, unsigned length)
 605 {
 606         unsigned long cont_len = st_off > off ?  st_off - off : 0;
 607         __u64 stride_len = length + off > st_off ?
 608                            length + off + 1 - st_off : 0;
 609         unsigned long left, pg_count;
 610
 611         if (st_len == 0 || length == 0)
 612                 return length;
 613
 614         left = do_div(stride_len, st_len);
 615         left = min(left, st_pgs);
 616
 617         pg_count = left + stride_len * st_pgs + cont_len;
 618
 619         LASSERT(pg_count >= left);
 620
 621         CDEBUG(D_READA, "st_off %lu, st_len %lu st_pgs %lu off %lu length %u"
 622                "pgcount %lu\n", st_off, st_len, st_pgs, off, length, pg_count);
 623
 624         return pg_count;
 625 }
 626
 627 static int ria_page_count(struct ra_io_arg *ria)
 628 {
 629         __u64 length = ria->ria_end >= ria->ria_start ?
 630                        ria->ria_end - ria->ria_start + 1 : 0;
 631
 632         return stride_pg_count(ria->ria_stoff, ria->ria_length,
 633                                ria->ria_pages, ria->ria_start,
 634                                length);
 635 }
 636
 637 /*Check whether the index is in the defined ra-window */
 638 static int ras_inside_ra_window(unsigned long idx, struct ra_io_arg *ria)
 639 {
 640         /* If ria_length == ria_pages, it means non-stride I/O mode,
 641          * idx should always inside read-ahead window in this case
 642          * For stride I/O mode, just check whether the idx is inside
 643          * the ria_pages. */
 644         return ria->ria_length == 0 || ria->ria_length == ria->ria_pages ||
 645                (idx - ria->ria_stoff) % ria->ria_length < ria->ria_pages;
 646 }
 647
 648 static int ll_read_ahead_pages(const struct lu_env *env,
 649                                struct cl_io *io, struct cl_page_list *queue,
 650                                struct ra_io_arg *ria,
 651                                unsigned long *reserved_pages,
 652                                struct address_space *mapping,
 653                                unsigned long *ra_end)
 654 {
 655         int rc, count = 0, stride_ria;
 656         unsigned long page_idx;
 657
 658         LASSERT(ria != NULL);
 659         RIA_DEBUG(ria);
 660
 661         stride_ria = ria->ria_length > ria->ria_pages && ria->ria_pages > 0;
 662         for (page_idx = ria->ria_start; page_idx <= ria->ria_end &&
 663                         *reserved_pages > 0; page_idx++) {
 664                 if (ras_inside_ra_window(page_idx, ria)) {
 665                         /* If the page is inside the read-ahead window*/
 666                         rc = ll_read_ahead_page(env, io, queue,
 667                                                 page_idx, mapping);
 668                         if (rc == 1) {
 669                                 (*reserved_pages)--;
 670                                 count ++;
 671                         } else if (rc == -ENOLCK)
 672                                 break;
 673                 } else if (stride_ria) {
 674                         /* If it is not in the read-ahead window, and it is
 675                          * read-ahead mode, then check whether it should skip
 676                          * the stride gap */
 677                         pgoff_t offset;
 678                         /* FIXME: This assertion only is valid when it is for
 679                          * forward read-ahead, it will be fixed when backward
 680                          * read-ahead is implemented */
 681                         LASSERTF(page_idx > ria->ria_stoff, "since %lu in the"
 682                                 " gap of ra window,it should bigger than stride"
 683                                 " offset %lu \n", page_idx, ria->ria_stoff);
 684
 685                         offset = page_idx - ria->ria_stoff;
 686                         offset = offset % (ria->ria_length);
 687                         if (offset > ria->ria_pages) {
 688                                 page_idx += ria->ria_length - offset;
 689                                 CDEBUG(D_READA, "i %lu skip %lu \n", page_idx,
 690                                        ria->ria_length - offset);
 691                                 continue;
 692                         }
 693                 }
 694         }
 695         *ra_end = page_idx;
 696         return count;
 697 }
 698
 699 int ll_readahead(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 700                  struct ll_readahead_state *ras, struct address_space *mapping,
 701                  struct cl_page_list *queue, int flags)
 702 {
 703         struct vvp_io *vio = vvp_env_io(env);
 704         struct vvp_thread_info *vti = vvp_env_info(env);
 705         struct ccc_thread_info *cti = ccc_env_info(env);
 706         unsigned long start = 0, end = 0, reserved;
 707         unsigned long ra_end, len;
 708         struct inode *inode;
 709         struct ll_ra_read *bead;
 710         struct ra_io_arg *ria = &vti->vti_ria;
 711         struct ll_inode_info *lli;
 712         struct cl_object *clob;
 713         struct cl_attr   *attr = &cti->cti_attr;
 714         int ret = 0;
 715         __u64 kms;
 716         ENTRY;
 717
 718         inode = mapping->host;
 719         lli = ll_i2info(inode);
 720         clob = lli->lli_clob;
 721
 722         memset(ria, 0, sizeof *ria);
 723
 724         cl_object_attr_lock(clob);
 725         ret = cl_object_attr_get(env, clob, attr);
 726         cl_object_attr_unlock(clob);
 727
 728         if (ret != 0)
 729                 RETURN(ret);
 730         kms = attr->cat_kms;
 731         if (kms == 0) {
 732                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_ZERO_LEN);
 733                 RETURN(0);
 734         }
 735
 736         spin_lock(&ras->ras_lock);
 737         if (vio->cui_ra_window_set)
 738                 bead = &vio->cui_bead;
 739         else
 740                 bead = NULL;
 741
 742         /* Enlarge the RA window to encompass the full read */
 743         if (bead != NULL && ras->ras_window_start + ras->ras_window_len <
 744             bead->lrr_start + bead->lrr_count) {
 745                 ras->ras_window_len = bead->lrr_start + bead->lrr_count -
 746                                       ras->ras_window_start;
 747         }
 748         /* Reserve a part of the read-ahead window that we'll be issuing */
 749         if (ras->ras_window_len) {
 750                 start = ras->ras_next_readahead;
 751                 end = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len - 1;
 752         }
 753         if (end != 0) {
 754                 /* Truncate RA window to end of file */
 755                 end = min(end, (unsigned long)((kms - 1) >> CFS_PAGE_SHIFT));
 756                 ras->ras_next_readahead = max(end, end + 1);
 757                 RAS_CDEBUG(ras);
 758         }
 759         ria->ria_start = start;
 760         ria->ria_end = end;
 761         /* If stride I/O mode is detected, get stride window*/
 762         if (stride_io_mode(ras)) {
 763                 ria->ria_stoff = ras->ras_stride_offset;
 764                 ria->ria_length = ras->ras_stride_length;
 765                 ria->ria_pages = ras->ras_stride_pages;
 766         }
 767         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 768
 769         if (end == 0) {
 770                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_ZERO_WINDOW);
 771                 RETURN(0);
 772         }
 773         len = ria_page_count(ria);
 774         if (len == 0)
 775                 RETURN(0);
 776
 777         reserved = ll_ra_count_get(ll_i2sbi(inode), len);
 778
 779         if (reserved < len)
 780                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_MAX_IN_FLIGHT);
 781
 782         CDEBUG(D_READA, "reserved page %lu \n", reserved);
 783
 784         ret = ll_read_ahead_pages(env, io, queue,
 785                                   ria, &reserved, mapping, &ra_end);
 786
 787         LASSERTF(reserved >= 0, "reserved %lu\n", reserved);
 788         if (reserved != 0)
 789                 ll_ra_count_put(ll_i2sbi(inode), reserved);
 790
 791         if (ra_end == end + 1 && ra_end == (kms >> CFS_PAGE_SHIFT))
 792                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_EOF);
 793
 794         /* if we didn't get to the end of the region we reserved from
 795          * the ras we need to go back and update the ras so that the
 796          * next read-ahead tries from where we left off.  we only do so
 797          * if the region we failed to issue read-ahead on is still ahead
 798          * of the app and behind the next index to start read-ahead from */
 799         CDEBUG(D_READA, "ra_end %lu end %lu stride end %lu \n",
 800                ra_end, end, ria->ria_end);
 801
 802         if (ra_end != end + 1) {
 803                 spin_lock(&ras->ras_lock);
 804                 if (ra_end < ras->ras_next_readahead &&
 805                     index_in_window(ra_end, ras->ras_window_start, 0,
 806                                     ras->ras_window_len)) {
 807                         ras->ras_next_readahead = ra_end;
 808                                RAS_CDEBUG(ras);
 809                 }
 810                 spin_unlock(&ras->ras_lock);
 811         }
 812
 813         RETURN(ret);
 814 }
 815
 816 static void ras_set_start(struct ll_readahead_state *ras, unsigned long index)
 817 {
 818         ras->ras_window_start = index & (~(RAS_INCREASE_STEP - 1));
 819 }
 820
 821 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
 822 static void ras_reset(struct ll_readahead_state *ras, unsigned long index)
 823 {
 824         ras->ras_last_readpage = index;
 825         ras->ras_consecutive_requests = 0;
 826         ras->ras_consecutive_pages = 0;
 827         ras->ras_window_len = 0;
 828         ras_set_start(ras, index);
 829         ras->ras_next_readahead = max(ras->ras_window_start, index);
 830
 831         RAS_CDEBUG(ras);
 832 }
 833
 834 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
 835 static void ras_stride_reset(struct ll_readahead_state *ras)
 836 {
 837         ras->ras_consecutive_stride_requests = 0;
 838         ras->ras_stride_length = 0;
 839         ras->ras_stride_pages = 0;
 840         RAS_CDEBUG(ras);
 841 }
 842
 843 void ll_readahead_init(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras)
 844 {
 845         spin_lock_init(&ras->ras_lock);
 846         ras_reset(ras, 0);
 847         ras->ras_requests = 0;
 848         INIT_LIST_HEAD(&ras->ras_read_beads);
 849 }
 850
 851 /*
 852  * Check whether the read request is in the stride window.
 853  * If it is in the stride window, return 1, otherwise return 0.
 854  */
 855 static int index_in_stride_window(unsigned long index,
 856                                   struct ll_readahead_state *ras,
 857                                   struct inode *inode)
 858 {
 859         unsigned long stride_gap = index - ras->ras_last_readpage - 1;
 860
 861         if (ras->ras_stride_length == 0 || ras->ras_stride_pages == 0)
 862                 return 0;
 863
 864         /* If it is contiguous read */
 865         if (stride_gap == 0)
 866                 return ras->ras_consecutive_pages + 1 <= ras->ras_stride_pages;
 867
 868         /* Otherwise check the stride by itself */
 869         return (ras->ras_stride_length - ras->ras_stride_pages) == stride_gap &&
 870                 ras->ras_consecutive_pages == ras->ras_stride_pages;
 871 }
 872
 873 static void ras_update_stride_detector(struct ll_readahead_state *ras,
 874                                        unsigned long index)
 875 {
 876         unsigned long stride_gap = index - ras->ras_last_readpage - 1;
 877
 878         if (!stride_io_mode(ras) && (stride_gap != 0 ||
 879              ras->ras_consecutive_stride_requests == 0)) {
 880                 ras->ras_stride_pages = ras->ras_consecutive_pages;
 881                 ras->ras_stride_length = stride_gap +ras->ras_consecutive_pages;
 882         }
 883         RAS_CDEBUG(ras);
 884 }
 885
 886 static unsigned long
 887 stride_page_count(struct ll_readahead_state *ras, unsigned long len)
 888 {
 889         return stride_pg_count(ras->ras_stride_offset, ras->ras_stride_length,
 890                                ras->ras_stride_pages, ras->ras_stride_offset,
 891                                len);
 892 }
 893
 894 /* Stride Read-ahead window will be increased inc_len according to
 895  * stride I/O pattern */
 896 static void ras_stride_increase_window(struct ll_readahead_state *ras,
 897                                        struct ll_ra_info *ra,
 898                                        unsigned long inc_len)
 899 {
 900         unsigned long left, step, window_len;
 901         unsigned long stride_len;
 902
 903         LASSERT(ras->ras_stride_length > 0);
 904         LASSERTF(ras->ras_window_start + ras->ras_window_len
 905                  >= ras->ras_stride_offset, "window_start %lu, window_len %lu"
 906                  " stride_offset %lu\n", ras->ras_window_start,
 907                  ras->ras_window_len, ras->ras_stride_offset);
 908
 909         stride_len = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len -
 910                      ras->ras_stride_offset;
 911
 912         left = stride_len % ras->ras_stride_length;
 913         window_len = ras->ras_window_len - left;
 914
 915         if (left < ras->ras_stride_pages)
 916                 left += inc_len;
 917         else
 918                 left = ras->ras_stride_pages + inc_len;
 919
 920         LASSERT(ras->ras_stride_pages != 0);
 921
 922         step = left / ras->ras_stride_pages;
 923         left %= ras->ras_stride_pages;
 924
 925         window_len += step * ras->ras_stride_length + left;
 926
 927         if (stride_page_count(ras, window_len) <= ra->ra_max_pages)
 928                 ras->ras_window_len = window_len;
 929
 930         RAS_CDEBUG(ras);
 931 }
 932
 933 /* Set stride I/O read-ahead window start offset */
 934 static void ras_set_stride_offset(struct ll_readahead_state *ras)
 935 {
 936         unsigned long window_len = ras->ras_next_readahead -
 937                                    ras->ras_window_start;
 938         unsigned long left;
 939
 940         LASSERT(ras->ras_stride_length != 0);
 941
 942         left = window_len % ras->ras_stride_length;
 943
 944         ras->ras_stride_offset = ras->ras_next_readahead - left;
 945
 946         RAS_CDEBUG(ras);
 947 }
 948
 949 void ras_update(struct ll_sb_info *sbi, struct inode *inode,
 950                 struct ll_readahead_state *ras, unsigned long index,
 951                 unsigned hit)
 952 {
 953         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
 954         int zero = 0, stride_detect = 0, ra_miss = 0;
 955         ENTRY;
 956
 957         spin_lock(&sbi->ll_lock);
 958         spin_lock(&ras->ras_lock);
 959
 960         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, hit ? RA_STAT_HIT : RA_STAT_MISS);
 961
 962         /* reset the read-ahead window in two cases.  First when the app seeks
 963          * or reads to some other part of the file.  Secondly if we get a
 964          * read-ahead miss that we think we've previously issued.  This can
 965          * be a symptom of there being so many read-ahead pages that the VM is
 966          * reclaiming it before we get to it. */
 967         if (!index_in_window(index, ras->ras_last_readpage, 8, 8)) {
 968                 zero = 1;
 969                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_DISTANT_READPAGE);
 970         } else if (!hit && ras->ras_window_len &&
 971                    index < ras->ras_next_readahead &&
 972                    index_in_window(index, ras->ras_window_start, 0,
 973                                    ras->ras_window_len)) {
 974                 ra_miss = 1;
 975                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_MISS_IN_WINDOW);
 976         }
 977
 978         /* On the second access to a file smaller than the tunable
 979          * ra_max_read_ahead_whole_pages trigger RA on all pages in the
 980          * file up to ra_max_pages.  This is simply a best effort and
 981          * only occurs once per open file.  Normal RA behavior is reverted
 982          * to for subsequent IO.  The mmap case does not increment
 983          * ras_requests and thus can never trigger this behavior. */
 984         if (ras->ras_requests == 2 && !ras->ras_request_index) {
 985                 __u64 kms_pages;
 986
 987                 kms_pages = (i_size_read(inode) + CFS_PAGE_SIZE - 1) >>
 988                             CFS_PAGE_SHIFT;
 989
 990                 CDEBUG(D_READA, "kmsp "LPU64" mwp %lu mp %lu\n", kms_pages,
 991                        ra->ra_max_read_ahead_whole_pages, ra->ra_max_pages);
 992
 993                 if (kms_pages &&
 994                     kms_pages <= ra->ra_max_read_ahead_whole_pages) {
 995                         ras->ras_window_start = 0;
 996                         ras->ras_last_readpage = 0;
 997                         ras->ras_next_readahead = 0;
 998                         ras->ras_window_len = min(ra->ra_max_pages,
 999                                 ra->ra_max_read_ahead_whole_pages);
1000                         GOTO(out_unlock, 0);
1001                 }
1002         }
1003         if (zero) {
1004                 /* check whether it is in stride I/O mode*/
1005                 if (!index_in_stride_window(index, ras, inode)) {
1006                         ras_reset(ras, index);
1007                         ras->ras_consecutive_pages++;
1008                         ras_stride_reset(ras);
1009                         GOTO(out_unlock, 0);
1010                 } else {
1011                         ras->ras_consecutive_requests = 0;
1012                         if (++ras->ras_consecutive_stride_requests > 1)
1013                                 stride_detect = 1;
1014                         RAS_CDEBUG(ras);
1015                 }
1016         } else {
1017                 if (ra_miss) {
1018                         if (index_in_stride_window(index, ras, inode) &&
1019                             stride_io_mode(ras)) {
1020                                 /*If stride-RA hit cache miss, the stride dector
1021                                  *will not be reset to avoid the overhead of
1022                                  *redetecting read-ahead mode */
1023                                 if (index != ras->ras_last_readpage + 1)
1024                                        ras->ras_consecutive_pages = 0;
1025                                 RAS_CDEBUG(ras);
1026                         } else {
1027                                 /* Reset both stride window and normal RA window */
1028                                 ras_reset(ras, index);
1029                                 ras->ras_consecutive_pages++;
1030                                 ras_stride_reset(ras);
1031                                 GOTO(out_unlock, 0);
1032                         }
1033                 } else if (stride_io_mode(ras)) {
1034                         /* If this is contiguous read but in stride I/O mode
1035                          * currently, check whether stride step still is valid,
1036                          * if invalid, it will reset the stride ra window*/
1037                         if (!index_in_stride_window(index, ras, inode)) {
1038                                 /* Shrink stride read-ahead window to be zero */
1039                                 ras_stride_reset(ras);
1040                                 ras->ras_window_len = 0;
1041                                 ras->ras_next_readahead = index;
1042                         }
1043                 }
1044         }
1045         ras->ras_consecutive_pages++;
1046         ras_update_stride_detector(ras, index);
1047         ras->ras_last_readpage = index;
1048         ras_set_start(ras, index);
1049         ras->ras_next_readahead = max(ras->ras_window_start,
1050                                       ras->ras_next_readahead);
1051         RAS_CDEBUG(ras);
1052
1053         /* Trigger RA in the mmap case where ras_consecutive_requests
1054          * is not incremented and thus can't be used to trigger RA */
1055         if (!ras->ras_window_len && ras->ras_consecutive_pages == 4) {
1056                 ras->ras_window_len = RAS_INCREASE_STEP;
1057                 GOTO(out_unlock, 0);
1058         }
1059
1060         /* Initially reset the stride window offset to next_readahead*/
1061         if (ras->ras_consecutive_stride_requests == 2 && stride_detect)
1062                 ras_set_stride_offset(ras);
1063
1064         /* The initial ras_window_len is set to the request size.  To avoid
1065          * uselessly reading and discarding pages for random IO the window is
1066          * only increased once per consecutive request received. */
1067         if ((ras->ras_consecutive_requests > 1 &&
1068             !ras->ras_request_index) || stride_detect) {
1069                 if (stride_io_mode(ras))
1070                         ras_stride_increase_window(ras, ra, RAS_INCREASE_STEP);
1071                 else
1072                         ras->ras_window_len = min(ras->ras_window_len +
1073                                                   RAS_INCREASE_STEP,
1074                                                   ra->ra_max_pages);
1075         }
1076         EXIT;
1077 out_unlock:
1078         RAS_CDEBUG(ras);
1079         ras->ras_request_index++;
1080         spin_unlock(&ras->ras_lock);
1081         spin_unlock(&sbi->ll_lock);
1082         return;
1083 }
1084
1085 int ll_writepage(struct page *vmpage, struct writeback_control *_)
1086 {
1087         struct inode           *inode = vmpage->mapping->host;
1088         struct lu_env          *env;
1089         struct cl_io           *io;
1090         struct cl_page         *page;
1091         struct cl_object       *clob;
1092         struct cl_2queue       *queue;
1093         struct cl_env_nest      nest;
1094         int result;
1095         ENTRY;
1096
1097         LASSERT(PageLocked(vmpage));
1098         LASSERT(!PageWriteback(vmpage));
1099
1100         if (ll_i2dtexp(inode) == NULL)
1101                 RETURN(-EINVAL);
1102
1103         env = cl_env_nested_get(&nest);
1104         if (IS_ERR(env))
1105                 RETURN(PTR_ERR(env));
1106
1107         io    = &ccc_env_info(env)->cti_io;
1108         queue = &vvp_env_info(env)->vti_queue;
1109         clob  = ll_i2info(inode)->lli_clob;
1110         LASSERT(clob != NULL);
1111
1112         io->ci_obj = clob;
1113         result = cl_io_init(env, io, CIT_MISC, clob);
1114         if (result == 0) {
1115                 page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index,
1116                                     vmpage, CPT_CACHEABLE);
1117                 if (!IS_ERR(page)) {
1118                         lu_ref_add(&page->cp_reference, "writepage",
1119                                    cfs_current());
1120                         cl_page_assume(env, io, page);
1121                         /*
1122                          * Mark page dirty, because this is what
1123                          * ->vio_submit()->cpo_prep_write() assumes.
1124                          *
1125                          * XXX better solution is to detect this from within
1126                          * cl_io_submit_rw() somehow.
1127                          */
1128                         set_page_dirty(vmpage);
1129                         cl_2queue_init_page(queue, page);
1130                         result = cl_io_submit_rw(env, io, CRT_WRITE,
1131                                                  queue, CRP_NORMAL);
1132                         cl_page_list_disown(env, io, &queue->c2_qin);
1133                         if (result != 0) {
1134                                 /*
1135                                  * There is no need to clear PG_writeback, as
1136                                  * cl_io_submit_rw() calls completion callback
1137                                  * on failure.
1138                                  */
1139                                 /*
1140                                  * Re-dirty page on error so it retries write,
1141                                  * but not in case when IO has actually
1142                                  * occurred and completed with an error.
1143                                  */
1144                                 if (!PageError(vmpage))
1145                                         set_page_dirty(vmpage);
1146                         }
1147                         LASSERT(!cl_page_is_owned(page, io));
1148                         lu_ref_del(&page->cp_reference,
1149                                    "writepage", cfs_current());
1150                         cl_page_put(env, page);
1151                         cl_2queue_fini(env, queue);
1152                 }
1153         }
1154         cl_io_fini(env, io);
1155         cl_env_nested_put(&nest, env);
1156         RETURN(result);
1157 }
1158
1159 int ll_readpage(struct file *file, struct page *vmpage)
1160 {
1161         struct lu_env    *env;
1162         struct cl_io     *io;
1163         struct cl_page   *page;
1164         int result;
1165         int refcheck;
1166         ENTRY;
1167
1168         result = ll_cl_init(file, vmpage, &env, &io, &page, &refcheck);
1169         if (result == 0) {
1170                 LASSERT(page->cp_type == CPT_CACHEABLE);
1171                 if (likely(!PageUptodate(vmpage))) {
1172                         cl_page_assume(env, io, page);
1173                         result = cl_io_read_page(env, io, page);
1174                 } else {
1175                         /* Page from a non-object file. */
1176                         LASSERT(!ll_i2info(vmpage->mapping->host)->lli_smd);
1177                         unlock_page(vmpage);
1178                         result = 0;
1179                 }
1180         }
1181         LASSERT(!cl_page_is_owned(page, io));
1182         ll_cl_fini(env, io, page, &refcheck);
1183         RETURN(result);
1184 }
1185