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8dcd4fc012
@ -0,0 +1,114 @@
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//! A naive cache layer for `BlockDevice`
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use super::*;
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use alloc::{vec, vec::Vec};
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use spin::{Mutex, MutexGuard};
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pub struct BlockCache<T: BlockDevice> {
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device: T,
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bufs: Vec<Mutex<Buf>>,
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}
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struct Buf {
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status: BufStatus,
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data: Vec<u8>,
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}
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enum BufStatus {
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/// buffer is unused
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Unused,
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/// buffer has been read from disk
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Valid(BlockId),
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/// buffer needs to be written to disk
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Dirty(BlockId),
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}
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impl<T: BlockDevice> BlockCache<T> {
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pub fn new(device: T, capacity: usize) -> Self {
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let mut bufs = Vec::new();
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bufs.resize_with(capacity, || {
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Mutex::new(Buf {
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status: BufStatus::Unused,
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data: vec![0; 1 << T::BLOCK_SIZE_LOG2 as usize],
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})
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});
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BlockCache { device, bufs }
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}
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/// Get a buffer for `block_id` with any status
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fn get_buf(&self, block_id: BlockId) -> MutexGuard<Buf> {
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for buf in self.bufs.iter() {
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if let Some(lock) = buf.try_lock() {
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match lock.status {
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BufStatus::Valid(id) if id == block_id => return lock,
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BufStatus::Dirty(id) if id == block_id => return lock,
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_ => {}
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}
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}
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}
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self.get_unused()
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}
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/// Get an unused buffer
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fn get_unused(&self) -> MutexGuard<Buf> {
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for buf in self.bufs.iter() {
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if let Some(lock) = buf.try_lock() {
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if let BufStatus::Unused = lock.status {
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return lock;
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}
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}
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}
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// TODO: choose a victim using LRU
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let mut victim = self.bufs[0].lock();
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self.write_back(&mut victim).expect("failed to write back");
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victim.status = BufStatus::Unused;
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victim
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}
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/// Write back data if buffer is dirty
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fn write_back(&self, buf: &mut Buf) -> Result<()> {
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if let BufStatus::Dirty(block_id) = buf.status {
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self.device.write_at(block_id, &buf.data)?;
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buf.status = BufStatus::Valid(block_id);
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}
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Ok(())
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}
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}
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impl<T: BlockDevice> Drop for BlockCache<T> {
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fn drop(&mut self) {
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BlockDevice::sync(self).expect("failed to sync");
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}
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}
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impl<T: BlockDevice> BlockDevice for BlockCache<T> {
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const BLOCK_SIZE_LOG2: u8 = T::BLOCK_SIZE_LOG2;
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fn read_at(&self, block_id: BlockId, buffer: &mut [u8]) -> Result<()> {
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let mut buf = self.get_buf(block_id);
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match buf.status {
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BufStatus::Unused => {
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// read from device
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self.device.read_at(block_id, &mut buf.data)?;
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buf.status = BufStatus::Valid(block_id);
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}
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_ => {}
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}
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buffer[..1 << Self::BLOCK_SIZE_LOG2 as usize].copy_from_slice(&buf.data);
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Ok(())
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}
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fn write_at(&self, block_id: BlockId, buffer: &[u8]) -> Result<()> {
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let mut buf = self.get_buf(block_id);
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buf.status = BufStatus::Dirty(block_id);
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buf.data.copy_from_slice(&buffer[..1 << Self::BLOCK_SIZE_LOG2 as usize]);
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Ok(())
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}
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fn sync(&self) -> Result<()> {
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for buf in self.bufs.iter() {
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self.write_back(&mut buf.lock())?;
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}
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self.device.sync()?;
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Ok(())
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}
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}
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