Branch data Line data Source code
1 : : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 : : /*
3 : : * fs/f2fs/segment.h
4 : : *
5 : : * Copyright (c) 2012 Samsung Electronics Co., Ltd.
6 : : * http://www.samsung.com/
7 : : */
8 : : #include <linux/blkdev.h>
9 : : #include <linux/backing-dev.h>
10 : :
11 : : /* constant macro */
12 : : #define NULL_SEGNO ((unsigned int)(~0))
13 : : #define NULL_SECNO ((unsigned int)(~0))
14 : :
15 : : #define DEF_RECLAIM_PREFREE_SEGMENTS 5 /* 5% over total segments */
16 : : #define DEF_MAX_RECLAIM_PREFREE_SEGMENTS 4096 /* 8GB in maximum */
17 : :
18 : : #define F2FS_MIN_SEGMENTS 9 /* SB + 2 (CP + SIT + NAT) + SSA + MAIN */
19 : :
20 : : /* L: Logical segment # in volume, R: Relative segment # in main area */
21 : : #define GET_L2R_SEGNO(free_i, segno) ((segno) - (free_i)->start_segno)
22 : : #define GET_R2L_SEGNO(free_i, segno) ((segno) + (free_i)->start_segno)
23 : :
24 : : #define IS_DATASEG(t) ((t) <= CURSEG_COLD_DATA)
25 : : #define IS_NODESEG(t) ((t) >= CURSEG_HOT_NODE)
26 : :
27 : : #define IS_HOT(t) ((t) == CURSEG_HOT_NODE || (t) == CURSEG_HOT_DATA)
28 : : #define IS_WARM(t) ((t) == CURSEG_WARM_NODE || (t) == CURSEG_WARM_DATA)
29 : : #define IS_COLD(t) ((t) == CURSEG_COLD_NODE || (t) == CURSEG_COLD_DATA)
30 : :
31 : : #define IS_CURSEG(sbi, seg) \
32 : : (((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_HOT_DATA)->segno) || \
33 : : ((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_WARM_DATA)->segno) || \
34 : : ((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_COLD_DATA)->segno) || \
35 : : ((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_HOT_NODE)->segno) || \
36 : : ((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_WARM_NODE)->segno) || \
37 : : ((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_COLD_NODE)->segno))
38 : :
39 : : #define IS_CURSEC(sbi, secno) \
40 : : (((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_HOT_DATA)->segno / \
41 : : (sbi)->segs_per_sec) || \
42 : : ((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_WARM_DATA)->segno / \
43 : : (sbi)->segs_per_sec) || \
44 : : ((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_COLD_DATA)->segno / \
45 : : (sbi)->segs_per_sec) || \
46 : : ((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_HOT_NODE)->segno / \
47 : : (sbi)->segs_per_sec) || \
48 : : ((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_WARM_NODE)->segno / \
49 : : (sbi)->segs_per_sec) || \
50 : : ((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_COLD_NODE)->segno / \
51 : : (sbi)->segs_per_sec)) \
52 : :
53 : : #define MAIN_BLKADDR(sbi) \
54 : : (SM_I(sbi) ? SM_I(sbi)->main_blkaddr : \
55 : : le32_to_cpu(F2FS_RAW_SUPER(sbi)->main_blkaddr))
56 : : #define SEG0_BLKADDR(sbi) \
57 : : (SM_I(sbi) ? SM_I(sbi)->seg0_blkaddr : \
58 : : le32_to_cpu(F2FS_RAW_SUPER(sbi)->segment0_blkaddr))
59 : :
60 : : #define MAIN_SEGS(sbi) (SM_I(sbi)->main_segments)
61 : : #define MAIN_SECS(sbi) ((sbi)->total_sections)
62 : :
63 : : #define TOTAL_SEGS(sbi) \
64 : : (SM_I(sbi) ? SM_I(sbi)->segment_count : \
65 : : le32_to_cpu(F2FS_RAW_SUPER(sbi)->segment_count))
66 : : #define TOTAL_BLKS(sbi) (TOTAL_SEGS(sbi) << (sbi)->log_blocks_per_seg)
67 : :
68 : : #define MAX_BLKADDR(sbi) (SEG0_BLKADDR(sbi) + TOTAL_BLKS(sbi))
69 : : #define SEGMENT_SIZE(sbi) (1ULL << ((sbi)->log_blocksize + \
70 : : (sbi)->log_blocks_per_seg))
71 : :
72 : : #define START_BLOCK(sbi, segno) (SEG0_BLKADDR(sbi) + \
73 : : (GET_R2L_SEGNO(FREE_I(sbi), segno) << (sbi)->log_blocks_per_seg))
74 : :
75 : : #define NEXT_FREE_BLKADDR(sbi, curseg) \
76 : : (START_BLOCK(sbi, (curseg)->segno) + (curseg)->next_blkoff)
77 : :
78 : : #define GET_SEGOFF_FROM_SEG0(sbi, blk_addr) ((blk_addr) - SEG0_BLKADDR(sbi))
79 : : #define GET_SEGNO_FROM_SEG0(sbi, blk_addr) \
80 : : (GET_SEGOFF_FROM_SEG0(sbi, blk_addr) >> (sbi)->log_blocks_per_seg)
81 : : #define GET_BLKOFF_FROM_SEG0(sbi, blk_addr) \
82 : : (GET_SEGOFF_FROM_SEG0(sbi, blk_addr) & ((sbi)->blocks_per_seg - 1))
83 : :
84 : : #define GET_SEGNO(sbi, blk_addr) \
85 : : ((!__is_valid_data_blkaddr(blk_addr)) ? \
86 : : NULL_SEGNO : GET_L2R_SEGNO(FREE_I(sbi), \
87 : : GET_SEGNO_FROM_SEG0(sbi, blk_addr)))
88 : : #define BLKS_PER_SEC(sbi) \
89 : : ((sbi)->segs_per_sec * (sbi)->blocks_per_seg)
90 : : #define GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno) \
91 : : ((segno) / (sbi)->segs_per_sec)
92 : : #define GET_SEG_FROM_SEC(sbi, secno) \
93 : : ((secno) * (sbi)->segs_per_sec)
94 : : #define GET_ZONE_FROM_SEC(sbi, secno) \
95 : : ((secno) / (sbi)->secs_per_zone)
96 : : #define GET_ZONE_FROM_SEG(sbi, segno) \
97 : : GET_ZONE_FROM_SEC(sbi, GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno))
98 : :
99 : : #define GET_SUM_BLOCK(sbi, segno) \
100 : : ((sbi)->sm_info->ssa_blkaddr + (segno))
101 : :
102 : : #define GET_SUM_TYPE(footer) ((footer)->entry_type)
103 : : #define SET_SUM_TYPE(footer, type) ((footer)->entry_type = (type))
104 : :
105 : : #define SIT_ENTRY_OFFSET(sit_i, segno) \
106 : : ((segno) % (sit_i)->sents_per_block)
107 : : #define SIT_BLOCK_OFFSET(segno) \
108 : : ((segno) / SIT_ENTRY_PER_BLOCK)
109 : : #define START_SEGNO(segno) \
110 : : (SIT_BLOCK_OFFSET(segno) * SIT_ENTRY_PER_BLOCK)
111 : : #define SIT_BLK_CNT(sbi) \
112 : : DIV_ROUND_UP(MAIN_SEGS(sbi), SIT_ENTRY_PER_BLOCK)
113 : : #define f2fs_bitmap_size(nr) \
114 : : (BITS_TO_LONGS(nr) * sizeof(unsigned long))
115 : :
116 : : #define SECTOR_FROM_BLOCK(blk_addr) \
117 : : (((sector_t)blk_addr) << F2FS_LOG_SECTORS_PER_BLOCK)
118 : : #define SECTOR_TO_BLOCK(sectors) \
119 : : ((sectors) >> F2FS_LOG_SECTORS_PER_BLOCK)
120 : :
121 : : /*
122 : : * indicate a block allocation direction: RIGHT and LEFT.
123 : : * RIGHT means allocating new sections towards the end of volume.
124 : : * LEFT means the opposite direction.
125 : : */
126 : : enum {
127 : : ALLOC_RIGHT = 0,
128 : : ALLOC_LEFT
129 : : };
130 : :
131 : : /*
132 : : * In the victim_sel_policy->alloc_mode, there are two block allocation modes.
133 : : * LFS writes data sequentially with cleaning operations.
134 : : * SSR (Slack Space Recycle) reuses obsolete space without cleaning operations.
135 : : */
136 : : enum {
137 : : LFS = 0,
138 : : SSR
139 : : };
140 : :
141 : : /*
142 : : * In the victim_sel_policy->gc_mode, there are two gc, aka cleaning, modes.
143 : : * GC_CB is based on cost-benefit algorithm.
144 : : * GC_GREEDY is based on greedy algorithm.
145 : : */
146 : : enum {
147 : : GC_CB = 0,
148 : : GC_GREEDY,
149 : : ALLOC_NEXT,
150 : : FLUSH_DEVICE,
151 : : MAX_GC_POLICY,
152 : : };
153 : :
154 : : /*
155 : : * BG_GC means the background cleaning job.
156 : : * FG_GC means the on-demand cleaning job.
157 : : * FORCE_FG_GC means on-demand cleaning job in background.
158 : : */
159 : : enum {
160 : : BG_GC = 0,
161 : : FG_GC,
162 : : FORCE_FG_GC,
163 : : };
164 : :
165 : : /* for a function parameter to select a victim segment */
166 : : struct victim_sel_policy {
167 : : int alloc_mode; /* LFS or SSR */
168 : : int gc_mode; /* GC_CB or GC_GREEDY */
169 : : unsigned long *dirty_segmap; /* dirty segment bitmap */
170 : : unsigned int max_search; /* maximum # of segments to search */
171 : : unsigned int offset; /* last scanned bitmap offset */
172 : : unsigned int ofs_unit; /* bitmap search unit */
173 : : unsigned int min_cost; /* minimum cost */
174 : : unsigned int min_segno; /* segment # having min. cost */
175 : : };
176 : :
177 : : struct seg_entry {
178 : : unsigned int type:6; /* segment type like CURSEG_XXX_TYPE */
179 : : unsigned int valid_blocks:10; /* # of valid blocks */
180 : : unsigned int ckpt_valid_blocks:10; /* # of valid blocks last cp */
181 : : unsigned int padding:6; /* padding */
182 : : unsigned char *cur_valid_map; /* validity bitmap of blocks */
183 : : #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
184 : : unsigned char *cur_valid_map_mir; /* mirror of current valid bitmap */
185 : : #endif
186 : : /*
187 : : * # of valid blocks and the validity bitmap stored in the the last
188 : : * checkpoint pack. This information is used by the SSR mode.
189 : : */
190 : : unsigned char *ckpt_valid_map; /* validity bitmap of blocks last cp */
191 : : unsigned char *discard_map;
192 : : unsigned long long mtime; /* modification time of the segment */
193 : : };
194 : :
195 : : struct sec_entry {
196 : : unsigned int valid_blocks; /* # of valid blocks in a section */
197 : : };
198 : :
199 : : struct segment_allocation {
200 : : void (*allocate_segment)(struct f2fs_sb_info *, int, bool);
201 : : };
202 : :
203 : : /*
204 : : * this value is set in page as a private data which indicate that
205 : : * the page is atomically written, and it is in inmem_pages list.
206 : : */
207 : : #define ATOMIC_WRITTEN_PAGE ((unsigned long)-1)
208 : : #define DUMMY_WRITTEN_PAGE ((unsigned long)-2)
209 : :
210 : : #define IS_ATOMIC_WRITTEN_PAGE(page) \
211 : : (page_private(page) == (unsigned long)ATOMIC_WRITTEN_PAGE)
212 : : #define IS_DUMMY_WRITTEN_PAGE(page) \
213 : : (page_private(page) == (unsigned long)DUMMY_WRITTEN_PAGE)
214 : :
215 : : #define MAX_SKIP_GC_COUNT 16
216 : :
217 : : struct inmem_pages {
218 : : struct list_head list;
219 : : struct page *page;
220 : : block_t old_addr; /* for revoking when fail to commit */
221 : : };
222 : :
223 : : struct sit_info {
224 : : const struct segment_allocation *s_ops;
225 : :
226 : : block_t sit_base_addr; /* start block address of SIT area */
227 : : block_t sit_blocks; /* # of blocks used by SIT area */
228 : : block_t written_valid_blocks; /* # of valid blocks in main area */
229 : : char *bitmap; /* all bitmaps pointer */
230 : : char *sit_bitmap; /* SIT bitmap pointer */
231 : : #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
232 : : char *sit_bitmap_mir; /* SIT bitmap mirror */
233 : :
234 : : /* bitmap of segments to be ignored by GC in case of errors */
235 : : unsigned long *invalid_segmap;
236 : : #endif
237 : : unsigned int bitmap_size; /* SIT bitmap size */
238 : :
239 : : unsigned long *tmp_map; /* bitmap for temporal use */
240 : : unsigned long *dirty_sentries_bitmap; /* bitmap for dirty sentries */
241 : : unsigned int dirty_sentries; /* # of dirty sentries */
242 : : unsigned int sents_per_block; /* # of SIT entries per block */
243 : : struct rw_semaphore sentry_lock; /* to protect SIT cache */
244 : : struct seg_entry *sentries; /* SIT segment-level cache */
245 : : struct sec_entry *sec_entries; /* SIT section-level cache */
246 : :
247 : : /* for cost-benefit algorithm in cleaning procedure */
248 : : unsigned long long elapsed_time; /* elapsed time after mount */
249 : : unsigned long long mounted_time; /* mount time */
250 : : unsigned long long min_mtime; /* min. modification time */
251 : : unsigned long long max_mtime; /* max. modification time */
252 : :
253 : : unsigned int last_victim[MAX_GC_POLICY]; /* last victim segment # */
254 : : };
255 : :
256 : : struct free_segmap_info {
257 : : unsigned int start_segno; /* start segment number logically */
258 : : unsigned int free_segments; /* # of free segments */
259 : : unsigned int free_sections; /* # of free sections */
260 : : spinlock_t segmap_lock; /* free segmap lock */
261 : : unsigned long *free_segmap; /* free segment bitmap */
262 : : unsigned long *free_secmap; /* free section bitmap */
263 : : };
264 : :
265 : : /* Notice: The order of dirty type is same with CURSEG_XXX in f2fs.h */
266 : : enum dirty_type {
267 : : DIRTY_HOT_DATA, /* dirty segments assigned as hot data logs */
268 : : DIRTY_WARM_DATA, /* dirty segments assigned as warm data logs */
269 : : DIRTY_COLD_DATA, /* dirty segments assigned as cold data logs */
270 : : DIRTY_HOT_NODE, /* dirty segments assigned as hot node logs */
271 : : DIRTY_WARM_NODE, /* dirty segments assigned as warm node logs */
272 : : DIRTY_COLD_NODE, /* dirty segments assigned as cold node logs */
273 : : DIRTY, /* to count # of dirty segments */
274 : : PRE, /* to count # of entirely obsolete segments */
275 : : NR_DIRTY_TYPE
276 : : };
277 : :
278 : : struct dirty_seglist_info {
279 : : const struct victim_selection *v_ops; /* victim selction operation */
280 : : unsigned long *dirty_segmap[NR_DIRTY_TYPE];
281 : : struct mutex seglist_lock; /* lock for segment bitmaps */
282 : : int nr_dirty[NR_DIRTY_TYPE]; /* # of dirty segments */
283 : : unsigned long *victim_secmap; /* background GC victims */
284 : : };
285 : :
286 : : /* victim selection function for cleaning and SSR */
287 : : struct victim_selection {
288 : : int (*get_victim)(struct f2fs_sb_info *, unsigned int *,
289 : : int, int, char);
290 : : };
291 : :
292 : : /* for active log information */
293 : : struct curseg_info {
294 : : struct mutex curseg_mutex; /* lock for consistency */
295 : : struct f2fs_summary_block *sum_blk; /* cached summary block */
296 : : struct rw_semaphore journal_rwsem; /* protect journal area */
297 : : struct f2fs_journal *journal; /* cached journal info */
298 : : unsigned char alloc_type; /* current allocation type */
299 : : unsigned int segno; /* current segment number */
300 : : unsigned short next_blkoff; /* next block offset to write */
301 : : unsigned int zone; /* current zone number */
302 : : unsigned int next_segno; /* preallocated segment */
303 : : };
304 : :
305 : : struct sit_entry_set {
306 : : struct list_head set_list; /* link with all sit sets */
307 : : unsigned int start_segno; /* start segno of sits in set */
308 : : unsigned int entry_cnt; /* the # of sit entries in set */
309 : : };
310 : :
311 : : /*
312 : : * inline functions
313 : : */
314 : : static inline struct curseg_info *CURSEG_I(struct f2fs_sb_info *sbi, int type)
315 : : {
316 : 0 : return (struct curseg_info *)(SM_I(sbi)->curseg_array + type);
317 : : }
318 : :
319 : : static inline struct seg_entry *get_seg_entry(struct f2fs_sb_info *sbi,
320 : : unsigned int segno)
321 : : {
322 : : struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
323 : 0 : return &sit_i->sentries[segno];
324 : : }
325 : :
326 : : static inline struct sec_entry *get_sec_entry(struct f2fs_sb_info *sbi,
327 : : unsigned int segno)
328 : : {
329 : : struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
330 : 0 : return &sit_i->sec_entries[GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno)];
331 : : }
332 : :
333 : 0 : static inline unsigned int get_valid_blocks(struct f2fs_sb_info *sbi,
334 : : unsigned int segno, bool use_section)
335 : : {
336 : : /*
337 : : * In order to get # of valid blocks in a section instantly from many
338 : : * segments, f2fs manages two counting structures separately.
339 : : */
340 : 0 : if (use_section && __is_large_section(sbi))
341 : 0 : return get_sec_entry(sbi, segno)->valid_blocks;
342 : : else
343 : 0 : return get_seg_entry(sbi, segno)->valid_blocks;
344 : : }
345 : :
346 : : static inline unsigned int get_ckpt_valid_blocks(struct f2fs_sb_info *sbi,
347 : : unsigned int segno)
348 : : {
349 : 0 : return get_seg_entry(sbi, segno)->ckpt_valid_blocks;
350 : : }
351 : :
352 : 0 : static inline void seg_info_from_raw_sit(struct seg_entry *se,
353 : : struct f2fs_sit_entry *rs)
354 : : {
355 : 0 : se->valid_blocks = GET_SIT_VBLOCKS(rs);
356 : 0 : se->ckpt_valid_blocks = GET_SIT_VBLOCKS(rs);
357 : 0 : memcpy(se->cur_valid_map, rs->valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
358 : 0 : memcpy(se->ckpt_valid_map, rs->valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
359 : : #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
360 : : memcpy(se->cur_valid_map_mir, rs->valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
361 : : #endif
362 : 0 : se->type = GET_SIT_TYPE(rs);
363 : 0 : se->mtime = le64_to_cpu(rs->mtime);
364 : 0 : }
365 : :
366 : 0 : static inline void __seg_info_to_raw_sit(struct seg_entry *se,
367 : : struct f2fs_sit_entry *rs)
368 : : {
369 : 0 : unsigned short raw_vblocks = (se->type << SIT_VBLOCKS_SHIFT) |
370 : 0 : se->valid_blocks;
371 : 0 : rs->vblocks = cpu_to_le16(raw_vblocks);
372 : 0 : memcpy(rs->valid_map, se->cur_valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
373 : 0 : rs->mtime = cpu_to_le64(se->mtime);
374 : 0 : }
375 : :
376 : 0 : static inline void seg_info_to_sit_page(struct f2fs_sb_info *sbi,
377 : : struct page *page, unsigned int start)
378 : : {
379 : : struct f2fs_sit_block *raw_sit;
380 : : struct seg_entry *se;
381 : : struct f2fs_sit_entry *rs;
382 : 0 : unsigned int end = min(start + SIT_ENTRY_PER_BLOCK,
383 : : (unsigned long)MAIN_SEGS(sbi));
384 : : int i;
385 : :
386 : : raw_sit = (struct f2fs_sit_block *)page_address(page);
387 : 0 : memset(raw_sit, 0, PAGE_SIZE);
388 : 0 : for (i = 0; i < end - start; i++) {
389 : 0 : rs = &raw_sit->entries[i];
390 : 0 : se = get_seg_entry(sbi, start + i);
391 : 0 : __seg_info_to_raw_sit(se, rs);
392 : : }
393 : 0 : }
394 : :
395 : 0 : static inline void seg_info_to_raw_sit(struct seg_entry *se,
396 : : struct f2fs_sit_entry *rs)
397 : : {
398 : 0 : __seg_info_to_raw_sit(se, rs);
399 : :
400 : 0 : memcpy(se->ckpt_valid_map, rs->valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
401 : 0 : se->ckpt_valid_blocks = se->valid_blocks;
402 : 0 : }
403 : :
404 : 0 : static inline unsigned int find_next_inuse(struct free_segmap_info *free_i,
405 : : unsigned int max, unsigned int segno)
406 : : {
407 : : unsigned int ret;
408 : : spin_lock(&free_i->segmap_lock);
409 : 0 : ret = find_next_bit(free_i->free_segmap, max, segno);
410 : : spin_unlock(&free_i->segmap_lock);
411 : 0 : return ret;
412 : : }
413 : :
414 : 0 : static inline void __set_free(struct f2fs_sb_info *sbi, unsigned int segno)
415 : : {
416 : : struct free_segmap_info *free_i = FREE_I(sbi);
417 : 0 : unsigned int secno = GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno);
418 : 0 : unsigned int start_segno = GET_SEG_FROM_SEC(sbi, secno);
419 : : unsigned int next;
420 : :
421 : : spin_lock(&free_i->segmap_lock);
422 : 0 : clear_bit(segno, free_i->free_segmap);
423 : 0 : free_i->free_segments++;
424 : :
425 : 0 : next = find_next_bit(free_i->free_segmap,
426 : : start_segno + sbi->segs_per_sec, start_segno);
427 : 0 : if (next >= start_segno + sbi->segs_per_sec) {
428 : 0 : clear_bit(secno, free_i->free_secmap);
429 : 0 : free_i->free_sections++;
430 : : }
431 : : spin_unlock(&free_i->segmap_lock);
432 : 0 : }
433 : :
434 : 0 : static inline void __set_inuse(struct f2fs_sb_info *sbi,
435 : : unsigned int segno)
436 : : {
437 : : struct free_segmap_info *free_i = FREE_I(sbi);
438 : 0 : unsigned int secno = GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno);
439 : :
440 : 0 : set_bit(segno, free_i->free_segmap);
441 : 0 : free_i->free_segments--;
442 : 0 : if (!test_and_set_bit(secno, free_i->free_secmap))
443 : 0 : free_i->free_sections--;
444 : 0 : }
445 : :
446 : 0 : static inline void __set_test_and_free(struct f2fs_sb_info *sbi,
447 : : unsigned int segno)
448 : : {
449 : : struct free_segmap_info *free_i = FREE_I(sbi);
450 : 0 : unsigned int secno = GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno);
451 : 0 : unsigned int start_segno = GET_SEG_FROM_SEC(sbi, secno);
452 : : unsigned int next;
453 : :
454 : : spin_lock(&free_i->segmap_lock);
455 : 0 : if (test_and_clear_bit(segno, free_i->free_segmap)) {
456 : 0 : free_i->free_segments++;
457 : :
458 : 0 : if (IS_CURSEC(sbi, secno))
459 : : goto skip_free;
460 : 0 : next = find_next_bit(free_i->free_segmap,
461 : : start_segno + sbi->segs_per_sec, start_segno);
462 : 0 : if (next >= start_segno + sbi->segs_per_sec) {
463 : 0 : if (test_and_clear_bit(secno, free_i->free_secmap))
464 : 0 : free_i->free_sections++;
465 : : }
466 : : }
467 : : skip_free:
468 : : spin_unlock(&free_i->segmap_lock);
469 : 0 : }
470 : :
471 : 0 : static inline void __set_test_and_inuse(struct f2fs_sb_info *sbi,
472 : : unsigned int segno)
473 : : {
474 : : struct free_segmap_info *free_i = FREE_I(sbi);
475 : 0 : unsigned int secno = GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno);
476 : :
477 : : spin_lock(&free_i->segmap_lock);
478 : 0 : if (!test_and_set_bit(segno, free_i->free_segmap)) {
479 : 0 : free_i->free_segments--;
480 : 0 : if (!test_and_set_bit(secno, free_i->free_secmap))
481 : 0 : free_i->free_sections--;
482 : : }
483 : : spin_unlock(&free_i->segmap_lock);
484 : 0 : }
485 : :
486 : : static inline void get_sit_bitmap(struct f2fs_sb_info *sbi,
487 : : void *dst_addr)
488 : : {
489 : : struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
490 : :
491 : : #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
492 : : if (memcmp(sit_i->sit_bitmap, sit_i->sit_bitmap_mir,
493 : : sit_i->bitmap_size))
494 : : f2fs_bug_on(sbi, 1);
495 : : #endif
496 : 0 : memcpy(dst_addr, sit_i->sit_bitmap, sit_i->bitmap_size);
497 : : }
498 : :
499 : : static inline block_t written_block_count(struct f2fs_sb_info *sbi)
500 : : {
501 : 0 : return SIT_I(sbi)->written_valid_blocks;
502 : : }
503 : :
504 : : static inline unsigned int free_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
505 : : {
506 : 0 : return FREE_I(sbi)->free_segments;
507 : : }
508 : :
509 : : static inline int reserved_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
510 : : {
511 : 0 : return SM_I(sbi)->reserved_segments;
512 : : }
513 : :
514 : : static inline unsigned int free_sections(struct f2fs_sb_info *sbi)
515 : : {
516 : 0 : return FREE_I(sbi)->free_sections;
517 : : }
518 : :
519 : : static inline unsigned int prefree_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
520 : : {
521 : 0 : return DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[PRE];
522 : : }
523 : :
524 : : static inline unsigned int dirty_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
525 : : {
526 : 0 : return DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_HOT_DATA] +
527 : 0 : DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_WARM_DATA] +
528 : 0 : DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_COLD_DATA] +
529 : 0 : DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_HOT_NODE] +
530 : 0 : DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_WARM_NODE] +
531 : 0 : DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_COLD_NODE];
532 : : }
533 : :
534 : : static inline int overprovision_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
535 : : {
536 : 0 : return SM_I(sbi)->ovp_segments;
537 : : }
538 : :
539 : : static inline int reserved_sections(struct f2fs_sb_info *sbi)
540 : : {
541 : 0 : return GET_SEC_FROM_SEG(sbi, (unsigned int)reserved_segments(sbi));
542 : : }
543 : :
544 : 0 : static inline bool has_curseg_enough_space(struct f2fs_sb_info *sbi)
545 : : {
546 : 0 : unsigned int node_blocks = get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_NODES) +
547 : : get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_DENTS);
548 : 0 : unsigned int dent_blocks = get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_DENTS);
549 : : unsigned int segno, left_blocks;
550 : : int i;
551 : :
552 : : /* check current node segment */
553 : 0 : for (i = CURSEG_HOT_NODE; i <= CURSEG_COLD_NODE; i++) {
554 : 0 : segno = CURSEG_I(sbi, i)->segno;
555 : 0 : left_blocks = sbi->blocks_per_seg -
556 : 0 : get_seg_entry(sbi, segno)->ckpt_valid_blocks;
557 : :
558 : 0 : if (node_blocks > left_blocks)
559 : : return false;
560 : : }
561 : :
562 : : /* check current data segment */
563 : 0 : segno = CURSEG_I(sbi, CURSEG_HOT_DATA)->segno;
564 : 0 : left_blocks = sbi->blocks_per_seg -
565 : 0 : get_seg_entry(sbi, segno)->ckpt_valid_blocks;
566 : 0 : if (dent_blocks > left_blocks)
567 : : return false;
568 : 0 : return true;
569 : : }
570 : :
571 : 0 : static inline bool has_not_enough_free_secs(struct f2fs_sb_info *sbi,
572 : : int freed, int needed)
573 : : {
574 : : int node_secs = get_blocktype_secs(sbi, F2FS_DIRTY_NODES);
575 : : int dent_secs = get_blocktype_secs(sbi, F2FS_DIRTY_DENTS);
576 : : int imeta_secs = get_blocktype_secs(sbi, F2FS_DIRTY_IMETA);
577 : :
578 : 0 : if (unlikely(is_sbi_flag_set(sbi, SBI_POR_DOING)))
579 : : return false;
580 : :
581 : 0 : if (free_sections(sbi) + freed == reserved_sections(sbi) + needed &&
582 : 0 : has_curseg_enough_space(sbi))
583 : : return false;
584 : 0 : return (free_sections(sbi) + freed) <=
585 : 0 : (node_secs + 2 * dent_secs + imeta_secs +
586 : 0 : reserved_sections(sbi) + needed);
587 : : }
588 : :
589 : 0 : static inline bool f2fs_is_checkpoint_ready(struct f2fs_sb_info *sbi)
590 : : {
591 : 0 : if (likely(!is_sbi_flag_set(sbi, SBI_CP_DISABLED)))
592 : : return true;
593 : 0 : if (likely(!has_not_enough_free_secs(sbi, 0, 0)))
594 : : return true;
595 : 0 : return false;
596 : : }
597 : :
598 : : static inline bool excess_prefree_segs(struct f2fs_sb_info *sbi)
599 : : {
600 : 0 : return prefree_segments(sbi) > SM_I(sbi)->rec_prefree_segments;
601 : : }
602 : :
603 : 0 : static inline int utilization(struct f2fs_sb_info *sbi)
604 : : {
605 : 0 : return div_u64((u64)valid_user_blocks(sbi) * 100,
606 : : sbi->user_block_count);
607 : : }
608 : :
609 : : /*
610 : : * Sometimes f2fs may be better to drop out-of-place update policy.
611 : : * And, users can control the policy through sysfs entries.
612 : : * There are five policies with triggering conditions as follows.
613 : : * F2FS_IPU_FORCE - all the time,
614 : : * F2FS_IPU_SSR - if SSR mode is activated,
615 : : * F2FS_IPU_UTIL - if FS utilization is over threashold,
616 : : * F2FS_IPU_SSR_UTIL - if SSR mode is activated and FS utilization is over
617 : : * threashold,
618 : : * F2FS_IPU_FSYNC - activated in fsync path only for high performance flash
619 : : * storages. IPU will be triggered only if the # of dirty
620 : : * pages over min_fsync_blocks.
621 : : * F2FS_IPUT_DISABLE - disable IPU. (=default option)
622 : : */
623 : : #define DEF_MIN_IPU_UTIL 70
624 : : #define DEF_MIN_FSYNC_BLOCKS 8
625 : : #define DEF_MIN_HOT_BLOCKS 16
626 : :
627 : : #define SMALL_VOLUME_SEGMENTS (16 * 512) /* 16GB */
628 : :
629 : : enum {
630 : : F2FS_IPU_FORCE,
631 : : F2FS_IPU_SSR,
632 : : F2FS_IPU_UTIL,
633 : : F2FS_IPU_SSR_UTIL,
634 : : F2FS_IPU_FSYNC,
635 : : F2FS_IPU_ASYNC,
636 : : };
637 : :
638 : : static inline unsigned int curseg_segno(struct f2fs_sb_info *sbi,
639 : : int type)
640 : : {
641 : : struct curseg_info *curseg = CURSEG_I(sbi, type);
642 : 0 : return curseg->segno;
643 : : }
644 : :
645 : : static inline unsigned char curseg_alloc_type(struct f2fs_sb_info *sbi,
646 : : int type)
647 : : {
648 : : struct curseg_info *curseg = CURSEG_I(sbi, type);
649 : 0 : return curseg->alloc_type;
650 : : }
651 : :
652 : : static inline unsigned short curseg_blkoff(struct f2fs_sb_info *sbi, int type)
653 : : {
654 : : struct curseg_info *curseg = CURSEG_I(sbi, type);
655 : 0 : return curseg->next_blkoff;
656 : : }
657 : :
658 : 0 : static inline void check_seg_range(struct f2fs_sb_info *sbi, unsigned int segno)
659 : : {
660 : 0 : f2fs_bug_on(sbi, segno > TOTAL_SEGS(sbi) - 1);
661 : 0 : }
662 : :
663 : 0 : static inline void verify_fio_blkaddr(struct f2fs_io_info *fio)
664 : : {
665 : 0 : struct f2fs_sb_info *sbi = fio->sbi;
666 : :
667 : 0 : if (__is_valid_data_blkaddr(fio->old_blkaddr))
668 : 0 : verify_blkaddr(sbi, fio->old_blkaddr, __is_meta_io(fio) ?
669 : : META_GENERIC : DATA_GENERIC);
670 : 0 : verify_blkaddr(sbi, fio->new_blkaddr, __is_meta_io(fio) ?
671 : : META_GENERIC : DATA_GENERIC_ENHANCE);
672 : 0 : }
673 : :
674 : : /*
675 : : * Summary block is always treated as an invalid block
676 : : */
677 : 0 : static inline int check_block_count(struct f2fs_sb_info *sbi,
678 : : int segno, struct f2fs_sit_entry *raw_sit)
679 : : {
680 : 0 : bool is_valid = test_bit_le(0, raw_sit->valid_map) ? true : false;
681 : : int valid_blocks = 0;
682 : : int cur_pos = 0, next_pos;
683 : :
684 : : /* check bitmap with valid block count */
685 : : do {
686 : 0 : if (is_valid) {
687 : 0 : next_pos = find_next_zero_bit_le(&raw_sit->valid_map,
688 : 0 : sbi->blocks_per_seg,
689 : : cur_pos);
690 : 0 : valid_blocks += next_pos - cur_pos;
691 : : } else
692 : 0 : next_pos = find_next_bit_le(&raw_sit->valid_map,
693 : 0 : sbi->blocks_per_seg,
694 : : cur_pos);
695 : : cur_pos = next_pos;
696 : 0 : is_valid = !is_valid;
697 : 0 : } while (cur_pos < sbi->blocks_per_seg);
698 : :
699 : 0 : if (unlikely(GET_SIT_VBLOCKS(raw_sit) != valid_blocks)) {
700 : 0 : f2fs_err(sbi, "Mismatch valid blocks %d vs. %d",
701 : : GET_SIT_VBLOCKS(raw_sit), valid_blocks);
702 : : set_sbi_flag(sbi, SBI_NEED_FSCK);
703 : 0 : return -EFSCORRUPTED;
704 : : }
705 : :
706 : : /* check segment usage, and check boundary of a given segment number */
707 : 0 : if (unlikely(GET_SIT_VBLOCKS(raw_sit) > sbi->blocks_per_seg
708 : : || segno > TOTAL_SEGS(sbi) - 1)) {
709 : 0 : f2fs_err(sbi, "Wrong valid blocks %d or segno %u",
710 : : GET_SIT_VBLOCKS(raw_sit), segno);
711 : : set_sbi_flag(sbi, SBI_NEED_FSCK);
712 : 0 : return -EFSCORRUPTED;
713 : : }
714 : : return 0;
715 : : }
716 : :
717 : 0 : static inline pgoff_t current_sit_addr(struct f2fs_sb_info *sbi,
718 : : unsigned int start)
719 : : {
720 : : struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
721 : 0 : unsigned int offset = SIT_BLOCK_OFFSET(start);
722 : 0 : block_t blk_addr = sit_i->sit_base_addr + offset;
723 : :
724 : 0 : check_seg_range(sbi, start);
725 : :
726 : : #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
727 : : if (f2fs_test_bit(offset, sit_i->sit_bitmap) !=
728 : : f2fs_test_bit(offset, sit_i->sit_bitmap_mir))
729 : : f2fs_bug_on(sbi, 1);
730 : : #endif
731 : :
732 : : /* calculate sit block address */
733 : 0 : if (f2fs_test_bit(offset, sit_i->sit_bitmap))
734 : 0 : blk_addr += sit_i->sit_blocks;
735 : :
736 : 0 : return blk_addr;
737 : : }
738 : :
739 : : static inline pgoff_t next_sit_addr(struct f2fs_sb_info *sbi,
740 : : pgoff_t block_addr)
741 : : {
742 : : struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
743 : 0 : block_addr -= sit_i->sit_base_addr;
744 : 0 : if (block_addr < sit_i->sit_blocks)
745 : 0 : block_addr += sit_i->sit_blocks;
746 : : else
747 : 0 : block_addr -= sit_i->sit_blocks;
748 : :
749 : 0 : return block_addr + sit_i->sit_base_addr;
750 : : }
751 : :
752 : : static inline void set_to_next_sit(struct sit_info *sit_i, unsigned int start)
753 : : {
754 : 0 : unsigned int block_off = SIT_BLOCK_OFFSET(start);
755 : :
756 : 0 : f2fs_change_bit(block_off, sit_i->sit_bitmap);
757 : : #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
758 : : f2fs_change_bit(block_off, sit_i->sit_bitmap_mir);
759 : : #endif
760 : : }
761 : :
762 : 0 : static inline unsigned long long get_mtime(struct f2fs_sb_info *sbi,
763 : : bool base_time)
764 : : {
765 : : struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
766 : 0 : time64_t diff, now = ktime_get_real_seconds();
767 : :
768 : 0 : if (now >= sit_i->mounted_time)
769 : 0 : return sit_i->elapsed_time + now - sit_i->mounted_time;
770 : :
771 : : /* system time is set to the past */
772 : 0 : if (!base_time) {
773 : 0 : diff = sit_i->mounted_time - now;
774 : 0 : if (sit_i->elapsed_time >= diff)
775 : 0 : return sit_i->elapsed_time - diff;
776 : : return 0;
777 : : }
778 : 0 : return sit_i->elapsed_time;
779 : : }
780 : :
781 : : static inline void set_summary(struct f2fs_summary *sum, nid_t nid,
782 : : unsigned int ofs_in_node, unsigned char version)
783 : : {
784 : 0 : sum->nid = cpu_to_le32(nid);
785 : 0 : sum->ofs_in_node = cpu_to_le16(ofs_in_node);
786 : 0 : sum->version = version;
787 : : }
788 : :
789 : : static inline block_t start_sum_block(struct f2fs_sb_info *sbi)
790 : : {
791 : 0 : return __start_cp_addr(sbi) +
792 : 0 : le32_to_cpu(F2FS_CKPT(sbi)->cp_pack_start_sum);
793 : : }
794 : :
795 : : static inline block_t sum_blk_addr(struct f2fs_sb_info *sbi, int base, int type)
796 : : {
797 : 0 : return __start_cp_addr(sbi) +
798 : 0 : le32_to_cpu(F2FS_CKPT(sbi)->cp_pack_total_block_count)
799 : 0 : - (base + 1) + type;
800 : : }
801 : :
802 : 0 : static inline bool sec_usage_check(struct f2fs_sb_info *sbi, unsigned int secno)
803 : : {
804 : 0 : if (IS_CURSEC(sbi, secno) || (sbi->cur_victim_sec == secno))
805 : : return true;
806 : 0 : return false;
807 : : }
808 : :
809 : : /*
810 : : * It is very important to gather dirty pages and write at once, so that we can
811 : : * submit a big bio without interfering other data writes.
812 : : * By default, 512 pages for directory data,
813 : : * 512 pages (2MB) * 8 for nodes, and
814 : : * 256 pages * 8 for meta are set.
815 : : */
816 : : static inline int nr_pages_to_skip(struct f2fs_sb_info *sbi, int type)
817 : : {
818 : 0 : if (sbi->sb->s_bdi->wb.dirty_exceeded)
819 : : return 0;
820 : :
821 : : if (type == DATA)
822 : 0 : return sbi->blocks_per_seg;
823 : : else if (type == NODE)
824 : 0 : return 8 * sbi->blocks_per_seg;
825 : : else if (type == META)
826 : : return 8 * BIO_MAX_PAGES;
827 : : else
828 : : return 0;
829 : : }
830 : :
831 : : /*
832 : : * When writing pages, it'd better align nr_to_write for segment size.
833 : : */
834 : : static inline long nr_pages_to_write(struct f2fs_sb_info *sbi, int type,
835 : : struct writeback_control *wbc)
836 : : {
837 : : long nr_to_write, desired;
838 : :
839 : 0 : if (wbc->sync_mode != WB_SYNC_NONE)
840 : : return 0;
841 : :
842 : 0 : nr_to_write = wbc->nr_to_write;
843 : : desired = BIO_MAX_PAGES;
844 : : if (type == NODE)
845 : : desired <<= 1;
846 : :
847 : 0 : wbc->nr_to_write = desired;
848 : 0 : return desired - nr_to_write;
849 : : }
850 : :
851 : 0 : static inline void wake_up_discard_thread(struct f2fs_sb_info *sbi, bool force)
852 : : {
853 : 0 : struct discard_cmd_control *dcc = SM_I(sbi)->dcc_info;
854 : : bool wakeup = false;
855 : : int i;
856 : :
857 : 0 : if (force)
858 : : goto wake_up;
859 : :
860 : 0 : mutex_lock(&dcc->cmd_lock);
861 : 0 : for (i = MAX_PLIST_NUM - 1; i >= 0; i--) {
862 : 0 : if (i + 1 < dcc->discard_granularity)
863 : : break;
864 : 0 : if (!list_empty(&dcc->pend_list[i])) {
865 : : wakeup = true;
866 : : break;
867 : : }
868 : : }
869 : 0 : mutex_unlock(&dcc->cmd_lock);
870 : 0 : if (!wakeup || !is_idle(sbi, DISCARD_TIME))
871 : 0 : return;
872 : : wake_up:
873 : 0 : dcc->discard_wake = 1;
874 : 0 : wake_up_interruptible_all(&dcc->discard_wait_queue);
875 : : }
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