f2fs: add an ioctl to disable GC for specific file
authorJaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>
Fri, 8 Dec 2017 00:25:39 +0000 (16:25 -0800)
committerJaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>
Mon, 22 Jan 2018 22:56:35 +0000 (14:56 -0800)
This patch gives a flag to disable GC on given file, which would be useful, when
user wants to keep its block map. It also conducts in-place-update for dontmove
file.

Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>
fs/f2fs/data.c
fs/f2fs/f2fs.h
fs/f2fs/file.c
fs/f2fs/gc.c
fs/f2fs/gc.h
fs/f2fs/sysfs.c
include/linux/f2fs_fs.h

index cde2a32..945f156 100644 (file)
@@ -1479,6 +1479,8 @@ static inline bool need_inplace_update(struct f2fs_io_info *fio)
 {
        struct inode *inode = fio->page->mapping->host;
 
+       if (f2fs_is_pinned_file(inode))
+               return true;
        if (S_ISDIR(inode->i_mode) || f2fs_is_atomic_file(inode))
                return false;
        if (is_cold_data(fio->page))
index 1b2b0ac..d5090b4 100644 (file)
@@ -356,6 +356,8 @@ static inline bool __has_cursum_space(struct f2fs_journal *journal,
 #define F2FS_IOC_GARBAGE_COLLECT_RANGE _IOW(F2FS_IOCTL_MAGIC, 11,      \
                                                struct f2fs_gc_range)
 #define F2FS_IOC_GET_FEATURES          _IOR(F2FS_IOCTL_MAGIC, 12, __u32)
+#define F2FS_IOC_SET_PIN_FILE          _IOW(F2FS_IOCTL_MAGIC, 13, __u32)
+#define F2FS_IOC_GET_PIN_FILE          _IOR(F2FS_IOCTL_MAGIC, 14, __u32)
 
 #define F2FS_IOC_SET_ENCRYPTION_POLICY FS_IOC_SET_ENCRYPTION_POLICY
 #define F2FS_IOC_GET_ENCRYPTION_POLICY FS_IOC_GET_ENCRYPTION_POLICY
@@ -593,7 +595,10 @@ struct f2fs_inode_info {
        unsigned long i_flags;          /* keep an inode flags for ioctl */
        unsigned char i_advise;         /* use to give file attribute hints */
        unsigned char i_dir_level;      /* use for dentry level for large dir */
-       unsigned int i_current_depth;   /* use only in directory structure */
+       union {
+               unsigned int i_current_depth;   /* only for directory depth */
+               unsigned short i_gc_failures;   /* only for regular file */
+       };
        unsigned int i_pino;            /* parent inode number */
        umode_t i_acl_mode;             /* keep file acl mode temporarily */
 
@@ -1142,6 +1147,9 @@ struct f2fs_sb_info {
        /* threshold for converting bg victims for fg */
        u64 fggc_threshold;
 
+       /* threshold for gc trials on pinned files */
+       u64 gc_pin_file_threshold;
+
        /* maximum # of trials to find a victim segment for SSR and GC */
        unsigned int max_victim_search;
 
@@ -2141,6 +2149,7 @@ enum {
        FI_HOT_DATA,            /* indicate file is hot */
        FI_EXTRA_ATTR,          /* indicate file has extra attribute */
        FI_PROJ_INHERIT,        /* indicate file inherits projectid */
+       FI_PIN_FILE,            /* indicate file should not be gced */
 };
 
 static inline void __mark_inode_dirty_flag(struct inode *inode,
@@ -2155,6 +2164,7 @@ static inline void __mark_inode_dirty_flag(struct inode *inode,
                        return;
        case FI_DATA_EXIST:
        case FI_INLINE_DOTS:
+       case FI_PIN_FILE:
                f2fs_mark_inode_dirty_sync(inode, true);
        }
 }
@@ -2235,6 +2245,13 @@ static inline void f2fs_i_depth_write(struct inode *inode, unsigned int depth)
        f2fs_mark_inode_dirty_sync(inode, true);
 }
 
+static inline void f2fs_i_gc_failures_write(struct inode *inode,
+                                       unsigned int count)
+{
+       F2FS_I(inode)->i_gc_failures = count;
+       f2fs_mark_inode_dirty_sync(inode, true);
+}
+
 static inline void f2fs_i_xnid_write(struct inode *inode, nid_t xnid)
 {
        F2FS_I(inode)->i_xattr_nid = xnid;
@@ -2263,6 +2280,8 @@ static inline void get_inline_info(struct inode *inode, struct f2fs_inode *ri)
                set_bit(FI_INLINE_DOTS, &fi->flags);
        if (ri->i_inline & F2FS_EXTRA_ATTR)
                set_bit(FI_EXTRA_ATTR, &fi->flags);
+       if (ri->i_inline & F2FS_PIN_FILE)
+               set_bit(FI_PIN_FILE, &fi->flags);
 }
 
 static inline void set_raw_inline(struct inode *inode, struct f2fs_inode *ri)
@@ -2281,6 +2300,8 @@ static inline void set_raw_inline(struct inode *inode, struct f2fs_inode *ri)
                ri->i_inline |= F2FS_INLINE_DOTS;
        if (is_inode_flag_set(inode, FI_EXTRA_ATTR))
                ri->i_inline |= F2FS_EXTRA_ATTR;
+       if (is_inode_flag_set(inode, FI_PIN_FILE))
+               ri->i_inline |= F2FS_PIN_FILE;
 }
 
 static inline int f2fs_has_extra_attr(struct inode *inode)
@@ -2326,6 +2347,11 @@ static inline int f2fs_has_inline_dots(struct inode *inode)
        return is_inode_flag_set(inode, FI_INLINE_DOTS);
 }
 
+static inline bool f2fs_is_pinned_file(struct inode *inode)
+{
+       return is_inode_flag_set(inode, FI_PIN_FILE);
+}
+
 static inline bool f2fs_is_atomic_file(struct inode *inode)
 {
        return is_inode_flag_set(inode, FI_ATOMIC_FILE);
@@ -2540,6 +2566,7 @@ int truncate_hole(struct inode *inode, pgoff_t pg_start, pgoff_t pg_end);
 void truncate_data_blocks_range(struct dnode_of_data *dn, int count);
 long f2fs_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg);
 long f2fs_compat_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg);
+int f2fs_pin_file_control(struct inode *inode, bool inc);
 
 /*
  * inode.c
index 0577907..493457a 100644 (file)
@@ -2672,6 +2672,83 @@ static int f2fs_ioc_fssetxattr(struct file *filp, unsigned long arg)
        return 0;
 }
 
+int f2fs_pin_file_control(struct inode *inode, bool inc)
+{
+       struct f2fs_inode_info *fi = F2FS_I(inode);
+       struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
+
+       /* Use i_gc_failures for normal file as a risk signal. */
+       if (inc)
+               f2fs_i_gc_failures_write(inode, fi->i_gc_failures + 1);
+
+       if (fi->i_gc_failures > sbi->gc_pin_file_threshold) {
+               f2fs_msg(sbi->sb, KERN_WARNING,
+                       "%s: Enable GC = ino %lx after %x GC trials\n",
+                       __func__, inode->i_ino, fi->i_gc_failures);
+               clear_inode_flag(inode, FI_PIN_FILE);
+               return -EAGAIN;
+       }
+       return 0;
+}
+
+static int f2fs_ioc_set_pin_file(struct file *filp, unsigned long arg)
+{
+       struct inode *inode = file_inode(filp);
+       __u32 pin;
+       int ret = 0;
+
+       if (!inode_owner_or_capable(inode))
+               return -EACCES;
+
+       if (get_user(pin, (__u32 __user *)arg))
+               return -EFAULT;
+
+       if (!S_ISREG(inode->i_mode))
+               return -EINVAL;
+
+       if (f2fs_readonly(F2FS_I_SB(inode)->sb))
+               return -EROFS;
+
+       ret = mnt_want_write_file(filp);
+       if (ret)
+               return ret;
+
+       inode_lock(inode);
+
+       if (!pin) {
+               clear_inode_flag(inode, FI_PIN_FILE);
+               F2FS_I(inode)->i_gc_failures = 1;
+               goto done;
+       }
+
+       if (f2fs_pin_file_control(inode, false)) {
+               ret = -EAGAIN;
+               goto out;
+       }
+       ret = f2fs_convert_inline_inode(inode);
+       if (ret)
+               goto out;
+
+       set_inode_flag(inode, FI_PIN_FILE);
+       ret = F2FS_I(inode)->i_gc_failures;
+done:
+       f2fs_update_time(F2FS_I_SB(inode), REQ_TIME);
+out:
+       inode_unlock(inode);
+       mnt_drop_write_file(filp);
+       return ret;
+}
+
+static int f2fs_ioc_get_pin_file(struct file *filp, unsigned long arg)
+{
+       struct inode *inode = file_inode(filp);
+       __u32 pin = 0;
+
+       if (is_inode_flag_set(inode, FI_PIN_FILE))
+               pin = F2FS_I(inode)->i_gc_failures;
+       return put_user(pin, (u32 __user *)arg);
+}
+
 long f2fs_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
 {
        if (unlikely(f2fs_cp_error(F2FS_I_SB(file_inode(filp)))))
@@ -2722,6 +2799,10 @@ long f2fs_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
                return f2fs_ioc_fsgetxattr(filp, arg);
        case F2FS_IOC_FSSETXATTR:
                return f2fs_ioc_fssetxattr(filp, arg);
+       case F2FS_IOC_GET_PIN_FILE:
+               return f2fs_ioc_get_pin_file(filp, arg);
+       case F2FS_IOC_SET_PIN_FILE:
+               return f2fs_ioc_set_pin_file(filp, arg);
        default:
                return -ENOTTY;
        }
@@ -2797,6 +2878,8 @@ long f2fs_compat_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
        case F2FS_IOC_GET_FEATURES:
        case F2FS_IOC_FSGETXATTR:
        case F2FS_IOC_FSSETXATTR:
+       case F2FS_IOC_GET_PIN_FILE:
+       case F2FS_IOC_SET_PIN_FILE:
                break;
        default:
                return -ENOIOCTLCMD;
index d844dcb..33e7969 100644 (file)
@@ -624,6 +624,11 @@ static void move_data_block(struct inode *inode, block_t bidx,
        if (f2fs_is_atomic_file(inode))
                goto out;
 
+       if (f2fs_is_pinned_file(inode)) {
+               f2fs_pin_file_control(inode, true);
+               goto out;
+       }
+
        set_new_dnode(&dn, inode, NULL, NULL, 0);
        err = get_dnode_of_data(&dn, bidx, LOOKUP_NODE);
        if (err)
@@ -720,6 +725,11 @@ static void move_data_page(struct inode *inode, block_t bidx, int gc_type,
 
        if (f2fs_is_atomic_file(inode))
                goto out;
+       if (f2fs_is_pinned_file(inode)) {
+               if (gc_type == FG_GC)
+                       f2fs_pin_file_control(inode, true);
+               goto out;
+       }
 
        if (gc_type == BG_GC) {
                if (PageWriteback(page))
@@ -1091,6 +1101,7 @@ void build_gc_manager(struct f2fs_sb_info *sbi)
 
        sbi->fggc_threshold = div64_u64((main_count - ovp_count) *
                                BLKS_PER_SEC(sbi), (main_count - resv_count));
+       sbi->gc_pin_file_threshold = DEF_GC_FAILED_PINNED_FILES;
 
        /* give warm/cold data area from slower device */
        if (sbi->s_ndevs && sbi->segs_per_sec == 1)
index 9325191..b0045d4 100644 (file)
@@ -20,6 +20,8 @@
 #define LIMIT_INVALID_BLOCK    40 /* percentage over total user space */
 #define LIMIT_FREE_BLOCK       40 /* percentage over invalid + free space */
 
+#define DEF_GC_FAILED_PINNED_FILES     2048
+
 /* Search max. number of dirty segments to select a victim segment */
 #define DEF_MAX_VICTIM_SEARCH 4096 /* covers 8GB */
 
index ab6028c..41887e6 100644 (file)
@@ -301,6 +301,7 @@ F2FS_RW_ATTR(F2FS_SBI, f2fs_sb_info, cp_interval, interval_time[CP_TIME]);
 F2FS_RW_ATTR(F2FS_SBI, f2fs_sb_info, idle_interval, interval_time[REQ_TIME]);
 F2FS_RW_ATTR(F2FS_SBI, f2fs_sb_info, iostat_enable, iostat_enable);
 F2FS_RW_ATTR(F2FS_SBI, f2fs_sb_info, readdir_ra, readdir_ra);
+F2FS_RW_ATTR(F2FS_SBI, f2fs_sb_info, gc_pin_file_thresh, gc_pin_file_threshold);
 #ifdef CONFIG_F2FS_FAULT_INJECTION
 F2FS_RW_ATTR(FAULT_INFO_RATE, f2fs_fault_info, inject_rate, inject_rate);
 F2FS_RW_ATTR(FAULT_INFO_TYPE, f2fs_fault_info, inject_type, inject_type);
@@ -349,6 +350,7 @@ static struct attribute *f2fs_attrs[] = {
        ATTR_LIST(idle_interval),
        ATTR_LIST(iostat_enable),
        ATTR_LIST(readdir_ra),
+       ATTR_LIST(gc_pin_file_thresh),
 #ifdef CONFIG_F2FS_FAULT_INJECTION
        ATTR_LIST(inject_rate),
        ATTR_LIST(inject_type),
index 43e98d3..cfb522e 100644 (file)
@@ -212,6 +212,7 @@ struct f2fs_extent {
 #define F2FS_DATA_EXIST                0x08    /* file inline data exist flag */
 #define F2FS_INLINE_DOTS       0x10    /* file having implicit dot dentries */
 #define F2FS_EXTRA_ATTR                0x20    /* file having extra attribute */
+#define F2FS_PIN_FILE          0x40    /* file should not be gced */
 
 struct f2fs_inode {
        __le16 i_mode;                  /* file mode */
@@ -229,7 +230,13 @@ struct f2fs_inode {
        __le32 i_ctime_nsec;            /* change time in nano scale */
        __le32 i_mtime_nsec;            /* modification time in nano scale */
        __le32 i_generation;            /* file version (for NFS) */
-       __le32 i_current_depth;         /* only for directory depth */
+       union {
+               __le32 i_current_depth; /* only for directory depth */
+               __le16 i_gc_failures;   /*
+                                        * # of gc failures on pinned file.
+                                        * only for regular files.
+                                        */
+       };
        __le32 i_xattr_nid;             /* nid to save xattr */
        __le32 i_flags;                 /* file attributes */
        __le32 i_pino;                  /* parent inode number */