]> www.infradead.org Git - users/hch/xfsprogs.git/commitdiff
xfs: allow inode-based btrees to reserve space in the data device
authorDarrick J. Wong <djwong@kernel.org>
Tue, 1 Oct 2024 23:00:09 +0000 (16:00 -0700)
committerDarrick J. Wong <djwong@kernel.org>
Wed, 9 Oct 2024 23:29:17 +0000 (16:29 -0700)
Create a new space reservation scheme so that btree metadata for the
realtime volume can reserve space in the data device to avoid space
underruns.

Signed-off-by: Darrick J. Wong <djwong@kernel.org>
12 files changed:
include/xfs_inode.h
include/xfs_mount.h
include/xfs_trace.h
io/inject.c
libxfs/init.c
libxfs/libxfs_priv.h
libxfs/xfs_ag_resv.c
libxfs/xfs_errortag.h
libxfs/xfs_metadir.c
libxfs/xfs_metafile.c
libxfs/xfs_metafile.h
libxfs/xfs_types.h

index 30e171696c80e2721d548327c913d6c16611912d..5bb31eb4aa53058b449f8900801184dfeed32a6c 100644 (file)
@@ -224,7 +224,10 @@ typedef struct xfs_inode {
        struct xfs_ifork        i_df;           /* data fork */
        struct xfs_ifork        i_af;           /* attribute fork */
        struct xfs_inode_log_item *i_itemp;     /* logging information */
-       unsigned int            i_delayed_blks; /* count of delay alloc blks */
+       uint64_t                i_delayed_blks; /* count of delay alloc blks */
+       /* Space that has been set aside to root a btree in this file. */
+       uint64_t                i_meta_resv_asked;
+
        xfs_fsize_t             i_disk_size;    /* number of bytes in file */
        xfs_rfsblock_t          i_nblocks;      /* # of direct & btree blocks */
        prid_t                  i_projid;       /* owner's project id */
index 19d08cf047f2028136728ef68b5299658935a01b..532bff8513bf5357a3c167da7c1f2503d2483cbe 100644 (file)
@@ -115,6 +115,7 @@ typedef struct xfs_mount {
        uint                    m_rmap_maxlevels; /* max rmap btree levels */
        uint                    m_refc_maxlevels; /* max refc btree levels */
        unsigned int            m_agbtree_maxlevels; /* max level of all AG btrees */
+       unsigned int            m_rtbtree_maxlevels; /* max level of all rt btrees */
        xfs_extlen_t            m_ag_prealloc_blocks; /* reserved ag blocks */
        uint                    m_alloc_set_aside; /* space we can't use */
        uint                    m_ag_max_usable; /* max space per AG */
index a53ce092c8ea3be7a7beafecc575f1cce418f14f..30166c11dd597b54756818dd1b3402e8cdd1b03e 100644 (file)
 #define trace_xfs_group_put(...)               ((void) 0)
 #define trace_xfs_group_rele(...)              ((void) 0)
 
+#define trace_xfs_metafile_resv_alloc_space(...)       ((void) 0)
+#define trace_xfs_metafile_resv_critical(...)  ((void) 0)
+#define trace_xfs_metafile_resv_free(...)              ((void) 0)
+#define trace_xfs_metafile_resv_free_space(...)        ((void) 0)
+#define trace_xfs_metafile_resv_init(...)              ((void) 0)
+#define trace_xfs_metafile_resv_init_error(...)        ((void) 0)
+
 #endif /* __TRACE_H__ */
index 4aeb6da326b4fd166c8276c8a73e612842e52779..7b9a76406cc54dd0e3bcb963a525bd46269bc674 100644 (file)
@@ -64,6 +64,7 @@ error_tag(char *name)
                { XFS_ERRTAG_WB_DELAY_MS,               "wb_delay_ms" },
                { XFS_ERRTAG_WRITE_DELAY_MS,            "write_delay_ms" },
                { XFS_ERRTAG_EXCHMAPS_FINISH_ONE,       "exchmaps_finish_one" },
+               { XFS_ERRTAG_METAFILE_RESV_CRITICAL,    "metafile_resv_crit" },
                { XFS_ERRTAG_MAX,                       NULL }
        };
        int     count;
index dd2be84c090ba42176bf916e9d167d39ad08aada..6a8fb480ec3395b0f39cb6511337e91af3ad0d87 100644 (file)
@@ -598,6 +598,15 @@ xfs_agbtree_compute_maxlevels(
        mp->m_agbtree_maxlevels = max(levels, mp->m_refc_maxlevels);
 }
 
+/* Compute maximum possible height for realtime btree types for this fs. */
+static inline void
+xfs_rtbtree_compute_maxlevels(
+       struct xfs_mount        *mp)
+{
+       /* This will be filled in later. */
+       mp->m_rtbtree_maxlevels = 0;
+}
+
 /* Compute maximum possible height of all btrees. */
 void
 libxfs_compute_all_maxlevels(
@@ -614,7 +623,7 @@ libxfs_compute_all_maxlevels(
        xfs_refcountbt_compute_maxlevels(mp);
 
        xfs_agbtree_compute_maxlevels(mp);
-
+       xfs_rtbtree_compute_maxlevels(mp);
 }
 
 /* Mount the metadata files under the metadata directory tree. */
index fc43fc8c9edab5d15744b5798ff70ff8e0a00d20..4bab51204c0cab2f5347940d64c33d2c44a2c048 100644 (file)
@@ -218,6 +218,17 @@ uint32_t get_random_u32(void);
 #define get_random_u32()       (0)
 #endif
 
+static inline int
+__percpu_counter_compare(uint64_t *count, int64_t rhs, int32_t batch)
+{
+       if (*count > rhs)
+               return 1;
+       else if (*count < rhs)
+               return -1;
+       return 0;
+}
+
+
 #define PAGE_SIZE              getpagesize()
 extern unsigned int PAGE_SHIFT;
 
index f5cbaa94664f22ffa9f5759f78891279be09e028..83cac20331fd349ae3a0313d3624c29e2a1171c3 100644 (file)
@@ -113,6 +113,7 @@ xfs_ag_resv_needed(
        case XFS_AG_RESV_RMAPBT:
                len -= xfs_perag_resv(pag, type)->ar_reserved;
                break;
+       case XFS_AG_RESV_METAFILE:
        case XFS_AG_RESV_NONE:
                /* empty */
                break;
@@ -346,6 +347,7 @@ xfs_ag_resv_alloc_extent(
 
        switch (type) {
        case XFS_AG_RESV_AGFL:
+       case XFS_AG_RESV_METAFILE:
                return;
        case XFS_AG_RESV_METADATA:
        case XFS_AG_RESV_RMAPBT:
@@ -388,6 +390,7 @@ xfs_ag_resv_free_extent(
 
        switch (type) {
        case XFS_AG_RESV_AGFL:
+       case XFS_AG_RESV_METAFILE:
                return;
        case XFS_AG_RESV_METADATA:
        case XFS_AG_RESV_RMAPBT:
index 7002d7676a7884dc185877b7fe7a293f9446a3f4..a53c5d40e084dc558813405c4af562d1b30f8a97 100644 (file)
@@ -64,7 +64,8 @@
 #define XFS_ERRTAG_WB_DELAY_MS                         42
 #define XFS_ERRTAG_WRITE_DELAY_MS                      43
 #define XFS_ERRTAG_EXCHMAPS_FINISH_ONE                 44
-#define XFS_ERRTAG_MAX                                 45
+#define XFS_ERRTAG_METAFILE_RESV_CRITICAL              45
+#define XFS_ERRTAG_MAX                                 46
 
 /*
  * Random factors for above tags, 1 means always, 2 means 1/2 time, etc.
 #define XFS_RANDOM_WB_DELAY_MS                         3000
 #define XFS_RANDOM_WRITE_DELAY_MS                      3000
 #define XFS_RANDOM_EXCHMAPS_FINISH_ONE                 1
+#define XFS_RANDOM_METAFILE_RESV_CRITICAL              4
 
 #endif /* __XFS_ERRORTAG_H_ */
index b5f05925e73a4e69536beb0ace12984fdbd1ed6e..253fbf48e170e0e92a824359a98063b8894350fa 100644 (file)
@@ -28,6 +28,9 @@
 #include "xfs_dir2_priv.h"
 #include "xfs_parent.h"
 #include "xfs_health.h"
+#include "xfs_errortag.h"
+#include "xfs_btree.h"
+#include "xfs_alloc.h"
 
 /*
  * Metadata Directory Tree
index 3bd9493373115afff277263b695fa0eca65e8b84..435b8f8bf6b8189a61a845988eeeade84421f885 100644 (file)
@@ -17,6 +17,8 @@
 #include "xfs_metafile.h"
 #include "xfs_trace.h"
 #include "xfs_inode.h"
+#include "xfs_errortag.h"
+#include "xfs_alloc.h"
 
 /* Set up an inode to be recognized as a metadata directory inode. */
 void
@@ -50,3 +52,203 @@ xfs_metafile_clear_iflag(
        ip->i_diflags2 &= ~XFS_DIFLAG2_METADATA;
        xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
 }
+
+/*
+ * Is the amount of space that could be allocated towards a given metadata
+ * file at or beneath a certain threshold?
+ */
+static inline bool
+xfs_metafile_resv_can_cover(
+       struct xfs_inode        *ip,
+       int64_t                 rhs)
+{
+       /*
+        * The amount of space that can be allocated to this metadata file is
+        * the remaining reservation for the particular metadata file + the
+        * global free block count.  Take care of the first case to avoid
+        * touching the per-cpu counter.
+        */
+       if (ip->i_delayed_blks >= rhs)
+               return true;
+
+       /*
+        * There aren't enough blocks left in the inode's reservation, but it
+        * isn't critical unless there also isn't enough free space.
+        */
+       return __percpu_counter_compare(&ip->i_mount->m_fdblocks,
+                       rhs - ip->i_delayed_blks, 2048) >= 0;
+}
+
+/*
+ * Is this metadata file critically low on blocks?  For now we'll define that
+ * as the number of blocks we can get our hands on being less than 10% of what
+ * we reserved or less than some arbitrary number (maximum btree height).
+ */
+bool
+xfs_metafile_resv_critical(
+       struct xfs_inode        *ip)
+{
+       uint64_t                asked_low_water;
+
+       if (!ip)
+               return false;
+
+       ASSERT(xfs_is_metadir_inode(ip));
+       trace_xfs_metafile_resv_critical(ip, 0);
+
+       if (!xfs_metafile_resv_can_cover(ip, ip->i_mount->m_rtbtree_maxlevels))
+               return true;
+
+       asked_low_water = div_u64(ip->i_meta_resv_asked, 10);
+       if (!xfs_metafile_resv_can_cover(ip, asked_low_water))
+               return true;
+
+       return XFS_TEST_ERROR(false, ip->i_mount,
+                       XFS_ERRTAG_METAFILE_RESV_CRITICAL);
+}
+
+/* Allocate a block from the metadata file's reservation. */
+void
+xfs_metafile_resv_alloc_space(
+       struct xfs_inode        *ip,
+       struct xfs_alloc_arg    *args)
+{
+       int64_t                 len = args->len;
+
+       ASSERT(xfs_is_metadir_inode(ip));
+       ASSERT(XFS_IS_DQDETACHED(ip));
+       ASSERT(args->resv == XFS_AG_RESV_METAFILE);
+
+       trace_xfs_metafile_resv_alloc_space(ip, args->len);
+
+       /*
+        * Allocate the blocks from the metadata inode's block reservation
+        * and update the ondisk sb counter.
+        */
+       if (ip->i_delayed_blks > 0) {
+               int64_t         from_resv;
+
+               from_resv = min_t(int64_t, len, ip->i_delayed_blks);
+               ip->i_delayed_blks -= from_resv;
+               xfs_mod_delalloc(ip, 0, -from_resv);
+               xfs_trans_mod_sb(args->tp, XFS_TRANS_SB_RES_FDBLOCKS,
+                               -from_resv);
+               len -= from_resv;
+       }
+
+       /*
+        * Any allocation in excess of the reservation requires in-core and
+        * on-disk fdblocks updates.  If we can grab @len blocks from the
+        * in-core fdblocks then all we need to do is update the on-disk
+        * superblock; if not, then try to steal some from the transaction's
+        * block reservation.  Overruns are only expected for rmap btrees.
+        */
+       if (len) {
+               unsigned int    field;
+               int             error;
+
+               error = xfs_dec_fdblocks(ip->i_mount, len, true);
+               if (error)
+                       field = XFS_TRANS_SB_FDBLOCKS;
+               else
+                       field = XFS_TRANS_SB_RES_FDBLOCKS;
+
+               xfs_trans_mod_sb(args->tp, field, -len);
+       }
+
+       ip->i_nblocks += args->len;
+       xfs_trans_log_inode(args->tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
+}
+
+/* Free a block to the metadata file's reservation. */
+void
+xfs_metafile_resv_free_space(
+       struct xfs_inode        *ip,
+       struct xfs_trans        *tp,
+       xfs_filblks_t           len)
+{
+       int64_t                 to_resv;
+
+       ASSERT(xfs_is_metadir_inode(ip));
+       ASSERT(XFS_IS_DQDETACHED(ip));
+       trace_xfs_metafile_resv_free_space(ip, len);
+
+       ip->i_nblocks -= len;
+       xfs_trans_log_inode(tp, ip, XFS_ILOG_CORE);
+
+       /*
+        * Add the freed blocks back into the inode's delalloc reservation
+        * until it reaches the maximum size.  Update the ondisk fdblocks only.
+        */
+       to_resv = ip->i_meta_resv_asked - (ip->i_nblocks + ip->i_delayed_blks);
+       if (to_resv > 0) {
+               to_resv = min_t(int64_t, to_resv, len);
+               ip->i_delayed_blks += to_resv;
+               xfs_mod_delalloc(ip, 0, to_resv);
+               xfs_trans_mod_sb(tp, XFS_TRANS_SB_RES_FDBLOCKS, to_resv);
+               len -= to_resv;
+       }
+
+       /*
+        * Everything else goes back to the filesystem, so update the in-core
+        * and on-disk counters.
+        */
+       if (len)
+               xfs_trans_mod_sb(tp, XFS_TRANS_SB_FDBLOCKS, len);
+}
+
+/* Release a metadata file's space reservation. */
+void
+xfs_metafile_resv_free(
+       struct xfs_inode        *ip)
+{
+       if (!ip)
+               return;
+
+       ASSERT(xfs_is_metadir_inode(ip));
+       trace_xfs_metafile_resv_free(ip, 0);
+
+       xfs_mod_delalloc(ip, 0, -ip->i_delayed_blks);
+       xfs_add_fdblocks(ip->i_mount, ip->i_delayed_blks);
+       ip->i_delayed_blks = 0;
+       ip->i_meta_resv_asked = 0;
+}
+
+/* Set up a metadata file's space reservation. */
+int
+xfs_metafile_resv_init(
+       struct xfs_inode        *ip,
+       xfs_filblks_t           ask)
+{
+       xfs_filblks_t           hidden_space;
+       xfs_filblks_t           used;
+       int                     error;
+
+       if (!ip || ip->i_meta_resv_asked > 0)
+               return 0;
+
+       ASSERT(xfs_is_metadir_inode(ip));
+
+       /*
+        * Space taken by all other metadata btrees are accounted on-disk as
+        * used space.  We therefore only hide the space that is reserved but
+        * not used by the trees.
+        */
+       used = ip->i_nblocks;
+       if (used > ask)
+               ask = used;
+       hidden_space = ask - used;
+
+       error = xfs_dec_fdblocks(ip->i_mount, hidden_space, true);
+       if (error) {
+               trace_xfs_metafile_resv_init_error(ip, error, _RET_IP_);
+               return error;
+       }
+
+       xfs_mod_delalloc(ip, 0, hidden_space);
+       ip->i_delayed_blks = hidden_space;
+       ip->i_meta_resv_asked = ask;
+
+       trace_xfs_metafile_resv_init(ip, ask);
+       return 0;
+}
index acec400123db05dba80c2027f58f07f26efcd910..8d8f08a6071c2333176efa853734263bbabbbab9 100644 (file)
@@ -21,6 +21,17 @@ void xfs_metafile_set_iflag(struct xfs_trans *tp, struct xfs_inode *ip,
                enum xfs_metafile_type metafile_type);
 void xfs_metafile_clear_iflag(struct xfs_trans *tp, struct xfs_inode *ip);
 
+/* Space reservations for metadata inodes. */
+struct xfs_alloc_arg;
+
+bool xfs_metafile_resv_critical(struct xfs_inode *ip);
+void xfs_metafile_resv_alloc_space(struct xfs_inode *ip,
+               struct xfs_alloc_arg *args);
+void xfs_metafile_resv_free_space(struct xfs_inode *ip, struct xfs_trans *tp,
+               xfs_filblks_t len);
+void xfs_metafile_resv_free(struct xfs_inode *ip);
+int xfs_metafile_resv_init(struct xfs_inode *ip, xfs_filblks_t ask);
+
 /* Code specific to kernel/userspace; must be provided externally. */
 
 int xfs_trans_metafile_iget(struct xfs_trans *tp, xfs_ino_t ino,
index b7ff777ebacb8ae81b4c4383f599d6249f63e158..5661590d68403301186af3aa5db449e1f12f8e94 100644 (file)
@@ -202,6 +202,13 @@ enum xfs_ag_resv_type {
         * altering fdblocks.  If you think you need this you're wrong.
         */
        XFS_AG_RESV_IGNORE,
+
+       /*
+        * This allocation activity is being done on behalf of a metadata file.
+        * These files maintain their own permanent space reservations and are
+        * required to adjust fdblocks using the xfs_metafile_resv_* helpers.
+        */
+       XFS_AG_RESV_METAFILE,
 };
 
 /* Results of scanning a btree keyspace to check occupancy. */