Merge tag 'hyperv-next-signed-20240320' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / ext4 / extents_status.h
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  fs/ext4/extents_status.h
4  *
5  * Written by Yongqiang Yang <xiaoqiangnk@gmail.com>
6  * Modified by
7  *      Allison Henderson <achender@linux.vnet.ibm.com>
8  *      Zheng Liu <wenqing.lz@taobao.com>
9  *
10  */
11
12 #ifndef _EXT4_EXTENTS_STATUS_H
13 #define _EXT4_EXTENTS_STATUS_H
14
15 /*
16  * Turn on ES_DEBUG__ to get lots of info about extent status operations.
17  */
18 #ifdef ES_DEBUG__
19 #define es_debug(fmt, ...)      printk(fmt, ##__VA_ARGS__)
20 #else
21 #define es_debug(fmt, ...)      no_printk(fmt, ##__VA_ARGS__)
22 #endif
23
24 /*
25  * With ES_AGGRESSIVE_TEST defined, the result of es caching will be
26  * checked with old map_block's result.
27  */
28 #define ES_AGGRESSIVE_TEST__
29
30 /*
31  * These flags live in the high bits of extent_status.es_pblk
32  */
33 enum {
34         ES_WRITTEN_B,
35         ES_UNWRITTEN_B,
36         ES_DELAYED_B,
37         ES_HOLE_B,
38         ES_REFERENCED_B,
39         ES_FLAGS
40 };
41
42 #define ES_SHIFT (sizeof(ext4_fsblk_t)*8 - ES_FLAGS)
43 #define ES_MASK (~((ext4_fsblk_t)0) << ES_SHIFT)
44
45 #define EXTENT_STATUS_WRITTEN   (1 << ES_WRITTEN_B)
46 #define EXTENT_STATUS_UNWRITTEN (1 << ES_UNWRITTEN_B)
47 #define EXTENT_STATUS_DELAYED   (1 << ES_DELAYED_B)
48 #define EXTENT_STATUS_HOLE      (1 << ES_HOLE_B)
49 #define EXTENT_STATUS_REFERENCED        (1 << ES_REFERENCED_B)
50
51 #define ES_TYPE_MASK    ((ext4_fsblk_t)(EXTENT_STATUS_WRITTEN | \
52                           EXTENT_STATUS_UNWRITTEN | \
53                           EXTENT_STATUS_DELAYED | \
54                           EXTENT_STATUS_HOLE) << ES_SHIFT)
55
56 struct ext4_sb_info;
57 struct ext4_extent;
58
59 struct extent_status {
60         struct rb_node rb_node;
61         ext4_lblk_t es_lblk;    /* first logical block extent covers */
62         ext4_lblk_t es_len;     /* length of extent in block */
63         ext4_fsblk_t es_pblk;   /* first physical block */
64 };
65
66 struct ext4_es_tree {
67         struct rb_root root;
68         struct extent_status *cache_es; /* recently accessed extent */
69 };
70
71 struct ext4_es_stats {
72         unsigned long es_stats_shrunk;
73         struct percpu_counter es_stats_cache_hits;
74         struct percpu_counter es_stats_cache_misses;
75         u64 es_stats_scan_time;
76         u64 es_stats_max_scan_time;
77         struct percpu_counter es_stats_all_cnt;
78         struct percpu_counter es_stats_shk_cnt;
79 };
80
81 /*
82  * Pending cluster reservations for bigalloc file systems
83  *
84  * A cluster with a pending reservation is a logical cluster shared by at
85  * least one extent in the extents status tree with delayed and unwritten
86  * status and at least one other written or unwritten extent.  The
87  * reservation is said to be pending because a cluster reservation would
88  * have to be taken in the event all blocks in the cluster shared with
89  * written or unwritten extents were deleted while the delayed and
90  * unwritten blocks remained.
91  *
92  * The set of pending cluster reservations is an auxiliary data structure
93  * used with the extents status tree to implement reserved cluster/block
94  * accounting for bigalloc file systems.  The set is kept in memory and
95  * records all pending cluster reservations.
96  *
97  * Its primary function is to avoid the need to read extents from the
98  * disk when invalidating pages as a result of a truncate, punch hole, or
99  * collapse range operation.  Page invalidation requires a decrease in the
100  * reserved cluster count if it results in the removal of all delayed
101  * and unwritten extents (blocks) from a cluster that is not shared with a
102  * written or unwritten extent, and no decrease otherwise.  Determining
103  * whether the cluster is shared can be done by searching for a pending
104  * reservation on it.
105  *
106  * Secondarily, it provides a potentially faster method for determining
107  * whether the reserved cluster count should be increased when a physical
108  * cluster is deallocated as a result of a truncate, punch hole, or
109  * collapse range operation.  The necessary information is also present
110  * in the extents status tree, but might be more rapidly accessed in
111  * the pending reservation set in many cases due to smaller size.
112  *
113  * The pending cluster reservation set is implemented as a red-black tree
114  * with the goal of minimizing per page search time overhead.
115  */
116
117 struct pending_reservation {
118         struct rb_node rb_node;
119         ext4_lblk_t lclu;
120 };
121
122 struct ext4_pending_tree {
123         struct rb_root root;
124 };
125
126 extern int __init ext4_init_es(void);
127 extern void ext4_exit_es(void);
128 extern void ext4_es_init_tree(struct ext4_es_tree *tree);
129
130 extern void ext4_es_insert_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
131                                   ext4_lblk_t len, ext4_fsblk_t pblk,
132                                   unsigned int status);
133 extern void ext4_es_cache_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
134                                  ext4_lblk_t len, ext4_fsblk_t pblk,
135                                  unsigned int status);
136 extern void ext4_es_remove_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
137                                   ext4_lblk_t len);
138 extern void ext4_es_find_extent_range(struct inode *inode,
139                                       int (*match_fn)(struct extent_status *es),
140                                       ext4_lblk_t lblk, ext4_lblk_t end,
141                                       struct extent_status *es);
142 extern int ext4_es_lookup_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
143                                  ext4_lblk_t *next_lblk,
144                                  struct extent_status *es);
145 extern bool ext4_es_scan_range(struct inode *inode,
146                                int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
147                                ext4_lblk_t lblk, ext4_lblk_t end);
148 extern bool ext4_es_scan_clu(struct inode *inode,
149                              int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
150                              ext4_lblk_t lblk);
151
152 static inline unsigned int ext4_es_status(struct extent_status *es)
153 {
154         return es->es_pblk >> ES_SHIFT;
155 }
156
157 static inline unsigned int ext4_es_type(struct extent_status *es)
158 {
159         return (es->es_pblk & ES_TYPE_MASK) >> ES_SHIFT;
160 }
161
162 static inline int ext4_es_is_written(struct extent_status *es)
163 {
164         return (ext4_es_type(es) & EXTENT_STATUS_WRITTEN) != 0;
165 }
166
167 static inline int ext4_es_is_unwritten(struct extent_status *es)
168 {
169         return (ext4_es_type(es) & EXTENT_STATUS_UNWRITTEN) != 0;
170 }
171
172 static inline int ext4_es_is_delayed(struct extent_status *es)
173 {
174         return (ext4_es_type(es) & EXTENT_STATUS_DELAYED) != 0;
175 }
176
177 static inline int ext4_es_is_hole(struct extent_status *es)
178 {
179         return (ext4_es_type(es) & EXTENT_STATUS_HOLE) != 0;
180 }
181
182 static inline int ext4_es_is_mapped(struct extent_status *es)
183 {
184         return (ext4_es_is_written(es) || ext4_es_is_unwritten(es));
185 }
186
187 static inline int ext4_es_is_delonly(struct extent_status *es)
188 {
189         return (ext4_es_is_delayed(es) && !ext4_es_is_unwritten(es));
190 }
191
192 static inline void ext4_es_set_referenced(struct extent_status *es)
193 {
194         es->es_pblk |= ((ext4_fsblk_t)EXTENT_STATUS_REFERENCED) << ES_SHIFT;
195 }
196
197 static inline void ext4_es_clear_referenced(struct extent_status *es)
198 {
199         es->es_pblk &= ~(((ext4_fsblk_t)EXTENT_STATUS_REFERENCED) << ES_SHIFT);
200 }
201
202 static inline int ext4_es_is_referenced(struct extent_status *es)
203 {
204         return (ext4_es_status(es) & EXTENT_STATUS_REFERENCED) != 0;
205 }
206
207 static inline ext4_fsblk_t ext4_es_pblock(struct extent_status *es)
208 {
209         return es->es_pblk & ~ES_MASK;
210 }
211
212 static inline ext4_fsblk_t ext4_es_show_pblock(struct extent_status *es)
213 {
214         ext4_fsblk_t pblock = ext4_es_pblock(es);
215         return pblock == ~ES_MASK ? 0 : pblock;
216 }
217
218 static inline void ext4_es_store_pblock(struct extent_status *es,
219                                         ext4_fsblk_t pb)
220 {
221         ext4_fsblk_t block;
222
223         block = (pb & ~ES_MASK) | (es->es_pblk & ES_MASK);
224         es->es_pblk = block;
225 }
226
227 static inline void ext4_es_store_status(struct extent_status *es,
228                                         unsigned int status)
229 {
230         es->es_pblk = (((ext4_fsblk_t)status << ES_SHIFT) & ES_MASK) |
231                       (es->es_pblk & ~ES_MASK);
232 }
233
234 static inline void ext4_es_store_pblock_status(struct extent_status *es,
235                                                ext4_fsblk_t pb,
236                                                unsigned int status)
237 {
238         es->es_pblk = (((ext4_fsblk_t)status << ES_SHIFT) & ES_MASK) |
239                       (pb & ~ES_MASK);
240 }
241
242 extern int ext4_es_register_shrinker(struct ext4_sb_info *sbi);
243 extern void ext4_es_unregister_shrinker(struct ext4_sb_info *sbi);
244
245 extern int ext4_seq_es_shrinker_info_show(struct seq_file *seq, void *v);
246
247 extern int __init ext4_init_pending(void);
248 extern void ext4_exit_pending(void);
249 extern void ext4_init_pending_tree(struct ext4_pending_tree *tree);
250 extern void ext4_remove_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk);
251 extern bool ext4_is_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk);
252 extern void ext4_es_insert_delayed_block(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
253                                          bool allocated);
254 extern unsigned int ext4_es_delayed_clu(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
255                                         ext4_lblk_t len);
256 extern void ext4_clear_inode_es(struct inode *inode);
257
258 #endif /* _EXT4_EXTENTS_STATUS_H */