GNU Linux-libre 5.10.217-gnu1
[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_ext_drop_refs(path);
702         kfree(path);
703 }
704
705 static void ext4_es_insert_extent_ind_check(struct inode *inode,
706                                             struct extent_status *es)
707 {
708         struct ext4_map_blocks map;
709         int retval;
710
711         /*
712          * Here we call ext4_ind_map_blocks to lookup a block mapping because
713          * 'Indirect' structure is defined in indirect.c.  So we couldn't
714          * access direct/indirect tree from outside.  It is too dirty to define
715          * this function in indirect.c file.
716          */
717
718         map.m_lblk = es->es_lblk;
719         map.m_len = es->es_len;
720
721         retval = ext4_ind_map_blocks(NULL, inode, &map, 0);
722         if (retval > 0) {
723                 if (ext4_es_is_delayed(es) || ext4_es_is_hole(es)) {
724                         /*
725                          * We want to add a delayed/hole extent but this
726                          * block has been allocated.
727                          */
728                         pr_warn("ES insert assertion failed for inode: %lu "
729                                 "We can find blocks but we want to add a "
730                                 "delayed/hole extent [%d/%d/%llu/%x]\n",
731                                 inode->i_ino, es->es_lblk, es->es_len,
732                                 ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
733                         return;
734                 } else if (ext4_es_is_written(es)) {
735                         if (retval != es->es_len) {
736                                 pr_warn("ES insert assertion failed for "
737                                         "inode: %lu retval %d != es_len %d\n",
738                                         inode->i_ino, retval, es->es_len);
739                                 return;
740                         }
741                         if (map.m_pblk != ext4_es_pblock(es)) {
742                                 pr_warn("ES insert assertion failed for "
743                                         "inode: %lu m_pblk %llu != "
744                                         "es_pblk %llu\n",
745                                         inode->i_ino, map.m_pblk,
746                                         ext4_es_pblock(es));
747                                 return;
748                         }
749                 } else {
750                         /*
751                          * We don't need to check unwritten extent because
752                          * indirect-based file doesn't have it.
753                          */
754                         BUG();
755                 }
756         } else if (retval == 0) {
757                 if (ext4_es_is_written(es)) {
758                         pr_warn("ES insert assertion failed for inode: %lu "
759                                 "We can't find the block but we want to add "
760                                 "a written extent [%d/%d/%llu/%x]\n",
761                                 inode->i_ino, es->es_lblk, es->es_len,
762                                 ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
763                         return;
764                 }
765         }
766 }
767
768 static inline void ext4_es_insert_extent_check(struct inode *inode,
769                                                struct extent_status *es)
770 {
771         /*
772          * We don't need to worry about the race condition because
773          * caller takes i_data_sem locking.
774          */
775         BUG_ON(!rwsem_is_locked(&EXT4_I(inode)->i_data_sem));
776         if (ext4_test_inode_flag(inode, EXT4_INODE_EXTENTS))
777                 ext4_es_insert_extent_ext_check(inode, es);
778         else
779                 ext4_es_insert_extent_ind_check(inode, es);
780 }
781 #else
782 static inline void ext4_es_insert_extent_check(struct inode *inode,
783                                                struct extent_status *es)
784 {
785 }
786 #endif
787
788 static int __es_insert_extent(struct inode *inode, struct extent_status *newes,
789                               struct extent_status *prealloc)
790 {
791         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
792         struct rb_node **p = &tree->root.rb_node;
793         struct rb_node *parent = NULL;
794         struct extent_status *es;
795
796         while (*p) {
797                 parent = *p;
798                 es = rb_entry(parent, struct extent_status, rb_node);
799
800                 if (newes->es_lblk < es->es_lblk) {
801                         if (ext4_es_can_be_merged(newes, es)) {
802                                 /*
803                                  * Here we can modify es_lblk directly
804                                  * because it isn't overlapped.
805                                  */
806                                 es->es_lblk = newes->es_lblk;
807                                 es->es_len += newes->es_len;
808                                 if (ext4_es_is_written(es) ||
809                                     ext4_es_is_unwritten(es))
810                                         ext4_es_store_pblock(es,
811                                                              newes->es_pblk);
812                                 es = ext4_es_try_to_merge_left(inode, es);
813                                 goto out;
814                         }
815                         p = &(*p)->rb_left;
816                 } else if (newes->es_lblk > ext4_es_end(es)) {
817                         if (ext4_es_can_be_merged(es, newes)) {
818                                 es->es_len += newes->es_len;
819                                 es = ext4_es_try_to_merge_right(inode, es);
820                                 goto out;
821                         }
822                         p = &(*p)->rb_right;
823                 } else {
824                         BUG();
825                         return -EINVAL;
826                 }
827         }
828
829         if (prealloc)
830                 es = prealloc;
831         else
832                 es = __es_alloc_extent(false);
833         if (!es)
834                 return -ENOMEM;
835         ext4_es_init_extent(inode, es, newes->es_lblk, newes->es_len,
836                             newes->es_pblk);
837
838         rb_link_node(&es->rb_node, parent, p);
839         rb_insert_color(&es->rb_node, &tree->root);
840
841 out:
842         tree->cache_es = es;
843         return 0;
844 }
845
846 /*
847  * ext4_es_insert_extent() adds information to an inode's extent
848  * status tree.
849  */
850 void ext4_es_insert_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
851                            ext4_lblk_t len, ext4_fsblk_t pblk,
852                            unsigned int status)
853 {
854         struct extent_status newes;
855         ext4_lblk_t end = lblk + len - 1;
856         int err1 = 0, err2 = 0, err3 = 0;
857         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
858         struct extent_status *es1 = NULL;
859         struct extent_status *es2 = NULL;
860         struct pending_reservation *pr = NULL;
861         bool revise_pending = false;
862
863         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
864                 return;
865
866         es_debug("add [%u/%u) %llu %x to extent status tree of inode %lu\n",
867                  lblk, len, pblk, status, inode->i_ino);
868
869         if (!len)
870                 return;
871
872         BUG_ON(end < lblk);
873
874         if ((status & EXTENT_STATUS_DELAYED) &&
875             (status & EXTENT_STATUS_WRITTEN)) {
876                 ext4_warning(inode->i_sb, "Inserting extent [%u/%u] as "
877                                 " delayed and written which can potentially "
878                                 " cause data loss.", lblk, len);
879                 WARN_ON(1);
880         }
881
882         newes.es_lblk = lblk;
883         newes.es_len = len;
884         ext4_es_store_pblock_status(&newes, pblk, status);
885         trace_ext4_es_insert_extent(inode, &newes);
886
887         ext4_es_insert_extent_check(inode, &newes);
888
889         revise_pending = sbi->s_cluster_ratio > 1 &&
890                          test_opt(inode->i_sb, DELALLOC) &&
891                          (status & (EXTENT_STATUS_WRITTEN |
892                                     EXTENT_STATUS_UNWRITTEN));
893 retry:
894         if (err1 && !es1)
895                 es1 = __es_alloc_extent(true);
896         if ((err1 || err2) && !es2)
897                 es2 = __es_alloc_extent(true);
898         if ((err1 || err2 || err3) && revise_pending && !pr)
899                 pr = __alloc_pending(true);
900         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
901
902         err1 = __es_remove_extent(inode, lblk, end, NULL, es1);
903         if (err1 != 0)
904                 goto error;
905         /* Free preallocated extent if it didn't get used. */
906         if (es1) {
907                 if (!es1->es_len)
908                         __es_free_extent(es1);
909                 es1 = NULL;
910         }
911
912         err2 = __es_insert_extent(inode, &newes, es2);
913         if (err2 == -ENOMEM && !ext4_es_must_keep(&newes))
914                 err2 = 0;
915         if (err2 != 0)
916                 goto error;
917         /* Free preallocated extent if it didn't get used. */
918         if (es2) {
919                 if (!es2->es_len)
920                         __es_free_extent(es2);
921                 es2 = NULL;
922         }
923
924         if (revise_pending) {
925                 err3 = __revise_pending(inode, lblk, len, &pr);
926                 if (err3 != 0)
927                         goto error;
928                 if (pr) {
929                         __free_pending(pr);
930                         pr = NULL;
931                 }
932         }
933 error:
934         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
935         if (err1 || err2 || err3)
936                 goto retry;
937
938         ext4_es_print_tree(inode);
939         return;
940 }
941
942 /*
943  * ext4_es_cache_extent() inserts information into the extent status
944  * tree if and only if there isn't information about the range in
945  * question already.
946  */
947 void ext4_es_cache_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
948                           ext4_lblk_t len, ext4_fsblk_t pblk,
949                           unsigned int status)
950 {
951         struct extent_status *es;
952         struct extent_status newes;
953         ext4_lblk_t end = lblk + len - 1;
954
955         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
956                 return;
957
958         newes.es_lblk = lblk;
959         newes.es_len = len;
960         ext4_es_store_pblock_status(&newes, pblk, status);
961         trace_ext4_es_cache_extent(inode, &newes);
962
963         if (!len)
964                 return;
965
966         BUG_ON(end < lblk);
967
968         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
969
970         es = __es_tree_search(&EXT4_I(inode)->i_es_tree.root, lblk);
971         if (!es || es->es_lblk > end)
972                 __es_insert_extent(inode, &newes, NULL);
973         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
974 }
975
976 /*
977  * ext4_es_lookup_extent() looks up an extent in extent status tree.
978  *
979  * ext4_es_lookup_extent is called by ext4_map_blocks/ext4_da_map_blocks.
980  *
981  * Return: 1 on found, 0 on not
982  */
983 int ext4_es_lookup_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
984                           ext4_lblk_t *next_lblk,
985                           struct extent_status *es)
986 {
987         struct ext4_es_tree *tree;
988         struct ext4_es_stats *stats;
989         struct extent_status *es1 = NULL;
990         struct rb_node *node;
991         int found = 0;
992
993         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
994                 return 0;
995
996         trace_ext4_es_lookup_extent_enter(inode, lblk);
997         es_debug("lookup extent in block %u\n", lblk);
998
999         tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
1000         read_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
1001
1002         /* find extent in cache firstly */
1003         es->es_lblk = es->es_len = es->es_pblk = 0;
1004         es1 = READ_ONCE(tree->cache_es);
1005         if (es1 && in_range(lblk, es1->es_lblk, es1->es_len)) {
1006                 es_debug("%u cached by [%u/%u)\n",
1007                          lblk, es1->es_lblk, es1->es_len);
1008                 found = 1;
1009                 goto out;
1010         }
1011
1012         node = tree->root.rb_node;
1013         while (node) {
1014                 es1 = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1015                 if (lblk < es1->es_lblk)
1016                         node = node->rb_left;
1017                 else if (lblk > ext4_es_end(es1))
1018                         node = node->rb_right;
1019                 else {
1020                         found = 1;
1021                         break;
1022                 }
1023         }
1024
1025 out:
1026         stats = &EXT4_SB(inode->i_sb)->s_es_stats;
1027         if (found) {
1028                 BUG_ON(!es1);
1029                 es->es_lblk = es1->es_lblk;
1030                 es->es_len = es1->es_len;
1031                 es->es_pblk = es1->es_pblk;
1032                 if (!ext4_es_is_referenced(es1))
1033                         ext4_es_set_referenced(es1);
1034                 percpu_counter_inc(&stats->es_stats_cache_hits);
1035                 if (next_lblk) {
1036                         node = rb_next(&es1->rb_node);
1037                         if (node) {
1038                                 es1 = rb_entry(node, struct extent_status,
1039                                                rb_node);
1040                                 *next_lblk = es1->es_lblk;
1041                         } else
1042                                 *next_lblk = 0;
1043                 }
1044         } else {
1045                 percpu_counter_inc(&stats->es_stats_cache_misses);
1046         }
1047
1048         read_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
1049
1050         trace_ext4_es_lookup_extent_exit(inode, es, found);
1051         return found;
1052 }
1053
1054 struct rsvd_count {
1055         int ndelonly;
1056         bool first_do_lblk_found;
1057         ext4_lblk_t first_do_lblk;
1058         ext4_lblk_t last_do_lblk;
1059         struct extent_status *left_es;
1060         bool partial;
1061         ext4_lblk_t lclu;
1062 };
1063
1064 /*
1065  * init_rsvd - initialize reserved count data before removing block range
1066  *             in file from extent status tree
1067  *
1068  * @inode - file containing range
1069  * @lblk - first block in range
1070  * @es - pointer to first extent in range
1071  * @rc - pointer to reserved count data
1072  *
1073  * Assumes es is not NULL
1074  */
1075 static void init_rsvd(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
1076                       struct extent_status *es, struct rsvd_count *rc)
1077 {
1078         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1079         struct rb_node *node;
1080
1081         rc->ndelonly = 0;
1082
1083         /*
1084          * for bigalloc, note the first delonly block in the range has not
1085          * been found, record the extent containing the block to the left of
1086          * the region to be removed, if any, and note that there's no partial
1087          * cluster to track
1088          */
1089         if (sbi->s_cluster_ratio > 1) {
1090                 rc->first_do_lblk_found = false;
1091                 if (lblk > es->es_lblk) {
1092                         rc->left_es = es;
1093                 } else {
1094                         node = rb_prev(&es->rb_node);
1095                         rc->left_es = node ? rb_entry(node,
1096                                                       struct extent_status,
1097                                                       rb_node) : NULL;
1098                 }
1099                 rc->partial = false;
1100         }
1101 }
1102
1103 /*
1104  * count_rsvd - count the clusters containing delayed and not unwritten
1105  *              (delonly) blocks in a range within an extent and add to
1106  *              the running tally in rsvd_count
1107  *
1108  * @inode - file containing extent
1109  * @lblk - first block in range
1110  * @len - length of range in blocks
1111  * @es - pointer to extent containing clusters to be counted
1112  * @rc - pointer to reserved count data
1113  *
1114  * Tracks partial clusters found at the beginning and end of extents so
1115  * they aren't overcounted when they span adjacent extents
1116  */
1117 static void count_rsvd(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk, long len,
1118                        struct extent_status *es, struct rsvd_count *rc)
1119 {
1120         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1121         ext4_lblk_t i, end, nclu;
1122
1123         if (!ext4_es_is_delonly(es))
1124                 return;
1125
1126         WARN_ON(len <= 0);
1127
1128         if (sbi->s_cluster_ratio == 1) {
1129                 rc->ndelonly += (int) len;
1130                 return;
1131         }
1132
1133         /* bigalloc */
1134
1135         i = (lblk < es->es_lblk) ? es->es_lblk : lblk;
1136         end = lblk + (ext4_lblk_t) len - 1;
1137         end = (end > ext4_es_end(es)) ? ext4_es_end(es) : end;
1138
1139         /* record the first block of the first delonly extent seen */
1140         if (!rc->first_do_lblk_found) {
1141                 rc->first_do_lblk = i;
1142                 rc->first_do_lblk_found = true;
1143         }
1144
1145         /* update the last lblk in the region seen so far */
1146         rc->last_do_lblk = end;
1147
1148         /*
1149          * if we're tracking a partial cluster and the current extent
1150          * doesn't start with it, count it and stop tracking
1151          */
1152         if (rc->partial && (rc->lclu != EXT4_B2C(sbi, i))) {
1153                 rc->ndelonly++;
1154                 rc->partial = false;
1155         }
1156
1157         /*
1158          * if the first cluster doesn't start on a cluster boundary but
1159          * ends on one, count it
1160          */
1161         if (EXT4_LBLK_COFF(sbi, i) != 0) {
1162                 if (end >= EXT4_LBLK_CFILL(sbi, i)) {
1163                         rc->ndelonly++;
1164                         rc->partial = false;
1165                         i = EXT4_LBLK_CFILL(sbi, i) + 1;
1166                 }
1167         }
1168
1169         /*
1170          * if the current cluster starts on a cluster boundary, count the
1171          * number of whole delonly clusters in the extent
1172          */
1173         if ((i + sbi->s_cluster_ratio - 1) <= end) {
1174                 nclu = (end - i + 1) >> sbi->s_cluster_bits;
1175                 rc->ndelonly += nclu;
1176                 i += nclu << sbi->s_cluster_bits;
1177         }
1178
1179         /*
1180          * start tracking a partial cluster if there's a partial at the end
1181          * of the current extent and we're not already tracking one
1182          */
1183         if (!rc->partial && i <= end) {
1184                 rc->partial = true;
1185                 rc->lclu = EXT4_B2C(sbi, i);
1186         }
1187 }
1188
1189 /*
1190  * __pr_tree_search - search for a pending cluster reservation
1191  *
1192  * @root - root of pending reservation tree
1193  * @lclu - logical cluster to search for
1194  *
1195  * Returns the pending reservation for the cluster identified by @lclu
1196  * if found.  If not, returns a reservation for the next cluster if any,
1197  * and if not, returns NULL.
1198  */
1199 static struct pending_reservation *__pr_tree_search(struct rb_root *root,
1200                                                     ext4_lblk_t lclu)
1201 {
1202         struct rb_node *node = root->rb_node;
1203         struct pending_reservation *pr = NULL;
1204
1205         while (node) {
1206                 pr = rb_entry(node, struct pending_reservation, rb_node);
1207                 if (lclu < pr->lclu)
1208                         node = node->rb_left;
1209                 else if (lclu > pr->lclu)
1210                         node = node->rb_right;
1211                 else
1212                         return pr;
1213         }
1214         if (pr && lclu < pr->lclu)
1215                 return pr;
1216         if (pr && lclu > pr->lclu) {
1217                 node = rb_next(&pr->rb_node);
1218                 return node ? rb_entry(node, struct pending_reservation,
1219                                        rb_node) : NULL;
1220         }
1221         return NULL;
1222 }
1223
1224 /*
1225  * get_rsvd - calculates and returns the number of cluster reservations to be
1226  *            released when removing a block range from the extent status tree
1227  *            and releases any pending reservations within the range
1228  *
1229  * @inode - file containing block range
1230  * @end - last block in range
1231  * @right_es - pointer to extent containing next block beyond end or NULL
1232  * @rc - pointer to reserved count data
1233  *
1234  * The number of reservations to be released is equal to the number of
1235  * clusters containing delayed and not unwritten (delonly) blocks within
1236  * the range, minus the number of clusters still containing delonly blocks
1237  * at the ends of the range, and minus the number of pending reservations
1238  * within the range.
1239  */
1240 static unsigned int get_rsvd(struct inode *inode, ext4_lblk_t end,
1241                              struct extent_status *right_es,
1242                              struct rsvd_count *rc)
1243 {
1244         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1245         struct pending_reservation *pr;
1246         struct ext4_pending_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1247         struct rb_node *node;
1248         ext4_lblk_t first_lclu, last_lclu;
1249         bool left_delonly, right_delonly, count_pending;
1250         struct extent_status *es;
1251
1252         if (sbi->s_cluster_ratio > 1) {
1253                 /* count any remaining partial cluster */
1254                 if (rc->partial)
1255                         rc->ndelonly++;
1256
1257                 if (rc->ndelonly == 0)
1258                         return 0;
1259
1260                 first_lclu = EXT4_B2C(sbi, rc->first_do_lblk);
1261                 last_lclu = EXT4_B2C(sbi, rc->last_do_lblk);
1262
1263                 /*
1264                  * decrease the delonly count by the number of clusters at the
1265                  * ends of the range that still contain delonly blocks -
1266                  * these clusters still need to be reserved
1267                  */
1268                 left_delonly = right_delonly = false;
1269
1270                 es = rc->left_es;
1271                 while (es && ext4_es_end(es) >=
1272                        EXT4_LBLK_CMASK(sbi, rc->first_do_lblk)) {
1273                         if (ext4_es_is_delonly(es)) {
1274                                 rc->ndelonly--;
1275                                 left_delonly = true;
1276                                 break;
1277                         }
1278                         node = rb_prev(&es->rb_node);
1279                         if (!node)
1280                                 break;
1281                         es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1282                 }
1283                 if (right_es && (!left_delonly || first_lclu != last_lclu)) {
1284                         if (end < ext4_es_end(right_es)) {
1285                                 es = right_es;
1286                         } else {
1287                                 node = rb_next(&right_es->rb_node);
1288                                 es = node ? rb_entry(node, struct extent_status,
1289                                                      rb_node) : NULL;
1290                         }
1291                         while (es && es->es_lblk <=
1292                                EXT4_LBLK_CFILL(sbi, rc->last_do_lblk)) {
1293                                 if (ext4_es_is_delonly(es)) {
1294                                         rc->ndelonly--;
1295                                         right_delonly = true;
1296                                         break;
1297                                 }
1298                                 node = rb_next(&es->rb_node);
1299                                 if (!node)
1300                                         break;
1301                                 es = rb_entry(node, struct extent_status,
1302                                               rb_node);
1303                         }
1304                 }
1305
1306                 /*
1307                  * Determine the block range that should be searched for
1308                  * pending reservations, if any.  Clusters on the ends of the
1309                  * original removed range containing delonly blocks are
1310                  * excluded.  They've already been accounted for and it's not
1311                  * possible to determine if an associated pending reservation
1312                  * should be released with the information available in the
1313                  * extents status tree.
1314                  */
1315                 if (first_lclu == last_lclu) {
1316                         if (left_delonly | right_delonly)
1317                                 count_pending = false;
1318                         else
1319                                 count_pending = true;
1320                 } else {
1321                         if (left_delonly)
1322                                 first_lclu++;
1323                         if (right_delonly)
1324                                 last_lclu--;
1325                         if (first_lclu <= last_lclu)
1326                                 count_pending = true;
1327                         else
1328                                 count_pending = false;
1329                 }
1330
1331                 /*
1332                  * a pending reservation found between first_lclu and last_lclu
1333                  * represents an allocated cluster that contained at least one
1334                  * delonly block, so the delonly total must be reduced by one
1335                  * for each pending reservation found and released
1336                  */
1337                 if (count_pending) {
1338                         pr = __pr_tree_search(&tree->root, first_lclu);
1339                         while (pr && pr->lclu <= last_lclu) {
1340                                 rc->ndelonly--;
1341                                 node = rb_next(&pr->rb_node);
1342                                 rb_erase(&pr->rb_node, &tree->root);
1343                                 __free_pending(pr);
1344                                 if (!node)
1345                                         break;
1346                                 pr = rb_entry(node, struct pending_reservation,
1347                                               rb_node);
1348                         }
1349                 }
1350         }
1351         return rc->ndelonly;
1352 }
1353
1354
1355 /*
1356  * __es_remove_extent - removes block range from extent status tree
1357  *
1358  * @inode - file containing range
1359  * @lblk - first block in range
1360  * @end - last block in range
1361  * @reserved - number of cluster reservations released
1362  * @prealloc - pre-allocated es to avoid memory allocation failures
1363  *
1364  * If @reserved is not NULL and delayed allocation is enabled, counts
1365  * block/cluster reservations freed by removing range and if bigalloc
1366  * enabled cancels pending reservations as needed. Returns 0 on success,
1367  * error code on failure.
1368  */
1369 static int __es_remove_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
1370                               ext4_lblk_t end, int *reserved,
1371                               struct extent_status *prealloc)
1372 {
1373         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
1374         struct rb_node *node;
1375         struct extent_status *es;
1376         struct extent_status orig_es;
1377         ext4_lblk_t len1, len2;
1378         ext4_fsblk_t block;
1379         int err = 0;
1380         bool count_reserved = true;
1381         struct rsvd_count rc;
1382
1383         if (reserved == NULL || !test_opt(inode->i_sb, DELALLOC))
1384                 count_reserved = false;
1385
1386         es = __es_tree_search(&tree->root, lblk);
1387         if (!es)
1388                 goto out;
1389         if (es->es_lblk > end)
1390                 goto out;
1391
1392         /* Simply invalidate cache_es. */
1393         tree->cache_es = NULL;
1394         if (count_reserved)
1395                 init_rsvd(inode, lblk, es, &rc);
1396
1397         orig_es.es_lblk = es->es_lblk;
1398         orig_es.es_len = es->es_len;
1399         orig_es.es_pblk = es->es_pblk;
1400
1401         len1 = lblk > es->es_lblk ? lblk - es->es_lblk : 0;
1402         len2 = ext4_es_end(es) > end ? ext4_es_end(es) - end : 0;
1403         if (len1 > 0)
1404                 es->es_len = len1;
1405         if (len2 > 0) {
1406                 if (len1 > 0) {
1407                         struct extent_status newes;
1408
1409                         newes.es_lblk = end + 1;
1410                         newes.es_len = len2;
1411                         block = 0x7FDEADBEEFULL;
1412                         if (ext4_es_is_written(&orig_es) ||
1413                             ext4_es_is_unwritten(&orig_es))
1414                                 block = ext4_es_pblock(&orig_es) +
1415                                         orig_es.es_len - len2;
1416                         ext4_es_store_pblock_status(&newes, block,
1417                                                     ext4_es_status(&orig_es));
1418                         err = __es_insert_extent(inode, &newes, prealloc);
1419                         if (err) {
1420                                 if (!ext4_es_must_keep(&newes))
1421                                         return 0;
1422
1423                                 es->es_lblk = orig_es.es_lblk;
1424                                 es->es_len = orig_es.es_len;
1425                                 goto out;
1426                         }
1427                 } else {
1428                         es->es_lblk = end + 1;
1429                         es->es_len = len2;
1430                         if (ext4_es_is_written(es) ||
1431                             ext4_es_is_unwritten(es)) {
1432                                 block = orig_es.es_pblk + orig_es.es_len - len2;
1433                                 ext4_es_store_pblock(es, block);
1434                         }
1435                 }
1436                 if (count_reserved)
1437                         count_rsvd(inode, orig_es.es_lblk + len1,
1438                                    orig_es.es_len - len1 - len2, &orig_es, &rc);
1439                 goto out_get_reserved;
1440         }
1441
1442         if (len1 > 0) {
1443                 if (count_reserved)
1444                         count_rsvd(inode, lblk, orig_es.es_len - len1,
1445                                    &orig_es, &rc);
1446                 node = rb_next(&es->rb_node);
1447                 if (node)
1448                         es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1449                 else
1450                         es = NULL;
1451         }
1452
1453         while (es && ext4_es_end(es) <= end) {
1454                 if (count_reserved)
1455                         count_rsvd(inode, es->es_lblk, es->es_len, es, &rc);
1456                 node = rb_next(&es->rb_node);
1457                 rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
1458                 ext4_es_free_extent(inode, es);
1459                 if (!node) {
1460                         es = NULL;
1461                         break;
1462                 }
1463                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1464         }
1465
1466         if (es && es->es_lblk < end + 1) {
1467                 ext4_lblk_t orig_len = es->es_len;
1468
1469                 len1 = ext4_es_end(es) - end;
1470                 if (count_reserved)
1471                         count_rsvd(inode, es->es_lblk, orig_len - len1,
1472                                    es, &rc);
1473                 es->es_lblk = end + 1;
1474                 es->es_len = len1;
1475                 if (ext4_es_is_written(es) || ext4_es_is_unwritten(es)) {
1476                         block = es->es_pblk + orig_len - len1;
1477                         ext4_es_store_pblock(es, block);
1478                 }
1479         }
1480
1481 out_get_reserved:
1482         if (count_reserved)
1483                 *reserved = get_rsvd(inode, end, es, &rc);
1484 out:
1485         return err;
1486 }
1487
1488 /*
1489  * ext4_es_remove_extent - removes block range from extent status tree
1490  *
1491  * @inode - file containing range
1492  * @lblk - first block in range
1493  * @len - number of blocks to remove
1494  *
1495  * Reduces block/cluster reservation count and for bigalloc cancels pending
1496  * reservations as needed. Returns 0 on success, error code on failure.
1497  */
1498 int ext4_es_remove_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
1499                           ext4_lblk_t len)
1500 {
1501         ext4_lblk_t end;
1502         int err = 0;
1503         int reserved = 0;
1504         struct extent_status *es = NULL;
1505
1506         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
1507                 return 0;
1508
1509         trace_ext4_es_remove_extent(inode, lblk, len);
1510         es_debug("remove [%u/%u) from extent status tree of inode %lu\n",
1511                  lblk, len, inode->i_ino);
1512
1513         if (!len)
1514                 return err;
1515
1516         end = lblk + len - 1;
1517         BUG_ON(end < lblk);
1518
1519 retry:
1520         if (err && !es)
1521                 es = __es_alloc_extent(true);
1522         /*
1523          * ext4_clear_inode() depends on us taking i_es_lock unconditionally
1524          * so that we are sure __es_shrink() is done with the inode before it
1525          * is reclaimed.
1526          */
1527         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
1528         err = __es_remove_extent(inode, lblk, end, &reserved, es);
1529         /* Free preallocated extent if it didn't get used. */
1530         if (es) {
1531                 if (!es->es_len)
1532                         __es_free_extent(es);
1533                 es = NULL;
1534         }
1535         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
1536         if (err)
1537                 goto retry;
1538
1539         ext4_es_print_tree(inode);
1540         ext4_da_release_space(inode, reserved);
1541         return 0;
1542 }
1543
1544 static int __es_shrink(struct ext4_sb_info *sbi, int nr_to_scan,
1545                        struct ext4_inode_info *locked_ei)
1546 {
1547         struct ext4_inode_info *ei;
1548         struct ext4_es_stats *es_stats;
1549         ktime_t start_time;
1550         u64 scan_time;
1551         int nr_to_walk;
1552         int nr_shrunk = 0;
1553         int retried = 0, nr_skipped = 0;
1554
1555         es_stats = &sbi->s_es_stats;
1556         start_time = ktime_get();
1557
1558 retry:
1559         spin_lock(&sbi->s_es_lock);
1560         nr_to_walk = sbi->s_es_nr_inode;
1561         while (nr_to_walk-- > 0) {
1562                 if (list_empty(&sbi->s_es_list)) {
1563                         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
1564                         goto out;
1565                 }
1566                 ei = list_first_entry(&sbi->s_es_list, struct ext4_inode_info,
1567                                       i_es_list);
1568                 /* Move the inode to the tail */
1569                 list_move_tail(&ei->i_es_list, &sbi->s_es_list);
1570
1571                 /*
1572                  * Normally we try hard to avoid shrinking precached inodes,
1573                  * but we will as a last resort.
1574                  */
1575                 if (!retried && ext4_test_inode_state(&ei->vfs_inode,
1576                                                 EXT4_STATE_EXT_PRECACHED)) {
1577                         nr_skipped++;
1578                         continue;
1579                 }
1580
1581                 if (ei == locked_ei || !write_trylock(&ei->i_es_lock)) {
1582                         nr_skipped++;
1583                         continue;
1584                 }
1585                 /*
1586                  * Now we hold i_es_lock which protects us from inode reclaim
1587                  * freeing inode under us
1588                  */
1589                 spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
1590
1591                 nr_shrunk += es_reclaim_extents(ei, &nr_to_scan);
1592                 write_unlock(&ei->i_es_lock);
1593
1594                 if (nr_to_scan <= 0)
1595                         goto out;
1596                 spin_lock(&sbi->s_es_lock);
1597         }
1598         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
1599
1600         /*
1601          * If we skipped any inodes, and we weren't able to make any
1602          * forward progress, try again to scan precached inodes.
1603          */
1604         if ((nr_shrunk == 0) && nr_skipped && !retried) {
1605                 retried++;
1606                 goto retry;
1607         }
1608
1609         if (locked_ei && nr_shrunk == 0)
1610                 nr_shrunk = es_reclaim_extents(locked_ei, &nr_to_scan);
1611
1612 out:
1613         scan_time = ktime_to_ns(ktime_sub(ktime_get(), start_time));
1614         if (likely(es_stats->es_stats_scan_time))
1615                 es_stats->es_stats_scan_time = (scan_time +
1616                                 es_stats->es_stats_scan_time*3) / 4;
1617         else
1618                 es_stats->es_stats_scan_time = scan_time;
1619         if (scan_time > es_stats->es_stats_max_scan_time)
1620                 es_stats->es_stats_max_scan_time = scan_time;
1621         if (likely(es_stats->es_stats_shrunk))
1622                 es_stats->es_stats_shrunk = (nr_shrunk +
1623                                 es_stats->es_stats_shrunk*3) / 4;
1624         else
1625                 es_stats->es_stats_shrunk = nr_shrunk;
1626
1627         trace_ext4_es_shrink(sbi->s_sb, nr_shrunk, scan_time,
1628                              nr_skipped, retried);
1629         return nr_shrunk;
1630 }
1631
1632 static unsigned long ext4_es_count(struct shrinker *shrink,
1633                                    struct shrink_control *sc)
1634 {
1635         unsigned long nr;
1636         struct ext4_sb_info *sbi;
1637
1638         sbi = container_of(shrink, struct ext4_sb_info, s_es_shrinker);
1639         nr = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1640         trace_ext4_es_shrink_count(sbi->s_sb, sc->nr_to_scan, nr);
1641         return nr;
1642 }
1643
1644 static unsigned long ext4_es_scan(struct shrinker *shrink,
1645                                   struct shrink_control *sc)
1646 {
1647         struct ext4_sb_info *sbi = container_of(shrink,
1648                                         struct ext4_sb_info, s_es_shrinker);
1649         int nr_to_scan = sc->nr_to_scan;
1650         int ret, nr_shrunk;
1651
1652         ret = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1653         trace_ext4_es_shrink_scan_enter(sbi->s_sb, nr_to_scan, ret);
1654
1655         nr_shrunk = __es_shrink(sbi, nr_to_scan, NULL);
1656
1657         ret = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1658         trace_ext4_es_shrink_scan_exit(sbi->s_sb, nr_shrunk, ret);
1659         return nr_shrunk;
1660 }
1661
1662 int ext4_seq_es_shrinker_info_show(struct seq_file *seq, void *v)
1663 {
1664         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB((struct super_block *) seq->private);
1665         struct ext4_es_stats *es_stats = &sbi->s_es_stats;
1666         struct ext4_inode_info *ei, *max = NULL;
1667         unsigned int inode_cnt = 0;
1668
1669         if (v != SEQ_START_TOKEN)
1670                 return 0;
1671
1672         /* here we just find an inode that has the max nr. of objects */
1673         spin_lock(&sbi->s_es_lock);
1674         list_for_each_entry(ei, &sbi->s_es_list, i_es_list) {
1675                 inode_cnt++;
1676                 if (max && max->i_es_all_nr < ei->i_es_all_nr)
1677                         max = ei;
1678                 else if (!max)
1679                         max = ei;
1680         }
1681         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
1682
1683         seq_printf(seq, "stats:\n  %lld objects\n  %lld reclaimable objects\n",
1684                    percpu_counter_sum_positive(&es_stats->es_stats_all_cnt),
1685                    percpu_counter_sum_positive(&es_stats->es_stats_shk_cnt));
1686         seq_printf(seq, "  %lld/%lld cache hits/misses\n",
1687                    percpu_counter_sum_positive(&es_stats->es_stats_cache_hits),
1688                    percpu_counter_sum_positive(&es_stats->es_stats_cache_misses));
1689         if (inode_cnt)
1690                 seq_printf(seq, "  %d inodes on list\n", inode_cnt);
1691
1692         seq_printf(seq, "average:\n  %llu us scan time\n",
1693             div_u64(es_stats->es_stats_scan_time, 1000));
1694         seq_printf(seq, "  %lu shrunk objects\n", es_stats->es_stats_shrunk);
1695         if (inode_cnt)
1696                 seq_printf(seq,
1697                     "maximum:\n  %lu inode (%u objects, %u reclaimable)\n"
1698                     "  %llu us max scan time\n",
1699                     max->vfs_inode.i_ino, max->i_es_all_nr, max->i_es_shk_nr,
1700                     div_u64(es_stats->es_stats_max_scan_time, 1000));
1701
1702         return 0;
1703 }
1704
1705 int ext4_es_register_shrinker(struct ext4_sb_info *sbi)
1706 {
1707         int err;
1708
1709         /* Make sure we have enough bits for physical block number */
1710         BUILD_BUG_ON(ES_SHIFT < 48);
1711         INIT_LIST_HEAD(&sbi->s_es_list);
1712         sbi->s_es_nr_inode = 0;
1713         spin_lock_init(&sbi->s_es_lock);
1714         sbi->s_es_stats.es_stats_shrunk = 0;
1715         err = percpu_counter_init(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_hits, 0,
1716                                   GFP_KERNEL);
1717         if (err)
1718                 return err;
1719         err = percpu_counter_init(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_misses, 0,
1720                                   GFP_KERNEL);
1721         if (err)
1722                 goto err1;
1723         sbi->s_es_stats.es_stats_scan_time = 0;
1724         sbi->s_es_stats.es_stats_max_scan_time = 0;
1725         err = percpu_counter_init(&sbi->s_es_stats.es_stats_all_cnt, 0, GFP_KERNEL);
1726         if (err)
1727                 goto err2;
1728         err = percpu_counter_init(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt, 0, GFP_KERNEL);
1729         if (err)
1730                 goto err3;
1731
1732         sbi->s_es_shrinker.scan_objects = ext4_es_scan;
1733         sbi->s_es_shrinker.count_objects = ext4_es_count;
1734         sbi->s_es_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1735         err = register_shrinker(&sbi->s_es_shrinker);
1736         if (err)
1737                 goto err4;
1738
1739         return 0;
1740 err4:
1741         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1742 err3:
1743         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_all_cnt);
1744 err2:
1745         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_misses);
1746 err1:
1747         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_hits);
1748         return err;
1749 }
1750
1751 void ext4_es_unregister_shrinker(struct ext4_sb_info *sbi)
1752 {
1753         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_hits);
1754         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_misses);
1755         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_all_cnt);
1756         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1757         unregister_shrinker(&sbi->s_es_shrinker);
1758 }
1759
1760 /*
1761  * Shrink extents in given inode from ei->i_es_shrink_lblk till end. Scan at
1762  * most *nr_to_scan extents, update *nr_to_scan accordingly.
1763  *
1764  * Return 0 if we hit end of tree / interval, 1 if we exhausted nr_to_scan.
1765  * Increment *nr_shrunk by the number of reclaimed extents. Also update
1766  * ei->i_es_shrink_lblk to where we should continue scanning.
1767  */
1768 static int es_do_reclaim_extents(struct ext4_inode_info *ei, ext4_lblk_t end,
1769                                  int *nr_to_scan, int *nr_shrunk)
1770 {
1771         struct inode *inode = &ei->vfs_inode;
1772         struct ext4_es_tree *tree = &ei->i_es_tree;
1773         struct extent_status *es;
1774         struct rb_node *node;
1775
1776         es = __es_tree_search(&tree->root, ei->i_es_shrink_lblk);
1777         if (!es)
1778                 goto out_wrap;
1779
1780         while (*nr_to_scan > 0) {
1781                 if (es->es_lblk > end) {
1782                         ei->i_es_shrink_lblk = end + 1;
1783                         return 0;
1784                 }
1785
1786                 (*nr_to_scan)--;
1787                 node = rb_next(&es->rb_node);
1788
1789                 if (ext4_es_must_keep(es))
1790                         goto next;
1791                 if (ext4_es_is_referenced(es)) {
1792                         ext4_es_clear_referenced(es);
1793                         goto next;
1794                 }
1795
1796                 rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
1797                 ext4_es_free_extent(inode, es);
1798                 (*nr_shrunk)++;
1799 next:
1800                 if (!node)
1801                         goto out_wrap;
1802                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1803         }
1804         ei->i_es_shrink_lblk = es->es_lblk;
1805         return 1;
1806 out_wrap:
1807         ei->i_es_shrink_lblk = 0;
1808         return 0;
1809 }
1810
1811 static int es_reclaim_extents(struct ext4_inode_info *ei, int *nr_to_scan)
1812 {
1813         struct inode *inode = &ei->vfs_inode;
1814         int nr_shrunk = 0;
1815         ext4_lblk_t start = ei->i_es_shrink_lblk;
1816         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1817                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1818
1819         if (ei->i_es_shk_nr == 0)
1820                 return 0;
1821
1822         if (ext4_test_inode_state(inode, EXT4_STATE_EXT_PRECACHED) &&
1823             __ratelimit(&_rs))
1824                 ext4_warning(inode->i_sb, "forced shrink of precached extents");
1825
1826         if (!es_do_reclaim_extents(ei, EXT_MAX_BLOCKS, nr_to_scan, &nr_shrunk) &&
1827             start != 0)
1828                 es_do_reclaim_extents(ei, start - 1, nr_to_scan, &nr_shrunk);
1829
1830         ei->i_es_tree.cache_es = NULL;
1831         return nr_shrunk;
1832 }
1833
1834 /*
1835  * Called to support EXT4_IOC_CLEAR_ES_CACHE.  We can only remove
1836  * discretionary entries from the extent status cache.  (Some entries
1837  * must be present for proper operations.)
1838  */
1839 void ext4_clear_inode_es(struct inode *inode)
1840 {
1841         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
1842         struct extent_status *es;
1843         struct ext4_es_tree *tree;
1844         struct rb_node *node;
1845
1846         write_lock(&ei->i_es_lock);
1847         tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
1848         tree->cache_es = NULL;
1849         node = rb_first(&tree->root);
1850         while (node) {
1851                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1852                 node = rb_next(node);
1853                 if (!ext4_es_must_keep(es)) {
1854                         rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
1855                         ext4_es_free_extent(inode, es);
1856                 }
1857         }
1858         ext4_clear_inode_state(inode, EXT4_STATE_EXT_PRECACHED);
1859         write_unlock(&ei->i_es_lock);
1860 }
1861
1862 #ifdef ES_DEBUG__
1863 static void ext4_print_pending_tree(struct inode *inode)
1864 {
1865         struct ext4_pending_tree *tree;
1866         struct rb_node *node;
1867         struct pending_reservation *pr;
1868
1869         printk(KERN_DEBUG "pending reservations for inode %lu:", inode->i_ino);
1870         tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1871         node = rb_first(&tree->root);
1872         while (node) {
1873                 pr = rb_entry(node, struct pending_reservation, rb_node);
1874                 printk(KERN_DEBUG " %u", pr->lclu);
1875                 node = rb_next(node);
1876         }
1877         printk(KERN_DEBUG "\n");
1878 }
1879 #else
1880 #define ext4_print_pending_tree(inode)
1881 #endif
1882
1883 int __init ext4_init_pending(void)
1884 {
1885         ext4_pending_cachep = kmem_cache_create("ext4_pending_reservation",
1886                                            sizeof(struct pending_reservation),
1887                                            0, (SLAB_RECLAIM_ACCOUNT), NULL);
1888         if (ext4_pending_cachep == NULL)
1889                 return -ENOMEM;
1890         return 0;
1891 }
1892
1893 void ext4_exit_pending(void)
1894 {
1895         kmem_cache_destroy(ext4_pending_cachep);
1896 }
1897
1898 void ext4_init_pending_tree(struct ext4_pending_tree *tree)
1899 {
1900         tree->root = RB_ROOT;
1901 }
1902
1903 /*
1904  * __get_pending - retrieve a pointer to a pending reservation
1905  *
1906  * @inode - file containing the pending cluster reservation
1907  * @lclu - logical cluster of interest
1908  *
1909  * Returns a pointer to a pending reservation if it's a member of
1910  * the set, and NULL if not.  Must be called holding i_es_lock.
1911  */
1912 static struct pending_reservation *__get_pending(struct inode *inode,
1913                                                  ext4_lblk_t lclu)
1914 {
1915         struct ext4_pending_tree *tree;
1916         struct rb_node *node;
1917         struct pending_reservation *pr = NULL;
1918
1919         tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1920         node = (&tree->root)->rb_node;
1921
1922         while (node) {
1923                 pr = rb_entry(node, struct pending_reservation, rb_node);
1924                 if (lclu < pr->lclu)
1925                         node = node->rb_left;
1926                 else if (lclu > pr->lclu)
1927                         node = node->rb_right;
1928                 else if (lclu == pr->lclu)
1929                         return pr;
1930         }
1931         return NULL;
1932 }
1933
1934 /*
1935  * __insert_pending - adds a pending cluster reservation to the set of
1936  *                    pending reservations
1937  *
1938  * @inode - file containing the cluster
1939  * @lblk - logical block in the cluster to be added
1940  * @prealloc - preallocated pending entry
1941  *
1942  * Returns 0 on successful insertion and -ENOMEM on failure.  If the
1943  * pending reservation is already in the set, returns successfully.
1944  */
1945 static int __insert_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
1946                             struct pending_reservation **prealloc)
1947 {
1948         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1949         struct ext4_pending_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1950         struct rb_node **p = &tree->root.rb_node;
1951         struct rb_node *parent = NULL;
1952         struct pending_reservation *pr;
1953         ext4_lblk_t lclu;
1954         int ret = 0;
1955
1956         lclu = EXT4_B2C(sbi, lblk);
1957         /* search to find parent for insertion */
1958         while (*p) {
1959                 parent = *p;
1960                 pr = rb_entry(parent, struct pending_reservation, rb_node);
1961
1962                 if (lclu < pr->lclu) {
1963                         p = &(*p)->rb_left;
1964                 } else if (lclu > pr->lclu) {
1965                         p = &(*p)->rb_right;
1966                 } else {
1967                         /* pending reservation already inserted */
1968                         goto out;
1969                 }
1970         }
1971
1972         if (likely(*prealloc == NULL)) {
1973                 pr = __alloc_pending(false);
1974                 if (!pr) {
1975                         ret = -ENOMEM;
1976                         goto out;
1977                 }
1978         } else {
1979                 pr = *prealloc;
1980                 *prealloc = NULL;
1981         }
1982         pr->lclu = lclu;
1983
1984         rb_link_node(&pr->rb_node, parent, p);
1985         rb_insert_color(&pr->rb_node, &tree->root);
1986
1987 out:
1988         return ret;
1989 }
1990
1991 /*
1992  * __remove_pending - removes a pending cluster reservation from the set
1993  *                    of pending reservations
1994  *
1995  * @inode - file containing the cluster
1996  * @lblk - logical block in the pending cluster reservation to be removed
1997  *
1998  * Returns successfully if pending reservation is not a member of the set.
1999  */
2000 static void __remove_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk)
2001 {
2002         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
2003         struct pending_reservation *pr;
2004         struct ext4_pending_tree *tree;
2005
2006         pr = __get_pending(inode, EXT4_B2C(sbi, lblk));
2007         if (pr != NULL) {
2008                 tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
2009                 rb_erase(&pr->rb_node, &tree->root);
2010                 __free_pending(pr);
2011         }
2012 }
2013
2014 /*
2015  * ext4_remove_pending - removes a pending cluster reservation from the set
2016  *                       of pending reservations
2017  *
2018  * @inode - file containing the cluster
2019  * @lblk - logical block in the pending cluster reservation to be removed
2020  *
2021  * Locking for external use of __remove_pending.
2022  */
2023 void ext4_remove_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk)
2024 {
2025         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
2026
2027         write_lock(&ei->i_es_lock);
2028         __remove_pending(inode, lblk);
2029         write_unlock(&ei->i_es_lock);
2030 }
2031
2032 /*
2033  * ext4_is_pending - determine whether a cluster has a pending reservation
2034  *                   on it
2035  *
2036  * @inode - file containing the cluster
2037  * @lblk - logical block in the cluster
2038  *
2039  * Returns true if there's a pending reservation for the cluster in the
2040  * set of pending reservations, and false if not.
2041  */
2042 bool ext4_is_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk)
2043 {
2044         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
2045         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
2046         bool ret;
2047
2048         read_lock(&ei->i_es_lock);
2049         ret = (bool)(__get_pending(inode, EXT4_B2C(sbi, lblk)) != NULL);
2050         read_unlock(&ei->i_es_lock);
2051
2052         return ret;
2053 }
2054
2055 /*
2056  * ext4_es_insert_delayed_block - adds a delayed block to the extents status
2057  *                                tree, adding a pending reservation where
2058  *                                needed
2059  *
2060  * @inode - file containing the newly added block
2061  * @lblk - logical block to be added
2062  * @allocated - indicates whether a physical cluster has been allocated for
2063  *              the logical cluster that contains the block
2064  *
2065  * Returns 0 on success, negative error code on failure.
2066  */
2067 int ext4_es_insert_delayed_block(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
2068                                  bool allocated)
2069 {
2070         struct extent_status newes;
2071         int err1 = 0, err2 = 0, err3 = 0;
2072         struct extent_status *es1 = NULL;
2073         struct extent_status *es2 = NULL;
2074         struct pending_reservation *pr = NULL;
2075
2076         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
2077                 return 0;
2078
2079         es_debug("add [%u/1) delayed to extent status tree of inode %lu\n",
2080                  lblk, inode->i_ino);
2081
2082         newes.es_lblk = lblk;
2083         newes.es_len = 1;
2084         ext4_es_store_pblock_status(&newes, ~0, EXTENT_STATUS_DELAYED);
2085         trace_ext4_es_insert_delayed_block(inode, &newes, allocated);
2086
2087         ext4_es_insert_extent_check(inode, &newes);
2088
2089 retry:
2090         if (err1 && !es1)
2091                 es1 = __es_alloc_extent(true);
2092         if ((err1 || err2) && !es2)
2093                 es2 = __es_alloc_extent(true);
2094         if ((err1 || err2 || err3) && allocated && !pr)
2095                 pr = __alloc_pending(true);
2096         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
2097
2098         err1 = __es_remove_extent(inode, lblk, lblk, NULL, es1);
2099         if (err1 != 0)
2100                 goto error;
2101         /* Free preallocated extent if it didn't get used. */
2102         if (es1) {
2103                 if (!es1->es_len)
2104                         __es_free_extent(es1);
2105                 es1 = NULL;
2106         }
2107
2108         err2 = __es_insert_extent(inode, &newes, es2);
2109         if (err2 != 0)
2110                 goto error;
2111         /* Free preallocated extent if it didn't get used. */
2112         if (es2) {
2113                 if (!es2->es_len)
2114                         __es_free_extent(es2);
2115                 es2 = NULL;
2116         }
2117
2118         if (allocated) {
2119                 err3 = __insert_pending(inode, lblk, &pr);
2120                 if (err3 != 0)
2121                         goto error;
2122                 if (pr) {
2123                         __free_pending(pr);
2124                         pr = NULL;
2125                 }
2126         }
2127 error:
2128         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
2129         if (err1 || err2 || err3)
2130                 goto retry;
2131
2132         ext4_es_print_tree(inode);
2133         ext4_print_pending_tree(inode);
2134         return 0;
2135 }
2136
2137 /*
2138  * __es_delayed_clu - count number of clusters containing blocks that
2139  *                    are delayed only
2140  *
2141  * @inode - file containing block range
2142  * @start - logical block defining start of range
2143  * @end - logical block defining end of range
2144  *
2145  * Returns the number of clusters containing only delayed (not delayed
2146  * and unwritten) blocks in the range specified by @start and @end.  Any
2147  * cluster or part of a cluster within the range and containing a delayed
2148  * and not unwritten block within the range is counted as a whole cluster.
2149  */
2150 static unsigned int __es_delayed_clu(struct inode *inode, ext4_lblk_t start,
2151                                      ext4_lblk_t end)
2152 {
2153         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
2154         struct extent_status *es;
2155         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
2156         struct rb_node *node;
2157         ext4_lblk_t first_lclu, last_lclu;
2158         unsigned long long last_counted_lclu;
2159         unsigned int n = 0;
2160
2161         /* guaranteed to be unequal to any ext4_lblk_t value */
2162         last_counted_lclu = ~0ULL;
2163
2164         es = __es_tree_search(&tree->root, start);
2165
2166         while (es && (es->es_lblk <= end)) {
2167                 if (ext4_es_is_delonly(es)) {
2168                         if (es->es_lblk <= start)
2169                                 first_lclu = EXT4_B2C(sbi, start);
2170                         else
2171                                 first_lclu = EXT4_B2C(sbi, es->es_lblk);
2172
2173                         if (ext4_es_end(es) >= end)
2174                                 last_lclu = EXT4_B2C(sbi, end);
2175                         else
2176                                 last_lclu = EXT4_B2C(sbi, ext4_es_end(es));
2177
2178                         if (first_lclu == last_counted_lclu)
2179                                 n += last_lclu - first_lclu;
2180                         else
2181                                 n += last_lclu - first_lclu + 1;
2182                         last_counted_lclu = last_lclu;
2183                 }
2184                 node = rb_next(&es->rb_node);
2185                 if (!node)
2186                         break;
2187                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
2188         }
2189
2190         return n;
2191 }
2192
2193 /*
2194  * ext4_es_delayed_clu - count number of clusters containing blocks that
2195  *                       are both delayed and unwritten
2196  *
2197  * @inode - file containing block range
2198  * @lblk - logical block defining start of range
2199  * @len - number of blocks in range
2200  *
2201  * Locking for external use of __es_delayed_clu().
2202  */
2203 unsigned int ext4_es_delayed_clu(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
2204                                  ext4_lblk_t len)
2205 {
2206         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
2207         ext4_lblk_t end;
2208         unsigned int n;
2209
2210         if (len == 0)
2211                 return 0;
2212
2213         end = lblk + len - 1;
2214         WARN_ON(end < lblk);
2215
2216         read_lock(&ei->i_es_lock);
2217
2218         n = __es_delayed_clu(inode, lblk, end);
2219
2220         read_unlock(&ei->i_es_lock);
2221
2222         return n;
2223 }
2224
2225 /*
2226  * __revise_pending - makes, cancels, or leaves unchanged pending cluster
2227  *                    reservations for a specified block range depending
2228  *                    upon the presence or absence of delayed blocks
2229  *                    outside the range within clusters at the ends of the
2230  *                    range
2231  *
2232  * @inode - file containing the range
2233  * @lblk - logical block defining the start of range
2234  * @len  - length of range in blocks
2235  * @prealloc - preallocated pending entry
2236  *
2237  * Used after a newly allocated extent is added to the extents status tree.
2238  * Requires that the extents in the range have either written or unwritten
2239  * status.  Must be called while holding i_es_lock.
2240  */
2241 static int __revise_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
2242                             ext4_lblk_t len,
2243                             struct pending_reservation **prealloc)
2244 {
2245         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
2246         ext4_lblk_t end = lblk + len - 1;
2247         ext4_lblk_t first, last;
2248         bool f_del = false, l_del = false;
2249         int ret = 0;
2250
2251         if (len == 0)
2252                 return 0;
2253
2254         /*
2255          * Two cases - block range within single cluster and block range
2256          * spanning two or more clusters.  Note that a cluster belonging
2257          * to a range starting and/or ending on a cluster boundary is treated
2258          * as if it does not contain a delayed extent.  The new range may
2259          * have allocated space for previously delayed blocks out to the
2260          * cluster boundary, requiring that any pre-existing pending
2261          * reservation be canceled.  Because this code only looks at blocks
2262          * outside the range, it should revise pending reservations
2263          * correctly even if the extent represented by the range can't be
2264          * inserted in the extents status tree due to ENOSPC.
2265          */
2266
2267         if (EXT4_B2C(sbi, lblk) == EXT4_B2C(sbi, end)) {
2268                 first = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, lblk);
2269                 if (first != lblk)
2270                         f_del = __es_scan_range(inode, &ext4_es_is_delonly,
2271                                                 first, lblk - 1);
2272                 if (f_del) {
2273                         ret = __insert_pending(inode, first, prealloc);
2274                         if (ret < 0)
2275                                 goto out;
2276                 } else {
2277                         last = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, end) +
2278                                sbi->s_cluster_ratio - 1;
2279                         if (last != end)
2280                                 l_del = __es_scan_range(inode,
2281                                                         &ext4_es_is_delonly,
2282                                                         end + 1, last);
2283                         if (l_del) {
2284                                 ret = __insert_pending(inode, last, prealloc);
2285                                 if (ret < 0)
2286                                         goto out;
2287                         } else
2288                                 __remove_pending(inode, last);
2289                 }
2290         } else {
2291                 first = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, lblk);
2292                 if (first != lblk)
2293                         f_del = __es_scan_range(inode, &ext4_es_is_delonly,
2294                                                 first, lblk - 1);
2295                 if (f_del) {
2296                         ret = __insert_pending(inode, first, prealloc);
2297                         if (ret < 0)
2298                                 goto out;
2299                 } else
2300                         __remove_pending(inode, first);
2301
2302                 last = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, end) + sbi->s_cluster_ratio - 1;
2303                 if (last != end)
2304                         l_del = __es_scan_range(inode, &ext4_es_is_delonly,
2305                                                 end + 1, last);
2306                 if (l_del) {
2307                         ret = __insert_pending(inode, last, prealloc);
2308                         if (ret < 0)
2309                                 goto out;
2310                 } else
2311                         __remove_pending(inode, last);
2312         }
2313 out:
2314         return ret;
2315 }