sys/kern/kern_alq.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2002, Jeffrey Roberson <jeff@freebsd.org>
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
  10  *    disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  16  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  17  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  18  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  19  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  20  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  21  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  22  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  23  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  24  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 #include <sys/cdefs.h>
  28 __FBSDID("$FreeBSD$");
  29
  30 #include "opt_mac.h"
  31
  32 #include <sys/param.h>
  33 #include <sys/systm.h>
  34 #include <sys/kernel.h>
  35 #include <sys/kthread.h>
  36 #include <sys/lock.h>
  37 #include <sys/mac.h>
  38 #include <sys/mutex.h>
  39 #include <sys/namei.h>
  40 #include <sys/proc.h>
  41 #include <sys/vnode.h>
  42 #include <sys/alq.h>
  43 #include <sys/malloc.h>
  44 #include <sys/unistd.h>
  45 #include <sys/fcntl.h>
  46 #include <sys/eventhandler.h>
  47
  48 /* Async. Logging Queue */
  49 struct alq {
  50         int     aq_entmax;              /* Max entries */
  51         int     aq_entlen;              /* Entry length */
  52         char    *aq_entbuf;             /* Buffer for stored entries */
  53         int     aq_flags;               /* Queue flags */
  54         struct mtx      aq_mtx;         /* Queue lock */
  55         struct vnode    *aq_vp;         /* Open vnode handle */
  56         struct ucred    *aq_cred;       /* Credentials of the opening thread */
  57         struct ale      *aq_first;      /* First ent */
  58         struct ale      *aq_entfree;    /* First free ent */
  59         struct ale      *aq_entvalid;   /* First ent valid for writing */
  60         LIST_ENTRY(alq) aq_act;         /* List of active queues */
  61         LIST_ENTRY(alq) aq_link;        /* List of all queues */
  62 };
  63
  64 #define AQ_WANTED       0x0001          /* Wakeup sleeper when io is done */
  65 #define AQ_ACTIVE       0x0002          /* on the active list */
  66 #define AQ_FLUSHING     0x0004          /* doing IO */
  67 #define AQ_SHUTDOWN     0x0008          /* Queue no longer valid */
  68
  69 #define ALQ_LOCK(alq)   mtx_lock_spin(&(alq)->aq_mtx)
  70 #define ALQ_UNLOCK(alq) mtx_unlock_spin(&(alq)->aq_mtx)
  71
  72 static MALLOC_DEFINE(M_ALD, "ALD", "ALD");
  73
  74 /*
  75  * The ald_mtx protects the ald_queues list and the ald_active list.
  76  */
  77 static struct mtx ald_mtx;
  78 static LIST_HEAD(, alq) ald_queues;
  79 static LIST_HEAD(, alq) ald_active;
  80 static int ald_shutingdown = 0;
  81 struct thread *ald_thread;
  82 static struct proc *ald_proc;
  83
  84 #define ALD_LOCK()      mtx_lock(&ald_mtx)
  85 #define ALD_UNLOCK()    mtx_unlock(&ald_mtx)
  86
  87 /* Daemon functions */
  88 static int ald_add(struct alq *);
  89 static int ald_rem(struct alq *);
  90 static void ald_startup(void *);
  91 static void ald_daemon(void);
  92 static void ald_shutdown(void *, int);
  93 static void ald_activate(struct alq *);
  94 static void ald_deactivate(struct alq *);
  95
  96 /* Internal queue functions */
  97 static void alq_shutdown(struct alq *);
  98 static int alq_doio(struct alq *);
  99
 100
 101 /*
 102  * Add a new queue to the global list.  Fail if we're shutting down.
 103  */
 104 static int
 105 ald_add(struct alq *alq)
 106 {
 107         int error;
 108
 109         error = 0;
 110
 111         ALD_LOCK();
 112         if (ald_shutingdown) {
 113                 error = EBUSY;
 114                 goto done;
 115         }
 116         LIST_INSERT_HEAD(&ald_queues, alq, aq_link);
 117 done:
 118         ALD_UNLOCK();
 119         return (error);
 120 }
 121
 122 /*
 123  * Remove a queue from the global list unless we're shutting down.  If so,
 124  * the ald will take care of cleaning up it's resources.
 125  */
 126 static int
 127 ald_rem(struct alq *alq)
 128 {
 129         int error;
 130
 131         error = 0;
 132
 133         ALD_LOCK();
 134         if (ald_shutingdown) {
 135                 error = EBUSY;
 136                 goto done;
 137         }
 138         LIST_REMOVE(alq, aq_link);
 139 done:
 140         ALD_UNLOCK();
 141         return (error);
 142 }
 143
 144 /*
 145  * Put a queue on the active list.  This will schedule it for writing.
 146  */
 147 static void
 148 ald_activate(struct alq *alq)
 149 {
 150         LIST_INSERT_HEAD(&ald_active, alq, aq_act);
 151         wakeup(&ald_active);
 152 }
 153
 154 static void
 155 ald_deactivate(struct alq *alq)
 156 {
 157         LIST_REMOVE(alq, aq_act);
 158         alq->aq_flags &= ~AQ_ACTIVE;
 159 }
 160
 161 static void
 162 ald_startup(void *unused)
 163 {
 164         mtx_init(&ald_mtx, "ALDmtx", NULL, MTX_DEF|MTX_QUIET);
 165         LIST_INIT(&ald_queues);
 166         LIST_INIT(&ald_active);
 167 }
 168
 169 static void
 170 ald_daemon(void)
 171 {
 172         int needwakeup;
 173         struct alq *alq;
 174
 175         mtx_lock(&Giant);
 176
 177         ald_thread = FIRST_THREAD_IN_PROC(ald_proc);
 178
 179         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, ald_shutdown, NULL,
 180             SHUTDOWN_PRI_FIRST);
 181
 182         ALD_LOCK();
 183
 184         for (;;) {
 185                 while ((alq = LIST_FIRST(&ald_active)) == NULL)
 186                         msleep(&ald_active, &ald_mtx, PWAIT, "aldslp", 0);
 187
 188                 ALQ_LOCK(alq);
 189                 ald_deactivate(alq);
 190                 ALD_UNLOCK();
 191                 needwakeup = alq_doio(alq);
 192                 ALQ_UNLOCK(alq);
 193                 if (needwakeup)
 194                         wakeup(alq);
 195                 ALD_LOCK();
 196         }
 197 }
 198
 199 static void
 200 ald_shutdown(void *arg, int howto)
 201 {
 202         struct alq *alq;
 203
 204         ALD_LOCK();
 205         ald_shutingdown = 1;
 206
 207         while ((alq = LIST_FIRST(&ald_queues)) != NULL) {
 208                 LIST_REMOVE(alq, aq_link);
 209                 ALD_UNLOCK();
 210                 alq_shutdown(alq);
 211                 ALD_LOCK();
 212         }
 213         ALD_UNLOCK();
 214 }
 215
 216 static void
 217 alq_shutdown(struct alq *alq)
 218 {
 219         ALQ_LOCK(alq);
 220
 221         /* Stop any new writers. */
 222         alq->aq_flags |= AQ_SHUTDOWN;
 223
 224         /* Drain IO */
 225         while (alq->aq_flags & (AQ_FLUSHING|AQ_ACTIVE)) {
 226                 alq->aq_flags |= AQ_WANTED;
 227                 ALQ_UNLOCK(alq);
 228                 tsleep(alq, PWAIT, "aldclose", 0);
 229                 ALQ_LOCK(alq);
 230         }
 231         ALQ_UNLOCK(alq);
 232
 233         vn_close(alq->aq_vp, FWRITE, alq->aq_cred,
 234             curthread);
 235         crfree(alq->aq_cred);
 236 }
 237
 238 /*
 239  * Flush all pending data to disk.  This operation will block.
 240  */
 241 static int
 242 alq_doio(struct alq *alq)
 243 {
 244         struct thread *td;
 245         struct mount *mp;
 246         struct vnode *vp;
 247         struct uio auio;
 248         struct iovec aiov[2];
 249         struct ale *ale;
 250         struct ale *alstart;
 251         int totlen;
 252         int iov;
 253
 254         vp = alq->aq_vp;
 255         td = curthread;
 256         totlen = 0;
 257         iov = 0;
 258
 259         alstart = ale = alq->aq_entvalid;
 260         alq->aq_entvalid = NULL;
 261
 262         bzero(&aiov, sizeof(aiov));
 263         bzero(&auio, sizeof(auio));
 264
 265         do {
 266                 if (aiov[iov].iov_base == NULL)
 267                         aiov[iov].iov_base = ale->ae_data;
 268                 aiov[iov].iov_len += alq->aq_entlen;
 269                 totlen += alq->aq_entlen;
 270                 /* Check to see if we're wrapping the buffer */
 271                 if (ale->ae_data + alq->aq_entlen != ale->ae_next->ae_data)
 272                         iov++;
 273                 ale->ae_flags &= ~AE_VALID;
 274                 ale = ale->ae_next;
 275         } while (ale->ae_flags & AE_VALID);
 276
 277         alq->aq_flags |= AQ_FLUSHING;
 278         ALQ_UNLOCK(alq);
 279
 280         if (iov == 2 || aiov[iov].iov_base == NULL)
 281                 iov--;
 282
 283         auio.uio_iov = &aiov[0];
 284         auio.uio_offset = 0;
 285         auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
 286         auio.uio_rw = UIO_WRITE;
 287         auio.uio_iovcnt = iov + 1;
 288         auio.uio_resid = totlen;
 289         auio.uio_td = td;
 290
 291         /*
 292          * Do all of the junk required to write now.
 293          */
 294         vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
 295         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY, td);
 296         VOP_LEASE(vp, td, alq->aq_cred, LEASE_WRITE);
 297         /*
 298          * XXX: VOP_WRITE error checks are ignored.
 299          */
 300 #ifdef MAC
 301         if (mac_check_vnode_write(alq->aq_cred, NOCRED, vp) == 0)
 302 #endif
 303                 VOP_WRITE(vp, &auio, IO_UNIT | IO_APPEND, alq->aq_cred);
 304         VOP_UNLOCK(vp, 0, td);
 305         vn_finished_write(mp);
 306
 307         ALQ_LOCK(alq);
 308         alq->aq_flags &= ~AQ_FLUSHING;
 309
 310         if (alq->aq_entfree == NULL)
 311                 alq->aq_entfree = alstart;
 312
 313         if (alq->aq_flags & AQ_WANTED) {
 314                 alq->aq_flags &= ~AQ_WANTED;
 315                 return (1);
 316         }
 317
 318         return(0);
 319 }
 320
 321 static struct kproc_desc ald_kp = {
 322         "ALQ Daemon",
 323         ald_daemon,
 324         &ald_proc
 325 };
 326
 327 SYSINIT(aldthread, SI_SUB_KTHREAD_IDLE, SI_ORDER_ANY, kproc_start, &ald_kp)
 328 SYSINIT(ald, SI_SUB_LOCK, SI_ORDER_ANY, ald_startup, NULL)
 329
 330
 331 /* User visible queue functions */
 332
 333 /*
 334  * Create the queue data structure, allocate the buffer, and open the file.
 335  */
 336 int
 337 alq_open(struct alq **alqp, const char *file, struct ucred *cred, int cmode,
 338     int size, int count)
 339 {
 340         struct thread *td;
 341         struct nameidata nd;
 342         struct ale *ale;
 343         struct ale *alp;
 344         struct alq *alq;
 345         char *bufp;
 346         int flags;
 347         int error;
 348         int i;
 349
 350         *alqp = NULL;
 351         td = curthread;
 352
 353         NDINIT(&nd, LOOKUP, NOFOLLOW, UIO_SYSSPACE, file, td);
 354         flags = FWRITE | O_NOFOLLOW | O_CREAT;
 355
 356         error = vn_open_cred(&nd, &flags, cmode, cred, -1);
 357         if (error)
 358                 return (error);
 359
 360         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
 361         /* We just unlock so we hold a reference */
 362         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0, td);
 363
 364         alq = malloc(sizeof(*alq), M_ALD, M_WAITOK|M_ZERO);
 365         alq->aq_entbuf = malloc(count * size, M_ALD, M_WAITOK|M_ZERO);
 366         alq->aq_first = malloc(sizeof(*ale) * count, M_ALD, M_WAITOK|M_ZERO);
 367         alq->aq_vp = nd.ni_vp;
 368         alq->aq_cred = crhold(cred);
 369         alq->aq_entmax = count;
 370         alq->aq_entlen = size;
 371         alq->aq_entfree = alq->aq_first;
 372
 373         mtx_init(&alq->aq_mtx, "ALD Queue", NULL, MTX_SPIN|MTX_QUIET);
 374
 375         bufp = alq->aq_entbuf;
 376         ale = alq->aq_first;
 377         alp = NULL;
 378
 379         /* Match up entries with buffers */
 380         for (i = 0; i < count; i++) {
 381                 if (alp)
 382                         alp->ae_next = ale;
 383                 ale->ae_data = bufp;
 384                 alp = ale;
 385                 ale++;
 386                 bufp += size;
 387         }
 388
 389         alp->ae_next = alq->aq_first;
 390
 391         if ((error = ald_add(alq)) != 0)
 392                 return (error);
 393         *alqp = alq;
 394
 395         return (0);
 396 }
 397
 398 /*
 399  * Copy a new entry into the queue.  If the operation would block either
 400  * wait or return an error depending on the value of waitok.
 401  */
 402 int
 403 alq_write(struct alq *alq, void *data, int waitok)
 404 {
 405         struct ale *ale;
 406
 407         if ((ale = alq_get(alq, waitok)) == NULL)
 408                 return (EWOULDBLOCK);
 409
 410         bcopy(data, ale->ae_data, alq->aq_entlen);
 411         alq_post(alq, ale);
 412
 413         return (0);
 414 }
 415
 416 struct ale *
 417 alq_get(struct alq *alq, int waitok)
 418 {
 419         struct ale *ale;
 420         struct ale *aln;
 421
 422         ale = NULL;
 423
 424         ALQ_LOCK(alq);
 425
 426         /* Loop until we get an entry or we're shutting down */
 427         while ((alq->aq_flags & AQ_SHUTDOWN) == 0 &&
 428             (ale = alq->aq_entfree) == NULL &&
 429             (waitok & ALQ_WAITOK)) {
 430                 alq->aq_flags |= AQ_WANTED;
 431                 ALQ_UNLOCK(alq);
 432                 tsleep(alq, PWAIT, "alqget", 0);
 433                 ALQ_LOCK(alq);
 434         }
 435
 436         if (ale != NULL) {
 437                 aln = ale->ae_next;
 438                 if ((aln->ae_flags & AE_VALID) == 0)
 439                         alq->aq_entfree = aln;
 440                 else
 441                         alq->aq_entfree = NULL;
 442         } else
 443                 ALQ_UNLOCK(alq);
 444
 445
 446         return (ale);
 447 }
 448
 449 void
 450 alq_post(struct alq *alq, struct ale *ale)
 451 {
 452         int activate;
 453
 454         ale->ae_flags |= AE_VALID;
 455
 456         if (alq->aq_entvalid == NULL)
 457                 alq->aq_entvalid = ale;
 458
 459         if ((alq->aq_flags & AQ_ACTIVE) == 0) {
 460                 alq->aq_flags |= AQ_ACTIVE;
 461                 activate = 1;
 462         } else
 463                 activate = 0;
 464
 465         ALQ_UNLOCK(alq);
 466         if (activate) {
 467                 ALD_LOCK();
 468                 ald_activate(alq);
 469                 ALD_UNLOCK();
 470         }
 471 }
 472
 473 void
 474 alq_flush(struct alq *alq)
 475 {
 476         int needwakeup = 0;
 477
 478         ALD_LOCK();
 479         ALQ_LOCK(alq);
 480         if (alq->aq_flags & AQ_ACTIVE) {
 481                 ald_deactivate(alq);
 482                 ALD_UNLOCK();
 483                 needwakeup = alq_doio(alq);
 484         } else
 485                 ALD_UNLOCK();
 486         ALQ_UNLOCK(alq);
 487
 488         if (needwakeup)
 489                 wakeup(alq);
 490 }
 491
 492 /*
 493  * Flush remaining data, close the file and free all resources.
 494  */
 495 void
 496 alq_close(struct alq *alq)
 497 {
 498         /*
 499          * If we're already shuting down someone else will flush and close
 500          * the vnode.
 501          */
 502         if (ald_rem(alq) != 0)
 503                 return;
 504
 505         /*
 506          * Drain all pending IO.
 507          */
 508         alq_shutdown(alq);
 509
 510         mtx_destroy(&alq->aq_mtx);
 511         free(alq->aq_first, M_ALD);
 512         free(alq->aq_entbuf, M_ALD);
 513         free(alq, M_ALD);
 514 }