lustre/llite/rw.c

   1 /*
   2  * GPL HEADER START
   3  *
   4  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
   8  * as published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
  14  * in the LICENSE file that accompanied this code).
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * version 2 along with this program; If not, see
  18  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html
  19  *
  20  * GPL HEADER END
  21  */
  22 /*
  23  * Copyright (c) 2002, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  24  * Use is subject to license terms.
  25  *
  26  * Copyright (c) 2011, 2017, Intel Corporation.
  27  */
  28 /*
  29  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
  30  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
  31  *
  32  * lustre/llite/rw.c
  33  *
  34  * Lustre Lite I/O page cache routines shared by different kernel revs
  35  */
  36
  37 #include <linux/kernel.h>
  38 #include <linux/mm.h>
  39 #include <linux/string.h>
  40 #include <linux/stat.h>
  41 #include <linux/errno.h>
  42 #include <linux/unistd.h>
  43 #include <linux/writeback.h>
  44 #include <asm/uaccess.h>
  45
  46 #include <linux/fs.h>
  47 #include <linux/file.h>
  48 #include <linux/stat.h>
  49 #include <asm/uaccess.h>
  50 #include <linux/mm.h>
  51 #include <linux/pagemap.h>
  52 /* current_is_kswapd() */
  53 #include <linux/swap.h>
  54 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
  55
  56 #define DEBUG_SUBSYSTEM S_LLITE
  57
  58 #include <obd_cksum.h>
  59 #include "llite_internal.h"
  60 #include <lustre_compat.h>
  61
  62 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which);
  63
  64 /**
  65  * Get readahead pages from the filesystem readahead pool of the client for a
  66  * thread.
  67  *
  68  * /param sbi superblock for filesystem readahead state ll_ra_info
  69  * /param ria per-thread readahead state
  70  * /param pages number of pages requested for readahead for the thread.
  71  *
  72  * WARNING: This algorithm is used to reduce contention on sbi->ll_lock.
  73  * It should work well if the ra_max_pages is much greater than the single
  74  * file's read-ahead window, and not too many threads contending for
  75  * these readahead pages.
  76  *
  77  * TODO: There may be a 'global sync problem' if many threads are trying
  78  * to get an ra budget that is larger than the remaining readahead pages
  79  * and reach here at exactly the same time. They will compute /a ret to
  80  * consume the remaining pages, but will fail at atomic_add_return() and
  81  * get a zero ra window, although there is still ra space remaining. - Jay */
  82
  83 static unsigned long ll_ra_count_get(struct ll_sb_info *sbi,
  84                                      struct ra_io_arg *ria,
  85                                      unsigned long pages, unsigned long min)
  86 {
  87         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
  88         long ret;
  89         ENTRY;
  90
  91         /* If read-ahead pages left are less than 1M, do not do read-ahead,
  92          * otherwise it will form small read RPC(< 1M), which hurt server
  93          * performance a lot. */
  94         ret = min(ra->ra_max_pages - atomic_read(&ra->ra_cur_pages),
  95                   pages);
  96         if (ret < 0 || ret < min_t(long, PTLRPC_MAX_BRW_PAGES, pages))
  97                 GOTO(out, ret = 0);
  98
  99         if (atomic_add_return(ret, &ra->ra_cur_pages) > ra->ra_max_pages) {
 100                 atomic_sub(ret, &ra->ra_cur_pages);
 101                 ret = 0;
 102         }
 103
 104 out:
 105         if (ret < min) {
 106                 /* override ra limit for maximum performance */
 107                 atomic_add(min - ret, &ra->ra_cur_pages);
 108                 ret = min;
 109         }
 110         RETURN(ret);
 111 }
 112
 113 void ll_ra_count_put(struct ll_sb_info *sbi, unsigned long len)
 114 {
 115         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
 116         atomic_sub(len, &ra->ra_cur_pages);
 117 }
 118
 119 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which)
 120 {
 121         LASSERTF(which < _NR_RA_STAT, "which: %u\n", which);
 122         lprocfs_counter_incr(sbi->ll_ra_stats, which);
 123 }
 124
 125 void ll_ra_stats_inc(struct inode *inode, enum ra_stat which)
 126 {
 127         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(inode);
 128         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, which);
 129 }
 130
 131 #define RAS_CDEBUG(ras) \
 132         CDEBUG(D_READA,                                                      \
 133                "lrp %lu cr %lu cp %lu ws %lu wl %lu nra %lu rpc %lu "        \
 134                "r %lu ri %lu csr %lu sf %lu sp %lu sl %lu lr %lu\n", \
 135                ras->ras_last_readpage, ras->ras_consecutive_requests,        \
 136                ras->ras_consecutive_pages, ras->ras_window_start,            \
 137                ras->ras_window_len, ras->ras_next_readahead,                 \
 138                ras->ras_rpc_size,                                            \
 139                ras->ras_requests, ras->ras_request_index,                    \
 140                ras->ras_consecutive_stride_requests, ras->ras_stride_offset, \
 141                ras->ras_stride_pages, ras->ras_stride_length,                \
 142                ras->ras_async_last_readpage)
 143
 144 static int index_in_window(unsigned long index, unsigned long point,
 145                            unsigned long before, unsigned long after)
 146 {
 147         unsigned long start = point - before, end = point + after;
 148
 149         if (start > point)
 150                start = 0;
 151         if (end < point)
 152                end = ~0;
 153
 154         return start <= index && index <= end;
 155 }
 156
 157 void ll_ras_enter(struct file *f)
 158 {
 159         struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(f);
 160         struct ll_readahead_state *ras = &fd->fd_ras;
 161
 162         spin_lock(&ras->ras_lock);
 163         ras->ras_requests++;
 164         ras->ras_request_index = 0;
 165         ras->ras_consecutive_requests++;
 166         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 167 }
 168
 169 /**
 170  * Initiates read-ahead of a page with given index.
 171  *
 172  * \retval +ve: page was already uptodate so it will be skipped
 173  *              from being added;
 174  * \retval -ve: page wasn't added to \a queue for error;
 175  * \retval   0: page was added into \a queue for read ahead.
 176  */
 177 static int ll_read_ahead_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 178                               struct cl_page_list *queue, pgoff_t index)
 179 {
 180         struct cl_object *clob  = io->ci_obj;
 181         struct inode     *inode = vvp_object_inode(clob);
 182         struct page      *vmpage;
 183         struct cl_page   *page;
 184         struct vvp_page  *vpg;
 185         enum ra_stat      which = _NR_RA_STAT; /* keep gcc happy */
 186         int               rc    = 0;
 187         const char       *msg   = NULL;
 188         ENTRY;
 189
 190         vmpage = grab_cache_page_nowait(inode->i_mapping, index);
 191         if (vmpage == NULL) {
 192                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
 193                 msg   = "g_c_p_n failed";
 194                 GOTO(out, rc = -EBUSY);
 195         }
 196
 197         /* Check if vmpage was truncated or reclaimed */
 198         if (vmpage->mapping != inode->i_mapping) {
 199                 which = RA_STAT_WRONG_GRAB_PAGE;
 200                 msg   = "g_c_p_n returned invalid page";
 201                 GOTO(out, rc = -EBUSY);
 202         }
 203
 204         page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index, vmpage, CPT_CACHEABLE);
 205         if (IS_ERR(page)) {
 206                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
 207                 msg   = "cl_page_find failed";
 208                 GOTO(out, rc = PTR_ERR(page));
 209         }
 210
 211         lu_ref_add(&page->cp_reference, "ra", current);
 212         cl_page_assume(env, io, page);
 213         vpg = cl2vvp_page(cl_object_page_slice(clob, page));
 214         if (!vpg->vpg_defer_uptodate && !PageUptodate(vmpage)) {
 215                 vpg->vpg_defer_uptodate = 1;
 216                 vpg->vpg_ra_used = 0;
 217                 cl_page_list_add(queue, page);
 218         } else {
 219                 /* skip completed pages */
 220                 cl_page_unassume(env, io, page);
 221                 /* This page is already uptodate, returning a positive number
 222                  * to tell the callers about this */
 223                 rc = 1;
 224         }
 225
 226         lu_ref_del(&page->cp_reference, "ra", current);
 227         cl_page_put(env, page);
 228
 229 out:
 230         if (vmpage != NULL) {
 231                 if (rc != 0)
 232                         unlock_page(vmpage);
 233                 put_page(vmpage);
 234         }
 235         if (msg != NULL) {
 236                 ll_ra_stats_inc(inode, which);
 237                 CDEBUG(D_READA, "%s\n", msg);
 238
 239         }
 240
 241         RETURN(rc);
 242 }
 243
 244 #define RIA_DEBUG(ria)                                                       \
 245         CDEBUG(D_READA, "rs %lu re %lu ro %lu rl %lu rp %lu\n",       \
 246         ria->ria_start, ria->ria_end, ria->ria_stoff, ria->ria_length,\
 247         ria->ria_pages)
 248
 249 static inline int stride_io_mode(struct ll_readahead_state *ras)
 250 {
 251         return ras->ras_consecutive_stride_requests > 1;
 252 }
 253
 254 /* The function calculates how much pages will be read in
 255  * [off, off + length], in such stride IO area,
 256  * stride_offset = st_off, stride_lengh = st_len,
 257  * stride_pages = st_pgs
 258  *
 259  *   |------------------|*****|------------------|*****|------------|*****|....
 260  * st_off
 261  *   |--- st_pgs     ---|
 262  *   |-----     st_len   -----|
 263  *
 264  *              How many pages it should read in such pattern
 265  *              |-------------------------------------------------------------|
 266  *              off
 267  *              |<------                  length                      ------->|
 268  *
 269  *          =   |<----->|  +  |-------------------------------------| +   |---|
 270  *             start_left                 st_pgs * i                    end_left
 271  */
 272 static unsigned long
 273 stride_pg_count(pgoff_t st_off, unsigned long st_len, unsigned long st_pgs,
 274                 unsigned long off, unsigned long length)
 275 {
 276         __u64 start = off > st_off ? off - st_off : 0;
 277         __u64 end = off + length > st_off ? off + length - st_off : 0;
 278         unsigned long start_left = 0;
 279         unsigned long end_left = 0;
 280         unsigned long pg_count;
 281
 282         if (st_len == 0 || length == 0 || end == 0)
 283                 return length;
 284
 285         start_left = do_div(start, st_len);
 286         if (start_left < st_pgs)
 287                 start_left = st_pgs - start_left;
 288         else
 289                 start_left = 0;
 290
 291         end_left = do_div(end, st_len);
 292         if (end_left > st_pgs)
 293                 end_left = st_pgs;
 294
 295         CDEBUG(D_READA, "start %llu, end %llu start_left %lu end_left %lu\n",
 296                start, end, start_left, end_left);
 297
 298         if (start == end)
 299                 pg_count = end_left - (st_pgs - start_left);
 300         else
 301                 pg_count = start_left + st_pgs * (end - start - 1) + end_left;
 302
 303         CDEBUG(D_READA, "st_off %lu, st_len %lu st_pgs %lu off %lu length %lu"
 304                "pgcount %lu\n", st_off, st_len, st_pgs, off, length, pg_count);
 305
 306         return pg_count;
 307 }
 308
 309 static int ria_page_count(struct ra_io_arg *ria)
 310 {
 311         __u64 length = ria->ria_end >= ria->ria_start ?
 312                        ria->ria_end - ria->ria_start + 1 : 0;
 313
 314         return stride_pg_count(ria->ria_stoff, ria->ria_length,
 315                                ria->ria_pages, ria->ria_start,
 316                                length);
 317 }
 318
 319 static unsigned long ras_align(struct ll_readahead_state *ras,
 320                                unsigned long index,
 321                                unsigned long *remainder)
 322 {
 323         unsigned long rem = index % ras->ras_rpc_size;
 324         if (remainder != NULL)
 325                 *remainder = rem;
 326         return index - rem;
 327 }
 328
 329 /*Check whether the index is in the defined ra-window */
 330 static int ras_inside_ra_window(unsigned long idx, struct ra_io_arg *ria)
 331 {
 332         /* If ria_length == ria_pages, it means non-stride I/O mode,
 333          * idx should always inside read-ahead window in this case
 334          * For stride I/O mode, just check whether the idx is inside
 335          * the ria_pages. */
 336         return ria->ria_length == 0 || ria->ria_length == ria->ria_pages ||
 337                (idx >= ria->ria_stoff && (idx - ria->ria_stoff) %
 338                 ria->ria_length < ria->ria_pages);
 339 }
 340
 341 static unsigned long
 342 ll_read_ahead_pages(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 343                     struct cl_page_list *queue, struct ll_readahead_state *ras,
 344                     struct ra_io_arg *ria, pgoff_t *ra_end)
 345 {
 346         struct cl_read_ahead ra = { 0 };
 347         int rc = 0, count = 0;
 348         bool stride_ria;
 349         pgoff_t page_idx;
 350
 351         LASSERT(ria != NULL);
 352         RIA_DEBUG(ria);
 353
 354         stride_ria = ria->ria_length > ria->ria_pages && ria->ria_pages > 0;
 355         for (page_idx = ria->ria_start;
 356              page_idx <= ria->ria_end && ria->ria_reserved > 0; page_idx++) {
 357                 if (ras_inside_ra_window(page_idx, ria)) {
 358                         if (ra.cra_end == 0 || ra.cra_end < page_idx) {
 359                                 unsigned long end;
 360
 361                                 cl_read_ahead_release(env, &ra);
 362
 363                                 rc = cl_io_read_ahead(env, io, page_idx, &ra);
 364                                 if (rc < 0)
 365                                         break;
 366
 367                                 CDEBUG(D_READA, "idx: %lu, ra: %lu, rpc: %lu\n",
 368                                        page_idx, ra.cra_end, ra.cra_rpc_size);
 369                                 LASSERTF(ra.cra_end >= page_idx,
 370                                          "object: %p, indcies %lu / %lu\n",
 371                                          io->ci_obj, ra.cra_end, page_idx);
 372                                 /* update read ahead RPC size.
 373                                  * NB: it's racy but doesn't matter */
 374                                 if (ras->ras_rpc_size != ra.cra_rpc_size &&
 375                                     ra.cra_rpc_size > 0)
 376                                         ras->ras_rpc_size = ra.cra_rpc_size;
 377                                 /* trim it to align with optimal RPC size */
 378                                 end = ras_align(ras, ria->ria_end + 1, NULL);
 379                                 if (end > 0 && !ria->ria_eof)
 380                                         ria->ria_end = end - 1;
 381                                 if (ria->ria_end < ria->ria_end_min)
 382                                         ria->ria_end = ria->ria_end_min;
 383                                 if (ria->ria_end > ra.cra_end)
 384                                         ria->ria_end = ra.cra_end;
 385                         }
 386                         if (page_idx > ria->ria_end)
 387                                 break;
 388
 389                         /* If the page is inside the read-ahead window */
 390                         rc = ll_read_ahead_page(env, io, queue, page_idx);
 391                         if (rc < 0)
 392                                 break;
 393
 394                         *ra_end = page_idx;
 395                         /* Only subtract from reserve & count the page if we
 396                          * really did readahead on that page. */
 397                         if (rc == 0) {
 398                                 ria->ria_reserved--;
 399                                 count++;
 400                         }
 401                 } else if (stride_ria) {
 402                         /* If it is not in the read-ahead window, and it is
 403                          * read-ahead mode, then check whether it should skip
 404                          * the stride gap */
 405                         pgoff_t offset;
 406                         /* FIXME: This assertion only is valid when it is for
 407                          * forward read-ahead, it will be fixed when backward
 408                          * read-ahead is implemented */
 409                         LASSERTF(page_idx >= ria->ria_stoff,
 410                                 "Invalid page_idx %lu rs %lu re %lu ro %lu "
 411                                 "rl %lu rp %lu\n", page_idx,
 412                                 ria->ria_start, ria->ria_end, ria->ria_stoff,
 413                                 ria->ria_length, ria->ria_pages);
 414                         offset = page_idx - ria->ria_stoff;
 415                         offset = offset % (ria->ria_length);
 416                         if (offset > ria->ria_pages) {
 417                                 page_idx += ria->ria_length - offset;
 418                                 CDEBUG(D_READA, "i %lu skip %lu \n", page_idx,
 419                                        ria->ria_length - offset);
 420                                 continue;
 421                         }
 422                 }
 423         }
 424
 425         cl_read_ahead_release(env, &ra);
 426
 427         return count;
 428 }
 429
 430 static void ll_readahead_work_free(struct ll_readahead_work *work)
 431 {
 432         fput(work->lrw_file);
 433         OBD_FREE_PTR(work);
 434 }
 435
 436 static void ll_readahead_handle_work(struct work_struct *wq);
 437 static void ll_readahead_work_add(struct inode *inode,
 438                                   struct ll_readahead_work *work)
 439 {
 440         INIT_WORK(&work->lrw_readahead_work, ll_readahead_handle_work);
 441         queue_work(ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ll_readahead_wq,
 442                    &work->lrw_readahead_work);
 443 }
 444
 445 static int ll_readahead_file_kms(const struct lu_env *env,
 446                                 struct cl_io *io, __u64 *kms)
 447 {
 448         struct cl_object *clob;
 449         struct inode *inode;
 450         struct cl_attr *attr = vvp_env_thread_attr(env);
 451         int ret;
 452
 453         clob = io->ci_obj;
 454         inode = vvp_object_inode(clob);
 455
 456         cl_object_attr_lock(clob);
 457         ret = cl_object_attr_get(env, clob, attr);
 458         cl_object_attr_unlock(clob);
 459
 460         if (ret != 0)
 461                 RETURN(ret);
 462
 463         *kms = attr->cat_kms;
 464         return 0;
 465 }
 466
 467 static void ll_readahead_handle_work(struct work_struct *wq)
 468 {
 469         struct ll_readahead_work *work;
 470         struct lu_env *env;
 471         __u16 refcheck;
 472         struct ra_io_arg *ria;
 473         struct inode *inode;
 474         struct ll_file_data *fd;
 475         struct ll_readahead_state *ras;
 476         struct cl_io *io;
 477         struct cl_2queue *queue;
 478         pgoff_t ra_end = 0;
 479         unsigned long len, mlen = 0;
 480         struct file *file;
 481         __u64 kms;
 482         int rc;
 483         unsigned long end_index;
 484
 485         work = container_of(wq, struct ll_readahead_work,
 486                             lrw_readahead_work);
 487         fd = LUSTRE_FPRIVATE(work->lrw_file);
 488         ras = &fd->fd_ras;
 489         file = work->lrw_file;
 490         inode = file_inode(file);
 491
 492         env = cl_env_alloc(&refcheck, LCT_NOREF);
 493         if (IS_ERR(env))
 494                 GOTO(out_free_work, rc = PTR_ERR(env));
 495
 496         io = vvp_env_thread_io(env);
 497         ll_io_init(io, file, CIT_READ);
 498
 499         rc = ll_readahead_file_kms(env, io, &kms);
 500         if (rc != 0)
 501                 GOTO(out_put_env, rc);
 502
 503         if (kms == 0) {
 504                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_ZERO_LEN);
 505                 GOTO(out_put_env, rc = 0);
 506         }
 507
 508         ria = &ll_env_info(env)->lti_ria;
 509         memset(ria, 0, sizeof(*ria));
 510
 511         ria->ria_start = work->lrw_start;
 512         /* Truncate RA window to end of file */
 513         end_index = (unsigned long)((kms - 1) >> PAGE_SHIFT);
 514         if (end_index <= work->lrw_end) {
 515                 work->lrw_end = end_index;
 516                 ria->ria_eof = true;
 517         }
 518         if (work->lrw_end <= work->lrw_start)
 519                 GOTO(out_put_env, rc = 0);
 520
 521         ria->ria_end = work->lrw_end;
 522         len = ria->ria_end - ria->ria_start + 1;
 523         ria->ria_reserved = ll_ra_count_get(ll_i2sbi(inode), ria,
 524                                             ria_page_count(ria), mlen);
 525
 526         CDEBUG(D_READA,
 527                "async reserved pages: %lu/%lu/%lu, ra_cur %d, ra_max %lu\n",
 528                ria->ria_reserved, len, mlen,
 529                atomic_read(&ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_cur_pages),
 530                ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_max_pages);
 531
 532         if (ria->ria_reserved < len) {
 533                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_MAX_IN_FLIGHT);
 534                 if (PAGES_TO_MiB(ria->ria_reserved) < 1) {
 535                         ll_ra_count_put(ll_i2sbi(inode), ria->ria_reserved);
 536                         GOTO(out_put_env, rc = 0);
 537                 }
 538         }
 539
 540         rc = cl_io_rw_init(env, io, CIT_READ, ria->ria_start, len);
 541         if (rc)
 542                 GOTO(out_put_env, rc);
 543
 544         vvp_env_io(env)->vui_io_subtype = IO_NORMAL;
 545         vvp_env_io(env)->vui_fd = fd;
 546         io->ci_state = CIS_LOCKED;
 547         io->ci_async_readahead = true;
 548         rc = cl_io_start(env, io);
 549         if (rc)
 550                 GOTO(out_io_fini, rc);
 551
 552         queue = &io->ci_queue;
 553         cl_2queue_init(queue);
 554
 555         rc = ll_read_ahead_pages(env, io, &queue->c2_qin, ras, ria, &ra_end);
 556         if (ria->ria_reserved != 0)
 557                 ll_ra_count_put(ll_i2sbi(inode), ria->ria_reserved);
 558         if (queue->c2_qin.pl_nr > 0) {
 559                 int count = queue->c2_qin.pl_nr;
 560
 561                 rc = cl_io_submit_rw(env, io, CRT_READ, queue);
 562                 if (rc == 0)
 563                         task_io_account_read(PAGE_SIZE * count);
 564         }
 565         if (ria->ria_end == ra_end && ra_end == (kms >> PAGE_SHIFT))
 566                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_EOF);
 567
 568         if (ra_end != ria->ria_end)
 569                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_FAILED_REACH_END);
 570
 571         /* TODO: discard all pages until page reinit route is implemented */
 572         cl_page_list_discard(env, io, &queue->c2_qin);
 573
 574         /* Unlock unsent read pages in case of error. */
 575         cl_page_list_disown(env, io, &queue->c2_qin);
 576
 577         cl_2queue_fini(env, queue);
 578 out_io_fini:
 579         cl_io_end(env, io);
 580         cl_io_fini(env, io);
 581 out_put_env:
 582         cl_env_put(env, &refcheck);
 583 out_free_work:
 584         if (ra_end > 0)
 585                 ll_ra_stats_inc_sbi(ll_i2sbi(inode), RA_STAT_ASYNC);
 586         ll_readahead_work_free(work);
 587 }
 588
 589 static int ll_readahead(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 590                         struct cl_page_list *queue,
 591                         struct ll_readahead_state *ras, bool hit,
 592                         struct file *file)
 593 {
 594         struct vvp_io *vio = vvp_env_io(env);
 595         struct ll_thread_info *lti = ll_env_info(env);
 596         unsigned long len, mlen = 0;
 597         pgoff_t ra_end = 0, start = 0, end = 0;
 598         struct inode *inode;
 599         struct ra_io_arg *ria = &lti->lti_ria;
 600         struct cl_object *clob;
 601         int ret = 0;
 602         __u64 kms;
 603         ENTRY;
 604
 605         clob = io->ci_obj;
 606         inode = vvp_object_inode(clob);
 607
 608         memset(ria, 0, sizeof *ria);
 609         ret = ll_readahead_file_kms(env, io, &kms);
 610         if (ret != 0)
 611                 RETURN(ret);
 612
 613         if (kms == 0) {
 614                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_ZERO_LEN);
 615                 RETURN(0);
 616         }
 617
 618         spin_lock(&ras->ras_lock);
 619
 620         /**
 621          * Note: other thread might rollback the ras_next_readahead,
 622          * if it can not get the full size of prepared pages, see the
 623          * end of this function. For stride read ahead, it needs to
 624          * make sure the offset is no less than ras_stride_offset,
 625          * so that stride read ahead can work correctly.
 626          */
 627         if (stride_io_mode(ras))
 628                 start = max(ras->ras_next_readahead, ras->ras_stride_offset);
 629         else
 630                 start = ras->ras_next_readahead;
 631
 632         if (ras->ras_window_len > 0)
 633                 end = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len - 1;
 634
 635         /* Enlarge the RA window to encompass the full read */
 636         if (vio->vui_ra_valid &&
 637             end < vio->vui_ra_start + vio->vui_ra_count - 1)
 638                 end = vio->vui_ra_start + vio->vui_ra_count - 1;
 639
 640         if (end != 0) {
 641                 unsigned long end_index;
 642
 643                 /* Truncate RA window to end of file */
 644                 end_index = (unsigned long)((kms - 1) >> PAGE_SHIFT);
 645                 if (end_index <= end) {
 646                         end = end_index;
 647                         ria->ria_eof = true;
 648                 }
 649         }
 650         ria->ria_start = start;
 651         ria->ria_end = end;
 652         /* If stride I/O mode is detected, get stride window*/
 653         if (stride_io_mode(ras)) {
 654                 ria->ria_stoff = ras->ras_stride_offset;
 655                 ria->ria_length = ras->ras_stride_length;
 656                 ria->ria_pages = ras->ras_stride_pages;
 657         }
 658         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 659
 660         if (end == 0) {
 661                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_ZERO_WINDOW);
 662                 RETURN(0);
 663         }
 664         len = ria_page_count(ria);
 665         if (len == 0) {
 666                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_ZERO_WINDOW);
 667                 RETURN(0);
 668         }
 669
 670         RAS_CDEBUG(ras);
 671         CDEBUG(D_READA, DFID": ria: %lu/%lu, bead: %lu/%lu, hit: %d\n",
 672                PFID(lu_object_fid(&clob->co_lu)),
 673                ria->ria_start, ria->ria_end,
 674                vio->vui_ra_valid ? vio->vui_ra_start : 0,
 675                vio->vui_ra_valid ? vio->vui_ra_count : 0,
 676                hit);
 677
 678         /* at least to extend the readahead window to cover current read */
 679         if (!hit && vio->vui_ra_valid &&
 680             vio->vui_ra_start + vio->vui_ra_count > ria->ria_start) {
 681                 unsigned long remainder;
 682
 683                 /* to the end of current read window. */
 684                 mlen = vio->vui_ra_start + vio->vui_ra_count - ria->ria_start;
 685                 /* trim to RPC boundary */
 686                 ras_align(ras, ria->ria_start, &remainder);
 687                 mlen = min(mlen, ras->ras_rpc_size - remainder);
 688                 ria->ria_end_min = ria->ria_start + mlen;
 689         }
 690
 691         ria->ria_reserved = ll_ra_count_get(ll_i2sbi(inode), ria, len, mlen);
 692         if (ria->ria_reserved < len)
 693                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_MAX_IN_FLIGHT);
 694
 695         CDEBUG(D_READA, "reserved pages: %lu/%lu/%lu, ra_cur %d, ra_max %lu\n",
 696                ria->ria_reserved, len, mlen,
 697                atomic_read(&ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_cur_pages),
 698                ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_max_pages);
 699
 700         ret = ll_read_ahead_pages(env, io, queue, ras, ria, &ra_end);
 701
 702         if (ria->ria_reserved != 0)
 703                 ll_ra_count_put(ll_i2sbi(inode), ria->ria_reserved);
 704
 705         if (ra_end == end && ra_end == (kms >> PAGE_SHIFT))
 706                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_EOF);
 707
 708         CDEBUG(D_READA, "ra_end = %lu end = %lu stride end = %lu pages = %d\n",
 709                ra_end, end, ria->ria_end, ret);
 710
 711         if (ra_end != end)
 712                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_FAILED_REACH_END);
 713         if (ra_end > 0) {
 714                 /* update the ras so that the next read-ahead tries from
 715                  * where we left off. */
 716                 spin_lock(&ras->ras_lock);
 717                 ras->ras_next_readahead = ra_end + 1;
 718                 spin_unlock(&ras->ras_lock);
 719                 RAS_CDEBUG(ras);
 720         }
 721
 722         RETURN(ret);
 723 }
 724
 725 static void ras_set_start(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras,
 726                           unsigned long index)
 727 {
 728         ras->ras_window_start = ras_align(ras, index, NULL);
 729 }
 730
 731 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
 732 static void ras_reset(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras,
 733                       unsigned long index)
 734 {
 735         ras->ras_last_readpage = index;
 736         ras->ras_consecutive_requests = 0;
 737         ras->ras_consecutive_pages = 0;
 738         ras->ras_window_len = 0;
 739         ras_set_start(inode, ras, index);
 740         ras->ras_next_readahead = max(ras->ras_window_start, index + 1);
 741
 742         RAS_CDEBUG(ras);
 743 }
 744
 745 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
 746 static void ras_stride_reset(struct ll_readahead_state *ras)
 747 {
 748         ras->ras_consecutive_stride_requests = 0;
 749         ras->ras_stride_length = 0;
 750         ras->ras_stride_pages = 0;
 751         RAS_CDEBUG(ras);
 752 }
 753
 754 void ll_readahead_init(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras)
 755 {
 756         spin_lock_init(&ras->ras_lock);
 757         ras->ras_rpc_size = PTLRPC_MAX_BRW_PAGES;
 758         ras_reset(inode, ras, 0);
 759         ras->ras_requests = 0;
 760 }
 761
 762 /*
 763  * Check whether the read request is in the stride window.
 764  * If it is in the stride window, return 1, otherwise return 0.
 765  */
 766 static int index_in_stride_window(struct ll_readahead_state *ras,
 767                                   unsigned long index)
 768 {
 769         unsigned long stride_gap;
 770
 771         if (ras->ras_stride_length == 0 || ras->ras_stride_pages == 0 ||
 772             ras->ras_stride_pages == ras->ras_stride_length)
 773                 return 0;
 774
 775         stride_gap = index - ras->ras_last_readpage - 1;
 776
 777         /* If it is contiguous read */
 778         if (stride_gap == 0)
 779                 return ras->ras_consecutive_pages + 1 <= ras->ras_stride_pages;
 780
 781         /* Otherwise check the stride by itself */
 782         return (ras->ras_stride_length - ras->ras_stride_pages) == stride_gap &&
 783                 ras->ras_consecutive_pages == ras->ras_stride_pages;
 784 }
 785
 786 static void ras_update_stride_detector(struct ll_readahead_state *ras,
 787                                        unsigned long index)
 788 {
 789         unsigned long stride_gap = index - ras->ras_last_readpage - 1;
 790
 791         if (!stride_io_mode(ras) && (stride_gap != 0 ||
 792              ras->ras_consecutive_stride_requests == 0)) {
 793                 ras->ras_stride_pages = ras->ras_consecutive_pages;
 794                 ras->ras_stride_length = stride_gap +ras->ras_consecutive_pages;
 795         }
 796         LASSERT(ras->ras_request_index == 0);
 797         LASSERT(ras->ras_consecutive_stride_requests == 0);
 798
 799         if (index <= ras->ras_last_readpage) {
 800                 /*Reset stride window for forward read*/
 801                 ras_stride_reset(ras);
 802                 return;
 803         }
 804
 805         ras->ras_stride_pages = ras->ras_consecutive_pages;
 806         ras->ras_stride_length = stride_gap +ras->ras_consecutive_pages;
 807
 808         RAS_CDEBUG(ras);
 809         return;
 810 }
 811
 812 static unsigned long
 813 stride_page_count(struct ll_readahead_state *ras, unsigned long len)
 814 {
 815         return stride_pg_count(ras->ras_stride_offset, ras->ras_stride_length,
 816                                ras->ras_stride_pages, ras->ras_stride_offset,
 817                                len);
 818 }
 819
 820 /* Stride Read-ahead window will be increased inc_len according to
 821  * stride I/O pattern */
 822 static void ras_stride_increase_window(struct ll_readahead_state *ras,
 823                                        struct ll_ra_info *ra,
 824                                        unsigned long inc_len)
 825 {
 826         unsigned long left, step, window_len;
 827         unsigned long stride_len;
 828
 829         LASSERT(ras->ras_stride_length > 0);
 830         LASSERTF(ras->ras_window_start + ras->ras_window_len
 831                  >= ras->ras_stride_offset, "window_start %lu, window_len %lu"
 832                  " stride_offset %lu\n", ras->ras_window_start,
 833                  ras->ras_window_len, ras->ras_stride_offset);
 834
 835         stride_len = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len -
 836                      ras->ras_stride_offset;
 837
 838         left = stride_len % ras->ras_stride_length;
 839         window_len = ras->ras_window_len - left;
 840
 841         if (left < ras->ras_stride_pages)
 842                 left += inc_len;
 843         else
 844                 left = ras->ras_stride_pages + inc_len;
 845
 846         LASSERT(ras->ras_stride_pages != 0);
 847
 848         step = left / ras->ras_stride_pages;
 849         left %= ras->ras_stride_pages;
 850
 851         window_len += step * ras->ras_stride_length + left;
 852
 853         if (stride_page_count(ras, window_len) <= ra->ra_max_pages_per_file)
 854                 ras->ras_window_len = window_len;
 855
 856         RAS_CDEBUG(ras);
 857 }
 858
 859 static void ras_increase_window(struct inode *inode,
 860                                 struct ll_readahead_state *ras,
 861                                 struct ll_ra_info *ra)
 862 {
 863         /* The stretch of ra-window should be aligned with max rpc_size
 864          * but current clio architecture does not support retrieve such
 865          * information from lower layer. FIXME later
 866          */
 867         if (stride_io_mode(ras)) {
 868                 ras_stride_increase_window(ras, ra, ras->ras_rpc_size);
 869         } else {
 870                 unsigned long wlen;
 871
 872                 wlen = min(ras->ras_window_len + ras->ras_rpc_size,
 873                            ra->ra_max_pages_per_file);
 874                 if (wlen < ras->ras_rpc_size)
 875                         ras->ras_window_len = wlen;
 876                 else
 877                         ras->ras_window_len = ras_align(ras, wlen, NULL);
 878         }
 879 }
 880
 881 static void ras_update(struct ll_sb_info *sbi, struct inode *inode,
 882                        struct ll_readahead_state *ras, unsigned long index,
 883                        enum ras_update_flags flags)
 884 {
 885         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
 886         bool hit = flags & LL_RAS_HIT;
 887         int zero = 0, stride_detect = 0, ra_miss = 0;
 888         ENTRY;
 889
 890         spin_lock(&ras->ras_lock);
 891
 892         if (!hit)
 893                 CDEBUG(D_READA, DFID " pages at %lu miss.\n",
 894                        PFID(ll_inode2fid(inode)), index);
 895         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, hit ? RA_STAT_HIT : RA_STAT_MISS);
 896
 897         /* reset the read-ahead window in two cases.  First when the app seeks
 898          * or reads to some other part of the file.  Secondly if we get a
 899          * read-ahead miss that we think we've previously issued.  This can
 900          * be a symptom of there being so many read-ahead pages that the VM is
 901          * reclaiming it before we get to it. */
 902         if (!index_in_window(index, ras->ras_last_readpage, 8, 8)) {
 903                 zero = 1;
 904                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_DISTANT_READPAGE);
 905         } else if (!hit && ras->ras_window_len &&
 906                    index < ras->ras_next_readahead &&
 907                    index_in_window(index, ras->ras_window_start, 0,
 908                                    ras->ras_window_len)) {
 909                 ra_miss = 1;
 910                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_MISS_IN_WINDOW);
 911         }
 912
 913         /* On the second access to a file smaller than the tunable
 914          * ra_max_read_ahead_whole_pages trigger RA on all pages in the
 915          * file up to ra_max_pages_per_file.  This is simply a best effort
 916          * and only occurs once per open file.  Normal RA behavior is reverted
 917          * to for subsequent IO.  The mmap case does not increment
 918          * ras_requests and thus can never trigger this behavior. */
 919         if (ras->ras_requests >= 2 && !ras->ras_request_index) {
 920                 __u64 kms_pages;
 921
 922                 kms_pages = (i_size_read(inode) + PAGE_SIZE - 1) >>
 923                             PAGE_SHIFT;
 924
 925                 CDEBUG(D_READA, "kmsp %llu mwp %lu mp %lu\n", kms_pages,
 926                        ra->ra_max_read_ahead_whole_pages, ra->ra_max_pages_per_file);
 927
 928                 if (kms_pages &&
 929                     kms_pages <= ra->ra_max_read_ahead_whole_pages) {
 930                         ras->ras_window_start = 0;
 931                         ras->ras_next_readahead = index + 1;
 932                         ras->ras_window_len = min(ra->ra_max_pages_per_file,
 933                                 ra->ra_max_read_ahead_whole_pages);
 934                         GOTO(out_unlock, 0);
 935                 }
 936         }
 937         if (zero) {
 938                 /* check whether it is in stride I/O mode*/
 939                 if (!index_in_stride_window(ras, index)) {
 940                         if (ras->ras_consecutive_stride_requests == 0 &&
 941                             ras->ras_request_index == 0) {
 942                                 ras_update_stride_detector(ras, index);
 943                                 ras->ras_consecutive_stride_requests++;
 944                         } else {
 945                                 ras_stride_reset(ras);
 946                         }
 947                         ras_reset(inode, ras, index);
 948                         ras->ras_consecutive_pages++;
 949                         GOTO(out_unlock, 0);
 950                 } else {
 951                         ras->ras_consecutive_pages = 0;
 952                         ras->ras_consecutive_requests = 0;
 953                         if (++ras->ras_consecutive_stride_requests > 1)
 954                                 stride_detect = 1;
 955                         RAS_CDEBUG(ras);
 956                 }
 957         } else {
 958                 if (ra_miss) {
 959                         if (index_in_stride_window(ras, index) &&
 960                             stride_io_mode(ras)) {
 961                                 if (index != ras->ras_last_readpage + 1)
 962                                         ras->ras_consecutive_pages = 0;
 963                                 ras_reset(inode, ras, index);
 964
 965                                 /* If stride-RA hit cache miss, the stride
 966                                  * detector will not be reset to avoid the
 967                                  * overhead of redetecting read-ahead mode,
 968                                  * but on the condition that the stride window
 969                                  * is still intersect with normal sequential
 970                                  * read-ahead window. */
 971                                 if (ras->ras_window_start <
 972                                     ras->ras_stride_offset)
 973                                         ras_stride_reset(ras);
 974                                 RAS_CDEBUG(ras);
 975                         } else {
 976                                 /* Reset both stride window and normal RA
 977                                  * window */
 978                                 ras_reset(inode, ras, index);
 979                                 ras->ras_consecutive_pages++;
 980                                 ras_stride_reset(ras);
 981                                 GOTO(out_unlock, 0);
 982                         }
 983                 } else if (stride_io_mode(ras)) {
 984                         /* If this is contiguous read but in stride I/O mode
 985                          * currently, check whether stride step still is valid,
 986                          * if invalid, it will reset the stride ra window*/
 987                         if (!index_in_stride_window(ras, index)) {
 988                                 /* Shrink stride read-ahead window to be zero */
 989                                 ras_stride_reset(ras);
 990                                 ras->ras_window_len = 0;
 991                                 ras->ras_next_readahead = index;
 992                         }
 993                 }
 994         }
 995         ras->ras_consecutive_pages++;
 996         ras->ras_last_readpage = index;
 997         ras_set_start(inode, ras, index);
 998
 999         if (stride_io_mode(ras)) {
1000                 /* Since stride readahead is sentivite to the offset
1001                  * of read-ahead, so we use original offset here,
1002                  * instead of ras_window_start, which is RPC aligned */
1003                 ras->ras_next_readahead = max(index + 1,
1004                                               ras->ras_next_readahead);
1005                 ras->ras_window_start = max(ras->ras_stride_offset,
1006                                             ras->ras_window_start);
1007         } else {
1008                 if (ras->ras_next_readahead < ras->ras_window_start)
1009                         ras->ras_next_readahead = ras->ras_window_start;
1010                 if (!hit)
1011                         ras->ras_next_readahead = index + 1;
1012         }
1013         RAS_CDEBUG(ras);
1014
1015         /* Trigger RA in the mmap case where ras_consecutive_requests
1016          * is not incremented and thus can't be used to trigger RA */
1017         if (ras->ras_consecutive_pages >= 4 && flags & LL_RAS_MMAP) {
1018                 ras_increase_window(inode, ras, ra);
1019                 /* reset consecutive pages so that the readahead window can
1020                  * grow gradually. */
1021                 ras->ras_consecutive_pages = 0;
1022                 GOTO(out_unlock, 0);
1023         }
1024
1025         /* Initially reset the stride window offset to next_readahead*/
1026         if (ras->ras_consecutive_stride_requests == 2 && stride_detect) {
1027                 /**
1028                  * Once stride IO mode is detected, next_readahead should be
1029                  * reset to make sure next_readahead > stride offset
1030                  */
1031                 ras->ras_next_readahead = max(index, ras->ras_next_readahead);
1032                 ras->ras_stride_offset = index;
1033                 ras->ras_window_start = max(index, ras->ras_window_start);
1034         }
1035
1036         /* The initial ras_window_len is set to the request size.  To avoid
1037          * uselessly reading and discarding pages for random IO the window is
1038          * only increased once per consecutive request received. */
1039         if ((ras->ras_consecutive_requests > 1 || stride_detect) &&
1040             !ras->ras_request_index)
1041                 ras_increase_window(inode, ras, ra);
1042         EXIT;
1043 out_unlock:
1044         RAS_CDEBUG(ras);
1045         ras->ras_request_index++;
1046         spin_unlock(&ras->ras_lock);
1047         return;
1048 }
1049
1050 int ll_writepage(struct page *vmpage, struct writeback_control *wbc)
1051 {
1052         struct inode           *inode = vmpage->mapping->host;
1053         struct ll_inode_info   *lli   = ll_i2info(inode);
1054         struct lu_env          *env;
1055         struct cl_io           *io;
1056         struct cl_page         *page;
1057         struct cl_object       *clob;
1058         bool redirtied = false;
1059         bool unlocked = false;
1060         int result;
1061         __u16 refcheck;
1062         ENTRY;
1063
1064         LASSERT(PageLocked(vmpage));
1065         LASSERT(!PageWriteback(vmpage));
1066
1067         LASSERT(ll_i2dtexp(inode) != NULL);
1068
1069         env = cl_env_get(&refcheck);
1070         if (IS_ERR(env))
1071                 GOTO(out, result = PTR_ERR(env));
1072
1073         clob  = ll_i2info(inode)->lli_clob;
1074         LASSERT(clob != NULL);
1075
1076         io = vvp_env_thread_io(env);
1077         io->ci_obj = clob;
1078         io->ci_ignore_layout = 1;
1079         result = cl_io_init(env, io, CIT_MISC, clob);
1080         if (result == 0) {
1081                 page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index,
1082                                     vmpage, CPT_CACHEABLE);
1083                 if (!IS_ERR(page)) {
1084                         lu_ref_add(&page->cp_reference, "writepage",
1085                                    current);
1086                         cl_page_assume(env, io, page);
1087                         result = cl_page_flush(env, io, page);
1088                         if (result != 0) {
1089                                 /*
1090                                  * Re-dirty page on error so it retries write,
1091                                  * but not in case when IO has actually
1092                                  * occurred and completed with an error.
1093                                  */
1094                                 if (!PageError(vmpage)) {
1095                                         redirty_page_for_writepage(wbc, vmpage);
1096                                         result = 0;
1097                                         redirtied = true;
1098                                 }
1099                         }
1100                         cl_page_disown(env, io, page);
1101                         unlocked = true;
1102                         lu_ref_del(&page->cp_reference,
1103                                    "writepage", current);
1104                         cl_page_put(env, page);
1105                 } else {
1106                         result = PTR_ERR(page);
1107                 }
1108         }
1109         cl_io_fini(env, io);
1110
1111         if (redirtied && wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) {
1112                 loff_t offset = cl_offset(clob, vmpage->index);
1113
1114                 /* Flush page failed because the extent is being written out.
1115                  * Wait for the write of extent to be finished to avoid
1116                  * breaking kernel which assumes ->writepage should mark
1117                  * PageWriteback or clean the page. */
1118                 result = cl_sync_file_range(inode, offset,
1119                                             offset + PAGE_SIZE - 1,
1120                                             CL_FSYNC_LOCAL, 1);
1121                 if (result > 0) {
1122                         /* actually we may have written more than one page.
1123                          * decreasing this page because the caller will count
1124                          * it. */
1125                         wbc->nr_to_write -= result - 1;
1126                         result = 0;
1127                 }
1128         }
1129
1130         cl_env_put(env, &refcheck);
1131         GOTO(out, result);
1132
1133 out:
1134         if (result < 0) {
1135                 if (!lli->lli_async_rc)
1136                         lli->lli_async_rc = result;
1137                 SetPageError(vmpage);
1138                 if (!unlocked)
1139                         unlock_page(vmpage);
1140         }
1141         return result;
1142 }
1143
1144 int ll_writepages(struct address_space *mapping, struct writeback_control *wbc)
1145 {
1146         struct inode *inode = mapping->host;
1147         loff_t start;
1148         loff_t end;
1149         enum cl_fsync_mode mode;
1150         int range_whole = 0;
1151         int result;
1152         ENTRY;
1153
1154         if (wbc->range_cyclic) {
1155                 start = mapping->writeback_index << PAGE_SHIFT;
1156                 end = OBD_OBJECT_EOF;
1157         } else {
1158                 start = wbc->range_start;
1159                 end = wbc->range_end;
1160                 if (end == LLONG_MAX) {
1161                         end = OBD_OBJECT_EOF;
1162                         range_whole = start == 0;
1163                 }
1164         }
1165
1166         mode = CL_FSYNC_NONE;
1167         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
1168                 mode = CL_FSYNC_LOCAL;
1169
1170         if (ll_i2info(inode)->lli_clob == NULL)
1171                 RETURN(0);
1172
1173         /* for directio, it would call writepages() to evict cached pages
1174          * inside the IO context of write, which will cause deadlock at
1175          * layout_conf since it waits for active IOs to complete. */
1176         result = cl_sync_file_range(inode, start, end, mode, 1);
1177         if (result > 0) {
1178                 wbc->nr_to_write -= result;
1179                 result = 0;
1180          }
1181
1182         if (wbc->range_cyclic || (range_whole && wbc->nr_to_write > 0)) {
1183                 if (end == OBD_OBJECT_EOF)
1184                         mapping->writeback_index = 0;
1185                 else
1186                         mapping->writeback_index = (end >> PAGE_SHIFT) + 1;
1187         }
1188         RETURN(result);
1189 }
1190
1191 struct ll_cl_context *ll_cl_find(struct file *file)
1192 {
1193         struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
1194         struct ll_cl_context *lcc;
1195         struct ll_cl_context *found = NULL;
1196
1197         read_lock(&fd->fd_lock);
1198         list_for_each_entry(lcc, &fd->fd_lccs, lcc_list) {
1199                 if (lcc->lcc_cookie == current) {
1200                         found = lcc;
1201                         break;
1202                 }
1203         }
1204         read_unlock(&fd->fd_lock);
1205
1206         return found;
1207 }
1208
1209 void ll_cl_add(struct file *file, const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
1210                enum lcc_type type)
1211 {
1212         struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
1213         struct ll_cl_context *lcc = &ll_env_info(env)->lti_io_ctx;
1214
1215         memset(lcc, 0, sizeof(*lcc));
1216         INIT_LIST_HEAD(&lcc->lcc_list);
1217         lcc->lcc_cookie = current;
1218         lcc->lcc_env = env;
1219         lcc->lcc_io = io;
1220         lcc->lcc_type = type;
1221
1222         write_lock(&fd->fd_lock);
1223         list_add(&lcc->lcc_list, &fd->fd_lccs);
1224         write_unlock(&fd->fd_lock);
1225 }
1226
1227 void ll_cl_remove(struct file *file, const struct lu_env *env)
1228 {
1229         struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
1230         struct ll_cl_context *lcc = &ll_env_info(env)->lti_io_ctx;
1231
1232         write_lock(&fd->fd_lock);
1233         list_del_init(&lcc->lcc_list);
1234         write_unlock(&fd->fd_lock);
1235 }
1236
1237 int ll_io_read_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
1238                            struct cl_page *page, struct file *file)
1239 {
1240         struct inode              *inode  = vvp_object_inode(page->cp_obj);
1241         struct ll_sb_info         *sbi    = ll_i2sbi(inode);
1242         struct ll_file_data       *fd     = LUSTRE_FPRIVATE(file);
1243         struct ll_readahead_state *ras    = &fd->fd_ras;
1244         struct cl_2queue          *queue  = &io->ci_queue;
1245         struct cl_sync_io         *anchor = NULL;
1246         struct vvp_page           *vpg;
1247         int                        rc = 0;
1248         bool                       uptodate;
1249         ENTRY;
1250
1251         vpg = cl2vvp_page(cl_object_page_slice(page->cp_obj, page));
1252         uptodate = vpg->vpg_defer_uptodate;
1253
1254         if (sbi->ll_ra_info.ra_max_pages_per_file > 0 &&
1255             sbi->ll_ra_info.ra_max_pages > 0 &&
1256             !vpg->vpg_ra_updated) {
1257                 struct vvp_io *vio = vvp_env_io(env);
1258                 enum ras_update_flags flags = 0;
1259
1260                 if (uptodate)
1261                         flags |= LL_RAS_HIT;
1262                 if (!vio->vui_ra_valid)
1263                         flags |= LL_RAS_MMAP;
1264                 ras_update(sbi, inode, ras, vvp_index(vpg), flags);
1265         }
1266
1267         cl_2queue_init(queue);
1268         if (uptodate) {
1269                 vpg->vpg_ra_used = 1;
1270                 cl_page_export(env, page, 1);
1271                 cl_page_disown(env, io, page);
1272         } else {
1273                 anchor = &vvp_env_info(env)->vti_anchor;
1274                 cl_sync_io_init(anchor, 1, &cl_sync_io_end);
1275                 page->cp_sync_io = anchor;
1276
1277                 cl_2queue_add(queue, page);
1278         }
1279
1280         if (sbi->ll_ra_info.ra_max_pages_per_file > 0 &&
1281             sbi->ll_ra_info.ra_max_pages > 0) {
1282                 int rc2;
1283
1284                 rc2 = ll_readahead(env, io, &queue->c2_qin, ras,
1285                                    uptodate, file);
1286                 CDEBUG(D_READA, DFID "%d pages read ahead at %lu\n",
1287                        PFID(ll_inode2fid(inode)), rc2, vvp_index(vpg));
1288         }
1289
1290         if (queue->c2_qin.pl_nr > 0) {
1291                 int count = queue->c2_qin.pl_nr;
1292                 rc = cl_io_submit_rw(env, io, CRT_READ, queue);
1293                 if (rc == 0)
1294                         task_io_account_read(PAGE_SIZE * count);
1295         }
1296
1297
1298         if (anchor != NULL && !cl_page_is_owned(page, io)) { /* have sent */
1299                 rc = cl_sync_io_wait(env, anchor, 0);
1300
1301                 cl_page_assume(env, io, page);
1302                 cl_page_list_del(env, &queue->c2_qout, page);
1303
1304                 if (!PageUptodate(cl_page_vmpage(page))) {
1305                         /* Failed to read a mirror, discard this page so that
1306                          * new page can be created with new mirror.
1307                          *
1308                          * TODO: this is not needed after page reinit
1309                          * route is implemented */
1310                         cl_page_discard(env, io, page);
1311                 }
1312                 cl_page_disown(env, io, page);
1313         }
1314
1315         /* TODO: discard all pages until page reinit route is implemented */
1316         cl_page_list_discard(env, io, &queue->c2_qin);
1317
1318         /* Unlock unsent read pages in case of error. */
1319         cl_page_list_disown(env, io, &queue->c2_qin);
1320
1321         cl_2queue_fini(env, queue);
1322
1323         RETURN(rc);
1324 }
1325
1326 /*
1327  * Possible return value:
1328  * 0 no async readahead triggered and fast read could not be used.
1329  * 1 no async readahead, but fast read could be used.
1330  * 2 async readahead triggered and fast read could be used too.
1331  * < 0 on error.
1332  */
1333 static int kickoff_async_readahead(struct file *file, unsigned long pages)
1334 {
1335         struct ll_readahead_work *lrw;
1336         struct inode *inode = file_inode(file);
1337         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(inode);
1338         struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
1339         struct ll_readahead_state *ras = &fd->fd_ras;
1340         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
1341         unsigned long throttle;
1342         unsigned long start = ras_align(ras, ras->ras_next_readahead, NULL);
1343         unsigned long end = start + pages - 1;
1344
1345         throttle = min(ra->ra_async_pages_per_file_threshold,
1346                        ra->ra_max_pages_per_file);
1347         /*
1348          * If this is strided i/o or the window is smaller than the
1349          * throttle limit, we do not do async readahead. Otherwise,
1350          * we do async readahead, allowing the user thread to do fast i/o.
1351          */
1352         if (stride_io_mode(ras) || !throttle ||
1353             ras->ras_window_len < throttle)
1354                 return 0;
1355
1356         if ((atomic_read(&ra->ra_cur_pages) + pages) > ra->ra_max_pages)
1357                 return 0;
1358
1359         if (ras->ras_async_last_readpage == start)
1360                 return 1;
1361
1362         /* ll_readahead_work_free() free it */
1363         OBD_ALLOC_PTR(lrw);
1364         if (lrw) {
1365                 lrw->lrw_file = get_file(file);
1366                 lrw->lrw_start = start;
1367                 lrw->lrw_end = end;
1368                 spin_lock(&ras->ras_lock);
1369                 ras->ras_next_readahead = end + 1;
1370                 ras->ras_async_last_readpage = start;
1371                 spin_unlock(&ras->ras_lock);
1372                 ll_readahead_work_add(inode, lrw);
1373         } else {
1374                 return -ENOMEM;
1375         }
1376
1377         return 2;
1378 }
1379
1380 int ll_readpage(struct file *file, struct page *vmpage)
1381 {
1382         struct inode *inode = file_inode(file);
1383         struct cl_object *clob = ll_i2info(inode)->lli_clob;
1384         struct ll_cl_context *lcc;
1385         const struct lu_env  *env = NULL;
1386         struct cl_io   *io = NULL;
1387         struct cl_page *page;
1388         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(inode);
1389         int result;
1390         ENTRY;
1391
1392         lcc = ll_cl_find(file);
1393         if (lcc != NULL) {
1394                 env = lcc->lcc_env;
1395                 io  = lcc->lcc_io;
1396         }
1397
1398         if (io == NULL) { /* fast read */
1399                 struct inode *inode = file_inode(file);
1400                 struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
1401                 struct ll_readahead_state *ras = &fd->fd_ras;
1402                 struct lu_env  *local_env = NULL;
1403                 unsigned long fast_read_pages =
1404                         max(RA_REMAIN_WINDOW_MIN, ras->ras_rpc_size);
1405                 struct vvp_page *vpg;
1406
1407                 result = -ENODATA;
1408
1409                 /* TODO: need to verify the layout version to make sure
1410                  * the page is not invalid due to layout change. */
1411                 page = cl_vmpage_page(vmpage, clob);
1412                 if (page == NULL) {
1413                         unlock_page(vmpage);
1414                         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_FAILED_FAST_READ);
1415                         RETURN(result);
1416                 }
1417
1418                 vpg = cl2vvp_page(cl_object_page_slice(page->cp_obj, page));
1419                 if (vpg->vpg_defer_uptodate) {
1420                         enum ras_update_flags flags = LL_RAS_HIT;
1421
1422                         if (lcc && lcc->lcc_type == LCC_MMAP)
1423                                 flags |= LL_RAS_MMAP;
1424
1425                         /* For fast read, it updates read ahead state only
1426                          * if the page is hit in cache because non cache page
1427                          * case will be handled by slow read later. */
1428                         ras_update(sbi, inode, ras, vvp_index(vpg), flags);
1429                         /* avoid duplicate ras_update() call */
1430                         vpg->vpg_ra_updated = 1;
1431
1432                         /* Check if we can issue a readahead RPC, if that is
1433                          * the case, we can't do fast IO because we will need
1434                          * a cl_io to issue the RPC. */
1435                         if (ras->ras_window_start + ras->ras_window_len <
1436                             ras->ras_next_readahead + fast_read_pages ||
1437                             kickoff_async_readahead(file, fast_read_pages) > 0)
1438                                 result = 0;
1439                 }
1440
1441                 if (!env) {
1442                         local_env = cl_env_percpu_get();
1443                         env = local_env;
1444                 }
1445
1446                 /* export the page and skip io stack */
1447                 if (result == 0) {
1448                         vpg->vpg_ra_used = 1;
1449                         cl_page_export(env, page, 1);
1450                 } else {
1451                         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_FAILED_FAST_READ);
1452                 }
1453                 /* release page refcount before unlocking the page to ensure
1454                  * the object won't be destroyed in the calling path of
1455                  * cl_page_put(). Please see comment in ll_releasepage(). */
1456                 cl_page_put(env, page);
1457                 unlock_page(vmpage);
1458                 if (local_env)
1459                         cl_env_percpu_put(local_env);
1460
1461                 RETURN(result);
1462         }
1463
1464         LASSERT(io->ci_state == CIS_IO_GOING);
1465         page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index, vmpage, CPT_CACHEABLE);
1466         if (!IS_ERR(page)) {
1467                 LASSERT(page->cp_type == CPT_CACHEABLE);
1468                 if (likely(!PageUptodate(vmpage))) {
1469                         cl_page_assume(env, io, page);
1470
1471                         result = ll_io_read_page(env, io, page, file);
1472                 } else {
1473                         /* Page from a non-object file. */
1474                         unlock_page(vmpage);
1475                         result = 0;
1476                 }
1477                 cl_page_put(env, page);
1478         } else {
1479                 unlock_page(vmpage);
1480                 result = PTR_ERR(page);
1481         }
1482         RETURN(result);
1483 }