Blame SOURCES/0008-exfat-add-exfat-cache.patch

Kmods SIG 50e2b3
From c35b6810c4952ae5776607e2c1d6a587425d5834 Mon Sep 17 00:00:00 2001
Kmods SIG 50e2b3
From: Namjae Jeon <namjae.jeon@samsung.com>
Kmods SIG 50e2b3
Date: Mon, 2 Mar 2020 15:21:39 +0900
Kmods SIG 50e2b3
Subject: [Backport c35b6810c495] exfat: add exfat cache
Kmods SIG 50e2b3
MIME-Version: 1.0
Kmods SIG 50e2b3
Content-Type: text/plain; charset=UTF-8
Kmods SIG 50e2b3
Content-Transfer-Encoding: 8bit
Kmods SIG 50e2b3
Kmods SIG 50e2b3
This adds the implementation of exfat cache.
Kmods SIG 50e2b3
Kmods SIG 50e2b3
Signed-off-by: Namjae Jeon <namjae.jeon@samsung.com>
Kmods SIG 50e2b3
Signed-off-by: Sungjong Seo <sj1557.seo@samsung.com>
Kmods SIG 50e2b3
Reviewed-by: Pali Rohár <pali.rohar@gmail.com>
Kmods SIG 50e2b3
Reviewed-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Kmods SIG 50e2b3
Signed-off-by: Al Viro <viro@zeniv.linux.org.uk>
Kmods SIG 50e2b3
---
Kmods SIG 50e2b3
 src/cache.c | 325 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
Kmods SIG 50e2b3
 1 file changed, 325 insertions(+)
Kmods SIG 50e2b3
 create mode 100644 src/cache.c
Kmods SIG 50e2b3
Kmods SIG 50e2b3
diff --git a/src/cache.c b/src/cache.c
Kmods SIG 50e2b3
new file mode 100644
Kmods SIG 50e2b3
index 0000000000000000000000000000000000000000..03d0824fc368a5b10241082e271dd4bfefd26ada
Kmods SIG 50e2b3
--- /dev/null
Kmods SIG 50e2b3
+++ b/src/cache.c
Kmods SIG 50e2b3
@@ -0,0 +1,325 @@
Kmods SIG 50e2b3
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
Kmods SIG 50e2b3
+/*
Kmods SIG 50e2b3
+ *  linux/fs/fat/cache.c
Kmods SIG 50e2b3
+ *
Kmods SIG 50e2b3
+ *  Written 1992,1993 by Werner Almesberger
Kmods SIG 50e2b3
+ *
Kmods SIG 50e2b3
+ *  Mar 1999. AV. Changed cache, so that it uses the starting cluster instead
Kmods SIG 50e2b3
+ *	of inode number.
Kmods SIG 50e2b3
+ *  May 1999. AV. Fixed the bogosity with FAT32 (read "FAT28"). Fscking lusers.
Kmods SIG 50e2b3
+ *  Copyright (C) 2012-2013 Samsung Electronics Co., Ltd.
Kmods SIG 50e2b3
+ */
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+#include <linux/slab.h>
Kmods SIG 50e2b3
+#include <asm/unaligned.h>
Kmods SIG 50e2b3
+#include <linux/buffer_head.h>
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+#include "exfat_raw.h"
Kmods SIG 50e2b3
+#include "exfat_fs.h"
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+#define EXFAT_CACHE_VALID	0
Kmods SIG 50e2b3
+#define EXFAT_MAX_CACHE		16
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+struct exfat_cache {
Kmods SIG 50e2b3
+	struct list_head cache_list;
Kmods SIG 50e2b3
+	unsigned int nr_contig;	/* number of contiguous clusters */
Kmods SIG 50e2b3
+	unsigned int fcluster;	/* cluster number in the file. */
Kmods SIG 50e2b3
+	unsigned int dcluster;	/* cluster number on disk. */
Kmods SIG 50e2b3
+};
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+struct exfat_cache_id {
Kmods SIG 50e2b3
+	unsigned int id;
Kmods SIG 50e2b3
+	unsigned int nr_contig;
Kmods SIG 50e2b3
+	unsigned int fcluster;
Kmods SIG 50e2b3
+	unsigned int dcluster;
Kmods SIG 50e2b3
+};
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+static struct kmem_cache *exfat_cachep;
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+static void exfat_cache_init_once(void *c)
Kmods SIG 50e2b3
+{
Kmods SIG 50e2b3
+	struct exfat_cache *cache = (struct exfat_cache *)c;
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	INIT_LIST_HEAD(&cache->cache_list);
Kmods SIG 50e2b3
+}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+int exfat_cache_init(void)
Kmods SIG 50e2b3
+{
Kmods SIG 50e2b3
+	exfat_cachep = kmem_cache_create("exfat_cache",
Kmods SIG 50e2b3
+				sizeof(struct exfat_cache),
Kmods SIG 50e2b3
+				0, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|SLAB_MEM_SPREAD,
Kmods SIG 50e2b3
+				exfat_cache_init_once);
Kmods SIG 50e2b3
+	if (!exfat_cachep)
Kmods SIG 50e2b3
+		return -ENOMEM;
Kmods SIG 50e2b3
+	return 0;
Kmods SIG 50e2b3
+}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+void exfat_cache_shutdown(void)
Kmods SIG 50e2b3
+{
Kmods SIG 50e2b3
+	if (!exfat_cachep)
Kmods SIG 50e2b3
+		return;
Kmods SIG 50e2b3
+	kmem_cache_destroy(exfat_cachep);
Kmods SIG 50e2b3
+}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+void exfat_cache_init_inode(struct inode *inode)
Kmods SIG 50e2b3
+{
Kmods SIG 50e2b3
+	struct exfat_inode_info *ei = EXFAT_I(inode);
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	spin_lock_init(&ei->cache_lru_lock);
Kmods SIG 50e2b3
+	ei->nr_caches = 0;
Kmods SIG 50e2b3
+	ei->cache_valid_id = EXFAT_CACHE_VALID + 1;
Kmods SIG 50e2b3
+	INIT_LIST_HEAD(&ei->cache_lru);
Kmods SIG 50e2b3
+}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+static inline struct exfat_cache *exfat_cache_alloc(void)
Kmods SIG 50e2b3
+{
Kmods SIG 50e2b3
+	return kmem_cache_alloc(exfat_cachep, GFP_NOFS);
Kmods SIG 50e2b3
+}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+static inline void exfat_cache_free(struct exfat_cache *cache)
Kmods SIG 50e2b3
+{
Kmods SIG 50e2b3
+	WARN_ON(!list_empty(&cache->cache_list));
Kmods SIG 50e2b3
+	kmem_cache_free(exfat_cachep, cache);
Kmods SIG 50e2b3
+}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+static inline void exfat_cache_update_lru(struct inode *inode,
Kmods SIG 50e2b3
+		struct exfat_cache *cache)
Kmods SIG 50e2b3
+{
Kmods SIG 50e2b3
+	struct exfat_inode_info *ei = EXFAT_I(inode);
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	if (ei->cache_lru.next != &cache->cache_list)
Kmods SIG 50e2b3
+		list_move(&cache->cache_list, &ei->cache_lru);
Kmods SIG 50e2b3
+}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+static unsigned int exfat_cache_lookup(struct inode *inode,
Kmods SIG 50e2b3
+		unsigned int fclus, struct exfat_cache_id *cid,
Kmods SIG 50e2b3
+		unsigned int *cached_fclus, unsigned int *cached_dclus)
Kmods SIG 50e2b3
+{
Kmods SIG 50e2b3
+	struct exfat_inode_info *ei = EXFAT_I(inode);
Kmods SIG 50e2b3
+	static struct exfat_cache nohit = { .fcluster = 0, };
Kmods SIG 50e2b3
+	struct exfat_cache *hit = &nohit, *p;
Kmods SIG 50e2b3
+	unsigned int offset = EXFAT_EOF_CLUSTER;
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	spin_lock(&ei->cache_lru_lock);
Kmods SIG 50e2b3
+	list_for_each_entry(p, &ei->cache_lru, cache_list) {
Kmods SIG 50e2b3
+		/* Find the cache of "fclus" or nearest cache. */
Kmods SIG 50e2b3
+		if (p->fcluster <= fclus && hit->fcluster < p->fcluster) {
Kmods SIG 50e2b3
+			hit = p;
Kmods SIG 50e2b3
+			if (hit->fcluster + hit->nr_contig < fclus) {
Kmods SIG 50e2b3
+				offset = hit->nr_contig;
Kmods SIG 50e2b3
+			} else {
Kmods SIG 50e2b3
+				offset = fclus - hit->fcluster;
Kmods SIG 50e2b3
+				break;
Kmods SIG 50e2b3
+			}
Kmods SIG 50e2b3
+		}
Kmods SIG 50e2b3
+	}
Kmods SIG 50e2b3
+	if (hit != &nohit) {
Kmods SIG 50e2b3
+		exfat_cache_update_lru(inode, hit);
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+		cid->id = ei->cache_valid_id;
Kmods SIG 50e2b3
+		cid->nr_contig = hit->nr_contig;
Kmods SIG 50e2b3
+		cid->fcluster = hit->fcluster;
Kmods SIG 50e2b3
+		cid->dcluster = hit->dcluster;
Kmods SIG 50e2b3
+		*cached_fclus = cid->fcluster + offset;
Kmods SIG 50e2b3
+		*cached_dclus = cid->dcluster + offset;
Kmods SIG 50e2b3
+	}
Kmods SIG 50e2b3
+	spin_unlock(&ei->cache_lru_lock);
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	return offset;
Kmods SIG 50e2b3
+}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+static struct exfat_cache *exfat_cache_merge(struct inode *inode,
Kmods SIG 50e2b3
+		struct exfat_cache_id *new)
Kmods SIG 50e2b3
+{
Kmods SIG 50e2b3
+	struct exfat_inode_info *ei = EXFAT_I(inode);
Kmods SIG 50e2b3
+	struct exfat_cache *p;
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	list_for_each_entry(p, &ei->cache_lru, cache_list) {
Kmods SIG 50e2b3
+		/* Find the same part as "new" in cluster-chain. */
Kmods SIG 50e2b3
+		if (p->fcluster == new->fcluster) {
Kmods SIG 50e2b3
+			if (new->nr_contig > p->nr_contig)
Kmods SIG 50e2b3
+				p->nr_contig = new->nr_contig;
Kmods SIG 50e2b3
+			return p;
Kmods SIG 50e2b3
+		}
Kmods SIG 50e2b3
+	}
Kmods SIG 50e2b3
+	return NULL;
Kmods SIG 50e2b3
+}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+static void exfat_cache_add(struct inode *inode,
Kmods SIG 50e2b3
+		struct exfat_cache_id *new)
Kmods SIG 50e2b3
+{
Kmods SIG 50e2b3
+	struct exfat_inode_info *ei = EXFAT_I(inode);
Kmods SIG 50e2b3
+	struct exfat_cache *cache, *tmp;
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	if (new->fcluster == EXFAT_EOF_CLUSTER) /* dummy cache */
Kmods SIG 50e2b3
+		return;
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	spin_lock(&ei->cache_lru_lock);
Kmods SIG 50e2b3
+	if (new->id != EXFAT_CACHE_VALID &&
Kmods SIG 50e2b3
+	    new->id != ei->cache_valid_id)
Kmods SIG 50e2b3
+		goto unlock;	/* this cache was invalidated */
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	cache = exfat_cache_merge(inode, new);
Kmods SIG 50e2b3
+	if (cache == NULL) {
Kmods SIG 50e2b3
+		if (ei->nr_caches < EXFAT_MAX_CACHE) {
Kmods SIG 50e2b3
+			ei->nr_caches++;
Kmods SIG 50e2b3
+			spin_unlock(&ei->cache_lru_lock);
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+			tmp = exfat_cache_alloc();
Kmods SIG 50e2b3
+			if (!tmp) {
Kmods SIG 50e2b3
+				spin_lock(&ei->cache_lru_lock);
Kmods SIG 50e2b3
+				ei->nr_caches--;
Kmods SIG 50e2b3
+				spin_unlock(&ei->cache_lru_lock);
Kmods SIG 50e2b3
+				return;
Kmods SIG 50e2b3
+			}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+			spin_lock(&ei->cache_lru_lock);
Kmods SIG 50e2b3
+			cache = exfat_cache_merge(inode, new);
Kmods SIG 50e2b3
+			if (cache != NULL) {
Kmods SIG 50e2b3
+				ei->nr_caches--;
Kmods SIG 50e2b3
+				exfat_cache_free(tmp);
Kmods SIG 50e2b3
+				goto out_update_lru;
Kmods SIG 50e2b3
+			}
Kmods SIG 50e2b3
+			cache = tmp;
Kmods SIG 50e2b3
+		} else {
Kmods SIG 50e2b3
+			struct list_head *p = ei->cache_lru.prev;
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+			cache = list_entry(p,
Kmods SIG 50e2b3
+					struct exfat_cache, cache_list);
Kmods SIG 50e2b3
+		}
Kmods SIG 50e2b3
+		cache->fcluster = new->fcluster;
Kmods SIG 50e2b3
+		cache->dcluster = new->dcluster;
Kmods SIG 50e2b3
+		cache->nr_contig = new->nr_contig;
Kmods SIG 50e2b3
+	}
Kmods SIG 50e2b3
+out_update_lru:
Kmods SIG 50e2b3
+	exfat_cache_update_lru(inode, cache);
Kmods SIG 50e2b3
+unlock:
Kmods SIG 50e2b3
+	spin_unlock(&ei->cache_lru_lock);
Kmods SIG 50e2b3
+}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+/*
Kmods SIG 50e2b3
+ * Cache invalidation occurs rarely, thus the LRU chain is not updated. It
Kmods SIG 50e2b3
+ * fixes itself after a while.
Kmods SIG 50e2b3
+ */
Kmods SIG 50e2b3
+static void __exfat_cache_inval_inode(struct inode *inode)
Kmods SIG 50e2b3
+{
Kmods SIG 50e2b3
+	struct exfat_inode_info *ei = EXFAT_I(inode);
Kmods SIG 50e2b3
+	struct exfat_cache *cache;
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	while (!list_empty(&ei->cache_lru)) {
Kmods SIG 50e2b3
+		cache = list_entry(ei->cache_lru.next,
Kmods SIG 50e2b3
+				   struct exfat_cache, cache_list);
Kmods SIG 50e2b3
+		list_del_init(&cache->cache_list);
Kmods SIG 50e2b3
+		ei->nr_caches--;
Kmods SIG 50e2b3
+		exfat_cache_free(cache);
Kmods SIG 50e2b3
+	}
Kmods SIG 50e2b3
+	/* Update. The copy of caches before this id is discarded. */
Kmods SIG 50e2b3
+	ei->cache_valid_id++;
Kmods SIG 50e2b3
+	if (ei->cache_valid_id == EXFAT_CACHE_VALID)
Kmods SIG 50e2b3
+		ei->cache_valid_id++;
Kmods SIG 50e2b3
+}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+void exfat_cache_inval_inode(struct inode *inode)
Kmods SIG 50e2b3
+{
Kmods SIG 50e2b3
+	struct exfat_inode_info *ei = EXFAT_I(inode);
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	spin_lock(&ei->cache_lru_lock);
Kmods SIG 50e2b3
+	__exfat_cache_inval_inode(inode);
Kmods SIG 50e2b3
+	spin_unlock(&ei->cache_lru_lock);
Kmods SIG 50e2b3
+}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+static inline int cache_contiguous(struct exfat_cache_id *cid,
Kmods SIG 50e2b3
+		unsigned int dclus)
Kmods SIG 50e2b3
+{
Kmods SIG 50e2b3
+	cid->nr_contig++;
Kmods SIG 50e2b3
+	return cid->dcluster + cid->nr_contig == dclus;
Kmods SIG 50e2b3
+}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+static inline void cache_init(struct exfat_cache_id *cid,
Kmods SIG 50e2b3
+		unsigned int fclus, unsigned int dclus)
Kmods SIG 50e2b3
+{
Kmods SIG 50e2b3
+	cid->id = EXFAT_CACHE_VALID;
Kmods SIG 50e2b3
+	cid->fcluster = fclus;
Kmods SIG 50e2b3
+	cid->dcluster = dclus;
Kmods SIG 50e2b3
+	cid->nr_contig = 0;
Kmods SIG 50e2b3
+}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+int exfat_get_cluster(struct inode *inode, unsigned int cluster,
Kmods SIG 50e2b3
+		unsigned int *fclus, unsigned int *dclus,
Kmods SIG 50e2b3
+		unsigned int *last_dclus, int allow_eof)
Kmods SIG 50e2b3
+{
Kmods SIG 50e2b3
+	struct super_block *sb = inode->i_sb;
Kmods SIG 50e2b3
+	struct exfat_sb_info *sbi = EXFAT_SB(sb);
Kmods SIG 50e2b3
+	unsigned int limit = sbi->num_clusters;
Kmods SIG 50e2b3
+	struct exfat_inode_info *ei = EXFAT_I(inode);
Kmods SIG 50e2b3
+	struct exfat_cache_id cid;
Kmods SIG 50e2b3
+	unsigned int content;
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	if (ei->start_clu == EXFAT_FREE_CLUSTER) {
Kmods SIG 50e2b3
+		exfat_fs_error(sb,
Kmods SIG 50e2b3
+			"invalid access to exfat cache (entry 0x%08x)",
Kmods SIG 50e2b3
+			ei->start_clu);
Kmods SIG 50e2b3
+		return -EIO;
Kmods SIG 50e2b3
+	}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	*fclus = 0;
Kmods SIG 50e2b3
+	*dclus = ei->start_clu;
Kmods SIG 50e2b3
+	*last_dclus = *dclus;
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	/*
Kmods SIG 50e2b3
+	 * Don`t use exfat_cache if zero offset or non-cluster allocation
Kmods SIG 50e2b3
+	 */
Kmods SIG 50e2b3
+	if (cluster == 0 || *dclus == EXFAT_EOF_CLUSTER)
Kmods SIG 50e2b3
+		return 0;
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	cache_init(&cid, EXFAT_EOF_CLUSTER, EXFAT_EOF_CLUSTER);
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	if (exfat_cache_lookup(inode, cluster, &cid, fclus, dclus) ==
Kmods SIG 50e2b3
+			EXFAT_EOF_CLUSTER) {
Kmods SIG 50e2b3
+		/*
Kmods SIG 50e2b3
+		 * dummy, always not contiguous
Kmods SIG 50e2b3
+		 * This is reinitialized by cache_init(), later.
Kmods SIG 50e2b3
+		 */
Kmods SIG 50e2b3
+		WARN_ON(cid.id != EXFAT_CACHE_VALID ||
Kmods SIG 50e2b3
+			cid.fcluster != EXFAT_EOF_CLUSTER ||
Kmods SIG 50e2b3
+			cid.dcluster != EXFAT_EOF_CLUSTER ||
Kmods SIG 50e2b3
+			cid.nr_contig != 0);
Kmods SIG 50e2b3
+	}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	if (*fclus == cluster)
Kmods SIG 50e2b3
+		return 0;
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	while (*fclus < cluster) {
Kmods SIG 50e2b3
+		/* prevent the infinite loop of cluster chain */
Kmods SIG 50e2b3
+		if (*fclus > limit) {
Kmods SIG 50e2b3
+			exfat_fs_error(sb,
Kmods SIG 50e2b3
+				"detected the cluster chain loop (i_pos %u)",
Kmods SIG 50e2b3
+				(*fclus));
Kmods SIG 50e2b3
+			return -EIO;
Kmods SIG 50e2b3
+		}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+		if (exfat_ent_get(sb, *dclus, &content))
Kmods SIG 50e2b3
+			return -EIO;
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+		*last_dclus = *dclus;
Kmods SIG 50e2b3
+		*dclus = content;
Kmods SIG 50e2b3
+		(*fclus)++;
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+		if (content == EXFAT_EOF_CLUSTER) {
Kmods SIG 50e2b3
+			if (!allow_eof) {
Kmods SIG 50e2b3
+				exfat_fs_error(sb,
Kmods SIG 50e2b3
+				       "invalid cluster chain (i_pos %u, last_clus 0x%08x is EOF)",
Kmods SIG 50e2b3
+				       *fclus, (*last_dclus));
Kmods SIG 50e2b3
+				return -EIO;
Kmods SIG 50e2b3
+			}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+			break;
Kmods SIG 50e2b3
+		}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+		if (!cache_contiguous(&cid, *dclus))
Kmods SIG 50e2b3
+			cache_init(&cid, *fclus, *dclus);
Kmods SIG 50e2b3
+	}
Kmods SIG 50e2b3
+
Kmods SIG 50e2b3
+	exfat_cache_add(inode, &cid;;
Kmods SIG 50e2b3
+	return 0;
Kmods SIG 50e2b3
+}
Kmods SIG 50e2b3
-- 
Kmods SIG 50e2b3
2.31.1
Kmods SIG 50e2b3