Merge remote-tracking branch 'asoc/topic/max98371' into asoc-next
[cascardo/linux.git] / 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 static 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 static struct ll_cl_context *ll_cl_init(struct file *file,
88                                         struct page *vmpage, int create)
89 {
90         struct ll_cl_context *lcc;
91         struct lu_env    *env;
92         struct cl_io     *io;
93         struct cl_object *clob;
94         struct ccc_io    *cio;
95
96         int refcheck;
97         int result = 0;
98
99         clob = ll_i2info(vmpage->mapping->host)->lli_clob;
100         LASSERT(clob);
101
102         env = cl_env_get(&refcheck);
103         if (IS_ERR(env))
104                 return ERR_CAST(env);
105
106         lcc = &vvp_env_info(env)->vti_io_ctx;
107         memset(lcc, 0, sizeof(*lcc));
108         lcc->lcc_env = env;
109         lcc->lcc_refcheck = refcheck;
110         lcc->lcc_cookie = current;
111
112         cio = ccc_env_io(env);
113         io = cio->cui_cl.cis_io;
114         if (!io && create) {
115                 struct inode *inode = vmpage->mapping->host;
116                 loff_t pos;
117
118                 if (inode_trylock(inode)) {
119                         inode_unlock((inode));
120
121                         /* this is too bad. Someone is trying to write the
122                          * page w/o holding inode mutex. This means we can
123                          * add dirty pages into cache during truncate
124                          */
125                         CERROR("Proc %s is dirtying page w/o inode lock, this will break truncate\n",
126                                current->comm);
127                         dump_stack();
128                         LBUG();
129                         return ERR_PTR(-EIO);
130                 }
131
132                 /*
133                  * Loop-back driver calls ->prepare_write().
134                  * methods directly, bypassing file system ->write() operation,
135                  * so cl_io has to be created here.
136                  */
137                 io = ccc_env_thread_io(env);
138                 ll_io_init(io, file, 1);
139
140                 /* No lock at all for this kind of IO - we can't do it because
141                  * we have held page lock, it would cause deadlock.
142                  * XXX: This causes poor performance to loop device - One page
143                  *      per RPC.
144                  *      In order to get better performance, users should use
145                  *      lloop driver instead.
146                  */
147                 io->ci_lockreq = CILR_NEVER;
148
149                 pos = vmpage->index << PAGE_SHIFT;
150
151                 /* Create a temp IO to serve write. */
152                 result = cl_io_rw_init(env, io, CIT_WRITE, pos, PAGE_SIZE);
153                 if (result == 0) {
154                         cio->cui_fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
155                         cio->cui_iter = NULL;
156                         result = cl_io_iter_init(env, io);
157                         if (result == 0) {
158                                 result = cl_io_lock(env, io);
159                                 if (result == 0)
160                                         result = cl_io_start(env, io);
161                         }
162                 } else
163                         result = io->ci_result;
164         }
165
166         lcc->lcc_io = io;
167         if (!io)
168                 result = -EIO;
169         if (result == 0) {
170                 struct cl_page   *page;
171
172                 LASSERT(io->ci_state == CIS_IO_GOING);
173                 LASSERT(cio->cui_fd == LUSTRE_FPRIVATE(file));
174                 page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index, vmpage,
175                                     CPT_CACHEABLE);
176                 if (!IS_ERR(page)) {
177                         lcc->lcc_page = page;
178                         lu_ref_add(&page->cp_reference, "cl_io", io);
179                         result = 0;
180                 } else
181                         result = PTR_ERR(page);
182         }
183         if (result) {
184                 ll_cl_fini(lcc);
185                 lcc = ERR_PTR(result);
186         }
187
188         CDEBUG(D_VFSTRACE, "%lu@"DFID" -> %d %p %p\n",
189                vmpage->index, PFID(lu_object_fid(&clob->co_lu)), result,
190                env, io);
191         return lcc;
192 }
193
194 static struct ll_cl_context *ll_cl_get(void)
195 {
196         struct ll_cl_context *lcc;
197         struct lu_env *env;
198         int refcheck;
199
200         env = cl_env_get(&refcheck);
201         LASSERT(!IS_ERR(env));
202         lcc = &vvp_env_info(env)->vti_io_ctx;
203         LASSERT(env == lcc->lcc_env);
204         LASSERT(current == lcc->lcc_cookie);
205         cl_env_put(env, &refcheck);
206
207         /* env has got in ll_cl_init, so it is still usable. */
208         return lcc;
209 }
210
211 /**
212  * ->prepare_write() address space operation called by generic_file_write()
213  * for every page during write.
214  */
215 int ll_prepare_write(struct file *file, struct page *vmpage, unsigned from,
216                      unsigned to)
217 {
218         struct ll_cl_context *lcc;
219         int result;
220
221         lcc = ll_cl_init(file, vmpage, 1);
222         if (!IS_ERR(lcc)) {
223                 struct lu_env  *env = lcc->lcc_env;
224                 struct cl_io   *io  = lcc->lcc_io;
225                 struct cl_page *page = lcc->lcc_page;
226
227                 cl_page_assume(env, io, page);
228
229                 result = cl_io_prepare_write(env, io, page, from, to);
230                 if (result == 0) {
231                         /*
232                          * Add a reference, so that page is not evicted from
233                          * the cache until ->commit_write() is called.
234                          */
235                         cl_page_get(page);
236                         lu_ref_add(&page->cp_reference, "prepare_write",
237                                    current);
238                 } else {
239                         cl_page_unassume(env, io, page);
240                         ll_cl_fini(lcc);
241                 }
242                 /* returning 0 in prepare assumes commit must be called
243                  * afterwards
244                  */
245         } else {
246                 result = PTR_ERR(lcc);
247         }
248         return result;
249 }
250
251 int ll_commit_write(struct file *file, struct page *vmpage, unsigned from,
252                     unsigned to)
253 {
254         struct ll_cl_context *lcc;
255         struct lu_env    *env;
256         struct cl_io     *io;
257         struct cl_page   *page;
258         int result = 0;
259
260         lcc  = ll_cl_get();
261         env  = lcc->lcc_env;
262         page = lcc->lcc_page;
263         io   = lcc->lcc_io;
264
265         LASSERT(cl_page_is_owned(page, io));
266         LASSERT(from <= to);
267         if (from != to) /* handle short write case. */
268                 result = cl_io_commit_write(env, io, page, from, to);
269         if (cl_page_is_owned(page, io))
270                 cl_page_unassume(env, io, page);
271
272         /*
273          * Release reference acquired by ll_prepare_write().
274          */
275         lu_ref_del(&page->cp_reference, "prepare_write", current);
276         cl_page_put(env, page);
277         ll_cl_fini(lcc);
278         return result;
279 }
280
281 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which);
282
283 /**
284  * Get readahead pages from the filesystem readahead pool of the client for a
285  * thread.
286  *
287  * /param sbi superblock for filesystem readahead state ll_ra_info
288  * /param ria per-thread readahead state
289  * /param pages number of pages requested for readahead for the thread.
290  *
291  * WARNING: This algorithm is used to reduce contention on sbi->ll_lock.
292  * It should work well if the ra_max_pages is much greater than the single
293  * file's read-ahead window, and not too many threads contending for
294  * these readahead pages.
295  *
296  * TODO: There may be a 'global sync problem' if many threads are trying
297  * to get an ra budget that is larger than the remaining readahead pages
298  * and reach here at exactly the same time. They will compute /a ret to
299  * consume the remaining pages, but will fail at atomic_add_return() and
300  * get a zero ra window, although there is still ra space remaining. - Jay
301  */
302 static unsigned long ll_ra_count_get(struct ll_sb_info *sbi,
303                                      struct ra_io_arg *ria,
304                                      unsigned long pages)
305 {
306         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
307         long ret;
308
309         /* If read-ahead pages left are less than 1M, do not do read-ahead,
310          * otherwise it will form small read RPC(< 1M), which hurt server
311          * performance a lot.
312          */
313         ret = min(ra->ra_max_pages - atomic_read(&ra->ra_cur_pages), pages);
314         if (ret < 0 || ret < min_t(long, PTLRPC_MAX_BRW_PAGES, pages)) {
315                 ret = 0;
316                 goto out;
317         }
318
319         /* If the non-strided (ria_pages == 0) readahead window
320          * (ria_start + ret) has grown across an RPC boundary, then trim
321          * readahead size by the amount beyond the RPC so it ends on an
322          * RPC boundary. If the readahead window is already ending on
323          * an RPC boundary (beyond_rpc == 0), or smaller than a full
324          * RPC (beyond_rpc < ret) the readahead size is unchanged.
325          * The (beyond_rpc != 0) check is skipped since the conditional
326          * branch is more expensive than subtracting zero from the result.
327          *
328          * Strided read is left unaligned to avoid small fragments beyond
329          * the RPC boundary from needing an extra read RPC.
330          */
331         if (ria->ria_pages == 0) {
332                 long beyond_rpc = (ria->ria_start + ret) % PTLRPC_MAX_BRW_PAGES;
333
334                 if (/* beyond_rpc != 0 && */ beyond_rpc < ret)
335                         ret -= beyond_rpc;
336         }
337
338         if (atomic_add_return(ret, &ra->ra_cur_pages) > ra->ra_max_pages) {
339                 atomic_sub(ret, &ra->ra_cur_pages);
340                 ret = 0;
341         }
342
343 out:
344         return ret;
345 }
346
347 void ll_ra_count_put(struct ll_sb_info *sbi, unsigned long len)
348 {
349         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
350
351         atomic_sub(len, &ra->ra_cur_pages);
352 }
353
354 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which)
355 {
356         LASSERTF(which >= 0 && which < _NR_RA_STAT, "which: %u\n", which);
357         lprocfs_counter_incr(sbi->ll_ra_stats, which);
358 }
359
360 void ll_ra_stats_inc(struct address_space *mapping, enum ra_stat which)
361 {
362         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(mapping->host);
363
364         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, which);
365 }
366
367 #define RAS_CDEBUG(ras) \
368         CDEBUG(D_READA,                                               \
369                "lrp %lu cr %lu cp %lu ws %lu wl %lu nra %lu r %lu ri %lu"    \
370                "csr %lu sf %lu sp %lu sl %lu\n",                            \
371                ras->ras_last_readpage, ras->ras_consecutive_requests,   \
372                ras->ras_consecutive_pages, ras->ras_window_start,           \
373                ras->ras_window_len, ras->ras_next_readahead,             \
374                ras->ras_requests, ras->ras_request_index,                   \
375                ras->ras_consecutive_stride_requests, ras->ras_stride_offset, \
376                ras->ras_stride_pages, ras->ras_stride_length)
377
378 static int index_in_window(unsigned long index, unsigned long point,
379                            unsigned long before, unsigned long after)
380 {
381         unsigned long start = point - before, end = point + after;
382
383         if (start > point)
384                 start = 0;
385         if (end < point)
386                 end = ~0;
387
388         return start <= index && index <= end;
389 }
390
391 static struct ll_readahead_state *ll_ras_get(struct file *f)
392 {
393         struct ll_file_data       *fd;
394
395         fd = LUSTRE_FPRIVATE(f);
396         return &fd->fd_ras;
397 }
398
399 void ll_ra_read_in(struct file *f, struct ll_ra_read *rar)
400 {
401         struct ll_readahead_state *ras;
402
403         ras = ll_ras_get(f);
404
405         spin_lock(&ras->ras_lock);
406         ras->ras_requests++;
407         ras->ras_request_index = 0;
408         ras->ras_consecutive_requests++;
409         rar->lrr_reader = current;
410
411         list_add(&rar->lrr_linkage, &ras->ras_read_beads);
412         spin_unlock(&ras->ras_lock);
413 }
414
415 void ll_ra_read_ex(struct file *f, struct ll_ra_read *rar)
416 {
417         struct ll_readahead_state *ras;
418
419         ras = ll_ras_get(f);
420
421         spin_lock(&ras->ras_lock);
422         list_del_init(&rar->lrr_linkage);
423         spin_unlock(&ras->ras_lock);
424 }
425
426 static int cl_read_ahead_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
427                               struct cl_page_list *queue, struct cl_page *page,
428                               struct page *vmpage)
429 {
430         struct ccc_page *cp;
431         int           rc;
432
433         rc = 0;
434         cl_page_assume(env, io, page);
435         lu_ref_add(&page->cp_reference, "ra", current);
436         cp = cl2ccc_page(cl_page_at(page, &vvp_device_type));
437         if (!cp->cpg_defer_uptodate && !PageUptodate(vmpage)) {
438                 rc = cl_page_is_under_lock(env, io, page);
439                 if (rc == -EBUSY) {
440                         cp->cpg_defer_uptodate = 1;
441                         cp->cpg_ra_used = 0;
442                         cl_page_list_add(queue, page);
443                         rc = 1;
444                 } else {
445                         cl_page_delete(env, page);
446                         rc = -ENOLCK;
447                 }
448         } else {
449                 /* skip completed pages */
450                 cl_page_unassume(env, io, page);
451         }
452         lu_ref_del(&page->cp_reference, "ra", current);
453         cl_page_put(env, page);
454         return rc;
455 }
456
457 /**
458  * Initiates read-ahead of a page with given index.
459  *
460  * \retval     +ve: page was added to \a queue.
461  *
462  * \retval -ENOLCK: there is no extent lock for this part of a file, stop
463  *                read-ahead.
464  *
465  * \retval  -ve, 0: page wasn't added to \a queue for other reason.
466  */
467 static int ll_read_ahead_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
468                               struct cl_page_list *queue,
469                               pgoff_t index, struct address_space *mapping)
470 {
471         struct page      *vmpage;
472         struct cl_object *clob  = ll_i2info(mapping->host)->lli_clob;
473         struct cl_page   *page;
474         enum ra_stat      which = _NR_RA_STAT; /* keep gcc happy */
475         int            rc    = 0;
476         const char       *msg   = NULL;
477
478         vmpage = grab_cache_page_nowait(mapping, index);
479         if (vmpage) {
480                 /* Check if vmpage was truncated or reclaimed */
481                 if (vmpage->mapping == mapping) {
482                         page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index,
483                                             vmpage, CPT_CACHEABLE);
484                         if (!IS_ERR(page)) {
485                                 rc = cl_read_ahead_page(env, io, queue,
486                                                         page, vmpage);
487                                 if (rc == -ENOLCK) {
488                                         which = RA_STAT_FAILED_MATCH;
489                                         msg   = "lock match failed";
490                                 }
491                         } else {
492                                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
493                                 msg   = "cl_page_find failed";
494                         }
495                 } else {
496                         which = RA_STAT_WRONG_GRAB_PAGE;
497                         msg   = "g_c_p_n returned invalid page";
498                 }
499                 if (rc != 1)
500                         unlock_page(vmpage);
501                 put_page(vmpage);
502         } else {
503                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
504                 msg   = "g_c_p_n failed";
505         }
506         if (msg) {
507                 ll_ra_stats_inc(mapping, which);
508                 CDEBUG(D_READA, "%s\n", msg);
509         }
510         return rc;
511 }
512
513 #define RIA_DEBUG(ria)                                                 \
514         CDEBUG(D_READA, "rs %lu re %lu ro %lu rl %lu rp %lu\n",       \
515         ria->ria_start, ria->ria_end, ria->ria_stoff, ria->ria_length,\
516         ria->ria_pages)
517
518 /* Limit this to the blocksize instead of PTLRPC_BRW_MAX_SIZE, since we don't
519  * know what the actual RPC size is.  If this needs to change, it makes more
520  * sense to tune the i_blkbits value for the file based on the OSTs it is
521  * striped over, rather than having a constant value for all files here.
522  */
523
524 /* RAS_INCREASE_STEP should be (1UL << (inode->i_blkbits - PAGE_SHIFT)).
525  * Temporarily set RAS_INCREASE_STEP to 1MB. After 4MB RPC is enabled
526  * by default, this should be adjusted corresponding with max_read_ahead_mb
527  * and max_read_ahead_per_file_mb otherwise the readahead budget can be used
528  * up quickly which will affect read performance significantly. See LU-2816
529  */
530 #define RAS_INCREASE_STEP(inode) (ONE_MB_BRW_SIZE >> PAGE_SHIFT)
531
532 static inline int stride_io_mode(struct ll_readahead_state *ras)
533 {
534         return ras->ras_consecutive_stride_requests > 1;
535 }
536
537 /* The function calculates how much pages will be read in
538  * [off, off + length], in such stride IO area,
539  * stride_offset = st_off, stride_length = st_len,
540  * stride_pages = st_pgs
541  *
542  *   |------------------|*****|------------------|*****|------------|*****|....
543  * st_off
544  *   |--- st_pgs     ---|
545  *   |-----     st_len   -----|
546  *
547  *            How many pages it should read in such pattern
548  *            |-------------------------------------------------------------|
549  *            off
550  *            |<------            length                      ------->|
551  *
552  *        =   |<----->|  +  |-------------------------------------| +   |---|
553  *           start_left          st_pgs * i                 end_left
554  */
555 static unsigned long
556 stride_pg_count(pgoff_t st_off, unsigned long st_len, unsigned long st_pgs,
557                 unsigned long off, unsigned long length)
558 {
559         __u64 start = off > st_off ? off - st_off : 0;
560         __u64 end = off + length > st_off ? off + length - st_off : 0;
561         unsigned long start_left = 0;
562         unsigned long end_left = 0;
563         unsigned long pg_count;
564
565         if (st_len == 0 || length == 0 || end == 0)
566                 return length;
567
568         start_left = do_div(start, st_len);
569         if (start_left < st_pgs)
570                 start_left = st_pgs - start_left;
571         else
572                 start_left = 0;
573
574         end_left = do_div(end, st_len);
575         if (end_left > st_pgs)
576                 end_left = st_pgs;
577
578         CDEBUG(D_READA, "start %llu, end %llu start_left %lu end_left %lu\n",
579                start, end, start_left, end_left);
580
581         if (start == end)
582                 pg_count = end_left - (st_pgs - start_left);
583         else
584                 pg_count = start_left + st_pgs * (end - start - 1) + end_left;
585
586         CDEBUG(D_READA, "st_off %lu, st_len %lu st_pgs %lu off %lu length %lu pgcount %lu\n",
587                st_off, st_len, st_pgs, off, length, pg_count);
588
589         return pg_count;
590 }
591
592 static int ria_page_count(struct ra_io_arg *ria)
593 {
594         __u64 length = ria->ria_end >= ria->ria_start ?
595                        ria->ria_end - ria->ria_start + 1 : 0;
596
597         return stride_pg_count(ria->ria_stoff, ria->ria_length,
598                                ria->ria_pages, ria->ria_start,
599                                length);
600 }
601
602 /*Check whether the index is in the defined ra-window */
603 static int ras_inside_ra_window(unsigned long idx, struct ra_io_arg *ria)
604 {
605         /* If ria_length == ria_pages, it means non-stride I/O mode,
606          * idx should always inside read-ahead window in this case
607          * For stride I/O mode, just check whether the idx is inside
608          * the ria_pages.
609          */
610         return ria->ria_length == 0 || ria->ria_length == ria->ria_pages ||
611                (idx >= ria->ria_stoff && (idx - ria->ria_stoff) %
612                 ria->ria_length < ria->ria_pages);
613 }
614
615 static int ll_read_ahead_pages(const struct lu_env *env,
616                                struct cl_io *io, struct cl_page_list *queue,
617                                struct ra_io_arg *ria,
618                                unsigned long *reserved_pages,
619                                struct address_space *mapping,
620                                unsigned long *ra_end)
621 {
622         int rc, count = 0, stride_ria;
623         unsigned long page_idx;
624
625         LASSERT(ria);
626         RIA_DEBUG(ria);
627
628         stride_ria = ria->ria_length > ria->ria_pages && ria->ria_pages > 0;
629         for (page_idx = ria->ria_start;
630              page_idx <= ria->ria_end && *reserved_pages > 0; page_idx++) {
631                 if (ras_inside_ra_window(page_idx, ria)) {
632                         /* If the page is inside the read-ahead window*/
633                         rc = ll_read_ahead_page(env, io, queue,
634                                                 page_idx, mapping);
635                         if (rc == 1) {
636                                 (*reserved_pages)--;
637                                 count++;
638                         } else if (rc == -ENOLCK)
639                                 break;
640                 } else if (stride_ria) {
641                         /* If it is not in the read-ahead window, and it is
642                          * read-ahead mode, then check whether it should skip
643                          * the stride gap
644                          */
645                         pgoff_t offset;
646                         /* FIXME: This assertion only is valid when it is for
647                          * forward read-ahead, it will be fixed when backward
648                          * read-ahead is implemented
649                          */
650                         LASSERTF(page_idx > ria->ria_stoff, "Invalid page_idx %lu rs %lu re %lu ro %lu rl %lu rp %lu\n",
651                                  page_idx,
652                                  ria->ria_start, ria->ria_end, ria->ria_stoff,
653                                  ria->ria_length, ria->ria_pages);
654                         offset = page_idx - ria->ria_stoff;
655                         offset = offset % (ria->ria_length);
656                         if (offset > ria->ria_pages) {
657                                 page_idx += ria->ria_length - offset;
658                                 CDEBUG(D_READA, "i %lu skip %lu\n", page_idx,
659                                        ria->ria_length - offset);
660                                 continue;
661                         }
662                 }
663         }
664         *ra_end = page_idx;
665         return count;
666 }
667
668 int ll_readahead(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
669                  struct ll_readahead_state *ras, struct address_space *mapping,
670                  struct cl_page_list *queue, int flags)
671 {
672         struct vvp_io *vio = vvp_env_io(env);
673         struct vvp_thread_info *vti = vvp_env_info(env);
674         struct cl_attr *attr = ccc_env_thread_attr(env);
675         unsigned long start = 0, end = 0, reserved;
676         unsigned long ra_end, len;
677         struct inode *inode;
678         struct ll_ra_read *bead;
679         struct ra_io_arg *ria = &vti->vti_ria;
680         struct ll_inode_info *lli;
681         struct cl_object *clob;
682         int ret = 0;
683         __u64 kms;
684
685         inode = mapping->host;
686         lli = ll_i2info(inode);
687         clob = lli->lli_clob;
688
689         memset(ria, 0, sizeof(*ria));
690
691         cl_object_attr_lock(clob);
692         ret = cl_object_attr_get(env, clob, attr);
693         cl_object_attr_unlock(clob);
694
695         if (ret != 0)
696                 return ret;
697         kms = attr->cat_kms;
698         if (kms == 0) {
699                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_ZERO_LEN);
700                 return 0;
701         }
702
703         spin_lock(&ras->ras_lock);
704         if (vio->cui_ra_window_set)
705                 bead = &vio->cui_bead;
706         else
707                 bead = NULL;
708
709         /* Enlarge the RA window to encompass the full read */
710         if (bead && ras->ras_window_start + ras->ras_window_len <
711             bead->lrr_start + bead->lrr_count) {
712                 ras->ras_window_len = bead->lrr_start + bead->lrr_count -
713                                       ras->ras_window_start;
714         }
715         /* Reserve a part of the read-ahead window that we'll be issuing */
716         if (ras->ras_window_len) {
717                 start = ras->ras_next_readahead;
718                 end = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len - 1;
719         }
720         if (end != 0) {
721                 unsigned long rpc_boundary;
722                 /*
723                  * Align RA window to an optimal boundary.
724                  *
725                  * XXX This would be better to align to cl_max_pages_per_rpc
726                  * instead of PTLRPC_MAX_BRW_PAGES, because the RPC size may
727                  * be aligned to the RAID stripe size in the future and that
728                  * is more important than the RPC size.
729                  */
730                 /* Note: we only trim the RPC, instead of extending the RPC
731                  * to the boundary, so to avoid reading too much pages during
732                  * random reading.
733                  */
734                 rpc_boundary = (end + 1) & (~(PTLRPC_MAX_BRW_PAGES - 1));
735                 if (rpc_boundary > 0)
736                         rpc_boundary--;
737
738                 if (rpc_boundary  > start)
739                         end = rpc_boundary;
740
741                 /* Truncate RA window to end of file */
742                 end = min(end, (unsigned long)((kms - 1) >> PAGE_SHIFT));
743
744                 ras->ras_next_readahead = max(end, end + 1);
745                 RAS_CDEBUG(ras);
746         }
747         ria->ria_start = start;
748         ria->ria_end = end;
749         /* If stride I/O mode is detected, get stride window*/
750         if (stride_io_mode(ras)) {
751                 ria->ria_stoff = ras->ras_stride_offset;
752                 ria->ria_length = ras->ras_stride_length;
753                 ria->ria_pages = ras->ras_stride_pages;
754         }
755         spin_unlock(&ras->ras_lock);
756
757         if (end == 0) {
758                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_ZERO_WINDOW);
759                 return 0;
760         }
761         len = ria_page_count(ria);
762         if (len == 0)
763                 return 0;
764
765         reserved = ll_ra_count_get(ll_i2sbi(inode), ria, len);
766         if (reserved < len)
767                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_MAX_IN_FLIGHT);
768
769         CDEBUG(D_READA, "reserved page %lu ra_cur %d ra_max %lu\n", reserved,
770                atomic_read(&ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_cur_pages),
771                ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_max_pages);
772
773         ret = ll_read_ahead_pages(env, io, queue,
774                                   ria, &reserved, mapping, &ra_end);
775
776         if (reserved != 0)
777                 ll_ra_count_put(ll_i2sbi(inode), reserved);
778
779         if (ra_end == end + 1 && ra_end == (kms >> PAGE_SHIFT))
780                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_EOF);
781
782         /* if we didn't get to the end of the region we reserved from
783          * the ras we need to go back and update the ras so that the
784          * next read-ahead tries from where we left off.  we only do so
785          * if the region we failed to issue read-ahead on is still ahead
786          * of the app and behind the next index to start read-ahead from
787          */
788         CDEBUG(D_READA, "ra_end %lu end %lu stride end %lu\n",
789                ra_end, end, ria->ria_end);
790
791         if (ra_end != end + 1) {
792                 spin_lock(&ras->ras_lock);
793                 if (ra_end < ras->ras_next_readahead &&
794                     index_in_window(ra_end, ras->ras_window_start, 0,
795                                     ras->ras_window_len)) {
796                         ras->ras_next_readahead = ra_end;
797                         RAS_CDEBUG(ras);
798                 }
799                 spin_unlock(&ras->ras_lock);
800         }
801
802         return ret;
803 }
804
805 static void ras_set_start(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras,
806                           unsigned long index)
807 {
808         ras->ras_window_start = index & (~(RAS_INCREASE_STEP(inode) - 1));
809 }
810
811 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
812 static void ras_reset(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras,
813                       unsigned long index)
814 {
815         ras->ras_last_readpage = index;
816         ras->ras_consecutive_requests = 0;
817         ras->ras_consecutive_pages = 0;
818         ras->ras_window_len = 0;
819         ras_set_start(inode, ras, index);
820         ras->ras_next_readahead = max(ras->ras_window_start, index);
821
822         RAS_CDEBUG(ras);
823 }
824
825 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
826 static void ras_stride_reset(struct ll_readahead_state *ras)
827 {
828         ras->ras_consecutive_stride_requests = 0;
829         ras->ras_stride_length = 0;
830         ras->ras_stride_pages = 0;
831         RAS_CDEBUG(ras);
832 }
833
834 void ll_readahead_init(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras)
835 {
836         spin_lock_init(&ras->ras_lock);
837         ras_reset(inode, ras, 0);
838         ras->ras_requests = 0;
839         INIT_LIST_HEAD(&ras->ras_read_beads);
840 }
841
842 /*
843  * Check whether the read request is in the stride window.
844  * If it is in the stride window, return 1, otherwise return 0.
845  */
846 static int index_in_stride_window(struct ll_readahead_state *ras,
847                                   unsigned long index)
848 {
849         unsigned long stride_gap;
850
851         if (ras->ras_stride_length == 0 || ras->ras_stride_pages == 0 ||
852             ras->ras_stride_pages == ras->ras_stride_length)
853                 return 0;
854
855         stride_gap = index - ras->ras_last_readpage - 1;
856
857         /* If it is contiguous read */
858         if (stride_gap == 0)
859                 return ras->ras_consecutive_pages + 1 <= ras->ras_stride_pages;
860
861         /* Otherwise check the stride by itself */
862         return (ras->ras_stride_length - ras->ras_stride_pages) == stride_gap &&
863                 ras->ras_consecutive_pages == ras->ras_stride_pages;
864 }
865
866 static void ras_update_stride_detector(struct ll_readahead_state *ras,
867                                        unsigned long index)
868 {
869         unsigned long stride_gap = index - ras->ras_last_readpage - 1;
870
871         if (!stride_io_mode(ras) && (stride_gap != 0 ||
872             ras->ras_consecutive_stride_requests == 0)) {
873                 ras->ras_stride_pages = ras->ras_consecutive_pages;
874                 ras->ras_stride_length = stride_gap+ras->ras_consecutive_pages;
875         }
876         LASSERT(ras->ras_request_index == 0);
877         LASSERT(ras->ras_consecutive_stride_requests == 0);
878
879         if (index <= ras->ras_last_readpage) {
880                 /*Reset stride window for forward read*/
881                 ras_stride_reset(ras);
882                 return;
883         }
884
885         ras->ras_stride_pages = ras->ras_consecutive_pages;
886         ras->ras_stride_length = stride_gap+ras->ras_consecutive_pages;
887
888         RAS_CDEBUG(ras);
889         return;
890 }
891
892 /* Stride Read-ahead window will be increased inc_len according to
893  * stride I/O pattern
894  */
895 static void ras_stride_increase_window(struct ll_readahead_state *ras,
896                                        struct ll_ra_info *ra,
897                                        unsigned long inc_len)
898 {
899         unsigned long left, step, window_len;
900         unsigned long stride_len;
901
902         LASSERT(ras->ras_stride_length > 0);
903         LASSERTF(ras->ras_window_start + ras->ras_window_len
904                  >= ras->ras_stride_offset, "window_start %lu, window_len %lu stride_offset %lu\n",
905                  ras->ras_window_start,
906                  ras->ras_window_len, ras->ras_stride_offset);
907
908         stride_len = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len -
909                      ras->ras_stride_offset;
910
911         left = stride_len % ras->ras_stride_length;
912         window_len = ras->ras_window_len - left;
913
914         if (left < ras->ras_stride_pages)
915                 left += inc_len;
916         else
917                 left = ras->ras_stride_pages + inc_len;
918
919         LASSERT(ras->ras_stride_pages != 0);
920
921         step = left / ras->ras_stride_pages;
922         left %= ras->ras_stride_pages;
923
924         window_len += step * ras->ras_stride_length + left;
925
926         if (stride_pg_count(ras->ras_stride_offset, ras->ras_stride_length,
927                             ras->ras_stride_pages, ras->ras_stride_offset,
928                             window_len) <= ra->ra_max_pages_per_file)
929                 ras->ras_window_len = window_len;
930
931         RAS_CDEBUG(ras);
932 }
933
934 static void ras_increase_window(struct inode *inode,
935                                 struct ll_readahead_state *ras,
936                                 struct ll_ra_info *ra)
937 {
938         /* The stretch of ra-window should be aligned with max rpc_size
939          * but current clio architecture does not support retrieve such
940          * information from lower layer. FIXME later
941          */
942         if (stride_io_mode(ras))
943                 ras_stride_increase_window(ras, ra, RAS_INCREASE_STEP(inode));
944         else
945                 ras->ras_window_len = min(ras->ras_window_len +
946                                           RAS_INCREASE_STEP(inode),
947                                           ra->ra_max_pages_per_file);
948 }
949
950 void ras_update(struct ll_sb_info *sbi, struct inode *inode,
951                 struct ll_readahead_state *ras, unsigned long index,
952                 unsigned hit)
953 {
954         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
955         int zero = 0, stride_detect = 0, ra_miss = 0;
956
957         spin_lock(&ras->ras_lock);
958
959         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, hit ? RA_STAT_HIT : RA_STAT_MISS);
960
961         /* reset the read-ahead window in two cases.  First when the app seeks
962          * or reads to some other part of the file.  Secondly if we get a
963          * read-ahead miss that we think we've previously issued.  This can
964          * be a symptom of there being so many read-ahead pages that the VM is
965          * reclaiming it before we get to it.
966          */
967         if (!index_in_window(index, ras->ras_last_readpage, 8, 8)) {
968                 zero = 1;
969                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_DISTANT_READPAGE);
970         } else if (!hit && ras->ras_window_len &&
971                    index < ras->ras_next_readahead &&
972                    index_in_window(index, ras->ras_window_start, 0,
973                                    ras->ras_window_len)) {
974                 ra_miss = 1;
975                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_MISS_IN_WINDOW);
976         }
977
978         /* On the second access to a file smaller than the tunable
979          * ra_max_read_ahead_whole_pages trigger RA on all pages in the
980          * file up to ra_max_pages_per_file.  This is simply a best effort
981          * and only occurs once per open file.  Normal RA behavior is reverted
982          * to for subsequent IO.  The mmap case does not increment
983          * ras_requests and thus can never trigger this behavior.
984          */
985         if (ras->ras_requests == 2 && !ras->ras_request_index) {
986                 __u64 kms_pages;
987
988                 kms_pages = (i_size_read(inode) + PAGE_SIZE - 1) >>
989                             PAGE_SHIFT;
990
991                 CDEBUG(D_READA, "kmsp %llu mwp %lu mp %lu\n", kms_pages,
992                        ra->ra_max_read_ahead_whole_pages, ra->ra_max_pages_per_file);
993
994                 if (kms_pages &&
995                     kms_pages <= ra->ra_max_read_ahead_whole_pages) {
996                         ras->ras_window_start = 0;
997                         ras->ras_last_readpage = 0;
998                         ras->ras_next_readahead = 0;
999                         ras->ras_window_len = min(ra->ra_max_pages_per_file,
1000                                 ra->ra_max_read_ahead_whole_pages);
1001                         goto out_unlock;
1002                 }
1003         }
1004         if (zero) {
1005                 /* check whether it is in stride I/O mode*/
1006                 if (!index_in_stride_window(ras, index)) {
1007                         if (ras->ras_consecutive_stride_requests == 0 &&
1008                             ras->ras_request_index == 0) {
1009                                 ras_update_stride_detector(ras, index);
1010                                 ras->ras_consecutive_stride_requests++;
1011                         } else {
1012                                 ras_stride_reset(ras);
1013                         }
1014                         ras_reset(inode, ras, index);
1015                         ras->ras_consecutive_pages++;
1016                         goto out_unlock;
1017                 } else {
1018                         ras->ras_consecutive_pages = 0;
1019                         ras->ras_consecutive_requests = 0;
1020                         if (++ras->ras_consecutive_stride_requests > 1)
1021                                 stride_detect = 1;
1022                         RAS_CDEBUG(ras);
1023                 }
1024         } else {
1025                 if (ra_miss) {
1026                         if (index_in_stride_window(ras, index) &&
1027                             stride_io_mode(ras)) {
1028                                 /*If stride-RA hit cache miss, the stride dector
1029                                  *will not be reset to avoid the overhead of
1030                                  *redetecting read-ahead mode
1031                                  */
1032                                 if (index != ras->ras_last_readpage + 1)
1033                                         ras->ras_consecutive_pages = 0;
1034                                 ras_reset(inode, ras, index);
1035                                 RAS_CDEBUG(ras);
1036                         } else {
1037                                 /* Reset both stride window and normal RA
1038                                  * window
1039                                  */
1040                                 ras_reset(inode, ras, index);
1041                                 ras->ras_consecutive_pages++;
1042                                 ras_stride_reset(ras);
1043                                 goto out_unlock;
1044                         }
1045                 } else if (stride_io_mode(ras)) {
1046                         /* If this is contiguous read but in stride I/O mode
1047                          * currently, check whether stride step still is valid,
1048                          * if invalid, it will reset the stride ra window
1049                          */
1050                         if (!index_in_stride_window(ras, index)) {
1051                                 /* Shrink stride read-ahead window to be zero */
1052                                 ras_stride_reset(ras);
1053                                 ras->ras_window_len = 0;
1054                                 ras->ras_next_readahead = index;
1055                         }
1056                 }
1057         }
1058         ras->ras_consecutive_pages++;
1059         ras->ras_last_readpage = index;
1060         ras_set_start(inode, ras, index);
1061
1062         if (stride_io_mode(ras))
1063                 /* Since stride readahead is sensitive to the offset
1064                  * of read-ahead, so we use original offset here,
1065                  * instead of ras_window_start, which is RPC aligned
1066                  */
1067                 ras->ras_next_readahead = max(index, ras->ras_next_readahead);
1068         else
1069                 ras->ras_next_readahead = max(ras->ras_window_start,
1070                                               ras->ras_next_readahead);
1071         RAS_CDEBUG(ras);
1072
1073         /* Trigger RA in the mmap case where ras_consecutive_requests
1074          * is not incremented and thus can't be used to trigger RA
1075          */
1076         if (!ras->ras_window_len && ras->ras_consecutive_pages == 4) {
1077                 ras->ras_window_len = RAS_INCREASE_STEP(inode);
1078                 goto out_unlock;
1079         }
1080
1081         /* Initially reset the stride window offset to next_readahead*/
1082         if (ras->ras_consecutive_stride_requests == 2 && stride_detect) {
1083                 /**
1084                  * Once stride IO mode is detected, next_readahead should be
1085                  * reset to make sure next_readahead > stride offset
1086                  */
1087                 ras->ras_next_readahead = max(index, ras->ras_next_readahead);
1088                 ras->ras_stride_offset = index;
1089                 ras->ras_window_len = RAS_INCREASE_STEP(inode);
1090         }
1091
1092         /* The initial ras_window_len is set to the request size.  To avoid
1093          * uselessly reading and discarding pages for random IO the window is
1094          * only increased once per consecutive request received. */
1095         if ((ras->ras_consecutive_requests > 1 || stride_detect) &&
1096             !ras->ras_request_index)
1097                 ras_increase_window(inode, ras, ra);
1098 out_unlock:
1099         RAS_CDEBUG(ras);
1100         ras->ras_request_index++;
1101         spin_unlock(&ras->ras_lock);
1102         return;
1103 }
1104
1105 int ll_writepage(struct page *vmpage, struct writeback_control *wbc)
1106 {
1107         struct inode           *inode = vmpage->mapping->host;
1108         struct ll_inode_info   *lli   = ll_i2info(inode);
1109         struct lu_env     *env;
1110         struct cl_io       *io;
1111         struct cl_page   *page;
1112         struct cl_object       *clob;
1113         struct cl_env_nest      nest;
1114         bool redirtied = false;
1115         bool unlocked = false;
1116         int result;
1117
1118         LASSERT(PageLocked(vmpage));
1119         LASSERT(!PageWriteback(vmpage));
1120
1121         LASSERT(ll_i2dtexp(inode));
1122
1123         env = cl_env_nested_get(&nest);
1124         if (IS_ERR(env)) {
1125                 result = PTR_ERR(env);
1126                 goto out;
1127         }
1128
1129         clob  = ll_i2info(inode)->lli_clob;
1130         LASSERT(clob);
1131
1132         io = ccc_env_thread_io(env);
1133         io->ci_obj = clob;
1134         io->ci_ignore_layout = 1;
1135         result = cl_io_init(env, io, CIT_MISC, clob);
1136         if (result == 0) {
1137                 page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index,
1138                                     vmpage, CPT_CACHEABLE);
1139                 if (!IS_ERR(page)) {
1140                         lu_ref_add(&page->cp_reference, "writepage",
1141                                    current);
1142                         cl_page_assume(env, io, page);
1143                         result = cl_page_flush(env, io, page);
1144                         if (result != 0) {
1145                                 /*
1146                                  * Re-dirty page on error so it retries write,
1147                                  * but not in case when IO has actually
1148                                  * occurred and completed with an error.
1149                                  */
1150                                 if (!PageError(vmpage)) {
1151                                         redirty_page_for_writepage(wbc, vmpage);
1152                                         result = 0;
1153                                         redirtied = true;
1154                                 }
1155                         }
1156                         cl_page_disown(env, io, page);
1157                         unlocked = true;
1158                         lu_ref_del(&page->cp_reference,
1159                                    "writepage", current);
1160                         cl_page_put(env, page);
1161                 } else {
1162                         result = PTR_ERR(page);
1163                 }
1164         }
1165         cl_io_fini(env, io);
1166
1167         if (redirtied && wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) {
1168                 loff_t offset = cl_offset(clob, vmpage->index);
1169
1170                 /* Flush page failed because the extent is being written out.
1171                  * Wait for the write of extent to be finished to avoid
1172                  * breaking kernel which assumes ->writepage should mark
1173                  * PageWriteback or clean the page.
1174                  */
1175                 result = cl_sync_file_range(inode, offset,
1176                                             offset + PAGE_SIZE - 1,
1177                                             CL_FSYNC_LOCAL, 1);
1178                 if (result > 0) {
1179                         /* actually we may have written more than one page.
1180                          * decreasing this page because the caller will count
1181                          * it.
1182                          */
1183                         wbc->nr_to_write -= result - 1;
1184                         result = 0;
1185                 }
1186         }
1187
1188         cl_env_nested_put(&nest, env);
1189         goto out;
1190
1191 out:
1192         if (result < 0) {
1193                 if (!lli->lli_async_rc)
1194                         lli->lli_async_rc = result;
1195                 SetPageError(vmpage);
1196                 if (!unlocked)
1197                         unlock_page(vmpage);
1198         }
1199         return result;
1200 }
1201
1202 int ll_writepages(struct address_space *mapping, struct writeback_control *wbc)
1203 {
1204         struct inode *inode = mapping->host;
1205         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(inode);
1206         loff_t start;
1207         loff_t end;
1208         enum cl_fsync_mode mode;
1209         int range_whole = 0;
1210         int result;
1211         int ignore_layout = 0;
1212
1213         if (wbc->range_cyclic) {
1214                 start = mapping->writeback_index << PAGE_SHIFT;
1215                 end = OBD_OBJECT_EOF;
1216         } else {
1217                 start = wbc->range_start;
1218                 end = wbc->range_end;
1219                 if (end == LLONG_MAX) {
1220                         end = OBD_OBJECT_EOF;
1221                         range_whole = start == 0;
1222                 }
1223         }
1224
1225         mode = CL_FSYNC_NONE;
1226         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
1227                 mode = CL_FSYNC_LOCAL;
1228
1229         if (sbi->ll_umounting)
1230                 /* if the mountpoint is being umounted, all pages have to be
1231                  * evicted to avoid hitting LBUG when truncate_inode_pages()
1232                  * is called later on.
1233                  */
1234                 ignore_layout = 1;
1235         result = cl_sync_file_range(inode, start, end, mode, ignore_layout);
1236         if (result > 0) {
1237                 wbc->nr_to_write -= result;
1238                 result = 0;
1239          }
1240
1241         if (wbc->range_cyclic || (range_whole && wbc->nr_to_write > 0)) {
1242                 if (end == OBD_OBJECT_EOF)
1243                         end = i_size_read(inode);
1244                 mapping->writeback_index = (end >> PAGE_SHIFT) + 1;
1245         }
1246         return result;
1247 }
1248
1249 int ll_readpage(struct file *file, struct page *vmpage)
1250 {
1251         struct ll_cl_context *lcc;
1252         int result;
1253
1254         lcc = ll_cl_init(file, vmpage, 0);
1255         if (!IS_ERR(lcc)) {
1256                 struct lu_env  *env  = lcc->lcc_env;
1257                 struct cl_io   *io   = lcc->lcc_io;
1258                 struct cl_page *page = lcc->lcc_page;
1259
1260                 LASSERT(page->cp_type == CPT_CACHEABLE);
1261                 if (likely(!PageUptodate(vmpage))) {
1262                         cl_page_assume(env, io, page);
1263                         result = cl_io_read_page(env, io, page);
1264                 } else {
1265                         /* Page from a non-object file. */
1266                         unlock_page(vmpage);
1267                         result = 0;
1268                 }
1269                 ll_cl_fini(lcc);
1270         } else {
1271                 unlock_page(vmpage);
1272                 result = PTR_ERR(lcc);
1273         }
1274         return result;
1275 }