Fix filesystem locking when creating a new inode.
[bluesky.git] / bluesky / cache.c
1 /* Blue Sky: File Systems in the Cloud
2  *
3  * Copyright (C) 2009  The Regents of the University of California
4  * Written by Michael Vrable <mvrable@cs.ucsd.edu>
5  *
6  * TODO: Licensing
7  */
8
9 #include <stdint.h>
10 #include <glib.h>
11 #include <string.h>
12 #include <inttypes.h>
13
14 #include "bluesky-private.h"
15
16 #define WRITEBACK_DELAY (20 * 1000000)
17
18 /* Filesystem caching and cache coherency. */
19
20 static void writeback_complete(gpointer a, gpointer i)
21 {
22     BlueSkyInode *inode = (BlueSkyInode *)i;
23
24     if (bluesky_verbose) {
25         g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
26               "Writeback for inode %"PRIu64" complete", inode->inum);
27     }
28
29     g_mutex_lock(inode->lock);
30
31     inode->change_commit = inode->change_pending;
32     inode->change_pending = 0;
33     if (inode->change_count == inode->change_commit) {
34         /* If inode is no longer dirty... */
35         inode->change_time = 0;
36         g_mutex_lock(inode->fs->lock);
37         bluesky_list_unlink(&inode->fs->dirty_list, inode->dirty_list);
38         inode->dirty_list = NULL;
39         g_mutex_unlock(inode->fs->lock);
40     }
41
42     g_mutex_unlock(inode->lock);
43 }
44
45 #if 0
46 static void flushd_inode(gpointer value, gpointer user_data)
47 {
48     BlueSkyFS *fs = (BlueSkyFS *)user_data;
49
50     BlueSkyInode *inode = (BlueSkyInode *)value;
51
52     g_mutex_lock(inode->lock);
53
54     if (inode->change_count == inode->change_commit) {
55         uint64_t delay = bluesky_get_current_time() - inode->access_time;
56         if (delay >= CACHE_CLEAN_DELAY) {
57             drop_caches(inode);
58
59             /* If the only references are the one we hold and the one in the
60              * filesystem inum->inode hash table...  First check the refcount
61              * without the lock for speed, but if the check looks good verify
62              * it after taking the filesystem lock. */
63             if (inode->refcount == 2) {
64                 g_mutex_lock(fs->lock);
65                 if (inode->refcount == 2) {
66                     g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
67                           "Trying to drop inode %"PRIu64" from cache",
68                           inode->inum);
69                     if (g_hash_table_remove(fs->inodes, &inode->inum))
70                         bluesky_inode_unref(inode);
71                 }
72                 bluesky_list_unlink(&inode->fs->accessed_list,
73                                     inode->accessed_list);
74                 inode->accessed_list = NULL;
75                 bluesky_list_unlink(&inode->fs->dirty_list,
76                                     inode->dirty_list);
77                 inode->dirty_list = NULL;
78                 g_mutex_unlock(fs->lock);
79             }
80         }
81
82         g_mutex_unlock(inode->lock);
83         bluesky_inode_unref(inode);
84         return;
85     }
86
87     if (inode->change_pending) {
88         /* Waiting for an earlier writeback to finish, so don't start a new
89          * writeback yet. */
90         g_mutex_unlock(inode->lock);
91         bluesky_inode_unref(inode);
92         return;
93     }
94
95     uint64_t elapsed = bluesky_get_current_time() - inode->change_time;
96     if (elapsed < WRITEBACK_DELAY) {
97         /* Give a bit more time before starting writeback. */
98         g_mutex_unlock(inode->lock);
99         bluesky_inode_unref(inode);
100         return;
101     }
102
103     inode->change_pending = inode->change_count;
104
105     g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
106           "Starting flush of inode %"PRIu64, inode->inum);
107
108     /* Create a store barrier.  All operations part of the writeback will be
109      * added to this barrier, so when the barrier completes we know that the
110      * writeback is finished. */
111     BlueSkyStoreAsync *barrier = bluesky_store_async_new(fs->store);
112     barrier->op = STORE_OP_BARRIER;
113
114     bluesky_inode_start_sync(inode, barrier);
115
116     bluesky_store_async_add_notifier(barrier, writeback_complete, inode);
117     bluesky_store_async_submit(barrier);
118     bluesky_store_async_unref(barrier);
119
120     g_mutex_unlock(inode->lock);
121     bluesky_inode_unref(inode);
122 }
123 #endif
124
125 static void flushd_dirty_inode(BlueSkyInode *inode)
126 {
127     BlueSkyFS *fs = inode->fs;
128
129     g_mutex_lock(fs->lock);
130     bluesky_list_unlink(&fs->dirty_list, inode->dirty_list);
131     inode->dirty_list = NULL;
132     g_mutex_unlock(fs->lock);
133
134     /* Inode is clean; nothing to do. */
135     if (inode->change_count == inode->change_commit)
136         return;
137
138     /* Inode writeback is in progress; put back on the dirty list. */
139     if (inode->change_pending) {
140         /* Waiting for an earlier writeback to finish, so don't start a new
141          * writeback yet. */
142         g_mutex_lock(fs->lock);
143         inode->change_time = bluesky_get_current_time();
144         bluesky_list_unlink(&fs->dirty_list, inode->dirty_list);
145         inode->dirty_list = bluesky_list_prepend(&fs->dirty_list, inode);
146         g_mutex_unlock(fs->lock);
147         return;
148     }
149
150     if (bluesky_verbose) {
151         g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
152             "Starting flush of inode %"PRIu64, inode->inum);
153     }
154     inode->change_pending = inode->change_count;
155
156     /* Create a store barrier.  All operations part of the writeback will be
157      * added to this barrier, so when the barrier completes we know that the
158      * writeback is finished. */
159     BlueSkyStoreAsync *barrier = bluesky_store_async_new(fs->store);
160     barrier->op = STORE_OP_BARRIER;
161
162     bluesky_inode_start_sync(inode, barrier);
163
164     bluesky_store_async_add_notifier(barrier, writeback_complete, inode);
165     bluesky_store_async_submit(barrier);
166     bluesky_store_async_unref(barrier);
167 }
168
169 /* Try to flush dirty data to disk, either due to memory pressure or due to
170  * timeouts. */
171 static void flushd_dirty(BlueSkyFS *fs)
172 {
173     int64_t start_time = bluesky_get_current_time();
174     g_mutex_lock(fs->lock);
175
176     while (1) {
177         BlueSkyInode *inode;
178         if (fs->dirty_list.prev == NULL)
179             break;
180         inode = fs->dirty_list.prev->data;
181
182         if (bluesky_verbose) {
183             g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
184                   "Considering flushing inode %"PRIu64, inode->inum);
185         }
186
187         /* Stop processing dirty inodes if we both have enough memory available
188          * and the oldest inode is sufficiently new that it need not be flushed
189          * out. */
190         uint64_t elapsed = bluesky_get_current_time() - inode->change_time;
191         if (g_atomic_int_get(&fs->cache_dirty) < bluesky_watermark_low_dirty
192                 && elapsed < WRITEBACK_DELAY)
193             break;
194         if (inode->change_time > start_time)
195             break;
196
197         bluesky_inode_ref(inode);
198
199         g_mutex_unlock(fs->lock);
200
201         g_mutex_lock(inode->lock);
202         flushd_dirty_inode(inode);
203         g_mutex_unlock(inode->lock);
204         bluesky_inode_unref(inode);
205
206         g_mutex_lock(fs->lock);
207     }
208
209     g_mutex_unlock(fs->lock);
210 }
211
212 /* Drop cached data for a given inode, if it is clean.  inode must be locked. */
213 static void drop_caches(BlueSkyInode *inode)
214 {
215     if (inode->type == BLUESKY_REGULAR)
216         bluesky_file_drop_cached(inode);
217 }
218
219 /* Drop clean data fromt the cache if needed due to memory pressure. */
220 static void flushd_clean(BlueSkyFS *fs)
221 {
222     g_mutex_lock(fs->lock);
223
224     size_t inode_count = g_hash_table_size(fs->inodes);
225     if (!inode_count)
226         inode_count = 1;
227
228     while (inode_count-- > 0) {
229         if (g_atomic_int_get(&fs->cache_total) < bluesky_watermark_medium_total)
230             break;
231
232         BlueSkyInode *inode;
233         if (fs->accessed_list.prev == NULL)
234             break;
235         inode = fs->accessed_list.prev->data;
236
237         if (bluesky_verbose) {
238             g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
239                   "Considering dropping cached data for inode %"PRIu64,
240                   inode->inum);
241         }
242
243         bluesky_inode_ref(inode);
244
245         g_mutex_unlock(fs->lock);
246
247         g_mutex_lock(inode->lock);
248
249         g_mutex_lock(fs->lock);
250         bluesky_list_unlink(&fs->accessed_list, inode->accessed_list);
251         inode->accessed_list = bluesky_list_prepend(&fs->accessed_list, inode);
252         g_mutex_unlock(fs->lock);
253
254         drop_caches(inode);
255
256         g_mutex_unlock(inode->lock);
257         bluesky_inode_unref(inode);
258
259         g_mutex_lock(fs->lock);
260     }
261
262     g_mutex_unlock(fs->lock);
263 }
264
265 /* Run the flush daemon for a single iteration, though if it is already
266  * executing returns immediately. */
267 static gpointer flushd_task(BlueSkyFS *fs)
268 {
269     if (!g_mutex_trylock(fs->flushd_lock))
270         return NULL;
271     flushd_dirty(fs);
272     flushd_clean(fs);
273     g_mutex_unlock(fs->flushd_lock);
274
275     return NULL;
276 }
277
278 void bluesky_flushd_invoke(BlueSkyFS *fs)
279 {
280     g_thread_create((GThreadFunc)flushd_task, fs, FALSE, NULL);
281 }
282
283 void bluesky_flushd_invoke_conditional(BlueSkyFS *fs)
284 {
285     if (g_atomic_int_get(&fs->cache_dirty) < bluesky_watermark_high_dirty
286         && g_atomic_int_get(&fs->cache_total) < bluesky_watermark_high_total)
287         return;
288
289     if (bluesky_verbose) {
290         g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
291               "Too much data; invoking flushd: dirty=%d total=%d",
292               g_atomic_int_get(&fs->cache_dirty),
293               g_atomic_int_get(&fs->cache_total));
294     }
295
296     bluesky_flushd_invoke(fs);
297 }