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