drivers/md/bcache/alloc.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Primary bucket allocation code
   4  *
   5  * Copyright 2012 Google, Inc.
   6  *
   7  * Allocation in bcache is done in terms of buckets:
   8  *
   9  * Each bucket has associated an 8 bit gen; this gen corresponds to the gen in
  10  * btree pointers - they must match for the pointer to be considered valid.
  11  *
  12  * Thus (assuming a bucket has no dirty data or metadata in it) we can reuse a
  13  * bucket simply by incrementing its gen.
  14  *
  15  * The gens (along with the priorities; it's really the gens are important but
  16  * the code is named as if it's the priorities) are written in an arbitrary list
  17  * of buckets on disk, with a pointer to them in the journal header.
  18  *
  19  * When we invalidate a bucket, we have to write its new gen to disk and wait
  20  * for that write to complete before we use it - otherwise after a crash we
  21  * could have pointers that appeared to be good but pointed to data that had
  22  * been overwritten.
  23  *
  24  * Since the gens and priorities are all stored contiguously on disk, we can
  25  * batch this up: We fill up the free_inc list with freshly invalidated buckets,
  26  * call prio_write(), and when prio_write() finishes we pull buckets off the
  27  * free_inc list and optionally discard them.
  28  *
  29  * free_inc isn't the only freelist - if it was, we'd often to sleep while
  30  * priorities and gens were being written before we could allocate. c->free is a
  31  * smaller freelist, and buckets on that list are always ready to be used.
  32  *
  33  * If we've got discards enabled, that happens when a bucket moves from the
  34  * free_inc list to the free list.
  35  *
  36  * There is another freelist, because sometimes we have buckets that we know
  37  * have nothing pointing into them - these we can reuse without waiting for
  38  * priorities to be rewritten. These come from freed btree nodes and buckets
  39  * that garbage collection discovered no longer had valid keys pointing into
  40  * them (because they were overwritten). That's the unused list - buckets on the
  41  * unused list move to the free list, optionally being discarded in the process.
  42  *
  43  * It's also important to ensure that gens don't wrap around - with respect to
  44  * either the oldest gen in the btree or the gen on disk. This is quite
  45  * difficult to do in practice, but we explicitly guard against it anyways - if
  46  * a bucket is in danger of wrapping around we simply skip invalidating it that
  47  * time around, and we garbage collect or rewrite the priorities sooner than we
  48  * would have otherwise.
  49  *
  50  * bch_bucket_alloc() allocates a single bucket from a specific cache.
  51  *
  52  * bch_bucket_alloc_set() allocates one  bucket from different caches
  53  * out of a cache set.
  54  *
  55  * free_some_buckets() drives all the processes described above. It's called
  56  * from bch_bucket_alloc() and a few other places that need to make sure free
  57  * buckets are ready.
  58  *
  59  * invalidate_buckets_(lru|fifo)() find buckets that are available to be
  60  * invalidated, and then invalidate them and stick them on the free_inc list -
  61  * in either lru or fifo order.
  62  */
  63
  64 #include "bcache.h"
  65 #include "btree.h"
  66
  67 #include <linux/blkdev.h>
  68 #include <linux/kthread.h>
  69 #include <linux/random.h>
  70 #include <trace/events/bcache.h>
  71
  72 #define MAX_OPEN_BUCKETS 128
  73
  74 /* Bucket heap / gen */
  75
  76 uint8_t bch_inc_gen(struct cache *ca, struct bucket *b)
  77 {
  78         uint8_t ret = ++b->gen;
  79
  80         ca->set->need_gc = max(ca->set->need_gc, bucket_gc_gen(b));
  81         WARN_ON_ONCE(ca->set->need_gc > BUCKET_GC_GEN_MAX);
  82
  83         return ret;
  84 }
  85
  86 void bch_rescale_priorities(struct cache_set *c, int sectors)
  87 {
  88         struct cache *ca;
  89         struct bucket *b;
  90         unsigned long next = c->nbuckets * c->cache->sb.bucket_size / 1024;
  91         int r;
  92
  93         atomic_sub(sectors, &c->rescale);
  94
  95         do {
  96                 r = atomic_read(&c->rescale);
  97
  98                 if (r >= 0)
  99                         return;
 100         } while (atomic_cmpxchg(&c->rescale, r, r + next) != r);
 101
 102         mutex_lock(&c->bucket_lock);
 103
 104         c->min_prio = USHRT_MAX;
 105
 106         ca = c->cache;
 107         for_each_bucket(b, ca)
 108                 if (b->prio &&
 109                     b->prio != BTREE_PRIO &&
 110                     !atomic_read(&b->pin)) {
 111                         b->prio--;
 112                         c->min_prio = min(c->min_prio, b->prio);
 113                 }
 114
 115         mutex_unlock(&c->bucket_lock);
 116 }
 117
 118 /*
 119  * Background allocation thread: scans for buckets to be invalidated,
 120  * invalidates them, rewrites prios/gens (marking them as invalidated on disk),
 121  * then optionally issues discard commands to the newly free buckets, then puts
 122  * them on the various freelists.
 123  */
 124
 125 static inline bool can_inc_bucket_gen(struct bucket *b)
 126 {
 127         return bucket_gc_gen(b) < BUCKET_GC_GEN_MAX;
 128 }
 129
 130 bool bch_can_invalidate_bucket(struct cache *ca, struct bucket *b)
 131 {
 132         BUG_ON(!ca->set->gc_mark_valid);
 133
 134         return (!GC_MARK(b) ||
 135                 GC_MARK(b) == GC_MARK_RECLAIMABLE) &&
 136                 !atomic_read(&b->pin) &&
 137                 can_inc_bucket_gen(b);
 138 }
 139
 140 void __bch_invalidate_one_bucket(struct cache *ca, struct bucket *b)
 141 {
 142         lockdep_assert_held(&ca->set->bucket_lock);
 143         BUG_ON(GC_MARK(b) && GC_MARK(b) != GC_MARK_RECLAIMABLE);
 144
 145         if (GC_SECTORS_USED(b))
 146                 trace_bcache_invalidate(ca, b - ca->buckets);
 147
 148         bch_inc_gen(ca, b);
 149         b->prio = INITIAL_PRIO;
 150         atomic_inc(&b->pin);
 151 }
 152
 153 static void bch_invalidate_one_bucket(struct cache *ca, struct bucket *b)
 154 {
 155         __bch_invalidate_one_bucket(ca, b);
 156
 157         fifo_push(&ca->free_inc, b - ca->buckets);
 158 }
 159
 160 /*
 161  * Determines what order we're going to reuse buckets, smallest bucket_prio()
 162  * first: we also take into account the number of sectors of live data in that
 163  * bucket, and in order for that multiply to make sense we have to scale bucket
 164  *
 165  * Thus, we scale the bucket priorities so that the bucket with the smallest
 166  * prio is worth 1/8th of what INITIAL_PRIO is worth.
 167  */
 168
 169 #define bucket_prio(b)                                                  \
 170 ({                                                                      \
 171         unsigned int min_prio = (INITIAL_PRIO - ca->set->min_prio) / 8; \
 172                                                                         \
 173         (b->prio - ca->set->min_prio + min_prio) * GC_SECTORS_USED(b);  \
 174 })
 175
 176 #define bucket_max_cmp(l, r)    (bucket_prio(l) < bucket_prio(r))
 177 #define bucket_min_cmp(l, r)    (bucket_prio(l) > bucket_prio(r))
 178
 179 static void invalidate_buckets_lru(struct cache *ca)
 180 {
 181         struct bucket *b;
 182         ssize_t i;
 183
 184         ca->heap.used = 0;
 185
 186         for_each_bucket(b, ca) {
 187                 if (!bch_can_invalidate_bucket(ca, b))
 188                         continue;
 189
 190                 if (!heap_full(&ca->heap))
 191                         heap_add(&ca->heap, b, bucket_max_cmp);
 192                 else if (bucket_max_cmp(b, heap_peek(&ca->heap))) {
 193                         ca->heap.data[0] = b;
 194                         heap_sift(&ca->heap, 0, bucket_max_cmp);
 195                 }
 196         }
 197
 198         for (i = ca->heap.used / 2 - 1; i >= 0; --i)
 199                 heap_sift(&ca->heap, i, bucket_min_cmp);
 200
 201         while (!fifo_full(&ca->free_inc)) {
 202                 if (!heap_pop(&ca->heap, b, bucket_min_cmp)) {
 203                         /*
 204                          * We don't want to be calling invalidate_buckets()
 205                          * multiple times when it can't do anything
 206                          */
 207                         ca->invalidate_needs_gc = 1;
 208                         wake_up_gc(ca->set);
 209                         return;
 210                 }
 211
 212                 bch_invalidate_one_bucket(ca, b);
 213         }
 214 }
 215
 216 static void invalidate_buckets_fifo(struct cache *ca)
 217 {
 218         struct bucket *b;
 219         size_t checked = 0;
 220
 221         while (!fifo_full(&ca->free_inc)) {
 222                 if (ca->fifo_last_bucket <  ca->sb.first_bucket ||
 223                     ca->fifo_last_bucket >= ca->sb.nbuckets)
 224                         ca->fifo_last_bucket = ca->sb.first_bucket;
 225
 226                 b = ca->buckets + ca->fifo_last_bucket++;
 227
 228                 if (bch_can_invalidate_bucket(ca, b))
 229                         bch_invalidate_one_bucket(ca, b);
 230
 231                 if (++checked >= ca->sb.nbuckets) {
 232                         ca->invalidate_needs_gc = 1;
 233                         wake_up_gc(ca->set);
 234                         return;
 235                 }
 236         }
 237 }
 238
 239 static void invalidate_buckets_random(struct cache *ca)
 240 {
 241         struct bucket *b;
 242         size_t checked = 0;
 243
 244         while (!fifo_full(&ca->free_inc)) {
 245                 size_t n;
 246
 247                 get_random_bytes(&n, sizeof(n));
 248
 249                 n %= (size_t) (ca->sb.nbuckets - ca->sb.first_bucket);
 250                 n += ca->sb.first_bucket;
 251
 252                 b = ca->buckets + n;
 253
 254                 if (bch_can_invalidate_bucket(ca, b))
 255                         bch_invalidate_one_bucket(ca, b);
 256
 257                 if (++checked >= ca->sb.nbuckets / 2) {
 258                         ca->invalidate_needs_gc = 1;
 259                         wake_up_gc(ca->set);
 260                         return;
 261                 }
 262         }
 263 }
 264
 265 static void invalidate_buckets(struct cache *ca)
 266 {
 267         BUG_ON(ca->invalidate_needs_gc);
 268
 269         switch (CACHE_REPLACEMENT(&ca->sb)) {
 270         case CACHE_REPLACEMENT_LRU:
 271                 invalidate_buckets_lru(ca);
 272                 break;
 273         case CACHE_REPLACEMENT_FIFO:
 274                 invalidate_buckets_fifo(ca);
 275                 break;
 276         case CACHE_REPLACEMENT_RANDOM:
 277                 invalidate_buckets_random(ca);
 278                 break;
 279         }
 280 }
 281
 282 #define allocator_wait(ca, cond)                                        \
 283 do {                                                                    \
 284         while (1) {                                                     \
 285                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);                  \
 286                 if (cond)                                               \
 287                         break;                                          \
 288                                                                         \
 289                 mutex_unlock(&(ca)->set->bucket_lock);                  \
 290                 if (kthread_should_stop() ||                            \
 291                     test_bit(CACHE_SET_IO_DISABLE, &ca->set->flags)) {  \
 292                         set_current_state(TASK_RUNNING);                \
 293                         goto out;                                       \
 294                 }                                                       \
 295                                                                         \
 296                 schedule();                                             \
 297                 mutex_lock(&(ca)->set->bucket_lock);                    \
 298         }                                                               \
 299         __set_current_state(TASK_RUNNING);                              \
 300 } while (0)
 301
 302 static int bch_allocator_push(struct cache *ca, long bucket)
 303 {
 304         unsigned int i;
 305
 306         /* Prios/gens are actually the most important reserve */
 307         if (fifo_push(&ca->free[RESERVE_PRIO], bucket))
 308                 return true;
 309
 310         for (i = 0; i < RESERVE_NR; i++)
 311                 if (fifo_push(&ca->free[i], bucket))
 312                         return true;
 313
 314         return false;
 315 }
 316
 317 static int bch_allocator_thread(void *arg)
 318 {
 319         struct cache *ca = arg;
 320
 321         mutex_lock(&ca->set->bucket_lock);
 322
 323         while (1) {
 324                 /*
 325                  * First, we pull buckets off of the unused and free_inc lists,
 326                  * possibly issue discards to them, then we add the bucket to
 327                  * the free list:
 328                  */
 329                 while (1) {
 330                         long bucket;
 331
 332                         if (!fifo_pop(&ca->free_inc, bucket))
 333                                 break;
 334
 335                         if (ca->discard) {
 336                                 mutex_unlock(&ca->set->bucket_lock);
 337                                 blkdev_issue_discard(ca->bdev,
 338                                         bucket_to_sector(ca->set, bucket),
 339                                         ca->sb.bucket_size, GFP_KERNEL, 0);
 340                                 mutex_lock(&ca->set->bucket_lock);
 341                         }
 342
 343                         allocator_wait(ca, bch_allocator_push(ca, bucket));
 344                         wake_up(&ca->set->btree_cache_wait);
 345                         wake_up(&ca->set->bucket_wait);
 346                 }
 347
 348                 /*
 349                  * We've run out of free buckets, we need to find some buckets
 350                  * we can invalidate. First, invalidate them in memory and add
 351                  * them to the free_inc list:
 352                  */
 353
 354 retry_invalidate:
 355                 allocator_wait(ca, ca->set->gc_mark_valid &&
 356                                !ca->invalidate_needs_gc);
 357                 invalidate_buckets(ca);
 358
 359                 /*
 360                  * Now, we write their new gens to disk so we can start writing
 361                  * new stuff to them:
 362                  */
 363                 allocator_wait(ca, !atomic_read(&ca->set->prio_blocked));
 364                 if (CACHE_SYNC(&ca->sb)) {
 365                         /*
 366                          * This could deadlock if an allocation with a btree
 367                          * node locked ever blocked - having the btree node
 368                          * locked would block garbage collection, but here we're
 369                          * waiting on garbage collection before we invalidate
 370                          * and free anything.
 371                          *
 372                          * But this should be safe since the btree code always
 373                          * uses btree_check_reserve() before allocating now, and
 374                          * if it fails it blocks without btree nodes locked.
 375                          */
 376                         if (!fifo_full(&ca->free_inc))
 377                                 goto retry_invalidate;
 378
 379                         if (bch_prio_write(ca, false) < 0) {
 380                                 ca->invalidate_needs_gc = 1;
 381                                 wake_up_gc(ca->set);
 382                         }
 383                 }
 384         }
 385 out:
 386         wait_for_kthread_stop();
 387         return 0;
 388 }
 389
 390 /* Allocation */
 391
 392 long bch_bucket_alloc(struct cache *ca, unsigned int reserve, bool wait)
 393 {
 394         DEFINE_WAIT(w);
 395         struct bucket *b;
 396         long r;
 397
 398
 399         /* No allocation if CACHE_SET_IO_DISABLE bit is set */
 400         if (unlikely(test_bit(CACHE_SET_IO_DISABLE, &ca->set->flags)))
 401                 return -1;
 402
 403         /* fastpath */
 404         if (fifo_pop(&ca->free[RESERVE_NONE], r) ||
 405             fifo_pop(&ca->free[reserve], r))
 406                 goto out;
 407
 408         if (!wait) {
 409                 trace_bcache_alloc_fail(ca, reserve);
 410                 return -1;
 411         }
 412
 413         do {
 414                 prepare_to_wait(&ca->set->bucket_wait, &w,
 415                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 416
 417                 mutex_unlock(&ca->set->bucket_lock);
 418                 schedule();
 419                 mutex_lock(&ca->set->bucket_lock);
 420         } while (!fifo_pop(&ca->free[RESERVE_NONE], r) &&
 421                  !fifo_pop(&ca->free[reserve], r));
 422
 423         finish_wait(&ca->set->bucket_wait, &w);
 424 out:
 425         if (ca->alloc_thread)
 426                 wake_up_process(ca->alloc_thread);
 427
 428         trace_bcache_alloc(ca, reserve);
 429
 430         if (expensive_debug_checks(ca->set)) {
 431                 size_t iter;
 432                 long i;
 433                 unsigned int j;
 434
 435                 for (iter = 0; iter < prio_buckets(ca) * 2; iter++)
 436                         BUG_ON(ca->prio_buckets[iter] == (uint64_t) r);
 437
 438                 for (j = 0; j < RESERVE_NR; j++)
 439                         fifo_for_each(i, &ca->free[j], iter)
 440                                 BUG_ON(i == r);
 441                 fifo_for_each(i, &ca->free_inc, iter)
 442                         BUG_ON(i == r);
 443         }
 444
 445         b = ca->buckets + r;
 446
 447         BUG_ON(atomic_read(&b->pin) != 1);
 448
 449         SET_GC_SECTORS_USED(b, ca->sb.bucket_size);
 450
 451         if (reserve <= RESERVE_PRIO) {
 452                 SET_GC_MARK(b, GC_MARK_METADATA);
 453                 SET_GC_MOVE(b, 0);
 454                 b->prio = BTREE_PRIO;
 455         } else {
 456                 SET_GC_MARK(b, GC_MARK_RECLAIMABLE);
 457                 SET_GC_MOVE(b, 0);
 458                 b->prio = INITIAL_PRIO;
 459         }
 460
 461         if (ca->set->avail_nbuckets > 0) {
 462                 ca->set->avail_nbuckets--;
 463                 bch_update_bucket_in_use(ca->set, &ca->set->gc_stats);
 464         }
 465
 466         return r;
 467 }
 468
 469 void __bch_bucket_free(struct cache *ca, struct bucket *b)
 470 {
 471         SET_GC_MARK(b, 0);
 472         SET_GC_SECTORS_USED(b, 0);
 473
 474         if (ca->set->avail_nbuckets < ca->set->nbuckets) {
 475                 ca->set->avail_nbuckets++;
 476                 bch_update_bucket_in_use(ca->set, &ca->set->gc_stats);
 477         }
 478 }
 479
 480 void bch_bucket_free(struct cache_set *c, struct bkey *k)
 481 {
 482         unsigned int i;
 483
 484         for (i = 0; i < KEY_PTRS(k); i++)
 485                 __bch_bucket_free(PTR_CACHE(c, k, i),
 486                                   PTR_BUCKET(c, k, i));
 487 }
 488
 489 int __bch_bucket_alloc_set(struct cache_set *c, unsigned int reserve,
 490                            struct bkey *k, bool wait)
 491 {
 492         struct cache *ca;
 493         long b;
 494
 495         /* No allocation if CACHE_SET_IO_DISABLE bit is set */
 496         if (unlikely(test_bit(CACHE_SET_IO_DISABLE, &c->flags)))
 497                 return -1;
 498
 499         lockdep_assert_held(&c->bucket_lock);
 500
 501         bkey_init(k);
 502
 503         ca = c->cache;
 504         b = bch_bucket_alloc(ca, reserve, wait);
 505         if (b == -1)
 506                 goto err;
 507
 508         k->ptr[0] = MAKE_PTR(ca->buckets[b].gen,
 509                              bucket_to_sector(c, b),
 510                              ca->sb.nr_this_dev);
 511
 512         SET_KEY_PTRS(k, 1);
 513
 514         return 0;
 515 err:
 516         bch_bucket_free(c, k);
 517         bkey_put(c, k);
 518         return -1;
 519 }
 520
 521 int bch_bucket_alloc_set(struct cache_set *c, unsigned int reserve,
 522                          struct bkey *k, bool wait)
 523 {
 524         int ret;
 525
 526         mutex_lock(&c->bucket_lock);
 527         ret = __bch_bucket_alloc_set(c, reserve, k, wait);
 528         mutex_unlock(&c->bucket_lock);
 529         return ret;
 530 }
 531
 532 /* Sector allocator */
 533
 534 struct open_bucket {
 535         struct list_head        list;
 536         unsigned int            last_write_point;
 537         unsigned int            sectors_free;
 538         BKEY_PADDED(key);
 539 };
 540
 541 /*
 542  * We keep multiple buckets open for writes, and try to segregate different
 543  * write streams for better cache utilization: first we try to segregate flash
 544  * only volume write streams from cached devices, secondly we look for a bucket
 545  * where the last write to it was sequential with the current write, and
 546  * failing that we look for a bucket that was last used by the same task.
 547  *
 548  * The ideas is if you've got multiple tasks pulling data into the cache at the
 549  * same time, you'll get better cache utilization if you try to segregate their
 550  * data and preserve locality.
 551  *
 552  * For example, dirty sectors of flash only volume is not reclaimable, if their
 553  * dirty sectors mixed with dirty sectors of cached device, such buckets will
 554  * be marked as dirty and won't be reclaimed, though the dirty data of cached
 555  * device have been written back to backend device.
 556  *
 557  * And say you've starting Firefox at the same time you're copying a
 558  * bunch of files. Firefox will likely end up being fairly hot and stay in the
 559  * cache awhile, but the data you copied might not be; if you wrote all that
 560  * data to the same buckets it'd get invalidated at the same time.
 561  *
 562  * Both of those tasks will be doing fairly random IO so we can't rely on
 563  * detecting sequential IO to segregate their data, but going off of the task
 564  * should be a sane heuristic.
 565  */
 566 static struct open_bucket *pick_data_bucket(struct cache_set *c,
 567                                             const struct bkey *search,
 568                                             unsigned int write_point,
 569                                             struct bkey *alloc)
 570 {
 571         struct open_bucket *ret, *ret_task = NULL;
 572
 573         list_for_each_entry_reverse(ret, &c->data_buckets, list)
 574                 if (UUID_FLASH_ONLY(&c->uuids[KEY_INODE(&ret->key)]) !=
 575                     UUID_FLASH_ONLY(&c->uuids[KEY_INODE(search)]))
 576                         continue;
 577                 else if (!bkey_cmp(&ret->key, search))
 578                         goto found;
 579                 else if (ret->last_write_point == write_point)
 580                         ret_task = ret;
 581
 582         ret = ret_task ?: list_first_entry(&c->data_buckets,
 583                                            struct open_bucket, list);
 584 found:
 585         if (!ret->sectors_free && KEY_PTRS(alloc)) {
 586                 ret->sectors_free = c->cache->sb.bucket_size;
 587                 bkey_copy(&ret->key, alloc);
 588                 bkey_init(alloc);
 589         }
 590
 591         if (!ret->sectors_free)
 592                 ret = NULL;
 593
 594         return ret;
 595 }
 596
 597 /*
 598  * Allocates some space in the cache to write to, and k to point to the newly
 599  * allocated space, and updates KEY_SIZE(k) and KEY_OFFSET(k) (to point to the
 600  * end of the newly allocated space).
 601  *
 602  * May allocate fewer sectors than @sectors, KEY_SIZE(k) indicates how many
 603  * sectors were actually allocated.
 604  *
 605  * If s->writeback is true, will not fail.
 606  */
 607 bool bch_alloc_sectors(struct cache_set *c,
 608                        struct bkey *k,
 609                        unsigned int sectors,
 610                        unsigned int write_point,
 611                        unsigned int write_prio,
 612                        bool wait)
 613 {
 614         struct open_bucket *b;
 615         BKEY_PADDED(key) alloc;
 616         unsigned int i;
 617
 618         /*
 619          * We might have to allocate a new bucket, which we can't do with a
 620          * spinlock held. So if we have to allocate, we drop the lock, allocate
 621          * and then retry. KEY_PTRS() indicates whether alloc points to
 622          * allocated bucket(s).
 623          */
 624
 625         bkey_init(&alloc.key);
 626         spin_lock(&c->data_bucket_lock);
 627
 628         while (!(b = pick_data_bucket(c, k, write_point, &alloc.key))) {
 629                 unsigned int watermark = write_prio
 630                         ? RESERVE_MOVINGGC
 631                         : RESERVE_NONE;
 632
 633                 spin_unlock(&c->data_bucket_lock);
 634
 635                 if (bch_bucket_alloc_set(c, watermark, &alloc.key, wait))
 636                         return false;
 637
 638                 spin_lock(&c->data_bucket_lock);
 639         }
 640
 641         /*
 642          * If we had to allocate, we might race and not need to allocate the
 643          * second time we call pick_data_bucket(). If we allocated a bucket but
 644          * didn't use it, drop the refcount bch_bucket_alloc_set() took:
 645          */
 646         if (KEY_PTRS(&alloc.key))
 647                 bkey_put(c, &alloc.key);
 648
 649         for (i = 0; i < KEY_PTRS(&b->key); i++)
 650                 EBUG_ON(ptr_stale(c, &b->key, i));
 651
 652         /* Set up the pointer to the space we're allocating: */
 653
 654         for (i = 0; i < KEY_PTRS(&b->key); i++)
 655                 k->ptr[i] = b->key.ptr[i];
 656
 657         sectors = min(sectors, b->sectors_free);
 658
 659         SET_KEY_OFFSET(k, KEY_OFFSET(k) + sectors);
 660         SET_KEY_SIZE(k, sectors);
 661         SET_KEY_PTRS(k, KEY_PTRS(&b->key));
 662
 663         /*
 664          * Move b to the end of the lru, and keep track of what this bucket was
 665          * last used for:
 666          */
 667         list_move_tail(&b->list, &c->data_buckets);
 668         bkey_copy_key(&b->key, k);
 669         b->last_write_point = write_point;
 670
 671         b->sectors_free -= sectors;
 672
 673         for (i = 0; i < KEY_PTRS(&b->key); i++) {
 674                 SET_PTR_OFFSET(&b->key, i, PTR_OFFSET(&b->key, i) + sectors);
 675
 676                 atomic_long_add(sectors,
 677                                 &PTR_CACHE(c, &b->key, i)->sectors_written);
 678         }
 679
 680         if (b->sectors_free < c->cache->sb.block_size)
 681                 b->sectors_free = 0;
 682
 683         /*
 684          * k takes refcounts on the buckets it points to until it's inserted
 685          * into the btree, but if we're done with this bucket we just transfer
 686          * get_data_bucket()'s refcount.
 687          */
 688         if (b->sectors_free)
 689                 for (i = 0; i < KEY_PTRS(&b->key); i++)
 690                         atomic_inc(&PTR_BUCKET(c, &b->key, i)->pin);
 691
 692         spin_unlock(&c->data_bucket_lock);
 693         return true;
 694 }
 695
 696 /* Init */
 697
 698 void bch_open_buckets_free(struct cache_set *c)
 699 {
 700         struct open_bucket *b;
 701
 702         while (!list_empty(&c->data_buckets)) {
 703                 b = list_first_entry(&c->data_buckets,
 704                                      struct open_bucket, list);
 705                 list_del(&b->list);
 706                 kfree(b);
 707         }
 708 }
 709
 710 int bch_open_buckets_alloc(struct cache_set *c)
 711 {
 712         int i;
 713
 714         spin_lock_init(&c->data_bucket_lock);
 715
 716         for (i = 0; i < MAX_OPEN_BUCKETS; i++) {
 717                 struct open_bucket *b = kzalloc(sizeof(*b), GFP_KERNEL);
 718
 719                 if (!b)
 720                         return -ENOMEM;
 721
 722                 list_add(&b->list, &c->data_buckets);
 723         }
 724
 725         return 0;
 726 }
 727
 728 int bch_cache_allocator_start(struct cache *ca)
 729 {
 730         struct task_struct *k = kthread_run(bch_allocator_thread,
 731                                             ca, "bcache_allocator");
 732         if (IS_ERR(k))
 733                 return PTR_ERR(k);
 734
 735         ca->alloc_thread = k;
 736         return 0;
 737 }