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.  There are actually a couple of
  19  * different tasks that are performed here:
  20  *   - Forcing data to the log if needed to reclaim memory or simply if the
  21  *     data has been dirty in memory long enough.
  22  *   - Writing batches of data to the cloud.
  23  */
  24
  25 #if 0
  26 static void writeback_complete(gpointer a, gpointer i)
  27 {
  28     BlueSkyInode *inode = (BlueSkyInode *)i;
  29
  30     if (bluesky_verbose) {
  31         g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
  32               "Writeback for inode %"PRIu64" complete", inode->inum);
  33     }
  34
  35     g_mutex_lock(inode->lock);
  36
  37     inode->change_commit = inode->change_pending;
  38     inode->change_pending = 0;
  39     if (inode->change_count == inode->change_commit) {
  40         /* If inode is no longer dirty... */
  41         inode->change_time = 0;
  42         g_mutex_lock(inode->fs->lock);
  43         bluesky_list_unlink(&inode->fs->dirty_list, inode->dirty_list);
  44         inode->dirty_list = NULL;
  45         g_mutex_unlock(inode->fs->lock);
  46     }
  47
  48     g_mutex_unlock(inode->lock);
  49 }
  50 #endif
  51
  52 static void flushd_dirty_inode(BlueSkyInode *inode)
  53 {
  54     BlueSkyFS *fs = inode->fs;
  55
  56     g_mutex_lock(fs->lock);
  57     bluesky_list_unlink(&fs->dirty_list, inode->dirty_list);
  58     inode->dirty_list = NULL;
  59     g_mutex_unlock(fs->lock);
  60
  61     /* Inode is clean; nothing to do. */
  62     if (inode->change_count == inode->change_commit)
  63         return;
  64
  65     /* Inode writeback is in progress; put back on the dirty list. */
  66     if (inode->change_pending) {
  67         /* Waiting for an earlier writeback to finish, so don't start a new
  68          * writeback yet. */
  69         g_mutex_lock(fs->lock);
  70         inode->change_time = bluesky_get_current_time();
  71         bluesky_list_unlink(&fs->dirty_list, inode->dirty_list);
  72         inode->dirty_list = bluesky_list_prepend(&fs->dirty_list, inode);
  73         g_mutex_unlock(fs->lock);
  74         return;
  75     }
  76
  77     if (bluesky_verbose) {
  78         g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
  79             "Starting flush of inode %"PRIu64, inode->inum);
  80     }
  81     inode->change_pending = inode->change_count;
  82
  83     bluesky_inode_start_sync(inode);
  84 }
  85
  86 /* Try to flush dirty data to disk, either due to memory pressure or due to
  87  * timeouts. */
  88 static void flushd_dirty(BlueSkyFS *fs)
  89 {
  90     int64_t start_time = bluesky_get_current_time();
  91     g_mutex_lock(fs->lock);
  92
  93     while (1) {
  94         BlueSkyInode *inode;
  95         if (fs->dirty_list.prev == NULL)
  96             break;
  97         inode = fs->dirty_list.prev->data;
  98
  99         if (bluesky_verbose) {
 100             g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
 101                   "Considering flushing inode %"PRIu64, inode->inum);
 102         }
 103
 104         /* Stop processing dirty inodes if we both have enough memory available
 105          * and the oldest inode is sufficiently new that it need not be flushed
 106          * out. */
 107         uint64_t elapsed = bluesky_get_current_time() - inode->change_time;
 108         if (g_atomic_int_get(&fs->cache_dirty) < bluesky_watermark_low_dirty
 109                 && elapsed < WRITEBACK_DELAY)
 110             break;
 111         if (inode->change_time > start_time)
 112             break;
 113
 114         bluesky_inode_ref(inode);
 115
 116         g_mutex_unlock(fs->lock);
 117
 118         g_mutex_lock(inode->lock);
 119         flushd_dirty_inode(inode);
 120         g_mutex_unlock(inode->lock);
 121         bluesky_inode_unref(inode);
 122
 123         g_mutex_lock(fs->lock);
 124     }
 125
 126     g_mutex_unlock(fs->lock);
 127 }
 128
 129 /* Drop cached data for a given inode, if it is clean.  inode must be locked. */
 130 static void drop_caches(BlueSkyInode *inode)
 131 {
 132     if (inode->type == BLUESKY_REGULAR)
 133         bluesky_file_drop_cached(inode);
 134 }
 135
 136 /* Drop clean data fromt the cache if needed due to memory pressure. */
 137 static void flushd_clean(BlueSkyFS *fs)
 138 {
 139     g_mutex_lock(fs->lock);
 140
 141     size_t inode_count = g_hash_table_size(fs->inodes);
 142     if (!inode_count)
 143         inode_count = 1;
 144
 145     while (inode_count-- > 0) {
 146         if (g_atomic_int_get(&fs->cache_total) < bluesky_watermark_medium_total)
 147             break;
 148
 149         BlueSkyInode *inode;
 150         if (fs->accessed_list.prev == NULL)
 151             break;
 152         inode = fs->accessed_list.prev->data;
 153
 154         if (bluesky_verbose) {
 155             g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
 156                   "Considering dropping cached data for inode %"PRIu64,
 157                   inode->inum);
 158         }
 159
 160         bluesky_inode_ref(inode);
 161
 162         g_mutex_unlock(fs->lock);
 163
 164         g_mutex_lock(inode->lock);
 165
 166         g_mutex_lock(fs->lock);
 167         bluesky_list_unlink(&fs->accessed_list, inode->accessed_list);
 168         inode->accessed_list = bluesky_list_prepend(&fs->accessed_list, inode);
 169         g_mutex_unlock(fs->lock);
 170
 171         drop_caches(inode);
 172
 173         g_mutex_unlock(inode->lock);
 174         bluesky_inode_unref(inode);
 175
 176         g_mutex_lock(fs->lock);
 177     }
 178
 179     g_mutex_unlock(fs->lock);
 180 }
 181
 182 /* Run the flush daemon for a single iteration, though if it is already
 183  * executing returns immediately. */
 184 static gpointer flushd_task(BlueSkyFS *fs)
 185 {
 186     if (!g_mutex_trylock(fs->flushd_lock))
 187         return NULL;
 188     flushd_dirty(fs);
 189     bluesky_cloudlog_write_log(fs);
 190     flushd_clean(fs);
 191     g_mutex_unlock(fs->flushd_lock);
 192
 193     return NULL;
 194 }
 195
 196 void bluesky_flushd_invoke(BlueSkyFS *fs)
 197 {
 198     g_thread_create((GThreadFunc)flushd_task, fs, FALSE, NULL);
 199 }
 200
 201 void bluesky_flushd_invoke_conditional(BlueSkyFS *fs)
 202 {
 203     if (g_atomic_int_get(&fs->cache_dirty) < bluesky_watermark_high_dirty
 204         && g_atomic_int_get(&fs->cache_total) < bluesky_watermark_high_total)
 205         return;
 206
 207     if (bluesky_verbose) {
 208         g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
 209               "Too much data; invoking flushd: dirty=%d total=%d",
 210               g_atomic_int_get(&fs->cache_dirty),
 211               g_atomic_int_get(&fs->cache_total));
 212     }
 213
 214     bluesky_flushd_invoke(fs);
 215 }
 216
 217 /* Start a perpetually-running thread that flushes the cache occasionally. */
 218 static gpointer flushd_thread(BlueSkyFS *fs)
 219 {
 220     while (TRUE) {
 221         bluesky_flushd_invoke(fs);
 222         struct timespec delay;
 223         delay.tv_sec = 2;
 224         delay.tv_nsec = 0;
 225         nanosleep(&delay, NULL);
 226     }
 227
 228     return NULL;
 229 }
 230
 231 void bluesky_flushd_thread_launch(BlueSkyFS *fs)
 232 {
 233     g_thread_create((GThreadFunc)flushd_thread, fs, FALSE, NULL);
 234 }