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     g_mutex_lock(fs->lock);
 128     bluesky_list_unlink(&fs->dirty_list, inode->dirty_list);
 129     inode->dirty_list = NULL;
 130     g_mutex_unlock(fs->lock);
 131
 132     /* Inode is clean; nothing to do. */
 133     if (inode->change_count == inode->change_commit)
 134         return;
 135
 136     /* Inode writeback is in progress; put back on the dirty list. */
 137     if (inode->change_pending) {
 138         /* Waiting for an earlier writeback to finish, so don't start a new
 139          * writeback yet. */
 140         g_mutex_lock(fs->lock);
 141         inode->change_time = bluesky_get_current_time();
 142         bluesky_list_unlink(&fs->dirty_list, inode->dirty_list);
 143         inode->dirty_list = bluesky_list_prepend(&fs->dirty_list, inode);
 144         g_mutex_unlock(fs->lock);
 145         return;
 146     }
 147
 148     g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
 149           "Starting flush of inode %"PRIu64, inode->inum);
 150     inode->change_pending = inode->change_count;
 151
 152     /* Create a store barrier.  All operations part of the writeback will be
 153      * added to this barrier, so when the barrier completes we know that the
 154      * writeback is finished. */
 155     BlueSkyStoreAsync *barrier = bluesky_store_async_new(fs->store);
 156     barrier->op = STORE_OP_BARRIER;
 157
 158     bluesky_inode_start_sync(inode, barrier);
 159
 160     bluesky_store_async_add_notifier(barrier, writeback_complete, inode);
 161     bluesky_store_async_submit(barrier);
 162     bluesky_store_async_unref(barrier);
 163 }
 164
 165 /* Try to flush dirty data to disk, either due to memory pressure or due to
 166  * timeouts. */
 167 static void flushd_dirty(BlueSkyFS *fs)
 168 {
 169     int64_t start_time = bluesky_get_current_time();
 170     g_mutex_lock(fs->lock);
 171
 172     while (1) {
 173         BlueSkyInode *inode;
 174         if (fs->dirty_list.prev == NULL)
 175             break;
 176         inode = fs->dirty_list.prev->data;
 177
 178         g_print("Considering flushing inode %"PRIu64"\n", inode->inum);
 179
 180         /* Stop processing dirty inodes if we both have enough memory available
 181          * and the oldest inode is sufficiently new that it need not be flushed
 182          * out. */
 183         uint64_t elapsed = bluesky_get_current_time() - inode->change_time;
 184         if (g_atomic_int_get(&fs->cache_dirty) < bluesky_watermark_low_dirty
 185                 && elapsed < WRITEBACK_DELAY)
 186             break;
 187         if (inode->change_time > start_time)
 188             break;
 189
 190         bluesky_inode_ref(inode);
 191
 192         g_mutex_unlock(fs->lock);
 193
 194         g_mutex_lock(inode->lock);
 195         flushd_dirty_inode(inode);
 196         g_mutex_unlock(inode->lock);
 197         bluesky_inode_unref(inode);
 198
 199         g_mutex_lock(fs->lock);
 200     }
 201
 202     g_mutex_unlock(fs->lock);
 203 }
 204
 205 /* Drop cached data for a given inode, if it is clean.  inode must be locked. */
 206 static void drop_caches(BlueSkyInode *inode)
 207 {
 208     if (inode->type == BLUESKY_REGULAR)
 209         bluesky_file_drop_cached(inode);
 210 }
 211
 212 /* Drop clean data fromt the cache if needed due to memory pressure. */
 213 static void flushd_clean(BlueSkyFS *fs)
 214 {
 215     g_mutex_lock(fs->lock);
 216
 217     size_t inode_count = g_hash_table_size(fs->inodes);
 218     if (!inode_count)
 219         inode_count = 1;
 220
 221     while (inode_count-- > 0) {
 222         if (g_atomic_int_get(&fs->cache_total) < bluesky_watermark_medium_total)
 223             break;
 224
 225         BlueSkyInode *inode;
 226         if (fs->accessed_list.prev == NULL)
 227             break;
 228         inode = fs->accessed_list.prev->data;
 229
 230         g_print("Considering dropping cached data for inode %"PRIu64"\n",
 231                 inode->inum);
 232
 233         bluesky_inode_ref(inode);
 234
 235         g_mutex_unlock(fs->lock);
 236
 237         g_mutex_lock(inode->lock);
 238
 239         g_mutex_lock(fs->lock);
 240         bluesky_list_unlink(&fs->accessed_list, inode->accessed_list);
 241         inode->accessed_list = bluesky_list_prepend(&fs->accessed_list, inode);
 242         g_mutex_unlock(fs->lock);
 243
 244         drop_caches(inode);
 245
 246         g_mutex_unlock(inode->lock);
 247         bluesky_inode_unref(inode);
 248
 249         g_mutex_lock(fs->lock);
 250     }
 251
 252     g_mutex_unlock(fs->lock);
 253 }
 254
 255 /* Run the flush daemon for a single iteration, though if it is already
 256  * executing returns immediately. */
 257 static gpointer flushd_task(BlueSkyFS *fs)
 258 {
 259     if (!g_mutex_trylock(fs->flushd_lock))
 260         return NULL;
 261     flushd_dirty(fs);
 262     flushd_clean(fs);
 263     g_mutex_unlock(fs->flushd_lock);
 264
 265     return NULL;
 266 }
 267
 268 void bluesky_flushd_invoke(BlueSkyFS *fs)
 269 {
 270     g_thread_create((GThreadFunc)flushd_task, fs, FALSE, NULL);
 271 }
 272
 273 void bluesky_flushd_invoke_conditional(BlueSkyFS *fs)
 274 {
 275     if (g_atomic_int_get(&fs->cache_dirty) < bluesky_watermark_high_dirty
 276         && g_atomic_int_get(&fs->cache_total) < bluesky_watermark_high_total)
 277         return;
 278
 279     g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
 280           "Too much data; invoking flushd: dirty=%d total=%d",
 281           g_atomic_int_get(&fs->cache_dirty),
 282           g_atomic_int_get(&fs->cache_total));
 283
 284     bluesky_flushd_invoke(fs);
 285 }