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