These changes are the raw update to linux-4.4.6-rt14. Kernel sources
[kvmfornfv.git] / kernel / 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, 2012, 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 != NULL);
74
75         if (page != NULL) {
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 != NULL);
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 == NULL && create) {
115                 struct inode *inode = vmpage->mapping->host;
116                 loff_t pos;
117
118                 if (mutex_trylock(&inode->i_mutex)) {
119                         mutex_unlock(&(inode)->i_mutex);
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                         CERROR("Proc %s is dirtying page w/o inode lock, this will break truncate\n",
125                                current->comm);
126                         dump_stack();
127                         LBUG();
128                         return ERR_PTR(-EIO);
129                 }
130
131                 /*
132                  * Loop-back driver calls ->prepare_write().
133                  * methods directly, bypassing file system ->write() operation,
134                  * so cl_io has to be created here.
135                  */
136                 io = ccc_env_thread_io(env);
137                 ll_io_init(io, file, 1);
138
139                 /* No lock at all for this kind of IO - we can't do it because
140                  * we have held page lock, it would cause deadlock.
141                  * XXX: This causes poor performance to loop device - One page
142                  *      per RPC.
143                  *      In order to get better performance, users should use
144                  *      lloop driver instead.
145                  */
146                 io->ci_lockreq = CILR_NEVER;
147
148                 pos = vmpage->index << PAGE_CACHE_SHIFT;
149
150                 /* Create a temp IO to serve write. */
151                 result = cl_io_rw_init(env, io, CIT_WRITE, pos, PAGE_CACHE_SIZE);
152                 if (result == 0) {
153                         cio->cui_fd = LUSTRE_FPRIVATE(file);
154                         cio->cui_iter = NULL;
155                         result = cl_io_iter_init(env, io);
156                         if (result == 0) {
157                                 result = cl_io_lock(env, io);
158                                 if (result == 0)
159                                         result = cl_io_start(env, io);
160                         }
161                 } else
162                         result = io->ci_result;
163         }
164
165         lcc->lcc_io = io;
166         if (io == NULL)
167                 result = -EIO;
168         if (result == 0) {
169                 struct cl_page   *page;
170
171                 LASSERT(io != NULL);
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         } else {
245                 result = PTR_ERR(lcc);
246         }
247         return result;
248 }
249
250 int ll_commit_write(struct file *file, struct page *vmpage, unsigned from,
251                     unsigned to)
252 {
253         struct ll_cl_context *lcc;
254         struct lu_env    *env;
255         struct cl_io     *io;
256         struct cl_page   *page;
257         int result = 0;
258
259         lcc  = ll_cl_get();
260         env  = lcc->lcc_env;
261         page = lcc->lcc_page;
262         io   = lcc->lcc_io;
263
264         LASSERT(cl_page_is_owned(page, io));
265         LASSERT(from <= to);
266         if (from != to) /* handle short write case. */
267                 result = cl_io_commit_write(env, io, page, from, to);
268         if (cl_page_is_owned(page, io))
269                 cl_page_unassume(env, io, page);
270
271         /*
272          * Release reference acquired by ll_prepare_write().
273          */
274         lu_ref_del(&page->cp_reference, "prepare_write", current);
275         cl_page_put(env, page);
276         ll_cl_fini(lcc);
277         return result;
278 }
279
280 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which);
281
282 /**
283  * Get readahead pages from the filesystem readahead pool of the client for a
284  * thread.
285  *
286  * /param sbi superblock for filesystem readahead state ll_ra_info
287  * /param ria per-thread readahead state
288  * /param pages number of pages requested for readahead for the thread.
289  *
290  * WARNING: This algorithm is used to reduce contention on sbi->ll_lock.
291  * It should work well if the ra_max_pages is much greater than the single
292  * file's read-ahead window, and not too many threads contending for
293  * these readahead pages.
294  *
295  * TODO: There may be a 'global sync problem' if many threads are trying
296  * to get an ra budget that is larger than the remaining readahead pages
297  * and reach here at exactly the same time. They will compute /a ret to
298  * consume the remaining pages, but will fail at atomic_add_return() and
299  * get a zero ra window, although there is still ra space remaining. - Jay */
300
301 static unsigned long ll_ra_count_get(struct ll_sb_info *sbi,
302                                      struct ra_io_arg *ria,
303                                      unsigned long pages)
304 {
305         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
306         long ret;
307
308         /* If read-ahead pages left are less than 1M, do not do read-ahead,
309          * otherwise it will form small read RPC(< 1M), which hurt server
310          * performance a lot. */
311         ret = min(ra->ra_max_pages - atomic_read(&ra->ra_cur_pages), pages);
312         if (ret < 0 || ret < min_t(long, PTLRPC_MAX_BRW_PAGES, pages)) {
313                 ret = 0;
314                 goto out;
315         }
316
317         /* If the non-strided (ria_pages == 0) readahead window
318          * (ria_start + ret) has grown across an RPC boundary, then trim
319          * readahead size by the amount beyond the RPC so it ends on an
320          * RPC boundary. If the readahead window is already ending on
321          * an RPC boundary (beyond_rpc == 0), or smaller than a full
322          * RPC (beyond_rpc < ret) the readahead size is unchanged.
323          * The (beyond_rpc != 0) check is skipped since the conditional
324          * branch is more expensive than subtracting zero from the result.
325          *
326          * Strided read is left unaligned to avoid small fragments beyond
327          * the RPC boundary from needing an extra read RPC. */
328         if (ria->ria_pages == 0) {
329                 long beyond_rpc = (ria->ria_start + ret) % PTLRPC_MAX_BRW_PAGES;
330
331                 if (/* beyond_rpc != 0 && */ beyond_rpc < ret)
332                         ret -= beyond_rpc;
333         }
334
335         if (atomic_add_return(ret, &ra->ra_cur_pages) > ra->ra_max_pages) {
336                 atomic_sub(ret, &ra->ra_cur_pages);
337                 ret = 0;
338         }
339
340 out:
341         return ret;
342 }
343
344 void ll_ra_count_put(struct ll_sb_info *sbi, unsigned long len)
345 {
346         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
347
348         atomic_sub(len, &ra->ra_cur_pages);
349 }
350
351 static void ll_ra_stats_inc_sbi(struct ll_sb_info *sbi, enum ra_stat which)
352 {
353         LASSERTF(which >= 0 && which < _NR_RA_STAT, "which: %u\n", which);
354         lprocfs_counter_incr(sbi->ll_ra_stats, which);
355 }
356
357 void ll_ra_stats_inc(struct address_space *mapping, enum ra_stat which)
358 {
359         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(mapping->host);
360
361         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, which);
362 }
363
364 #define RAS_CDEBUG(ras) \
365         CDEBUG(D_READA,                                               \
366                "lrp %lu cr %lu cp %lu ws %lu wl %lu nra %lu r %lu ri %lu"    \
367                "csr %lu sf %lu sp %lu sl %lu \n",                           \
368                ras->ras_last_readpage, ras->ras_consecutive_requests,   \
369                ras->ras_consecutive_pages, ras->ras_window_start,           \
370                ras->ras_window_len, ras->ras_next_readahead,             \
371                ras->ras_requests, ras->ras_request_index,                   \
372                ras->ras_consecutive_stride_requests, ras->ras_stride_offset, \
373                ras->ras_stride_pages, ras->ras_stride_length)
374
375 static int index_in_window(unsigned long index, unsigned long point,
376                            unsigned long before, unsigned long after)
377 {
378         unsigned long start = point - before, end = point + after;
379
380         if (start > point)
381                start = 0;
382         if (end < point)
383                end = ~0;
384
385         return start <= index && index <= end;
386 }
387
388 static struct ll_readahead_state *ll_ras_get(struct file *f)
389 {
390         struct ll_file_data       *fd;
391
392         fd = LUSTRE_FPRIVATE(f);
393         return &fd->fd_ras;
394 }
395
396 void ll_ra_read_in(struct file *f, struct ll_ra_read *rar)
397 {
398         struct ll_readahead_state *ras;
399
400         ras = ll_ras_get(f);
401
402         spin_lock(&ras->ras_lock);
403         ras->ras_requests++;
404         ras->ras_request_index = 0;
405         ras->ras_consecutive_requests++;
406         rar->lrr_reader = current;
407
408         list_add(&rar->lrr_linkage, &ras->ras_read_beads);
409         spin_unlock(&ras->ras_lock);
410 }
411
412 void ll_ra_read_ex(struct file *f, struct ll_ra_read *rar)
413 {
414         struct ll_readahead_state *ras;
415
416         ras = ll_ras_get(f);
417
418         spin_lock(&ras->ras_lock);
419         list_del_init(&rar->lrr_linkage);
420         spin_unlock(&ras->ras_lock);
421 }
422
423 static int cl_read_ahead_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
424                               struct cl_page_list *queue, struct cl_page *page,
425                               struct page *vmpage)
426 {
427         struct ccc_page *cp;
428         int           rc;
429
430         rc = 0;
431         cl_page_assume(env, io, page);
432         lu_ref_add(&page->cp_reference, "ra", current);
433         cp = cl2ccc_page(cl_page_at(page, &vvp_device_type));
434         if (!cp->cpg_defer_uptodate && !PageUptodate(vmpage)) {
435                 rc = cl_page_is_under_lock(env, io, page);
436                 if (rc == -EBUSY) {
437                         cp->cpg_defer_uptodate = 1;
438                         cp->cpg_ra_used = 0;
439                         cl_page_list_add(queue, page);
440                         rc = 1;
441                 } else {
442                         cl_page_delete(env, page);
443                         rc = -ENOLCK;
444                 }
445         } else {
446                 /* skip completed pages */
447                 cl_page_unassume(env, io, page);
448         }
449         lu_ref_del(&page->cp_reference, "ra", current);
450         cl_page_put(env, page);
451         return rc;
452 }
453
454 /**
455  * Initiates read-ahead of a page with given index.
456  *
457  * \retval     +ve: page was added to \a queue.
458  *
459  * \retval -ENOLCK: there is no extent lock for this part of a file, stop
460  *                read-ahead.
461  *
462  * \retval  -ve, 0: page wasn't added to \a queue for other reason.
463  */
464 static int ll_read_ahead_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
465                               struct cl_page_list *queue,
466                               pgoff_t index, struct address_space *mapping)
467 {
468         struct page      *vmpage;
469         struct cl_object *clob  = ll_i2info(mapping->host)->lli_clob;
470         struct cl_page   *page;
471         enum ra_stat      which = _NR_RA_STAT; /* keep gcc happy */
472         int            rc    = 0;
473         const char       *msg   = NULL;
474
475         vmpage = grab_cache_page_nowait(mapping, index);
476         if (vmpage != NULL) {
477                 /* Check if vmpage was truncated or reclaimed */
478                 if (vmpage->mapping == mapping) {
479                         page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index,
480                                             vmpage, CPT_CACHEABLE);
481                         if (!IS_ERR(page)) {
482                                 rc = cl_read_ahead_page(env, io, queue,
483                                                         page, vmpage);
484                                 if (rc == -ENOLCK) {
485                                         which = RA_STAT_FAILED_MATCH;
486                                         msg   = "lock match failed";
487                                 }
488                         } else {
489                                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
490                                 msg   = "cl_page_find failed";
491                         }
492                 } else {
493                         which = RA_STAT_WRONG_GRAB_PAGE;
494                         msg   = "g_c_p_n returned invalid page";
495                 }
496                 if (rc != 1)
497                         unlock_page(vmpage);
498                 page_cache_release(vmpage);
499         } else {
500                 which = RA_STAT_FAILED_GRAB_PAGE;
501                 msg   = "g_c_p_n failed";
502         }
503         if (msg != NULL) {
504                 ll_ra_stats_inc(mapping, which);
505                 CDEBUG(D_READA, "%s\n", msg);
506         }
507         return rc;
508 }
509
510 #define RIA_DEBUG(ria)                                                 \
511         CDEBUG(D_READA, "rs %lu re %lu ro %lu rl %lu rp %lu\n",       \
512         ria->ria_start, ria->ria_end, ria->ria_stoff, ria->ria_length,\
513         ria->ria_pages)
514
515 /* Limit this to the blocksize instead of PTLRPC_BRW_MAX_SIZE, since we don't
516  * know what the actual RPC size is.  If this needs to change, it makes more
517  * sense to tune the i_blkbits value for the file based on the OSTs it is
518  * striped over, rather than having a constant value for all files here. */
519
520 /* RAS_INCREASE_STEP should be (1UL << (inode->i_blkbits - PAGE_CACHE_SHIFT)).
521  * Temporarily set RAS_INCREASE_STEP to 1MB. After 4MB RPC is enabled
522  * by default, this should be adjusted corresponding with max_read_ahead_mb
523  * and max_read_ahead_per_file_mb otherwise the readahead budget can be used
524  * up quickly which will affect read performance significantly. See LU-2816 */
525 #define RAS_INCREASE_STEP(inode) (ONE_MB_BRW_SIZE >> PAGE_CACHE_SHIFT)
526
527 static inline int stride_io_mode(struct ll_readahead_state *ras)
528 {
529         return ras->ras_consecutive_stride_requests > 1;
530 }
531
532 /* The function calculates how much pages will be read in
533  * [off, off + length], in such stride IO area,
534  * stride_offset = st_off, stride_length = st_len,
535  * stride_pages = st_pgs
536  *
537  *   |------------------|*****|------------------|*****|------------|*****|....
538  * st_off
539  *   |--- st_pgs     ---|
540  *   |-----     st_len   -----|
541  *
542  *            How many pages it should read in such pattern
543  *            |-------------------------------------------------------------|
544  *            off
545  *            |<------            length                      ------->|
546  *
547  *        =   |<----->|  +  |-------------------------------------| +   |---|
548  *           start_left          st_pgs * i                 end_left
549  */
550 static unsigned long
551 stride_pg_count(pgoff_t st_off, unsigned long st_len, unsigned long st_pgs,
552                 unsigned long off, unsigned long length)
553 {
554         __u64 start = off > st_off ? off - st_off : 0;
555         __u64 end = off + length > st_off ? off + length - st_off : 0;
556         unsigned long start_left = 0;
557         unsigned long end_left = 0;
558         unsigned long pg_count;
559
560         if (st_len == 0 || length == 0 || end == 0)
561                 return length;
562
563         start_left = do_div(start, st_len);
564         if (start_left < st_pgs)
565                 start_left = st_pgs - start_left;
566         else
567                 start_left = 0;
568
569         end_left = do_div(end, st_len);
570         if (end_left > st_pgs)
571                 end_left = st_pgs;
572
573         CDEBUG(D_READA, "start %llu, end %llu start_left %lu end_left %lu \n",
574                start, end, start_left, end_left);
575
576         if (start == end)
577                 pg_count = end_left - (st_pgs - start_left);
578         else
579                 pg_count = start_left + st_pgs * (end - start - 1) + end_left;
580
581         CDEBUG(D_READA, "st_off %lu, st_len %lu st_pgs %lu off %lu length %lu pgcount %lu\n",
582                st_off, st_len, st_pgs, off, length, pg_count);
583
584         return pg_count;
585 }
586
587 static int ria_page_count(struct ra_io_arg *ria)
588 {
589         __u64 length = ria->ria_end >= ria->ria_start ?
590                        ria->ria_end - ria->ria_start + 1 : 0;
591
592         return stride_pg_count(ria->ria_stoff, ria->ria_length,
593                                ria->ria_pages, ria->ria_start,
594                                length);
595 }
596
597 /*Check whether the index is in the defined ra-window */
598 static int ras_inside_ra_window(unsigned long idx, struct ra_io_arg *ria)
599 {
600         /* If ria_length == ria_pages, it means non-stride I/O mode,
601          * idx should always inside read-ahead window in this case
602          * For stride I/O mode, just check whether the idx is inside
603          * the ria_pages. */
604         return ria->ria_length == 0 || ria->ria_length == ria->ria_pages ||
605                (idx >= ria->ria_stoff && (idx - ria->ria_stoff) %
606                 ria->ria_length < ria->ria_pages);
607 }
608
609 static int ll_read_ahead_pages(const struct lu_env *env,
610                                struct cl_io *io, struct cl_page_list *queue,
611                                struct ra_io_arg *ria,
612                                unsigned long *reserved_pages,
613                                struct address_space *mapping,
614                                unsigned long *ra_end)
615 {
616         int rc, count = 0, stride_ria;
617         unsigned long page_idx;
618
619         LASSERT(ria != NULL);
620         RIA_DEBUG(ria);
621
622         stride_ria = ria->ria_length > ria->ria_pages && ria->ria_pages > 0;
623         for (page_idx = ria->ria_start; page_idx <= ria->ria_end &&
624                         *reserved_pages > 0; page_idx++) {
625                 if (ras_inside_ra_window(page_idx, ria)) {
626                         /* If the page is inside the read-ahead window*/
627                         rc = ll_read_ahead_page(env, io, queue,
628                                                 page_idx, mapping);
629                         if (rc == 1) {
630                                 (*reserved_pages)--;
631                                 count++;
632                         } else if (rc == -ENOLCK)
633                                 break;
634                 } else if (stride_ria) {
635                         /* If it is not in the read-ahead window, and it is
636                          * read-ahead mode, then check whether it should skip
637                          * the stride gap */
638                         pgoff_t offset;
639                         /* FIXME: This assertion only is valid when it is for
640                          * forward read-ahead, it will be fixed when backward
641                          * read-ahead is implemented */
642                         LASSERTF(page_idx > ria->ria_stoff, "Invalid page_idx %lu rs %lu re %lu ro %lu rl %lu rp %lu\n",
643                                  page_idx,
644                                  ria->ria_start, ria->ria_end, ria->ria_stoff,
645                                  ria->ria_length, ria->ria_pages);
646                         offset = page_idx - ria->ria_stoff;
647                         offset = offset % (ria->ria_length);
648                         if (offset > ria->ria_pages) {
649                                 page_idx += ria->ria_length - offset;
650                                 CDEBUG(D_READA, "i %lu skip %lu \n", page_idx,
651                                        ria->ria_length - offset);
652                                 continue;
653                         }
654                 }
655         }
656         *ra_end = page_idx;
657         return count;
658 }
659
660 int ll_readahead(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
661                  struct ll_readahead_state *ras, struct address_space *mapping,
662                  struct cl_page_list *queue, int flags)
663 {
664         struct vvp_io *vio = vvp_env_io(env);
665         struct vvp_thread_info *vti = vvp_env_info(env);
666         struct cl_attr *attr = ccc_env_thread_attr(env);
667         unsigned long start = 0, end = 0, reserved;
668         unsigned long ra_end, len;
669         struct inode *inode;
670         struct ll_ra_read *bead;
671         struct ra_io_arg *ria = &vti->vti_ria;
672         struct ll_inode_info *lli;
673         struct cl_object *clob;
674         int ret = 0;
675         __u64 kms;
676
677         inode = mapping->host;
678         lli = ll_i2info(inode);
679         clob = lli->lli_clob;
680
681         memset(ria, 0, sizeof(*ria));
682
683         cl_object_attr_lock(clob);
684         ret = cl_object_attr_get(env, clob, attr);
685         cl_object_attr_unlock(clob);
686
687         if (ret != 0)
688                 return ret;
689         kms = attr->cat_kms;
690         if (kms == 0) {
691                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_ZERO_LEN);
692                 return 0;
693         }
694
695         spin_lock(&ras->ras_lock);
696         if (vio->cui_ra_window_set)
697                 bead = &vio->cui_bead;
698         else
699                 bead = NULL;
700
701         /* Enlarge the RA window to encompass the full read */
702         if (bead != NULL && ras->ras_window_start + ras->ras_window_len <
703             bead->lrr_start + bead->lrr_count) {
704                 ras->ras_window_len = bead->lrr_start + bead->lrr_count -
705                                       ras->ras_window_start;
706         }
707         /* Reserve a part of the read-ahead window that we'll be issuing */
708         if (ras->ras_window_len) {
709                 start = ras->ras_next_readahead;
710                 end = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len - 1;
711         }
712         if (end != 0) {
713                 unsigned long rpc_boundary;
714                 /*
715                  * Align RA window to an optimal boundary.
716                  *
717                  * XXX This would be better to align to cl_max_pages_per_rpc
718                  * instead of PTLRPC_MAX_BRW_PAGES, because the RPC size may
719                  * be aligned to the RAID stripe size in the future and that
720                  * is more important than the RPC size.
721                  */
722                 /* Note: we only trim the RPC, instead of extending the RPC
723                  * to the boundary, so to avoid reading too much pages during
724                  * random reading. */
725                 rpc_boundary = (end + 1) & (~(PTLRPC_MAX_BRW_PAGES - 1));
726                 if (rpc_boundary > 0)
727                         rpc_boundary--;
728
729                 if (rpc_boundary  > start)
730                         end = rpc_boundary;
731
732                 /* Truncate RA window to end of file */
733                 end = min(end, (unsigned long)((kms - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT));
734
735                 ras->ras_next_readahead = max(end, end + 1);
736                 RAS_CDEBUG(ras);
737         }
738         ria->ria_start = start;
739         ria->ria_end = end;
740         /* If stride I/O mode is detected, get stride window*/
741         if (stride_io_mode(ras)) {
742                 ria->ria_stoff = ras->ras_stride_offset;
743                 ria->ria_length = ras->ras_stride_length;
744                 ria->ria_pages = ras->ras_stride_pages;
745         }
746         spin_unlock(&ras->ras_lock);
747
748         if (end == 0) {
749                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_ZERO_WINDOW);
750                 return 0;
751         }
752         len = ria_page_count(ria);
753         if (len == 0)
754                 return 0;
755
756         reserved = ll_ra_count_get(ll_i2sbi(inode), ria, len);
757         if (reserved < len)
758                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_MAX_IN_FLIGHT);
759
760         CDEBUG(D_READA, "reserved page %lu ra_cur %d ra_max %lu\n", reserved,
761                atomic_read(&ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_cur_pages),
762                ll_i2sbi(inode)->ll_ra_info.ra_max_pages);
763
764         ret = ll_read_ahead_pages(env, io, queue,
765                                   ria, &reserved, mapping, &ra_end);
766
767         LASSERTF(reserved >= 0, "reserved %lu\n", reserved);
768         if (reserved != 0)
769                 ll_ra_count_put(ll_i2sbi(inode), reserved);
770
771         if (ra_end == end + 1 && ra_end == (kms >> PAGE_CACHE_SHIFT))
772                 ll_ra_stats_inc(mapping, RA_STAT_EOF);
773
774         /* if we didn't get to the end of the region we reserved from
775          * the ras we need to go back and update the ras so that the
776          * next read-ahead tries from where we left off.  we only do so
777          * if the region we failed to issue read-ahead on is still ahead
778          * of the app and behind the next index to start read-ahead from */
779         CDEBUG(D_READA, "ra_end %lu end %lu stride end %lu \n",
780                ra_end, end, ria->ria_end);
781
782         if (ra_end != end + 1) {
783                 spin_lock(&ras->ras_lock);
784                 if (ra_end < ras->ras_next_readahead &&
785                     index_in_window(ra_end, ras->ras_window_start, 0,
786                                     ras->ras_window_len)) {
787                         ras->ras_next_readahead = ra_end;
788                         RAS_CDEBUG(ras);
789                 }
790                 spin_unlock(&ras->ras_lock);
791         }
792
793         return ret;
794 }
795
796 static void ras_set_start(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras,
797                           unsigned long index)
798 {
799         ras->ras_window_start = index & (~(RAS_INCREASE_STEP(inode) - 1));
800 }
801
802 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
803 static void ras_reset(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras,
804                       unsigned long index)
805 {
806         ras->ras_last_readpage = index;
807         ras->ras_consecutive_requests = 0;
808         ras->ras_consecutive_pages = 0;
809         ras->ras_window_len = 0;
810         ras_set_start(inode, ras, index);
811         ras->ras_next_readahead = max(ras->ras_window_start, index);
812
813         RAS_CDEBUG(ras);
814 }
815
816 /* called with the ras_lock held or from places where it doesn't matter */
817 static void ras_stride_reset(struct ll_readahead_state *ras)
818 {
819         ras->ras_consecutive_stride_requests = 0;
820         ras->ras_stride_length = 0;
821         ras->ras_stride_pages = 0;
822         RAS_CDEBUG(ras);
823 }
824
825 void ll_readahead_init(struct inode *inode, struct ll_readahead_state *ras)
826 {
827         spin_lock_init(&ras->ras_lock);
828         ras_reset(inode, ras, 0);
829         ras->ras_requests = 0;
830         INIT_LIST_HEAD(&ras->ras_read_beads);
831 }
832
833 /*
834  * Check whether the read request is in the stride window.
835  * If it is in the stride window, return 1, otherwise return 0.
836  */
837 static int index_in_stride_window(struct ll_readahead_state *ras,
838                                   unsigned long index)
839 {
840         unsigned long stride_gap;
841
842         if (ras->ras_stride_length == 0 || ras->ras_stride_pages == 0 ||
843             ras->ras_stride_pages == ras->ras_stride_length)
844                 return 0;
845
846         stride_gap = index - ras->ras_last_readpage - 1;
847
848         /* If it is contiguous read */
849         if (stride_gap == 0)
850                 return ras->ras_consecutive_pages + 1 <= ras->ras_stride_pages;
851
852         /* Otherwise check the stride by itself */
853         return (ras->ras_stride_length - ras->ras_stride_pages) == stride_gap &&
854                 ras->ras_consecutive_pages == ras->ras_stride_pages;
855 }
856
857 static void ras_update_stride_detector(struct ll_readahead_state *ras,
858                                        unsigned long index)
859 {
860         unsigned long stride_gap = index - ras->ras_last_readpage - 1;
861
862         if (!stride_io_mode(ras) && (stride_gap != 0 ||
863              ras->ras_consecutive_stride_requests == 0)) {
864                 ras->ras_stride_pages = ras->ras_consecutive_pages;
865                 ras->ras_stride_length = stride_gap+ras->ras_consecutive_pages;
866         }
867         LASSERT(ras->ras_request_index == 0);
868         LASSERT(ras->ras_consecutive_stride_requests == 0);
869
870         if (index <= ras->ras_last_readpage) {
871                 /*Reset stride window for forward read*/
872                 ras_stride_reset(ras);
873                 return;
874         }
875
876         ras->ras_stride_pages = ras->ras_consecutive_pages;
877         ras->ras_stride_length = stride_gap+ras->ras_consecutive_pages;
878
879         RAS_CDEBUG(ras);
880         return;
881 }
882
883 static unsigned long
884 stride_page_count(struct ll_readahead_state *ras, unsigned long len)
885 {
886         return stride_pg_count(ras->ras_stride_offset, ras->ras_stride_length,
887                                ras->ras_stride_pages, ras->ras_stride_offset,
888                                len);
889 }
890
891 /* Stride Read-ahead window will be increased inc_len according to
892  * stride I/O pattern */
893 static void ras_stride_increase_window(struct ll_readahead_state *ras,
894                                        struct ll_ra_info *ra,
895                                        unsigned long inc_len)
896 {
897         unsigned long left, step, window_len;
898         unsigned long stride_len;
899
900         LASSERT(ras->ras_stride_length > 0);
901         LASSERTF(ras->ras_window_start + ras->ras_window_len
902                  >= ras->ras_stride_offset, "window_start %lu, window_len %lu stride_offset %lu\n",
903                  ras->ras_window_start,
904                  ras->ras_window_len, ras->ras_stride_offset);
905
906         stride_len = ras->ras_window_start + ras->ras_window_len -
907                      ras->ras_stride_offset;
908
909         left = stride_len % ras->ras_stride_length;
910         window_len = ras->ras_window_len - left;
911
912         if (left < ras->ras_stride_pages)
913                 left += inc_len;
914         else
915                 left = ras->ras_stride_pages + inc_len;
916
917         LASSERT(ras->ras_stride_pages != 0);
918
919         step = left / ras->ras_stride_pages;
920         left %= ras->ras_stride_pages;
921
922         window_len += step * ras->ras_stride_length + left;
923
924         if (stride_page_count(ras, window_len) <= ra->ra_max_pages_per_file)
925                 ras->ras_window_len = window_len;
926
927         RAS_CDEBUG(ras);
928 }
929
930 static void ras_increase_window(struct inode *inode,
931                                 struct ll_readahead_state *ras,
932                                 struct ll_ra_info *ra)
933 {
934         /* The stretch of ra-window should be aligned with max rpc_size
935          * but current clio architecture does not support retrieve such
936          * information from lower layer. FIXME later
937          */
938         if (stride_io_mode(ras))
939                 ras_stride_increase_window(ras, ra, RAS_INCREASE_STEP(inode));
940         else
941                 ras->ras_window_len = min(ras->ras_window_len +
942                                           RAS_INCREASE_STEP(inode),
943                                           ra->ra_max_pages_per_file);
944 }
945
946 void ras_update(struct ll_sb_info *sbi, struct inode *inode,
947                 struct ll_readahead_state *ras, unsigned long index,
948                 unsigned hit)
949 {
950         struct ll_ra_info *ra = &sbi->ll_ra_info;
951         int zero = 0, stride_detect = 0, ra_miss = 0;
952
953         spin_lock(&ras->ras_lock);
954
955         ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, hit ? RA_STAT_HIT : RA_STAT_MISS);
956
957         /* reset the read-ahead window in two cases.  First when the app seeks
958          * or reads to some other part of the file.  Secondly if we get a
959          * read-ahead miss that we think we've previously issued.  This can
960          * be a symptom of there being so many read-ahead pages that the VM is
961          * reclaiming it before we get to it. */
962         if (!index_in_window(index, ras->ras_last_readpage, 8, 8)) {
963                 zero = 1;
964                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_DISTANT_READPAGE);
965         } else if (!hit && ras->ras_window_len &&
966                    index < ras->ras_next_readahead &&
967                    index_in_window(index, ras->ras_window_start, 0,
968                                    ras->ras_window_len)) {
969                 ra_miss = 1;
970                 ll_ra_stats_inc_sbi(sbi, RA_STAT_MISS_IN_WINDOW);
971         }
972
973         /* On the second access to a file smaller than the tunable
974          * ra_max_read_ahead_whole_pages trigger RA on all pages in the
975          * file up to ra_max_pages_per_file.  This is simply a best effort
976          * and only occurs once per open file.  Normal RA behavior is reverted
977          * to for subsequent IO.  The mmap case does not increment
978          * ras_requests and thus can never trigger this behavior. */
979         if (ras->ras_requests == 2 && !ras->ras_request_index) {
980                 __u64 kms_pages;
981
982                 kms_pages = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >>
983                             PAGE_CACHE_SHIFT;
984
985                 CDEBUG(D_READA, "kmsp %llu mwp %lu mp %lu\n", kms_pages,
986                        ra->ra_max_read_ahead_whole_pages, ra->ra_max_pages_per_file);
987
988                 if (kms_pages &&
989                     kms_pages <= ra->ra_max_read_ahead_whole_pages) {
990                         ras->ras_window_start = 0;
991                         ras->ras_last_readpage = 0;
992                         ras->ras_next_readahead = 0;
993                         ras->ras_window_len = min(ra->ra_max_pages_per_file,
994                                 ra->ra_max_read_ahead_whole_pages);
995                         goto out_unlock;
996                 }
997         }
998         if (zero) {
999                 /* check whether it is in stride I/O mode*/
1000                 if (!index_in_stride_window(ras, index)) {
1001                         if (ras->ras_consecutive_stride_requests == 0 &&
1002                             ras->ras_request_index == 0) {
1003                                 ras_update_stride_detector(ras, index);
1004                                 ras->ras_consecutive_stride_requests++;
1005                         } else {
1006                                 ras_stride_reset(ras);
1007                         }
1008                         ras_reset(inode, ras, index);
1009                         ras->ras_consecutive_pages++;
1010                         goto out_unlock;
1011                 } else {
1012                         ras->ras_consecutive_pages = 0;
1013                         ras->ras_consecutive_requests = 0;
1014                         if (++ras->ras_consecutive_stride_requests > 1)
1015                                 stride_detect = 1;
1016                         RAS_CDEBUG(ras);
1017                 }
1018         } else {
1019                 if (ra_miss) {
1020                         if (index_in_stride_window(ras, index) &&
1021                             stride_io_mode(ras)) {
1022                                 /*If stride-RA hit cache miss, the stride dector
1023                                  *will not be reset to avoid the overhead of
1024                                  *redetecting read-ahead mode */
1025                                 if (index != ras->ras_last_readpage + 1)
1026                                         ras->ras_consecutive_pages = 0;
1027                                 ras_reset(inode, ras, index);
1028                                 RAS_CDEBUG(ras);
1029                         } else {
1030                                 /* Reset both stride window and normal RA
1031                                  * window */
1032                                 ras_reset(inode, ras, index);
1033                                 ras->ras_consecutive_pages++;
1034                                 ras_stride_reset(ras);
1035                                 goto out_unlock;
1036                         }
1037                 } else if (stride_io_mode(ras)) {
1038                         /* If this is contiguous read but in stride I/O mode
1039                          * currently, check whether stride step still is valid,
1040                          * if invalid, it will reset the stride ra window*/
1041                         if (!index_in_stride_window(ras, index)) {
1042                                 /* Shrink stride read-ahead window to be zero */
1043                                 ras_stride_reset(ras);
1044                                 ras->ras_window_len = 0;
1045                                 ras->ras_next_readahead = index;
1046                         }
1047                 }
1048         }
1049         ras->ras_consecutive_pages++;
1050         ras->ras_last_readpage = index;
1051         ras_set_start(inode, ras, index);
1052
1053         if (stride_io_mode(ras))
1054                 /* Since stride readahead is sensitive to the offset
1055                  * of read-ahead, so we use original offset here,
1056                  * instead of ras_window_start, which is RPC aligned */
1057                 ras->ras_next_readahead = max(index, ras->ras_next_readahead);
1058         else
1059                 ras->ras_next_readahead = max(ras->ras_window_start,
1060                                               ras->ras_next_readahead);
1061         RAS_CDEBUG(ras);
1062
1063         /* Trigger RA in the mmap case where ras_consecutive_requests
1064          * is not incremented and thus can't be used to trigger RA */
1065         if (!ras->ras_window_len && ras->ras_consecutive_pages == 4) {
1066                 ras->ras_window_len = RAS_INCREASE_STEP(inode);
1067                 goto out_unlock;
1068         }
1069
1070         /* Initially reset the stride window offset to next_readahead*/
1071         if (ras->ras_consecutive_stride_requests == 2 && stride_detect) {
1072                 /**
1073                  * Once stride IO mode is detected, next_readahead should be
1074                  * reset to make sure next_readahead > stride offset
1075                  */
1076                 ras->ras_next_readahead = max(index, ras->ras_next_readahead);
1077                 ras->ras_stride_offset = index;
1078                 ras->ras_window_len = RAS_INCREASE_STEP(inode);
1079         }
1080
1081         /* The initial ras_window_len is set to the request size.  To avoid
1082          * uselessly reading and discarding pages for random IO the window is
1083          * only increased once per consecutive request received. */
1084         if ((ras->ras_consecutive_requests > 1 || stride_detect) &&
1085             !ras->ras_request_index)
1086                 ras_increase_window(inode, ras, ra);
1087 out_unlock:
1088         RAS_CDEBUG(ras);
1089         ras->ras_request_index++;
1090         spin_unlock(&ras->ras_lock);
1091         return;
1092 }
1093
1094 int ll_writepage(struct page *vmpage, struct writeback_control *wbc)
1095 {
1096         struct inode           *inode = vmpage->mapping->host;
1097         struct ll_inode_info   *lli   = ll_i2info(inode);
1098         struct lu_env     *env;
1099         struct cl_io       *io;
1100         struct cl_page   *page;
1101         struct cl_object       *clob;
1102         struct cl_env_nest      nest;
1103         bool redirtied = false;
1104         bool unlocked = false;
1105         int result;
1106
1107         LASSERT(PageLocked(vmpage));
1108         LASSERT(!PageWriteback(vmpage));
1109
1110         LASSERT(ll_i2dtexp(inode) != NULL);
1111
1112         env = cl_env_nested_get(&nest);
1113         if (IS_ERR(env)) {
1114                 result = PTR_ERR(env);
1115                 goto out;
1116         }
1117
1118         clob  = ll_i2info(inode)->lli_clob;
1119         LASSERT(clob != NULL);
1120
1121         io = ccc_env_thread_io(env);
1122         io->ci_obj = clob;
1123         io->ci_ignore_layout = 1;
1124         result = cl_io_init(env, io, CIT_MISC, clob);
1125         if (result == 0) {
1126                 page = cl_page_find(env, clob, vmpage->index,
1127                                     vmpage, CPT_CACHEABLE);
1128                 if (!IS_ERR(page)) {
1129                         lu_ref_add(&page->cp_reference, "writepage",
1130                                    current);
1131                         cl_page_assume(env, io, page);
1132                         result = cl_page_flush(env, io, page);
1133                         if (result != 0) {
1134                                 /*
1135                                  * Re-dirty page on error so it retries write,
1136                                  * but not in case when IO has actually
1137                                  * occurred and completed with an error.
1138                                  */
1139                                 if (!PageError(vmpage)) {
1140                                         redirty_page_for_writepage(wbc, vmpage);
1141                                         result = 0;
1142                                         redirtied = true;
1143                                 }
1144                         }
1145                         cl_page_disown(env, io, page);
1146                         unlocked = true;
1147                         lu_ref_del(&page->cp_reference,
1148                                    "writepage", current);
1149                         cl_page_put(env, page);
1150                 } else {
1151                         result = PTR_ERR(page);
1152                 }
1153         }
1154         cl_io_fini(env, io);
1155
1156         if (redirtied && wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) {
1157                 loff_t offset = cl_offset(clob, vmpage->index);
1158
1159                 /* Flush page failed because the extent is being written out.
1160                  * Wait for the write of extent to be finished to avoid
1161                  * breaking kernel which assumes ->writepage should mark
1162                  * PageWriteback or clean the page. */
1163                 result = cl_sync_file_range(inode, offset,
1164                                             offset + PAGE_CACHE_SIZE - 1,
1165                                             CL_FSYNC_LOCAL, 1);
1166                 if (result > 0) {
1167                         /* actually we may have written more than one page.
1168                          * decreasing this page because the caller will count
1169                          * it. */
1170                         wbc->nr_to_write -= result - 1;
1171                         result = 0;
1172                 }
1173         }
1174
1175         cl_env_nested_put(&nest, env);
1176         goto out;
1177
1178 out:
1179         if (result < 0) {
1180                 if (!lli->lli_async_rc)
1181                         lli->lli_async_rc = result;
1182                 SetPageError(vmpage);
1183                 if (!unlocked)
1184                         unlock_page(vmpage);
1185         }
1186         return result;
1187 }
1188
1189 int ll_writepages(struct address_space *mapping, struct writeback_control *wbc)
1190 {
1191         struct inode *inode = mapping->host;
1192         struct ll_sb_info *sbi = ll_i2sbi(inode);
1193         loff_t start;
1194         loff_t end;
1195         enum cl_fsync_mode mode;
1196         int range_whole = 0;
1197         int result;
1198         int ignore_layout = 0;
1199
1200         if (wbc->range_cyclic) {
1201                 start = mapping->writeback_index << PAGE_CACHE_SHIFT;
1202                 end = OBD_OBJECT_EOF;
1203         } else {
1204                 start = wbc->range_start;
1205                 end = wbc->range_end;
1206                 if (end == LLONG_MAX) {
1207                         end = OBD_OBJECT_EOF;
1208                         range_whole = start == 0;
1209                 }
1210         }
1211
1212         mode = CL_FSYNC_NONE;
1213         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
1214                 mode = CL_FSYNC_LOCAL;
1215
1216         if (sbi->ll_umounting)
1217                 /* if the mountpoint is being umounted, all pages have to be
1218                  * evicted to avoid hitting LBUG when truncate_inode_pages()
1219                  * is called later on. */
1220                 ignore_layout = 1;
1221         result = cl_sync_file_range(inode, start, end, mode, ignore_layout);
1222         if (result > 0) {
1223                 wbc->nr_to_write -= result;
1224                 result = 0;
1225          }
1226
1227         if (wbc->range_cyclic || (range_whole && wbc->nr_to_write > 0)) {
1228                 if (end == OBD_OBJECT_EOF)
1229                         end = i_size_read(inode);
1230                 mapping->writeback_index = (end >> PAGE_CACHE_SHIFT) + 1;
1231         }
1232         return result;
1233 }
1234
1235 int ll_readpage(struct file *file, struct page *vmpage)
1236 {
1237         struct ll_cl_context *lcc;
1238         int result;
1239
1240         lcc = ll_cl_init(file, vmpage, 0);
1241         if (!IS_ERR(lcc)) {
1242                 struct lu_env  *env  = lcc->lcc_env;
1243                 struct cl_io   *io   = lcc->lcc_io;
1244                 struct cl_page *page = lcc->lcc_page;
1245
1246                 LASSERT(page->cp_type == CPT_CACHEABLE);
1247                 if (likely(!PageUptodate(vmpage))) {
1248                         cl_page_assume(env, io, page);
1249                         result = cl_io_read_page(env, io, page);
1250                 } else {
1251                         /* Page from a non-object file. */
1252                         unlock_page(vmpage);
1253                         result = 0;
1254                 }
1255                 ll_cl_fini(lcc);
1256         } else {
1257                 unlock_page(vmpage);
1258                 result = PTR_ERR(lcc);
1259         }
1260         return result;
1261 }