fs/btrfs/zoned.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2
   3 #ifndef BTRFS_ZONED_H
   4 #define BTRFS_ZONED_H
   5
   6 #include <linux/types.h>
   7 #include <linux/blkdev.h>
   8 #include "messages.h"
   9 #include "volumes.h"
  10 #include "disk-io.h"
  11 #include "block-group.h"
  12 #include "btrfs_inode.h"
  13
  14 #define BTRFS_DEFAULT_RECLAIM_THRESH                            (75)
  15
  16 struct btrfs_zoned_device_info {
  17         /*
  18          * Number of zones, zone size and types of zones if bdev is a
  19          * zoned block device.
  20          */
  21         u64 zone_size;
  22         u8  zone_size_shift;
  23         u32 nr_zones;
  24         unsigned int max_active_zones;
  25         /*
  26          * Reserved active zones for one metadata and one system block group.
  27          * It can vary per-device depending on the allocation status.
  28          */
  29         int reserved_active_zones;
  30         atomic_t active_zones_left;
  31         unsigned long *seq_zones;
  32         unsigned long *empty_zones;
  33         unsigned long *active_zones;
  34         struct blk_zone *zone_cache;
  35         struct blk_zone sb_zones[2 * BTRFS_SUPER_MIRROR_MAX];
  36 };
  37
  38 void btrfs_finish_ordered_zoned(struct btrfs_ordered_extent *ordered);
  39
  40 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
  41 int btrfs_get_dev_zone(struct btrfs_device *device, u64 pos,
  42                        struct blk_zone *zone);
  43 int btrfs_get_dev_zone_info_all_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info);
  44 int btrfs_get_dev_zone_info(struct btrfs_device *device, bool populate_cache);
  45 void btrfs_destroy_dev_zone_info(struct btrfs_device *device);
  46 struct btrfs_zoned_device_info *btrfs_clone_dev_zone_info(struct btrfs_device *orig_dev);
  47 int btrfs_check_zoned_mode(struct btrfs_fs_info *fs_info);
  48 int btrfs_check_mountopts_zoned(struct btrfs_fs_info *info);
  49 int btrfs_sb_log_location_bdev(struct block_device *bdev, int mirror, int rw,
  50                                u64 *bytenr_ret);
  51 int btrfs_sb_log_location(struct btrfs_device *device, int mirror, int rw,
  52                           u64 *bytenr_ret);
  53 int btrfs_advance_sb_log(struct btrfs_device *device, int mirror);
  54 int btrfs_reset_sb_log_zones(struct block_device *bdev, int mirror);
  55 u64 btrfs_find_allocatable_zones(struct btrfs_device *device, u64 hole_start,
  56                                  u64 hole_end, u64 num_bytes);
  57 int btrfs_reset_device_zone(struct btrfs_device *device, u64 physical,
  58                             u64 length, u64 *bytes);
  59 int btrfs_ensure_empty_zones(struct btrfs_device *device, u64 start, u64 size);
  60 int btrfs_load_block_group_zone_info(struct btrfs_block_group *cache, bool new);
  61 void btrfs_calc_zone_unusable(struct btrfs_block_group *cache);
  62 void btrfs_redirty_list_add(struct btrfs_transaction *trans,
  63                             struct extent_buffer *eb);
  64 bool btrfs_use_zone_append(struct btrfs_bio *bbio);
  65 void btrfs_record_physical_zoned(struct btrfs_bio *bbio);
  66 int btrfs_check_meta_write_pointer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
  67                                    struct btrfs_eb_write_context *ctx);
  68 int btrfs_zoned_issue_zeroout(struct btrfs_device *device, u64 physical, u64 length);
  69 int btrfs_sync_zone_write_pointer(struct btrfs_device *tgt_dev, u64 logical,
  70                                   u64 physical_start, u64 physical_pos);
  71 bool btrfs_zone_activate(struct btrfs_block_group *block_group);
  72 int btrfs_zone_finish(struct btrfs_block_group *block_group);
  73 bool btrfs_can_activate_zone(struct btrfs_fs_devices *fs_devices, u64 flags);
  74 void btrfs_zone_finish_endio(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical,
  75                              u64 length);
  76 void btrfs_schedule_zone_finish_bg(struct btrfs_block_group *bg,
  77                                    struct extent_buffer *eb);
  78 void btrfs_clear_data_reloc_bg(struct btrfs_block_group *bg);
  79 void btrfs_free_zone_cache(struct btrfs_fs_info *fs_info);
  80 bool btrfs_zoned_should_reclaim(struct btrfs_fs_info *fs_info);
  81 void btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical,
  82                                        u64 length);
  83 int btrfs_zone_finish_one_bg(struct btrfs_fs_info *fs_info);
  84 int btrfs_zoned_activate_one_bg(struct btrfs_fs_info *fs_info,
  85                                 struct btrfs_space_info *space_info, bool do_finish);
  86 void btrfs_check_active_zone_reservation(struct btrfs_fs_info *fs_info);
  87 #else /* CONFIG_BLK_DEV_ZONED */
  88 static inline int btrfs_get_dev_zone(struct btrfs_device *device, u64 pos,
  89                                      struct blk_zone *zone)
  90 {
  91         return 0;
  92 }
  93
  94 static inline int btrfs_get_dev_zone_info_all_devices(struct btrfs_fs_info *fs_info)
  95 {
  96         return 0;
  97 }
  98
  99 static inline int btrfs_get_dev_zone_info(struct btrfs_device *device,
 100                                           bool populate_cache)
 101 {
 102         return 0;
 103 }
 104
 105 static inline void btrfs_destroy_dev_zone_info(struct btrfs_device *device) { }
 106
 107 /*
 108  * In case the kernel is compiled without CONFIG_BLK_DEV_ZONED we'll never call
 109  * into btrfs_clone_dev_zone_info() so it's safe to return NULL here.
 110  */
 111 static inline struct btrfs_zoned_device_info *btrfs_clone_dev_zone_info(
 112                                                  struct btrfs_device *orig_dev)
 113 {
 114         return NULL;
 115 }
 116
 117 static inline int btrfs_check_zoned_mode(const struct btrfs_fs_info *fs_info)
 118 {
 119         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
 120                 return 0;
 121
 122         btrfs_err(fs_info, "zoned block devices support is not enabled");
 123         return -EOPNOTSUPP;
 124 }
 125
 126 static inline int btrfs_check_mountopts_zoned(struct btrfs_fs_info *info)
 127 {
 128         return 0;
 129 }
 130
 131 static inline int btrfs_sb_log_location_bdev(struct block_device *bdev,
 132                                              int mirror, int rw, u64 *bytenr_ret)
 133 {
 134         *bytenr_ret = btrfs_sb_offset(mirror);
 135         return 0;
 136 }
 137
 138 static inline int btrfs_sb_log_location(struct btrfs_device *device, int mirror,
 139                                         int rw, u64 *bytenr_ret)
 140 {
 141         *bytenr_ret = btrfs_sb_offset(mirror);
 142         return 0;
 143 }
 144
 145 static inline int btrfs_advance_sb_log(struct btrfs_device *device, int mirror)
 146 {
 147         return 0;
 148 }
 149
 150 static inline int btrfs_reset_sb_log_zones(struct block_device *bdev, int mirror)
 151 {
 152         return 0;
 153 }
 154
 155 static inline u64 btrfs_find_allocatable_zones(struct btrfs_device *device,
 156                                                u64 hole_start, u64 hole_end,
 157                                                u64 num_bytes)
 158 {
 159         return hole_start;
 160 }
 161
 162 static inline int btrfs_reset_device_zone(struct btrfs_device *device,
 163                                           u64 physical, u64 length, u64 *bytes)
 164 {
 165         *bytes = 0;
 166         return 0;
 167 }
 168
 169 static inline int btrfs_ensure_empty_zones(struct btrfs_device *device,
 170                                            u64 start, u64 size)
 171 {
 172         return 0;
 173 }
 174
 175 static inline int btrfs_load_block_group_zone_info(
 176                 struct btrfs_block_group *cache, bool new)
 177 {
 178         return 0;
 179 }
 180
 181 static inline void btrfs_calc_zone_unusable(struct btrfs_block_group *cache) { }
 182
 183 static inline void btrfs_redirty_list_add(struct btrfs_transaction *trans,
 184                                           struct extent_buffer *eb) { }
 185
 186 static inline bool btrfs_use_zone_append(struct btrfs_bio *bbio)
 187 {
 188         return false;
 189 }
 190
 191 static inline void btrfs_record_physical_zoned(struct btrfs_bio *bbio)
 192 {
 193 }
 194
 195 static inline int btrfs_check_meta_write_pointer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
 196                                                  struct btrfs_eb_write_context *ctx)
 197 {
 198         return 0;
 199 }
 200
 201 static inline int btrfs_zoned_issue_zeroout(struct btrfs_device *device,
 202                                             u64 physical, u64 length)
 203 {
 204         return -EOPNOTSUPP;
 205 }
 206
 207 static inline int btrfs_sync_zone_write_pointer(struct btrfs_device *tgt_dev,
 208                                                 u64 logical, u64 physical_start,
 209                                                 u64 physical_pos)
 210 {
 211         return -EOPNOTSUPP;
 212 }
 213
 214 static inline bool btrfs_zone_activate(struct btrfs_block_group *block_group)
 215 {
 216         return true;
 217 }
 218
 219 static inline int btrfs_zone_finish(struct btrfs_block_group *block_group)
 220 {
 221         return 0;
 222 }
 223
 224 static inline bool btrfs_can_activate_zone(struct btrfs_fs_devices *fs_devices,
 225                                            u64 flags)
 226 {
 227         return true;
 228 }
 229
 230 static inline void btrfs_zone_finish_endio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
 231                                            u64 logical, u64 length) { }
 232
 233 static inline void btrfs_schedule_zone_finish_bg(struct btrfs_block_group *bg,
 234                                                  struct extent_buffer *eb) { }
 235
 236 static inline void btrfs_clear_data_reloc_bg(struct btrfs_block_group *bg) { }
 237
 238 static inline void btrfs_free_zone_cache(struct btrfs_fs_info *fs_info) { }
 239
 240 static inline bool btrfs_zoned_should_reclaim(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 241 {
 242         return false;
 243 }
 244
 245 static inline void btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(struct btrfs_fs_info *fs_info,
 246                                                      u64 logical, u64 length) { }
 247
 248 static inline int btrfs_zone_finish_one_bg(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 249 {
 250         return 1;
 251 }
 252
 253 static inline int btrfs_zoned_activate_one_bg(struct btrfs_fs_info *fs_info,
 254                                               struct btrfs_space_info *space_info,
 255                                               bool do_finish)
 256 {
 257         /* Consider all the block groups are active */
 258         return 0;
 259 }
 260
 261 static inline void btrfs_check_active_zone_reservation(struct btrfs_fs_info *fs_info) { }
 262
 263 #endif
 264
 265 static inline bool btrfs_dev_is_sequential(struct btrfs_device *device, u64 pos)
 266 {
 267         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = device->zone_info;
 268
 269         if (!zone_info)
 270                 return false;
 271
 272         return test_bit(pos >> zone_info->zone_size_shift, zone_info->seq_zones);
 273 }
 274
 275 static inline bool btrfs_dev_is_empty_zone(struct btrfs_device *device, u64 pos)
 276 {
 277         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = device->zone_info;
 278
 279         if (!zone_info)
 280                 return true;
 281
 282         return test_bit(pos >> zone_info->zone_size_shift, zone_info->empty_zones);
 283 }
 284
 285 static inline void btrfs_dev_set_empty_zone_bit(struct btrfs_device *device,
 286                                                 u64 pos, bool set)
 287 {
 288         struct btrfs_zoned_device_info *zone_info = device->zone_info;
 289         unsigned int zno;
 290
 291         if (!zone_info)
 292                 return;
 293
 294         zno = pos >> zone_info->zone_size_shift;
 295         if (set)
 296                 set_bit(zno, zone_info->empty_zones);
 297         else
 298                 clear_bit(zno, zone_info->empty_zones);
 299 }
 300
 301 static inline void btrfs_dev_set_zone_empty(struct btrfs_device *device, u64 pos)
 302 {
 303         btrfs_dev_set_empty_zone_bit(device, pos, true);
 304 }
 305
 306 static inline void btrfs_dev_clear_zone_empty(struct btrfs_device *device, u64 pos)
 307 {
 308         btrfs_dev_set_empty_zone_bit(device, pos, false);
 309 }
 310
 311 static inline bool btrfs_check_device_zone_type(const struct btrfs_fs_info *fs_info,
 312                                                 struct block_device *bdev)
 313 {
 314         if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
 315                 /*
 316                  * We can allow a regular device on a zoned filesystem, because
 317                  * we will emulate the zoned capabilities.
 318                  */
 319                 if (!bdev_is_zoned(bdev))
 320                         return true;
 321
 322                 return fs_info->zone_size ==
 323                         (bdev_zone_sectors(bdev) << SECTOR_SHIFT);
 324         }
 325
 326         /* Do not allow Host Manged zoned device */
 327         return bdev_zoned_model(bdev) != BLK_ZONED_HM;
 328 }
 329
 330 static inline bool btrfs_check_super_location(struct btrfs_device *device, u64 pos)
 331 {
 332         /*
 333          * On a non-zoned device, any address is OK. On a zoned device,
 334          * non-SEQUENTIAL WRITE REQUIRED zones are capable.
 335          */
 336         return device->zone_info == NULL || !btrfs_dev_is_sequential(device, pos);
 337 }
 338
 339 static inline bool btrfs_can_zone_reset(struct btrfs_device *device,
 340                                         u64 physical, u64 length)
 341 {
 342         u64 zone_size;
 343
 344         if (!btrfs_dev_is_sequential(device, physical))
 345                 return false;
 346
 347         zone_size = device->zone_info->zone_size;
 348         if (!IS_ALIGNED(physical, zone_size) || !IS_ALIGNED(length, zone_size))
 349                 return false;
 350
 351         return true;
 352 }
 353
 354 static inline void btrfs_zoned_meta_io_lock(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 355 {
 356         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
 357                 return;
 358         mutex_lock(&fs_info->zoned_meta_io_lock);
 359 }
 360
 361 static inline void btrfs_zoned_meta_io_unlock(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 362 {
 363         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
 364                 return;
 365         mutex_unlock(&fs_info->zoned_meta_io_lock);
 366 }
 367
 368 static inline void btrfs_clear_treelog_bg(struct btrfs_block_group *bg)
 369 {
 370         struct btrfs_fs_info *fs_info = bg->fs_info;
 371
 372         if (!btrfs_is_zoned(fs_info))
 373                 return;
 374
 375         spin_lock(&fs_info->treelog_bg_lock);
 376         if (fs_info->treelog_bg == bg->start)
 377                 fs_info->treelog_bg = 0;
 378         spin_unlock(&fs_info->treelog_bg_lock);
 379 }
 380
 381 static inline void btrfs_zoned_data_reloc_lock(struct btrfs_inode *inode)
 382 {
 383         struct btrfs_root *root = inode->root;
 384
 385         if (btrfs_is_data_reloc_root(root) && btrfs_is_zoned(root->fs_info))
 386                 mutex_lock(&root->fs_info->zoned_data_reloc_io_lock);
 387 }
 388
 389 static inline void btrfs_zoned_data_reloc_unlock(struct btrfs_inode *inode)
 390 {
 391         struct btrfs_root *root = inode->root;
 392
 393         if (btrfs_is_data_reloc_root(root) && btrfs_is_zoned(root->fs_info))
 394                 mutex_unlock(&root->fs_info->zoned_data_reloc_io_lock);
 395 }
 396
 397 static inline bool btrfs_zoned_bg_is_full(const struct btrfs_block_group *bg)
 398 {
 399         ASSERT(btrfs_is_zoned(bg->fs_info));
 400         return (bg->alloc_offset == bg->zone_capacity);
 401 }
 402
 403 #endif