Merge tag 'docs-5.15-2' of git://git.lwn.net/linux
[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, XFS_TRANSACTION, 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  * Unavoidable forward declaration - xlog_cil_push_work() calls
52  * xlog_cil_ctx_alloc() itself.
53  */
54 static void xlog_cil_push_work(struct work_struct *work);
55
56 static struct xfs_cil_ctx *
57 xlog_cil_ctx_alloc(void)
58 {
59         struct xfs_cil_ctx      *ctx;
60
61         ctx = kmem_zalloc(sizeof(*ctx), KM_NOFS);
62         INIT_LIST_HEAD(&ctx->committing);
63         INIT_LIST_HEAD(&ctx->busy_extents);
64         INIT_WORK(&ctx->push_work, xlog_cil_push_work);
65         return ctx;
66 }
67
68 static void
69 xlog_cil_ctx_switch(
70         struct xfs_cil          *cil,
71         struct xfs_cil_ctx      *ctx)
72 {
73         ctx->sequence = ++cil->xc_current_sequence;
74         ctx->cil = cil;
75         cil->xc_ctx = ctx;
76 }
77
78 /*
79  * After the first stage of log recovery is done, we know where the head and
80  * tail of the log are. We need this log initialisation done before we can
81  * initialise the first CIL checkpoint context.
82  *
83  * Here we allocate a log ticket to track space usage during a CIL push.  This
84  * ticket is passed to xlog_write() directly so that we don't slowly leak log
85  * space by failing to account for space used by log headers and additional
86  * region headers for split regions.
87  */
88 void
89 xlog_cil_init_post_recovery(
90         struct xlog     *log)
91 {
92         log->l_cilp->xc_ctx->ticket = xlog_cil_ticket_alloc(log);
93         log->l_cilp->xc_ctx->sequence = 1;
94 }
95
96 static inline int
97 xlog_cil_iovec_space(
98         uint    niovecs)
99 {
100         return round_up((sizeof(struct xfs_log_vec) +
101                                         niovecs * sizeof(struct xfs_log_iovec)),
102                         sizeof(uint64_t));
103 }
104
105 /*
106  * Allocate or pin log vector buffers for CIL insertion.
107  *
108  * The CIL currently uses disposable buffers for copying a snapshot of the
109  * modified items into the log during a push. The biggest problem with this is
110  * the requirement to allocate the disposable buffer during the commit if:
111  *      a) does not exist; or
112  *      b) it is too small
113  *
114  * If we do this allocation within xlog_cil_insert_format_items(), it is done
115  * under the xc_ctx_lock, which means that a CIL push cannot occur during
116  * the memory allocation. This means that we have a potential deadlock situation
117  * under low memory conditions when we have lots of dirty metadata pinned in
118  * the CIL and we need a CIL commit to occur to free memory.
119  *
120  * To avoid this, we need to move the memory allocation outside the
121  * xc_ctx_lock, but because the log vector buffers are disposable, that opens
122  * up a TOCTOU race condition w.r.t. the CIL committing and removing the log
123  * vector buffers between the check and the formatting of the item into the
124  * log vector buffer within the xc_ctx_lock.
125  *
126  * Because the log vector buffer needs to be unchanged during the CIL push
127  * process, we cannot share the buffer between the transaction commit (which
128  * modifies the buffer) and the CIL push context that is writing the changes
129  * into the log. This means skipping preallocation of buffer space is
130  * unreliable, but we most definitely do not want to be allocating and freeing
131  * buffers unnecessarily during commits when overwrites can be done safely.
132  *
133  * The simplest solution to this problem is to allocate a shadow buffer when a
134  * log item is committed for the second time, and then to only use this buffer
135  * if necessary. The buffer can remain attached to the log item until such time
136  * it is needed, and this is the buffer that is reallocated to match the size of
137  * the incoming modification. Then during the formatting of the item we can swap
138  * the active buffer with the new one if we can't reuse the existing buffer. We
139  * don't free the old buffer as it may be reused on the next modification if
140  * it's size is right, otherwise we'll free and reallocate it at that point.
141  *
142  * This function builds a vector for the changes in each log item in the
143  * transaction. It then works out the length of the buffer needed for each log
144  * item, allocates them and attaches the vector to the log item in preparation
145  * for the formatting step which occurs under the xc_ctx_lock.
146  *
147  * While this means the memory footprint goes up, it avoids the repeated
148  * alloc/free pattern that repeated modifications of an item would otherwise
149  * cause, and hence minimises the CPU overhead of such behaviour.
150  */
151 static void
152 xlog_cil_alloc_shadow_bufs(
153         struct xlog             *log,
154         struct xfs_trans        *tp)
155 {
156         struct xfs_log_item     *lip;
157
158         list_for_each_entry(lip, &tp->t_items, li_trans) {
159                 struct xfs_log_vec *lv;
160                 int     niovecs = 0;
161                 int     nbytes = 0;
162                 int     buf_size;
163                 bool    ordered = false;
164
165                 /* Skip items which aren't dirty in this transaction. */
166                 if (!test_bit(XFS_LI_DIRTY, &lip->li_flags))
167                         continue;
168
169                 /* get number of vecs and size of data to be stored */
170                 lip->li_ops->iop_size(lip, &niovecs, &nbytes);
171
172                 /*
173                  * Ordered items need to be tracked but we do not wish to write
174                  * them. We need a logvec to track the object, but we do not
175                  * need an iovec or buffer to be allocated for copying data.
176                  */
177                 if (niovecs == XFS_LOG_VEC_ORDERED) {
178                         ordered = true;
179                         niovecs = 0;
180                         nbytes = 0;
181                 }
182
183                 /*
184                  * We 64-bit align the length of each iovec so that the start
185                  * of the next one is naturally aligned.  We'll need to
186                  * account for that slack space here. Then round nbytes up
187                  * to 64-bit alignment so that the initial buffer alignment is
188                  * easy to calculate and verify.
189                  */
190                 nbytes += niovecs * sizeof(uint64_t);
191                 nbytes = round_up(nbytes, sizeof(uint64_t));
192
193                 /*
194                  * The data buffer needs to start 64-bit aligned, so round up
195                  * that space to ensure we can align it appropriately and not
196                  * overrun the buffer.
197                  */
198                 buf_size = nbytes + xlog_cil_iovec_space(niovecs);
199
200                 /*
201                  * if we have no shadow buffer, or it is too small, we need to
202                  * reallocate it.
203                  */
204                 if (!lip->li_lv_shadow ||
205                     buf_size > lip->li_lv_shadow->lv_size) {
206
207                         /*
208                          * We free and allocate here as a realloc would copy
209                          * unnecessary data. We don't use kmem_zalloc() for the
210                          * same reason - we don't need to zero the data area in
211                          * the buffer, only the log vector header and the iovec
212                          * storage.
213                          */
214                         kmem_free(lip->li_lv_shadow);
215
216                         /*
217                          * We are in transaction context, which means this
218                          * allocation will pick up GFP_NOFS from the
219                          * memalloc_nofs_save/restore context the transaction
220                          * holds. This means we can use GFP_KERNEL here so the
221                          * generic kvmalloc() code will run vmalloc on
222                          * contiguous page allocation failure as we require.
223                          */
224                         lv = kvmalloc(buf_size, GFP_KERNEL);
225                         memset(lv, 0, xlog_cil_iovec_space(niovecs));
226
227                         lv->lv_item = lip;
228                         lv->lv_size = buf_size;
229                         if (ordered)
230                                 lv->lv_buf_len = XFS_LOG_VEC_ORDERED;
231                         else
232                                 lv->lv_iovecp = (struct xfs_log_iovec *)&lv[1];
233                         lip->li_lv_shadow = lv;
234                 } else {
235                         /* same or smaller, optimise common overwrite case */
236                         lv = lip->li_lv_shadow;
237                         if (ordered)
238                                 lv->lv_buf_len = XFS_LOG_VEC_ORDERED;
239                         else
240                                 lv->lv_buf_len = 0;
241                         lv->lv_bytes = 0;
242                         lv->lv_next = NULL;
243                 }
244
245                 /* Ensure the lv is set up according to ->iop_size */
246                 lv->lv_niovecs = niovecs;
247
248                 /* The allocated data region lies beyond the iovec region */
249                 lv->lv_buf = (char *)lv + xlog_cil_iovec_space(niovecs);
250         }
251
252 }
253
254 /*
255  * Prepare the log item for insertion into the CIL. Calculate the difference in
256  * log space and vectors it will consume, and if it is a new item pin it as
257  * well.
258  */
259 STATIC void
260 xfs_cil_prepare_item(
261         struct xlog             *log,
262         struct xfs_log_vec      *lv,
263         struct xfs_log_vec      *old_lv,
264         int                     *diff_len,
265         int                     *diff_iovecs)
266 {
267         /* Account for the new LV being passed in */
268         if (lv->lv_buf_len != XFS_LOG_VEC_ORDERED) {
269                 *diff_len += lv->lv_bytes;
270                 *diff_iovecs += lv->lv_niovecs;
271         }
272
273         /*
274          * If there is no old LV, this is the first time we've seen the item in
275          * this CIL context and so we need to pin it. If we are replacing the
276          * old_lv, then remove the space it accounts for and make it the shadow
277          * buffer for later freeing. In both cases we are now switching to the
278          * shadow buffer, so update the pointer to it appropriately.
279          */
280         if (!old_lv) {
281                 if (lv->lv_item->li_ops->iop_pin)
282                         lv->lv_item->li_ops->iop_pin(lv->lv_item);
283                 lv->lv_item->li_lv_shadow = NULL;
284         } else if (old_lv != lv) {
285                 ASSERT(lv->lv_buf_len != XFS_LOG_VEC_ORDERED);
286
287                 *diff_len -= old_lv->lv_bytes;
288                 *diff_iovecs -= old_lv->lv_niovecs;
289                 lv->lv_item->li_lv_shadow = old_lv;
290         }
291
292         /* attach new log vector to log item */
293         lv->lv_item->li_lv = lv;
294
295         /*
296          * If this is the first time the item is being committed to the
297          * CIL, store the sequence number on the log item so we can
298          * tell in future commits whether this is the first checkpoint
299          * the item is being committed into.
300          */
301         if (!lv->lv_item->li_seq)
302                 lv->lv_item->li_seq = log->l_cilp->xc_ctx->sequence;
303 }
304
305 /*
306  * Format log item into a flat buffers
307  *
308  * For delayed logging, we need to hold a formatted buffer containing all the
309  * changes on the log item. This enables us to relog the item in memory and
310  * write it out asynchronously without needing to relock the object that was
311  * modified at the time it gets written into the iclog.
312  *
313  * This function takes the prepared log vectors attached to each log item, and
314  * formats the changes into the log vector buffer. The buffer it uses is
315  * dependent on the current state of the vector in the CIL - the shadow lv is
316  * guaranteed to be large enough for the current modification, but we will only
317  * use that if we can't reuse the existing lv. If we can't reuse the existing
318  * lv, then simple swap it out for the shadow lv. We don't free it - that is
319  * done lazily either by th enext modification or the freeing of the log item.
320  *
321  * We don't set up region headers during this process; we simply copy the
322  * regions into the flat buffer. We can do this because we still have to do a
323  * formatting step to write the regions into the iclog buffer.  Writing the
324  * ophdrs during the iclog write means that we can support splitting large
325  * regions across iclog boundares without needing a change in the format of the
326  * item/region encapsulation.
327  *
328  * Hence what we need to do now is change the rewrite the vector array to point
329  * to the copied region inside the buffer we just allocated. This allows us to
330  * format the regions into the iclog as though they are being formatted
331  * directly out of the objects themselves.
332  */
333 static void
334 xlog_cil_insert_format_items(
335         struct xlog             *log,
336         struct xfs_trans        *tp,
337         int                     *diff_len,
338         int                     *diff_iovecs)
339 {
340         struct xfs_log_item     *lip;
341
342
343         /* Bail out if we didn't find a log item.  */
344         if (list_empty(&tp->t_items)) {
345                 ASSERT(0);
346                 return;
347         }
348
349         list_for_each_entry(lip, &tp->t_items, li_trans) {
350                 struct xfs_log_vec *lv;
351                 struct xfs_log_vec *old_lv = NULL;
352                 struct xfs_log_vec *shadow;
353                 bool    ordered = false;
354
355                 /* Skip items which aren't dirty in this transaction. */
356                 if (!test_bit(XFS_LI_DIRTY, &lip->li_flags))
357                         continue;
358
359                 /*
360                  * The formatting size information is already attached to
361                  * the shadow lv on the log item.
362                  */
363                 shadow = lip->li_lv_shadow;
364                 if (shadow->lv_buf_len == XFS_LOG_VEC_ORDERED)
365                         ordered = true;
366
367                 /* Skip items that do not have any vectors for writing */
368                 if (!shadow->lv_niovecs && !ordered)
369                         continue;
370
371                 /* compare to existing item size */
372                 old_lv = lip->li_lv;
373                 if (lip->li_lv && shadow->lv_size <= lip->li_lv->lv_size) {
374                         /* same or smaller, optimise common overwrite case */
375                         lv = lip->li_lv;
376                         lv->lv_next = NULL;
377
378                         if (ordered)
379                                 goto insert;
380
381                         /*
382                          * set the item up as though it is a new insertion so
383                          * that the space reservation accounting is correct.
384                          */
385                         *diff_iovecs -= lv->lv_niovecs;
386                         *diff_len -= lv->lv_bytes;
387
388                         /* Ensure the lv is set up according to ->iop_size */
389                         lv->lv_niovecs = shadow->lv_niovecs;
390
391                         /* reset the lv buffer information for new formatting */
392                         lv->lv_buf_len = 0;
393                         lv->lv_bytes = 0;
394                         lv->lv_buf = (char *)lv +
395                                         xlog_cil_iovec_space(lv->lv_niovecs);
396                 } else {
397                         /* switch to shadow buffer! */
398                         lv = shadow;
399                         lv->lv_item = lip;
400                         if (ordered) {
401                                 /* track as an ordered logvec */
402                                 ASSERT(lip->li_lv == NULL);
403                                 goto insert;
404                         }
405                 }
406
407                 ASSERT(IS_ALIGNED((unsigned long)lv->lv_buf, sizeof(uint64_t)));
408                 lip->li_ops->iop_format(lip, lv);
409 insert:
410                 xfs_cil_prepare_item(log, lv, old_lv, diff_len, diff_iovecs);
411         }
412 }
413
414 /*
415  * Insert the log items into the CIL and calculate the difference in space
416  * consumed by the item. Add the space to the checkpoint ticket and calculate
417  * if the change requires additional log metadata. If it does, take that space
418  * as well. Remove the amount of space we added to the checkpoint ticket from
419  * the current transaction ticket so that the accounting works out correctly.
420  */
421 static void
422 xlog_cil_insert_items(
423         struct xlog             *log,
424         struct xfs_trans        *tp)
425 {
426         struct xfs_cil          *cil = log->l_cilp;
427         struct xfs_cil_ctx      *ctx = cil->xc_ctx;
428         struct xfs_log_item     *lip;
429         int                     len = 0;
430         int                     diff_iovecs = 0;
431         int                     iclog_space;
432         int                     iovhdr_res = 0, split_res = 0, ctx_res = 0;
433
434         ASSERT(tp);
435
436         /*
437          * We can do this safely because the context can't checkpoint until we
438          * are done so it doesn't matter exactly how we update the CIL.
439          */
440         xlog_cil_insert_format_items(log, tp, &len, &diff_iovecs);
441
442         spin_lock(&cil->xc_cil_lock);
443
444         /* account for space used by new iovec headers  */
445         iovhdr_res = diff_iovecs * sizeof(xlog_op_header_t);
446         len += iovhdr_res;
447         ctx->nvecs += diff_iovecs;
448
449         /* attach the transaction to the CIL if it has any busy extents */
450         if (!list_empty(&tp->t_busy))
451                 list_splice_init(&tp->t_busy, &ctx->busy_extents);
452
453         /*
454          * Now transfer enough transaction reservation to the context ticket
455          * for the checkpoint. The context ticket is special - the unit
456          * reservation has to grow as well as the current reservation as we
457          * steal from tickets so we can correctly determine the space used
458          * during the transaction commit.
459          */
460         if (ctx->ticket->t_curr_res == 0) {
461                 ctx_res = ctx->ticket->t_unit_res;
462                 ctx->ticket->t_curr_res = ctx_res;
463                 tp->t_ticket->t_curr_res -= ctx_res;
464         }
465
466         /* do we need space for more log record headers? */
467         iclog_space = log->l_iclog_size - log->l_iclog_hsize;
468         if (len > 0 && (ctx->space_used / iclog_space !=
469                                 (ctx->space_used + len) / iclog_space)) {
470                 split_res = (len + iclog_space - 1) / iclog_space;
471                 /* need to take into account split region headers, too */
472                 split_res *= log->l_iclog_hsize + sizeof(struct xlog_op_header);
473                 ctx->ticket->t_unit_res += split_res;
474                 ctx->ticket->t_curr_res += split_res;
475                 tp->t_ticket->t_curr_res -= split_res;
476                 ASSERT(tp->t_ticket->t_curr_res >= len);
477         }
478         tp->t_ticket->t_curr_res -= len;
479         ctx->space_used += len;
480
481         /*
482          * If we've overrun the reservation, dump the tx details before we move
483          * the log items. Shutdown is imminent...
484          */
485         if (WARN_ON(tp->t_ticket->t_curr_res < 0)) {
486                 xfs_warn(log->l_mp, "Transaction log reservation overrun:");
487                 xfs_warn(log->l_mp,
488                          "  log items: %d bytes (iov hdrs: %d bytes)",
489                          len, iovhdr_res);
490                 xfs_warn(log->l_mp, "  split region headers: %d bytes",
491                          split_res);
492                 xfs_warn(log->l_mp, "  ctx ticket: %d bytes", ctx_res);
493                 xlog_print_trans(tp);
494         }
495
496         /*
497          * Now (re-)position everything modified at the tail of the CIL.
498          * We do this here so we only need to take the CIL lock once during
499          * the transaction commit.
500          */
501         list_for_each_entry(lip, &tp->t_items, li_trans) {
502
503                 /* Skip items which aren't dirty in this transaction. */
504                 if (!test_bit(XFS_LI_DIRTY, &lip->li_flags))
505                         continue;
506
507                 /*
508                  * Only move the item if it isn't already at the tail. This is
509                  * to prevent a transient list_empty() state when reinserting
510                  * an item that is already the only item in the CIL.
511                  */
512                 if (!list_is_last(&lip->li_cil, &cil->xc_cil))
513                         list_move_tail(&lip->li_cil, &cil->xc_cil);
514         }
515
516         spin_unlock(&cil->xc_cil_lock);
517
518         if (tp->t_ticket->t_curr_res < 0)
519                 xfs_force_shutdown(log->l_mp, SHUTDOWN_LOG_IO_ERROR);
520 }
521
522 static void
523 xlog_cil_free_logvec(
524         struct xfs_log_vec      *log_vector)
525 {
526         struct xfs_log_vec      *lv;
527
528         for (lv = log_vector; lv; ) {
529                 struct xfs_log_vec *next = lv->lv_next;
530                 kmem_free(lv);
531                 lv = next;
532         }
533 }
534
535 static void
536 xlog_discard_endio_work(
537         struct work_struct      *work)
538 {
539         struct xfs_cil_ctx      *ctx =
540                 container_of(work, struct xfs_cil_ctx, discard_endio_work);
541         struct xfs_mount        *mp = ctx->cil->xc_log->l_mp;
542
543         xfs_extent_busy_clear(mp, &ctx->busy_extents, false);
544         kmem_free(ctx);
545 }
546
547 /*
548  * Queue up the actual completion to a thread to avoid IRQ-safe locking for
549  * pagb_lock.  Note that we need a unbounded workqueue, otherwise we might
550  * get the execution delayed up to 30 seconds for weird reasons.
551  */
552 static void
553 xlog_discard_endio(
554         struct bio              *bio)
555 {
556         struct xfs_cil_ctx      *ctx = bio->bi_private;
557
558         INIT_WORK(&ctx->discard_endio_work, xlog_discard_endio_work);
559         queue_work(xfs_discard_wq, &ctx->discard_endio_work);
560         bio_put(bio);
561 }
562
563 static void
564 xlog_discard_busy_extents(
565         struct xfs_mount        *mp,
566         struct xfs_cil_ctx      *ctx)
567 {
568         struct list_head        *list = &ctx->busy_extents;
569         struct xfs_extent_busy  *busyp;
570         struct bio              *bio = NULL;
571         struct blk_plug         plug;
572         int                     error = 0;
573
574         ASSERT(xfs_has_discard(mp));
575
576         blk_start_plug(&plug);
577         list_for_each_entry(busyp, list, list) {
578                 trace_xfs_discard_extent(mp, busyp->agno, busyp->bno,
579                                          busyp->length);
580
581                 error = __blkdev_issue_discard(mp->m_ddev_targp->bt_bdev,
582                                 XFS_AGB_TO_DADDR(mp, busyp->agno, busyp->bno),
583                                 XFS_FSB_TO_BB(mp, busyp->length),
584                                 GFP_NOFS, 0, &bio);
585                 if (error && error != -EOPNOTSUPP) {
586                         xfs_info(mp,
587          "discard failed for extent [0x%llx,%u], error %d",
588                                  (unsigned long long)busyp->bno,
589                                  busyp->length,
590                                  error);
591                         break;
592                 }
593         }
594
595         if (bio) {
596                 bio->bi_private = ctx;
597                 bio->bi_end_io = xlog_discard_endio;
598                 submit_bio(bio);
599         } else {
600                 xlog_discard_endio_work(&ctx->discard_endio_work);
601         }
602         blk_finish_plug(&plug);
603 }
604
605 /*
606  * Mark all items committed and clear busy extents. We free the log vector
607  * chains in a separate pass so that we unpin the log items as quickly as
608  * possible.
609  */
610 static void
611 xlog_cil_committed(
612         struct xfs_cil_ctx      *ctx)
613 {
614         struct xfs_mount        *mp = ctx->cil->xc_log->l_mp;
615         bool                    abort = xlog_is_shutdown(ctx->cil->xc_log);
616
617         /*
618          * If the I/O failed, we're aborting the commit and already shutdown.
619          * Wake any commit waiters before aborting the log items so we don't
620          * block async log pushers on callbacks. Async log pushers explicitly do
621          * not wait on log force completion because they may be holding locks
622          * required to unpin items.
623          */
624         if (abort) {
625                 spin_lock(&ctx->cil->xc_push_lock);
626                 wake_up_all(&ctx->cil->xc_start_wait);
627                 wake_up_all(&ctx->cil->xc_commit_wait);
628                 spin_unlock(&ctx->cil->xc_push_lock);
629         }
630
631         xfs_trans_committed_bulk(ctx->cil->xc_log->l_ailp, ctx->lv_chain,
632                                         ctx->start_lsn, abort);
633
634         xfs_extent_busy_sort(&ctx->busy_extents);
635         xfs_extent_busy_clear(mp, &ctx->busy_extents,
636                               xfs_has_discard(mp) && !abort);
637
638         spin_lock(&ctx->cil->xc_push_lock);
639         list_del(&ctx->committing);
640         spin_unlock(&ctx->cil->xc_push_lock);
641
642         xlog_cil_free_logvec(ctx->lv_chain);
643
644         if (!list_empty(&ctx->busy_extents))
645                 xlog_discard_busy_extents(mp, ctx);
646         else
647                 kmem_free(ctx);
648 }
649
650 void
651 xlog_cil_process_committed(
652         struct list_head        *list)
653 {
654         struct xfs_cil_ctx      *ctx;
655
656         while ((ctx = list_first_entry_or_null(list,
657                         struct xfs_cil_ctx, iclog_entry))) {
658                 list_del(&ctx->iclog_entry);
659                 xlog_cil_committed(ctx);
660         }
661 }
662
663 /*
664 * Record the LSN of the iclog we were just granted space to start writing into.
665 * If the context doesn't have a start_lsn recorded, then this iclog will
666 * contain the start record for the checkpoint. Otherwise this write contains
667 * the commit record for the checkpoint.
668 */
669 void
670 xlog_cil_set_ctx_write_state(
671         struct xfs_cil_ctx      *ctx,
672         struct xlog_in_core     *iclog)
673 {
674         struct xfs_cil          *cil = ctx->cil;
675         xfs_lsn_t               lsn = be64_to_cpu(iclog->ic_header.h_lsn);
676
677         ASSERT(!ctx->commit_lsn);
678         if (!ctx->start_lsn) {
679                 spin_lock(&cil->xc_push_lock);
680                 /*
681                  * The LSN we need to pass to the log items on transaction
682                  * commit is the LSN reported by the first log vector write, not
683                  * the commit lsn. If we use the commit record lsn then we can
684                  * move the tail beyond the grant write head.
685                  */
686                 ctx->start_lsn = lsn;
687                 wake_up_all(&cil->xc_start_wait);
688                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
689                 return;
690         }
691
692         /*
693          * Take a reference to the iclog for the context so that we still hold
694          * it when xlog_write is done and has released it. This means the
695          * context controls when the iclog is released for IO.
696          */
697         atomic_inc(&iclog->ic_refcnt);
698
699         /*
700          * xlog_state_get_iclog_space() guarantees there is enough space in the
701          * iclog for an entire commit record, so we can attach the context
702          * callbacks now.  This needs to be done before we make the commit_lsn
703          * visible to waiters so that checkpoints with commit records in the
704          * same iclog order their IO completion callbacks in the same order that
705          * the commit records appear in the iclog.
706          */
707         spin_lock(&cil->xc_log->l_icloglock);
708         list_add_tail(&ctx->iclog_entry, &iclog->ic_callbacks);
709         spin_unlock(&cil->xc_log->l_icloglock);
710
711         /*
712          * Now we can record the commit LSN and wake anyone waiting for this
713          * sequence to have the ordered commit record assigned to a physical
714          * location in the log.
715          */
716         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
717         ctx->commit_iclog = iclog;
718         ctx->commit_lsn = lsn;
719         wake_up_all(&cil->xc_commit_wait);
720         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
721 }
722
723
724 /*
725  * Ensure that the order of log writes follows checkpoint sequence order. This
726  * relies on the context LSN being zero until the log write has guaranteed the
727  * LSN that the log write will start at via xlog_state_get_iclog_space().
728  */
729 enum _record_type {
730         _START_RECORD,
731         _COMMIT_RECORD,
732 };
733
734 static int
735 xlog_cil_order_write(
736         struct xfs_cil          *cil,
737         xfs_csn_t               sequence,
738         enum _record_type       record)
739 {
740         struct xfs_cil_ctx      *ctx;
741
742 restart:
743         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
744         list_for_each_entry(ctx, &cil->xc_committing, committing) {
745                 /*
746                  * Avoid getting stuck in this loop because we were woken by the
747                  * shutdown, but then went back to sleep once already in the
748                  * shutdown state.
749                  */
750                 if (xlog_is_shutdown(cil->xc_log)) {
751                         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
752                         return -EIO;
753                 }
754
755                 /*
756                  * Higher sequences will wait for this one so skip them.
757                  * Don't wait for our own sequence, either.
758                  */
759                 if (ctx->sequence >= sequence)
760                         continue;
761
762                 /* Wait until the LSN for the record has been recorded. */
763                 switch (record) {
764                 case _START_RECORD:
765                         if (!ctx->start_lsn) {
766                                 xlog_wait(&cil->xc_start_wait, &cil->xc_push_lock);
767                                 goto restart;
768                         }
769                         break;
770                 case _COMMIT_RECORD:
771                         if (!ctx->commit_lsn) {
772                                 xlog_wait(&cil->xc_commit_wait, &cil->xc_push_lock);
773                                 goto restart;
774                         }
775                         break;
776                 }
777         }
778         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
779         return 0;
780 }
781
782 /*
783  * Write out the log vector change now attached to the CIL context. This will
784  * write a start record that needs to be strictly ordered in ascending CIL
785  * sequence order so that log recovery will always use in-order start LSNs when
786  * replaying checkpoints.
787  */
788 static int
789 xlog_cil_write_chain(
790         struct xfs_cil_ctx      *ctx,
791         struct xfs_log_vec      *chain)
792 {
793         struct xlog             *log = ctx->cil->xc_log;
794         int                     error;
795
796         error = xlog_cil_order_write(ctx->cil, ctx->sequence, _START_RECORD);
797         if (error)
798                 return error;
799         return xlog_write(log, ctx, chain, ctx->ticket, XLOG_START_TRANS);
800 }
801
802 /*
803  * Write out the commit record of a checkpoint transaction to close off a
804  * running log write. These commit records are strictly ordered in ascending CIL
805  * sequence order so that log recovery will always replay the checkpoints in the
806  * correct order.
807  */
808 static int
809 xlog_cil_write_commit_record(
810         struct xfs_cil_ctx      *ctx)
811 {
812         struct xlog             *log = ctx->cil->xc_log;
813         struct xfs_log_iovec    reg = {
814                 .i_addr = NULL,
815                 .i_len = 0,
816                 .i_type = XLOG_REG_TYPE_COMMIT,
817         };
818         struct xfs_log_vec      vec = {
819                 .lv_niovecs = 1,
820                 .lv_iovecp = &reg,
821         };
822         int                     error;
823
824         if (xlog_is_shutdown(log))
825                 return -EIO;
826
827         error = xlog_cil_order_write(ctx->cil, ctx->sequence, _COMMIT_RECORD);
828         if (error)
829                 return error;
830
831         error = xlog_write(log, ctx, &vec, ctx->ticket, XLOG_COMMIT_TRANS);
832         if (error)
833                 xfs_force_shutdown(log->l_mp, SHUTDOWN_LOG_IO_ERROR);
834         return error;
835 }
836
837 /*
838  * Push the Committed Item List to the log.
839  *
840  * If the current sequence is the same as xc_push_seq we need to do a flush. If
841  * xc_push_seq is less than the current sequence, then it has already been
842  * flushed and we don't need to do anything - the caller will wait for it to
843  * complete if necessary.
844  *
845  * xc_push_seq is checked unlocked against the sequence number for a match.
846  * Hence we can allow log forces to run racily and not issue pushes for the
847  * same sequence twice.  If we get a race between multiple pushes for the same
848  * sequence they will block on the first one and then abort, hence avoiding
849  * needless pushes.
850  */
851 static void
852 xlog_cil_push_work(
853         struct work_struct      *work)
854 {
855         struct xfs_cil_ctx      *ctx =
856                 container_of(work, struct xfs_cil_ctx, push_work);
857         struct xfs_cil          *cil = ctx->cil;
858         struct xlog             *log = cil->xc_log;
859         struct xfs_log_vec      *lv;
860         struct xfs_cil_ctx      *new_ctx;
861         struct xlog_ticket      *tic;
862         int                     num_iovecs;
863         int                     error = 0;
864         struct xfs_trans_header thdr;
865         struct xfs_log_iovec    lhdr;
866         struct xfs_log_vec      lvhdr = { NULL };
867         xfs_lsn_t               preflush_tail_lsn;
868         xfs_csn_t               push_seq;
869         struct bio              bio;
870         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(bdev_flush);
871         bool                    push_commit_stable;
872
873         new_ctx = xlog_cil_ctx_alloc();
874         new_ctx->ticket = xlog_cil_ticket_alloc(log);
875
876         down_write(&cil->xc_ctx_lock);
877
878         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
879         push_seq = cil->xc_push_seq;
880         ASSERT(push_seq <= ctx->sequence);
881         push_commit_stable = cil->xc_push_commit_stable;
882         cil->xc_push_commit_stable = false;
883
884         /*
885          * As we are about to switch to a new, empty CIL context, we no longer
886          * need to throttle tasks on CIL space overruns. Wake any waiters that
887          * the hard push throttle may have caught so they can start committing
888          * to the new context. The ctx->xc_push_lock provides the serialisation
889          * necessary for safely using the lockless waitqueue_active() check in
890          * this context.
891          */
892         if (waitqueue_active(&cil->xc_push_wait))
893                 wake_up_all(&cil->xc_push_wait);
894
895         /*
896          * Check if we've anything to push. If there is nothing, then we don't
897          * move on to a new sequence number and so we have to be able to push
898          * this sequence again later.
899          */
900         if (list_empty(&cil->xc_cil)) {
901                 cil->xc_push_seq = 0;
902                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
903                 goto out_skip;
904         }
905
906
907         /* check for a previously pushed sequence */
908         if (push_seq < ctx->sequence) {
909                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
910                 goto out_skip;
911         }
912
913         /*
914          * We are now going to push this context, so add it to the committing
915          * list before we do anything else. This ensures that anyone waiting on
916          * this push can easily detect the difference between a "push in
917          * progress" and "CIL is empty, nothing to do".
918          *
919          * IOWs, a wait loop can now check for:
920          *      the current sequence not being found on the committing list;
921          *      an empty CIL; and
922          *      an unchanged sequence number
923          * to detect a push that had nothing to do and therefore does not need
924          * waiting on. If the CIL is not empty, we get put on the committing
925          * list before emptying the CIL and bumping the sequence number. Hence
926          * an empty CIL and an unchanged sequence number means we jumped out
927          * above after doing nothing.
928          *
929          * Hence the waiter will either find the commit sequence on the
930          * committing list or the sequence number will be unchanged and the CIL
931          * still dirty. In that latter case, the push has not yet started, and
932          * so the waiter will have to continue trying to check the CIL
933          * committing list until it is found. In extreme cases of delay, the
934          * sequence may fully commit between the attempts the wait makes to wait
935          * on the commit sequence.
936          */
937         list_add(&ctx->committing, &cil->xc_committing);
938         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
939
940         /*
941          * The CIL is stable at this point - nothing new will be added to it
942          * because we hold the flush lock exclusively. Hence we can now issue
943          * a cache flush to ensure all the completed metadata in the journal we
944          * are about to overwrite is on stable storage.
945          *
946          * Because we are issuing this cache flush before we've written the
947          * tail lsn to the iclog, we can have metadata IO completions move the
948          * tail forwards between the completion of this flush and the iclog
949          * being written. In this case, we need to re-issue the cache flush
950          * before the iclog write. To detect whether the log tail moves, sample
951          * the tail LSN *before* we issue the flush.
952          */
953         preflush_tail_lsn = atomic64_read(&log->l_tail_lsn);
954         xfs_flush_bdev_async(&bio, log->l_mp->m_ddev_targp->bt_bdev,
955                                 &bdev_flush);
956
957         /*
958          * Pull all the log vectors off the items in the CIL, and remove the
959          * items from the CIL. We don't need the CIL lock here because it's only
960          * needed on the transaction commit side which is currently locked out
961          * by the flush lock.
962          */
963         lv = NULL;
964         num_iovecs = 0;
965         while (!list_empty(&cil->xc_cil)) {
966                 struct xfs_log_item     *item;
967
968                 item = list_first_entry(&cil->xc_cil,
969                                         struct xfs_log_item, li_cil);
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
980         /*
981          * Switch the contexts so we can drop the context lock and move out
982          * of a shared context. We can't just go straight to the commit record,
983          * though - we need to synchronise with previous and future commits so
984          * that the commit records are correctly ordered in the log to ensure
985          * that we process items during log IO completion in the correct order.
986          *
987          * For example, if we get an EFI in one checkpoint and the EFD in the
988          * next (e.g. due to log forces), we do not want the checkpoint with
989          * the EFD to be committed before the checkpoint with the EFI.  Hence
990          * we must strictly order the commit records of the checkpoints so
991          * that: a) the checkpoint callbacks are attached to the iclogs in the
992          * correct order; and b) the checkpoints are replayed in correct order
993          * in log recovery.
994          *
995          * Hence we need to add this context to the committing context list so
996          * that higher sequences will wait for us to write out a commit record
997          * before they do.
998          *
999          * xfs_log_force_seq requires us to mirror the new sequence into the cil
1000          * structure atomically with the addition of this sequence to the
1001          * committing list. This also ensures that we can do unlocked checks
1002          * against the current sequence in log forces without risking
1003          * deferencing a freed context pointer.
1004          */
1005         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
1006         xlog_cil_ctx_switch(cil, new_ctx);
1007         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1008         up_write(&cil->xc_ctx_lock);
1009
1010         /*
1011          * Build a checkpoint transaction header and write it to the log to
1012          * begin the transaction. We need to account for the space used by the
1013          * transaction header here as it is not accounted for in xlog_write().
1014          *
1015          * The LSN we need to pass to the log items on transaction commit is
1016          * the LSN reported by the first log vector write. If we use the commit
1017          * record lsn then we can move the tail beyond the grant write head.
1018          */
1019         tic = ctx->ticket;
1020         thdr.th_magic = XFS_TRANS_HEADER_MAGIC;
1021         thdr.th_type = XFS_TRANS_CHECKPOINT;
1022         thdr.th_tid = tic->t_tid;
1023         thdr.th_num_items = num_iovecs;
1024         lhdr.i_addr = &thdr;
1025         lhdr.i_len = sizeof(xfs_trans_header_t);
1026         lhdr.i_type = XLOG_REG_TYPE_TRANSHDR;
1027         tic->t_curr_res -= lhdr.i_len + sizeof(xlog_op_header_t);
1028
1029         lvhdr.lv_niovecs = 1;
1030         lvhdr.lv_iovecp = &lhdr;
1031         lvhdr.lv_next = ctx->lv_chain;
1032
1033         /*
1034          * Before we format and submit the first iclog, we have to ensure that
1035          * the metadata writeback ordering cache flush is complete.
1036          */
1037         wait_for_completion(&bdev_flush);
1038
1039         error = xlog_cil_write_chain(ctx, &lvhdr);
1040         if (error)
1041                 goto out_abort_free_ticket;
1042
1043         error = xlog_cil_write_commit_record(ctx);
1044         if (error)
1045                 goto out_abort_free_ticket;
1046
1047         xfs_log_ticket_ungrant(log, tic);
1048
1049         /*
1050          * If the checkpoint spans multiple iclogs, wait for all previous iclogs
1051          * to complete before we submit the commit_iclog. We can't use state
1052          * checks for this - ACTIVE can be either a past completed iclog or a
1053          * future iclog being filled, while WANT_SYNC through SYNC_DONE can be a
1054          * past or future iclog awaiting IO or ordered IO completion to be run.
1055          * In the latter case, if it's a future iclog and we wait on it, the we
1056          * will hang because it won't get processed through to ic_force_wait
1057          * wakeup until this commit_iclog is written to disk.  Hence we use the
1058          * iclog header lsn and compare it to the commit lsn to determine if we
1059          * need to wait on iclogs or not.
1060          */
1061         spin_lock(&log->l_icloglock);
1062         if (ctx->start_lsn != ctx->commit_lsn) {
1063                 xfs_lsn_t       plsn;
1064
1065                 plsn = be64_to_cpu(ctx->commit_iclog->ic_prev->ic_header.h_lsn);
1066                 if (plsn && XFS_LSN_CMP(plsn, ctx->commit_lsn) < 0) {
1067                         /*
1068                          * Waiting on ic_force_wait orders the completion of
1069                          * iclogs older than ic_prev. Hence we only need to wait
1070                          * on the most recent older iclog here.
1071                          */
1072                         xlog_wait_on_iclog(ctx->commit_iclog->ic_prev);
1073                         spin_lock(&log->l_icloglock);
1074                 }
1075
1076                 /*
1077                  * We need to issue a pre-flush so that the ordering for this
1078                  * checkpoint is correctly preserved down to stable storage.
1079                  */
1080                 ctx->commit_iclog->ic_flags |= XLOG_ICL_NEED_FLUSH;
1081         }
1082
1083         /*
1084          * The commit iclog must be written to stable storage to guarantee
1085          * journal IO vs metadata writeback IO is correctly ordered on stable
1086          * storage.
1087          *
1088          * If the push caller needs the commit to be immediately stable and the
1089          * commit_iclog is not yet marked as XLOG_STATE_WANT_SYNC to indicate it
1090          * will be written when released, switch it's state to WANT_SYNC right
1091          * now.
1092          */
1093         ctx->commit_iclog->ic_flags |= XLOG_ICL_NEED_FUA;
1094         if (push_commit_stable &&
1095             ctx->commit_iclog->ic_state == XLOG_STATE_ACTIVE)
1096                 xlog_state_switch_iclogs(log, ctx->commit_iclog, 0);
1097         xlog_state_release_iclog(log, ctx->commit_iclog, preflush_tail_lsn);
1098
1099         /* Not safe to reference ctx now! */
1100
1101         spin_unlock(&log->l_icloglock);
1102         return;
1103
1104 out_skip:
1105         up_write(&cil->xc_ctx_lock);
1106         xfs_log_ticket_put(new_ctx->ticket);
1107         kmem_free(new_ctx);
1108         return;
1109
1110 out_abort_free_ticket:
1111         xfs_log_ticket_ungrant(log, tic);
1112         ASSERT(xlog_is_shutdown(log));
1113         if (!ctx->commit_iclog) {
1114                 xlog_cil_committed(ctx);
1115                 return;
1116         }
1117         spin_lock(&log->l_icloglock);
1118         xlog_state_release_iclog(log, ctx->commit_iclog, 0);
1119         /* Not safe to reference ctx now! */
1120         spin_unlock(&log->l_icloglock);
1121 }
1122
1123 /*
1124  * We need to push CIL every so often so we don't cache more than we can fit in
1125  * the log. The limit really is that a checkpoint can't be more than half the
1126  * log (the current checkpoint is not allowed to overwrite the previous
1127  * checkpoint), but commit latency and memory usage limit this to a smaller
1128  * size.
1129  */
1130 static void
1131 xlog_cil_push_background(
1132         struct xlog     *log) __releases(cil->xc_ctx_lock)
1133 {
1134         struct xfs_cil  *cil = log->l_cilp;
1135
1136         /*
1137          * The cil won't be empty because we are called while holding the
1138          * context lock so whatever we added to the CIL will still be there
1139          */
1140         ASSERT(!list_empty(&cil->xc_cil));
1141
1142         /*
1143          * Don't do a background push if we haven't used up all the
1144          * space available yet.
1145          */
1146         if (cil->xc_ctx->space_used < XLOG_CIL_SPACE_LIMIT(log)) {
1147                 up_read(&cil->xc_ctx_lock);
1148                 return;
1149         }
1150
1151         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
1152         if (cil->xc_push_seq < cil->xc_current_sequence) {
1153                 cil->xc_push_seq = cil->xc_current_sequence;
1154                 queue_work(cil->xc_push_wq, &cil->xc_ctx->push_work);
1155         }
1156
1157         /*
1158          * Drop the context lock now, we can't hold that if we need to sleep
1159          * because we are over the blocking threshold. The push_lock is still
1160          * held, so blocking threshold sleep/wakeup is still correctly
1161          * serialised here.
1162          */
1163         up_read(&cil->xc_ctx_lock);
1164
1165         /*
1166          * If we are well over the space limit, throttle the work that is being
1167          * done until the push work on this context has begun. Enforce the hard
1168          * throttle on all transaction commits once it has been activated, even
1169          * if the committing transactions have resulted in the space usage
1170          * dipping back down under the hard limit.
1171          *
1172          * The ctx->xc_push_lock provides the serialisation necessary for safely
1173          * using the lockless waitqueue_active() check in this context.
1174          */
1175         if (cil->xc_ctx->space_used >= XLOG_CIL_BLOCKING_SPACE_LIMIT(log) ||
1176             waitqueue_active(&cil->xc_push_wait)) {
1177                 trace_xfs_log_cil_wait(log, cil->xc_ctx->ticket);
1178                 ASSERT(cil->xc_ctx->space_used < log->l_logsize);
1179                 xlog_wait(&cil->xc_push_wait, &cil->xc_push_lock);
1180                 return;
1181         }
1182
1183         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1184
1185 }
1186
1187 /*
1188  * xlog_cil_push_now() is used to trigger an immediate CIL push to the sequence
1189  * number that is passed. When it returns, the work will be queued for
1190  * @push_seq, but it won't be completed.
1191  *
1192  * If the caller is performing a synchronous force, we will flush the workqueue
1193  * to get previously queued work moving to minimise the wait time they will
1194  * undergo waiting for all outstanding pushes to complete. The caller is
1195  * expected to do the required waiting for push_seq to complete.
1196  *
1197  * If the caller is performing an async push, we need to ensure that the
1198  * checkpoint is fully flushed out of the iclogs when we finish the push. If we
1199  * don't do this, then the commit record may remain sitting in memory in an
1200  * ACTIVE iclog. This then requires another full log force to push to disk,
1201  * which defeats the purpose of having an async, non-blocking CIL force
1202  * mechanism. Hence in this case we need to pass a flag to the push work to
1203  * indicate it needs to flush the commit record itself.
1204  */
1205 static void
1206 xlog_cil_push_now(
1207         struct xlog     *log,
1208         xfs_lsn_t       push_seq,
1209         bool            async)
1210 {
1211         struct xfs_cil  *cil = log->l_cilp;
1212
1213         if (!cil)
1214                 return;
1215
1216         ASSERT(push_seq && push_seq <= cil->xc_current_sequence);
1217
1218         /* start on any pending background push to minimise wait time on it */
1219         if (!async)
1220                 flush_workqueue(cil->xc_push_wq);
1221
1222         /*
1223          * If the CIL is empty or we've already pushed the sequence then
1224          * there's no work we need to do.
1225          */
1226         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
1227         if (list_empty(&cil->xc_cil) || push_seq <= cil->xc_push_seq) {
1228                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1229                 return;
1230         }
1231
1232         cil->xc_push_seq = push_seq;
1233         cil->xc_push_commit_stable = async;
1234         queue_work(cil->xc_push_wq, &cil->xc_ctx->push_work);
1235         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1236 }
1237
1238 bool
1239 xlog_cil_empty(
1240         struct xlog     *log)
1241 {
1242         struct xfs_cil  *cil = log->l_cilp;
1243         bool            empty = false;
1244
1245         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
1246         if (list_empty(&cil->xc_cil))
1247                 empty = true;
1248         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1249         return empty;
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Commit a transaction with the given vector to the Committed Item List.
1254  *
1255  * To do this, we need to format the item, pin it in memory if required and
1256  * account for the space used by the transaction. Once we have done that we
1257  * need to release the unused reservation for the transaction, attach the
1258  * transaction to the checkpoint context so we carry the busy extents through
1259  * to checkpoint completion, and then unlock all the items in the transaction.
1260  *
1261  * Called with the context lock already held in read mode to lock out
1262  * background commit, returns without it held once background commits are
1263  * allowed again.
1264  */
1265 void
1266 xlog_cil_commit(
1267         struct xlog             *log,
1268         struct xfs_trans        *tp,
1269         xfs_csn_t               *commit_seq,
1270         bool                    regrant)
1271 {
1272         struct xfs_cil          *cil = log->l_cilp;
1273         struct xfs_log_item     *lip, *next;
1274
1275         /*
1276          * Do all necessary memory allocation before we lock the CIL.
1277          * This ensures the allocation does not deadlock with a CIL
1278          * push in memory reclaim (e.g. from kswapd).
1279          */
1280         xlog_cil_alloc_shadow_bufs(log, tp);
1281
1282         /* lock out background commit */
1283         down_read(&cil->xc_ctx_lock);
1284
1285         xlog_cil_insert_items(log, tp);
1286
1287         if (regrant && !xlog_is_shutdown(log))
1288                 xfs_log_ticket_regrant(log, tp->t_ticket);
1289         else
1290                 xfs_log_ticket_ungrant(log, tp->t_ticket);
1291         tp->t_ticket = NULL;
1292         xfs_trans_unreserve_and_mod_sb(tp);
1293
1294         /*
1295          * Once all the items of the transaction have been copied to the CIL,
1296          * the items can be unlocked and possibly freed.
1297          *
1298          * This needs to be done before we drop the CIL context lock because we
1299          * have to update state in the log items and unlock them before they go
1300          * to disk. If we don't, then the CIL checkpoint can race with us and
1301          * we can run checkpoint completion before we've updated and unlocked
1302          * the log items. This affects (at least) processing of stale buffers,
1303          * inodes and EFIs.
1304          */
1305         trace_xfs_trans_commit_items(tp, _RET_IP_);
1306         list_for_each_entry_safe(lip, next, &tp->t_items, li_trans) {
1307                 xfs_trans_del_item(lip);
1308                 if (lip->li_ops->iop_committing)
1309                         lip->li_ops->iop_committing(lip, cil->xc_ctx->sequence);
1310         }
1311         if (commit_seq)
1312                 *commit_seq = cil->xc_ctx->sequence;
1313
1314         /* xlog_cil_push_background() releases cil->xc_ctx_lock */
1315         xlog_cil_push_background(log);
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Flush the CIL to stable storage but don't wait for it to complete. This
1320  * requires the CIL push to ensure the commit record for the push hits the disk,
1321  * but otherwise is no different to a push done from a log force.
1322  */
1323 void
1324 xlog_cil_flush(
1325         struct xlog     *log)
1326 {
1327         xfs_csn_t       seq = log->l_cilp->xc_current_sequence;
1328
1329         trace_xfs_log_force(log->l_mp, seq, _RET_IP_);
1330         xlog_cil_push_now(log, seq, true);
1331 }
1332
1333 /*
1334  * Conditionally push the CIL based on the sequence passed in.
1335  *
1336  * We only need to push if we haven't already pushed the sequence number given.
1337  * Hence the only time we will trigger a push here is if the push sequence is
1338  * the same as the current context.
1339  *
1340  * We return the current commit lsn to allow the callers to determine if a
1341  * iclog flush is necessary following this call.
1342  */
1343 xfs_lsn_t
1344 xlog_cil_force_seq(
1345         struct xlog     *log,
1346         xfs_csn_t       sequence)
1347 {
1348         struct xfs_cil          *cil = log->l_cilp;
1349         struct xfs_cil_ctx      *ctx;
1350         xfs_lsn_t               commit_lsn = NULLCOMMITLSN;
1351
1352         ASSERT(sequence <= cil->xc_current_sequence);
1353
1354         if (!sequence)
1355                 sequence = cil->xc_current_sequence;
1356         trace_xfs_log_force(log->l_mp, sequence, _RET_IP_);
1357
1358         /*
1359          * check to see if we need to force out the current context.
1360          * xlog_cil_push() handles racing pushes for the same sequence,
1361          * so no need to deal with it here.
1362          */
1363 restart:
1364         xlog_cil_push_now(log, sequence, false);
1365
1366         /*
1367          * See if we can find a previous sequence still committing.
1368          * We need to wait for all previous sequence commits to complete
1369          * before allowing the force of push_seq to go ahead. Hence block
1370          * on commits for those as well.
1371          */
1372         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
1373         list_for_each_entry(ctx, &cil->xc_committing, committing) {
1374                 /*
1375                  * Avoid getting stuck in this loop because we were woken by the
1376                  * shutdown, but then went back to sleep once already in the
1377                  * shutdown state.
1378                  */
1379                 if (xlog_is_shutdown(log))
1380                         goto out_shutdown;
1381                 if (ctx->sequence > sequence)
1382                         continue;
1383                 if (!ctx->commit_lsn) {
1384                         /*
1385                          * It is still being pushed! Wait for the push to
1386                          * complete, then start again from the beginning.
1387                          */
1388                         XFS_STATS_INC(log->l_mp, xs_log_force_sleep);
1389                         xlog_wait(&cil->xc_commit_wait, &cil->xc_push_lock);
1390                         goto restart;
1391                 }
1392                 if (ctx->sequence != sequence)
1393                         continue;
1394                 /* found it! */
1395                 commit_lsn = ctx->commit_lsn;
1396         }
1397
1398         /*
1399          * The call to xlog_cil_push_now() executes the push in the background.
1400          * Hence by the time we have got here it our sequence may not have been
1401          * pushed yet. This is true if the current sequence still matches the
1402          * push sequence after the above wait loop and the CIL still contains
1403          * dirty objects. This is guaranteed by the push code first adding the
1404          * context to the committing list before emptying the CIL.
1405          *
1406          * Hence if we don't find the context in the committing list and the
1407          * current sequence number is unchanged then the CIL contents are
1408          * significant.  If the CIL is empty, if means there was nothing to push
1409          * and that means there is nothing to wait for. If the CIL is not empty,
1410          * it means we haven't yet started the push, because if it had started
1411          * we would have found the context on the committing list.
1412          */
1413         if (sequence == cil->xc_current_sequence &&
1414             !list_empty(&cil->xc_cil)) {
1415                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1416                 goto restart;
1417         }
1418
1419         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1420         return commit_lsn;
1421
1422         /*
1423          * We detected a shutdown in progress. We need to trigger the log force
1424          * to pass through it's iclog state machine error handling, even though
1425          * we are already in a shutdown state. Hence we can't return
1426          * NULLCOMMITLSN here as that has special meaning to log forces (i.e.
1427          * LSN is already stable), so we return a zero LSN instead.
1428          */
1429 out_shutdown:
1430         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1431         return 0;
1432 }
1433
1434 /*
1435  * Check if the current log item was first committed in this sequence.
1436  * We can't rely on just the log item being in the CIL, we have to check
1437  * the recorded commit sequence number.
1438  *
1439  * Note: for this to be used in a non-racy manner, it has to be called with
1440  * CIL flushing locked out. As a result, it should only be used during the
1441  * transaction commit process when deciding what to format into the item.
1442  */
1443 bool
1444 xfs_log_item_in_current_chkpt(
1445         struct xfs_log_item *lip)
1446 {
1447         struct xfs_cil_ctx *ctx = lip->li_mountp->m_log->l_cilp->xc_ctx;
1448
1449         if (list_empty(&lip->li_cil))
1450                 return false;
1451
1452         /*
1453          * li_seq is written on the first commit of a log item to record the
1454          * first checkpoint it is written to. Hence if it is different to the
1455          * current sequence, we're in a new checkpoint.
1456          */
1457         return lip->li_seq == ctx->sequence;
1458 }
1459
1460 /*
1461  * Perform initial CIL structure initialisation.
1462  */
1463 int
1464 xlog_cil_init(
1465         struct xlog     *log)
1466 {
1467         struct xfs_cil  *cil;
1468         struct xfs_cil_ctx *ctx;
1469
1470         cil = kmem_zalloc(sizeof(*cil), KM_MAYFAIL);
1471         if (!cil)
1472                 return -ENOMEM;
1473         /*
1474          * Limit the CIL pipeline depth to 4 concurrent works to bound the
1475          * concurrency the log spinlocks will be exposed to.
1476          */
1477         cil->xc_push_wq = alloc_workqueue("xfs-cil/%s",
1478                         XFS_WQFLAGS(WQ_FREEZABLE | WQ_MEM_RECLAIM | WQ_UNBOUND),
1479                         4, log->l_mp->m_super->s_id);
1480         if (!cil->xc_push_wq)
1481                 goto out_destroy_cil;
1482
1483         INIT_LIST_HEAD(&cil->xc_cil);
1484         INIT_LIST_HEAD(&cil->xc_committing);
1485         spin_lock_init(&cil->xc_cil_lock);
1486         spin_lock_init(&cil->xc_push_lock);
1487         init_waitqueue_head(&cil->xc_push_wait);
1488         init_rwsem(&cil->xc_ctx_lock);
1489         init_waitqueue_head(&cil->xc_start_wait);
1490         init_waitqueue_head(&cil->xc_commit_wait);
1491         cil->xc_log = log;
1492         log->l_cilp = cil;
1493
1494         ctx = xlog_cil_ctx_alloc();
1495         xlog_cil_ctx_switch(cil, ctx);
1496
1497         return 0;
1498
1499 out_destroy_cil:
1500         kmem_free(cil);
1501         return -ENOMEM;
1502 }
1503
1504 void
1505 xlog_cil_destroy(
1506         struct xlog     *log)
1507 {
1508         if (log->l_cilp->xc_ctx) {
1509                 if (log->l_cilp->xc_ctx->ticket)
1510                         xfs_log_ticket_put(log->l_cilp->xc_ctx->ticket);
1511                 kmem_free(log->l_cilp->xc_ctx);
1512         }
1513
1514         ASSERT(list_empty(&log->l_cilp->xc_cil));
1515         destroy_workqueue(log->l_cilp->xc_push_wq);
1516         kmem_free(log->l_cilp);
1517 }
1518