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