Merge remote-tracking branches 'spi/topic/ti-qspi' and 'spi/topic/xlp' into spi-next
[sfrench/cifs-2.6.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 #include "xfs_trace.h"
34
35 struct workqueue_struct *xfs_discard_wq;
36
37 /*
38  * Allocate a new ticket. Failing to get a new ticket makes it really hard to
39  * recover, so we don't allow failure here. Also, we allocate in a context that
40  * we don't want to be issuing transactions from, so we need to tell the
41  * allocation code this as well.
42  *
43  * We don't reserve any space for the ticket - we are going to steal whatever
44  * space we require from transactions as they commit. To ensure we reserve all
45  * the space required, we need to set the current reservation of the ticket to
46  * zero so that we know to steal the initial transaction overhead from the
47  * first transaction commit.
48  */
49 static struct xlog_ticket *
50 xlog_cil_ticket_alloc(
51         struct xlog     *log)
52 {
53         struct xlog_ticket *tic;
54
55         tic = xlog_ticket_alloc(log, 0, 1, XFS_TRANSACTION, 0,
56                                 KM_SLEEP|KM_NOFS);
57
58         /*
59          * set the current reservation to zero so we know to steal the basic
60          * transaction overhead reservation from the first transaction commit.
61          */
62         tic->t_curr_res = 0;
63         return tic;
64 }
65
66 /*
67  * After the first stage of log recovery is done, we know where the head and
68  * tail of the log are. We need this log initialisation done before we can
69  * initialise the first CIL checkpoint context.
70  *
71  * Here we allocate a log ticket to track space usage during a CIL push.  This
72  * ticket is passed to xlog_write() directly so that we don't slowly leak log
73  * space by failing to account for space used by log headers and additional
74  * region headers for split regions.
75  */
76 void
77 xlog_cil_init_post_recovery(
78         struct xlog     *log)
79 {
80         log->l_cilp->xc_ctx->ticket = xlog_cil_ticket_alloc(log);
81         log->l_cilp->xc_ctx->sequence = 1;
82 }
83
84 static inline int
85 xlog_cil_iovec_space(
86         uint    niovecs)
87 {
88         return round_up((sizeof(struct xfs_log_vec) +
89                                         niovecs * sizeof(struct xfs_log_iovec)),
90                         sizeof(uint64_t));
91 }
92
93 /*
94  * Allocate or pin log vector buffers for CIL insertion.
95  *
96  * The CIL currently uses disposable buffers for copying a snapshot of the
97  * modified items into the log during a push. The biggest problem with this is
98  * the requirement to allocate the disposable buffer during the commit if:
99  *      a) does not exist; or
100  *      b) it is too small
101  *
102  * If we do this allocation within xlog_cil_insert_format_items(), it is done
103  * under the xc_ctx_lock, which means that a CIL push cannot occur during
104  * the memory allocation. This means that we have a potential deadlock situation
105  * under low memory conditions when we have lots of dirty metadata pinned in
106  * the CIL and we need a CIL commit to occur to free memory.
107  *
108  * To avoid this, we need to move the memory allocation outside the
109  * xc_ctx_lock, but because the log vector buffers are disposable, that opens
110  * up a TOCTOU race condition w.r.t. the CIL committing and removing the log
111  * vector buffers between the check and the formatting of the item into the
112  * log vector buffer within the xc_ctx_lock.
113  *
114  * Because the log vector buffer needs to be unchanged during the CIL push
115  * process, we cannot share the buffer between the transaction commit (which
116  * modifies the buffer) and the CIL push context that is writing the changes
117  * into the log. This means skipping preallocation of buffer space is
118  * unreliable, but we most definitely do not want to be allocating and freeing
119  * buffers unnecessarily during commits when overwrites can be done safely.
120  *
121  * The simplest solution to this problem is to allocate a shadow buffer when a
122  * log item is committed for the second time, and then to only use this buffer
123  * if necessary. The buffer can remain attached to the log item until such time
124  * it is needed, and this is the buffer that is reallocated to match the size of
125  * the incoming modification. Then during the formatting of the item we can swap
126  * the active buffer with the new one if we can't reuse the existing buffer. We
127  * don't free the old buffer as it may be reused on the next modification if
128  * it's size is right, otherwise we'll free and reallocate it at that point.
129  *
130  * This function builds a vector for the changes in each log item in the
131  * transaction. It then works out the length of the buffer needed for each log
132  * item, allocates them and attaches the vector to the log item in preparation
133  * for the formatting step which occurs under the xc_ctx_lock.
134  *
135  * While this means the memory footprint goes up, it avoids the repeated
136  * alloc/free pattern that repeated modifications of an item would otherwise
137  * cause, and hence minimises the CPU overhead of such behaviour.
138  */
139 static void
140 xlog_cil_alloc_shadow_bufs(
141         struct xlog             *log,
142         struct xfs_trans        *tp)
143 {
144         struct xfs_log_item_desc *lidp;
145
146         list_for_each_entry(lidp, &tp->t_items, lid_trans) {
147                 struct xfs_log_item *lip = lidp->lid_item;
148                 struct xfs_log_vec *lv;
149                 int     niovecs = 0;
150                 int     nbytes = 0;
151                 int     buf_size;
152                 bool    ordered = false;
153
154                 /* Skip items which aren't dirty in this transaction. */
155                 if (!(lidp->lid_flags & XFS_LID_DIRTY))
156                         continue;
157
158                 /* get number of vecs and size of data to be stored */
159                 lip->li_ops->iop_size(lip, &niovecs, &nbytes);
160
161                 /*
162                  * Ordered items need to be tracked but we do not wish to write
163                  * them. We need a logvec to track the object, but we do not
164                  * need an iovec or buffer to be allocated for copying data.
165                  */
166                 if (niovecs == XFS_LOG_VEC_ORDERED) {
167                         ordered = true;
168                         niovecs = 0;
169                         nbytes = 0;
170                 }
171
172                 /*
173                  * We 64-bit align the length of each iovec so that the start
174                  * of the next one is naturally aligned.  We'll need to
175                  * account for that slack space here. Then round nbytes up
176                  * to 64-bit alignment so that the initial buffer alignment is
177                  * easy to calculate and verify.
178                  */
179                 nbytes += niovecs * sizeof(uint64_t);
180                 nbytes = round_up(nbytes, sizeof(uint64_t));
181
182                 /*
183                  * The data buffer needs to start 64-bit aligned, so round up
184                  * that space to ensure we can align it appropriately and not
185                  * overrun the buffer.
186                  */
187                 buf_size = nbytes + xlog_cil_iovec_space(niovecs);
188
189                 /*
190                  * if we have no shadow buffer, or it is too small, we need to
191                  * reallocate it.
192                  */
193                 if (!lip->li_lv_shadow ||
194                     buf_size > lip->li_lv_shadow->lv_size) {
195
196                         /*
197                          * We free and allocate here as a realloc would copy
198                          * unecessary data. We don't use kmem_zalloc() for the
199                          * same reason - we don't need to zero the data area in
200                          * the buffer, only the log vector header and the iovec
201                          * storage.
202                          */
203                         kmem_free(lip->li_lv_shadow);
204
205                         lv = kmem_alloc(buf_size, KM_SLEEP|KM_NOFS);
206                         memset(lv, 0, xlog_cil_iovec_space(niovecs));
207
208                         lv->lv_item = lip;
209                         lv->lv_size = buf_size;
210                         if (ordered)
211                                 lv->lv_buf_len = XFS_LOG_VEC_ORDERED;
212                         else
213                                 lv->lv_iovecp = (struct xfs_log_iovec *)&lv[1];
214                         lip->li_lv_shadow = lv;
215                 } else {
216                         /* same or smaller, optimise common overwrite case */
217                         lv = lip->li_lv_shadow;
218                         if (ordered)
219                                 lv->lv_buf_len = XFS_LOG_VEC_ORDERED;
220                         else
221                                 lv->lv_buf_len = 0;
222                         lv->lv_bytes = 0;
223                         lv->lv_next = NULL;
224                 }
225
226                 /* Ensure the lv is set up according to ->iop_size */
227                 lv->lv_niovecs = niovecs;
228
229                 /* The allocated data region lies beyond the iovec region */
230                 lv->lv_buf = (char *)lv + xlog_cil_iovec_space(niovecs);
231         }
232
233 }
234
235 /*
236  * Prepare the log item for insertion into the CIL. Calculate the difference in
237  * log space and vectors it will consume, and if it is a new item pin it as
238  * well.
239  */
240 STATIC void
241 xfs_cil_prepare_item(
242         struct xlog             *log,
243         struct xfs_log_vec      *lv,
244         struct xfs_log_vec      *old_lv,
245         int                     *diff_len,
246         int                     *diff_iovecs)
247 {
248         /* Account for the new LV being passed in */
249         if (lv->lv_buf_len != XFS_LOG_VEC_ORDERED) {
250                 *diff_len += lv->lv_bytes;
251                 *diff_iovecs += lv->lv_niovecs;
252         }
253
254         /*
255          * If there is no old LV, this is the first time we've seen the item in
256          * this CIL context and so we need to pin it. If we are replacing the
257          * old_lv, then remove the space it accounts for and make it the shadow
258          * buffer for later freeing. In both cases we are now switching to the
259          * shadow buffer, so update the the pointer to it appropriately.
260          */
261         if (!old_lv) {
262                 lv->lv_item->li_ops->iop_pin(lv->lv_item);
263                 lv->lv_item->li_lv_shadow = NULL;
264         } else if (old_lv != lv) {
265                 ASSERT(lv->lv_buf_len != XFS_LOG_VEC_ORDERED);
266
267                 *diff_len -= old_lv->lv_bytes;
268                 *diff_iovecs -= old_lv->lv_niovecs;
269                 lv->lv_item->li_lv_shadow = old_lv;
270         }
271
272         /* attach new log vector to log item */
273         lv->lv_item->li_lv = lv;
274
275         /*
276          * If this is the first time the item is being committed to the
277          * CIL, store the sequence number on the log item so we can
278          * tell in future commits whether this is the first checkpoint
279          * the item is being committed into.
280          */
281         if (!lv->lv_item->li_seq)
282                 lv->lv_item->li_seq = log->l_cilp->xc_ctx->sequence;
283 }
284
285 /*
286  * Format log item into a flat buffers
287  *
288  * For delayed logging, we need to hold a formatted buffer containing all the
289  * changes on the log item. This enables us to relog the item in memory and
290  * write it out asynchronously without needing to relock the object that was
291  * modified at the time it gets written into the iclog.
292  *
293  * This function takes the prepared log vectors attached to each log item, and
294  * formats the changes into the log vector buffer. The buffer it uses is
295  * dependent on the current state of the vector in the CIL - the shadow lv is
296  * guaranteed to be large enough for the current modification, but we will only
297  * use that if we can't reuse the existing lv. If we can't reuse the existing
298  * lv, then simple swap it out for the shadow lv. We don't free it - that is
299  * done lazily either by th enext modification or the freeing of the log item.
300  *
301  * We don't set up region headers during this process; we simply copy the
302  * regions into the flat buffer. We can do this because we still have to do a
303  * formatting step to write the regions into the iclog buffer.  Writing the
304  * ophdrs during the iclog write means that we can support splitting large
305  * regions across iclog boundares without needing a change in the format of the
306  * item/region encapsulation.
307  *
308  * Hence what we need to do now is change the rewrite the vector array to point
309  * to the copied region inside the buffer we just allocated. This allows us to
310  * format the regions into the iclog as though they are being formatted
311  * directly out of the objects themselves.
312  */
313 static void
314 xlog_cil_insert_format_items(
315         struct xlog             *log,
316         struct xfs_trans        *tp,
317         int                     *diff_len,
318         int                     *diff_iovecs)
319 {
320         struct xfs_log_item_desc *lidp;
321
322
323         /* Bail out if we didn't find a log item.  */
324         if (list_empty(&tp->t_items)) {
325                 ASSERT(0);
326                 return;
327         }
328
329         list_for_each_entry(lidp, &tp->t_items, lid_trans) {
330                 struct xfs_log_item *lip = lidp->lid_item;
331                 struct xfs_log_vec *lv;
332                 struct xfs_log_vec *old_lv = NULL;
333                 struct xfs_log_vec *shadow;
334                 bool    ordered = false;
335
336                 /* Skip items which aren't dirty in this transaction. */
337                 if (!(lidp->lid_flags & XFS_LID_DIRTY))
338                         continue;
339
340                 /*
341                  * The formatting size information is already attached to
342                  * the shadow lv on the log item.
343                  */
344                 shadow = lip->li_lv_shadow;
345                 if (shadow->lv_buf_len == XFS_LOG_VEC_ORDERED)
346                         ordered = true;
347
348                 /* Skip items that do not have any vectors for writing */
349                 if (!shadow->lv_niovecs && !ordered)
350                         continue;
351
352                 /* compare to existing item size */
353                 old_lv = lip->li_lv;
354                 if (lip->li_lv && shadow->lv_size <= lip->li_lv->lv_size) {
355                         /* same or smaller, optimise common overwrite case */
356                         lv = lip->li_lv;
357                         lv->lv_next = NULL;
358
359                         if (ordered)
360                                 goto insert;
361
362                         /*
363                          * set the item up as though it is a new insertion so
364                          * that the space reservation accounting is correct.
365                          */
366                         *diff_iovecs -= lv->lv_niovecs;
367                         *diff_len -= lv->lv_bytes;
368
369                         /* Ensure the lv is set up according to ->iop_size */
370                         lv->lv_niovecs = shadow->lv_niovecs;
371
372                         /* reset the lv buffer information for new formatting */
373                         lv->lv_buf_len = 0;
374                         lv->lv_bytes = 0;
375                         lv->lv_buf = (char *)lv +
376                                         xlog_cil_iovec_space(lv->lv_niovecs);
377                 } else {
378                         /* switch to shadow buffer! */
379                         lv = shadow;
380                         lv->lv_item = lip;
381                         if (ordered) {
382                                 /* track as an ordered logvec */
383                                 ASSERT(lip->li_lv == NULL);
384                                 goto insert;
385                         }
386                 }
387
388                 ASSERT(IS_ALIGNED((unsigned long)lv->lv_buf, sizeof(uint64_t)));
389                 lip->li_ops->iop_format(lip, lv);
390 insert:
391                 xfs_cil_prepare_item(log, lv, old_lv, diff_len, diff_iovecs);
392         }
393 }
394
395 /*
396  * Insert the log items into the CIL and calculate the difference in space
397  * consumed by the item. Add the space to the checkpoint ticket and calculate
398  * if the change requires additional log metadata. If it does, take that space
399  * as well. Remove the amount of space we added to the checkpoint ticket from
400  * the current transaction ticket so that the accounting works out correctly.
401  */
402 static void
403 xlog_cil_insert_items(
404         struct xlog             *log,
405         struct xfs_trans        *tp)
406 {
407         struct xfs_cil          *cil = log->l_cilp;
408         struct xfs_cil_ctx      *ctx = cil->xc_ctx;
409         struct xfs_log_item_desc *lidp;
410         int                     len = 0;
411         int                     diff_iovecs = 0;
412         int                     iclog_space;
413
414         ASSERT(tp);
415
416         /*
417          * We can do this safely because the context can't checkpoint until we
418          * are done so it doesn't matter exactly how we update the CIL.
419          */
420         xlog_cil_insert_format_items(log, tp, &len, &diff_iovecs);
421
422         /*
423          * Now (re-)position everything modified at the tail of the CIL.
424          * We do this here so we only need to take the CIL lock once during
425          * the transaction commit.
426          */
427         spin_lock(&cil->xc_cil_lock);
428         list_for_each_entry(lidp, &tp->t_items, lid_trans) {
429                 struct xfs_log_item     *lip = lidp->lid_item;
430
431                 /* Skip items which aren't dirty in this transaction. */
432                 if (!(lidp->lid_flags & XFS_LID_DIRTY))
433                         continue;
434
435                 /*
436                  * Only move the item if it isn't already at the tail. This is
437                  * to prevent a transient list_empty() state when reinserting
438                  * an item that is already the only item in the CIL.
439                  */
440                 if (!list_is_last(&lip->li_cil, &cil->xc_cil))
441                         list_move_tail(&lip->li_cil, &cil->xc_cil);
442         }
443
444         /* account for space used by new iovec headers  */
445         len += diff_iovecs * sizeof(xlog_op_header_t);
446         ctx->nvecs += diff_iovecs;
447
448         /* attach the transaction to the CIL if it has any busy extents */
449         if (!list_empty(&tp->t_busy))
450                 list_splice_init(&tp->t_busy, &ctx->busy_extents);
451
452         /*
453          * Now transfer enough transaction reservation to the context ticket
454          * for the checkpoint. The context ticket is special - the unit
455          * reservation has to grow as well as the current reservation as we
456          * steal from tickets so we can correctly determine the space used
457          * during the transaction commit.
458          */
459         if (ctx->ticket->t_curr_res == 0) {
460                 ctx->ticket->t_curr_res = ctx->ticket->t_unit_res;
461                 tp->t_ticket->t_curr_res -= ctx->ticket->t_unit_res;
462         }
463
464         /* do we need space for more log record headers? */
465         iclog_space = log->l_iclog_size - log->l_iclog_hsize;
466         if (len > 0 && (ctx->space_used / iclog_space !=
467                                 (ctx->space_used + len) / iclog_space)) {
468                 int hdrs;
469
470                 hdrs = (len + iclog_space - 1) / iclog_space;
471                 /* need to take into account split region headers, too */
472                 hdrs *= log->l_iclog_hsize + sizeof(struct xlog_op_header);
473                 ctx->ticket->t_unit_res += hdrs;
474                 ctx->ticket->t_curr_res += hdrs;
475                 tp->t_ticket->t_curr_res -= hdrs;
476                 ASSERT(tp->t_ticket->t_curr_res >= len);
477         }
478         tp->t_ticket->t_curr_res -= len;
479         ctx->space_used += len;
480
481         spin_unlock(&cil->xc_cil_lock);
482 }
483
484 static void
485 xlog_cil_free_logvec(
486         struct xfs_log_vec      *log_vector)
487 {
488         struct xfs_log_vec      *lv;
489
490         for (lv = log_vector; lv; ) {
491                 struct xfs_log_vec *next = lv->lv_next;
492                 kmem_free(lv);
493                 lv = next;
494         }
495 }
496
497 static void
498 xlog_discard_endio_work(
499         struct work_struct      *work)
500 {
501         struct xfs_cil_ctx      *ctx =
502                 container_of(work, struct xfs_cil_ctx, discard_endio_work);
503         struct xfs_mount        *mp = ctx->cil->xc_log->l_mp;
504
505         xfs_extent_busy_clear(mp, &ctx->busy_extents, false);
506         kmem_free(ctx);
507 }
508
509 /*
510  * Queue up the actual completion to a thread to avoid IRQ-safe locking for
511  * pagb_lock.  Note that we need a unbounded workqueue, otherwise we might
512  * get the execution delayed up to 30 seconds for weird reasons.
513  */
514 static void
515 xlog_discard_endio(
516         struct bio              *bio)
517 {
518         struct xfs_cil_ctx      *ctx = bio->bi_private;
519
520         INIT_WORK(&ctx->discard_endio_work, xlog_discard_endio_work);
521         queue_work(xfs_discard_wq, &ctx->discard_endio_work);
522 }
523
524 static void
525 xlog_discard_busy_extents(
526         struct xfs_mount        *mp,
527         struct xfs_cil_ctx      *ctx)
528 {
529         struct list_head        *list = &ctx->busy_extents;
530         struct xfs_extent_busy  *busyp;
531         struct bio              *bio = NULL;
532         struct blk_plug         plug;
533         int                     error = 0;
534
535         ASSERT(mp->m_flags & XFS_MOUNT_DISCARD);
536
537         blk_start_plug(&plug);
538         list_for_each_entry(busyp, list, list) {
539                 trace_xfs_discard_extent(mp, busyp->agno, busyp->bno,
540                                          busyp->length);
541
542                 error = __blkdev_issue_discard(mp->m_ddev_targp->bt_bdev,
543                                 XFS_AGB_TO_DADDR(mp, busyp->agno, busyp->bno),
544                                 XFS_FSB_TO_BB(mp, busyp->length),
545                                 GFP_NOFS, 0, &bio);
546                 if (error && error != -EOPNOTSUPP) {
547                         xfs_info(mp,
548          "discard failed for extent [0x%llx,%u], error %d",
549                                  (unsigned long long)busyp->bno,
550                                  busyp->length,
551                                  error);
552                         break;
553                 }
554         }
555
556         if (bio) {
557                 bio->bi_private = ctx;
558                 bio->bi_end_io = xlog_discard_endio;
559                 submit_bio(bio);
560         } else {
561                 xlog_discard_endio_work(&ctx->discard_endio_work);
562         }
563         blk_finish_plug(&plug);
564 }
565
566 /*
567  * Mark all items committed and clear busy extents. We free the log vector
568  * chains in a separate pass so that we unpin the log items as quickly as
569  * possible.
570  */
571 static void
572 xlog_cil_committed(
573         void    *args,
574         int     abort)
575 {
576         struct xfs_cil_ctx      *ctx = args;
577         struct xfs_mount        *mp = ctx->cil->xc_log->l_mp;
578
579         xfs_trans_committed_bulk(ctx->cil->xc_log->l_ailp, ctx->lv_chain,
580                                         ctx->start_lsn, abort);
581
582         xfs_extent_busy_sort(&ctx->busy_extents);
583         xfs_extent_busy_clear(mp, &ctx->busy_extents,
584                              (mp->m_flags & XFS_MOUNT_DISCARD) && !abort);
585
586         /*
587          * If we are aborting the commit, wake up anyone waiting on the
588          * committing list.  If we don't, then a shutdown we can leave processes
589          * waiting in xlog_cil_force_lsn() waiting on a sequence commit that
590          * will never happen because we aborted it.
591          */
592         spin_lock(&ctx->cil->xc_push_lock);
593         if (abort)
594                 wake_up_all(&ctx->cil->xc_commit_wait);
595         list_del(&ctx->committing);
596         spin_unlock(&ctx->cil->xc_push_lock);
597
598         xlog_cil_free_logvec(ctx->lv_chain);
599
600         if (!list_empty(&ctx->busy_extents))
601                 xlog_discard_busy_extents(mp, ctx);
602         else
603                 kmem_free(ctx);
604 }
605
606 /*
607  * Push the Committed Item List to the log. If @push_seq flag is zero, then it
608  * is a background flush and so we can chose to ignore it. Otherwise, if the
609  * current sequence is the same as @push_seq we need to do a flush. If
610  * @push_seq is less than the current sequence, then it has already been
611  * flushed and we don't need to do anything - the caller will wait for it to
612  * complete if necessary.
613  *
614  * @push_seq is a value rather than a flag because that allows us to do an
615  * unlocked check of the sequence number for a match. Hence we can allows log
616  * forces to run racily and not issue pushes for the same sequence twice. If we
617  * get a race between multiple pushes for the same sequence they will block on
618  * the first one and then abort, hence avoiding needless pushes.
619  */
620 STATIC int
621 xlog_cil_push(
622         struct xlog             *log)
623 {
624         struct xfs_cil          *cil = log->l_cilp;
625         struct xfs_log_vec      *lv;
626         struct xfs_cil_ctx      *ctx;
627         struct xfs_cil_ctx      *new_ctx;
628         struct xlog_in_core     *commit_iclog;
629         struct xlog_ticket      *tic;
630         int                     num_iovecs;
631         int                     error = 0;
632         struct xfs_trans_header thdr;
633         struct xfs_log_iovec    lhdr;
634         struct xfs_log_vec      lvhdr = { NULL };
635         xfs_lsn_t               commit_lsn;
636         xfs_lsn_t               push_seq;
637
638         if (!cil)
639                 return 0;
640
641         new_ctx = kmem_zalloc(sizeof(*new_ctx), KM_SLEEP|KM_NOFS);
642         new_ctx->ticket = xlog_cil_ticket_alloc(log);
643
644         down_write(&cil->xc_ctx_lock);
645         ctx = cil->xc_ctx;
646
647         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
648         push_seq = cil->xc_push_seq;
649         ASSERT(push_seq <= ctx->sequence);
650
651         /*
652          * Check if we've anything to push. If there is nothing, then we don't
653          * move on to a new sequence number and so we have to be able to push
654          * this sequence again later.
655          */
656         if (list_empty(&cil->xc_cil)) {
657                 cil->xc_push_seq = 0;
658                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
659                 goto out_skip;
660         }
661
662
663         /* check for a previously pushed seqeunce */
664         if (push_seq < cil->xc_ctx->sequence) {
665                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
666                 goto out_skip;
667         }
668
669         /*
670          * We are now going to push this context, so add it to the committing
671          * list before we do anything else. This ensures that anyone waiting on
672          * this push can easily detect the difference between a "push in
673          * progress" and "CIL is empty, nothing to do".
674          *
675          * IOWs, a wait loop can now check for:
676          *      the current sequence not being found on the committing list;
677          *      an empty CIL; and
678          *      an unchanged sequence number
679          * to detect a push that had nothing to do and therefore does not need
680          * waiting on. If the CIL is not empty, we get put on the committing
681          * list before emptying the CIL and bumping the sequence number. Hence
682          * an empty CIL and an unchanged sequence number means we jumped out
683          * above after doing nothing.
684          *
685          * Hence the waiter will either find the commit sequence on the
686          * committing list or the sequence number will be unchanged and the CIL
687          * still dirty. In that latter case, the push has not yet started, and
688          * so the waiter will have to continue trying to check the CIL
689          * committing list until it is found. In extreme cases of delay, the
690          * sequence may fully commit between the attempts the wait makes to wait
691          * on the commit sequence.
692          */
693         list_add(&ctx->committing, &cil->xc_committing);
694         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
695
696         /*
697          * pull all the log vectors off the items in the CIL, and
698          * remove the items from the CIL. We don't need the CIL lock
699          * here because it's only needed on the transaction commit
700          * side which is currently locked out by the flush lock.
701          */
702         lv = NULL;
703         num_iovecs = 0;
704         while (!list_empty(&cil->xc_cil)) {
705                 struct xfs_log_item     *item;
706
707                 item = list_first_entry(&cil->xc_cil,
708                                         struct xfs_log_item, li_cil);
709                 list_del_init(&item->li_cil);
710                 if (!ctx->lv_chain)
711                         ctx->lv_chain = item->li_lv;
712                 else
713                         lv->lv_next = item->li_lv;
714                 lv = item->li_lv;
715                 item->li_lv = NULL;
716                 num_iovecs += lv->lv_niovecs;
717         }
718
719         /*
720          * initialise the new context and attach it to the CIL. Then attach
721          * the current context to the CIL committing lsit so it can be found
722          * during log forces to extract the commit lsn of the sequence that
723          * needs to be forced.
724          */
725         INIT_LIST_HEAD(&new_ctx->committing);
726         INIT_LIST_HEAD(&new_ctx->busy_extents);
727         new_ctx->sequence = ctx->sequence + 1;
728         new_ctx->cil = cil;
729         cil->xc_ctx = new_ctx;
730
731         /*
732          * The switch is now done, so we can drop the context lock and move out
733          * of a shared context. We can't just go straight to the commit record,
734          * though - we need to synchronise with previous and future commits so
735          * that the commit records are correctly ordered in the log to ensure
736          * that we process items during log IO completion in the correct order.
737          *
738          * For example, if we get an EFI in one checkpoint and the EFD in the
739          * next (e.g. due to log forces), we do not want the checkpoint with
740          * the EFD to be committed before the checkpoint with the EFI.  Hence
741          * we must strictly order the commit records of the checkpoints so
742          * that: a) the checkpoint callbacks are attached to the iclogs in the
743          * correct order; and b) the checkpoints are replayed in correct order
744          * in log recovery.
745          *
746          * Hence we need to add this context to the committing context list so
747          * that higher sequences will wait for us to write out a commit record
748          * before they do.
749          *
750          * xfs_log_force_lsn requires us to mirror the new sequence into the cil
751          * structure atomically with the addition of this sequence to the
752          * committing list. This also ensures that we can do unlocked checks
753          * against the current sequence in log forces without risking
754          * deferencing a freed context pointer.
755          */
756         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
757         cil->xc_current_sequence = new_ctx->sequence;
758         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
759         up_write(&cil->xc_ctx_lock);
760
761         /*
762          * Build a checkpoint transaction header and write it to the log to
763          * begin the transaction. We need to account for the space used by the
764          * transaction header here as it is not accounted for in xlog_write().
765          *
766          * The LSN we need to pass to the log items on transaction commit is
767          * the LSN reported by the first log vector write. If we use the commit
768          * record lsn then we can move the tail beyond the grant write head.
769          */
770         tic = ctx->ticket;
771         thdr.th_magic = XFS_TRANS_HEADER_MAGIC;
772         thdr.th_type = XFS_TRANS_CHECKPOINT;
773         thdr.th_tid = tic->t_tid;
774         thdr.th_num_items = num_iovecs;
775         lhdr.i_addr = &thdr;
776         lhdr.i_len = sizeof(xfs_trans_header_t);
777         lhdr.i_type = XLOG_REG_TYPE_TRANSHDR;
778         tic->t_curr_res -= lhdr.i_len + sizeof(xlog_op_header_t);
779
780         lvhdr.lv_niovecs = 1;
781         lvhdr.lv_iovecp = &lhdr;
782         lvhdr.lv_next = ctx->lv_chain;
783
784         error = xlog_write(log, &lvhdr, tic, &ctx->start_lsn, NULL, 0);
785         if (error)
786                 goto out_abort_free_ticket;
787
788         /*
789          * now that we've written the checkpoint into the log, strictly
790          * order the commit records so replay will get them in the right order.
791          */
792 restart:
793         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
794         list_for_each_entry(new_ctx, &cil->xc_committing, committing) {
795                 /*
796                  * Avoid getting stuck in this loop because we were woken by the
797                  * shutdown, but then went back to sleep once already in the
798                  * shutdown state.
799                  */
800                 if (XLOG_FORCED_SHUTDOWN(log)) {
801                         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
802                         goto out_abort_free_ticket;
803                 }
804
805                 /*
806                  * Higher sequences will wait for this one so skip them.
807                  * Don't wait for our own sequence, either.
808                  */
809                 if (new_ctx->sequence >= ctx->sequence)
810                         continue;
811                 if (!new_ctx->commit_lsn) {
812                         /*
813                          * It is still being pushed! Wait for the push to
814                          * complete, then start again from the beginning.
815                          */
816                         xlog_wait(&cil->xc_commit_wait, &cil->xc_push_lock);
817                         goto restart;
818                 }
819         }
820         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
821
822         /* xfs_log_done always frees the ticket on error. */
823         commit_lsn = xfs_log_done(log->l_mp, tic, &commit_iclog, false);
824         if (commit_lsn == -1)
825                 goto out_abort;
826
827         /* attach all the transactions w/ busy extents to iclog */
828         ctx->log_cb.cb_func = xlog_cil_committed;
829         ctx->log_cb.cb_arg = ctx;
830         error = xfs_log_notify(log->l_mp, commit_iclog, &ctx->log_cb);
831         if (error)
832                 goto out_abort;
833
834         /*
835          * now the checkpoint commit is complete and we've attached the
836          * callbacks to the iclog we can assign the commit LSN to the context
837          * and wake up anyone who is waiting for the commit to complete.
838          */
839         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
840         ctx->commit_lsn = commit_lsn;
841         wake_up_all(&cil->xc_commit_wait);
842         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
843
844         /* release the hounds! */
845         return xfs_log_release_iclog(log->l_mp, commit_iclog);
846
847 out_skip:
848         up_write(&cil->xc_ctx_lock);
849         xfs_log_ticket_put(new_ctx->ticket);
850         kmem_free(new_ctx);
851         return 0;
852
853 out_abort_free_ticket:
854         xfs_log_ticket_put(tic);
855 out_abort:
856         xlog_cil_committed(ctx, XFS_LI_ABORTED);
857         return -EIO;
858 }
859
860 static void
861 xlog_cil_push_work(
862         struct work_struct      *work)
863 {
864         struct xfs_cil          *cil = container_of(work, struct xfs_cil,
865                                                         xc_push_work);
866         xlog_cil_push(cil->xc_log);
867 }
868
869 /*
870  * We need to push CIL every so often so we don't cache more than we can fit in
871  * the log. The limit really is that a checkpoint can't be more than half the
872  * log (the current checkpoint is not allowed to overwrite the previous
873  * checkpoint), but commit latency and memory usage limit this to a smaller
874  * size.
875  */
876 static void
877 xlog_cil_push_background(
878         struct xlog     *log)
879 {
880         struct xfs_cil  *cil = log->l_cilp;
881
882         /*
883          * The cil won't be empty because we are called while holding the
884          * context lock so whatever we added to the CIL will still be there
885          */
886         ASSERT(!list_empty(&cil->xc_cil));
887
888         /*
889          * don't do a background push if we haven't used up all the
890          * space available yet.
891          */
892         if (cil->xc_ctx->space_used < XLOG_CIL_SPACE_LIMIT(log))
893                 return;
894
895         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
896         if (cil->xc_push_seq < cil->xc_current_sequence) {
897                 cil->xc_push_seq = cil->xc_current_sequence;
898                 queue_work(log->l_mp->m_cil_workqueue, &cil->xc_push_work);
899         }
900         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
901
902 }
903
904 /*
905  * xlog_cil_push_now() is used to trigger an immediate CIL push to the sequence
906  * number that is passed. When it returns, the work will be queued for
907  * @push_seq, but it won't be completed. The caller is expected to do any
908  * waiting for push_seq to complete if it is required.
909  */
910 static void
911 xlog_cil_push_now(
912         struct xlog     *log,
913         xfs_lsn_t       push_seq)
914 {
915         struct xfs_cil  *cil = log->l_cilp;
916
917         if (!cil)
918                 return;
919
920         ASSERT(push_seq && push_seq <= cil->xc_current_sequence);
921
922         /* start on any pending background push to minimise wait time on it */
923         flush_work(&cil->xc_push_work);
924
925         /*
926          * If the CIL is empty or we've already pushed the sequence then
927          * there's no work we need to do.
928          */
929         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
930         if (list_empty(&cil->xc_cil) || push_seq <= cil->xc_push_seq) {
931                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
932                 return;
933         }
934
935         cil->xc_push_seq = push_seq;
936         queue_work(log->l_mp->m_cil_workqueue, &cil->xc_push_work);
937         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
938 }
939
940 bool
941 xlog_cil_empty(
942         struct xlog     *log)
943 {
944         struct xfs_cil  *cil = log->l_cilp;
945         bool            empty = false;
946
947         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
948         if (list_empty(&cil->xc_cil))
949                 empty = true;
950         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
951         return empty;
952 }
953
954 /*
955  * Commit a transaction with the given vector to the Committed Item List.
956  *
957  * To do this, we need to format the item, pin it in memory if required and
958  * account for the space used by the transaction. Once we have done that we
959  * need to release the unused reservation for the transaction, attach the
960  * transaction to the checkpoint context so we carry the busy extents through
961  * to checkpoint completion, and then unlock all the items in the transaction.
962  *
963  * Called with the context lock already held in read mode to lock out
964  * background commit, returns without it held once background commits are
965  * allowed again.
966  */
967 void
968 xfs_log_commit_cil(
969         struct xfs_mount        *mp,
970         struct xfs_trans        *tp,
971         xfs_lsn_t               *commit_lsn,
972         bool                    regrant)
973 {
974         struct xlog             *log = mp->m_log;
975         struct xfs_cil          *cil = log->l_cilp;
976
977         /*
978          * Do all necessary memory allocation before we lock the CIL.
979          * This ensures the allocation does not deadlock with a CIL
980          * push in memory reclaim (e.g. from kswapd).
981          */
982         xlog_cil_alloc_shadow_bufs(log, tp);
983
984         /* lock out background commit */
985         down_read(&cil->xc_ctx_lock);
986
987         xlog_cil_insert_items(log, tp);
988
989         /* check we didn't blow the reservation */
990         if (tp->t_ticket->t_curr_res < 0)
991                 xlog_print_tic_res(mp, tp->t_ticket);
992
993         tp->t_commit_lsn = cil->xc_ctx->sequence;
994         if (commit_lsn)
995                 *commit_lsn = tp->t_commit_lsn;
996
997         xfs_log_done(mp, tp->t_ticket, NULL, regrant);
998         xfs_trans_unreserve_and_mod_sb(tp);
999
1000         /*
1001          * Once all the items of the transaction have been copied to the CIL,
1002          * the items can be unlocked and freed.
1003          *
1004          * This needs to be done before we drop the CIL context lock because we
1005          * have to update state in the log items and unlock them before they go
1006          * to disk. If we don't, then the CIL checkpoint can race with us and
1007          * we can run checkpoint completion before we've updated and unlocked
1008          * the log items. This affects (at least) processing of stale buffers,
1009          * inodes and EFIs.
1010          */
1011         xfs_trans_free_items(tp, tp->t_commit_lsn, false);
1012
1013         xlog_cil_push_background(log);
1014
1015         up_read(&cil->xc_ctx_lock);
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Conditionally push the CIL based on the sequence passed in.
1020  *
1021  * We only need to push if we haven't already pushed the sequence
1022  * number given. Hence the only time we will trigger a push here is
1023  * if the push sequence is the same as the current context.
1024  *
1025  * We return the current commit lsn to allow the callers to determine if a
1026  * iclog flush is necessary following this call.
1027  */
1028 xfs_lsn_t
1029 xlog_cil_force_lsn(
1030         struct xlog     *log,
1031         xfs_lsn_t       sequence)
1032 {
1033         struct xfs_cil          *cil = log->l_cilp;
1034         struct xfs_cil_ctx      *ctx;
1035         xfs_lsn_t               commit_lsn = NULLCOMMITLSN;
1036
1037         ASSERT(sequence <= cil->xc_current_sequence);
1038
1039         /*
1040          * check to see if we need to force out the current context.
1041          * xlog_cil_push() handles racing pushes for the same sequence,
1042          * so no need to deal with it here.
1043          */
1044 restart:
1045         xlog_cil_push_now(log, sequence);
1046
1047         /*
1048          * See if we can find a previous sequence still committing.
1049          * We need to wait for all previous sequence commits to complete
1050          * before allowing the force of push_seq to go ahead. Hence block
1051          * on commits for those as well.
1052          */
1053         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
1054         list_for_each_entry(ctx, &cil->xc_committing, committing) {
1055                 /*
1056                  * Avoid getting stuck in this loop because we were woken by the
1057                  * shutdown, but then went back to sleep once already in the
1058                  * shutdown state.
1059                  */
1060                 if (XLOG_FORCED_SHUTDOWN(log))
1061                         goto out_shutdown;
1062                 if (ctx->sequence > sequence)
1063                         continue;
1064                 if (!ctx->commit_lsn) {
1065                         /*
1066                          * It is still being pushed! Wait for the push to
1067                          * complete, then start again from the beginning.
1068                          */
1069                         xlog_wait(&cil->xc_commit_wait, &cil->xc_push_lock);
1070                         goto restart;
1071                 }
1072                 if (ctx->sequence != sequence)
1073                         continue;
1074                 /* found it! */
1075                 commit_lsn = ctx->commit_lsn;
1076         }
1077
1078         /*
1079          * The call to xlog_cil_push_now() executes the push in the background.
1080          * Hence by the time we have got here it our sequence may not have been
1081          * pushed yet. This is true if the current sequence still matches the
1082          * push sequence after the above wait loop and the CIL still contains
1083          * dirty objects. This is guaranteed by the push code first adding the
1084          * context to the committing list before emptying the CIL.
1085          *
1086          * Hence if we don't find the context in the committing list and the
1087          * current sequence number is unchanged then the CIL contents are
1088          * significant.  If the CIL is empty, if means there was nothing to push
1089          * and that means there is nothing to wait for. If the CIL is not empty,
1090          * it means we haven't yet started the push, because if it had started
1091          * we would have found the context on the committing list.
1092          */
1093         if (sequence == cil->xc_current_sequence &&
1094             !list_empty(&cil->xc_cil)) {
1095                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1096                 goto restart;
1097         }
1098
1099         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1100         return commit_lsn;
1101
1102         /*
1103          * We detected a shutdown in progress. We need to trigger the log force
1104          * to pass through it's iclog state machine error handling, even though
1105          * we are already in a shutdown state. Hence we can't return
1106          * NULLCOMMITLSN here as that has special meaning to log forces (i.e.
1107          * LSN is already stable), so we return a zero LSN instead.
1108          */
1109 out_shutdown:
1110         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1111         return 0;
1112 }
1113
1114 /*
1115  * Check if the current log item was first committed in this sequence.
1116  * We can't rely on just the log item being in the CIL, we have to check
1117  * the recorded commit sequence number.
1118  *
1119  * Note: for this to be used in a non-racy manner, it has to be called with
1120  * CIL flushing locked out. As a result, it should only be used during the
1121  * transaction commit process when deciding what to format into the item.
1122  */
1123 bool
1124 xfs_log_item_in_current_chkpt(
1125         struct xfs_log_item *lip)
1126 {
1127         struct xfs_cil_ctx *ctx;
1128
1129         if (list_empty(&lip->li_cil))
1130                 return false;
1131
1132         ctx = lip->li_mountp->m_log->l_cilp->xc_ctx;
1133
1134         /*
1135          * li_seq is written on the first commit of a log item to record the
1136          * first checkpoint it is written to. Hence if it is different to the
1137          * current sequence, we're in a new checkpoint.
1138          */
1139         if (XFS_LSN_CMP(lip->li_seq, ctx->sequence) != 0)
1140                 return false;
1141         return true;
1142 }
1143
1144 /*
1145  * Perform initial CIL structure initialisation.
1146  */
1147 int
1148 xlog_cil_init(
1149         struct xlog     *log)
1150 {
1151         struct xfs_cil  *cil;
1152         struct xfs_cil_ctx *ctx;
1153
1154         cil = kmem_zalloc(sizeof(*cil), KM_SLEEP|KM_MAYFAIL);
1155         if (!cil)
1156                 return -ENOMEM;
1157
1158         ctx = kmem_zalloc(sizeof(*ctx), KM_SLEEP|KM_MAYFAIL);
1159         if (!ctx) {
1160                 kmem_free(cil);
1161                 return -ENOMEM;
1162         }
1163
1164         INIT_WORK(&cil->xc_push_work, xlog_cil_push_work);
1165         INIT_LIST_HEAD(&cil->xc_cil);
1166         INIT_LIST_HEAD(&cil->xc_committing);
1167         spin_lock_init(&cil->xc_cil_lock);
1168         spin_lock_init(&cil->xc_push_lock);
1169         init_rwsem(&cil->xc_ctx_lock);
1170         init_waitqueue_head(&cil->xc_commit_wait);
1171
1172         INIT_LIST_HEAD(&ctx->committing);
1173         INIT_LIST_HEAD(&ctx->busy_extents);
1174         ctx->sequence = 1;
1175         ctx->cil = cil;
1176         cil->xc_ctx = ctx;
1177         cil->xc_current_sequence = ctx->sequence;
1178
1179         cil->xc_log = log;
1180         log->l_cilp = cil;
1181         return 0;
1182 }
1183
1184 void
1185 xlog_cil_destroy(
1186         struct xlog     *log)
1187 {
1188         if (log->l_cilp->xc_ctx) {
1189                 if (log->l_cilp->xc_ctx->ticket)
1190                         xfs_log_ticket_put(log->l_cilp->xc_ctx->ticket);
1191                 kmem_free(log->l_cilp->xc_ctx);
1192         }
1193
1194         ASSERT(list_empty(&log->l_cilp->xc_cil));
1195         kmem_free(log->l_cilp);
1196 }
1197