net/mlx4: Fix firmware command timeout during interrupt test
[cascardo/linux.git] / fs / xfs / xfs_log_cil.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2010 Red Hat, Inc. All Rights Reserved.
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  *
8  * This program is distributed in the hope that it would be useful,
9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11  * GNU General Public License for more details.
12  *
13  * You should have received a copy of the GNU General Public License
14  * along with this program; if not, write the Free Software Foundation,
15  * Inc.,  51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
16  */
17
18 #include "xfs.h"
19 #include "xfs_fs.h"
20 #include "xfs_format.h"
21 #include "xfs_log_format.h"
22 #include "xfs_shared.h"
23 #include "xfs_trans_resv.h"
24 #include "xfs_mount.h"
25 #include "xfs_error.h"
26 #include "xfs_alloc.h"
27 #include "xfs_extent_busy.h"
28 #include "xfs_discard.h"
29 #include "xfs_trans.h"
30 #include "xfs_trans_priv.h"
31 #include "xfs_log.h"
32 #include "xfs_log_priv.h"
33
34 /*
35  * Allocate a new ticket. Failing to get a new ticket makes it really hard to
36  * recover, so we don't allow failure here. Also, we allocate in a context that
37  * we don't want to be issuing transactions from, so we need to tell the
38  * allocation code this as well.
39  *
40  * We don't reserve any space for the ticket - we are going to steal whatever
41  * space we require from transactions as they commit. To ensure we reserve all
42  * the space required, we need to set the current reservation of the ticket to
43  * zero so that we know to steal the initial transaction overhead from the
44  * first transaction commit.
45  */
46 static struct xlog_ticket *
47 xlog_cil_ticket_alloc(
48         struct xlog     *log)
49 {
50         struct xlog_ticket *tic;
51
52         tic = xlog_ticket_alloc(log, 0, 1, XFS_TRANSACTION, 0,
53                                 KM_SLEEP|KM_NOFS);
54
55         /*
56          * set the current reservation to zero so we know to steal the basic
57          * transaction overhead reservation from the first transaction commit.
58          */
59         tic->t_curr_res = 0;
60         return tic;
61 }
62
63 /*
64  * After the first stage of log recovery is done, we know where the head and
65  * tail of the log are. We need this log initialisation done before we can
66  * initialise the first CIL checkpoint context.
67  *
68  * Here we allocate a log ticket to track space usage during a CIL push.  This
69  * ticket is passed to xlog_write() directly so that we don't slowly leak log
70  * space by failing to account for space used by log headers and additional
71  * region headers for split regions.
72  */
73 void
74 xlog_cil_init_post_recovery(
75         struct xlog     *log)
76 {
77         log->l_cilp->xc_ctx->ticket = xlog_cil_ticket_alloc(log);
78         log->l_cilp->xc_ctx->sequence = 1;
79 }
80
81 static inline int
82 xlog_cil_iovec_space(
83         uint    niovecs)
84 {
85         return round_up((sizeof(struct xfs_log_vec) +
86                                         niovecs * sizeof(struct xfs_log_iovec)),
87                         sizeof(uint64_t));
88 }
89
90 /*
91  * Allocate or pin log vector buffers for CIL insertion.
92  *
93  * The CIL currently uses disposable buffers for copying a snapshot of the
94  * modified items into the log during a push. The biggest problem with this is
95  * the requirement to allocate the disposable buffer during the commit if:
96  *      a) does not exist; or
97  *      b) it is too small
98  *
99  * If we do this allocation within xlog_cil_insert_format_items(), it is done
100  * under the xc_ctx_lock, which means that a CIL push cannot occur during
101  * the memory allocation. This means that we have a potential deadlock situation
102  * under low memory conditions when we have lots of dirty metadata pinned in
103  * the CIL and we need a CIL commit to occur to free memory.
104  *
105  * To avoid this, we need to move the memory allocation outside the
106  * xc_ctx_lock, but because the log vector buffers are disposable, that opens
107  * up a TOCTOU race condition w.r.t. the CIL committing and removing the log
108  * vector buffers between the check and the formatting of the item into the
109  * log vector buffer within the xc_ctx_lock.
110  *
111  * Because the log vector buffer needs to be unchanged during the CIL push
112  * process, we cannot share the buffer between the transaction commit (which
113  * modifies the buffer) and the CIL push context that is writing the changes
114  * into the log. This means skipping preallocation of buffer space is
115  * unreliable, but we most definitely do not want to be allocating and freeing
116  * buffers unnecessarily during commits when overwrites can be done safely.
117  *
118  * The simplest solution to this problem is to allocate a shadow buffer when a
119  * log item is committed for the second time, and then to only use this buffer
120  * if necessary. The buffer can remain attached to the log item until such time
121  * it is needed, and this is the buffer that is reallocated to match the size of
122  * the incoming modification. Then during the formatting of the item we can swap
123  * the active buffer with the new one if we can't reuse the existing buffer. We
124  * don't free the old buffer as it may be reused on the next modification if
125  * it's size is right, otherwise we'll free and reallocate it at that point.
126  *
127  * This function builds a vector for the changes in each log item in the
128  * transaction. It then works out the length of the buffer needed for each log
129  * item, allocates them and attaches the vector to the log item in preparation
130  * for the formatting step which occurs under the xc_ctx_lock.
131  *
132  * While this means the memory footprint goes up, it avoids the repeated
133  * alloc/free pattern that repeated modifications of an item would otherwise
134  * cause, and hence minimises the CPU overhead of such behaviour.
135  */
136 static void
137 xlog_cil_alloc_shadow_bufs(
138         struct xlog             *log,
139         struct xfs_trans        *tp)
140 {
141         struct xfs_log_item_desc *lidp;
142
143         list_for_each_entry(lidp, &tp->t_items, lid_trans) {
144                 struct xfs_log_item *lip = lidp->lid_item;
145                 struct xfs_log_vec *lv;
146                 int     niovecs = 0;
147                 int     nbytes = 0;
148                 int     buf_size;
149                 bool    ordered = false;
150
151                 /* Skip items which aren't dirty in this transaction. */
152                 if (!(lidp->lid_flags & XFS_LID_DIRTY))
153                         continue;
154
155                 /* get number of vecs and size of data to be stored */
156                 lip->li_ops->iop_size(lip, &niovecs, &nbytes);
157
158                 /*
159                  * Ordered items need to be tracked but we do not wish to write
160                  * them. We need a logvec to track the object, but we do not
161                  * need an iovec or buffer to be allocated for copying data.
162                  */
163                 if (niovecs == XFS_LOG_VEC_ORDERED) {
164                         ordered = true;
165                         niovecs = 0;
166                         nbytes = 0;
167                 }
168
169                 /*
170                  * We 64-bit align the length of each iovec so that the start
171                  * of the next one is naturally aligned.  We'll need to
172                  * account for that slack space here. Then round nbytes up
173                  * to 64-bit alignment so that the initial buffer alignment is
174                  * easy to calculate and verify.
175                  */
176                 nbytes += niovecs * sizeof(uint64_t);
177                 nbytes = round_up(nbytes, sizeof(uint64_t));
178
179                 /*
180                  * The data buffer needs to start 64-bit aligned, so round up
181                  * that space to ensure we can align it appropriately and not
182                  * overrun the buffer.
183                  */
184                 buf_size = nbytes + xlog_cil_iovec_space(niovecs);
185
186                 /*
187                  * if we have no shadow buffer, or it is too small, we need to
188                  * reallocate it.
189                  */
190                 if (!lip->li_lv_shadow ||
191                     buf_size > lip->li_lv_shadow->lv_size) {
192
193                         /*
194                          * We free and allocate here as a realloc would copy
195                          * unecessary data. We don't use kmem_zalloc() for the
196                          * same reason - we don't need to zero the data area in
197                          * the buffer, only the log vector header and the iovec
198                          * storage.
199                          */
200                         kmem_free(lip->li_lv_shadow);
201
202                         lv = kmem_alloc(buf_size, KM_SLEEP|KM_NOFS);
203                         memset(lv, 0, xlog_cil_iovec_space(niovecs));
204
205                         lv->lv_item = lip;
206                         lv->lv_size = buf_size;
207                         if (ordered)
208                                 lv->lv_buf_len = XFS_LOG_VEC_ORDERED;
209                         else
210                                 lv->lv_iovecp = (struct xfs_log_iovec *)&lv[1];
211                         lip->li_lv_shadow = lv;
212                 } else {
213                         /* same or smaller, optimise common overwrite case */
214                         lv = lip->li_lv_shadow;
215                         if (ordered)
216                                 lv->lv_buf_len = XFS_LOG_VEC_ORDERED;
217                         else
218                                 lv->lv_buf_len = 0;
219                         lv->lv_bytes = 0;
220                         lv->lv_next = NULL;
221                 }
222
223                 /* Ensure the lv is set up according to ->iop_size */
224                 lv->lv_niovecs = niovecs;
225
226                 /* The allocated data region lies beyond the iovec region */
227                 lv->lv_buf = (char *)lv + xlog_cil_iovec_space(niovecs);
228         }
229
230 }
231
232 /*
233  * Prepare the log item for insertion into the CIL. Calculate the difference in
234  * log space and vectors it will consume, and if it is a new item pin it as
235  * well.
236  */
237 STATIC void
238 xfs_cil_prepare_item(
239         struct xlog             *log,
240         struct xfs_log_vec      *lv,
241         struct xfs_log_vec      *old_lv,
242         int                     *diff_len,
243         int                     *diff_iovecs)
244 {
245         /* Account for the new LV being passed in */
246         if (lv->lv_buf_len != XFS_LOG_VEC_ORDERED) {
247                 *diff_len += lv->lv_bytes;
248                 *diff_iovecs += lv->lv_niovecs;
249         }
250
251         /*
252          * If there is no old LV, this is the first time we've seen the item in
253          * this CIL context and so we need to pin it. If we are replacing the
254          * old_lv, then remove the space it accounts for and make it the shadow
255          * buffer for later freeing. In both cases we are now switching to the
256          * shadow buffer, so update the the pointer to it appropriately.
257          */
258         if (!old_lv) {
259                 lv->lv_item->li_ops->iop_pin(lv->lv_item);
260                 lv->lv_item->li_lv_shadow = NULL;
261         } else if (old_lv != lv) {
262                 ASSERT(lv->lv_buf_len != XFS_LOG_VEC_ORDERED);
263
264                 *diff_len -= old_lv->lv_bytes;
265                 *diff_iovecs -= old_lv->lv_niovecs;
266                 lv->lv_item->li_lv_shadow = old_lv;
267         }
268
269         /* attach new log vector to log item */
270         lv->lv_item->li_lv = lv;
271
272         /*
273          * If this is the first time the item is being committed to the
274          * CIL, store the sequence number on the log item so we can
275          * tell in future commits whether this is the first checkpoint
276          * the item is being committed into.
277          */
278         if (!lv->lv_item->li_seq)
279                 lv->lv_item->li_seq = log->l_cilp->xc_ctx->sequence;
280 }
281
282 /*
283  * Format log item into a flat buffers
284  *
285  * For delayed logging, we need to hold a formatted buffer containing all the
286  * changes on the log item. This enables us to relog the item in memory and
287  * write it out asynchronously without needing to relock the object that was
288  * modified at the time it gets written into the iclog.
289  *
290  * This function takes the prepared log vectors attached to each log item, and
291  * formats the changes into the log vector buffer. The buffer it uses is
292  * dependent on the current state of the vector in the CIL - the shadow lv is
293  * guaranteed to be large enough for the current modification, but we will only
294  * use that if we can't reuse the existing lv. If we can't reuse the existing
295  * lv, then simple swap it out for the shadow lv. We don't free it - that is
296  * done lazily either by th enext modification or the freeing of the log item.
297  *
298  * We don't set up region headers during this process; we simply copy the
299  * regions into the flat buffer. We can do this because we still have to do a
300  * formatting step to write the regions into the iclog buffer.  Writing the
301  * ophdrs during the iclog write means that we can support splitting large
302  * regions across iclog boundares without needing a change in the format of the
303  * item/region encapsulation.
304  *
305  * Hence what we need to do now is change the rewrite the vector array to point
306  * to the copied region inside the buffer we just allocated. This allows us to
307  * format the regions into the iclog as though they are being formatted
308  * directly out of the objects themselves.
309  */
310 static void
311 xlog_cil_insert_format_items(
312         struct xlog             *log,
313         struct xfs_trans        *tp,
314         int                     *diff_len,
315         int                     *diff_iovecs)
316 {
317         struct xfs_log_item_desc *lidp;
318
319
320         /* Bail out if we didn't find a log item.  */
321         if (list_empty(&tp->t_items)) {
322                 ASSERT(0);
323                 return;
324         }
325
326         list_for_each_entry(lidp, &tp->t_items, lid_trans) {
327                 struct xfs_log_item *lip = lidp->lid_item;
328                 struct xfs_log_vec *lv;
329                 struct xfs_log_vec *old_lv = NULL;
330                 struct xfs_log_vec *shadow;
331                 bool    ordered = false;
332
333                 /* Skip items which aren't dirty in this transaction. */
334                 if (!(lidp->lid_flags & XFS_LID_DIRTY))
335                         continue;
336
337                 /*
338                  * The formatting size information is already attached to
339                  * the shadow lv on the log item.
340                  */
341                 shadow = lip->li_lv_shadow;
342                 if (shadow->lv_buf_len == XFS_LOG_VEC_ORDERED)
343                         ordered = true;
344
345                 /* Skip items that do not have any vectors for writing */
346                 if (!shadow->lv_niovecs && !ordered)
347                         continue;
348
349                 /* compare to existing item size */
350                 old_lv = lip->li_lv;
351                 if (lip->li_lv && shadow->lv_size <= lip->li_lv->lv_size) {
352                         /* same or smaller, optimise common overwrite case */
353                         lv = lip->li_lv;
354                         lv->lv_next = NULL;
355
356                         if (ordered)
357                                 goto insert;
358
359                         /*
360                          * set the item up as though it is a new insertion so
361                          * that the space reservation accounting is correct.
362                          */
363                         *diff_iovecs -= lv->lv_niovecs;
364                         *diff_len -= lv->lv_bytes;
365
366                         /* Ensure the lv is set up according to ->iop_size */
367                         lv->lv_niovecs = shadow->lv_niovecs;
368
369                         /* reset the lv buffer information for new formatting */
370                         lv->lv_buf_len = 0;
371                         lv->lv_bytes = 0;
372                         lv->lv_buf = (char *)lv +
373                                         xlog_cil_iovec_space(lv->lv_niovecs);
374                 } else {
375                         /* switch to shadow buffer! */
376                         lv = shadow;
377                         lv->lv_item = lip;
378                         if (ordered) {
379                                 /* track as an ordered logvec */
380                                 ASSERT(lip->li_lv == NULL);
381                                 goto insert;
382                         }
383                 }
384
385                 ASSERT(IS_ALIGNED((unsigned long)lv->lv_buf, sizeof(uint64_t)));
386                 lip->li_ops->iop_format(lip, lv);
387 insert:
388                 xfs_cil_prepare_item(log, lv, old_lv, diff_len, diff_iovecs);
389         }
390 }
391
392 /*
393  * Insert the log items into the CIL and calculate the difference in space
394  * consumed by the item. Add the space to the checkpoint ticket and calculate
395  * if the change requires additional log metadata. If it does, take that space
396  * as well. Remove the amount of space we added to the checkpoint ticket from
397  * the current transaction ticket so that the accounting works out correctly.
398  */
399 static void
400 xlog_cil_insert_items(
401         struct xlog             *log,
402         struct xfs_trans        *tp)
403 {
404         struct xfs_cil          *cil = log->l_cilp;
405         struct xfs_cil_ctx      *ctx = cil->xc_ctx;
406         struct xfs_log_item_desc *lidp;
407         int                     len = 0;
408         int                     diff_iovecs = 0;
409         int                     iclog_space;
410
411         ASSERT(tp);
412
413         /*
414          * We can do this safely because the context can't checkpoint until we
415          * are done so it doesn't matter exactly how we update the CIL.
416          */
417         xlog_cil_insert_format_items(log, tp, &len, &diff_iovecs);
418
419         /*
420          * Now (re-)position everything modified at the tail of the CIL.
421          * We do this here so we only need to take the CIL lock once during
422          * the transaction commit.
423          */
424         spin_lock(&cil->xc_cil_lock);
425         list_for_each_entry(lidp, &tp->t_items, lid_trans) {
426                 struct xfs_log_item     *lip = lidp->lid_item;
427
428                 /* Skip items which aren't dirty in this transaction. */
429                 if (!(lidp->lid_flags & XFS_LID_DIRTY))
430                         continue;
431
432                 /*
433                  * Only move the item if it isn't already at the tail. This is
434                  * to prevent a transient list_empty() state when reinserting
435                  * an item that is already the only item in the CIL.
436                  */
437                 if (!list_is_last(&lip->li_cil, &cil->xc_cil))
438                         list_move_tail(&lip->li_cil, &cil->xc_cil);
439         }
440
441         /* account for space used by new iovec headers  */
442         len += diff_iovecs * sizeof(xlog_op_header_t);
443         ctx->nvecs += diff_iovecs;
444
445         /* attach the transaction to the CIL if it has any busy extents */
446         if (!list_empty(&tp->t_busy))
447                 list_splice_init(&tp->t_busy, &ctx->busy_extents);
448
449         /*
450          * Now transfer enough transaction reservation to the context ticket
451          * for the checkpoint. The context ticket is special - the unit
452          * reservation has to grow as well as the current reservation as we
453          * steal from tickets so we can correctly determine the space used
454          * during the transaction commit.
455          */
456         if (ctx->ticket->t_curr_res == 0) {
457                 ctx->ticket->t_curr_res = ctx->ticket->t_unit_res;
458                 tp->t_ticket->t_curr_res -= ctx->ticket->t_unit_res;
459         }
460
461         /* do we need space for more log record headers? */
462         iclog_space = log->l_iclog_size - log->l_iclog_hsize;
463         if (len > 0 && (ctx->space_used / iclog_space !=
464                                 (ctx->space_used + len) / iclog_space)) {
465                 int hdrs;
466
467                 hdrs = (len + iclog_space - 1) / iclog_space;
468                 /* need to take into account split region headers, too */
469                 hdrs *= log->l_iclog_hsize + sizeof(struct xlog_op_header);
470                 ctx->ticket->t_unit_res += hdrs;
471                 ctx->ticket->t_curr_res += hdrs;
472                 tp->t_ticket->t_curr_res -= hdrs;
473                 ASSERT(tp->t_ticket->t_curr_res >= len);
474         }
475         tp->t_ticket->t_curr_res -= len;
476         ctx->space_used += len;
477
478         spin_unlock(&cil->xc_cil_lock);
479 }
480
481 static void
482 xlog_cil_free_logvec(
483         struct xfs_log_vec      *log_vector)
484 {
485         struct xfs_log_vec      *lv;
486
487         for (lv = log_vector; lv; ) {
488                 struct xfs_log_vec *next = lv->lv_next;
489                 kmem_free(lv);
490                 lv = next;
491         }
492 }
493
494 /*
495  * Mark all items committed and clear busy extents. We free the log vector
496  * chains in a separate pass so that we unpin the log items as quickly as
497  * possible.
498  */
499 static void
500 xlog_cil_committed(
501         void    *args,
502         int     abort)
503 {
504         struct xfs_cil_ctx      *ctx = args;
505         struct xfs_mount        *mp = ctx->cil->xc_log->l_mp;
506
507         xfs_trans_committed_bulk(ctx->cil->xc_log->l_ailp, ctx->lv_chain,
508                                         ctx->start_lsn, abort);
509
510         xfs_extent_busy_sort(&ctx->busy_extents);
511         xfs_extent_busy_clear(mp, &ctx->busy_extents,
512                              (mp->m_flags & XFS_MOUNT_DISCARD) && !abort);
513
514         /*
515          * If we are aborting the commit, wake up anyone waiting on the
516          * committing list.  If we don't, then a shutdown we can leave processes
517          * waiting in xlog_cil_force_lsn() waiting on a sequence commit that
518          * will never happen because we aborted it.
519          */
520         spin_lock(&ctx->cil->xc_push_lock);
521         if (abort)
522                 wake_up_all(&ctx->cil->xc_commit_wait);
523         list_del(&ctx->committing);
524         spin_unlock(&ctx->cil->xc_push_lock);
525
526         xlog_cil_free_logvec(ctx->lv_chain);
527
528         if (!list_empty(&ctx->busy_extents)) {
529                 ASSERT(mp->m_flags & XFS_MOUNT_DISCARD);
530
531                 xfs_discard_extents(mp, &ctx->busy_extents);
532                 xfs_extent_busy_clear(mp, &ctx->busy_extents, false);
533         }
534
535         kmem_free(ctx);
536 }
537
538 /*
539  * Push the Committed Item List to the log. If @push_seq flag is zero, then it
540  * is a background flush and so we can chose to ignore it. Otherwise, if the
541  * current sequence is the same as @push_seq we need to do a flush. If
542  * @push_seq is less than the current sequence, then it has already been
543  * flushed and we don't need to do anything - the caller will wait for it to
544  * complete if necessary.
545  *
546  * @push_seq is a value rather than a flag because that allows us to do an
547  * unlocked check of the sequence number for a match. Hence we can allows log
548  * forces to run racily and not issue pushes for the same sequence twice. If we
549  * get a race between multiple pushes for the same sequence they will block on
550  * the first one and then abort, hence avoiding needless pushes.
551  */
552 STATIC int
553 xlog_cil_push(
554         struct xlog             *log)
555 {
556         struct xfs_cil          *cil = log->l_cilp;
557         struct xfs_log_vec      *lv;
558         struct xfs_cil_ctx      *ctx;
559         struct xfs_cil_ctx      *new_ctx;
560         struct xlog_in_core     *commit_iclog;
561         struct xlog_ticket      *tic;
562         int                     num_iovecs;
563         int                     error = 0;
564         struct xfs_trans_header thdr;
565         struct xfs_log_iovec    lhdr;
566         struct xfs_log_vec      lvhdr = { NULL };
567         xfs_lsn_t               commit_lsn;
568         xfs_lsn_t               push_seq;
569
570         if (!cil)
571                 return 0;
572
573         new_ctx = kmem_zalloc(sizeof(*new_ctx), KM_SLEEP|KM_NOFS);
574         new_ctx->ticket = xlog_cil_ticket_alloc(log);
575
576         down_write(&cil->xc_ctx_lock);
577         ctx = cil->xc_ctx;
578
579         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
580         push_seq = cil->xc_push_seq;
581         ASSERT(push_seq <= ctx->sequence);
582
583         /*
584          * Check if we've anything to push. If there is nothing, then we don't
585          * move on to a new sequence number and so we have to be able to push
586          * this sequence again later.
587          */
588         if (list_empty(&cil->xc_cil)) {
589                 cil->xc_push_seq = 0;
590                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
591                 goto out_skip;
592         }
593
594
595         /* check for a previously pushed seqeunce */
596         if (push_seq < cil->xc_ctx->sequence) {
597                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
598                 goto out_skip;
599         }
600
601         /*
602          * We are now going to push this context, so add it to the committing
603          * list before we do anything else. This ensures that anyone waiting on
604          * this push can easily detect the difference between a "push in
605          * progress" and "CIL is empty, nothing to do".
606          *
607          * IOWs, a wait loop can now check for:
608          *      the current sequence not being found on the committing list;
609          *      an empty CIL; and
610          *      an unchanged sequence number
611          * to detect a push that had nothing to do and therefore does not need
612          * waiting on. If the CIL is not empty, we get put on the committing
613          * list before emptying the CIL and bumping the sequence number. Hence
614          * an empty CIL and an unchanged sequence number means we jumped out
615          * above after doing nothing.
616          *
617          * Hence the waiter will either find the commit sequence on the
618          * committing list or the sequence number will be unchanged and the CIL
619          * still dirty. In that latter case, the push has not yet started, and
620          * so the waiter will have to continue trying to check the CIL
621          * committing list until it is found. In extreme cases of delay, the
622          * sequence may fully commit between the attempts the wait makes to wait
623          * on the commit sequence.
624          */
625         list_add(&ctx->committing, &cil->xc_committing);
626         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
627
628         /*
629          * pull all the log vectors off the items in the CIL, and
630          * remove the items from the CIL. We don't need the CIL lock
631          * here because it's only needed on the transaction commit
632          * side which is currently locked out by the flush lock.
633          */
634         lv = NULL;
635         num_iovecs = 0;
636         while (!list_empty(&cil->xc_cil)) {
637                 struct xfs_log_item     *item;
638
639                 item = list_first_entry(&cil->xc_cil,
640                                         struct xfs_log_item, li_cil);
641                 list_del_init(&item->li_cil);
642                 if (!ctx->lv_chain)
643                         ctx->lv_chain = item->li_lv;
644                 else
645                         lv->lv_next = item->li_lv;
646                 lv = item->li_lv;
647                 item->li_lv = NULL;
648                 num_iovecs += lv->lv_niovecs;
649         }
650
651         /*
652          * initialise the new context and attach it to the CIL. Then attach
653          * the current context to the CIL committing lsit so it can be found
654          * during log forces to extract the commit lsn of the sequence that
655          * needs to be forced.
656          */
657         INIT_LIST_HEAD(&new_ctx->committing);
658         INIT_LIST_HEAD(&new_ctx->busy_extents);
659         new_ctx->sequence = ctx->sequence + 1;
660         new_ctx->cil = cil;
661         cil->xc_ctx = new_ctx;
662
663         /*
664          * The switch is now done, so we can drop the context lock and move out
665          * of a shared context. We can't just go straight to the commit record,
666          * though - we need to synchronise with previous and future commits so
667          * that the commit records are correctly ordered in the log to ensure
668          * that we process items during log IO completion in the correct order.
669          *
670          * For example, if we get an EFI in one checkpoint and the EFD in the
671          * next (e.g. due to log forces), we do not want the checkpoint with
672          * the EFD to be committed before the checkpoint with the EFI.  Hence
673          * we must strictly order the commit records of the checkpoints so
674          * that: a) the checkpoint callbacks are attached to the iclogs in the
675          * correct order; and b) the checkpoints are replayed in correct order
676          * in log recovery.
677          *
678          * Hence we need to add this context to the committing context list so
679          * that higher sequences will wait for us to write out a commit record
680          * before they do.
681          *
682          * xfs_log_force_lsn requires us to mirror the new sequence into the cil
683          * structure atomically with the addition of this sequence to the
684          * committing list. This also ensures that we can do unlocked checks
685          * against the current sequence in log forces without risking
686          * deferencing a freed context pointer.
687          */
688         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
689         cil->xc_current_sequence = new_ctx->sequence;
690         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
691         up_write(&cil->xc_ctx_lock);
692
693         /*
694          * Build a checkpoint transaction header and write it to the log to
695          * begin the transaction. We need to account for the space used by the
696          * transaction header here as it is not accounted for in xlog_write().
697          *
698          * The LSN we need to pass to the log items on transaction commit is
699          * the LSN reported by the first log vector write. If we use the commit
700          * record lsn then we can move the tail beyond the grant write head.
701          */
702         tic = ctx->ticket;
703         thdr.th_magic = XFS_TRANS_HEADER_MAGIC;
704         thdr.th_type = XFS_TRANS_CHECKPOINT;
705         thdr.th_tid = tic->t_tid;
706         thdr.th_num_items = num_iovecs;
707         lhdr.i_addr = &thdr;
708         lhdr.i_len = sizeof(xfs_trans_header_t);
709         lhdr.i_type = XLOG_REG_TYPE_TRANSHDR;
710         tic->t_curr_res -= lhdr.i_len + sizeof(xlog_op_header_t);
711
712         lvhdr.lv_niovecs = 1;
713         lvhdr.lv_iovecp = &lhdr;
714         lvhdr.lv_next = ctx->lv_chain;
715
716         error = xlog_write(log, &lvhdr, tic, &ctx->start_lsn, NULL, 0);
717         if (error)
718                 goto out_abort_free_ticket;
719
720         /*
721          * now that we've written the checkpoint into the log, strictly
722          * order the commit records so replay will get them in the right order.
723          */
724 restart:
725         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
726         list_for_each_entry(new_ctx, &cil->xc_committing, committing) {
727                 /*
728                  * Avoid getting stuck in this loop because we were woken by the
729                  * shutdown, but then went back to sleep once already in the
730                  * shutdown state.
731                  */
732                 if (XLOG_FORCED_SHUTDOWN(log)) {
733                         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
734                         goto out_abort_free_ticket;
735                 }
736
737                 /*
738                  * Higher sequences will wait for this one so skip them.
739                  * Don't wait for our own sequence, either.
740                  */
741                 if (new_ctx->sequence >= ctx->sequence)
742                         continue;
743                 if (!new_ctx->commit_lsn) {
744                         /*
745                          * It is still being pushed! Wait for the push to
746                          * complete, then start again from the beginning.
747                          */
748                         xlog_wait(&cil->xc_commit_wait, &cil->xc_push_lock);
749                         goto restart;
750                 }
751         }
752         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
753
754         /* xfs_log_done always frees the ticket on error. */
755         commit_lsn = xfs_log_done(log->l_mp, tic, &commit_iclog, false);
756         if (commit_lsn == -1)
757                 goto out_abort;
758
759         /* attach all the transactions w/ busy extents to iclog */
760         ctx->log_cb.cb_func = xlog_cil_committed;
761         ctx->log_cb.cb_arg = ctx;
762         error = xfs_log_notify(log->l_mp, commit_iclog, &ctx->log_cb);
763         if (error)
764                 goto out_abort;
765
766         /*
767          * now the checkpoint commit is complete and we've attached the
768          * callbacks to the iclog we can assign the commit LSN to the context
769          * and wake up anyone who is waiting for the commit to complete.
770          */
771         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
772         ctx->commit_lsn = commit_lsn;
773         wake_up_all(&cil->xc_commit_wait);
774         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
775
776         /* release the hounds! */
777         return xfs_log_release_iclog(log->l_mp, commit_iclog);
778
779 out_skip:
780         up_write(&cil->xc_ctx_lock);
781         xfs_log_ticket_put(new_ctx->ticket);
782         kmem_free(new_ctx);
783         return 0;
784
785 out_abort_free_ticket:
786         xfs_log_ticket_put(tic);
787 out_abort:
788         xlog_cil_committed(ctx, XFS_LI_ABORTED);
789         return -EIO;
790 }
791
792 static void
793 xlog_cil_push_work(
794         struct work_struct      *work)
795 {
796         struct xfs_cil          *cil = container_of(work, struct xfs_cil,
797                                                         xc_push_work);
798         xlog_cil_push(cil->xc_log);
799 }
800
801 /*
802  * We need to push CIL every so often so we don't cache more than we can fit in
803  * the log. The limit really is that a checkpoint can't be more than half the
804  * log (the current checkpoint is not allowed to overwrite the previous
805  * checkpoint), but commit latency and memory usage limit this to a smaller
806  * size.
807  */
808 static void
809 xlog_cil_push_background(
810         struct xlog     *log)
811 {
812         struct xfs_cil  *cil = log->l_cilp;
813
814         /*
815          * The cil won't be empty because we are called while holding the
816          * context lock so whatever we added to the CIL will still be there
817          */
818         ASSERT(!list_empty(&cil->xc_cil));
819
820         /*
821          * don't do a background push if we haven't used up all the
822          * space available yet.
823          */
824         if (cil->xc_ctx->space_used < XLOG_CIL_SPACE_LIMIT(log))
825                 return;
826
827         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
828         if (cil->xc_push_seq < cil->xc_current_sequence) {
829                 cil->xc_push_seq = cil->xc_current_sequence;
830                 queue_work(log->l_mp->m_cil_workqueue, &cil->xc_push_work);
831         }
832         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
833
834 }
835
836 /*
837  * xlog_cil_push_now() is used to trigger an immediate CIL push to the sequence
838  * number that is passed. When it returns, the work will be queued for
839  * @push_seq, but it won't be completed. The caller is expected to do any
840  * waiting for push_seq to complete if it is required.
841  */
842 static void
843 xlog_cil_push_now(
844         struct xlog     *log,
845         xfs_lsn_t       push_seq)
846 {
847         struct xfs_cil  *cil = log->l_cilp;
848
849         if (!cil)
850                 return;
851
852         ASSERT(push_seq && push_seq <= cil->xc_current_sequence);
853
854         /* start on any pending background push to minimise wait time on it */
855         flush_work(&cil->xc_push_work);
856
857         /*
858          * If the CIL is empty or we've already pushed the sequence then
859          * there's no work we need to do.
860          */
861         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
862         if (list_empty(&cil->xc_cil) || push_seq <= cil->xc_push_seq) {
863                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
864                 return;
865         }
866
867         cil->xc_push_seq = push_seq;
868         queue_work(log->l_mp->m_cil_workqueue, &cil->xc_push_work);
869         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
870 }
871
872 bool
873 xlog_cil_empty(
874         struct xlog     *log)
875 {
876         struct xfs_cil  *cil = log->l_cilp;
877         bool            empty = false;
878
879         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
880         if (list_empty(&cil->xc_cil))
881                 empty = true;
882         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
883         return empty;
884 }
885
886 /*
887  * Commit a transaction with the given vector to the Committed Item List.
888  *
889  * To do this, we need to format the item, pin it in memory if required and
890  * account for the space used by the transaction. Once we have done that we
891  * need to release the unused reservation for the transaction, attach the
892  * transaction to the checkpoint context so we carry the busy extents through
893  * to checkpoint completion, and then unlock all the items in the transaction.
894  *
895  * Called with the context lock already held in read mode to lock out
896  * background commit, returns without it held once background commits are
897  * allowed again.
898  */
899 void
900 xfs_log_commit_cil(
901         struct xfs_mount        *mp,
902         struct xfs_trans        *tp,
903         xfs_lsn_t               *commit_lsn,
904         bool                    regrant)
905 {
906         struct xlog             *log = mp->m_log;
907         struct xfs_cil          *cil = log->l_cilp;
908
909         /*
910          * Do all necessary memory allocation before we lock the CIL.
911          * This ensures the allocation does not deadlock with a CIL
912          * push in memory reclaim (e.g. from kswapd).
913          */
914         xlog_cil_alloc_shadow_bufs(log, tp);
915
916         /* lock out background commit */
917         down_read(&cil->xc_ctx_lock);
918
919         xlog_cil_insert_items(log, tp);
920
921         /* check we didn't blow the reservation */
922         if (tp->t_ticket->t_curr_res < 0)
923                 xlog_print_tic_res(mp, tp->t_ticket);
924
925         tp->t_commit_lsn = cil->xc_ctx->sequence;
926         if (commit_lsn)
927                 *commit_lsn = tp->t_commit_lsn;
928
929         xfs_log_done(mp, tp->t_ticket, NULL, regrant);
930         xfs_trans_unreserve_and_mod_sb(tp);
931
932         /*
933          * Once all the items of the transaction have been copied to the CIL,
934          * the items can be unlocked and freed.
935          *
936          * This needs to be done before we drop the CIL context lock because we
937          * have to update state in the log items and unlock them before they go
938          * to disk. If we don't, then the CIL checkpoint can race with us and
939          * we can run checkpoint completion before we've updated and unlocked
940          * the log items. This affects (at least) processing of stale buffers,
941          * inodes and EFIs.
942          */
943         xfs_trans_free_items(tp, tp->t_commit_lsn, false);
944
945         xlog_cil_push_background(log);
946
947         up_read(&cil->xc_ctx_lock);
948 }
949
950 /*
951  * Conditionally push the CIL based on the sequence passed in.
952  *
953  * We only need to push if we haven't already pushed the sequence
954  * number given. Hence the only time we will trigger a push here is
955  * if the push sequence is the same as the current context.
956  *
957  * We return the current commit lsn to allow the callers to determine if a
958  * iclog flush is necessary following this call.
959  */
960 xfs_lsn_t
961 xlog_cil_force_lsn(
962         struct xlog     *log,
963         xfs_lsn_t       sequence)
964 {
965         struct xfs_cil          *cil = log->l_cilp;
966         struct xfs_cil_ctx      *ctx;
967         xfs_lsn_t               commit_lsn = NULLCOMMITLSN;
968
969         ASSERT(sequence <= cil->xc_current_sequence);
970
971         /*
972          * check to see if we need to force out the current context.
973          * xlog_cil_push() handles racing pushes for the same sequence,
974          * so no need to deal with it here.
975          */
976 restart:
977         xlog_cil_push_now(log, sequence);
978
979         /*
980          * See if we can find a previous sequence still committing.
981          * We need to wait for all previous sequence commits to complete
982          * before allowing the force of push_seq to go ahead. Hence block
983          * on commits for those as well.
984          */
985         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
986         list_for_each_entry(ctx, &cil->xc_committing, committing) {
987                 /*
988                  * Avoid getting stuck in this loop because we were woken by the
989                  * shutdown, but then went back to sleep once already in the
990                  * shutdown state.
991                  */
992                 if (XLOG_FORCED_SHUTDOWN(log))
993                         goto out_shutdown;
994                 if (ctx->sequence > sequence)
995                         continue;
996                 if (!ctx->commit_lsn) {
997                         /*
998                          * It is still being pushed! Wait for the push to
999                          * complete, then start again from the beginning.
1000                          */
1001                         xlog_wait(&cil->xc_commit_wait, &cil->xc_push_lock);
1002                         goto restart;
1003                 }
1004                 if (ctx->sequence != sequence)
1005                         continue;
1006                 /* found it! */
1007                 commit_lsn = ctx->commit_lsn;
1008         }
1009
1010         /*
1011          * The call to xlog_cil_push_now() executes the push in the background.
1012          * Hence by the time we have got here it our sequence may not have been
1013          * pushed yet. This is true if the current sequence still matches the
1014          * push sequence after the above wait loop and the CIL still contains
1015          * dirty objects. This is guaranteed by the push code first adding the
1016          * context to the committing list before emptying the CIL.
1017          *
1018          * Hence if we don't find the context in the committing list and the
1019          * current sequence number is unchanged then the CIL contents are
1020          * significant.  If the CIL is empty, if means there was nothing to push
1021          * and that means there is nothing to wait for. If the CIL is not empty,
1022          * it means we haven't yet started the push, because if it had started
1023          * we would have found the context on the committing list.
1024          */
1025         if (sequence == cil->xc_current_sequence &&
1026             !list_empty(&cil->xc_cil)) {
1027                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1028                 goto restart;
1029         }
1030
1031         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1032         return commit_lsn;
1033
1034         /*
1035          * We detected a shutdown in progress. We need to trigger the log force
1036          * to pass through it's iclog state machine error handling, even though
1037          * we are already in a shutdown state. Hence we can't return
1038          * NULLCOMMITLSN here as that has special meaning to log forces (i.e.
1039          * LSN is already stable), so we return a zero LSN instead.
1040          */
1041 out_shutdown:
1042         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1043         return 0;
1044 }
1045
1046 /*
1047  * Check if the current log item was first committed in this sequence.
1048  * We can't rely on just the log item being in the CIL, we have to check
1049  * the recorded commit sequence number.
1050  *
1051  * Note: for this to be used in a non-racy manner, it has to be called with
1052  * CIL flushing locked out. As a result, it should only be used during the
1053  * transaction commit process when deciding what to format into the item.
1054  */
1055 bool
1056 xfs_log_item_in_current_chkpt(
1057         struct xfs_log_item *lip)
1058 {
1059         struct xfs_cil_ctx *ctx;
1060
1061         if (list_empty(&lip->li_cil))
1062                 return false;
1063
1064         ctx = lip->li_mountp->m_log->l_cilp->xc_ctx;
1065
1066         /*
1067          * li_seq is written on the first commit of a log item to record the
1068          * first checkpoint it is written to. Hence if it is different to the
1069          * current sequence, we're in a new checkpoint.
1070          */
1071         if (XFS_LSN_CMP(lip->li_seq, ctx->sequence) != 0)
1072                 return false;
1073         return true;
1074 }
1075
1076 /*
1077  * Perform initial CIL structure initialisation.
1078  */
1079 int
1080 xlog_cil_init(
1081         struct xlog     *log)
1082 {
1083         struct xfs_cil  *cil;
1084         struct xfs_cil_ctx *ctx;
1085
1086         cil = kmem_zalloc(sizeof(*cil), KM_SLEEP|KM_MAYFAIL);
1087         if (!cil)
1088                 return -ENOMEM;
1089
1090         ctx = kmem_zalloc(sizeof(*ctx), KM_SLEEP|KM_MAYFAIL);
1091         if (!ctx) {
1092                 kmem_free(cil);
1093                 return -ENOMEM;
1094         }
1095
1096         INIT_WORK(&cil->xc_push_work, xlog_cil_push_work);
1097         INIT_LIST_HEAD(&cil->xc_cil);
1098         INIT_LIST_HEAD(&cil->xc_committing);
1099         spin_lock_init(&cil->xc_cil_lock);
1100         spin_lock_init(&cil->xc_push_lock);
1101         init_rwsem(&cil->xc_ctx_lock);
1102         init_waitqueue_head(&cil->xc_commit_wait);
1103
1104         INIT_LIST_HEAD(&ctx->committing);
1105         INIT_LIST_HEAD(&ctx->busy_extents);
1106         ctx->sequence = 1;
1107         ctx->cil = cil;
1108         cil->xc_ctx = ctx;
1109         cil->xc_current_sequence = ctx->sequence;
1110
1111         cil->xc_log = log;
1112         log->l_cilp = cil;
1113         return 0;
1114 }
1115
1116 void
1117 xlog_cil_destroy(
1118         struct xlog     *log)
1119 {
1120         if (log->l_cilp->xc_ctx) {
1121                 if (log->l_cilp->xc_ctx->ticket)
1122                         xfs_log_ticket_put(log->l_cilp->xc_ctx->ticket);
1123                 kmem_free(log->l_cilp->xc_ctx);
1124         }
1125
1126         ASSERT(list_empty(&log->l_cilp->xc_cil));
1127         kmem_free(log->l_cilp);
1128 }
1129