drivers/staging/lustre/lustre/llite/rw.c

   1 /*
   2  * GPL HEADER START
   3  *
   4  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
   8  * as published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
  14  * in the LICENSE file that accompanied this code).
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * version 2 along with this program; If not, see
  18  * http://www.sun.com/software/products/lustre/docs/GPLv2.pdf
  19  *
  20  * Please contact Sun Microsystems, Inc., 4150 Network Circle, Santa Clara,
  21  * CA 95054 USA or visit www.sun.com if you need additional information or
  22  * have any questions.
  23  *
  24  * GPL HEADER END
  25  */
  26 /*
  27  * Copyright (c) 2002, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  28  * Use is subject to license terms.
  29  *
  30  * Copyright (c) 2011, 2015, Intel Corporation.
  31  */
  32 /*
  33  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
  34  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
  35  *
  36  * lustre/llite/rw.c
  37  *
  38  * Lustre Lite I/O page cache routines shared by different kernel revs
  39  */
  40
  41 #include <linux/kernel.h>
  42 #include <linux/mm.h>
  43 #include <linux/string.h>
  44 #include <linux/stat.h>
  45 #include <linux/errno.h>
  46 #include <linux/unistd.h>
  47 #include <linux/writeback.h>
  48 #include <linux/uaccess.h>
  49
  50 #include <linux/fs.h>
  51 #include <linux/pagemap.h>
  52 /* current_is_kswapd() */
  53 #include <linux/swap.h>
  54
  55 #define DEBUG_SUBSYSTEM S_LLITE
  56
  57 #include "../include/lustre_lite.h"
  58 #include "../include/obd_cksum.h"
  59 #include "llite_internal.h"
  60 #include "../include/linux/lustre_compat25.h"
  61
  62 /**
  63  * Finalizes cl-data before exiting typical address_space operation. Dual to
  64  * ll_cl_init().
  65  */
  66 void ll_cl_fini(struct ll_cl_context *lcc)
  67 {
  68         struct lu_env  *env  = lcc->lcc_env;
  69         struct cl_io   *io   = lcc->lcc_io;
  70         struct cl_page *page = lcc->lcc_page;
  71
  72         LASSERT(lcc->lcc_cookie == current);
  73         LASSERT(env);
  74
  75         if (page) {
  76                 lu_ref_del(&page->cp_reference, "cl_io", io);
  77                 cl_page_put(env, page);
  78         }
  79
  80         cl_env_put(env, &lcc->lcc_refcheck);
  81 }
  82
  83 /**
  84  * Initializes common cl-data at the typical address_space operation entry
  85  * point.
  86  */
  87 struct ll_cl_context *ll_cl_init(struct file *file, struct page *vmpage)
  88 {
  89         struct ll_cl_context *lcc;
  90         struct lu_env    *env;
  91         struct cl_io     *io;
  92         struct cl_object *clob;
  93         struct vvp_io    *vio;
  94
  95         int refcheck;
  96         int result = 0;
  97
  98         clob = ll_i2info(file_inode(file))->lli_clob;
  99         LASSERT(clob);
 100
 101         env = cl_env_get(&refcheck);
 102         if (IS_ERR(env))
 103                 return ERR_CAST(env);
 104
 105         lcc = &ll_env_info(env)->lti_io_ctx;
 106         memset(lcc, 0, sizeof(*lcc));
 107         lcc->lcc_env = env;
 108         lcc->lcc_refcheck = refcheck;
 109         lcc->lcc_cookie = current;
 110
 111         vio = vvp_env_io(env);
 112         io = vio->vui_cl.cis_io;
 113         lcc->lcc_io = io;
 114         if (!io)
 115                 result = -EIO;
 116
 117         if (result == 0 && vmpage) {
 118                 struct cl_page   *page;
 119
 120                 LASSERT(io->ci_state == CIS_IO_GOING);
 121                 LASSERT(vio->vui_fd == LUSTRE_FPRIVATE(file));
 122                 page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index, vmpage,
 123                                     CPT_CACHEABLE);
 124                 if (!IS_ERR(page)) {
 125                         lcc->lcc_page = page;
 126                         lu_ref_add(&page->cp_reference, "cl_io", io);
 127                         result = 0;
 128                 } else {
 129                         result = PTR_ERR(page);
 130                 }
 131         }
 132         if (result) {
 133                 ll_cl_fini(lcc);
 134                 lcc = ERR_PTR(result);
 135         }
 136
 137         return lcc;
 138 }
 139
 140 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which);
 141
 142 /**
 143  * Get readahead pages from the filesystem readahead pool of the client for a
 144  * thread.
 145  *
 146  * /param sbi superblock for filesystem readahead state ll_ra_info
 147  * /param ria per-thread readahead state
 148  * /param pages number of pages requested for readahead for the thread.
 149  *
 150  * WARNING: This algorithm is used to reduce contention on sbi->ll_lock.
 151  * It should work well if the ra_max_pages is much greater than the single
 152  * file's read-ahead window, and not too many threads contending for
 153  * these readahead pages.
 154  *
 155  * TODO: There may be a 'global sync problem' if many threads are trying
 156  * to get an ra budget that is larger than the remaining readahead pages
 157  * and reach here at exactly the same time. They will compute /a ret to
 158  * consume the remaining pages, but will fail at atomic_add_return() and
 159  * get a zero ra window, although there is still ra space remaining. - Jay
 160  */
 161 static unsigned long ll_ra_count_get(struct ll_sb_info *sbi,
 162                                      struct ra_io_arg *ria,
 163                                      unsigned long pages, unsigned long min)
 164 {
 165         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
 166         long ret;
 167
 168         /* If read-ahead pages left are less than 1M, do not do read-ahead,
 169          * otherwise it will form small read RPC(< 1M), which hurt server
 170          * performance a lot.
 171          */
 172         ret = min(ra->ra_max_pages - atomic_read(&ra->ra_cur_pages), pages);
 173         if (ret < 0 || ret < min_t(long, PTLRPC_MAX_BRW_PAGES, pages)) {
 174                 ret = 0;
 175                 goto out;
 176         }
 177
 178         /* If the non-strided (ria_pages == 0) readahead window
 179          * (ria_start + ret) has grown across an RPC boundary, then trim
 180          * readahead size by the amount beyond the RPC so it ends on an
 181          * RPC boundary. If the readahead window is already ending on
 182          * an RPC boundary (beyond_rpc == 0), or smaller than a full
 183          * RPC (beyond_rpc < ret) the readahead size is unchanged.
 184          * The (beyond_rpc != 0) check is skipped since the conditional
 185          * branch is more expensive than subtracting zero from the result.
 186          *
 187          * Strided read is left unaligned to avoid small fragments beyond
 188          * the RPC boundary from needing an extra read RPC.
 189          */
 190         if (ria->ria_pages == 0) {
 191                 long beyond_rpc = (ria->ria_start + ret) % PTLRPC_MAX_BRW_PAGES;
 192
 193                 if (/* beyond_rpc != 0 && */ beyond_rpc < ret)
 194                         ret -= beyond_rpc;
 195         }
 196
 197         if (atomic_add_return(ret, &ra->ra_cur_pages) > ra->ra_max_pages) {
 198                 atomic_sub(ret, &ra->ra_cur_pages);
 199                 ret = 0;
 200         }
 201
 202 out:
 203         if (ret < min) {
 204                 /* override ra limit for maximum performance */
 205                 atomic_add(min - ret, &ra->ra_cur_pages);
 206                 ret = min;
 207         }
 208         return ret;
 209 }
 210
 211 void ll_ra_count_put(struct ll_sb_info *sbi, unsigned long len)
 212 {
 213         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
 214
 215         atomic_sub(len, &ra->ra_cur_pages);
 216 }
 217
 218 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which)
 219 {
 220         LASSERTF(which >= 0 && which < _NR_RA_STAT, "which: %u\n", which);
 221         lprocfs_counter_incr(sbi->ll_ra_stats, which);
 222 }
 223
 224 void ll_ra_stats_inc(struct inode *inode, enum ra_stat which)
 225 {
 226         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(inode);
 227
 228         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, which);
 229 }
 230
 231 #define RAS_CDEBUG(ras) \
 232         CDEBUG(D_READA,                                               \
 233                "lrp %lu cr %lu cp %lu ws %lu wl %lu nra %lu r %lu ri %lu"    \
 234                "csr %lu sf %lu sp %lu sl %lu\n",                            \
 235                ras->ras_last_readpage, ras->ras_consecutive_requests,   \
 236                ras->ras_consecutive_pages, ras->ras_window_start,           \
 237                ras->ras_window_len, ras->ras_next_readahead,             \
 238                ras->ras_requests, ras->ras_request_index,                   \
 239                ras->ras_consecutive_stride_requests, ras->ras_stride_offset, \
 240                ras->ras_stride_pages, ras->ras_stride_length)
 241
 242 static int index_in_window(unsigned long index, unsigned long point,
 243                            unsigned long before, unsigned long after)
 244 {
 245         unsigned long start = point - before, end = point + after;
 246
 247         if (start > point)
 248                 start = 0;
 249         if (end < point)
 250                 end = ~0;
 251
 252         return start <= index && index <= end;
 253 }
 254
 255 void ll_ras_enter(struct file *f)
 256 {
 257         struct ll_file_data *fd = LUSTRE_FPRIVATE(f);
 258         struct ll_readahead_state *ras = &fd->fd_ras;
 259
 260         spin_lock(&ras->ras_lock);
 261         ras->ras_requests++;
 262         ras->ras_request_index = 0;
 263         ras->ras_consecutive_requests++;
 264         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 265 }
 266
 267 static int cl_read_ahead_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 268                               struct cl_page_list *queue, struct cl_page *page,
 269                               struct cl_object *clob, pgoff_t *max_index)
 270 {
 271         struct page *vmpage = page->cp_vmpage;
 272         struct vvp_page *vpg;
 273         int           rc;
 274
 275         rc = 0;
 276         cl_page_assume(env, io, page);
 277         lu_ref_add(&page->cp_reference, "ra", current);
 278         vpg = cl2vvp_page(cl_object_page_slice(clob, page));
 279         if (!vpg->vpg_defer_uptodate && !PageUptodate(vmpage)) {
 280                 CDEBUG(D_READA, "page index %lu, max_index: %lu\n",
 281                        vvp_index(vpg), *max_index);
 282                 if (*max_index == 0 || vvp_index(vpg) > *max_index)
 283                         rc = cl_page_is_under_lock(env, io, page, max_index);
 284                 if (rc == 0) {
 285                         vpg->vpg_defer_uptodate = 1;
 286                         vpg->vpg_ra_used = 0;
 287                         cl_page_list_add(queue, page);
 288                         rc = 1;
 289                 } else {
 290                         cl_page_discard(env, io, page);
 291                         rc = -ENOLCK;
 292                 }
 293         } else {
 294                 /* skip completed pages */
 295                 cl_page_unassume(env, io, page);
 296         }
 297         lu_ref_del(&page->cp_reference, "ra", current);
 298         cl_page_put(env, page);
 299         return rc;
 300 }
 301
 302 /**
 303  * Initiates read-ahead of a page with given index.
 304  *
 305  * \retval     +ve: page was added to \a queue.
 306  *
 307  * \retval -ENOLCK: there is no extent lock for this part of a file, stop
 308  *                read-ahead.
 309  *
 310  * \retval  -ve, 0: page wasn't added to \a queue for other reason.
 311  */
 312 static int ll_read_ahead_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 313                               struct cl_page_list *queue,
 314                               pgoff_t index, pgoff_t *max_index)
 315 {
 316         struct cl_object *clob  = io->ci_obj;
 317         struct inode     *inode = vvp_object_inode(clob);
 318         struct page      *vmpage;
 319         struct cl_page   *page;
 320         enum ra_stat      which = _NR_RA_STAT; /* keep gcc happy */
 321         int            rc    = 0;
 322         const char       *msg   = NULL;
 323
 324         vmpage = grab_cache_page_nowait(inode->i_mapping, index);
 325         if (vmpage) {
 326                 /* Check if vmpage was truncated or reclaimed */
 327                 if (vmpage->mapping == inode->i_mapping) {
 328                         page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index,
 329                                             vmpage, CPT_CACHEABLE);
 330                         if (!IS_ERR(page)) {
 331                                 rc = cl_read_ahead_page(env, io, queue,
 332                                                         page, clob, max_index);
 333                                 if (rc == -ENOLCK) {
 334                                         which = RA_STAT_FAILED_MATCH;
 335                                         msg   = "lock match failed";
 336                                 }
 337                         } else {
 338                                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
 339                                 msg   = "cl_page_find failed";
 340                         }
 341                 } else {
 342                         which = RA_STAT_WRONG_GRAB_PAGE;
 343                         msg   = "g_c_p_n returned invalid page";
 344                 }
 345                 if (rc != 1)
 346                         unlock_page(vmpage);
 347                 put_page(vmpage);
 348         } else {
 349                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
 350                 msg   = "g_c_p_n failed";
 351         }
 352         if (msg) {
 353                 ll_ra_stats_inc(inode, which);
 354                 CDEBUG(D_READA, "%s\n", msg);
 355         }
 356         return rc;
 357 }
 358
 359 #define RIA_DEBUG(ria)                                                 \
 360         CDEBUG(D_READA, "rs %lu re %lu ro %lu rl %lu rp %lu\n",       \
 361         ria->ria_start, ria->ria_end, ria->ria_stoff, ria->ria_length,\
 362         ria->ria_pages)
 363
 364 /* Limit this to the blocksize instead of PTLRPC_BRW_MAX_SIZE, since we don't
 365  * know what the actual RPC size is.  If this needs to change, it makes more
 366  * sense to tune the i_blkbits value for the file based on the OSTs it is
 367  * striped over, rather than having a constant value for all files here.
 368  */
 369
 370 /* RAS_INCREASE_STEP should be (1UL << (inode->i_blkbits - PAGE_SHIFT)).
 371  * Temporarily set RAS_INCREASE_STEP to 1MB. After 4MB RPC is enabled
 372  * by default, this should be adjusted corresponding with max_read_ahead_mb
 373  * and max_read_ahead_per_file_mb otherwise the readahead budget can be used
 374  * up quickly which will affect read performance significantly. See LU-2816
 375  */
 376 #define RAS_INCREASE_STEP(inode) (ONE_MB_BRW_SIZE >> PAGE_SHIFT)
 377
 378 static inline int stride_io_mode(struct ll_readahead_state *ras)
 379 {
 380         return ras->ras_consecutive_stride_requests > 1;
 381 }
 382
 383 /* The function calculates how much pages will be read in
 384  * [off, off + length], in such stride IO area,
 385  * stride_offset = st_off, stride_length = st_len,
 386  * stride_pages = st_pgs
 387  *
 388  *   |------------------|*****|------------------|*****|------------|*****|....
 389  * st_off
 390  *   |--- st_pgs     ---|
 391  *   |-----     st_len   -----|
 392  *
 393  *            How many pages it should read in such pattern
 394  *            |-------------------------------------------------------------|
 395  *            off
 396  *            |<------            length                      ------->|
 397  *
 398  *        =   |<----->|  +  |-------------------------------------| +   |---|
 399  *           start_left          st_pgs * i                 end_left
 400  */
 401 static unsigned long
 402 stride_pg_count(pgoff_t st_off, unsigned long st_len, unsigned long st_pgs,
 403                 unsigned long off, unsigned long length)
 404 {
 405         __u64 start = off > st_off ? off - st_off : 0;
 406         __u64 end = off + length > st_off ? off + length - st_off : 0;
 407         unsigned long start_left = 0;
 408         unsigned long end_left = 0;
 409         unsigned long pg_count;
 410
 411         if (st_len == 0 || length == 0 || end == 0)
 412                 return length;
 413
 414         start_left = do_div(start, st_len);
 415         if (start_left < st_pgs)
 416                 start_left = st_pgs - start_left;
 417         else
 418                 start_left = 0;
 419
 420         end_left = do_div(end, st_len);
 421         if (end_left > st_pgs)
 422                 end_left = st_pgs;
 423
 424         CDEBUG(D_READA, "start %llu, end %llu start_left %lu end_left %lu\n",
 425                start, end, start_left, end_left);
 426
 427         if (start == end)
 428                 pg_count = end_left - (st_pgs - start_left);
 429         else
 430                 pg_count = start_left + st_pgs * (end - start - 1) + end_left;
 431
 432         CDEBUG(D_READA, "st_off %lu, st_len %lu st_pgs %lu off %lu length %lu pgcount %lu\n",
 433                st_off, st_len, st_pgs, off, length, pg_count);
 434
 435         return pg_count;
 436 }
 437
 438 static int ria_page_count(struct ra_io_arg *ria)
 439 {
 440         __u64 length = ria->ria_end >= ria->ria_start ?
 441                        ria->ria_end - ria->ria_start + 1 : 0;
 442
 443         return stride_pg_count(ria->ria_stoff, ria->ria_length,
 444                                ria->ria_pages, ria->ria_start,
 445                                length);
 446 }
 447
 448 /*Check whether the index is in the defined ra-window */
 449 static int ras_inside_ra_window(unsigned long idx, struct ra_io_arg *ria)
 450 {
 451         /* If ria_length == ria_pages, it means non-stride I/O mode,
 452          * idx should always inside read-ahead window in this case
 453          * For stride I/O mode, just check whether the idx is inside
 454          * the ria_pages.
 455          */
 456         return ria->ria_length == 0 || ria->ria_length == ria->ria_pages ||
 457                (idx >= ria->ria_stoff && (idx - ria->ria_stoff) %
 458                 ria->ria_length < ria->ria_pages);
 459 }
 460
 461 static int ll_read_ahead_pages(const struct lu_env *env,
 462                                struct cl_io *io, struct cl_page_list *queue,
 463                                struct ra_io_arg *ria,
 464                                unsigned long *reserved_pages,
 465                                unsigned long *ra_end)
 466 {
 467         int rc, count = 0;
 468         bool stride_ria;
 469         pgoff_t page_idx;
 470         pgoff_t max_index = 0;
 471
 472         LASSERT(ria);
 473         RIA_DEBUG(ria);
 474
 475         stride_ria = ria->ria_length > ria->ria_pages && ria->ria_pages > 0;
 476         for (page_idx = ria->ria_start;
 477              page_idx <= ria->ria_end && *reserved_pages > 0; page_idx++) {
 478                 if (ras_inside_ra_window(page_idx, ria)) {
 479                         /* If the page is inside the read-ahead window*/
 480                         rc = ll_read_ahead_page(env, io, queue,
 481                                                 page_idx, &max_index);
 482                         if (rc == 1) {
 483                                 (*reserved_pages)--;
 484                                 count++;
 485                         } else if (rc == -ENOLCK) {
 486                                 break;
 487                         }
 488                 } else if (stride_ria) {
 489                         /* If it is not in the read-ahead window, and it is
 490                          * read-ahead mode, then check whether it should skip
 491                          * the stride gap
 492                          */
 493                         pgoff_t offset;
 494                         /* FIXME: This assertion only is valid when it is for
 495                          * forward read-ahead, it will be fixed when backward
 496                          * read-ahead is implemented
 497                          */
 498                         LASSERTF(page_idx > ria->ria_stoff, "Invalid page_idx %lu rs %lu re %lu ro %lu rl %lu rp %lu\n",
 499                                  page_idx,
 500                                  ria->ria_start, ria->ria_end, ria->ria_stoff,
 501                                  ria->ria_length, ria->ria_pages);
 502                         offset = page_idx - ria->ria_stoff;
 503                         offset = offset % (ria->ria_length);
 504                         if (offset > ria->ria_pages) {
 505                                 page_idx += ria->ria_length - offset;
 506                                 CDEBUG(D_READA, "i %lu skip %lu\n", page_idx,
 507                                        ria->ria_length - offset);
 508                                 continue;
 509                         }
 510                 }
 511         }
 512         *ra_end = page_idx;
 513         return count;
 514 }
 515
 516 int ll_readahead(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 517                  struct cl_page_list *queue, struct ll_readahead_state *ras,
 518                  bool hit)
 519 {
 520         struct vvp_io *vio = vvp_env_io(env);
 521         struct ll_thread_info *lti = ll_env_info(env);
 522         struct cl_attr *attr = vvp_env_thread_attr(env);
 523         unsigned long start = 0, end = 0, reserved;
 524         unsigned long ra_end, len, mlen = 0;
 525         struct inode *inode;
 526         struct ra_io_arg *ria = &lti->lti_ria;
 527         struct cl_object *clob;
 528         int ret = 0;
 529         __u64 kms;
 530
 531         clob = io->ci_obj;
 532         inode = vvp_object_inode(clob);
 533
 534         memset(ria, 0, sizeof(*ria));
 535
 536         cl_object_attr_lock(clob);
 537         ret = cl_object_attr_get(env, clob, attr);
 538         cl_object_attr_unlock(clob);
 539
 540         if (ret != 0)
 541                 return ret;
 542         kms = attr->cat_kms;
 543         if (kms == 0) {
 544                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_ZERO_LEN);
 545                 return 0;
 546         }
 547
 548         spin_lock(&ras->ras_lock);
 549
 550         /* Enlarge the RA window to encompass the full read */
 551         if (vio->vui_ra_valid &&
 552             ras->ras_window_start + ras->ras_window_len <
 553             vio->vui_ra_start + vio->vui_ra_count) {
 554                 ras->ras_window_len = vio->vui_ra_start + vio->vui_ra_count -
 555                                       ras->ras_window_start;
 556         }
 557
 558         /* Reserve a part of the read-ahead window that we'll be issuing */
 559         if (ras->ras_window_len) {
 560                 start = ras->ras_next_readahead;
 561                 end = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len - 1;
 562         }
 563         if (end != 0) {
 564                 unsigned long rpc_boundary;
 565                 /*
 566                  * Align RA window to an optimal boundary.
 567                  *
 568                  * XXX This would be better to align to cl_max_pages_per_rpc
 569                  * instead of PTLRPC_MAX_BRW_PAGES, because the RPC size may
 570                  * be aligned to the RAID stripe size in the future and that
 571                  * is more important than the RPC size.
 572                  */
 573                 /* Note: we only trim the RPC, instead of extending the RPC
 574                  * to the boundary, so to avoid reading too much pages during
 575                  * random reading.
 576                  */
 577                 rpc_boundary = (end + 1) & (~(PTLRPC_MAX_BRW_PAGES - 1));
 578                 if (rpc_boundary > 0)
 579                         rpc_boundary--;
 580
 581                 if (rpc_boundary  > start)
 582                         end = rpc_boundary;
 583
 584                 /* Truncate RA window to end of file */
 585                 end = min(end, (unsigned long)((kms - 1) >> PAGE_SHIFT));
 586
 587                 ras->ras_next_readahead = max(end, end + 1);
 588                 RAS_CDEBUG(ras);
 589         }
 590         ria->ria_start = start;
 591         ria->ria_end = end;
 592         /* If stride I/O mode is detected, get stride window*/
 593         if (stride_io_mode(ras)) {
 594                 ria->ria_stoff = ras->ras_stride_offset;
 595                 ria->ria_length = ras->ras_stride_length;
 596                 ria->ria_pages = ras->ras_stride_pages;
 597         }
 598         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 599
 600         if (end == 0) {
 601                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_ZERO_WINDOW);
 602                 return 0;
 603         }
 604         len = ria_page_count(ria);
 605         if (len == 0) {
 606                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_ZERO_WINDOW);
 607                 return 0;
 608         }
 609
 610         CDEBUG(D_READA, DFID ": ria: %lu/%lu, bead: %lu/%lu, hit: %d\n",
 611                PFID(lu_object_fid(&clob->co_lu)),
 612                ria->ria_start, ria->ria_end,
 613                vio->vui_ra_valid ? vio->vui_ra_start : 0,
 614                vio->vui_ra_valid ? vio->vui_ra_count : 0,
 615                hit);
 616
 617         /* at least to extend the readahead window to cover current read */
 618         if (!hit && vio->vui_ra_valid &&
 619             vio->vui_ra_start + vio->vui_ra_count > ria->ria_start) {
 620                 /* to the end of current read window. */
 621                 mlen = vio->vui_ra_start + vio->vui_ra_count - ria->ria_start;
 622                 /* trim to RPC boundary */
 623                 start = ria->ria_start & (PTLRPC_MAX_BRW_PAGES - 1);
 624                 mlen = min(mlen, PTLRPC_MAX_BRW_PAGES - start);
 625         }
 626
 627         reserved = ll_ra_count_get(ll_i2sbi(inode), ria, len, mlen);
 628         if (reserved < len)
 629                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_MAX_IN_FLIGHT);
 630
 631         CDEBUG(D_READA, "reserved pages %lu/%lu/%lu, ra_cur %d, ra_max %lu\n",
 632                reserved, len, mlen,
 633                atomic_read(&ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_cur_pages),
 634                ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_max_pages);
 635
 636         ret = ll_read_ahead_pages(env, io, queue, ria, &reserved, &ra_end);
 637
 638         if (reserved != 0)
 639                 ll_ra_count_put(ll_i2sbi(inode), reserved);
 640
 641         if (ra_end == end + 1 && ra_end == (kms >> PAGE_SHIFT))
 642                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_EOF);
 643
 644         /* if we didn't get to the end of the region we reserved from
 645          * the ras we need to go back and update the ras so that the
 646          * next read-ahead tries from where we left off.  we only do so
 647          * if the region we failed to issue read-ahead on is still ahead
 648          * of the app and behind the next index to start read-ahead from
 649          */
 650         CDEBUG(D_READA, "ra_end %lu end %lu stride end %lu\n",
 651                ra_end, end, ria->ria_end);
 652
 653         if (ra_end != end + 1) {
 654                 ll_ra_stats_inc(inode, RA_STAT_FAILED_REACH_END);
 655                 spin_lock(&ras->ras_lock);
 656                 if (ra_end < ras->ras_next_readahead &&
 657                     index_in_window(ra_end, ras->ras_window_start, 0,
 658                                     ras->ras_window_len)) {
 659                         ras->ras_next_readahead = ra_end;
 660                         RAS_CDEBUG(ras);
 661                 }
 662                 spin_unlock(&ras->ras_lock);
 663         }
 664
 665         return ret;
 666 }
 667
 668 static void ras_set_start(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras,
 669                           unsigned long index)
 670 {
 671         ras->ras_window_start = index & (~(RAS_INCREASE_STEP(inode) - 1));
 672 }
 673
 674 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
 675 static void ras_reset(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras,
 676                       unsigned long index)
 677 {
 678         ras->ras_last_readpage = index;
 679         ras->ras_consecutive_requests = 0;
 680         ras->ras_consecutive_pages = 0;
 681         ras->ras_window_len = 0;
 682         ras_set_start(inode, ras, index);
 683         ras->ras_next_readahead = max(ras->ras_window_start, index);
 684
 685         RAS_CDEBUG(ras);
 686 }
 687
 688 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
 689 static void ras_stride_reset(struct ll_readahead_state *ras)
 690 {
 691         ras->ras_consecutive_stride_requests = 0;
 692         ras->ras_stride_length = 0;
 693         ras->ras_stride_pages = 0;
 694         RAS_CDEBUG(ras);
 695 }
 696
 697 void ll_readahead_init(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras)
 698 {
 699         spin_lock_init(&ras->ras_lock);
 700         ras_reset(inode, ras, 0);
 701         ras->ras_requests = 0;
 702 }
 703
 704 /*
 705  * Check whether the read request is in the stride window.
 706  * If it is in the stride window, return 1, otherwise return 0.
 707  */
 708 static int index_in_stride_window(struct ll_readahead_state *ras,
 709                                   unsigned long index)
 710 {
 711         unsigned long stride_gap;
 712
 713         if (ras->ras_stride_length == 0 || ras->ras_stride_pages == 0 ||
 714             ras->ras_stride_pages == ras->ras_stride_length)
 715                 return 0;
 716
 717         stride_gap = index - ras->ras_last_readpage - 1;
 718
 719         /* If it is contiguous read */
 720         if (stride_gap == 0)
 721                 return ras->ras_consecutive_pages + 1 <= ras->ras_stride_pages;
 722
 723         /* Otherwise check the stride by itself */
 724         return (ras->ras_stride_length - ras->ras_stride_pages) == stride_gap &&
 725                 ras->ras_consecutive_pages == ras->ras_stride_pages;
 726 }
 727
 728 static void ras_update_stride_detector(struct ll_readahead_state *ras,
 729                                        unsigned long index)
 730 {
 731         unsigned long stride_gap = index - ras->ras_last_readpage - 1;
 732
 733         if (!stride_io_mode(ras) && (stride_gap != 0 ||
 734             ras->ras_consecutive_stride_requests == 0)) {
 735                 ras->ras_stride_pages = ras->ras_consecutive_pages;
 736                 ras->ras_stride_length = stride_gap+ras->ras_consecutive_pages;
 737         }
 738         LASSERT(ras->ras_request_index == 0);
 739         LASSERT(ras->ras_consecutive_stride_requests == 0);
 740
 741         if (index <= ras->ras_last_readpage) {
 742                 /*Reset stride window for forward read*/
 743                 ras_stride_reset(ras);
 744                 return;
 745         }
 746
 747         ras->ras_stride_pages = ras->ras_consecutive_pages;
 748         ras->ras_stride_length = stride_gap+ras->ras_consecutive_pages;
 749
 750         RAS_CDEBUG(ras);
 751         return;
 752 }
 753
 754 /* Stride Read-ahead window will be increased inc_len according to
 755  * stride I/O pattern
 756  */
 757 static void ras_stride_increase_window(struct ll_readahead_state *ras,
 758                                        struct ll_ra_info *ra,
 759                                        unsigned long inc_len)
 760 {
 761         unsigned long left, step, window_len;
 762         unsigned long stride_len;
 763
 764         LASSERT(ras->ras_stride_length > 0);
 765         LASSERTF(ras->ras_window_start + ras->ras_window_len
 766                  >= ras->ras_stride_offset, "window_start %lu, window_len %lu stride_offset %lu\n",
 767                  ras->ras_window_start,
 768                  ras->ras_window_len, ras->ras_stride_offset);
 769
 770         stride_len = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len -
 771                      ras->ras_stride_offset;
 772
 773         left = stride_len % ras->ras_stride_length;
 774         window_len = ras->ras_window_len - left;
 775
 776         if (left < ras->ras_stride_pages)
 777                 left += inc_len;
 778         else
 779                 left = ras->ras_stride_pages + inc_len;
 780
 781         LASSERT(ras->ras_stride_pages != 0);
 782
 783         step = left / ras->ras_stride_pages;
 784         left %= ras->ras_stride_pages;
 785
 786         window_len += step * ras->ras_stride_length + left;
 787
 788         if (stride_pg_count(ras->ras_stride_offset, ras->ras_stride_length,
 789                             ras->ras_stride_pages, ras->ras_stride_offset,
 790                             window_len) <= ra->ra_max_pages_per_file)
 791                 ras->ras_window_len = window_len;
 792
 793         RAS_CDEBUG(ras);
 794 }
 795
 796 static void ras_increase_window(struct inode *inode,
 797                                 struct ll_readahead_state *ras,
 798                                 struct ll_ra_info *ra)
 799 {
 800         /* The stretch of ra-window should be aligned with max rpc_size
 801          * but current clio architecture does not support retrieve such
 802          * information from lower layer. FIXME later
 803          */
 804         if (stride_io_mode(ras))
 805                 ras_stride_increase_window(ras, ra, RAS_INCREASE_STEP(inode));
 806         else
 807                 ras->ras_window_len = min(ras->ras_window_len +
 808                                           RAS_INCREASE_STEP(inode),
 809                                           ra->ra_max_pages_per_file);
 810 }
 811
 812 void ras_update(struct ll_sb_info *sbi, struct inode *inode,
 813                 struct ll_readahead_state *ras, unsigned long index,
 814                 unsigned hit)
 815 {
 816         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
 817         int zero = 0, stride_detect = 0, ra_miss = 0;
 818
 819         spin_lock(&ras->ras_lock);
 820
 821         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, hit ? RA_STAT_HIT : RA_STAT_MISS);
 822
 823         /* reset the read-ahead window in two cases.  First when the app seeks
 824          * or reads to some other part of the file.  Secondly if we get a
 825          * read-ahead miss that we think we've previously issued.  This can
 826          * be a symptom of there being so many read-ahead pages that the VM is
 827          * reclaiming it before we get to it.
 828          */
 829         if (!index_in_window(index, ras->ras_last_readpage, 8, 8)) {
 830                 zero = 1;
 831                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_DISTANT_READPAGE);
 832         } else if (!hit && ras->ras_window_len &&
 833                    index < ras->ras_next_readahead &&
 834                    index_in_window(index, ras->ras_window_start, 0,
 835                                    ras->ras_window_len)) {
 836                 ra_miss = 1;
 837                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_MISS_IN_WINDOW);
 838         }
 839
 840         /* On the second access to a file smaller than the tunable
 841          * ra_max_read_ahead_whole_pages trigger RA on all pages in the
 842          * file up to ra_max_pages_per_file.  This is simply a best effort
 843          * and only occurs once per open file.  Normal RA behavior is reverted
 844          * to for subsequent IO.  The mmap case does not increment
 845          * ras_requests and thus can never trigger this behavior.
 846          */
 847         if (ras->ras_requests == 2 && !ras->ras_request_index) {
 848                 __u64 kms_pages;
 849
 850                 kms_pages = (i_size_read(inode) + PAGE_SIZE - 1) >>
 851                             PAGE_SHIFT;
 852
 853                 CDEBUG(D_READA, "kmsp %llu mwp %lu mp %lu\n", kms_pages,
 854                        ra->ra_max_read_ahead_whole_pages, ra->ra_max_pages_per_file);
 855
 856                 if (kms_pages &&
 857                     kms_pages <= ra->ra_max_read_ahead_whole_pages) {
 858                         ras->ras_window_start = 0;
 859                         ras->ras_last_readpage = 0;
 860                         ras->ras_next_readahead = 0;
 861                         ras->ras_window_len = min(ra->ra_max_pages_per_file,
 862                                 ra->ra_max_read_ahead_whole_pages);
 863                         goto out_unlock;
 864                 }
 865         }
 866         if (zero) {
 867                 /* check whether it is in stride I/O mode*/
 868                 if (!index_in_stride_window(ras, index)) {
 869                         if (ras->ras_consecutive_stride_requests == 0 &&
 870                             ras->ras_request_index == 0) {
 871                                 ras_update_stride_detector(ras, index);
 872                                 ras->ras_consecutive_stride_requests++;
 873                         } else {
 874                                 ras_stride_reset(ras);
 875                         }
 876                         ras_reset(inode, ras, index);
 877                         ras->ras_consecutive_pages++;
 878                         goto out_unlock;
 879                 } else {
 880                         ras->ras_consecutive_pages = 0;
 881                         ras->ras_consecutive_requests = 0;
 882                         if (++ras->ras_consecutive_stride_requests > 1)
 883                                 stride_detect = 1;
 884                         RAS_CDEBUG(ras);
 885                 }
 886         } else {
 887                 if (ra_miss) {
 888                         if (index_in_stride_window(ras, index) &&
 889                             stride_io_mode(ras)) {
 890                                 /*If stride-RA hit cache miss, the stride dector
 891                                  *will not be reset to avoid the overhead of
 892                                  *redetecting read-ahead mode
 893                                  */
 894                                 if (index != ras->ras_last_readpage + 1)
 895                                         ras->ras_consecutive_pages = 0;
 896                                 ras_reset(inode, ras, index);
 897                                 RAS_CDEBUG(ras);
 898                         } else {
 899                                 /* Reset both stride window and normal RA
 900                                  * window
 901                                  */
 902                                 ras_reset(inode, ras, index);
 903                                 ras->ras_consecutive_pages++;
 904                                 ras_stride_reset(ras);
 905                                 goto out_unlock;
 906                         }
 907                 } else if (stride_io_mode(ras)) {
 908                         /* If this is contiguous read but in stride I/O mode
 909                          * currently, check whether stride step still is valid,
 910                          * if invalid, it will reset the stride ra window
 911                          */
 912                         if (!index_in_stride_window(ras, index)) {
 913                                 /* Shrink stride read-ahead window to be zero */
 914                                 ras_stride_reset(ras);
 915                                 ras->ras_window_len = 0;
 916                                 ras->ras_next_readahead = index;
 917                         }
 918                 }
 919         }
 920         ras->ras_consecutive_pages++;
 921         ras->ras_last_readpage = index;
 922         ras_set_start(inode, ras, index);
 923
 924         if (stride_io_mode(ras)) {
 925                 /* Since stride readahead is sensitive to the offset
 926                  * of read-ahead, so we use original offset here,
 927                  * instead of ras_window_start, which is RPC aligned
 928                  */
 929                 ras->ras_next_readahead = max(index, ras->ras_next_readahead);
 930         } else {
 931                 if (ras->ras_next_readahead < ras->ras_window_start)
 932                         ras->ras_next_readahead = ras->ras_window_start;
 933                 if (!hit)
 934                         ras->ras_next_readahead = index + 1;
 935         }
 936         RAS_CDEBUG(ras);
 937
 938         /* Trigger RA in the mmap case where ras_consecutive_requests
 939          * is not incremented and thus can't be used to trigger RA
 940          */
 941         if (!ras->ras_window_len && ras->ras_consecutive_pages == 4) {
 942                 ras->ras_window_len = RAS_INCREASE_STEP(inode);
 943                 goto out_unlock;
 944         }
 945
 946         /* Initially reset the stride window offset to next_readahead*/
 947         if (ras->ras_consecutive_stride_requests == 2 && stride_detect) {
 948                 /**
 949                  * Once stride IO mode is detected, next_readahead should be
 950                  * reset to make sure next_readahead > stride offset
 951                  */
 952                 ras->ras_next_readahead = max(index, ras->ras_next_readahead);
 953                 ras->ras_stride_offset = index;
 954                 ras->ras_window_len = RAS_INCREASE_STEP(inode);
 955         }
 956
 957         /* The initial ras_window_len is set to the request size.  To avoid
 958          * uselessly reading and discarding pages for random IO the window is
 959          * only increased once per consecutive request received. */
 960         if ((ras->ras_consecutive_requests > 1 || stride_detect) &&
 961             !ras->ras_request_index)
 962                 ras_increase_window(inode, ras, ra);
 963 out_unlock:
 964         RAS_CDEBUG(ras);
 965         ras->ras_request_index++;
 966         spin_unlock(&ras->ras_lock);
 967         return;
 968 }
 969
 970 int ll_writepage(struct page *vmpage, struct writeback_control *wbc)
 971 {
 972         struct inode           *inode = vmpage->mapping->host;
 973         struct ll_inode_info   *lli   = ll_i2info(inode);
 974         struct lu_env     *env;
 975         struct cl_io       *io;
 976         struct cl_page   *page;
 977         struct cl_object       *clob;
 978         struct cl_env_nest      nest;
 979         bool redirtied = false;
 980         bool unlocked = false;
 981         int result;
 982
 983         LASSERT(PageLocked(vmpage));
 984         LASSERT(!PageWriteback(vmpage));
 985
 986         LASSERT(ll_i2dtexp(inode));
 987
 988         env = cl_env_nested_get(&nest);
 989         if (IS_ERR(env)) {
 990                 result = PTR_ERR(env);
 991                 goto out;
 992         }
 993
 994         clob  = ll_i2info(inode)->lli_clob;
 995         LASSERT(clob);
 996
 997         io = vvp_env_thread_io(env);
 998         io->ci_obj = clob;
 999         io->ci_ignore_layout = 1;
1000         result = cl_io_init(env, io, CIT_MISC, clob);
1001         if (result == 0) {
1002                 page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index,
1003                                     vmpage, CPT_CACHEABLE);
1004                 if (!IS_ERR(page)) {
1005                         lu_ref_add(&page->cp_reference, "writepage",
1006                                    current);
1007                         cl_page_assume(env, io, page);
1008                         result = cl_page_flush(env, io, page);
1009                         if (result != 0) {
1010                                 /*
1011                                  * Re-dirty page on error so it retries write,
1012                                  * but not in case when IO has actually
1013                                  * occurred and completed with an error.
1014                                  */
1015                                 if (!PageError(vmpage)) {
1016                                         redirty_page_for_writepage(wbc, vmpage);
1017                                         result = 0;
1018                                         redirtied = true;
1019                                 }
1020                         }
1021                         cl_page_disown(env, io, page);
1022                         unlocked = true;
1023                         lu_ref_del(&page->cp_reference,
1024                                    "writepage", current);
1025                         cl_page_put(env, page);
1026                 } else {
1027                         result = PTR_ERR(page);
1028                 }
1029         }
1030         cl_io_fini(env, io);
1031
1032         if (redirtied && wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) {
1033                 loff_t offset = cl_offset(clob, vmpage->index);
1034
1035                 /* Flush page failed because the extent is being written out.
1036                  * Wait for the write of extent to be finished to avoid
1037                  * breaking kernel which assumes ->writepage should mark
1038                  * PageWriteback or clean the page.
1039                  */
1040                 result = cl_sync_file_range(inode, offset,
1041                                             offset + PAGE_SIZE - 1,
1042                                             CL_FSYNC_LOCAL, 1);
1043                 if (result > 0) {
1044                         /* actually we may have written more than one page.
1045                          * decreasing this page because the caller will count
1046                          * it.
1047                          */
1048                         wbc->nr_to_write -= result - 1;
1049                         result = 0;
1050                 }
1051         }
1052
1053         cl_env_nested_put(&nest, env);
1054         goto out;
1055
1056 out:
1057         if (result < 0) {
1058                 if (!lli->lli_async_rc)
1059                         lli->lli_async_rc = result;
1060                 SetPageError(vmpage);
1061                 if (!unlocked)
1062                         unlock_page(vmpage);
1063         }
1064         return result;
1065 }
1066
1067 int ll_writepages(struct address_space *mapping, struct writeback_control *wbc)
1068 {
1069         struct inode *inode = mapping->host;
1070         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(inode);
1071         loff_t start;
1072         loff_t end;
1073         enum cl_fsync_mode mode;
1074         int range_whole = 0;
1075         int result;
1076         int ignore_layout = 0;
1077
1078         if (wbc->range_cyclic) {
1079                 start = mapping->writeback_index << PAGE_SHIFT;
1080                 end = OBD_OBJECT_EOF;
1081         } else {
1082                 start = wbc->range_start;
1083                 end = wbc->range_end;
1084                 if (end == LLONG_MAX) {
1085                         end = OBD_OBJECT_EOF;
1086                         range_whole = start == 0;
1087                 }
1088         }
1089
1090         mode = CL_FSYNC_NONE;
1091         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
1092                 mode = CL_FSYNC_LOCAL;
1093
1094         if (sbi->ll_umounting)
1095                 /* if the mountpoint is being umounted, all pages have to be
1096                  * evicted to avoid hitting LBUG when truncate_inode_pages()
1097                  * is called later on.
1098                  */
1099                 ignore_layout = 1;
1100         result = cl_sync_file_range(inode, start, end, mode, ignore_layout);
1101         if (result > 0) {
1102                 wbc->nr_to_write -= result;
1103                 result = 0;
1104          }
1105
1106         if (wbc->range_cyclic || (range_whole && wbc->nr_to_write > 0)) {
1107                 if (end == OBD_OBJECT_EOF)
1108                         mapping->writeback_index = 0;
1109                 else
1110                         mapping->writeback_index = (end >> PAGE_SHIFT) + 1;
1111         }
1112         return result;
1113 }
1114
1115 int ll_readpage(struct file *file, struct page *vmpage)
1116 {
1117         struct ll_cl_context *lcc;
1118         int result;
1119
1120         lcc = ll_cl_init(file, vmpage);
1121         if (!IS_ERR(lcc)) {
1122                 struct lu_env  *env  = lcc->lcc_env;
1123                 struct cl_io   *io   = lcc->lcc_io;
1124                 struct cl_page *page = lcc->lcc_page;
1125
1126                 LASSERT(page->cp_type == CPT_CACHEABLE);
1127                 if (likely(!PageUptodate(vmpage))) {
1128                         cl_page_assume(env, io, page);
1129                         result = cl_io_read_page(env, io, page);
1130                 } else {
1131                         /* Page from a non-object file. */
1132                         unlock_page(vmpage);
1133                         result = 0;
1134                 }
1135                 ll_cl_fini(lcc);
1136         } else {
1137                 unlock_page(vmpage);
1138                 result = PTR_ERR(lcc);
1139         }
1140         return result;
1141 }
1142
1143 int ll_page_sync_io(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
1144                     struct cl_page *page, enum cl_req_type crt)
1145 {
1146         struct cl_2queue  *queue;
1147         int result;
1148
1149         LASSERT(io->ci_type == CIT_READ || io->ci_type == CIT_WRITE);
1150
1151         queue = &io->ci_queue;
1152         cl_2queue_init_page(queue, page);
1153
1154         result = cl_io_submit_sync(env, io, crt, queue, 0);
1155         LASSERT(cl_page_is_owned(page, io));
1156
1157         if (crt == CRT_READ)
1158                 /*
1159                  * in CRT_WRITE case page is left locked even in case of
1160                  * error.
1161                  */
1162                 cl_page_list_disown(env, io, &queue->c2_qin);
1163         cl_2queue_fini(env, queue);
1164
1165         return result;
1166 }