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     if (bluesky_verbose) {
  66         g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
  67             "Starting flush of inode %"PRIu64, inode->inum);
  68     }
  69
  70     bluesky_inode_start_sync(inode);
  71 }
  72
  73 /* Try to flush dirty data to disk, either due to memory pressure or due to
  74  * timeouts. */
  75 static void flushd_dirty(BlueSkyFS *fs)
  76 {
  77     int64_t start_time = bluesky_get_current_time();
  78     g_mutex_lock(fs->lock);
  79
  80     while (1) {
  81         BlueSkyInode *inode;
  82         if (fs->dirty_list.prev == NULL)
  83             break;
  84         inode = fs->dirty_list.prev->data;
  85
  86         if (bluesky_verbose) {
  87             g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
  88                   "Considering flushing inode %"PRIu64, inode->inum);
  89         }
  90
  91         /* Stop processing dirty inodes if we both have enough memory available
  92          * and the oldest inode is sufficiently new that it need not be flushed
  93          * out. */
  94         uint64_t elapsed = bluesky_get_current_time() - inode->change_time;
  95         if (g_atomic_int_get(&fs->cache_dirty) < bluesky_watermark_low_dirty
  96                 && elapsed < WRITEBACK_DELAY)
  97             break;
  98         if (inode->change_time > start_time)
  99             break;
 100
 101         bluesky_inode_ref(inode);
 102
 103         g_mutex_unlock(fs->lock);
 104
 105         g_mutex_lock(inode->lock);
 106         flushd_dirty_inode(inode);
 107         g_mutex_unlock(inode->lock);
 108         bluesky_inode_unref(inode);
 109
 110         g_mutex_lock(fs->lock);
 111     }
 112
 113     g_mutex_unlock(fs->lock);
 114 }
 115
 116 /* Drop cached data for a given inode, if it is clean.  inode must be locked. */
 117 static void drop_caches(BlueSkyInode *inode)
 118 {
 119     if (inode->type == BLUESKY_REGULAR)
 120         bluesky_file_drop_cached(inode);
 121 }
 122
 123 /* Drop clean data from the cache if needed due to memory pressure. */
 124 static void flushd_clean(BlueSkyFS *fs)
 125 {
 126     g_mutex_lock(fs->lock);
 127
 128     size_t inode_count = g_hash_table_size(fs->inodes);
 129     if (!inode_count)
 130         inode_count = 1;
 131
 132     while (inode_count-- > 0) {
 133 #if 0
 134         if (g_atomic_int_get(&fs->cache_total) < bluesky_watermark_medium_total)
 135             break;
 136 #endif
 137
 138         BlueSkyInode *inode;
 139         if (fs->accessed_list.prev == NULL)
 140             break;
 141         inode = fs->accessed_list.prev->data;
 142
 143         if (bluesky_verbose) {
 144             g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
 145                   "Considering dropping cached data for inode %"PRIu64,
 146                   inode->inum);
 147         }
 148
 149         bluesky_inode_ref(inode);
 150
 151         g_mutex_unlock(fs->lock);
 152
 153         g_mutex_lock(inode->lock);
 154
 155         g_mutex_lock(fs->lock);
 156         bluesky_list_unlink(&fs->accessed_list, inode->accessed_list);
 157         inode->accessed_list = bluesky_list_prepend(&fs->accessed_list, inode);
 158         g_mutex_unlock(fs->lock);
 159
 160         drop_caches(inode);
 161
 162         g_mutex_unlock(inode->lock);
 163         bluesky_inode_unref(inode);
 164
 165         g_mutex_lock(fs->lock);
 166     }
 167
 168     g_mutex_unlock(fs->lock);
 169 }
 170
 171 /* Run the flush daemon for a single iteration, though if it is already
 172  * executing returns immediately. */
 173 static gpointer flushd_task(BlueSkyFS *fs)
 174 {
 175     if (!g_mutex_trylock(fs->flushd_lock))
 176         return NULL;
 177     flushd_dirty(fs);
 178     bluesky_cloudlog_write_log(fs);
 179     flushd_clean(fs);
 180     g_mutex_unlock(fs->flushd_lock);
 181
 182     return NULL;
 183 }
 184
 185 void bluesky_flushd_invoke(BlueSkyFS *fs)
 186 {
 187     g_thread_create((GThreadFunc)flushd_task, fs, FALSE, NULL);
 188 }
 189
 190 void bluesky_flushd_invoke_conditional(BlueSkyFS *fs)
 191 {
 192     if (g_atomic_int_get(&fs->cache_dirty) < bluesky_watermark_high_dirty
 193         && g_atomic_int_get(&fs->cache_total) < bluesky_watermark_high_total)
 194         return;
 195
 196     if (bluesky_verbose) {
 197         g_log("bluesky/flushd", G_LOG_LEVEL_DEBUG,
 198               "Too much data; invoking flushd: dirty=%d total=%d",
 199               g_atomic_int_get(&fs->cache_dirty),
 200               g_atomic_int_get(&fs->cache_total));
 201     }
 202
 203     bluesky_flushd_invoke(fs);
 204 }
 205
 206 /* Start a perpetually-running thread that flushes the cache occasionally. */
 207 static gpointer flushd_thread(BlueSkyFS *fs)
 208 {
 209     while (TRUE) {
 210         bluesky_flushd_invoke(fs);
 211         struct timespec delay;
 212         delay.tv_sec = 2;
 213         delay.tv_nsec = 0;
 214         nanosleep(&delay, NULL);
 215     }
 216
 217     return NULL;
 218 }
 219
 220 void bluesky_flushd_thread_launch(BlueSkyFS *fs)
 221 {
 222     g_thread_create((GThreadFunc)flushd_thread, fs, FALSE, NULL);
 223 }