GNU Linux-libre 6.1.86-gnu
[releases.git] / fs / ext4 / extents_status.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  fs/ext4/extents_status.c
4  *
5  * Written by Yongqiang Yang <xiaoqiangnk@gmail.com>
6  * Modified by
7  *      Allison Henderson <achender@linux.vnet.ibm.com>
8  *      Hugh Dickins <hughd@google.com>
9  *      Zheng Liu <wenqing.lz@taobao.com>
10  *
11  * Ext4 extents status tree core functions.
12  */
13 #include <linux/list_sort.h>
14 #include <linux/proc_fs.h>
15 #include <linux/seq_file.h>
16 #include "ext4.h"
17
18 #include <trace/events/ext4.h>
19
20 /*
21  * According to previous discussion in Ext4 Developer Workshop, we
22  * will introduce a new structure called io tree to track all extent
23  * status in order to solve some problems that we have met
24  * (e.g. Reservation space warning), and provide extent-level locking.
25  * Delay extent tree is the first step to achieve this goal.  It is
26  * original built by Yongqiang Yang.  At that time it is called delay
27  * extent tree, whose goal is only track delayed extents in memory to
28  * simplify the implementation of fiemap and bigalloc, and introduce
29  * lseek SEEK_DATA/SEEK_HOLE support.  That is why it is still called
30  * delay extent tree at the first commit.  But for better understand
31  * what it does, it has been rename to extent status tree.
32  *
33  * Step1:
34  * Currently the first step has been done.  All delayed extents are
35  * tracked in the tree.  It maintains the delayed extent when a delayed
36  * allocation is issued, and the delayed extent is written out or
37  * invalidated.  Therefore the implementation of fiemap and bigalloc
38  * are simplified, and SEEK_DATA/SEEK_HOLE are introduced.
39  *
40  * The following comment describes the implemenmtation of extent
41  * status tree and future works.
42  *
43  * Step2:
44  * In this step all extent status are tracked by extent status tree.
45  * Thus, we can first try to lookup a block mapping in this tree before
46  * finding it in extent tree.  Hence, single extent cache can be removed
47  * because extent status tree can do a better job.  Extents in status
48  * tree are loaded on-demand.  Therefore, the extent status tree may not
49  * contain all of the extents in a file.  Meanwhile we define a shrinker
50  * to reclaim memory from extent status tree because fragmented extent
51  * tree will make status tree cost too much memory.  written/unwritten/-
52  * hole extents in the tree will be reclaimed by this shrinker when we
53  * are under high memory pressure.  Delayed extents will not be
54  * reclimed because fiemap, bigalloc, and seek_data/hole need it.
55  */
56
57 /*
58  * Extent status tree implementation for ext4.
59  *
60  *
61  * ==========================================================================
62  * Extent status tree tracks all extent status.
63  *
64  * 1. Why we need to implement extent status tree?
65  *
66  * Without extent status tree, ext4 identifies a delayed extent by looking
67  * up page cache, this has several deficiencies - complicated, buggy,
68  * and inefficient code.
69  *
70  * FIEMAP, SEEK_HOLE/DATA, bigalloc, and writeout all need to know if a
71  * block or a range of blocks are belonged to a delayed extent.
72  *
73  * Let us have a look at how they do without extent status tree.
74  *   -- FIEMAP
75  *      FIEMAP looks up page cache to identify delayed allocations from holes.
76  *
77  *   -- SEEK_HOLE/DATA
78  *      SEEK_HOLE/DATA has the same problem as FIEMAP.
79  *
80  *   -- bigalloc
81  *      bigalloc looks up page cache to figure out if a block is
82  *      already under delayed allocation or not to determine whether
83  *      quota reserving is needed for the cluster.
84  *
85  *   -- writeout
86  *      Writeout looks up whole page cache to see if a buffer is
87  *      mapped, If there are not very many delayed buffers, then it is
88  *      time consuming.
89  *
90  * With extent status tree implementation, FIEMAP, SEEK_HOLE/DATA,
91  * bigalloc and writeout can figure out if a block or a range of
92  * blocks is under delayed allocation(belonged to a delayed extent) or
93  * not by searching the extent tree.
94  *
95  *
96  * ==========================================================================
97  * 2. Ext4 extent status tree impelmentation
98  *
99  *   -- extent
100  *      A extent is a range of blocks which are contiguous logically and
101  *      physically.  Unlike extent in extent tree, this extent in ext4 is
102  *      a in-memory struct, there is no corresponding on-disk data.  There
103  *      is no limit on length of extent, so an extent can contain as many
104  *      blocks as they are contiguous logically and physically.
105  *
106  *   -- extent status tree
107  *      Every inode has an extent status tree and all allocation blocks
108  *      are added to the tree with different status.  The extent in the
109  *      tree are ordered by logical block no.
110  *
111  *   -- operations on a extent status tree
112  *      There are three important operations on a delayed extent tree: find
113  *      next extent, adding a extent(a range of blocks) and removing a extent.
114  *
115  *   -- race on a extent status tree
116  *      Extent status tree is protected by inode->i_es_lock.
117  *
118  *   -- memory consumption
119  *      Fragmented extent tree will make extent status tree cost too much
120  *      memory.  Hence, we will reclaim written/unwritten/hole extents from
121  *      the tree under a heavy memory pressure.
122  *
123  *
124  * ==========================================================================
125  * 3. Performance analysis
126  *
127  *   -- overhead
128  *      1. There is a cache extent for write access, so if writes are
129  *      not very random, adding space operaions are in O(1) time.
130  *
131  *   -- gain
132  *      2. Code is much simpler, more readable, more maintainable and
133  *      more efficient.
134  *
135  *
136  * ==========================================================================
137  * 4. TODO list
138  *
139  *   -- Refactor delayed space reservation
140  *
141  *   -- Extent-level locking
142  */
143
144 static struct kmem_cache *ext4_es_cachep;
145 static struct kmem_cache *ext4_pending_cachep;
146
147 static int __es_insert_extent(struct inode *inode, struct extent_status *newes,
148                               struct extent_status *prealloc);
149 static int __es_remove_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
150                               ext4_lblk_t end, int *reserved,
151                               struct extent_status *prealloc);
152 static int es_reclaim_extents(struct ext4_inode_info *ei, int *nr_to_scan);
153 static int __es_shrink(struct ext4_sb_info *sbi, int nr_to_scan,
154                        struct ext4_inode_info *locked_ei);
155 static int __revise_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
156                             ext4_lblk_t len,
157                             struct pending_reservation **prealloc);
158
159 int __init ext4_init_es(void)
160 {
161         ext4_es_cachep = kmem_cache_create("ext4_extent_status",
162                                            sizeof(struct extent_status),
163                                            0, (SLAB_RECLAIM_ACCOUNT), NULL);
164         if (ext4_es_cachep == NULL)
165                 return -ENOMEM;
166         return 0;
167 }
168
169 void ext4_exit_es(void)
170 {
171         kmem_cache_destroy(ext4_es_cachep);
172 }
173
174 void ext4_es_init_tree(struct ext4_es_tree *tree)
175 {
176         tree->root = RB_ROOT;
177         tree->cache_es = NULL;
178 }
179
180 #ifdef ES_DEBUG__
181 static void ext4_es_print_tree(struct inode *inode)
182 {
183         struct ext4_es_tree *tree;
184         struct rb_node *node;
185
186         printk(KERN_DEBUG "status extents for inode %lu:", inode->i_ino);
187         tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
188         node = rb_first(&tree->root);
189         while (node) {
190                 struct extent_status *es;
191                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
192                 printk(KERN_DEBUG " [%u/%u) %llu %x",
193                        es->es_lblk, es->es_len,
194                        ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
195                 node = rb_next(node);
196         }
197         printk(KERN_DEBUG "\n");
198 }
199 #else
200 #define ext4_es_print_tree(inode)
201 #endif
202
203 static inline ext4_lblk_t ext4_es_end(struct extent_status *es)
204 {
205         BUG_ON(es->es_lblk + es->es_len < es->es_lblk);
206         return es->es_lblk + es->es_len - 1;
207 }
208
209 /*
210  * search through the tree for an delayed extent with a given offset.  If
211  * it can't be found, try to find next extent.
212  */
213 static struct extent_status *__es_tree_search(struct rb_root *root,
214                                               ext4_lblk_t lblk)
215 {
216         struct rb_node *node = root->rb_node;
217         struct extent_status *es = NULL;
218
219         while (node) {
220                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
221                 if (lblk < es->es_lblk)
222                         node = node->rb_left;
223                 else if (lblk > ext4_es_end(es))
224                         node = node->rb_right;
225                 else
226                         return es;
227         }
228
229         if (es && lblk < es->es_lblk)
230                 return es;
231
232         if (es && lblk > ext4_es_end(es)) {
233                 node = rb_next(&es->rb_node);
234                 return node ? rb_entry(node, struct extent_status, rb_node) :
235                               NULL;
236         }
237
238         return NULL;
239 }
240
241 /*
242  * ext4_es_find_extent_range - find extent with specified status within block
243  *                             range or next extent following block range in
244  *                             extents status tree
245  *
246  * @inode - file containing the range
247  * @matching_fn - pointer to function that matches extents with desired status
248  * @lblk - logical block defining start of range
249  * @end - logical block defining end of range
250  * @es - extent found, if any
251  *
252  * Find the first extent within the block range specified by @lblk and @end
253  * in the extents status tree that satisfies @matching_fn.  If a match
254  * is found, it's returned in @es.  If not, and a matching extent is found
255  * beyond the block range, it's returned in @es.  If no match is found, an
256  * extent is returned in @es whose es_lblk, es_len, and es_pblk components
257  * are 0.
258  */
259 static void __es_find_extent_range(struct inode *inode,
260                                    int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
261                                    ext4_lblk_t lblk, ext4_lblk_t end,
262                                    struct extent_status *es)
263 {
264         struct ext4_es_tree *tree = NULL;
265         struct extent_status *es1 = NULL;
266         struct rb_node *node;
267
268         WARN_ON(es == NULL);
269         WARN_ON(end < lblk);
270
271         tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
272
273         /* see if the extent has been cached */
274         es->es_lblk = es->es_len = es->es_pblk = 0;
275         es1 = READ_ONCE(tree->cache_es);
276         if (es1 && in_range(lblk, es1->es_lblk, es1->es_len)) {
277                 es_debug("%u cached by [%u/%u) %llu %x\n",
278                          lblk, es1->es_lblk, es1->es_len,
279                          ext4_es_pblock(es1), ext4_es_status(es1));
280                 goto out;
281         }
282
283         es1 = __es_tree_search(&tree->root, lblk);
284
285 out:
286         if (es1 && !matching_fn(es1)) {
287                 while ((node = rb_next(&es1->rb_node)) != NULL) {
288                         es1 = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
289                         if (es1->es_lblk > end) {
290                                 es1 = NULL;
291                                 break;
292                         }
293                         if (matching_fn(es1))
294                                 break;
295                 }
296         }
297
298         if (es1 && matching_fn(es1)) {
299                 WRITE_ONCE(tree->cache_es, es1);
300                 es->es_lblk = es1->es_lblk;
301                 es->es_len = es1->es_len;
302                 es->es_pblk = es1->es_pblk;
303         }
304
305 }
306
307 /*
308  * Locking for __es_find_extent_range() for external use
309  */
310 void ext4_es_find_extent_range(struct inode *inode,
311                                int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
312                                ext4_lblk_t lblk, ext4_lblk_t end,
313                                struct extent_status *es)
314 {
315         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
316                 return;
317
318         trace_ext4_es_find_extent_range_enter(inode, lblk);
319
320         read_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
321         __es_find_extent_range(inode, matching_fn, lblk, end, es);
322         read_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
323
324         trace_ext4_es_find_extent_range_exit(inode, es);
325 }
326
327 /*
328  * __es_scan_range - search block range for block with specified status
329  *                   in extents status tree
330  *
331  * @inode - file containing the range
332  * @matching_fn - pointer to function that matches extents with desired status
333  * @lblk - logical block defining start of range
334  * @end - logical block defining end of range
335  *
336  * Returns true if at least one block in the specified block range satisfies
337  * the criterion specified by @matching_fn, and false if not.  If at least
338  * one extent has the specified status, then there is at least one block
339  * in the cluster with that status.  Should only be called by code that has
340  * taken i_es_lock.
341  */
342 static bool __es_scan_range(struct inode *inode,
343                             int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
344                             ext4_lblk_t start, ext4_lblk_t end)
345 {
346         struct extent_status es;
347
348         __es_find_extent_range(inode, matching_fn, start, end, &es);
349         if (es.es_len == 0)
350                 return false;   /* no matching extent in the tree */
351         else if (es.es_lblk <= start &&
352                  start < es.es_lblk + es.es_len)
353                 return true;
354         else if (start <= es.es_lblk && es.es_lblk <= end)
355                 return true;
356         else
357                 return false;
358 }
359 /*
360  * Locking for __es_scan_range() for external use
361  */
362 bool ext4_es_scan_range(struct inode *inode,
363                         int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
364                         ext4_lblk_t lblk, ext4_lblk_t end)
365 {
366         bool ret;
367
368         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
369                 return false;
370
371         read_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
372         ret = __es_scan_range(inode, matching_fn, lblk, end);
373         read_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
374
375         return ret;
376 }
377
378 /*
379  * __es_scan_clu - search cluster for block with specified status in
380  *                 extents status tree
381  *
382  * @inode - file containing the cluster
383  * @matching_fn - pointer to function that matches extents with desired status
384  * @lblk - logical block in cluster to be searched
385  *
386  * Returns true if at least one extent in the cluster containing @lblk
387  * satisfies the criterion specified by @matching_fn, and false if not.  If at
388  * least one extent has the specified status, then there is at least one block
389  * in the cluster with that status.  Should only be called by code that has
390  * taken i_es_lock.
391  */
392 static bool __es_scan_clu(struct inode *inode,
393                           int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
394                           ext4_lblk_t lblk)
395 {
396         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
397         ext4_lblk_t lblk_start, lblk_end;
398
399         lblk_start = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, lblk);
400         lblk_end = lblk_start + sbi->s_cluster_ratio - 1;
401
402         return __es_scan_range(inode, matching_fn, lblk_start, lblk_end);
403 }
404
405 /*
406  * Locking for __es_scan_clu() for external use
407  */
408 bool ext4_es_scan_clu(struct inode *inode,
409                       int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
410                       ext4_lblk_t lblk)
411 {
412         bool ret;
413
414         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
415                 return false;
416
417         read_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
418         ret = __es_scan_clu(inode, matching_fn, lblk);
419         read_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
420
421         return ret;
422 }
423
424 static void ext4_es_list_add(struct inode *inode)
425 {
426         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
427         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
428
429         if (!list_empty(&ei->i_es_list))
430                 return;
431
432         spin_lock(&sbi->s_es_lock);
433         if (list_empty(&ei->i_es_list)) {
434                 list_add_tail(&ei->i_es_list, &sbi->s_es_list);
435                 sbi->s_es_nr_inode++;
436         }
437         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
438 }
439
440 static void ext4_es_list_del(struct inode *inode)
441 {
442         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
443         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
444
445         spin_lock(&sbi->s_es_lock);
446         if (!list_empty(&ei->i_es_list)) {
447                 list_del_init(&ei->i_es_list);
448                 sbi->s_es_nr_inode--;
449                 WARN_ON_ONCE(sbi->s_es_nr_inode < 0);
450         }
451         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
452 }
453
454 static inline struct pending_reservation *__alloc_pending(bool nofail)
455 {
456         if (!nofail)
457                 return kmem_cache_alloc(ext4_pending_cachep, GFP_ATOMIC);
458
459         return kmem_cache_zalloc(ext4_pending_cachep, GFP_KERNEL | __GFP_NOFAIL);
460 }
461
462 static inline void __free_pending(struct pending_reservation *pr)
463 {
464         kmem_cache_free(ext4_pending_cachep, pr);
465 }
466
467 /*
468  * Returns true if we cannot fail to allocate memory for this extent_status
469  * entry and cannot reclaim it until its status changes.
470  */
471 static inline bool ext4_es_must_keep(struct extent_status *es)
472 {
473         /* fiemap, bigalloc, and seek_data/hole need to use it. */
474         if (ext4_es_is_delayed(es))
475                 return true;
476
477         return false;
478 }
479
480 static inline struct extent_status *__es_alloc_extent(bool nofail)
481 {
482         if (!nofail)
483                 return kmem_cache_alloc(ext4_es_cachep, GFP_ATOMIC);
484
485         return kmem_cache_zalloc(ext4_es_cachep, GFP_KERNEL | __GFP_NOFAIL);
486 }
487
488 static void ext4_es_init_extent(struct inode *inode, struct extent_status *es,
489                 ext4_lblk_t lblk, ext4_lblk_t len, ext4_fsblk_t pblk)
490 {
491         es->es_lblk = lblk;
492         es->es_len = len;
493         es->es_pblk = pblk;
494
495         /* We never try to reclaim a must kept extent, so we don't count it. */
496         if (!ext4_es_must_keep(es)) {
497                 if (!EXT4_I(inode)->i_es_shk_nr++)
498                         ext4_es_list_add(inode);
499                 percpu_counter_inc(&EXT4_SB(inode->i_sb)->
500                                         s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
501         }
502
503         EXT4_I(inode)->i_es_all_nr++;
504         percpu_counter_inc(&EXT4_SB(inode->i_sb)->s_es_stats.es_stats_all_cnt);
505 }
506
507 static inline void __es_free_extent(struct extent_status *es)
508 {
509         kmem_cache_free(ext4_es_cachep, es);
510 }
511
512 static void ext4_es_free_extent(struct inode *inode, struct extent_status *es)
513 {
514         EXT4_I(inode)->i_es_all_nr--;
515         percpu_counter_dec(&EXT4_SB(inode->i_sb)->s_es_stats.es_stats_all_cnt);
516
517         /* Decrease the shrink counter when we can reclaim the extent. */
518         if (!ext4_es_must_keep(es)) {
519                 BUG_ON(EXT4_I(inode)->i_es_shk_nr == 0);
520                 if (!--EXT4_I(inode)->i_es_shk_nr)
521                         ext4_es_list_del(inode);
522                 percpu_counter_dec(&EXT4_SB(inode->i_sb)->
523                                         s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
524         }
525
526         __es_free_extent(es);
527 }
528
529 /*
530  * Check whether or not two extents can be merged
531  * Condition:
532  *  - logical block number is contiguous
533  *  - physical block number is contiguous
534  *  - status is equal
535  */
536 static int ext4_es_can_be_merged(struct extent_status *es1,
537                                  struct extent_status *es2)
538 {
539         if (ext4_es_type(es1) != ext4_es_type(es2))
540                 return 0;
541
542         if (((__u64) es1->es_len) + es2->es_len > EXT_MAX_BLOCKS) {
543                 pr_warn("ES assertion failed when merging extents. "
544                         "The sum of lengths of es1 (%d) and es2 (%d) "
545                         "is bigger than allowed file size (%d)\n",
546                         es1->es_len, es2->es_len, EXT_MAX_BLOCKS);
547                 WARN_ON(1);
548                 return 0;
549         }
550
551         if (((__u64) es1->es_lblk) + es1->es_len != es2->es_lblk)
552                 return 0;
553
554         if ((ext4_es_is_written(es1) || ext4_es_is_unwritten(es1)) &&
555             (ext4_es_pblock(es1) + es1->es_len == ext4_es_pblock(es2)))
556                 return 1;
557
558         if (ext4_es_is_hole(es1))
559                 return 1;
560
561         /* we need to check delayed extent is without unwritten status */
562         if (ext4_es_is_delayed(es1) && !ext4_es_is_unwritten(es1))
563                 return 1;
564
565         return 0;
566 }
567
568 static struct extent_status *
569 ext4_es_try_to_merge_left(struct inode *inode, struct extent_status *es)
570 {
571         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
572         struct extent_status *es1;
573         struct rb_node *node;
574
575         node = rb_prev(&es->rb_node);
576         if (!node)
577                 return es;
578
579         es1 = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
580         if (ext4_es_can_be_merged(es1, es)) {
581                 es1->es_len += es->es_len;
582                 if (ext4_es_is_referenced(es))
583                         ext4_es_set_referenced(es1);
584                 rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
585                 ext4_es_free_extent(inode, es);
586                 es = es1;
587         }
588
589         return es;
590 }
591
592 static struct extent_status *
593 ext4_es_try_to_merge_right(struct inode *inode, struct extent_status *es)
594 {
595         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
596         struct extent_status *es1;
597         struct rb_node *node;
598
599         node = rb_next(&es->rb_node);
600         if (!node)
601                 return es;
602
603         es1 = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
604         if (ext4_es_can_be_merged(es, es1)) {
605                 es->es_len += es1->es_len;
606                 if (ext4_es_is_referenced(es1))
607                         ext4_es_set_referenced(es);
608                 rb_erase(node, &tree->root);
609                 ext4_es_free_extent(inode, es1);
610         }
611
612         return es;
613 }
614
615 #ifdef ES_AGGRESSIVE_TEST
616 #include "ext4_extents.h"       /* Needed when ES_AGGRESSIVE_TEST is defined */
617
618 static void ext4_es_insert_extent_ext_check(struct inode *inode,
619                                             struct extent_status *es)
620 {
621         struct ext4_ext_path *path = NULL;
622         struct ext4_extent *ex;
623         ext4_lblk_t ee_block;
624         ext4_fsblk_t ee_start;
625         unsigned short ee_len;
626         int depth, ee_status, es_status;
627
628         path = ext4_find_extent(inode, es->es_lblk, NULL, EXT4_EX_NOCACHE);
629         if (IS_ERR(path))
630                 return;
631
632         depth = ext_depth(inode);
633         ex = path[depth].p_ext;
634
635         if (ex) {
636
637                 ee_block = le32_to_cpu(ex->ee_block);
638                 ee_start = ext4_ext_pblock(ex);
639                 ee_len = ext4_ext_get_actual_len(ex);
640
641                 ee_status = ext4_ext_is_unwritten(ex) ? 1 : 0;
642                 es_status = ext4_es_is_unwritten(es) ? 1 : 0;
643
644                 /*
645                  * Make sure ex and es are not overlap when we try to insert
646                  * a delayed/hole extent.
647                  */
648                 if (!ext4_es_is_written(es) && !ext4_es_is_unwritten(es)) {
649                         if (in_range(es->es_lblk, ee_block, ee_len)) {
650                                 pr_warn("ES insert assertion failed for "
651                                         "inode: %lu we can find an extent "
652                                         "at block [%d/%d/%llu/%c], but we "
653                                         "want to add a delayed/hole extent "
654                                         "[%d/%d/%llu/%x]\n",
655                                         inode->i_ino, ee_block, ee_len,
656                                         ee_start, ee_status ? 'u' : 'w',
657                                         es->es_lblk, es->es_len,
658                                         ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
659                         }
660                         goto out;
661                 }
662
663                 /*
664                  * We don't check ee_block == es->es_lblk, etc. because es
665                  * might be a part of whole extent, vice versa.
666                  */
667                 if (es->es_lblk < ee_block ||
668                     ext4_es_pblock(es) != ee_start + es->es_lblk - ee_block) {
669                         pr_warn("ES insert assertion failed for inode: %lu "
670                                 "ex_status [%d/%d/%llu/%c] != "
671                                 "es_status [%d/%d/%llu/%c]\n", inode->i_ino,
672                                 ee_block, ee_len, ee_start,
673                                 ee_status ? 'u' : 'w', es->es_lblk, es->es_len,
674                                 ext4_es_pblock(es), es_status ? 'u' : 'w');
675                         goto out;
676                 }
677
678                 if (ee_status ^ es_status) {
679                         pr_warn("ES insert assertion failed for inode: %lu "
680                                 "ex_status [%d/%d/%llu/%c] != "
681                                 "es_status [%d/%d/%llu/%c]\n", inode->i_ino,
682                                 ee_block, ee_len, ee_start,
683                                 ee_status ? 'u' : 'w', es->es_lblk, es->es_len,
684                                 ext4_es_pblock(es), es_status ? 'u' : 'w');
685                 }
686         } else {
687                 /*
688                  * We can't find an extent on disk.  So we need to make sure
689                  * that we don't want to add an written/unwritten extent.
690                  */
691                 if (!ext4_es_is_delayed(es) && !ext4_es_is_hole(es)) {
692                         pr_warn("ES insert assertion failed for inode: %lu "
693                                 "can't find an extent at block %d but we want "
694                                 "to add a written/unwritten extent "
695                                 "[%d/%d/%llu/%x]\n", inode->i_ino,
696                                 es->es_lblk, es->es_lblk, es->es_len,
697                                 ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
698                 }
699         }
700 out:
701         ext4_free_ext_path(path);
702 }
703
704 static void ext4_es_insert_extent_ind_check(struct inode *inode,
705                                             struct extent_status *es)
706 {
707         struct ext4_map_blocks map;
708         int retval;
709
710         /*
711          * Here we call ext4_ind_map_blocks to lookup a block mapping because
712          * 'Indirect' structure is defined in indirect.c.  So we couldn't
713          * access direct/indirect tree from outside.  It is too dirty to define
714          * this function in indirect.c file.
715          */
716
717         map.m_lblk = es->es_lblk;
718         map.m_len = es->es_len;
719
720         retval = ext4_ind_map_blocks(NULL, inode, &map, 0);
721         if (retval > 0) {
722                 if (ext4_es_is_delayed(es) || ext4_es_is_hole(es)) {
723                         /*
724                          * We want to add a delayed/hole extent but this
725                          * block has been allocated.
726                          */
727                         pr_warn("ES insert assertion failed for inode: %lu "
728                                 "We can find blocks but we want to add a "
729                                 "delayed/hole extent [%d/%d/%llu/%x]\n",
730                                 inode->i_ino, es->es_lblk, es->es_len,
731                                 ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
732                         return;
733                 } else if (ext4_es_is_written(es)) {
734                         if (retval != es->es_len) {
735                                 pr_warn("ES insert assertion failed for "
736                                         "inode: %lu retval %d != es_len %d\n",
737                                         inode->i_ino, retval, es->es_len);
738                                 return;
739                         }
740                         if (map.m_pblk != ext4_es_pblock(es)) {
741                                 pr_warn("ES insert assertion failed for "
742                                         "inode: %lu m_pblk %llu != "
743                                         "es_pblk %llu\n",
744                                         inode->i_ino, map.m_pblk,
745                                         ext4_es_pblock(es));
746                                 return;
747                         }
748                 } else {
749                         /*
750                          * We don't need to check unwritten extent because
751                          * indirect-based file doesn't have it.
752                          */
753                         BUG();
754                 }
755         } else if (retval == 0) {
756                 if (ext4_es_is_written(es)) {
757                         pr_warn("ES insert assertion failed for inode: %lu "
758                                 "We can't find the block but we want to add "
759                                 "a written extent [%d/%d/%llu/%x]\n",
760                                 inode->i_ino, es->es_lblk, es->es_len,
761                                 ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
762                         return;
763                 }
764         }
765 }
766
767 static inline void ext4_es_insert_extent_check(struct inode *inode,
768                                                struct extent_status *es)
769 {
770         /*
771          * We don't need to worry about the race condition because
772          * caller takes i_data_sem locking.
773          */
774         BUG_ON(!rwsem_is_locked(&EXT4_I(inode)->i_data_sem));
775         if (ext4_test_inode_flag(inode, EXT4_INODE_EXTENTS))
776                 ext4_es_insert_extent_ext_check(inode, es);
777         else
778                 ext4_es_insert_extent_ind_check(inode, es);
779 }
780 #else
781 static inline void ext4_es_insert_extent_check(struct inode *inode,
782                                                struct extent_status *es)
783 {
784 }
785 #endif
786
787 static int __es_insert_extent(struct inode *inode, struct extent_status *newes,
788                               struct extent_status *prealloc)
789 {
790         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
791         struct rb_node **p = &tree->root.rb_node;
792         struct rb_node *parent = NULL;
793         struct extent_status *es;
794
795         while (*p) {
796                 parent = *p;
797                 es = rb_entry(parent, struct extent_status, rb_node);
798
799                 if (newes->es_lblk < es->es_lblk) {
800                         if (ext4_es_can_be_merged(newes, es)) {
801                                 /*
802                                  * Here we can modify es_lblk directly
803                                  * because it isn't overlapped.
804                                  */
805                                 es->es_lblk = newes->es_lblk;
806                                 es->es_len += newes->es_len;
807                                 if (ext4_es_is_written(es) ||
808                                     ext4_es_is_unwritten(es))
809                                         ext4_es_store_pblock(es,
810                                                              newes->es_pblk);
811                                 es = ext4_es_try_to_merge_left(inode, es);
812                                 goto out;
813                         }
814                         p = &(*p)->rb_left;
815                 } else if (newes->es_lblk > ext4_es_end(es)) {
816                         if (ext4_es_can_be_merged(es, newes)) {
817                                 es->es_len += newes->es_len;
818                                 es = ext4_es_try_to_merge_right(inode, es);
819                                 goto out;
820                         }
821                         p = &(*p)->rb_right;
822                 } else {
823                         BUG();
824                         return -EINVAL;
825                 }
826         }
827
828         if (prealloc)
829                 es = prealloc;
830         else
831                 es = __es_alloc_extent(false);
832         if (!es)
833                 return -ENOMEM;
834         ext4_es_init_extent(inode, es, newes->es_lblk, newes->es_len,
835                             newes->es_pblk);
836
837         rb_link_node(&es->rb_node, parent, p);
838         rb_insert_color(&es->rb_node, &tree->root);
839
840 out:
841         tree->cache_es = es;
842         return 0;
843 }
844
845 /*
846  * ext4_es_insert_extent() adds information to an inode's extent
847  * status tree.
848  *
849  * Return 0 on success, error code on failure.
850  */
851 int ext4_es_insert_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
852                           ext4_lblk_t len, ext4_fsblk_t pblk,
853                           unsigned int status)
854 {
855         struct extent_status newes;
856         ext4_lblk_t end = lblk + len - 1;
857         int err1 = 0, err2 = 0, err3 = 0;
858         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
859         struct extent_status *es1 = NULL;
860         struct extent_status *es2 = NULL;
861         struct pending_reservation *pr = NULL;
862         bool revise_pending = false;
863
864         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
865                 return 0;
866
867         es_debug("add [%u/%u) %llu %x to extent status tree of inode %lu\n",
868                  lblk, len, pblk, status, inode->i_ino);
869
870         if (!len)
871                 return 0;
872
873         BUG_ON(end < lblk);
874
875         if ((status & EXTENT_STATUS_DELAYED) &&
876             (status & EXTENT_STATUS_WRITTEN)) {
877                 ext4_warning(inode->i_sb, "Inserting extent [%u/%u] as "
878                                 " delayed and written which can potentially "
879                                 " cause data loss.", lblk, len);
880                 WARN_ON(1);
881         }
882
883         newes.es_lblk = lblk;
884         newes.es_len = len;
885         ext4_es_store_pblock_status(&newes, pblk, status);
886         trace_ext4_es_insert_extent(inode, &newes);
887
888         ext4_es_insert_extent_check(inode, &newes);
889
890         revise_pending = sbi->s_cluster_ratio > 1 &&
891                          test_opt(inode->i_sb, DELALLOC) &&
892                          (status & (EXTENT_STATUS_WRITTEN |
893                                     EXTENT_STATUS_UNWRITTEN));
894 retry:
895         if (err1 && !es1)
896                 es1 = __es_alloc_extent(true);
897         if ((err1 || err2) && !es2)
898                 es2 = __es_alloc_extent(true);
899         if ((err1 || err2 || err3) && revise_pending && !pr)
900                 pr = __alloc_pending(true);
901         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
902
903         err1 = __es_remove_extent(inode, lblk, end, NULL, es1);
904         if (err1 != 0)
905                 goto error;
906         /* Free preallocated extent if it didn't get used. */
907         if (es1) {
908                 if (!es1->es_len)
909                         __es_free_extent(es1);
910                 es1 = NULL;
911         }
912
913         err2 = __es_insert_extent(inode, &newes, es2);
914         if (err2 == -ENOMEM && !ext4_es_must_keep(&newes))
915                 err2 = 0;
916         if (err2 != 0)
917                 goto error;
918         /* Free preallocated extent if it didn't get used. */
919         if (es2) {
920                 if (!es2->es_len)
921                         __es_free_extent(es2);
922                 es2 = NULL;
923         }
924
925         if (revise_pending) {
926                 err3 = __revise_pending(inode, lblk, len, &pr);
927                 if (err3 != 0)
928                         goto error;
929                 if (pr) {
930                         __free_pending(pr);
931                         pr = NULL;
932                 }
933         }
934 error:
935         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
936         if (err1 || err2 || err3)
937                 goto retry;
938
939         ext4_es_print_tree(inode);
940         return 0;
941 }
942
943 /*
944  * ext4_es_cache_extent() inserts information into the extent status
945  * tree if and only if there isn't information about the range in
946  * question already.
947  */
948 void ext4_es_cache_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
949                           ext4_lblk_t len, ext4_fsblk_t pblk,
950                           unsigned int status)
951 {
952         struct extent_status *es;
953         struct extent_status newes;
954         ext4_lblk_t end = lblk + len - 1;
955
956         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
957                 return;
958
959         newes.es_lblk = lblk;
960         newes.es_len = len;
961         ext4_es_store_pblock_status(&newes, pblk, status);
962         trace_ext4_es_cache_extent(inode, &newes);
963
964         if (!len)
965                 return;
966
967         BUG_ON(end < lblk);
968
969         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
970
971         es = __es_tree_search(&EXT4_I(inode)->i_es_tree.root, lblk);
972         if (!es || es->es_lblk > end)
973                 __es_insert_extent(inode, &newes, NULL);
974         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
975 }
976
977 /*
978  * ext4_es_lookup_extent() looks up an extent in extent status tree.
979  *
980  * ext4_es_lookup_extent is called by ext4_map_blocks/ext4_da_map_blocks.
981  *
982  * Return: 1 on found, 0 on not
983  */
984 int ext4_es_lookup_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
985                           ext4_lblk_t *next_lblk,
986                           struct extent_status *es)
987 {
988         struct ext4_es_tree *tree;
989         struct ext4_es_stats *stats;
990         struct extent_status *es1 = NULL;
991         struct rb_node *node;
992         int found = 0;
993
994         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
995                 return 0;
996
997         trace_ext4_es_lookup_extent_enter(inode, lblk);
998         es_debug("lookup extent in block %u\n", lblk);
999
1000         tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
1001         read_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
1002
1003         /* find extent in cache firstly */
1004         es->es_lblk = es->es_len = es->es_pblk = 0;
1005         es1 = READ_ONCE(tree->cache_es);
1006         if (es1 && in_range(lblk, es1->es_lblk, es1->es_len)) {
1007                 es_debug("%u cached by [%u/%u)\n",
1008                          lblk, es1->es_lblk, es1->es_len);
1009                 found = 1;
1010                 goto out;
1011         }
1012
1013         node = tree->root.rb_node;
1014         while (node) {
1015                 es1 = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1016                 if (lblk < es1->es_lblk)
1017                         node = node->rb_left;
1018                 else if (lblk > ext4_es_end(es1))
1019                         node = node->rb_right;
1020                 else {
1021                         found = 1;
1022                         break;
1023                 }
1024         }
1025
1026 out:
1027         stats = &EXT4_SB(inode->i_sb)->s_es_stats;
1028         if (found) {
1029                 BUG_ON(!es1);
1030                 es->es_lblk = es1->es_lblk;
1031                 es->es_len = es1->es_len;
1032                 es->es_pblk = es1->es_pblk;
1033                 if (!ext4_es_is_referenced(es1))
1034                         ext4_es_set_referenced(es1);
1035                 percpu_counter_inc(&stats->es_stats_cache_hits);
1036                 if (next_lblk) {
1037                         node = rb_next(&es1->rb_node);
1038                         if (node) {
1039                                 es1 = rb_entry(node, struct extent_status,
1040                                                rb_node);
1041                                 *next_lblk = es1->es_lblk;
1042                         } else
1043                                 *next_lblk = 0;
1044                 }
1045         } else {
1046                 percpu_counter_inc(&stats->es_stats_cache_misses);
1047         }
1048
1049         read_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
1050
1051         trace_ext4_es_lookup_extent_exit(inode, es, found);
1052         return found;
1053 }
1054
1055 struct rsvd_count {
1056         int ndelonly;
1057         bool first_do_lblk_found;
1058         ext4_lblk_t first_do_lblk;
1059         ext4_lblk_t last_do_lblk;
1060         struct extent_status *left_es;
1061         bool partial;
1062         ext4_lblk_t lclu;
1063 };
1064
1065 /*
1066  * init_rsvd - initialize reserved count data before removing block range
1067  *             in file from extent status tree
1068  *
1069  * @inode - file containing range
1070  * @lblk - first block in range
1071  * @es - pointer to first extent in range
1072  * @rc - pointer to reserved count data
1073  *
1074  * Assumes es is not NULL
1075  */
1076 static void init_rsvd(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
1077                       struct extent_status *es, struct rsvd_count *rc)
1078 {
1079         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1080         struct rb_node *node;
1081
1082         rc->ndelonly = 0;
1083
1084         /*
1085          * for bigalloc, note the first delonly block in the range has not
1086          * been found, record the extent containing the block to the left of
1087          * the region to be removed, if any, and note that there's no partial
1088          * cluster to track
1089          */
1090         if (sbi->s_cluster_ratio > 1) {
1091                 rc->first_do_lblk_found = false;
1092                 if (lblk > es->es_lblk) {
1093                         rc->left_es = es;
1094                 } else {
1095                         node = rb_prev(&es->rb_node);
1096                         rc->left_es = node ? rb_entry(node,
1097                                                       struct extent_status,
1098                                                       rb_node) : NULL;
1099                 }
1100                 rc->partial = false;
1101         }
1102 }
1103
1104 /*
1105  * count_rsvd - count the clusters containing delayed and not unwritten
1106  *              (delonly) blocks in a range within an extent and add to
1107  *              the running tally in rsvd_count
1108  *
1109  * @inode - file containing extent
1110  * @lblk - first block in range
1111  * @len - length of range in blocks
1112  * @es - pointer to extent containing clusters to be counted
1113  * @rc - pointer to reserved count data
1114  *
1115  * Tracks partial clusters found at the beginning and end of extents so
1116  * they aren't overcounted when they span adjacent extents
1117  */
1118 static void count_rsvd(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk, long len,
1119                        struct extent_status *es, struct rsvd_count *rc)
1120 {
1121         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1122         ext4_lblk_t i, end, nclu;
1123
1124         if (!ext4_es_is_delonly(es))
1125                 return;
1126
1127         WARN_ON(len <= 0);
1128
1129         if (sbi->s_cluster_ratio == 1) {
1130                 rc->ndelonly += (int) len;
1131                 return;
1132         }
1133
1134         /* bigalloc */
1135
1136         i = (lblk < es->es_lblk) ? es->es_lblk : lblk;
1137         end = lblk + (ext4_lblk_t) len - 1;
1138         end = (end > ext4_es_end(es)) ? ext4_es_end(es) : end;
1139
1140         /* record the first block of the first delonly extent seen */
1141         if (!rc->first_do_lblk_found) {
1142                 rc->first_do_lblk = i;
1143                 rc->first_do_lblk_found = true;
1144         }
1145
1146         /* update the last lblk in the region seen so far */
1147         rc->last_do_lblk = end;
1148
1149         /*
1150          * if we're tracking a partial cluster and the current extent
1151          * doesn't start with it, count it and stop tracking
1152          */
1153         if (rc->partial && (rc->lclu != EXT4_B2C(sbi, i))) {
1154                 rc->ndelonly++;
1155                 rc->partial = false;
1156         }
1157
1158         /*
1159          * if the first cluster doesn't start on a cluster boundary but
1160          * ends on one, count it
1161          */
1162         if (EXT4_LBLK_COFF(sbi, i) != 0) {
1163                 if (end >= EXT4_LBLK_CFILL(sbi, i)) {
1164                         rc->ndelonly++;
1165                         rc->partial = false;
1166                         i = EXT4_LBLK_CFILL(sbi, i) + 1;
1167                 }
1168         }
1169
1170         /*
1171          * if the current cluster starts on a cluster boundary, count the
1172          * number of whole delonly clusters in the extent
1173          */
1174         if ((i + sbi->s_cluster_ratio - 1) <= end) {
1175                 nclu = (end - i + 1) >> sbi->s_cluster_bits;
1176                 rc->ndelonly += nclu;
1177                 i += nclu << sbi->s_cluster_bits;
1178         }
1179
1180         /*
1181          * start tracking a partial cluster if there's a partial at the end
1182          * of the current extent and we're not already tracking one
1183          */
1184         if (!rc->partial && i <= end) {
1185                 rc->partial = true;
1186                 rc->lclu = EXT4_B2C(sbi, i);
1187         }
1188 }
1189
1190 /*
1191  * __pr_tree_search - search for a pending cluster reservation
1192  *
1193  * @root - root of pending reservation tree
1194  * @lclu - logical cluster to search for
1195  *
1196  * Returns the pending reservation for the cluster identified by @lclu
1197  * if found.  If not, returns a reservation for the next cluster if any,
1198  * and if not, returns NULL.
1199  */
1200 static struct pending_reservation *__pr_tree_search(struct rb_root *root,
1201                                                     ext4_lblk_t lclu)
1202 {
1203         struct rb_node *node = root->rb_node;
1204         struct pending_reservation *pr = NULL;
1205
1206         while (node) {
1207                 pr = rb_entry(node, struct pending_reservation, rb_node);
1208                 if (lclu < pr->lclu)
1209                         node = node->rb_left;
1210                 else if (lclu > pr->lclu)
1211                         node = node->rb_right;
1212                 else
1213                         return pr;
1214         }
1215         if (pr && lclu < pr->lclu)
1216                 return pr;
1217         if (pr && lclu > pr->lclu) {
1218                 node = rb_next(&pr->rb_node);
1219                 return node ? rb_entry(node, struct pending_reservation,
1220                                        rb_node) : NULL;
1221         }
1222         return NULL;
1223 }
1224
1225 /*
1226  * get_rsvd - calculates and returns the number of cluster reservations to be
1227  *            released when removing a block range from the extent status tree
1228  *            and releases any pending reservations within the range
1229  *
1230  * @inode - file containing block range
1231  * @end - last block in range
1232  * @right_es - pointer to extent containing next block beyond end or NULL
1233  * @rc - pointer to reserved count data
1234  *
1235  * The number of reservations to be released is equal to the number of
1236  * clusters containing delayed and not unwritten (delonly) blocks within
1237  * the range, minus the number of clusters still containing delonly blocks
1238  * at the ends of the range, and minus the number of pending reservations
1239  * within the range.
1240  */
1241 static unsigned int get_rsvd(struct inode *inode, ext4_lblk_t end,
1242                              struct extent_status *right_es,
1243                              struct rsvd_count *rc)
1244 {
1245         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1246         struct pending_reservation *pr;
1247         struct ext4_pending_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1248         struct rb_node *node;
1249         ext4_lblk_t first_lclu, last_lclu;
1250         bool left_delonly, right_delonly, count_pending;
1251         struct extent_status *es;
1252
1253         if (sbi->s_cluster_ratio > 1) {
1254                 /* count any remaining partial cluster */
1255                 if (rc->partial)
1256                         rc->ndelonly++;
1257
1258                 if (rc->ndelonly == 0)
1259                         return 0;
1260
1261                 first_lclu = EXT4_B2C(sbi, rc->first_do_lblk);
1262                 last_lclu = EXT4_B2C(sbi, rc->last_do_lblk);
1263
1264                 /*
1265                  * decrease the delonly count by the number of clusters at the
1266                  * ends of the range that still contain delonly blocks -
1267                  * these clusters still need to be reserved
1268                  */
1269                 left_delonly = right_delonly = false;
1270
1271                 es = rc->left_es;
1272                 while (es && ext4_es_end(es) >=
1273                        EXT4_LBLK_CMASK(sbi, rc->first_do_lblk)) {
1274                         if (ext4_es_is_delonly(es)) {
1275                                 rc->ndelonly--;
1276                                 left_delonly = true;
1277                                 break;
1278                         }
1279                         node = rb_prev(&es->rb_node);
1280                         if (!node)
1281                                 break;
1282                         es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1283                 }
1284                 if (right_es && (!left_delonly || first_lclu != last_lclu)) {
1285                         if (end < ext4_es_end(right_es)) {
1286                                 es = right_es;
1287                         } else {
1288                                 node = rb_next(&right_es->rb_node);
1289                                 es = node ? rb_entry(node, struct extent_status,
1290                                                      rb_node) : NULL;
1291                         }
1292                         while (es && es->es_lblk <=
1293                                EXT4_LBLK_CFILL(sbi, rc->last_do_lblk)) {
1294                                 if (ext4_es_is_delonly(es)) {
1295                                         rc->ndelonly--;
1296                                         right_delonly = true;
1297                                         break;
1298                                 }
1299                                 node = rb_next(&es->rb_node);
1300                                 if (!node)
1301                                         break;
1302                                 es = rb_entry(node, struct extent_status,
1303                                               rb_node);
1304                         }
1305                 }
1306
1307                 /*
1308                  * Determine the block range that should be searched for
1309                  * pending reservations, if any.  Clusters on the ends of the
1310                  * original removed range containing delonly blocks are
1311                  * excluded.  They've already been accounted for and it's not
1312                  * possible to determine if an associated pending reservation
1313                  * should be released with the information available in the
1314                  * extents status tree.
1315                  */
1316                 if (first_lclu == last_lclu) {
1317                         if (left_delonly | right_delonly)
1318                                 count_pending = false;
1319                         else
1320                                 count_pending = true;
1321                 } else {
1322                         if (left_delonly)
1323                                 first_lclu++;
1324                         if (right_delonly)
1325                                 last_lclu--;
1326                         if (first_lclu <= last_lclu)
1327                                 count_pending = true;
1328                         else
1329                                 count_pending = false;
1330                 }
1331
1332                 /*
1333                  * a pending reservation found between first_lclu and last_lclu
1334                  * represents an allocated cluster that contained at least one
1335                  * delonly block, so the delonly total must be reduced by one
1336                  * for each pending reservation found and released
1337                  */
1338                 if (count_pending) {
1339                         pr = __pr_tree_search(&tree->root, first_lclu);
1340                         while (pr && pr->lclu <= last_lclu) {
1341                                 rc->ndelonly--;
1342                                 node = rb_next(&pr->rb_node);
1343                                 rb_erase(&pr->rb_node, &tree->root);
1344                                 __free_pending(pr);
1345                                 if (!node)
1346                                         break;
1347                                 pr = rb_entry(node, struct pending_reservation,
1348                                               rb_node);
1349                         }
1350                 }
1351         }
1352         return rc->ndelonly;
1353 }
1354
1355
1356 /*
1357  * __es_remove_extent - removes block range from extent status tree
1358  *
1359  * @inode - file containing range
1360  * @lblk - first block in range
1361  * @end - last block in range
1362  * @reserved - number of cluster reservations released
1363  * @prealloc - pre-allocated es to avoid memory allocation failures
1364  *
1365  * If @reserved is not NULL and delayed allocation is enabled, counts
1366  * block/cluster reservations freed by removing range and if bigalloc
1367  * enabled cancels pending reservations as needed. Returns 0 on success,
1368  * error code on failure.
1369  */
1370 static int __es_remove_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
1371                               ext4_lblk_t end, int *reserved,
1372                               struct extent_status *prealloc)
1373 {
1374         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
1375         struct rb_node *node;
1376         struct extent_status *es;
1377         struct extent_status orig_es;
1378         ext4_lblk_t len1, len2;
1379         ext4_fsblk_t block;
1380         int err = 0;
1381         bool count_reserved = true;
1382         struct rsvd_count rc;
1383
1384         if (reserved == NULL || !test_opt(inode->i_sb, DELALLOC))
1385                 count_reserved = false;
1386
1387         es = __es_tree_search(&tree->root, lblk);
1388         if (!es)
1389                 goto out;
1390         if (es->es_lblk > end)
1391                 goto out;
1392
1393         /* Simply invalidate cache_es. */
1394         tree->cache_es = NULL;
1395         if (count_reserved)
1396                 init_rsvd(inode, lblk, es, &rc);
1397
1398         orig_es.es_lblk = es->es_lblk;
1399         orig_es.es_len = es->es_len;
1400         orig_es.es_pblk = es->es_pblk;
1401
1402         len1 = lblk > es->es_lblk ? lblk - es->es_lblk : 0;
1403         len2 = ext4_es_end(es) > end ? ext4_es_end(es) - end : 0;
1404         if (len1 > 0)
1405                 es->es_len = len1;
1406         if (len2 > 0) {
1407                 if (len1 > 0) {
1408                         struct extent_status newes;
1409
1410                         newes.es_lblk = end + 1;
1411                         newes.es_len = len2;
1412                         block = 0x7FDEADBEEFULL;
1413                         if (ext4_es_is_written(&orig_es) ||
1414                             ext4_es_is_unwritten(&orig_es))
1415                                 block = ext4_es_pblock(&orig_es) +
1416                                         orig_es.es_len - len2;
1417                         ext4_es_store_pblock_status(&newes, block,
1418                                                     ext4_es_status(&orig_es));
1419                         err = __es_insert_extent(inode, &newes, prealloc);
1420                         if (err) {
1421                                 if (!ext4_es_must_keep(&newes))
1422                                         return 0;
1423
1424                                 es->es_lblk = orig_es.es_lblk;
1425                                 es->es_len = orig_es.es_len;
1426                                 goto out;
1427                         }
1428                 } else {
1429                         es->es_lblk = end + 1;
1430                         es->es_len = len2;
1431                         if (ext4_es_is_written(es) ||
1432                             ext4_es_is_unwritten(es)) {
1433                                 block = orig_es.es_pblk + orig_es.es_len - len2;
1434                                 ext4_es_store_pblock(es, block);
1435                         }
1436                 }
1437                 if (count_reserved)
1438                         count_rsvd(inode, orig_es.es_lblk + len1,
1439                                    orig_es.es_len - len1 - len2, &orig_es, &rc);
1440                 goto out_get_reserved;
1441         }
1442
1443         if (len1 > 0) {
1444                 if (count_reserved)
1445                         count_rsvd(inode, lblk, orig_es.es_len - len1,
1446                                    &orig_es, &rc);
1447                 node = rb_next(&es->rb_node);
1448                 if (node)
1449                         es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1450                 else
1451                         es = NULL;
1452         }
1453
1454         while (es && ext4_es_end(es) <= end) {
1455                 if (count_reserved)
1456                         count_rsvd(inode, es->es_lblk, es->es_len, es, &rc);
1457                 node = rb_next(&es->rb_node);
1458                 rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
1459                 ext4_es_free_extent(inode, es);
1460                 if (!node) {
1461                         es = NULL;
1462                         break;
1463                 }
1464                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1465         }
1466
1467         if (es && es->es_lblk < end + 1) {
1468                 ext4_lblk_t orig_len = es->es_len;
1469
1470                 len1 = ext4_es_end(es) - end;
1471                 if (count_reserved)
1472                         count_rsvd(inode, es->es_lblk, orig_len - len1,
1473                                    es, &rc);
1474                 es->es_lblk = end + 1;
1475                 es->es_len = len1;
1476                 if (ext4_es_is_written(es) || ext4_es_is_unwritten(es)) {
1477                         block = es->es_pblk + orig_len - len1;
1478                         ext4_es_store_pblock(es, block);
1479                 }
1480         }
1481
1482 out_get_reserved:
1483         if (count_reserved)
1484                 *reserved = get_rsvd(inode, end, es, &rc);
1485 out:
1486         return err;
1487 }
1488
1489 /*
1490  * ext4_es_remove_extent - removes block range from extent status tree
1491  *
1492  * @inode - file containing range
1493  * @lblk - first block in range
1494  * @len - number of blocks to remove
1495  *
1496  * Reduces block/cluster reservation count and for bigalloc cancels pending
1497  * reservations as needed. Returns 0 on success, error code on failure.
1498  */
1499 int ext4_es_remove_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
1500                           ext4_lblk_t len)
1501 {
1502         ext4_lblk_t end;
1503         int err = 0;
1504         int reserved = 0;
1505         struct extent_status *es = NULL;
1506
1507         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
1508                 return 0;
1509
1510         trace_ext4_es_remove_extent(inode, lblk, len);
1511         es_debug("remove [%u/%u) from extent status tree of inode %lu\n",
1512                  lblk, len, inode->i_ino);
1513
1514         if (!len)
1515                 return err;
1516
1517         end = lblk + len - 1;
1518         BUG_ON(end < lblk);
1519
1520 retry:
1521         if (err && !es)
1522                 es = __es_alloc_extent(true);
1523         /*
1524          * ext4_clear_inode() depends on us taking i_es_lock unconditionally
1525          * so that we are sure __es_shrink() is done with the inode before it
1526          * is reclaimed.
1527          */
1528         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
1529         err = __es_remove_extent(inode, lblk, end, &reserved, es);
1530         /* Free preallocated extent if it didn't get used. */
1531         if (es) {
1532                 if (!es->es_len)
1533                         __es_free_extent(es);
1534                 es = NULL;
1535         }
1536         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
1537         if (err)
1538                 goto retry;
1539
1540         ext4_es_print_tree(inode);
1541         ext4_da_release_space(inode, reserved);
1542         return 0;
1543 }
1544
1545 static int __es_shrink(struct ext4_sb_info *sbi, int nr_to_scan,
1546                        struct ext4_inode_info *locked_ei)
1547 {
1548         struct ext4_inode_info *ei;
1549         struct ext4_es_stats *es_stats;
1550         ktime_t start_time;
1551         u64 scan_time;
1552         int nr_to_walk;
1553         int nr_shrunk = 0;
1554         int retried = 0, nr_skipped = 0;
1555
1556         es_stats = &sbi->s_es_stats;
1557         start_time = ktime_get();
1558
1559 retry:
1560         spin_lock(&sbi->s_es_lock);
1561         nr_to_walk = sbi->s_es_nr_inode;
1562         while (nr_to_walk-- > 0) {
1563                 if (list_empty(&sbi->s_es_list)) {
1564                         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
1565                         goto out;
1566                 }
1567                 ei = list_first_entry(&sbi->s_es_list, struct ext4_inode_info,
1568                                       i_es_list);
1569                 /* Move the inode to the tail */
1570                 list_move_tail(&ei->i_es_list, &sbi->s_es_list);
1571
1572                 /*
1573                  * Normally we try hard to avoid shrinking precached inodes,
1574                  * but we will as a last resort.
1575                  */
1576                 if (!retried && ext4_test_inode_state(&ei->vfs_inode,
1577                                                 EXT4_STATE_EXT_PRECACHED)) {
1578                         nr_skipped++;
1579                         continue;
1580                 }
1581
1582                 if (ei == locked_ei || !write_trylock(&ei->i_es_lock)) {
1583                         nr_skipped++;
1584                         continue;
1585                 }
1586                 /*
1587                  * Now we hold i_es_lock which protects us from inode reclaim
1588                  * freeing inode under us
1589                  */
1590                 spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
1591
1592                 nr_shrunk += es_reclaim_extents(ei, &nr_to_scan);
1593                 write_unlock(&ei->i_es_lock);
1594
1595                 if (nr_to_scan <= 0)
1596                         goto out;
1597                 spin_lock(&sbi->s_es_lock);
1598         }
1599         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
1600
1601         /*
1602          * If we skipped any inodes, and we weren't able to make any
1603          * forward progress, try again to scan precached inodes.
1604          */
1605         if ((nr_shrunk == 0) && nr_skipped && !retried) {
1606                 retried++;
1607                 goto retry;
1608         }
1609
1610         if (locked_ei && nr_shrunk == 0)
1611                 nr_shrunk = es_reclaim_extents(locked_ei, &nr_to_scan);
1612
1613 out:
1614         scan_time = ktime_to_ns(ktime_sub(ktime_get(), start_time));
1615         if (likely(es_stats->es_stats_scan_time))
1616                 es_stats->es_stats_scan_time = (scan_time +
1617                                 es_stats->es_stats_scan_time*3) / 4;
1618         else
1619                 es_stats->es_stats_scan_time = scan_time;
1620         if (scan_time > es_stats->es_stats_max_scan_time)
1621                 es_stats->es_stats_max_scan_time = scan_time;
1622         if (likely(es_stats->es_stats_shrunk))
1623                 es_stats->es_stats_shrunk = (nr_shrunk +
1624                                 es_stats->es_stats_shrunk*3) / 4;
1625         else
1626                 es_stats->es_stats_shrunk = nr_shrunk;
1627
1628         trace_ext4_es_shrink(sbi->s_sb, nr_shrunk, scan_time,
1629                              nr_skipped, retried);
1630         return nr_shrunk;
1631 }
1632
1633 static unsigned long ext4_es_count(struct shrinker *shrink,
1634                                    struct shrink_control *sc)
1635 {
1636         unsigned long nr;
1637         struct ext4_sb_info *sbi;
1638
1639         sbi = container_of(shrink, struct ext4_sb_info, s_es_shrinker);
1640         nr = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1641         trace_ext4_es_shrink_count(sbi->s_sb, sc->nr_to_scan, nr);
1642         return nr;
1643 }
1644
1645 static unsigned long ext4_es_scan(struct shrinker *shrink,
1646                                   struct shrink_control *sc)
1647 {
1648         struct ext4_sb_info *sbi = container_of(shrink,
1649                                         struct ext4_sb_info, s_es_shrinker);
1650         int nr_to_scan = sc->nr_to_scan;
1651         int ret, nr_shrunk;
1652
1653         ret = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1654         trace_ext4_es_shrink_scan_enter(sbi->s_sb, nr_to_scan, ret);
1655
1656         nr_shrunk = __es_shrink(sbi, nr_to_scan, NULL);
1657
1658         ret = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1659         trace_ext4_es_shrink_scan_exit(sbi->s_sb, nr_shrunk, ret);
1660         return nr_shrunk;
1661 }
1662
1663 int ext4_seq_es_shrinker_info_show(struct seq_file *seq, void *v)
1664 {
1665         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB((struct super_block *) seq->private);
1666         struct ext4_es_stats *es_stats = &sbi->s_es_stats;
1667         struct ext4_inode_info *ei, *max = NULL;
1668         unsigned int inode_cnt = 0;
1669
1670         if (v != SEQ_START_TOKEN)
1671                 return 0;
1672
1673         /* here we just find an inode that has the max nr. of objects */
1674         spin_lock(&sbi->s_es_lock);
1675         list_for_each_entry(ei, &sbi->s_es_list, i_es_list) {
1676                 inode_cnt++;
1677                 if (max && max->i_es_all_nr < ei->i_es_all_nr)
1678                         max = ei;
1679                 else if (!max)
1680                         max = ei;
1681         }
1682         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
1683
1684         seq_printf(seq, "stats:\n  %lld objects\n  %lld reclaimable objects\n",
1685                    percpu_counter_sum_positive(&es_stats->es_stats_all_cnt),
1686                    percpu_counter_sum_positive(&es_stats->es_stats_shk_cnt));
1687         seq_printf(seq, "  %lld/%lld cache hits/misses\n",
1688                    percpu_counter_sum_positive(&es_stats->es_stats_cache_hits),
1689                    percpu_counter_sum_positive(&es_stats->es_stats_cache_misses));
1690         if (inode_cnt)
1691                 seq_printf(seq, "  %d inodes on list\n", inode_cnt);
1692
1693         seq_printf(seq, "average:\n  %llu us scan time\n",
1694             div_u64(es_stats->es_stats_scan_time, 1000));
1695         seq_printf(seq, "  %lu shrunk objects\n", es_stats->es_stats_shrunk);
1696         if (inode_cnt)
1697                 seq_printf(seq,
1698                     "maximum:\n  %lu inode (%u objects, %u reclaimable)\n"
1699                     "  %llu us max scan time\n",
1700                     max->vfs_inode.i_ino, max->i_es_all_nr, max->i_es_shk_nr,
1701                     div_u64(es_stats->es_stats_max_scan_time, 1000));
1702
1703         return 0;
1704 }
1705
1706 int ext4_es_register_shrinker(struct ext4_sb_info *sbi)
1707 {
1708         int err;
1709
1710         /* Make sure we have enough bits for physical block number */
1711         BUILD_BUG_ON(ES_SHIFT < 48);
1712         INIT_LIST_HEAD(&sbi->s_es_list);
1713         sbi->s_es_nr_inode = 0;
1714         spin_lock_init(&sbi->s_es_lock);
1715         sbi->s_es_stats.es_stats_shrunk = 0;
1716         err = percpu_counter_init(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_hits, 0,
1717                                   GFP_KERNEL);
1718         if (err)
1719                 return err;
1720         err = percpu_counter_init(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_misses, 0,
1721                                   GFP_KERNEL);
1722         if (err)
1723                 goto err1;
1724         sbi->s_es_stats.es_stats_scan_time = 0;
1725         sbi->s_es_stats.es_stats_max_scan_time = 0;
1726         err = percpu_counter_init(&sbi->s_es_stats.es_stats_all_cnt, 0, GFP_KERNEL);
1727         if (err)
1728                 goto err2;
1729         err = percpu_counter_init(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt, 0, GFP_KERNEL);
1730         if (err)
1731                 goto err3;
1732
1733         sbi->s_es_shrinker.scan_objects = ext4_es_scan;
1734         sbi->s_es_shrinker.count_objects = ext4_es_count;
1735         sbi->s_es_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1736         err = register_shrinker(&sbi->s_es_shrinker, "ext4-es:%s",
1737                                 sbi->s_sb->s_id);
1738         if (err)
1739                 goto err4;
1740
1741         return 0;
1742 err4:
1743         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1744 err3:
1745         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_all_cnt);
1746 err2:
1747         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_misses);
1748 err1:
1749         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_hits);
1750         return err;
1751 }
1752
1753 void ext4_es_unregister_shrinker(struct ext4_sb_info *sbi)
1754 {
1755         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_hits);
1756         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_misses);
1757         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_all_cnt);
1758         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1759         unregister_shrinker(&sbi->s_es_shrinker);
1760 }
1761
1762 /*
1763  * Shrink extents in given inode from ei->i_es_shrink_lblk till end. Scan at
1764  * most *nr_to_scan extents, update *nr_to_scan accordingly.
1765  *
1766  * Return 0 if we hit end of tree / interval, 1 if we exhausted nr_to_scan.
1767  * Increment *nr_shrunk by the number of reclaimed extents. Also update
1768  * ei->i_es_shrink_lblk to where we should continue scanning.
1769  */
1770 static int es_do_reclaim_extents(struct ext4_inode_info *ei, ext4_lblk_t end,
1771                                  int *nr_to_scan, int *nr_shrunk)
1772 {
1773         struct inode *inode = &ei->vfs_inode;
1774         struct ext4_es_tree *tree = &ei->i_es_tree;
1775         struct extent_status *es;
1776         struct rb_node *node;
1777
1778         es = __es_tree_search(&tree->root, ei->i_es_shrink_lblk);
1779         if (!es)
1780                 goto out_wrap;
1781
1782         while (*nr_to_scan > 0) {
1783                 if (es->es_lblk > end) {
1784                         ei->i_es_shrink_lblk = end + 1;
1785                         return 0;
1786                 }
1787
1788                 (*nr_to_scan)--;
1789                 node = rb_next(&es->rb_node);
1790
1791                 if (ext4_es_must_keep(es))
1792                         goto next;
1793                 if (ext4_es_is_referenced(es)) {
1794                         ext4_es_clear_referenced(es);
1795                         goto next;
1796                 }
1797
1798                 rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
1799                 ext4_es_free_extent(inode, es);
1800                 (*nr_shrunk)++;
1801 next:
1802                 if (!node)
1803                         goto out_wrap;
1804                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1805         }
1806         ei->i_es_shrink_lblk = es->es_lblk;
1807         return 1;
1808 out_wrap:
1809         ei->i_es_shrink_lblk = 0;
1810         return 0;
1811 }
1812
1813 static int es_reclaim_extents(struct ext4_inode_info *ei, int *nr_to_scan)
1814 {
1815         struct inode *inode = &ei->vfs_inode;
1816         int nr_shrunk = 0;
1817         ext4_lblk_t start = ei->i_es_shrink_lblk;
1818         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1819                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1820
1821         if (ei->i_es_shk_nr == 0)
1822                 return 0;
1823
1824         if (ext4_test_inode_state(inode, EXT4_STATE_EXT_PRECACHED) &&
1825             __ratelimit(&_rs))
1826                 ext4_warning(inode->i_sb, "forced shrink of precached extents");
1827
1828         if (!es_do_reclaim_extents(ei, EXT_MAX_BLOCKS, nr_to_scan, &nr_shrunk) &&
1829             start != 0)
1830                 es_do_reclaim_extents(ei, start - 1, nr_to_scan, &nr_shrunk);
1831
1832         ei->i_es_tree.cache_es = NULL;
1833         return nr_shrunk;
1834 }
1835
1836 /*
1837  * Called to support EXT4_IOC_CLEAR_ES_CACHE.  We can only remove
1838  * discretionary entries from the extent status cache.  (Some entries
1839  * must be present for proper operations.)
1840  */
1841 void ext4_clear_inode_es(struct inode *inode)
1842 {
1843         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
1844         struct extent_status *es;
1845         struct ext4_es_tree *tree;
1846         struct rb_node *node;
1847
1848         write_lock(&ei->i_es_lock);
1849         tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
1850         tree->cache_es = NULL;
1851         node = rb_first(&tree->root);
1852         while (node) {
1853                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1854                 node = rb_next(node);
1855                 if (!ext4_es_must_keep(es)) {
1856                         rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
1857                         ext4_es_free_extent(inode, es);
1858                 }
1859         }
1860         ext4_clear_inode_state(inode, EXT4_STATE_EXT_PRECACHED);
1861         write_unlock(&ei->i_es_lock);
1862 }
1863
1864 #ifdef ES_DEBUG__
1865 static void ext4_print_pending_tree(struct inode *inode)
1866 {
1867         struct ext4_pending_tree *tree;
1868         struct rb_node *node;
1869         struct pending_reservation *pr;
1870
1871         printk(KERN_DEBUG "pending reservations for inode %lu:", inode->i_ino);
1872         tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1873         node = rb_first(&tree->root);
1874         while (node) {
1875                 pr = rb_entry(node, struct pending_reservation, rb_node);
1876                 printk(KERN_DEBUG " %u", pr->lclu);
1877                 node = rb_next(node);
1878         }
1879         printk(KERN_DEBUG "\n");
1880 }
1881 #else
1882 #define ext4_print_pending_tree(inode)
1883 #endif
1884
1885 int __init ext4_init_pending(void)
1886 {
1887         ext4_pending_cachep = kmem_cache_create("ext4_pending_reservation",
1888                                            sizeof(struct pending_reservation),
1889                                            0, (SLAB_RECLAIM_ACCOUNT), NULL);
1890         if (ext4_pending_cachep == NULL)
1891                 return -ENOMEM;
1892         return 0;
1893 }
1894
1895 void ext4_exit_pending(void)
1896 {
1897         kmem_cache_destroy(ext4_pending_cachep);
1898 }
1899
1900 void ext4_init_pending_tree(struct ext4_pending_tree *tree)
1901 {
1902         tree->root = RB_ROOT;
1903 }
1904
1905 /*
1906  * __get_pending - retrieve a pointer to a pending reservation
1907  *
1908  * @inode - file containing the pending cluster reservation
1909  * @lclu - logical cluster of interest
1910  *
1911  * Returns a pointer to a pending reservation if it's a member of
1912  * the set, and NULL if not.  Must be called holding i_es_lock.
1913  */
1914 static struct pending_reservation *__get_pending(struct inode *inode,
1915                                                  ext4_lblk_t lclu)
1916 {
1917         struct ext4_pending_tree *tree;
1918         struct rb_node *node;
1919         struct pending_reservation *pr = NULL;
1920
1921         tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1922         node = (&tree->root)->rb_node;
1923
1924         while (node) {
1925                 pr = rb_entry(node, struct pending_reservation, rb_node);
1926                 if (lclu < pr->lclu)
1927                         node = node->rb_left;
1928                 else if (lclu > pr->lclu)
1929                         node = node->rb_right;
1930                 else if (lclu == pr->lclu)
1931                         return pr;
1932         }
1933         return NULL;
1934 }
1935
1936 /*
1937  * __insert_pending - adds a pending cluster reservation to the set of
1938  *                    pending reservations
1939  *
1940  * @inode - file containing the cluster
1941  * @lblk - logical block in the cluster to be added
1942  * @prealloc - preallocated pending entry
1943  *
1944  * Returns 0 on successful insertion and -ENOMEM on failure.  If the
1945  * pending reservation is already in the set, returns successfully.
1946  */
1947 static int __insert_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
1948                             struct pending_reservation **prealloc)
1949 {
1950         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1951         struct ext4_pending_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1952         struct rb_node **p = &tree->root.rb_node;
1953         struct rb_node *parent = NULL;
1954         struct pending_reservation *pr;
1955         ext4_lblk_t lclu;
1956         int ret = 0;
1957
1958         lclu = EXT4_B2C(sbi, lblk);
1959         /* search to find parent for insertion */
1960         while (*p) {
1961                 parent = *p;
1962                 pr = rb_entry(parent, struct pending_reservation, rb_node);
1963
1964                 if (lclu < pr->lclu) {
1965                         p = &(*p)->rb_left;
1966                 } else if (lclu > pr->lclu) {
1967                         p = &(*p)->rb_right;
1968                 } else {
1969                         /* pending reservation already inserted */
1970                         goto out;
1971                 }
1972         }
1973
1974         if (likely(*prealloc == NULL)) {
1975                 pr = __alloc_pending(false);
1976                 if (!pr) {
1977                         ret = -ENOMEM;
1978                         goto out;
1979                 }
1980         } else {
1981                 pr = *prealloc;
1982                 *prealloc = NULL;
1983         }
1984         pr->lclu = lclu;
1985
1986         rb_link_node(&pr->rb_node, parent, p);
1987         rb_insert_color(&pr->rb_node, &tree->root);
1988
1989 out:
1990         return ret;
1991 }
1992
1993 /*
1994  * __remove_pending - removes a pending cluster reservation from the set
1995  *                    of pending reservations
1996  *
1997  * @inode - file containing the cluster
1998  * @lblk - logical block in the pending cluster reservation to be removed
1999  *
2000  * Returns successfully if pending reservation is not a member of the set.
2001  */
2002 static void __remove_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk)
2003 {
2004         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
2005         struct pending_reservation *pr;
2006         struct ext4_pending_tree *tree;
2007
2008         pr = __get_pending(inode, EXT4_B2C(sbi, lblk));
2009         if (pr != NULL) {
2010                 tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
2011                 rb_erase(&pr->rb_node, &tree->root);
2012                 __free_pending(pr);
2013         }
2014 }
2015
2016 /*
2017  * ext4_remove_pending - removes a pending cluster reservation from the set
2018  *                       of pending reservations
2019  *
2020  * @inode - file containing the cluster
2021  * @lblk - logical block in the pending cluster reservation to be removed
2022  *
2023  * Locking for external use of __remove_pending.
2024  */
2025 void ext4_remove_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk)
2026 {
2027         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
2028
2029         write_lock(&ei->i_es_lock);
2030         __remove_pending(inode, lblk);
2031         write_unlock(&ei->i_es_lock);
2032 }
2033
2034 /*
2035  * ext4_is_pending - determine whether a cluster has a pending reservation
2036  *                   on it
2037  *
2038  * @inode - file containing the cluster
2039  * @lblk - logical block in the cluster
2040  *
2041  * Returns true if there's a pending reservation for the cluster in the
2042  * set of pending reservations, and false if not.
2043  */
2044 bool ext4_is_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk)
2045 {
2046         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
2047         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
2048         bool ret;
2049
2050         read_lock(&ei->i_es_lock);
2051         ret = (bool)(__get_pending(inode, EXT4_B2C(sbi, lblk)) != NULL);
2052         read_unlock(&ei->i_es_lock);
2053
2054         return ret;
2055 }
2056
2057 /*
2058  * ext4_es_insert_delayed_block - adds a delayed block to the extents status
2059  *                                tree, adding a pending reservation where
2060  *                                needed
2061  *
2062  * @inode - file containing the newly added block
2063  * @lblk - logical block to be added
2064  * @allocated - indicates whether a physical cluster has been allocated for
2065  *              the logical cluster that contains the block
2066  *
2067  * Returns 0 on success, negative error code on failure.
2068  */
2069 int ext4_es_insert_delayed_block(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
2070                                  bool allocated)
2071 {
2072         struct extent_status newes;
2073         int err1 = 0, err2 = 0, err3 = 0;
2074         struct extent_status *es1 = NULL;
2075         struct extent_status *es2 = NULL;
2076         struct pending_reservation *pr = NULL;
2077
2078         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
2079                 return 0;
2080
2081         es_debug("add [%u/1) delayed to extent status tree of inode %lu\n",
2082                  lblk, inode->i_ino);
2083
2084         newes.es_lblk = lblk;
2085         newes.es_len = 1;
2086         ext4_es_store_pblock_status(&newes, ~0, EXTENT_STATUS_DELAYED);
2087         trace_ext4_es_insert_delayed_block(inode, &newes, allocated);
2088
2089         ext4_es_insert_extent_check(inode, &newes);
2090
2091 retry:
2092         if (err1 && !es1)
2093                 es1 = __es_alloc_extent(true);
2094         if ((err1 || err2) && !es2)
2095                 es2 = __es_alloc_extent(true);
2096         if ((err1 || err2 || err3) && allocated && !pr)
2097                 pr = __alloc_pending(true);
2098         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
2099
2100         err1 = __es_remove_extent(inode, lblk, lblk, NULL, es1);
2101         if (err1 != 0)
2102                 goto error;
2103         /* Free preallocated extent if it didn't get used. */
2104         if (es1) {
2105                 if (!es1->es_len)
2106                         __es_free_extent(es1);
2107                 es1 = NULL;
2108         }
2109
2110         err2 = __es_insert_extent(inode, &newes, es2);
2111         if (err2 != 0)
2112                 goto error;
2113         /* Free preallocated extent if it didn't get used. */
2114         if (es2) {
2115                 if (!es2->es_len)
2116                         __es_free_extent(es2);
2117                 es2 = NULL;
2118         }
2119
2120         if (allocated) {
2121                 err3 = __insert_pending(inode, lblk, &pr);
2122                 if (err3 != 0)
2123                         goto error;
2124                 if (pr) {
2125                         __free_pending(pr);
2126                         pr = NULL;
2127                 }
2128         }
2129 error:
2130         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
2131         if (err1 || err2 || err3)
2132                 goto retry;
2133
2134         ext4_es_print_tree(inode);
2135         ext4_print_pending_tree(inode);
2136         return 0;
2137 }
2138
2139 /*
2140  * __es_delayed_clu - count number of clusters containing blocks that
2141  *                    are delayed only
2142  *
2143  * @inode - file containing block range
2144  * @start - logical block defining start of range
2145  * @end - logical block defining end of range
2146  *
2147  * Returns the number of clusters containing only delayed (not delayed
2148  * and unwritten) blocks in the range specified by @start and @end.  Any
2149  * cluster or part of a cluster within the range and containing a delayed
2150  * and not unwritten block within the range is counted as a whole cluster.
2151  */
2152 static unsigned int __es_delayed_clu(struct inode *inode, ext4_lblk_t start,
2153                                      ext4_lblk_t end)
2154 {
2155         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
2156         struct extent_status *es;
2157         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
2158         struct rb_node *node;
2159         ext4_lblk_t first_lclu, last_lclu;
2160         unsigned long long last_counted_lclu;
2161         unsigned int n = 0;
2162
2163         /* guaranteed to be unequal to any ext4_lblk_t value */
2164         last_counted_lclu = ~0ULL;
2165
2166         es = __es_tree_search(&tree->root, start);
2167
2168         while (es && (es->es_lblk <= end)) {
2169                 if (ext4_es_is_delonly(es)) {
2170                         if (es->es_lblk <= start)
2171                                 first_lclu = EXT4_B2C(sbi, start);
2172                         else
2173                                 first_lclu = EXT4_B2C(sbi, es->es_lblk);
2174
2175                         if (ext4_es_end(es) >= end)
2176                                 last_lclu = EXT4_B2C(sbi, end);
2177                         else
2178                                 last_lclu = EXT4_B2C(sbi, ext4_es_end(es));
2179
2180                         if (first_lclu == last_counted_lclu)
2181                                 n += last_lclu - first_lclu;
2182                         else
2183                                 n += last_lclu - first_lclu + 1;
2184                         last_counted_lclu = last_lclu;
2185                 }
2186                 node = rb_next(&es->rb_node);
2187                 if (!node)
2188                         break;
2189                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
2190         }
2191
2192         return n;
2193 }
2194
2195 /*
2196  * ext4_es_delayed_clu - count number of clusters containing blocks that
2197  *                       are both delayed and unwritten
2198  *
2199  * @inode - file containing block range
2200  * @lblk - logical block defining start of range
2201  * @len - number of blocks in range
2202  *
2203  * Locking for external use of __es_delayed_clu().
2204  */
2205 unsigned int ext4_es_delayed_clu(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
2206                                  ext4_lblk_t len)
2207 {
2208         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
2209         ext4_lblk_t end;
2210         unsigned int n;
2211
2212         if (len == 0)
2213                 return 0;
2214
2215         end = lblk + len - 1;
2216         WARN_ON(end < lblk);
2217
2218         read_lock(&ei->i_es_lock);
2219
2220         n = __es_delayed_clu(inode, lblk, end);
2221
2222         read_unlock(&ei->i_es_lock);
2223
2224         return n;
2225 }
2226
2227 /*
2228  * __revise_pending - makes, cancels, or leaves unchanged pending cluster
2229  *                    reservations for a specified block range depending
2230  *                    upon the presence or absence of delayed blocks
2231  *                    outside the range within clusters at the ends of the
2232  *                    range
2233  *
2234  * @inode - file containing the range
2235  * @lblk - logical block defining the start of range
2236  * @len  - length of range in blocks
2237  * @prealloc - preallocated pending entry
2238  *
2239  * Used after a newly allocated extent is added to the extents status tree.
2240  * Requires that the extents in the range have either written or unwritten
2241  * status.  Must be called while holding i_es_lock.
2242  */
2243 static int __revise_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
2244                             ext4_lblk_t len,
2245                             struct pending_reservation **prealloc)
2246 {
2247         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
2248         ext4_lblk_t end = lblk + len - 1;
2249         ext4_lblk_t first, last;
2250         bool f_del = false, l_del = false;
2251         int ret = 0;
2252
2253         if (len == 0)
2254                 return 0;
2255
2256         /*
2257          * Two cases - block range within single cluster and block range
2258          * spanning two or more clusters.  Note that a cluster belonging
2259          * to a range starting and/or ending on a cluster boundary is treated
2260          * as if it does not contain a delayed extent.  The new range may
2261          * have allocated space for previously delayed blocks out to the
2262          * cluster boundary, requiring that any pre-existing pending
2263          * reservation be canceled.  Because this code only looks at blocks
2264          * outside the range, it should revise pending reservations
2265          * correctly even if the extent represented by the range can't be
2266          * inserted in the extents status tree due to ENOSPC.
2267          */
2268
2269         if (EXT4_B2C(sbi, lblk) == EXT4_B2C(sbi, end)) {
2270                 first = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, lblk);
2271                 if (first != lblk)
2272                         f_del = __es_scan_range(inode, &ext4_es_is_delonly,
2273                                                 first, lblk - 1);
2274                 if (f_del) {
2275                         ret = __insert_pending(inode, first, prealloc);
2276                         if (ret < 0)
2277                                 goto out;
2278                 } else {
2279                         last = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, end) +
2280                                sbi->s_cluster_ratio - 1;
2281                         if (last != end)
2282                                 l_del = __es_scan_range(inode,
2283                                                         &ext4_es_is_delonly,
2284                                                         end + 1, last);
2285                         if (l_del) {
2286                                 ret = __insert_pending(inode, last, prealloc);
2287                                 if (ret < 0)
2288                                         goto out;
2289                         } else
2290                                 __remove_pending(inode, last);
2291                 }
2292         } else {
2293                 first = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, lblk);
2294                 if (first != lblk)
2295                         f_del = __es_scan_range(inode, &ext4_es_is_delonly,
2296                                                 first, lblk - 1);
2297                 if (f_del) {
2298                         ret = __insert_pending(inode, first, prealloc);
2299                         if (ret < 0)
2300                                 goto out;
2301                 } else
2302                         __remove_pending(inode, first);
2303
2304                 last = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, end) + sbi->s_cluster_ratio - 1;
2305                 if (last != end)
2306                         l_del = __es_scan_range(inode, &ext4_es_is_delonly,
2307                                                 end + 1, last);
2308                 if (l_del) {
2309                         ret = __insert_pending(inode, last, prealloc);
2310                         if (ret < 0)
2311                                 goto out;
2312                 } else
2313                         __remove_pending(inode, last);
2314         }
2315 out:
2316         return ret;
2317 }