Merge tag 'for-5.19/dm-fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/device...
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / xfs / xfs_log_cil.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (c) 2010 Red Hat, Inc. All Rights Reserved.
4  */
5
6 #include "xfs.h"
7 #include "xfs_fs.h"
8 #include "xfs_format.h"
9 #include "xfs_log_format.h"
10 #include "xfs_shared.h"
11 #include "xfs_trans_resv.h"
12 #include "xfs_mount.h"
13 #include "xfs_extent_busy.h"
14 #include "xfs_trans.h"
15 #include "xfs_trans_priv.h"
16 #include "xfs_log.h"
17 #include "xfs_log_priv.h"
18 #include "xfs_trace.h"
19
20 struct workqueue_struct *xfs_discard_wq;
21
22 /*
23  * Allocate a new ticket. Failing to get a new ticket makes it really hard to
24  * recover, so we don't allow failure here. Also, we allocate in a context that
25  * we don't want to be issuing transactions from, so we need to tell the
26  * allocation code this as well.
27  *
28  * We don't reserve any space for the ticket - we are going to steal whatever
29  * space we require from transactions as they commit. To ensure we reserve all
30  * the space required, we need to set the current reservation of the ticket to
31  * zero so that we know to steal the initial transaction overhead from the
32  * first transaction commit.
33  */
34 static struct xlog_ticket *
35 xlog_cil_ticket_alloc(
36         struct xlog     *log)
37 {
38         struct xlog_ticket *tic;
39
40         tic = xlog_ticket_alloc(log, 0, 1, 0);
41
42         /*
43          * set the current reservation to zero so we know to steal the basic
44          * transaction overhead reservation from the first transaction commit.
45          */
46         tic->t_curr_res = 0;
47         return tic;
48 }
49
50 /*
51  * Check if the current log item was first committed in this sequence.
52  * We can't rely on just the log item being in the CIL, we have to check
53  * the recorded commit sequence number.
54  *
55  * Note: for this to be used in a non-racy manner, it has to be called with
56  * CIL flushing locked out. As a result, it should only be used during the
57  * transaction commit process when deciding what to format into the item.
58  */
59 static bool
60 xlog_item_in_current_chkpt(
61         struct xfs_cil          *cil,
62         struct xfs_log_item     *lip)
63 {
64         if (list_empty(&lip->li_cil))
65                 return false;
66
67         /*
68          * li_seq is written on the first commit of a log item to record the
69          * first checkpoint it is written to. Hence if it is different to the
70          * current sequence, we're in a new checkpoint.
71          */
72         return lip->li_seq == READ_ONCE(cil->xc_current_sequence);
73 }
74
75 bool
76 xfs_log_item_in_current_chkpt(
77         struct xfs_log_item *lip)
78 {
79         return xlog_item_in_current_chkpt(lip->li_log->l_cilp, lip);
80 }
81
82 /*
83  * Unavoidable forward declaration - xlog_cil_push_work() calls
84  * xlog_cil_ctx_alloc() itself.
85  */
86 static void xlog_cil_push_work(struct work_struct *work);
87
88 static struct xfs_cil_ctx *
89 xlog_cil_ctx_alloc(void)
90 {
91         struct xfs_cil_ctx      *ctx;
92
93         ctx = kmem_zalloc(sizeof(*ctx), KM_NOFS);
94         INIT_LIST_HEAD(&ctx->committing);
95         INIT_LIST_HEAD(&ctx->busy_extents);
96         INIT_WORK(&ctx->push_work, xlog_cil_push_work);
97         return ctx;
98 }
99
100 static void
101 xlog_cil_ctx_switch(
102         struct xfs_cil          *cil,
103         struct xfs_cil_ctx      *ctx)
104 {
105         ctx->sequence = ++cil->xc_current_sequence;
106         ctx->cil = cil;
107         cil->xc_ctx = ctx;
108 }
109
110 /*
111  * After the first stage of log recovery is done, we know where the head and
112  * tail of the log are. We need this log initialisation done before we can
113  * initialise the first CIL checkpoint context.
114  *
115  * Here we allocate a log ticket to track space usage during a CIL push.  This
116  * ticket is passed to xlog_write() directly so that we don't slowly leak log
117  * space by failing to account for space used by log headers and additional
118  * region headers for split regions.
119  */
120 void
121 xlog_cil_init_post_recovery(
122         struct xlog     *log)
123 {
124         log->l_cilp->xc_ctx->ticket = xlog_cil_ticket_alloc(log);
125         log->l_cilp->xc_ctx->sequence = 1;
126 }
127
128 static inline int
129 xlog_cil_iovec_space(
130         uint    niovecs)
131 {
132         return round_up((sizeof(struct xfs_log_vec) +
133                                         niovecs * sizeof(struct xfs_log_iovec)),
134                         sizeof(uint64_t));
135 }
136
137 /*
138  * Allocate or pin log vector buffers for CIL insertion.
139  *
140  * The CIL currently uses disposable buffers for copying a snapshot of the
141  * modified items into the log during a push. The biggest problem with this is
142  * the requirement to allocate the disposable buffer during the commit if:
143  *      a) does not exist; or
144  *      b) it is too small
145  *
146  * If we do this allocation within xlog_cil_insert_format_items(), it is done
147  * under the xc_ctx_lock, which means that a CIL push cannot occur during
148  * the memory allocation. This means that we have a potential deadlock situation
149  * under low memory conditions when we have lots of dirty metadata pinned in
150  * the CIL and we need a CIL commit to occur to free memory.
151  *
152  * To avoid this, we need to move the memory allocation outside the
153  * xc_ctx_lock, but because the log vector buffers are disposable, that opens
154  * up a TOCTOU race condition w.r.t. the CIL committing and removing the log
155  * vector buffers between the check and the formatting of the item into the
156  * log vector buffer within the xc_ctx_lock.
157  *
158  * Because the log vector buffer needs to be unchanged during the CIL push
159  * process, we cannot share the buffer between the transaction commit (which
160  * modifies the buffer) and the CIL push context that is writing the changes
161  * into the log. This means skipping preallocation of buffer space is
162  * unreliable, but we most definitely do not want to be allocating and freeing
163  * buffers unnecessarily during commits when overwrites can be done safely.
164  *
165  * The simplest solution to this problem is to allocate a shadow buffer when a
166  * log item is committed for the second time, and then to only use this buffer
167  * if necessary. The buffer can remain attached to the log item until such time
168  * it is needed, and this is the buffer that is reallocated to match the size of
169  * the incoming modification. Then during the formatting of the item we can swap
170  * the active buffer with the new one if we can't reuse the existing buffer. We
171  * don't free the old buffer as it may be reused on the next modification if
172  * it's size is right, otherwise we'll free and reallocate it at that point.
173  *
174  * This function builds a vector for the changes in each log item in the
175  * transaction. It then works out the length of the buffer needed for each log
176  * item, allocates them and attaches the vector to the log item in preparation
177  * for the formatting step which occurs under the xc_ctx_lock.
178  *
179  * While this means the memory footprint goes up, it avoids the repeated
180  * alloc/free pattern that repeated modifications of an item would otherwise
181  * cause, and hence minimises the CPU overhead of such behaviour.
182  */
183 static void
184 xlog_cil_alloc_shadow_bufs(
185         struct xlog             *log,
186         struct xfs_trans        *tp)
187 {
188         struct xfs_log_item     *lip;
189
190         list_for_each_entry(lip, &tp->t_items, li_trans) {
191                 struct xfs_log_vec *lv;
192                 int     niovecs = 0;
193                 int     nbytes = 0;
194                 int     buf_size;
195                 bool    ordered = false;
196
197                 /* Skip items which aren't dirty in this transaction. */
198                 if (!test_bit(XFS_LI_DIRTY, &lip->li_flags))
199                         continue;
200
201                 /* get number of vecs and size of data to be stored */
202                 lip->li_ops->iop_size(lip, &niovecs, &nbytes);
203
204                 /*
205                  * Ordered items need to be tracked but we do not wish to write
206                  * them. We need a logvec to track the object, but we do not
207                  * need an iovec or buffer to be allocated for copying data.
208                  */
209                 if (niovecs == XFS_LOG_VEC_ORDERED) {
210                         ordered = true;
211                         niovecs = 0;
212                         nbytes = 0;
213                 }
214
215                 /*
216                  * We 64-bit align the length of each iovec so that the start of
217                  * the next one is naturally aligned.  We'll need to account for
218                  * that slack space here.
219                  *
220                  * We also add the xlog_op_header to each region when
221                  * formatting, but that's not accounted to the size of the item
222                  * at this point. Hence we'll need an addition number of bytes
223                  * for each vector to hold an opheader.
224                  *
225                  * Then round nbytes up to 64-bit alignment so that the initial
226                  * buffer alignment is easy to calculate and verify.
227                  */
228                 nbytes += niovecs *
229                         (sizeof(uint64_t) + sizeof(struct xlog_op_header));
230                 nbytes = round_up(nbytes, sizeof(uint64_t));
231
232                 /*
233                  * The data buffer needs to start 64-bit aligned, so round up
234                  * that space to ensure we can align it appropriately and not
235                  * overrun the buffer.
236                  */
237                 buf_size = nbytes + xlog_cil_iovec_space(niovecs);
238
239                 /*
240                  * if we have no shadow buffer, or it is too small, we need to
241                  * reallocate it.
242                  */
243                 if (!lip->li_lv_shadow ||
244                     buf_size > lip->li_lv_shadow->lv_size) {
245                         /*
246                          * We free and allocate here as a realloc would copy
247                          * unnecessary data. We don't use kvzalloc() for the
248                          * same reason - we don't need to zero the data area in
249                          * the buffer, only the log vector header and the iovec
250                          * storage.
251                          */
252                         kmem_free(lip->li_lv_shadow);
253                         lv = xlog_kvmalloc(buf_size);
254
255                         memset(lv, 0, xlog_cil_iovec_space(niovecs));
256
257                         lv->lv_item = lip;
258                         lv->lv_size = buf_size;
259                         if (ordered)
260                                 lv->lv_buf_len = XFS_LOG_VEC_ORDERED;
261                         else
262                                 lv->lv_iovecp = (struct xfs_log_iovec *)&lv[1];
263                         lip->li_lv_shadow = lv;
264                 } else {
265                         /* same or smaller, optimise common overwrite case */
266                         lv = lip->li_lv_shadow;
267                         if (ordered)
268                                 lv->lv_buf_len = XFS_LOG_VEC_ORDERED;
269                         else
270                                 lv->lv_buf_len = 0;
271                         lv->lv_bytes = 0;
272                         lv->lv_next = NULL;
273                 }
274
275                 /* Ensure the lv is set up according to ->iop_size */
276                 lv->lv_niovecs = niovecs;
277
278                 /* The allocated data region lies beyond the iovec region */
279                 lv->lv_buf = (char *)lv + xlog_cil_iovec_space(niovecs);
280         }
281
282 }
283
284 /*
285  * Prepare the log item for insertion into the CIL. Calculate the difference in
286  * log space it will consume, and if it is a new item pin it as well.
287  */
288 STATIC void
289 xfs_cil_prepare_item(
290         struct xlog             *log,
291         struct xfs_log_vec      *lv,
292         struct xfs_log_vec      *old_lv,
293         int                     *diff_len)
294 {
295         /* Account for the new LV being passed in */
296         if (lv->lv_buf_len != XFS_LOG_VEC_ORDERED)
297                 *diff_len += lv->lv_bytes;
298
299         /*
300          * If there is no old LV, this is the first time we've seen the item in
301          * this CIL context and so we need to pin it. If we are replacing the
302          * old_lv, then remove the space it accounts for and make it the shadow
303          * buffer for later freeing. In both cases we are now switching to the
304          * shadow buffer, so update the pointer to it appropriately.
305          */
306         if (!old_lv) {
307                 if (lv->lv_item->li_ops->iop_pin)
308                         lv->lv_item->li_ops->iop_pin(lv->lv_item);
309                 lv->lv_item->li_lv_shadow = NULL;
310         } else if (old_lv != lv) {
311                 ASSERT(lv->lv_buf_len != XFS_LOG_VEC_ORDERED);
312
313                 *diff_len -= old_lv->lv_bytes;
314                 lv->lv_item->li_lv_shadow = old_lv;
315         }
316
317         /* attach new log vector to log item */
318         lv->lv_item->li_lv = lv;
319
320         /*
321          * If this is the first time the item is being committed to the
322          * CIL, store the sequence number on the log item so we can
323          * tell in future commits whether this is the first checkpoint
324          * the item is being committed into.
325          */
326         if (!lv->lv_item->li_seq)
327                 lv->lv_item->li_seq = log->l_cilp->xc_ctx->sequence;
328 }
329
330 /*
331  * Format log item into a flat buffers
332  *
333  * For delayed logging, we need to hold a formatted buffer containing all the
334  * changes on the log item. This enables us to relog the item in memory and
335  * write it out asynchronously without needing to relock the object that was
336  * modified at the time it gets written into the iclog.
337  *
338  * This function takes the prepared log vectors attached to each log item, and
339  * formats the changes into the log vector buffer. The buffer it uses is
340  * dependent on the current state of the vector in the CIL - the shadow lv is
341  * guaranteed to be large enough for the current modification, but we will only
342  * use that if we can't reuse the existing lv. If we can't reuse the existing
343  * lv, then simple swap it out for the shadow lv. We don't free it - that is
344  * done lazily either by th enext modification or the freeing of the log item.
345  *
346  * We don't set up region headers during this process; we simply copy the
347  * regions into the flat buffer. We can do this because we still have to do a
348  * formatting step to write the regions into the iclog buffer.  Writing the
349  * ophdrs during the iclog write means that we can support splitting large
350  * regions across iclog boundares without needing a change in the format of the
351  * item/region encapsulation.
352  *
353  * Hence what we need to do now is change the rewrite the vector array to point
354  * to the copied region inside the buffer we just allocated. This allows us to
355  * format the regions into the iclog as though they are being formatted
356  * directly out of the objects themselves.
357  */
358 static void
359 xlog_cil_insert_format_items(
360         struct xlog             *log,
361         struct xfs_trans        *tp,
362         int                     *diff_len)
363 {
364         struct xfs_log_item     *lip;
365
366         /* Bail out if we didn't find a log item.  */
367         if (list_empty(&tp->t_items)) {
368                 ASSERT(0);
369                 return;
370         }
371
372         list_for_each_entry(lip, &tp->t_items, li_trans) {
373                 struct xfs_log_vec *lv;
374                 struct xfs_log_vec *old_lv = NULL;
375                 struct xfs_log_vec *shadow;
376                 bool    ordered = false;
377
378                 /* Skip items which aren't dirty in this transaction. */
379                 if (!test_bit(XFS_LI_DIRTY, &lip->li_flags))
380                         continue;
381
382                 /*
383                  * The formatting size information is already attached to
384                  * the shadow lv on the log item.
385                  */
386                 shadow = lip->li_lv_shadow;
387                 if (shadow->lv_buf_len == XFS_LOG_VEC_ORDERED)
388                         ordered = true;
389
390                 /* Skip items that do not have any vectors for writing */
391                 if (!shadow->lv_niovecs && !ordered)
392                         continue;
393
394                 /* compare to existing item size */
395                 old_lv = lip->li_lv;
396                 if (lip->li_lv && shadow->lv_size <= lip->li_lv->lv_size) {
397                         /* same or smaller, optimise common overwrite case */
398                         lv = lip->li_lv;
399                         lv->lv_next = NULL;
400
401                         if (ordered)
402                                 goto insert;
403
404                         /*
405                          * set the item up as though it is a new insertion so
406                          * that the space reservation accounting is correct.
407                          */
408                         *diff_len -= lv->lv_bytes;
409
410                         /* Ensure the lv is set up according to ->iop_size */
411                         lv->lv_niovecs = shadow->lv_niovecs;
412
413                         /* reset the lv buffer information for new formatting */
414                         lv->lv_buf_len = 0;
415                         lv->lv_bytes = 0;
416                         lv->lv_buf = (char *)lv +
417                                         xlog_cil_iovec_space(lv->lv_niovecs);
418                 } else {
419                         /* switch to shadow buffer! */
420                         lv = shadow;
421                         lv->lv_item = lip;
422                         if (ordered) {
423                                 /* track as an ordered logvec */
424                                 ASSERT(lip->li_lv == NULL);
425                                 goto insert;
426                         }
427                 }
428
429                 ASSERT(IS_ALIGNED((unsigned long)lv->lv_buf, sizeof(uint64_t)));
430                 lip->li_ops->iop_format(lip, lv);
431 insert:
432                 xfs_cil_prepare_item(log, lv, old_lv, diff_len);
433         }
434 }
435
436 /*
437  * Insert the log items into the CIL and calculate the difference in space
438  * consumed by the item. Add the space to the checkpoint ticket and calculate
439  * if the change requires additional log metadata. If it does, take that space
440  * as well. Remove the amount of space we added to the checkpoint ticket from
441  * the current transaction ticket so that the accounting works out correctly.
442  */
443 static void
444 xlog_cil_insert_items(
445         struct xlog             *log,
446         struct xfs_trans        *tp,
447         uint32_t                released_space)
448 {
449         struct xfs_cil          *cil = log->l_cilp;
450         struct xfs_cil_ctx      *ctx = cil->xc_ctx;
451         struct xfs_log_item     *lip;
452         int                     len = 0;
453         int                     iclog_space;
454         int                     iovhdr_res = 0, split_res = 0, ctx_res = 0;
455
456         ASSERT(tp);
457
458         /*
459          * We can do this safely because the context can't checkpoint until we
460          * are done so it doesn't matter exactly how we update the CIL.
461          */
462         xlog_cil_insert_format_items(log, tp, &len);
463
464         spin_lock(&cil->xc_cil_lock);
465
466         /* attach the transaction to the CIL if it has any busy extents */
467         if (!list_empty(&tp->t_busy))
468                 list_splice_init(&tp->t_busy, &ctx->busy_extents);
469
470         /*
471          * Now transfer enough transaction reservation to the context ticket
472          * for the checkpoint. The context ticket is special - the unit
473          * reservation has to grow as well as the current reservation as we
474          * steal from tickets so we can correctly determine the space used
475          * during the transaction commit.
476          */
477         if (ctx->ticket->t_curr_res == 0) {
478                 ctx_res = ctx->ticket->t_unit_res;
479                 ctx->ticket->t_curr_res = ctx_res;
480                 tp->t_ticket->t_curr_res -= ctx_res;
481         }
482
483         /* do we need space for more log record headers? */
484         iclog_space = log->l_iclog_size - log->l_iclog_hsize;
485         if (len > 0 && (ctx->space_used / iclog_space !=
486                                 (ctx->space_used + len) / iclog_space)) {
487                 split_res = (len + iclog_space - 1) / iclog_space;
488                 /* need to take into account split region headers, too */
489                 split_res *= log->l_iclog_hsize + sizeof(struct xlog_op_header);
490                 ctx->ticket->t_unit_res += split_res;
491                 ctx->ticket->t_curr_res += split_res;
492                 tp->t_ticket->t_curr_res -= split_res;
493                 ASSERT(tp->t_ticket->t_curr_res >= len);
494         }
495         tp->t_ticket->t_curr_res -= len;
496         tp->t_ticket->t_curr_res += released_space;
497         ctx->space_used += len;
498         ctx->space_used -= released_space;
499
500         /*
501          * If we've overrun the reservation, dump the tx details before we move
502          * the log items. Shutdown is imminent...
503          */
504         if (WARN_ON(tp->t_ticket->t_curr_res < 0)) {
505                 xfs_warn(log->l_mp, "Transaction log reservation overrun:");
506                 xfs_warn(log->l_mp,
507                          "  log items: %d bytes (iov hdrs: %d bytes)",
508                          len, iovhdr_res);
509                 xfs_warn(log->l_mp, "  split region headers: %d bytes",
510                          split_res);
511                 xfs_warn(log->l_mp, "  ctx ticket: %d bytes", ctx_res);
512                 xlog_print_trans(tp);
513         }
514
515         /*
516          * Now (re-)position everything modified at the tail of the CIL.
517          * We do this here so we only need to take the CIL lock once during
518          * the transaction commit.
519          */
520         list_for_each_entry(lip, &tp->t_items, li_trans) {
521
522                 /* Skip items which aren't dirty in this transaction. */
523                 if (!test_bit(XFS_LI_DIRTY, &lip->li_flags))
524                         continue;
525
526                 /*
527                  * Only move the item if it isn't already at the tail. This is
528                  * to prevent a transient list_empty() state when reinserting
529                  * an item that is already the only item in the CIL.
530                  */
531                 if (!list_is_last(&lip->li_cil, &cil->xc_cil))
532                         list_move_tail(&lip->li_cil, &cil->xc_cil);
533         }
534
535         spin_unlock(&cil->xc_cil_lock);
536
537         if (tp->t_ticket->t_curr_res < 0)
538                 xlog_force_shutdown(log, SHUTDOWN_LOG_IO_ERROR);
539 }
540
541 static void
542 xlog_cil_free_logvec(
543         struct xfs_log_vec      *log_vector)
544 {
545         struct xfs_log_vec      *lv;
546
547         for (lv = log_vector; lv; ) {
548                 struct xfs_log_vec *next = lv->lv_next;
549                 kmem_free(lv);
550                 lv = next;
551         }
552 }
553
554 static void
555 xlog_discard_endio_work(
556         struct work_struct      *work)
557 {
558         struct xfs_cil_ctx      *ctx =
559                 container_of(work, struct xfs_cil_ctx, discard_endio_work);
560         struct xfs_mount        *mp = ctx->cil->xc_log->l_mp;
561
562         xfs_extent_busy_clear(mp, &ctx->busy_extents, false);
563         kmem_free(ctx);
564 }
565
566 /*
567  * Queue up the actual completion to a thread to avoid IRQ-safe locking for
568  * pagb_lock.  Note that we need a unbounded workqueue, otherwise we might
569  * get the execution delayed up to 30 seconds for weird reasons.
570  */
571 static void
572 xlog_discard_endio(
573         struct bio              *bio)
574 {
575         struct xfs_cil_ctx      *ctx = bio->bi_private;
576
577         INIT_WORK(&ctx->discard_endio_work, xlog_discard_endio_work);
578         queue_work(xfs_discard_wq, &ctx->discard_endio_work);
579         bio_put(bio);
580 }
581
582 static void
583 xlog_discard_busy_extents(
584         struct xfs_mount        *mp,
585         struct xfs_cil_ctx      *ctx)
586 {
587         struct list_head        *list = &ctx->busy_extents;
588         struct xfs_extent_busy  *busyp;
589         struct bio              *bio = NULL;
590         struct blk_plug         plug;
591         int                     error = 0;
592
593         ASSERT(xfs_has_discard(mp));
594
595         blk_start_plug(&plug);
596         list_for_each_entry(busyp, list, list) {
597                 trace_xfs_discard_extent(mp, busyp->agno, busyp->bno,
598                                          busyp->length);
599
600                 error = __blkdev_issue_discard(mp->m_ddev_targp->bt_bdev,
601                                 XFS_AGB_TO_DADDR(mp, busyp->agno, busyp->bno),
602                                 XFS_FSB_TO_BB(mp, busyp->length),
603                                 GFP_NOFS, &bio);
604                 if (error && error != -EOPNOTSUPP) {
605                         xfs_info(mp,
606          "discard failed for extent [0x%llx,%u], error %d",
607                                  (unsigned long long)busyp->bno,
608                                  busyp->length,
609                                  error);
610                         break;
611                 }
612         }
613
614         if (bio) {
615                 bio->bi_private = ctx;
616                 bio->bi_end_io = xlog_discard_endio;
617                 submit_bio(bio);
618         } else {
619                 xlog_discard_endio_work(&ctx->discard_endio_work);
620         }
621         blk_finish_plug(&plug);
622 }
623
624 /*
625  * Mark all items committed and clear busy extents. We free the log vector
626  * chains in a separate pass so that we unpin the log items as quickly as
627  * possible.
628  */
629 static void
630 xlog_cil_committed(
631         struct xfs_cil_ctx      *ctx)
632 {
633         struct xfs_mount        *mp = ctx->cil->xc_log->l_mp;
634         bool                    abort = xlog_is_shutdown(ctx->cil->xc_log);
635
636         /*
637          * If the I/O failed, we're aborting the commit and already shutdown.
638          * Wake any commit waiters before aborting the log items so we don't
639          * block async log pushers on callbacks. Async log pushers explicitly do
640          * not wait on log force completion because they may be holding locks
641          * required to unpin items.
642          */
643         if (abort) {
644                 spin_lock(&ctx->cil->xc_push_lock);
645                 wake_up_all(&ctx->cil->xc_start_wait);
646                 wake_up_all(&ctx->cil->xc_commit_wait);
647                 spin_unlock(&ctx->cil->xc_push_lock);
648         }
649
650         xfs_trans_committed_bulk(ctx->cil->xc_log->l_ailp, ctx->lv_chain,
651                                         ctx->start_lsn, abort);
652
653         xfs_extent_busy_sort(&ctx->busy_extents);
654         xfs_extent_busy_clear(mp, &ctx->busy_extents,
655                               xfs_has_discard(mp) && !abort);
656
657         spin_lock(&ctx->cil->xc_push_lock);
658         list_del(&ctx->committing);
659         spin_unlock(&ctx->cil->xc_push_lock);
660
661         xlog_cil_free_logvec(ctx->lv_chain);
662
663         if (!list_empty(&ctx->busy_extents))
664                 xlog_discard_busy_extents(mp, ctx);
665         else
666                 kmem_free(ctx);
667 }
668
669 void
670 xlog_cil_process_committed(
671         struct list_head        *list)
672 {
673         struct xfs_cil_ctx      *ctx;
674
675         while ((ctx = list_first_entry_or_null(list,
676                         struct xfs_cil_ctx, iclog_entry))) {
677                 list_del(&ctx->iclog_entry);
678                 xlog_cil_committed(ctx);
679         }
680 }
681
682 /*
683 * Record the LSN of the iclog we were just granted space to start writing into.
684 * If the context doesn't have a start_lsn recorded, then this iclog will
685 * contain the start record for the checkpoint. Otherwise this write contains
686 * the commit record for the checkpoint.
687 */
688 void
689 xlog_cil_set_ctx_write_state(
690         struct xfs_cil_ctx      *ctx,
691         struct xlog_in_core     *iclog)
692 {
693         struct xfs_cil          *cil = ctx->cil;
694         xfs_lsn_t               lsn = be64_to_cpu(iclog->ic_header.h_lsn);
695
696         ASSERT(!ctx->commit_lsn);
697         if (!ctx->start_lsn) {
698                 spin_lock(&cil->xc_push_lock);
699                 /*
700                  * The LSN we need to pass to the log items on transaction
701                  * commit is the LSN reported by the first log vector write, not
702                  * the commit lsn. If we use the commit record lsn then we can
703                  * move the grant write head beyond the tail LSN and overwrite
704                  * it.
705                  */
706                 ctx->start_lsn = lsn;
707                 wake_up_all(&cil->xc_start_wait);
708                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
709
710                 /*
711                  * Make sure the metadata we are about to overwrite in the log
712                  * has been flushed to stable storage before this iclog is
713                  * issued.
714                  */
715                 spin_lock(&cil->xc_log->l_icloglock);
716                 iclog->ic_flags |= XLOG_ICL_NEED_FLUSH;
717                 spin_unlock(&cil->xc_log->l_icloglock);
718                 return;
719         }
720
721         /*
722          * Take a reference to the iclog for the context so that we still hold
723          * it when xlog_write is done and has released it. This means the
724          * context controls when the iclog is released for IO.
725          */
726         atomic_inc(&iclog->ic_refcnt);
727
728         /*
729          * xlog_state_get_iclog_space() guarantees there is enough space in the
730          * iclog for an entire commit record, so we can attach the context
731          * callbacks now.  This needs to be done before we make the commit_lsn
732          * visible to waiters so that checkpoints with commit records in the
733          * same iclog order their IO completion callbacks in the same order that
734          * the commit records appear in the iclog.
735          */
736         spin_lock(&cil->xc_log->l_icloglock);
737         list_add_tail(&ctx->iclog_entry, &iclog->ic_callbacks);
738         spin_unlock(&cil->xc_log->l_icloglock);
739
740         /*
741          * Now we can record the commit LSN and wake anyone waiting for this
742          * sequence to have the ordered commit record assigned to a physical
743          * location in the log.
744          */
745         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
746         ctx->commit_iclog = iclog;
747         ctx->commit_lsn = lsn;
748         wake_up_all(&cil->xc_commit_wait);
749         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
750 }
751
752
753 /*
754  * Ensure that the order of log writes follows checkpoint sequence order. This
755  * relies on the context LSN being zero until the log write has guaranteed the
756  * LSN that the log write will start at via xlog_state_get_iclog_space().
757  */
758 enum _record_type {
759         _START_RECORD,
760         _COMMIT_RECORD,
761 };
762
763 static int
764 xlog_cil_order_write(
765         struct xfs_cil          *cil,
766         xfs_csn_t               sequence,
767         enum _record_type       record)
768 {
769         struct xfs_cil_ctx      *ctx;
770
771 restart:
772         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
773         list_for_each_entry(ctx, &cil->xc_committing, committing) {
774                 /*
775                  * Avoid getting stuck in this loop because we were woken by the
776                  * shutdown, but then went back to sleep once already in the
777                  * shutdown state.
778                  */
779                 if (xlog_is_shutdown(cil->xc_log)) {
780                         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
781                         return -EIO;
782                 }
783
784                 /*
785                  * Higher sequences will wait for this one so skip them.
786                  * Don't wait for our own sequence, either.
787                  */
788                 if (ctx->sequence >= sequence)
789                         continue;
790
791                 /* Wait until the LSN for the record has been recorded. */
792                 switch (record) {
793                 case _START_RECORD:
794                         if (!ctx->start_lsn) {
795                                 xlog_wait(&cil->xc_start_wait, &cil->xc_push_lock);
796                                 goto restart;
797                         }
798                         break;
799                 case _COMMIT_RECORD:
800                         if (!ctx->commit_lsn) {
801                                 xlog_wait(&cil->xc_commit_wait, &cil->xc_push_lock);
802                                 goto restart;
803                         }
804                         break;
805                 }
806         }
807         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
808         return 0;
809 }
810
811 /*
812  * Write out the log vector change now attached to the CIL context. This will
813  * write a start record that needs to be strictly ordered in ascending CIL
814  * sequence order so that log recovery will always use in-order start LSNs when
815  * replaying checkpoints.
816  */
817 static int
818 xlog_cil_write_chain(
819         struct xfs_cil_ctx      *ctx,
820         struct xfs_log_vec      *chain,
821         uint32_t                chain_len)
822 {
823         struct xlog             *log = ctx->cil->xc_log;
824         int                     error;
825
826         error = xlog_cil_order_write(ctx->cil, ctx->sequence, _START_RECORD);
827         if (error)
828                 return error;
829         return xlog_write(log, ctx, chain, ctx->ticket, chain_len);
830 }
831
832 /*
833  * Write out the commit record of a checkpoint transaction to close off a
834  * running log write. These commit records are strictly ordered in ascending CIL
835  * sequence order so that log recovery will always replay the checkpoints in the
836  * correct order.
837  */
838 static int
839 xlog_cil_write_commit_record(
840         struct xfs_cil_ctx      *ctx)
841 {
842         struct xlog             *log = ctx->cil->xc_log;
843         struct xlog_op_header   ophdr = {
844                 .oh_clientid = XFS_TRANSACTION,
845                 .oh_tid = cpu_to_be32(ctx->ticket->t_tid),
846                 .oh_flags = XLOG_COMMIT_TRANS,
847         };
848         struct xfs_log_iovec    reg = {
849                 .i_addr = &ophdr,
850                 .i_len = sizeof(struct xlog_op_header),
851                 .i_type = XLOG_REG_TYPE_COMMIT,
852         };
853         struct xfs_log_vec      vec = {
854                 .lv_niovecs = 1,
855                 .lv_iovecp = &reg,
856         };
857         int                     error;
858
859         if (xlog_is_shutdown(log))
860                 return -EIO;
861
862         error = xlog_cil_order_write(ctx->cil, ctx->sequence, _COMMIT_RECORD);
863         if (error)
864                 return error;
865
866         /* account for space used by record data */
867         ctx->ticket->t_curr_res -= reg.i_len;
868         error = xlog_write(log, ctx, &vec, ctx->ticket, reg.i_len);
869         if (error)
870                 xlog_force_shutdown(log, SHUTDOWN_LOG_IO_ERROR);
871         return error;
872 }
873
874 struct xlog_cil_trans_hdr {
875         struct xlog_op_header   oph[2];
876         struct xfs_trans_header thdr;
877         struct xfs_log_iovec    lhdr[2];
878 };
879
880 /*
881  * Build a checkpoint transaction header to begin the journal transaction.  We
882  * need to account for the space used by the transaction header here as it is
883  * not accounted for in xlog_write().
884  *
885  * This is the only place we write a transaction header, so we also build the
886  * log opheaders that indicate the start of a log transaction and wrap the
887  * transaction header. We keep the start record in it's own log vector rather
888  * than compacting them into a single region as this ends up making the logic
889  * in xlog_write() for handling empty opheaders for start, commit and unmount
890  * records much simpler.
891  */
892 static void
893 xlog_cil_build_trans_hdr(
894         struct xfs_cil_ctx      *ctx,
895         struct xlog_cil_trans_hdr *hdr,
896         struct xfs_log_vec      *lvhdr,
897         int                     num_iovecs)
898 {
899         struct xlog_ticket      *tic = ctx->ticket;
900         __be32                  tid = cpu_to_be32(tic->t_tid);
901
902         memset(hdr, 0, sizeof(*hdr));
903
904         /* Log start record */
905         hdr->oph[0].oh_tid = tid;
906         hdr->oph[0].oh_clientid = XFS_TRANSACTION;
907         hdr->oph[0].oh_flags = XLOG_START_TRANS;
908
909         /* log iovec region pointer */
910         hdr->lhdr[0].i_addr = &hdr->oph[0];
911         hdr->lhdr[0].i_len = sizeof(struct xlog_op_header);
912         hdr->lhdr[0].i_type = XLOG_REG_TYPE_LRHEADER;
913
914         /* log opheader */
915         hdr->oph[1].oh_tid = tid;
916         hdr->oph[1].oh_clientid = XFS_TRANSACTION;
917         hdr->oph[1].oh_len = cpu_to_be32(sizeof(struct xfs_trans_header));
918
919         /* transaction header in host byte order format */
920         hdr->thdr.th_magic = XFS_TRANS_HEADER_MAGIC;
921         hdr->thdr.th_type = XFS_TRANS_CHECKPOINT;
922         hdr->thdr.th_tid = tic->t_tid;
923         hdr->thdr.th_num_items = num_iovecs;
924
925         /* log iovec region pointer */
926         hdr->lhdr[1].i_addr = &hdr->oph[1];
927         hdr->lhdr[1].i_len = sizeof(struct xlog_op_header) +
928                                 sizeof(struct xfs_trans_header);
929         hdr->lhdr[1].i_type = XLOG_REG_TYPE_TRANSHDR;
930
931         lvhdr->lv_niovecs = 2;
932         lvhdr->lv_iovecp = &hdr->lhdr[0];
933         lvhdr->lv_bytes = hdr->lhdr[0].i_len + hdr->lhdr[1].i_len;
934         lvhdr->lv_next = ctx->lv_chain;
935
936         tic->t_curr_res -= lvhdr->lv_bytes;
937 }
938
939 /*
940  * Pull all the log vectors off the items in the CIL, and remove the items from
941  * the CIL. We don't need the CIL lock here because it's only needed on the
942  * transaction commit side which is currently locked out by the flush lock.
943  *
944  * If a log item is marked with a whiteout, we do not need to write it to the
945  * journal and so we just move them to the whiteout list for the caller to
946  * dispose of appropriately.
947  */
948 static void
949 xlog_cil_build_lv_chain(
950         struct xfs_cil          *cil,
951         struct xfs_cil_ctx      *ctx,
952         struct list_head        *whiteouts,
953         uint32_t                *num_iovecs,
954         uint32_t                *num_bytes)
955 {
956         struct xfs_log_vec      *lv = NULL;
957
958         while (!list_empty(&cil->xc_cil)) {
959                 struct xfs_log_item     *item;
960
961                 item = list_first_entry(&cil->xc_cil,
962                                         struct xfs_log_item, li_cil);
963
964                 if (test_bit(XFS_LI_WHITEOUT, &item->li_flags)) {
965                         list_move(&item->li_cil, whiteouts);
966                         trace_xfs_cil_whiteout_skip(item);
967                         continue;
968                 }
969
970                 list_del_init(&item->li_cil);
971                 if (!ctx->lv_chain)
972                         ctx->lv_chain = item->li_lv;
973                 else
974                         lv->lv_next = item->li_lv;
975                 lv = item->li_lv;
976                 item->li_lv = NULL;
977                 *num_iovecs += lv->lv_niovecs;
978
979                 /* we don't write ordered log vectors */
980                 if (lv->lv_buf_len != XFS_LOG_VEC_ORDERED)
981                         *num_bytes += lv->lv_bytes;
982         }
983 }
984
985 static void
986 xlog_cil_cleanup_whiteouts(
987         struct list_head        *whiteouts)
988 {
989         while (!list_empty(whiteouts)) {
990                 struct xfs_log_item *item = list_first_entry(whiteouts,
991                                                 struct xfs_log_item, li_cil);
992                 list_del_init(&item->li_cil);
993                 trace_xfs_cil_whiteout_unpin(item);
994                 item->li_ops->iop_unpin(item, 1);
995         }
996 }
997
998 /*
999  * Push the Committed Item List to the log.
1000  *
1001  * If the current sequence is the same as xc_push_seq we need to do a flush. If
1002  * xc_push_seq is less than the current sequence, then it has already been
1003  * flushed and we don't need to do anything - the caller will wait for it to
1004  * complete if necessary.
1005  *
1006  * xc_push_seq is checked unlocked against the sequence number for a match.
1007  * Hence we can allow log forces to run racily and not issue pushes for the
1008  * same sequence twice.  If we get a race between multiple pushes for the same
1009  * sequence they will block on the first one and then abort, hence avoiding
1010  * needless pushes.
1011  */
1012 static void
1013 xlog_cil_push_work(
1014         struct work_struct      *work)
1015 {
1016         struct xfs_cil_ctx      *ctx =
1017                 container_of(work, struct xfs_cil_ctx, push_work);
1018         struct xfs_cil          *cil = ctx->cil;
1019         struct xlog             *log = cil->xc_log;
1020         struct xfs_cil_ctx      *new_ctx;
1021         int                     num_iovecs = 0;
1022         int                     num_bytes = 0;
1023         int                     error = 0;
1024         struct xlog_cil_trans_hdr thdr;
1025         struct xfs_log_vec      lvhdr = { NULL };
1026         xfs_csn_t               push_seq;
1027         bool                    push_commit_stable;
1028         LIST_HEAD               (whiteouts);
1029
1030         new_ctx = xlog_cil_ctx_alloc();
1031         new_ctx->ticket = xlog_cil_ticket_alloc(log);
1032
1033         down_write(&cil->xc_ctx_lock);
1034
1035         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
1036         push_seq = cil->xc_push_seq;
1037         ASSERT(push_seq <= ctx->sequence);
1038         push_commit_stable = cil->xc_push_commit_stable;
1039         cil->xc_push_commit_stable = false;
1040
1041         /*
1042          * As we are about to switch to a new, empty CIL context, we no longer
1043          * need to throttle tasks on CIL space overruns. Wake any waiters that
1044          * the hard push throttle may have caught so they can start committing
1045          * to the new context. The ctx->xc_push_lock provides the serialisation
1046          * necessary for safely using the lockless waitqueue_active() check in
1047          * this context.
1048          */
1049         if (waitqueue_active(&cil->xc_push_wait))
1050                 wake_up_all(&cil->xc_push_wait);
1051
1052         /*
1053          * Check if we've anything to push. If there is nothing, then we don't
1054          * move on to a new sequence number and so we have to be able to push
1055          * this sequence again later.
1056          */
1057         if (list_empty(&cil->xc_cil)) {
1058                 cil->xc_push_seq = 0;
1059                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1060                 goto out_skip;
1061         }
1062
1063
1064         /* check for a previously pushed sequence */
1065         if (push_seq < ctx->sequence) {
1066                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1067                 goto out_skip;
1068         }
1069
1070         /*
1071          * We are now going to push this context, so add it to the committing
1072          * list before we do anything else. This ensures that anyone waiting on
1073          * this push can easily detect the difference between a "push in
1074          * progress" and "CIL is empty, nothing to do".
1075          *
1076          * IOWs, a wait loop can now check for:
1077          *      the current sequence not being found on the committing list;
1078          *      an empty CIL; and
1079          *      an unchanged sequence number
1080          * to detect a push that had nothing to do and therefore does not need
1081          * waiting on. If the CIL is not empty, we get put on the committing
1082          * list before emptying the CIL and bumping the sequence number. Hence
1083          * an empty CIL and an unchanged sequence number means we jumped out
1084          * above after doing nothing.
1085          *
1086          * Hence the waiter will either find the commit sequence on the
1087          * committing list or the sequence number will be unchanged and the CIL
1088          * still dirty. In that latter case, the push has not yet started, and
1089          * so the waiter will have to continue trying to check the CIL
1090          * committing list until it is found. In extreme cases of delay, the
1091          * sequence may fully commit between the attempts the wait makes to wait
1092          * on the commit sequence.
1093          */
1094         list_add(&ctx->committing, &cil->xc_committing);
1095         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1096
1097         xlog_cil_build_lv_chain(cil, ctx, &whiteouts, &num_iovecs, &num_bytes);
1098
1099         /*
1100          * Switch the contexts so we can drop the context lock and move out
1101          * of a shared context. We can't just go straight to the commit record,
1102          * though - we need to synchronise with previous and future commits so
1103          * that the commit records are correctly ordered in the log to ensure
1104          * that we process items during log IO completion in the correct order.
1105          *
1106          * For example, if we get an EFI in one checkpoint and the EFD in the
1107          * next (e.g. due to log forces), we do not want the checkpoint with
1108          * the EFD to be committed before the checkpoint with the EFI.  Hence
1109          * we must strictly order the commit records of the checkpoints so
1110          * that: a) the checkpoint callbacks are attached to the iclogs in the
1111          * correct order; and b) the checkpoints are replayed in correct order
1112          * in log recovery.
1113          *
1114          * Hence we need to add this context to the committing context list so
1115          * that higher sequences will wait for us to write out a commit record
1116          * before they do.
1117          *
1118          * xfs_log_force_seq requires us to mirror the new sequence into the cil
1119          * structure atomically with the addition of this sequence to the
1120          * committing list. This also ensures that we can do unlocked checks
1121          * against the current sequence in log forces without risking
1122          * deferencing a freed context pointer.
1123          */
1124         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
1125         xlog_cil_ctx_switch(cil, new_ctx);
1126         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1127         up_write(&cil->xc_ctx_lock);
1128
1129         /*
1130          * Build a checkpoint transaction header and write it to the log to
1131          * begin the transaction. We need to account for the space used by the
1132          * transaction header here as it is not accounted for in xlog_write().
1133          */
1134         xlog_cil_build_trans_hdr(ctx, &thdr, &lvhdr, num_iovecs);
1135         num_bytes += lvhdr.lv_bytes;
1136
1137         error = xlog_cil_write_chain(ctx, &lvhdr, num_bytes);
1138         if (error)
1139                 goto out_abort_free_ticket;
1140
1141         error = xlog_cil_write_commit_record(ctx);
1142         if (error)
1143                 goto out_abort_free_ticket;
1144
1145         xfs_log_ticket_ungrant(log, ctx->ticket);
1146
1147         /*
1148          * If the checkpoint spans multiple iclogs, wait for all previous iclogs
1149          * to complete before we submit the commit_iclog. We can't use state
1150          * checks for this - ACTIVE can be either a past completed iclog or a
1151          * future iclog being filled, while WANT_SYNC through SYNC_DONE can be a
1152          * past or future iclog awaiting IO or ordered IO completion to be run.
1153          * In the latter case, if it's a future iclog and we wait on it, the we
1154          * will hang because it won't get processed through to ic_force_wait
1155          * wakeup until this commit_iclog is written to disk.  Hence we use the
1156          * iclog header lsn and compare it to the commit lsn to determine if we
1157          * need to wait on iclogs or not.
1158          */
1159         spin_lock(&log->l_icloglock);
1160         if (ctx->start_lsn != ctx->commit_lsn) {
1161                 xfs_lsn_t       plsn;
1162
1163                 plsn = be64_to_cpu(ctx->commit_iclog->ic_prev->ic_header.h_lsn);
1164                 if (plsn && XFS_LSN_CMP(plsn, ctx->commit_lsn) < 0) {
1165                         /*
1166                          * Waiting on ic_force_wait orders the completion of
1167                          * iclogs older than ic_prev. Hence we only need to wait
1168                          * on the most recent older iclog here.
1169                          */
1170                         xlog_wait_on_iclog(ctx->commit_iclog->ic_prev);
1171                         spin_lock(&log->l_icloglock);
1172                 }
1173
1174                 /*
1175                  * We need to issue a pre-flush so that the ordering for this
1176                  * checkpoint is correctly preserved down to stable storage.
1177                  */
1178                 ctx->commit_iclog->ic_flags |= XLOG_ICL_NEED_FLUSH;
1179         }
1180
1181         /*
1182          * The commit iclog must be written to stable storage to guarantee
1183          * journal IO vs metadata writeback IO is correctly ordered on stable
1184          * storage.
1185          *
1186          * If the push caller needs the commit to be immediately stable and the
1187          * commit_iclog is not yet marked as XLOG_STATE_WANT_SYNC to indicate it
1188          * will be written when released, switch it's state to WANT_SYNC right
1189          * now.
1190          */
1191         ctx->commit_iclog->ic_flags |= XLOG_ICL_NEED_FUA;
1192         if (push_commit_stable &&
1193             ctx->commit_iclog->ic_state == XLOG_STATE_ACTIVE)
1194                 xlog_state_switch_iclogs(log, ctx->commit_iclog, 0);
1195         xlog_state_release_iclog(log, ctx->commit_iclog);
1196
1197         /* Not safe to reference ctx now! */
1198
1199         spin_unlock(&log->l_icloglock);
1200         xlog_cil_cleanup_whiteouts(&whiteouts);
1201         return;
1202
1203 out_skip:
1204         up_write(&cil->xc_ctx_lock);
1205         xfs_log_ticket_put(new_ctx->ticket);
1206         kmem_free(new_ctx);
1207         return;
1208
1209 out_abort_free_ticket:
1210         xfs_log_ticket_ungrant(log, ctx->ticket);
1211         ASSERT(xlog_is_shutdown(log));
1212         xlog_cil_cleanup_whiteouts(&whiteouts);
1213         if (!ctx->commit_iclog) {
1214                 xlog_cil_committed(ctx);
1215                 return;
1216         }
1217         spin_lock(&log->l_icloglock);
1218         xlog_state_release_iclog(log, ctx->commit_iclog);
1219         /* Not safe to reference ctx now! */
1220         spin_unlock(&log->l_icloglock);
1221 }
1222
1223 /*
1224  * We need to push CIL every so often so we don't cache more than we can fit in
1225  * the log. The limit really is that a checkpoint can't be more than half the
1226  * log (the current checkpoint is not allowed to overwrite the previous
1227  * checkpoint), but commit latency and memory usage limit this to a smaller
1228  * size.
1229  */
1230 static void
1231 xlog_cil_push_background(
1232         struct xlog     *log) __releases(cil->xc_ctx_lock)
1233 {
1234         struct xfs_cil  *cil = log->l_cilp;
1235
1236         /*
1237          * The cil won't be empty because we are called while holding the
1238          * context lock so whatever we added to the CIL will still be there
1239          */
1240         ASSERT(!list_empty(&cil->xc_cil));
1241
1242         /*
1243          * Don't do a background push if we haven't used up all the
1244          * space available yet.
1245          */
1246         if (cil->xc_ctx->space_used < XLOG_CIL_SPACE_LIMIT(log)) {
1247                 up_read(&cil->xc_ctx_lock);
1248                 return;
1249         }
1250
1251         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
1252         if (cil->xc_push_seq < cil->xc_current_sequence) {
1253                 cil->xc_push_seq = cil->xc_current_sequence;
1254                 queue_work(cil->xc_push_wq, &cil->xc_ctx->push_work);
1255         }
1256
1257         /*
1258          * Drop the context lock now, we can't hold that if we need to sleep
1259          * because we are over the blocking threshold. The push_lock is still
1260          * held, so blocking threshold sleep/wakeup is still correctly
1261          * serialised here.
1262          */
1263         up_read(&cil->xc_ctx_lock);
1264
1265         /*
1266          * If we are well over the space limit, throttle the work that is being
1267          * done until the push work on this context has begun. Enforce the hard
1268          * throttle on all transaction commits once it has been activated, even
1269          * if the committing transactions have resulted in the space usage
1270          * dipping back down under the hard limit.
1271          *
1272          * The ctx->xc_push_lock provides the serialisation necessary for safely
1273          * using the lockless waitqueue_active() check in this context.
1274          */
1275         if (cil->xc_ctx->space_used >= XLOG_CIL_BLOCKING_SPACE_LIMIT(log) ||
1276             waitqueue_active(&cil->xc_push_wait)) {
1277                 trace_xfs_log_cil_wait(log, cil->xc_ctx->ticket);
1278                 ASSERT(cil->xc_ctx->space_used < log->l_logsize);
1279                 xlog_wait(&cil->xc_push_wait, &cil->xc_push_lock);
1280                 return;
1281         }
1282
1283         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1284
1285 }
1286
1287 /*
1288  * xlog_cil_push_now() is used to trigger an immediate CIL push to the sequence
1289  * number that is passed. When it returns, the work will be queued for
1290  * @push_seq, but it won't be completed.
1291  *
1292  * If the caller is performing a synchronous force, we will flush the workqueue
1293  * to get previously queued work moving to minimise the wait time they will
1294  * undergo waiting for all outstanding pushes to complete. The caller is
1295  * expected to do the required waiting for push_seq to complete.
1296  *
1297  * If the caller is performing an async push, we need to ensure that the
1298  * checkpoint is fully flushed out of the iclogs when we finish the push. If we
1299  * don't do this, then the commit record may remain sitting in memory in an
1300  * ACTIVE iclog. This then requires another full log force to push to disk,
1301  * which defeats the purpose of having an async, non-blocking CIL force
1302  * mechanism. Hence in this case we need to pass a flag to the push work to
1303  * indicate it needs to flush the commit record itself.
1304  */
1305 static void
1306 xlog_cil_push_now(
1307         struct xlog     *log,
1308         xfs_lsn_t       push_seq,
1309         bool            async)
1310 {
1311         struct xfs_cil  *cil = log->l_cilp;
1312
1313         if (!cil)
1314                 return;
1315
1316         ASSERT(push_seq && push_seq <= cil->xc_current_sequence);
1317
1318         /* start on any pending background push to minimise wait time on it */
1319         if (!async)
1320                 flush_workqueue(cil->xc_push_wq);
1321
1322         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
1323
1324         /*
1325          * If this is an async flush request, we always need to set the
1326          * xc_push_commit_stable flag even if something else has already queued
1327          * a push. The flush caller is asking for the CIL to be on stable
1328          * storage when the next push completes, so regardless of who has queued
1329          * the push, the flush requires stable semantics from it.
1330          */
1331         cil->xc_push_commit_stable = async;
1332
1333         /*
1334          * If the CIL is empty or we've already pushed the sequence then
1335          * there's no more work that we need to do.
1336          */
1337         if (list_empty(&cil->xc_cil) || push_seq <= cil->xc_push_seq) {
1338                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1339                 return;
1340         }
1341
1342         cil->xc_push_seq = push_seq;
1343         queue_work(cil->xc_push_wq, &cil->xc_ctx->push_work);
1344         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1345 }
1346
1347 bool
1348 xlog_cil_empty(
1349         struct xlog     *log)
1350 {
1351         struct xfs_cil  *cil = log->l_cilp;
1352         bool            empty = false;
1353
1354         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
1355         if (list_empty(&cil->xc_cil))
1356                 empty = true;
1357         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1358         return empty;
1359 }
1360
1361 /*
1362  * If there are intent done items in this transaction and the related intent was
1363  * committed in the current (same) CIL checkpoint, we don't need to write either
1364  * the intent or intent done item to the journal as the change will be
1365  * journalled atomically within this checkpoint. As we cannot remove items from
1366  * the CIL here, mark the related intent with a whiteout so that the CIL push
1367  * can remove it rather than writing it to the journal. Then remove the intent
1368  * done item from the current transaction and release it so it doesn't get put
1369  * into the CIL at all.
1370  */
1371 static uint32_t
1372 xlog_cil_process_intents(
1373         struct xfs_cil          *cil,
1374         struct xfs_trans        *tp)
1375 {
1376         struct xfs_log_item     *lip, *ilip, *next;
1377         uint32_t                len = 0;
1378
1379         list_for_each_entry_safe(lip, next, &tp->t_items, li_trans) {
1380                 if (!(lip->li_ops->flags & XFS_ITEM_INTENT_DONE))
1381                         continue;
1382
1383                 ilip = lip->li_ops->iop_intent(lip);
1384                 if (!ilip || !xlog_item_in_current_chkpt(cil, ilip))
1385                         continue;
1386                 set_bit(XFS_LI_WHITEOUT, &ilip->li_flags);
1387                 trace_xfs_cil_whiteout_mark(ilip);
1388                 len += ilip->li_lv->lv_bytes;
1389                 kmem_free(ilip->li_lv);
1390                 ilip->li_lv = NULL;
1391
1392                 xfs_trans_del_item(lip);
1393                 lip->li_ops->iop_release(lip);
1394         }
1395         return len;
1396 }
1397
1398 /*
1399  * Commit a transaction with the given vector to the Committed Item List.
1400  *
1401  * To do this, we need to format the item, pin it in memory if required and
1402  * account for the space used by the transaction. Once we have done that we
1403  * need to release the unused reservation for the transaction, attach the
1404  * transaction to the checkpoint context so we carry the busy extents through
1405  * to checkpoint completion, and then unlock all the items in the transaction.
1406  *
1407  * Called with the context lock already held in read mode to lock out
1408  * background commit, returns without it held once background commits are
1409  * allowed again.
1410  */
1411 void
1412 xlog_cil_commit(
1413         struct xlog             *log,
1414         struct xfs_trans        *tp,
1415         xfs_csn_t               *commit_seq,
1416         bool                    regrant)
1417 {
1418         struct xfs_cil          *cil = log->l_cilp;
1419         struct xfs_log_item     *lip, *next;
1420         uint32_t                released_space = 0;
1421
1422         /*
1423          * Do all necessary memory allocation before we lock the CIL.
1424          * This ensures the allocation does not deadlock with a CIL
1425          * push in memory reclaim (e.g. from kswapd).
1426          */
1427         xlog_cil_alloc_shadow_bufs(log, tp);
1428
1429         /* lock out background commit */
1430         down_read(&cil->xc_ctx_lock);
1431
1432         if (tp->t_flags & XFS_TRANS_HAS_INTENT_DONE)
1433                 released_space = xlog_cil_process_intents(cil, tp);
1434
1435         xlog_cil_insert_items(log, tp, released_space);
1436
1437         if (regrant && !xlog_is_shutdown(log))
1438                 xfs_log_ticket_regrant(log, tp->t_ticket);
1439         else
1440                 xfs_log_ticket_ungrant(log, tp->t_ticket);
1441         tp->t_ticket = NULL;
1442         xfs_trans_unreserve_and_mod_sb(tp);
1443
1444         /*
1445          * Once all the items of the transaction have been copied to the CIL,
1446          * the items can be unlocked and possibly freed.
1447          *
1448          * This needs to be done before we drop the CIL context lock because we
1449          * have to update state in the log items and unlock them before they go
1450          * to disk. If we don't, then the CIL checkpoint can race with us and
1451          * we can run checkpoint completion before we've updated and unlocked
1452          * the log items. This affects (at least) processing of stale buffers,
1453          * inodes and EFIs.
1454          */
1455         trace_xfs_trans_commit_items(tp, _RET_IP_);
1456         list_for_each_entry_safe(lip, next, &tp->t_items, li_trans) {
1457                 xfs_trans_del_item(lip);
1458                 if (lip->li_ops->iop_committing)
1459                         lip->li_ops->iop_committing(lip, cil->xc_ctx->sequence);
1460         }
1461         if (commit_seq)
1462                 *commit_seq = cil->xc_ctx->sequence;
1463
1464         /* xlog_cil_push_background() releases cil->xc_ctx_lock */
1465         xlog_cil_push_background(log);
1466 }
1467
1468 /*
1469  * Flush the CIL to stable storage but don't wait for it to complete. This
1470  * requires the CIL push to ensure the commit record for the push hits the disk,
1471  * but otherwise is no different to a push done from a log force.
1472  */
1473 void
1474 xlog_cil_flush(
1475         struct xlog     *log)
1476 {
1477         xfs_csn_t       seq = log->l_cilp->xc_current_sequence;
1478
1479         trace_xfs_log_force(log->l_mp, seq, _RET_IP_);
1480         xlog_cil_push_now(log, seq, true);
1481
1482         /*
1483          * If the CIL is empty, make sure that any previous checkpoint that may
1484          * still be in an active iclog is pushed to stable storage.
1485          */
1486         if (list_empty(&log->l_cilp->xc_cil))
1487                 xfs_log_force(log->l_mp, 0);
1488 }
1489
1490 /*
1491  * Conditionally push the CIL based on the sequence passed in.
1492  *
1493  * We only need to push if we haven't already pushed the sequence number given.
1494  * Hence the only time we will trigger a push here is if the push sequence is
1495  * the same as the current context.
1496  *
1497  * We return the current commit lsn to allow the callers to determine if a
1498  * iclog flush is necessary following this call.
1499  */
1500 xfs_lsn_t
1501 xlog_cil_force_seq(
1502         struct xlog     *log,
1503         xfs_csn_t       sequence)
1504 {
1505         struct xfs_cil          *cil = log->l_cilp;
1506         struct xfs_cil_ctx      *ctx;
1507         xfs_lsn_t               commit_lsn = NULLCOMMITLSN;
1508
1509         ASSERT(sequence <= cil->xc_current_sequence);
1510
1511         if (!sequence)
1512                 sequence = cil->xc_current_sequence;
1513         trace_xfs_log_force(log->l_mp, sequence, _RET_IP_);
1514
1515         /*
1516          * check to see if we need to force out the current context.
1517          * xlog_cil_push() handles racing pushes for the same sequence,
1518          * so no need to deal with it here.
1519          */
1520 restart:
1521         xlog_cil_push_now(log, sequence, false);
1522
1523         /*
1524          * See if we can find a previous sequence still committing.
1525          * We need to wait for all previous sequence commits to complete
1526          * before allowing the force of push_seq to go ahead. Hence block
1527          * on commits for those as well.
1528          */
1529         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
1530         list_for_each_entry(ctx, &cil->xc_committing, committing) {
1531                 /*
1532                  * Avoid getting stuck in this loop because we were woken by the
1533                  * shutdown, but then went back to sleep once already in the
1534                  * shutdown state.
1535                  */
1536                 if (xlog_is_shutdown(log))
1537                         goto out_shutdown;
1538                 if (ctx->sequence > sequence)
1539                         continue;
1540                 if (!ctx->commit_lsn) {
1541                         /*
1542                          * It is still being pushed! Wait for the push to
1543                          * complete, then start again from the beginning.
1544                          */
1545                         XFS_STATS_INC(log->l_mp, xs_log_force_sleep);
1546                         xlog_wait(&cil->xc_commit_wait, &cil->xc_push_lock);
1547                         goto restart;
1548                 }
1549                 if (ctx->sequence != sequence)
1550                         continue;
1551                 /* found it! */
1552                 commit_lsn = ctx->commit_lsn;
1553         }
1554
1555         /*
1556          * The call to xlog_cil_push_now() executes the push in the background.
1557          * Hence by the time we have got here it our sequence may not have been
1558          * pushed yet. This is true if the current sequence still matches the
1559          * push sequence after the above wait loop and the CIL still contains
1560          * dirty objects. This is guaranteed by the push code first adding the
1561          * context to the committing list before emptying the CIL.
1562          *
1563          * Hence if we don't find the context in the committing list and the
1564          * current sequence number is unchanged then the CIL contents are
1565          * significant.  If the CIL is empty, if means there was nothing to push
1566          * and that means there is nothing to wait for. If the CIL is not empty,
1567          * it means we haven't yet started the push, because if it had started
1568          * we would have found the context on the committing list.
1569          */
1570         if (sequence == cil->xc_current_sequence &&
1571             !list_empty(&cil->xc_cil)) {
1572                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1573                 goto restart;
1574         }
1575
1576         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1577         return commit_lsn;
1578
1579         /*
1580          * We detected a shutdown in progress. We need to trigger the log force
1581          * to pass through it's iclog state machine error handling, even though
1582          * we are already in a shutdown state. Hence we can't return
1583          * NULLCOMMITLSN here as that has special meaning to log forces (i.e.
1584          * LSN is already stable), so we return a zero LSN instead.
1585          */
1586 out_shutdown:
1587         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1588         return 0;
1589 }
1590
1591 /*
1592  * Perform initial CIL structure initialisation.
1593  */
1594 int
1595 xlog_cil_init(
1596         struct xlog     *log)
1597 {
1598         struct xfs_cil  *cil;
1599         struct xfs_cil_ctx *ctx;
1600
1601         cil = kmem_zalloc(sizeof(*cil), KM_MAYFAIL);
1602         if (!cil)
1603                 return -ENOMEM;
1604         /*
1605          * Limit the CIL pipeline depth to 4 concurrent works to bound the
1606          * concurrency the log spinlocks will be exposed to.
1607          */
1608         cil->xc_push_wq = alloc_workqueue("xfs-cil/%s",
1609                         XFS_WQFLAGS(WQ_FREEZABLE | WQ_MEM_RECLAIM | WQ_UNBOUND),
1610                         4, log->l_mp->m_super->s_id);
1611         if (!cil->xc_push_wq)
1612                 goto out_destroy_cil;
1613
1614         INIT_LIST_HEAD(&cil->xc_cil);
1615         INIT_LIST_HEAD(&cil->xc_committing);
1616         spin_lock_init(&cil->xc_cil_lock);
1617         spin_lock_init(&cil->xc_push_lock);
1618         init_waitqueue_head(&cil->xc_push_wait);
1619         init_rwsem(&cil->xc_ctx_lock);
1620         init_waitqueue_head(&cil->xc_start_wait);
1621         init_waitqueue_head(&cil->xc_commit_wait);
1622         cil->xc_log = log;
1623         log->l_cilp = cil;
1624
1625         ctx = xlog_cil_ctx_alloc();
1626         xlog_cil_ctx_switch(cil, ctx);
1627
1628         return 0;
1629
1630 out_destroy_cil:
1631         kmem_free(cil);
1632         return -ENOMEM;
1633 }
1634
1635 void
1636 xlog_cil_destroy(
1637         struct xlog     *log)
1638 {
1639         if (log->l_cilp->xc_ctx) {
1640                 if (log->l_cilp->xc_ctx->ticket)
1641                         xfs_log_ticket_put(log->l_cilp->xc_ctx->ticket);
1642                 kmem_free(log->l_cilp->xc_ctx);
1643         }
1644
1645         ASSERT(list_empty(&log->l_cilp->xc_cil));
1646         destroy_workqueue(log->l_cilp->xc_push_wq);
1647         kmem_free(log->l_cilp);
1648 }
1649