Merge tag 'pci-v5.18-changes-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[platform/kernel/linux-rpi.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  * shadow buffers can be large, so we need to use kvmalloc() here to ensure
107  * success. Unfortunately, kvmalloc() only allows GFP_KERNEL contexts to fall
108  * back to vmalloc, so we can't actually do anything useful with gfp flags to
109  * control the kmalloc() behaviour within kvmalloc(). Hence kmalloc() will do
110  * direct reclaim and compaction in the slow path, both of which are
111  * horrendously expensive. We just want kmalloc to fail fast and fall back to
112  * vmalloc if it can't get somethign straight away from the free lists or buddy
113  * allocator. Hence we have to open code kvmalloc outselves here.
114  *
115  * Also, we are in memalloc_nofs_save task context here, so despite the use of
116  * GFP_KERNEL here, we are actually going to be doing GFP_NOFS allocations. This
117  * is actually the only way to make vmalloc() do GFP_NOFS allocations, so lets
118  * just all pretend this is a GFP_KERNEL context operation....
119  */
120 static inline void *
121 xlog_cil_kvmalloc(
122         size_t          buf_size)
123 {
124         gfp_t           flags = GFP_KERNEL;
125         void            *p;
126
127         flags &= ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
128         flags |= __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY;
129         do {
130                 p = kmalloc(buf_size, flags);
131                 if (!p)
132                         p = vmalloc(buf_size);
133         } while (!p);
134
135         return p;
136 }
137
138 /*
139  * Allocate or pin log vector buffers for CIL insertion.
140  *
141  * The CIL currently uses disposable buffers for copying a snapshot of the
142  * modified items into the log during a push. The biggest problem with this is
143  * the requirement to allocate the disposable buffer during the commit if:
144  *      a) does not exist; or
145  *      b) it is too small
146  *
147  * If we do this allocation within xlog_cil_insert_format_items(), it is done
148  * under the xc_ctx_lock, which means that a CIL push cannot occur during
149  * the memory allocation. This means that we have a potential deadlock situation
150  * under low memory conditions when we have lots of dirty metadata pinned in
151  * the CIL and we need a CIL commit to occur to free memory.
152  *
153  * To avoid this, we need to move the memory allocation outside the
154  * xc_ctx_lock, but because the log vector buffers are disposable, that opens
155  * up a TOCTOU race condition w.r.t. the CIL committing and removing the log
156  * vector buffers between the check and the formatting of the item into the
157  * log vector buffer within the xc_ctx_lock.
158  *
159  * Because the log vector buffer needs to be unchanged during the CIL push
160  * process, we cannot share the buffer between the transaction commit (which
161  * modifies the buffer) and the CIL push context that is writing the changes
162  * into the log. This means skipping preallocation of buffer space is
163  * unreliable, but we most definitely do not want to be allocating and freeing
164  * buffers unnecessarily during commits when overwrites can be done safely.
165  *
166  * The simplest solution to this problem is to allocate a shadow buffer when a
167  * log item is committed for the second time, and then to only use this buffer
168  * if necessary. The buffer can remain attached to the log item until such time
169  * it is needed, and this is the buffer that is reallocated to match the size of
170  * the incoming modification. Then during the formatting of the item we can swap
171  * the active buffer with the new one if we can't reuse the existing buffer. We
172  * don't free the old buffer as it may be reused on the next modification if
173  * it's size is right, otherwise we'll free and reallocate it at that point.
174  *
175  * This function builds a vector for the changes in each log item in the
176  * transaction. It then works out the length of the buffer needed for each log
177  * item, allocates them and attaches the vector to the log item in preparation
178  * for the formatting step which occurs under the xc_ctx_lock.
179  *
180  * While this means the memory footprint goes up, it avoids the repeated
181  * alloc/free pattern that repeated modifications of an item would otherwise
182  * cause, and hence minimises the CPU overhead of such behaviour.
183  */
184 static void
185 xlog_cil_alloc_shadow_bufs(
186         struct xlog             *log,
187         struct xfs_trans        *tp)
188 {
189         struct xfs_log_item     *lip;
190
191         list_for_each_entry(lip, &tp->t_items, li_trans) {
192                 struct xfs_log_vec *lv;
193                 int     niovecs = 0;
194                 int     nbytes = 0;
195                 int     buf_size;
196                 bool    ordered = false;
197
198                 /* Skip items which aren't dirty in this transaction. */
199                 if (!test_bit(XFS_LI_DIRTY, &lip->li_flags))
200                         continue;
201
202                 /* get number of vecs and size of data to be stored */
203                 lip->li_ops->iop_size(lip, &niovecs, &nbytes);
204
205                 /*
206                  * Ordered items need to be tracked but we do not wish to write
207                  * them. We need a logvec to track the object, but we do not
208                  * need an iovec or buffer to be allocated for copying data.
209                  */
210                 if (niovecs == XFS_LOG_VEC_ORDERED) {
211                         ordered = true;
212                         niovecs = 0;
213                         nbytes = 0;
214                 }
215
216                 /*
217                  * We 64-bit align the length of each iovec so that the start
218                  * of the next one is naturally aligned.  We'll need to
219                  * account for that slack space here. Then round nbytes up
220                  * to 64-bit alignment so that the initial buffer alignment is
221                  * easy to calculate and verify.
222                  */
223                 nbytes += niovecs * sizeof(uint64_t);
224                 nbytes = round_up(nbytes, sizeof(uint64_t));
225
226                 /*
227                  * The data buffer needs to start 64-bit aligned, so round up
228                  * that space to ensure we can align it appropriately and not
229                  * overrun the buffer.
230                  */
231                 buf_size = nbytes + xlog_cil_iovec_space(niovecs);
232
233                 /*
234                  * if we have no shadow buffer, or it is too small, we need to
235                  * reallocate it.
236                  */
237                 if (!lip->li_lv_shadow ||
238                     buf_size > lip->li_lv_shadow->lv_size) {
239                         /*
240                          * We free and allocate here as a realloc would copy
241                          * unnecessary data. We don't use kvzalloc() for the
242                          * same reason - we don't need to zero the data area in
243                          * the buffer, only the log vector header and the iovec
244                          * storage.
245                          */
246                         kmem_free(lip->li_lv_shadow);
247                         lv = xlog_cil_kvmalloc(buf_size);
248
249                         memset(lv, 0, xlog_cil_iovec_space(niovecs));
250
251                         lv->lv_item = lip;
252                         lv->lv_size = buf_size;
253                         if (ordered)
254                                 lv->lv_buf_len = XFS_LOG_VEC_ORDERED;
255                         else
256                                 lv->lv_iovecp = (struct xfs_log_iovec *)&lv[1];
257                         lip->li_lv_shadow = lv;
258                 } else {
259                         /* same or smaller, optimise common overwrite case */
260                         lv = lip->li_lv_shadow;
261                         if (ordered)
262                                 lv->lv_buf_len = XFS_LOG_VEC_ORDERED;
263                         else
264                                 lv->lv_buf_len = 0;
265                         lv->lv_bytes = 0;
266                         lv->lv_next = NULL;
267                 }
268
269                 /* Ensure the lv is set up according to ->iop_size */
270                 lv->lv_niovecs = niovecs;
271
272                 /* The allocated data region lies beyond the iovec region */
273                 lv->lv_buf = (char *)lv + xlog_cil_iovec_space(niovecs);
274         }
275
276 }
277
278 /*
279  * Prepare the log item for insertion into the CIL. Calculate the difference in
280  * log space and vectors it will consume, and if it is a new item pin it as
281  * well.
282  */
283 STATIC void
284 xfs_cil_prepare_item(
285         struct xlog             *log,
286         struct xfs_log_vec      *lv,
287         struct xfs_log_vec      *old_lv,
288         int                     *diff_len,
289         int                     *diff_iovecs)
290 {
291         /* Account for the new LV being passed in */
292         if (lv->lv_buf_len != XFS_LOG_VEC_ORDERED) {
293                 *diff_len += lv->lv_bytes;
294                 *diff_iovecs += lv->lv_niovecs;
295         }
296
297         /*
298          * If there is no old LV, this is the first time we've seen the item in
299          * this CIL context and so we need to pin it. If we are replacing the
300          * old_lv, then remove the space it accounts for and make it the shadow
301          * buffer for later freeing. In both cases we are now switching to the
302          * shadow buffer, so update the pointer to it appropriately.
303          */
304         if (!old_lv) {
305                 if (lv->lv_item->li_ops->iop_pin)
306                         lv->lv_item->li_ops->iop_pin(lv->lv_item);
307                 lv->lv_item->li_lv_shadow = NULL;
308         } else if (old_lv != lv) {
309                 ASSERT(lv->lv_buf_len != XFS_LOG_VEC_ORDERED);
310
311                 *diff_len -= old_lv->lv_bytes;
312                 *diff_iovecs -= old_lv->lv_niovecs;
313                 lv->lv_item->li_lv_shadow = old_lv;
314         }
315
316         /* attach new log vector to log item */
317         lv->lv_item->li_lv = lv;
318
319         /*
320          * If this is the first time the item is being committed to the
321          * CIL, store the sequence number on the log item so we can
322          * tell in future commits whether this is the first checkpoint
323          * the item is being committed into.
324          */
325         if (!lv->lv_item->li_seq)
326                 lv->lv_item->li_seq = log->l_cilp->xc_ctx->sequence;
327 }
328
329 /*
330  * Format log item into a flat buffers
331  *
332  * For delayed logging, we need to hold a formatted buffer containing all the
333  * changes on the log item. This enables us to relog the item in memory and
334  * write it out asynchronously without needing to relock the object that was
335  * modified at the time it gets written into the iclog.
336  *
337  * This function takes the prepared log vectors attached to each log item, and
338  * formats the changes into the log vector buffer. The buffer it uses is
339  * dependent on the current state of the vector in the CIL - the shadow lv is
340  * guaranteed to be large enough for the current modification, but we will only
341  * use that if we can't reuse the existing lv. If we can't reuse the existing
342  * lv, then simple swap it out for the shadow lv. We don't free it - that is
343  * done lazily either by th enext modification or the freeing of the log item.
344  *
345  * We don't set up region headers during this process; we simply copy the
346  * regions into the flat buffer. We can do this because we still have to do a
347  * formatting step to write the regions into the iclog buffer.  Writing the
348  * ophdrs during the iclog write means that we can support splitting large
349  * regions across iclog boundares without needing a change in the format of the
350  * item/region encapsulation.
351  *
352  * Hence what we need to do now is change the rewrite the vector array to point
353  * to the copied region inside the buffer we just allocated. This allows us to
354  * format the regions into the iclog as though they are being formatted
355  * directly out of the objects themselves.
356  */
357 static void
358 xlog_cil_insert_format_items(
359         struct xlog             *log,
360         struct xfs_trans        *tp,
361         int                     *diff_len,
362         int                     *diff_iovecs)
363 {
364         struct xfs_log_item     *lip;
365
366
367         /* Bail out if we didn't find a log item.  */
368         if (list_empty(&tp->t_items)) {
369                 ASSERT(0);
370                 return;
371         }
372
373         list_for_each_entry(lip, &tp->t_items, li_trans) {
374                 struct xfs_log_vec *lv;
375                 struct xfs_log_vec *old_lv = NULL;
376                 struct xfs_log_vec *shadow;
377                 bool    ordered = false;
378
379                 /* Skip items which aren't dirty in this transaction. */
380                 if (!test_bit(XFS_LI_DIRTY, &lip->li_flags))
381                         continue;
382
383                 /*
384                  * The formatting size information is already attached to
385                  * the shadow lv on the log item.
386                  */
387                 shadow = lip->li_lv_shadow;
388                 if (shadow->lv_buf_len == XFS_LOG_VEC_ORDERED)
389                         ordered = true;
390
391                 /* Skip items that do not have any vectors for writing */
392                 if (!shadow->lv_niovecs && !ordered)
393                         continue;
394
395                 /* compare to existing item size */
396                 old_lv = lip->li_lv;
397                 if (lip->li_lv && shadow->lv_size <= lip->li_lv->lv_size) {
398                         /* same or smaller, optimise common overwrite case */
399                         lv = lip->li_lv;
400                         lv->lv_next = NULL;
401
402                         if (ordered)
403                                 goto insert;
404
405                         /*
406                          * set the item up as though it is a new insertion so
407                          * that the space reservation accounting is correct.
408                          */
409                         *diff_iovecs -= lv->lv_niovecs;
410                         *diff_len -= lv->lv_bytes;
411
412                         /* Ensure the lv is set up according to ->iop_size */
413                         lv->lv_niovecs = shadow->lv_niovecs;
414
415                         /* reset the lv buffer information for new formatting */
416                         lv->lv_buf_len = 0;
417                         lv->lv_bytes = 0;
418                         lv->lv_buf = (char *)lv +
419                                         xlog_cil_iovec_space(lv->lv_niovecs);
420                 } else {
421                         /* switch to shadow buffer! */
422                         lv = shadow;
423                         lv->lv_item = lip;
424                         if (ordered) {
425                                 /* track as an ordered logvec */
426                                 ASSERT(lip->li_lv == NULL);
427                                 goto insert;
428                         }
429                 }
430
431                 ASSERT(IS_ALIGNED((unsigned long)lv->lv_buf, sizeof(uint64_t)));
432                 lip->li_ops->iop_format(lip, lv);
433 insert:
434                 xfs_cil_prepare_item(log, lv, old_lv, diff_len, diff_iovecs);
435         }
436 }
437
438 /*
439  * Insert the log items into the CIL and calculate the difference in space
440  * consumed by the item. Add the space to the checkpoint ticket and calculate
441  * if the change requires additional log metadata. If it does, take that space
442  * as well. Remove the amount of space we added to the checkpoint ticket from
443  * the current transaction ticket so that the accounting works out correctly.
444  */
445 static void
446 xlog_cil_insert_items(
447         struct xlog             *log,
448         struct xfs_trans        *tp)
449 {
450         struct xfs_cil          *cil = log->l_cilp;
451         struct xfs_cil_ctx      *ctx = cil->xc_ctx;
452         struct xfs_log_item     *lip;
453         int                     len = 0;
454         int                     diff_iovecs = 0;
455         int                     iclog_space;
456         int                     iovhdr_res = 0, split_res = 0, ctx_res = 0;
457
458         ASSERT(tp);
459
460         /*
461          * We can do this safely because the context can't checkpoint until we
462          * are done so it doesn't matter exactly how we update the CIL.
463          */
464         xlog_cil_insert_format_items(log, tp, &len, &diff_iovecs);
465
466         spin_lock(&cil->xc_cil_lock);
467
468         /* account for space used by new iovec headers  */
469         iovhdr_res = diff_iovecs * sizeof(xlog_op_header_t);
470         len += iovhdr_res;
471         ctx->nvecs += diff_iovecs;
472
473         /* attach the transaction to the CIL if it has any busy extents */
474         if (!list_empty(&tp->t_busy))
475                 list_splice_init(&tp->t_busy, &ctx->busy_extents);
476
477         /*
478          * Now transfer enough transaction reservation to the context ticket
479          * for the checkpoint. The context ticket is special - the unit
480          * reservation has to grow as well as the current reservation as we
481          * steal from tickets so we can correctly determine the space used
482          * during the transaction commit.
483          */
484         if (ctx->ticket->t_curr_res == 0) {
485                 ctx_res = ctx->ticket->t_unit_res;
486                 ctx->ticket->t_curr_res = ctx_res;
487                 tp->t_ticket->t_curr_res -= ctx_res;
488         }
489
490         /* do we need space for more log record headers? */
491         iclog_space = log->l_iclog_size - log->l_iclog_hsize;
492         if (len > 0 && (ctx->space_used / iclog_space !=
493                                 (ctx->space_used + len) / iclog_space)) {
494                 split_res = (len + iclog_space - 1) / iclog_space;
495                 /* need to take into account split region headers, too */
496                 split_res *= log->l_iclog_hsize + sizeof(struct xlog_op_header);
497                 ctx->ticket->t_unit_res += split_res;
498                 ctx->ticket->t_curr_res += split_res;
499                 tp->t_ticket->t_curr_res -= split_res;
500                 ASSERT(tp->t_ticket->t_curr_res >= len);
501         }
502         tp->t_ticket->t_curr_res -= len;
503         ctx->space_used += len;
504
505         /*
506          * If we've overrun the reservation, dump the tx details before we move
507          * the log items. Shutdown is imminent...
508          */
509         if (WARN_ON(tp->t_ticket->t_curr_res < 0)) {
510                 xfs_warn(log->l_mp, "Transaction log reservation overrun:");
511                 xfs_warn(log->l_mp,
512                          "  log items: %d bytes (iov hdrs: %d bytes)",
513                          len, iovhdr_res);
514                 xfs_warn(log->l_mp, "  split region headers: %d bytes",
515                          split_res);
516                 xfs_warn(log->l_mp, "  ctx ticket: %d bytes", ctx_res);
517                 xlog_print_trans(tp);
518         }
519
520         /*
521          * Now (re-)position everything modified at the tail of the CIL.
522          * We do this here so we only need to take the CIL lock once during
523          * the transaction commit.
524          */
525         list_for_each_entry(lip, &tp->t_items, li_trans) {
526
527                 /* Skip items which aren't dirty in this transaction. */
528                 if (!test_bit(XFS_LI_DIRTY, &lip->li_flags))
529                         continue;
530
531                 /*
532                  * Only move the item if it isn't already at the tail. This is
533                  * to prevent a transient list_empty() state when reinserting
534                  * an item that is already the only item in the CIL.
535                  */
536                 if (!list_is_last(&lip->li_cil, &cil->xc_cil))
537                         list_move_tail(&lip->li_cil, &cil->xc_cil);
538         }
539
540         spin_unlock(&cil->xc_cil_lock);
541
542         if (tp->t_ticket->t_curr_res < 0)
543                 xlog_force_shutdown(log, SHUTDOWN_LOG_IO_ERROR);
544 }
545
546 static void
547 xlog_cil_free_logvec(
548         struct xfs_log_vec      *log_vector)
549 {
550         struct xfs_log_vec      *lv;
551
552         for (lv = log_vector; lv; ) {
553                 struct xfs_log_vec *next = lv->lv_next;
554                 kmem_free(lv);
555                 lv = next;
556         }
557 }
558
559 static void
560 xlog_discard_endio_work(
561         struct work_struct      *work)
562 {
563         struct xfs_cil_ctx      *ctx =
564                 container_of(work, struct xfs_cil_ctx, discard_endio_work);
565         struct xfs_mount        *mp = ctx->cil->xc_log->l_mp;
566
567         xfs_extent_busy_clear(mp, &ctx->busy_extents, false);
568         kmem_free(ctx);
569 }
570
571 /*
572  * Queue up the actual completion to a thread to avoid IRQ-safe locking for
573  * pagb_lock.  Note that we need a unbounded workqueue, otherwise we might
574  * get the execution delayed up to 30 seconds for weird reasons.
575  */
576 static void
577 xlog_discard_endio(
578         struct bio              *bio)
579 {
580         struct xfs_cil_ctx      *ctx = bio->bi_private;
581
582         INIT_WORK(&ctx->discard_endio_work, xlog_discard_endio_work);
583         queue_work(xfs_discard_wq, &ctx->discard_endio_work);
584         bio_put(bio);
585 }
586
587 static void
588 xlog_discard_busy_extents(
589         struct xfs_mount        *mp,
590         struct xfs_cil_ctx      *ctx)
591 {
592         struct list_head        *list = &ctx->busy_extents;
593         struct xfs_extent_busy  *busyp;
594         struct bio              *bio = NULL;
595         struct blk_plug         plug;
596         int                     error = 0;
597
598         ASSERT(xfs_has_discard(mp));
599
600         blk_start_plug(&plug);
601         list_for_each_entry(busyp, list, list) {
602                 trace_xfs_discard_extent(mp, busyp->agno, busyp->bno,
603                                          busyp->length);
604
605                 error = __blkdev_issue_discard(mp->m_ddev_targp->bt_bdev,
606                                 XFS_AGB_TO_DADDR(mp, busyp->agno, busyp->bno),
607                                 XFS_FSB_TO_BB(mp, busyp->length),
608                                 GFP_NOFS, 0, &bio);
609                 if (error && error != -EOPNOTSUPP) {
610                         xfs_info(mp,
611          "discard failed for extent [0x%llx,%u], error %d",
612                                  (unsigned long long)busyp->bno,
613                                  busyp->length,
614                                  error);
615                         break;
616                 }
617         }
618
619         if (bio) {
620                 bio->bi_private = ctx;
621                 bio->bi_end_io = xlog_discard_endio;
622                 submit_bio(bio);
623         } else {
624                 xlog_discard_endio_work(&ctx->discard_endio_work);
625         }
626         blk_finish_plug(&plug);
627 }
628
629 /*
630  * Mark all items committed and clear busy extents. We free the log vector
631  * chains in a separate pass so that we unpin the log items as quickly as
632  * possible.
633  */
634 static void
635 xlog_cil_committed(
636         struct xfs_cil_ctx      *ctx)
637 {
638         struct xfs_mount        *mp = ctx->cil->xc_log->l_mp;
639         bool                    abort = xlog_is_shutdown(ctx->cil->xc_log);
640
641         /*
642          * If the I/O failed, we're aborting the commit and already shutdown.
643          * Wake any commit waiters before aborting the log items so we don't
644          * block async log pushers on callbacks. Async log pushers explicitly do
645          * not wait on log force completion because they may be holding locks
646          * required to unpin items.
647          */
648         if (abort) {
649                 spin_lock(&ctx->cil->xc_push_lock);
650                 wake_up_all(&ctx->cil->xc_start_wait);
651                 wake_up_all(&ctx->cil->xc_commit_wait);
652                 spin_unlock(&ctx->cil->xc_push_lock);
653         }
654
655         xfs_trans_committed_bulk(ctx->cil->xc_log->l_ailp, ctx->lv_chain,
656                                         ctx->start_lsn, abort);
657
658         xfs_extent_busy_sort(&ctx->busy_extents);
659         xfs_extent_busy_clear(mp, &ctx->busy_extents,
660                               xfs_has_discard(mp) && !abort);
661
662         spin_lock(&ctx->cil->xc_push_lock);
663         list_del(&ctx->committing);
664         spin_unlock(&ctx->cil->xc_push_lock);
665
666         xlog_cil_free_logvec(ctx->lv_chain);
667
668         if (!list_empty(&ctx->busy_extents))
669                 xlog_discard_busy_extents(mp, ctx);
670         else
671                 kmem_free(ctx);
672 }
673
674 void
675 xlog_cil_process_committed(
676         struct list_head        *list)
677 {
678         struct xfs_cil_ctx      *ctx;
679
680         while ((ctx = list_first_entry_or_null(list,
681                         struct xfs_cil_ctx, iclog_entry))) {
682                 list_del(&ctx->iclog_entry);
683                 xlog_cil_committed(ctx);
684         }
685 }
686
687 /*
688 * Record the LSN of the iclog we were just granted space to start writing into.
689 * If the context doesn't have a start_lsn recorded, then this iclog will
690 * contain the start record for the checkpoint. Otherwise this write contains
691 * the commit record for the checkpoint.
692 */
693 void
694 xlog_cil_set_ctx_write_state(
695         struct xfs_cil_ctx      *ctx,
696         struct xlog_in_core     *iclog)
697 {
698         struct xfs_cil          *cil = ctx->cil;
699         xfs_lsn_t               lsn = be64_to_cpu(iclog->ic_header.h_lsn);
700
701         ASSERT(!ctx->commit_lsn);
702         if (!ctx->start_lsn) {
703                 spin_lock(&cil->xc_push_lock);
704                 /*
705                  * The LSN we need to pass to the log items on transaction
706                  * commit is the LSN reported by the first log vector write, not
707                  * the commit lsn. If we use the commit record lsn then we can
708                  * move the grant write head beyond the tail LSN and overwrite
709                  * it.
710                  */
711                 ctx->start_lsn = lsn;
712                 wake_up_all(&cil->xc_start_wait);
713                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
714
715                 /*
716                  * Make sure the metadata we are about to overwrite in the log
717                  * has been flushed to stable storage before this iclog is
718                  * issued.
719                  */
720                 spin_lock(&cil->xc_log->l_icloglock);
721                 iclog->ic_flags |= XLOG_ICL_NEED_FLUSH;
722                 spin_unlock(&cil->xc_log->l_icloglock);
723                 return;
724         }
725
726         /*
727          * Take a reference to the iclog for the context so that we still hold
728          * it when xlog_write is done and has released it. This means the
729          * context controls when the iclog is released for IO.
730          */
731         atomic_inc(&iclog->ic_refcnt);
732
733         /*
734          * xlog_state_get_iclog_space() guarantees there is enough space in the
735          * iclog for an entire commit record, so we can attach the context
736          * callbacks now.  This needs to be done before we make the commit_lsn
737          * visible to waiters so that checkpoints with commit records in the
738          * same iclog order their IO completion callbacks in the same order that
739          * the commit records appear in the iclog.
740          */
741         spin_lock(&cil->xc_log->l_icloglock);
742         list_add_tail(&ctx->iclog_entry, &iclog->ic_callbacks);
743         spin_unlock(&cil->xc_log->l_icloglock);
744
745         /*
746          * Now we can record the commit LSN and wake anyone waiting for this
747          * sequence to have the ordered commit record assigned to a physical
748          * location in the log.
749          */
750         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
751         ctx->commit_iclog = iclog;
752         ctx->commit_lsn = lsn;
753         wake_up_all(&cil->xc_commit_wait);
754         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
755 }
756
757
758 /*
759  * Ensure that the order of log writes follows checkpoint sequence order. This
760  * relies on the context LSN being zero until the log write has guaranteed the
761  * LSN that the log write will start at via xlog_state_get_iclog_space().
762  */
763 enum _record_type {
764         _START_RECORD,
765         _COMMIT_RECORD,
766 };
767
768 static int
769 xlog_cil_order_write(
770         struct xfs_cil          *cil,
771         xfs_csn_t               sequence,
772         enum _record_type       record)
773 {
774         struct xfs_cil_ctx      *ctx;
775
776 restart:
777         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
778         list_for_each_entry(ctx, &cil->xc_committing, committing) {
779                 /*
780                  * Avoid getting stuck in this loop because we were woken by the
781                  * shutdown, but then went back to sleep once already in the
782                  * shutdown state.
783                  */
784                 if (xlog_is_shutdown(cil->xc_log)) {
785                         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
786                         return -EIO;
787                 }
788
789                 /*
790                  * Higher sequences will wait for this one so skip them.
791                  * Don't wait for our own sequence, either.
792                  */
793                 if (ctx->sequence >= sequence)
794                         continue;
795
796                 /* Wait until the LSN for the record has been recorded. */
797                 switch (record) {
798                 case _START_RECORD:
799                         if (!ctx->start_lsn) {
800                                 xlog_wait(&cil->xc_start_wait, &cil->xc_push_lock);
801                                 goto restart;
802                         }
803                         break;
804                 case _COMMIT_RECORD:
805                         if (!ctx->commit_lsn) {
806                                 xlog_wait(&cil->xc_commit_wait, &cil->xc_push_lock);
807                                 goto restart;
808                         }
809                         break;
810                 }
811         }
812         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
813         return 0;
814 }
815
816 /*
817  * Write out the log vector change now attached to the CIL context. This will
818  * write a start record that needs to be strictly ordered in ascending CIL
819  * sequence order so that log recovery will always use in-order start LSNs when
820  * replaying checkpoints.
821  */
822 static int
823 xlog_cil_write_chain(
824         struct xfs_cil_ctx      *ctx,
825         struct xfs_log_vec      *chain)
826 {
827         struct xlog             *log = ctx->cil->xc_log;
828         int                     error;
829
830         error = xlog_cil_order_write(ctx->cil, ctx->sequence, _START_RECORD);
831         if (error)
832                 return error;
833         return xlog_write(log, ctx, chain, ctx->ticket, XLOG_START_TRANS);
834 }
835
836 /*
837  * Write out the commit record of a checkpoint transaction to close off a
838  * running log write. These commit records are strictly ordered in ascending CIL
839  * sequence order so that log recovery will always replay the checkpoints in the
840  * correct order.
841  */
842 static int
843 xlog_cil_write_commit_record(
844         struct xfs_cil_ctx      *ctx)
845 {
846         struct xlog             *log = ctx->cil->xc_log;
847         struct xfs_log_iovec    reg = {
848                 .i_addr = NULL,
849                 .i_len = 0,
850                 .i_type = XLOG_REG_TYPE_COMMIT,
851         };
852         struct xfs_log_vec      vec = {
853                 .lv_niovecs = 1,
854                 .lv_iovecp = &reg,
855         };
856         int                     error;
857
858         if (xlog_is_shutdown(log))
859                 return -EIO;
860
861         error = xlog_cil_order_write(ctx->cil, ctx->sequence, _COMMIT_RECORD);
862         if (error)
863                 return error;
864
865         error = xlog_write(log, ctx, &vec, ctx->ticket, XLOG_COMMIT_TRANS);
866         if (error)
867                 xlog_force_shutdown(log, SHUTDOWN_LOG_IO_ERROR);
868         return error;
869 }
870
871 /*
872  * Push the Committed Item List to the log.
873  *
874  * If the current sequence is the same as xc_push_seq we need to do a flush. If
875  * xc_push_seq is less than the current sequence, then it has already been
876  * flushed and we don't need to do anything - the caller will wait for it to
877  * complete if necessary.
878  *
879  * xc_push_seq is checked unlocked against the sequence number for a match.
880  * Hence we can allow log forces to run racily and not issue pushes for the
881  * same sequence twice.  If we get a race between multiple pushes for the same
882  * sequence they will block on the first one and then abort, hence avoiding
883  * needless pushes.
884  */
885 static void
886 xlog_cil_push_work(
887         struct work_struct      *work)
888 {
889         struct xfs_cil_ctx      *ctx =
890                 container_of(work, struct xfs_cil_ctx, push_work);
891         struct xfs_cil          *cil = ctx->cil;
892         struct xlog             *log = cil->xc_log;
893         struct xfs_log_vec      *lv;
894         struct xfs_cil_ctx      *new_ctx;
895         struct xlog_ticket      *tic;
896         int                     num_iovecs;
897         int                     error = 0;
898         struct xfs_trans_header thdr;
899         struct xfs_log_iovec    lhdr;
900         struct xfs_log_vec      lvhdr = { NULL };
901         xfs_csn_t               push_seq;
902         bool                    push_commit_stable;
903
904         new_ctx = xlog_cil_ctx_alloc();
905         new_ctx->ticket = xlog_cil_ticket_alloc(log);
906
907         down_write(&cil->xc_ctx_lock);
908
909         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
910         push_seq = cil->xc_push_seq;
911         ASSERT(push_seq <= ctx->sequence);
912         push_commit_stable = cil->xc_push_commit_stable;
913         cil->xc_push_commit_stable = false;
914
915         /*
916          * As we are about to switch to a new, empty CIL context, we no longer
917          * need to throttle tasks on CIL space overruns. Wake any waiters that
918          * the hard push throttle may have caught so they can start committing
919          * to the new context. The ctx->xc_push_lock provides the serialisation
920          * necessary for safely using the lockless waitqueue_active() check in
921          * this context.
922          */
923         if (waitqueue_active(&cil->xc_push_wait))
924                 wake_up_all(&cil->xc_push_wait);
925
926         /*
927          * Check if we've anything to push. If there is nothing, then we don't
928          * move on to a new sequence number and so we have to be able to push
929          * this sequence again later.
930          */
931         if (list_empty(&cil->xc_cil)) {
932                 cil->xc_push_seq = 0;
933                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
934                 goto out_skip;
935         }
936
937
938         /* check for a previously pushed sequence */
939         if (push_seq < ctx->sequence) {
940                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
941                 goto out_skip;
942         }
943
944         /*
945          * We are now going to push this context, so add it to the committing
946          * list before we do anything else. This ensures that anyone waiting on
947          * this push can easily detect the difference between a "push in
948          * progress" and "CIL is empty, nothing to do".
949          *
950          * IOWs, a wait loop can now check for:
951          *      the current sequence not being found on the committing list;
952          *      an empty CIL; and
953          *      an unchanged sequence number
954          * to detect a push that had nothing to do and therefore does not need
955          * waiting on. If the CIL is not empty, we get put on the committing
956          * list before emptying the CIL and bumping the sequence number. Hence
957          * an empty CIL and an unchanged sequence number means we jumped out
958          * above after doing nothing.
959          *
960          * Hence the waiter will either find the commit sequence on the
961          * committing list or the sequence number will be unchanged and the CIL
962          * still dirty. In that latter case, the push has not yet started, and
963          * so the waiter will have to continue trying to check the CIL
964          * committing list until it is found. In extreme cases of delay, the
965          * sequence may fully commit between the attempts the wait makes to wait
966          * on the commit sequence.
967          */
968         list_add(&ctx->committing, &cil->xc_committing);
969         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
970
971         /*
972          * Pull all the log vectors off the items in the CIL, and remove the
973          * items from the CIL. We don't need the CIL lock here because it's only
974          * needed on the transaction commit side which is currently locked out
975          * by the flush lock.
976          */
977         lv = NULL;
978         num_iovecs = 0;
979         while (!list_empty(&cil->xc_cil)) {
980                 struct xfs_log_item     *item;
981
982                 item = list_first_entry(&cil->xc_cil,
983                                         struct xfs_log_item, li_cil);
984                 list_del_init(&item->li_cil);
985                 if (!ctx->lv_chain)
986                         ctx->lv_chain = item->li_lv;
987                 else
988                         lv->lv_next = item->li_lv;
989                 lv = item->li_lv;
990                 item->li_lv = NULL;
991                 num_iovecs += lv->lv_niovecs;
992         }
993
994         /*
995          * Switch the contexts so we can drop the context lock and move out
996          * of a shared context. We can't just go straight to the commit record,
997          * though - we need to synchronise with previous and future commits so
998          * that the commit records are correctly ordered in the log to ensure
999          * that we process items during log IO completion in the correct order.
1000          *
1001          * For example, if we get an EFI in one checkpoint and the EFD in the
1002          * next (e.g. due to log forces), we do not want the checkpoint with
1003          * the EFD to be committed before the checkpoint with the EFI.  Hence
1004          * we must strictly order the commit records of the checkpoints so
1005          * that: a) the checkpoint callbacks are attached to the iclogs in the
1006          * correct order; and b) the checkpoints are replayed in correct order
1007          * in log recovery.
1008          *
1009          * Hence we need to add this context to the committing context list so
1010          * that higher sequences will wait for us to write out a commit record
1011          * before they do.
1012          *
1013          * xfs_log_force_seq requires us to mirror the new sequence into the cil
1014          * structure atomically with the addition of this sequence to the
1015          * committing list. This also ensures that we can do unlocked checks
1016          * against the current sequence in log forces without risking
1017          * deferencing a freed context pointer.
1018          */
1019         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
1020         xlog_cil_ctx_switch(cil, new_ctx);
1021         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1022         up_write(&cil->xc_ctx_lock);
1023
1024         /*
1025          * Build a checkpoint transaction header and write it to the log to
1026          * begin the transaction. We need to account for the space used by the
1027          * transaction header here as it is not accounted for in xlog_write().
1028          *
1029          * The LSN we need to pass to the log items on transaction commit is
1030          * the LSN reported by the first log vector write. If we use the commit
1031          * record lsn then we can move the tail beyond the grant write head.
1032          */
1033         tic = ctx->ticket;
1034         thdr.th_magic = XFS_TRANS_HEADER_MAGIC;
1035         thdr.th_type = XFS_TRANS_CHECKPOINT;
1036         thdr.th_tid = tic->t_tid;
1037         thdr.th_num_items = num_iovecs;
1038         lhdr.i_addr = &thdr;
1039         lhdr.i_len = sizeof(xfs_trans_header_t);
1040         lhdr.i_type = XLOG_REG_TYPE_TRANSHDR;
1041         tic->t_curr_res -= lhdr.i_len + sizeof(xlog_op_header_t);
1042
1043         lvhdr.lv_niovecs = 1;
1044         lvhdr.lv_iovecp = &lhdr;
1045         lvhdr.lv_next = ctx->lv_chain;
1046
1047         error = xlog_cil_write_chain(ctx, &lvhdr);
1048         if (error)
1049                 goto out_abort_free_ticket;
1050
1051         error = xlog_cil_write_commit_record(ctx);
1052         if (error)
1053                 goto out_abort_free_ticket;
1054
1055         xfs_log_ticket_ungrant(log, tic);
1056
1057         /*
1058          * If the checkpoint spans multiple iclogs, wait for all previous iclogs
1059          * to complete before we submit the commit_iclog. We can't use state
1060          * checks for this - ACTIVE can be either a past completed iclog or a
1061          * future iclog being filled, while WANT_SYNC through SYNC_DONE can be a
1062          * past or future iclog awaiting IO or ordered IO completion to be run.
1063          * In the latter case, if it's a future iclog and we wait on it, the we
1064          * will hang because it won't get processed through to ic_force_wait
1065          * wakeup until this commit_iclog is written to disk.  Hence we use the
1066          * iclog header lsn and compare it to the commit lsn to determine if we
1067          * need to wait on iclogs or not.
1068          */
1069         spin_lock(&log->l_icloglock);
1070         if (ctx->start_lsn != ctx->commit_lsn) {
1071                 xfs_lsn_t       plsn;
1072
1073                 plsn = be64_to_cpu(ctx->commit_iclog->ic_prev->ic_header.h_lsn);
1074                 if (plsn && XFS_LSN_CMP(plsn, ctx->commit_lsn) < 0) {
1075                         /*
1076                          * Waiting on ic_force_wait orders the completion of
1077                          * iclogs older than ic_prev. Hence we only need to wait
1078                          * on the most recent older iclog here.
1079                          */
1080                         xlog_wait_on_iclog(ctx->commit_iclog->ic_prev);
1081                         spin_lock(&log->l_icloglock);
1082                 }
1083
1084                 /*
1085                  * We need to issue a pre-flush so that the ordering for this
1086                  * checkpoint is correctly preserved down to stable storage.
1087                  */
1088                 ctx->commit_iclog->ic_flags |= XLOG_ICL_NEED_FLUSH;
1089         }
1090
1091         /*
1092          * The commit iclog must be written to stable storage to guarantee
1093          * journal IO vs metadata writeback IO is correctly ordered on stable
1094          * storage.
1095          *
1096          * If the push caller needs the commit to be immediately stable and the
1097          * commit_iclog is not yet marked as XLOG_STATE_WANT_SYNC to indicate it
1098          * will be written when released, switch it's state to WANT_SYNC right
1099          * now.
1100          */
1101         ctx->commit_iclog->ic_flags |= XLOG_ICL_NEED_FUA;
1102         if (push_commit_stable &&
1103             ctx->commit_iclog->ic_state == XLOG_STATE_ACTIVE)
1104                 xlog_state_switch_iclogs(log, ctx->commit_iclog, 0);
1105         xlog_state_release_iclog(log, ctx->commit_iclog);
1106
1107         /* Not safe to reference ctx now! */
1108
1109         spin_unlock(&log->l_icloglock);
1110         return;
1111
1112 out_skip:
1113         up_write(&cil->xc_ctx_lock);
1114         xfs_log_ticket_put(new_ctx->ticket);
1115         kmem_free(new_ctx);
1116         return;
1117
1118 out_abort_free_ticket:
1119         xfs_log_ticket_ungrant(log, tic);
1120         ASSERT(xlog_is_shutdown(log));
1121         if (!ctx->commit_iclog) {
1122                 xlog_cil_committed(ctx);
1123                 return;
1124         }
1125         spin_lock(&log->l_icloglock);
1126         xlog_state_release_iclog(log, ctx->commit_iclog);
1127         /* Not safe to reference ctx now! */
1128         spin_unlock(&log->l_icloglock);
1129 }
1130
1131 /*
1132  * We need to push CIL every so often so we don't cache more than we can fit in
1133  * the log. The limit really is that a checkpoint can't be more than half the
1134  * log (the current checkpoint is not allowed to overwrite the previous
1135  * checkpoint), but commit latency and memory usage limit this to a smaller
1136  * size.
1137  */
1138 static void
1139 xlog_cil_push_background(
1140         struct xlog     *log) __releases(cil->xc_ctx_lock)
1141 {
1142         struct xfs_cil  *cil = log->l_cilp;
1143
1144         /*
1145          * The cil won't be empty because we are called while holding the
1146          * context lock so whatever we added to the CIL will still be there
1147          */
1148         ASSERT(!list_empty(&cil->xc_cil));
1149
1150         /*
1151          * Don't do a background push if we haven't used up all the
1152          * space available yet.
1153          */
1154         if (cil->xc_ctx->space_used < XLOG_CIL_SPACE_LIMIT(log)) {
1155                 up_read(&cil->xc_ctx_lock);
1156                 return;
1157         }
1158
1159         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
1160         if (cil->xc_push_seq < cil->xc_current_sequence) {
1161                 cil->xc_push_seq = cil->xc_current_sequence;
1162                 queue_work(cil->xc_push_wq, &cil->xc_ctx->push_work);
1163         }
1164
1165         /*
1166          * Drop the context lock now, we can't hold that if we need to sleep
1167          * because we are over the blocking threshold. The push_lock is still
1168          * held, so blocking threshold sleep/wakeup is still correctly
1169          * serialised here.
1170          */
1171         up_read(&cil->xc_ctx_lock);
1172
1173         /*
1174          * If we are well over the space limit, throttle the work that is being
1175          * done until the push work on this context has begun. Enforce the hard
1176          * throttle on all transaction commits once it has been activated, even
1177          * if the committing transactions have resulted in the space usage
1178          * dipping back down under the hard limit.
1179          *
1180          * The ctx->xc_push_lock provides the serialisation necessary for safely
1181          * using the lockless waitqueue_active() check in this context.
1182          */
1183         if (cil->xc_ctx->space_used >= XLOG_CIL_BLOCKING_SPACE_LIMIT(log) ||
1184             waitqueue_active(&cil->xc_push_wait)) {
1185                 trace_xfs_log_cil_wait(log, cil->xc_ctx->ticket);
1186                 ASSERT(cil->xc_ctx->space_used < log->l_logsize);
1187                 xlog_wait(&cil->xc_push_wait, &cil->xc_push_lock);
1188                 return;
1189         }
1190
1191         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1192
1193 }
1194
1195 /*
1196  * xlog_cil_push_now() is used to trigger an immediate CIL push to the sequence
1197  * number that is passed. When it returns, the work will be queued for
1198  * @push_seq, but it won't be completed.
1199  *
1200  * If the caller is performing a synchronous force, we will flush the workqueue
1201  * to get previously queued work moving to minimise the wait time they will
1202  * undergo waiting for all outstanding pushes to complete. The caller is
1203  * expected to do the required waiting for push_seq to complete.
1204  *
1205  * If the caller is performing an async push, we need to ensure that the
1206  * checkpoint is fully flushed out of the iclogs when we finish the push. If we
1207  * don't do this, then the commit record may remain sitting in memory in an
1208  * ACTIVE iclog. This then requires another full log force to push to disk,
1209  * which defeats the purpose of having an async, non-blocking CIL force
1210  * mechanism. Hence in this case we need to pass a flag to the push work to
1211  * indicate it needs to flush the commit record itself.
1212  */
1213 static void
1214 xlog_cil_push_now(
1215         struct xlog     *log,
1216         xfs_lsn_t       push_seq,
1217         bool            async)
1218 {
1219         struct xfs_cil  *cil = log->l_cilp;
1220
1221         if (!cil)
1222                 return;
1223
1224         ASSERT(push_seq && push_seq <= cil->xc_current_sequence);
1225
1226         /* start on any pending background push to minimise wait time on it */
1227         if (!async)
1228                 flush_workqueue(cil->xc_push_wq);
1229
1230         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
1231
1232         /*
1233          * If this is an async flush request, we always need to set the
1234          * xc_push_commit_stable flag even if something else has already queued
1235          * a push. The flush caller is asking for the CIL to be on stable
1236          * storage when the next push completes, so regardless of who has queued
1237          * the push, the flush requires stable semantics from it.
1238          */
1239         cil->xc_push_commit_stable = async;
1240
1241         /*
1242          * If the CIL is empty or we've already pushed the sequence then
1243          * there's no more work that we need to do.
1244          */
1245         if (list_empty(&cil->xc_cil) || push_seq <= cil->xc_push_seq) {
1246                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1247                 return;
1248         }
1249
1250         cil->xc_push_seq = push_seq;
1251         queue_work(cil->xc_push_wq, &cil->xc_ctx->push_work);
1252         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1253 }
1254
1255 bool
1256 xlog_cil_empty(
1257         struct xlog     *log)
1258 {
1259         struct xfs_cil  *cil = log->l_cilp;
1260         bool            empty = false;
1261
1262         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
1263         if (list_empty(&cil->xc_cil))
1264                 empty = true;
1265         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1266         return empty;
1267 }
1268
1269 /*
1270  * Commit a transaction with the given vector to the Committed Item List.
1271  *
1272  * To do this, we need to format the item, pin it in memory if required and
1273  * account for the space used by the transaction. Once we have done that we
1274  * need to release the unused reservation for the transaction, attach the
1275  * transaction to the checkpoint context so we carry the busy extents through
1276  * to checkpoint completion, and then unlock all the items in the transaction.
1277  *
1278  * Called with the context lock already held in read mode to lock out
1279  * background commit, returns without it held once background commits are
1280  * allowed again.
1281  */
1282 void
1283 xlog_cil_commit(
1284         struct xlog             *log,
1285         struct xfs_trans        *tp,
1286         xfs_csn_t               *commit_seq,
1287         bool                    regrant)
1288 {
1289         struct xfs_cil          *cil = log->l_cilp;
1290         struct xfs_log_item     *lip, *next;
1291
1292         /*
1293          * Do all necessary memory allocation before we lock the CIL.
1294          * This ensures the allocation does not deadlock with a CIL
1295          * push in memory reclaim (e.g. from kswapd).
1296          */
1297         xlog_cil_alloc_shadow_bufs(log, tp);
1298
1299         /* lock out background commit */
1300         down_read(&cil->xc_ctx_lock);
1301
1302         xlog_cil_insert_items(log, tp);
1303
1304         if (regrant && !xlog_is_shutdown(log))
1305                 xfs_log_ticket_regrant(log, tp->t_ticket);
1306         else
1307                 xfs_log_ticket_ungrant(log, tp->t_ticket);
1308         tp->t_ticket = NULL;
1309         xfs_trans_unreserve_and_mod_sb(tp);
1310
1311         /*
1312          * Once all the items of the transaction have been copied to the CIL,
1313          * the items can be unlocked and possibly freed.
1314          *
1315          * This needs to be done before we drop the CIL context lock because we
1316          * have to update state in the log items and unlock them before they go
1317          * to disk. If we don't, then the CIL checkpoint can race with us and
1318          * we can run checkpoint completion before we've updated and unlocked
1319          * the log items. This affects (at least) processing of stale buffers,
1320          * inodes and EFIs.
1321          */
1322         trace_xfs_trans_commit_items(tp, _RET_IP_);
1323         list_for_each_entry_safe(lip, next, &tp->t_items, li_trans) {
1324                 xfs_trans_del_item(lip);
1325                 if (lip->li_ops->iop_committing)
1326                         lip->li_ops->iop_committing(lip, cil->xc_ctx->sequence);
1327         }
1328         if (commit_seq)
1329                 *commit_seq = cil->xc_ctx->sequence;
1330
1331         /* xlog_cil_push_background() releases cil->xc_ctx_lock */
1332         xlog_cil_push_background(log);
1333 }
1334
1335 /*
1336  * Flush the CIL to stable storage but don't wait for it to complete. This
1337  * requires the CIL push to ensure the commit record for the push hits the disk,
1338  * but otherwise is no different to a push done from a log force.
1339  */
1340 void
1341 xlog_cil_flush(
1342         struct xlog     *log)
1343 {
1344         xfs_csn_t       seq = log->l_cilp->xc_current_sequence;
1345
1346         trace_xfs_log_force(log->l_mp, seq, _RET_IP_);
1347         xlog_cil_push_now(log, seq, true);
1348
1349         /*
1350          * If the CIL is empty, make sure that any previous checkpoint that may
1351          * still be in an active iclog is pushed to stable storage.
1352          */
1353         if (list_empty(&log->l_cilp->xc_cil))
1354                 xfs_log_force(log->l_mp, 0);
1355 }
1356
1357 /*
1358  * Conditionally push the CIL based on the sequence passed in.
1359  *
1360  * We only need to push if we haven't already pushed the sequence number given.
1361  * Hence the only time we will trigger a push here is if the push sequence is
1362  * the same as the current context.
1363  *
1364  * We return the current commit lsn to allow the callers to determine if a
1365  * iclog flush is necessary following this call.
1366  */
1367 xfs_lsn_t
1368 xlog_cil_force_seq(
1369         struct xlog     *log,
1370         xfs_csn_t       sequence)
1371 {
1372         struct xfs_cil          *cil = log->l_cilp;
1373         struct xfs_cil_ctx      *ctx;
1374         xfs_lsn_t               commit_lsn = NULLCOMMITLSN;
1375
1376         ASSERT(sequence <= cil->xc_current_sequence);
1377
1378         if (!sequence)
1379                 sequence = cil->xc_current_sequence;
1380         trace_xfs_log_force(log->l_mp, sequence, _RET_IP_);
1381
1382         /*
1383          * check to see if we need to force out the current context.
1384          * xlog_cil_push() handles racing pushes for the same sequence,
1385          * so no need to deal with it here.
1386          */
1387 restart:
1388         xlog_cil_push_now(log, sequence, false);
1389
1390         /*
1391          * See if we can find a previous sequence still committing.
1392          * We need to wait for all previous sequence commits to complete
1393          * before allowing the force of push_seq to go ahead. Hence block
1394          * on commits for those as well.
1395          */
1396         spin_lock(&cil->xc_push_lock);
1397         list_for_each_entry(ctx, &cil->xc_committing, committing) {
1398                 /*
1399                  * Avoid getting stuck in this loop because we were woken by the
1400                  * shutdown, but then went back to sleep once already in the
1401                  * shutdown state.
1402                  */
1403                 if (xlog_is_shutdown(log))
1404                         goto out_shutdown;
1405                 if (ctx->sequence > sequence)
1406                         continue;
1407                 if (!ctx->commit_lsn) {
1408                         /*
1409                          * It is still being pushed! Wait for the push to
1410                          * complete, then start again from the beginning.
1411                          */
1412                         XFS_STATS_INC(log->l_mp, xs_log_force_sleep);
1413                         xlog_wait(&cil->xc_commit_wait, &cil->xc_push_lock);
1414                         goto restart;
1415                 }
1416                 if (ctx->sequence != sequence)
1417                         continue;
1418                 /* found it! */
1419                 commit_lsn = ctx->commit_lsn;
1420         }
1421
1422         /*
1423          * The call to xlog_cil_push_now() executes the push in the background.
1424          * Hence by the time we have got here it our sequence may not have been
1425          * pushed yet. This is true if the current sequence still matches the
1426          * push sequence after the above wait loop and the CIL still contains
1427          * dirty objects. This is guaranteed by the push code first adding the
1428          * context to the committing list before emptying the CIL.
1429          *
1430          * Hence if we don't find the context in the committing list and the
1431          * current sequence number is unchanged then the CIL contents are
1432          * significant.  If the CIL is empty, if means there was nothing to push
1433          * and that means there is nothing to wait for. If the CIL is not empty,
1434          * it means we haven't yet started the push, because if it had started
1435          * we would have found the context on the committing list.
1436          */
1437         if (sequence == cil->xc_current_sequence &&
1438             !list_empty(&cil->xc_cil)) {
1439                 spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1440                 goto restart;
1441         }
1442
1443         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1444         return commit_lsn;
1445
1446         /*
1447          * We detected a shutdown in progress. We need to trigger the log force
1448          * to pass through it's iclog state machine error handling, even though
1449          * we are already in a shutdown state. Hence we can't return
1450          * NULLCOMMITLSN here as that has special meaning to log forces (i.e.
1451          * LSN is already stable), so we return a zero LSN instead.
1452          */
1453 out_shutdown:
1454         spin_unlock(&cil->xc_push_lock);
1455         return 0;
1456 }
1457
1458 /*
1459  * Check if the current log item was first committed in this sequence.
1460  * We can't rely on just the log item being in the CIL, we have to check
1461  * the recorded commit sequence number.
1462  *
1463  * Note: for this to be used in a non-racy manner, it has to be called with
1464  * CIL flushing locked out. As a result, it should only be used during the
1465  * transaction commit process when deciding what to format into the item.
1466  */
1467 bool
1468 xfs_log_item_in_current_chkpt(
1469         struct xfs_log_item     *lip)
1470 {
1471         struct xfs_cil          *cil = lip->li_log->l_cilp;
1472
1473         if (list_empty(&lip->li_cil))
1474                 return false;
1475
1476         /*
1477          * li_seq is written on the first commit of a log item to record the
1478          * first checkpoint it is written to. Hence if it is different to the
1479          * current sequence, we're in a new checkpoint.
1480          */
1481         return lip->li_seq == READ_ONCE(cil->xc_current_sequence);
1482 }
1483
1484 /*
1485  * Perform initial CIL structure initialisation.
1486  */
1487 int
1488 xlog_cil_init(
1489         struct xlog     *log)
1490 {
1491         struct xfs_cil  *cil;
1492         struct xfs_cil_ctx *ctx;
1493
1494         cil = kmem_zalloc(sizeof(*cil), KM_MAYFAIL);
1495         if (!cil)
1496                 return -ENOMEM;
1497         /*
1498          * Limit the CIL pipeline depth to 4 concurrent works to bound the
1499          * concurrency the log spinlocks will be exposed to.
1500          */
1501         cil->xc_push_wq = alloc_workqueue("xfs-cil/%s",
1502                         XFS_WQFLAGS(WQ_FREEZABLE | WQ_MEM_RECLAIM | WQ_UNBOUND),
1503                         4, log->l_mp->m_super->s_id);
1504         if (!cil->xc_push_wq)
1505                 goto out_destroy_cil;
1506
1507         INIT_LIST_HEAD(&cil->xc_cil);
1508         INIT_LIST_HEAD(&cil->xc_committing);
1509         spin_lock_init(&cil->xc_cil_lock);
1510         spin_lock_init(&cil->xc_push_lock);
1511         init_waitqueue_head(&cil->xc_push_wait);
1512         init_rwsem(&cil->xc_ctx_lock);
1513         init_waitqueue_head(&cil->xc_start_wait);
1514         init_waitqueue_head(&cil->xc_commit_wait);
1515         cil->xc_log = log;
1516         log->l_cilp = cil;
1517
1518         ctx = xlog_cil_ctx_alloc();
1519         xlog_cil_ctx_switch(cil, ctx);
1520
1521         return 0;
1522
1523 out_destroy_cil:
1524         kmem_free(cil);
1525         return -ENOMEM;
1526 }
1527
1528 void
1529 xlog_cil_destroy(
1530         struct xlog     *log)
1531 {
1532         if (log->l_cilp->xc_ctx) {
1533                 if (log->l_cilp->xc_ctx->ticket)
1534                         xfs_log_ticket_put(log->l_cilp->xc_ctx->ticket);
1535                 kmem_free(log->l_cilp->xc_ctx);
1536         }
1537
1538         ASSERT(list_empty(&log->l_cilp->xc_cil));
1539         destroy_workqueue(log->l_cilp->xc_push_wq);
1540         kmem_free(log->l_cilp);
1541 }
1542