fs/f2fs/segment.h

   1 /*
   2  * fs/f2fs/segment.h
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012 Samsung Electronics Co., Ltd.
   5  *             http://www.samsung.com/
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  */
  11 #include <linux/blkdev.h>
  12 #include <linux/backing-dev.h>
  13
  14 /* constant macro */
  15 #define NULL_SEGNO                      ((unsigned int)(~0))
  16 #define NULL_SECNO                      ((unsigned int)(~0))
  17
  18 #define DEF_RECLAIM_PREFREE_SEGMENTS    5       /* 5% over total segments */
  19 #define DEF_MAX_RECLAIM_PREFREE_SEGMENTS        4096    /* 8GB in maximum */
  20
  21 #define F2FS_MIN_SEGMENTS       9 /* SB + 2 (CP + SIT + NAT) + SSA + MAIN */
  22
  23 /* L: Logical segment # in volume, R: Relative segment # in main area */
  24 #define GET_L2R_SEGNO(free_i, segno)    ((segno) - (free_i)->start_segno)
  25 #define GET_R2L_SEGNO(free_i, segno)    ((segno) + (free_i)->start_segno)
  26
  27 #define IS_DATASEG(t)   ((t) <= CURSEG_COLD_DATA)
  28 #define IS_NODESEG(t)   ((t) >= CURSEG_HOT_NODE)
  29
  30 #define IS_HOT(t)       ((t) == CURSEG_HOT_NODE || (t) == CURSEG_HOT_DATA)
  31 #define IS_WARM(t)      ((t) == CURSEG_WARM_NODE || (t) == CURSEG_WARM_DATA)
  32 #define IS_COLD(t)      ((t) == CURSEG_COLD_NODE || (t) == CURSEG_COLD_DATA)
  33
  34 #define IS_CURSEG(sbi, seg)                                             \
  35         (((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_HOT_DATA)->segno) ||    \
  36          ((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_WARM_DATA)->segno) ||   \
  37          ((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_COLD_DATA)->segno) ||   \
  38          ((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_HOT_NODE)->segno) ||    \
  39          ((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_WARM_NODE)->segno) ||   \
  40          ((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_COLD_NODE)->segno))
  41
  42 #define IS_CURSEC(sbi, secno)                                           \
  43         (((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_HOT_DATA)->segno /            \
  44           (sbi)->segs_per_sec) ||       \
  45          ((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_WARM_DATA)->segno /           \
  46           (sbi)->segs_per_sec) ||       \
  47          ((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_COLD_DATA)->segno /           \
  48           (sbi)->segs_per_sec) ||       \
  49          ((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_HOT_NODE)->segno /            \
  50           (sbi)->segs_per_sec) ||       \
  51          ((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_WARM_NODE)->segno /           \
  52           (sbi)->segs_per_sec) ||       \
  53          ((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_COLD_NODE)->segno /           \
  54           (sbi)->segs_per_sec)) \
  55
  56 #define MAIN_BLKADDR(sbi)                                               \
  57         (SM_I(sbi) ? SM_I(sbi)->main_blkaddr :                          \
  58                 le32_to_cpu(F2FS_RAW_SUPER(sbi)->main_blkaddr))
  59 #define SEG0_BLKADDR(sbi)                                               \
  60         (SM_I(sbi) ? SM_I(sbi)->seg0_blkaddr :                          \
  61                 le32_to_cpu(F2FS_RAW_SUPER(sbi)->segment0_blkaddr))
  62
  63 #define MAIN_SEGS(sbi)  (SM_I(sbi)->main_segments)
  64 #define MAIN_SECS(sbi)  ((sbi)->total_sections)
  65
  66 #define TOTAL_SEGS(sbi)                                                 \
  67         (SM_I(sbi) ? SM_I(sbi)->segment_count :                                 \
  68                 le32_to_cpu(F2FS_RAW_SUPER(sbi)->segment_count))
  69 #define TOTAL_BLKS(sbi) (TOTAL_SEGS(sbi) << (sbi)->log_blocks_per_seg)
  70
  71 #define MAX_BLKADDR(sbi)        (SEG0_BLKADDR(sbi) + TOTAL_BLKS(sbi))
  72 #define SEGMENT_SIZE(sbi)       (1ULL << ((sbi)->log_blocksize +        \
  73                                         (sbi)->log_blocks_per_seg))
  74
  75 #define START_BLOCK(sbi, segno) (SEG0_BLKADDR(sbi) +                    \
  76          (GET_R2L_SEGNO(FREE_I(sbi), segno) << (sbi)->log_blocks_per_seg))
  77
  78 #define NEXT_FREE_BLKADDR(sbi, curseg)                                  \
  79         (START_BLOCK(sbi, (curseg)->segno) + (curseg)->next_blkoff)
  80
  81 #define GET_SEGOFF_FROM_SEG0(sbi, blk_addr)     ((blk_addr) - SEG0_BLKADDR(sbi))
  82 #define GET_SEGNO_FROM_SEG0(sbi, blk_addr)                              \
  83         (GET_SEGOFF_FROM_SEG0(sbi, blk_addr) >> (sbi)->log_blocks_per_seg)
  84 #define GET_BLKOFF_FROM_SEG0(sbi, blk_addr)                             \
  85         (GET_SEGOFF_FROM_SEG0(sbi, blk_addr) & ((sbi)->blocks_per_seg - 1))
  86
  87 #define GET_SEGNO(sbi, blk_addr)                                        \
  88         ((!is_valid_data_blkaddr(sbi, blk_addr)) ?                      \
  89         NULL_SEGNO : GET_L2R_SEGNO(FREE_I(sbi),                 \
  90                 GET_SEGNO_FROM_SEG0(sbi, blk_addr)))
  91 #define BLKS_PER_SEC(sbi)                                       \
  92         ((sbi)->segs_per_sec * (sbi)->blocks_per_seg)
  93 #define GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno)                            \
  94         (((segno) == -1) ? -1: (segno) / (sbi)->segs_per_sec)
  95 #define GET_SEG_FROM_SEC(sbi, secno)                            \
  96         ((secno) * (sbi)->segs_per_sec)
  97 #define GET_ZONE_FROM_SEC(sbi, secno)                           \
  98         (((secno) == -1) ? -1: (secno) / (sbi)->secs_per_zone)
  99 #define GET_ZONE_FROM_SEG(sbi, segno)                           \
 100         GET_ZONE_FROM_SEC(sbi, GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno))
 101
 102 #define GET_SUM_BLOCK(sbi, segno)                               \
 103         ((sbi)->sm_info->ssa_blkaddr + (segno))
 104
 105 #define GET_SUM_TYPE(footer) ((footer)->entry_type)
 106 #define SET_SUM_TYPE(footer, type) ((footer)->entry_type = (type))
 107
 108 #define SIT_ENTRY_OFFSET(sit_i, segno)                                  \
 109         ((segno) % (sit_i)->sents_per_block)
 110 #define SIT_BLOCK_OFFSET(segno)                                 \
 111         ((segno) / SIT_ENTRY_PER_BLOCK)
 112 #define START_SEGNO(segno)              \
 113         (SIT_BLOCK_OFFSET(segno) * SIT_ENTRY_PER_BLOCK)
 114 #define SIT_BLK_CNT(sbi)                        \
 115         ((MAIN_SEGS(sbi) + SIT_ENTRY_PER_BLOCK - 1) / SIT_ENTRY_PER_BLOCK)
 116 #define f2fs_bitmap_size(nr)                    \
 117         (BITS_TO_LONGS(nr) * sizeof(unsigned long))
 118
 119 #define SECTOR_FROM_BLOCK(blk_addr)                                     \
 120         (((sector_t)blk_addr) << F2FS_LOG_SECTORS_PER_BLOCK)
 121 #define SECTOR_TO_BLOCK(sectors)                                        \
 122         ((sectors) >> F2FS_LOG_SECTORS_PER_BLOCK)
 123
 124 /*
 125  * indicate a block allocation direction: RIGHT and LEFT.
 126  * RIGHT means allocating new sections towards the end of volume.
 127  * LEFT means the opposite direction.
 128  */
 129 enum {
 130         ALLOC_RIGHT = 0,
 131         ALLOC_LEFT
 132 };
 133
 134 /*
 135  * In the victim_sel_policy->alloc_mode, there are two block allocation modes.
 136  * LFS writes data sequentially with cleaning operations.
 137  * SSR (Slack Space Recycle) reuses obsolete space without cleaning operations.
 138  */
 139 enum {
 140         LFS = 0,
 141         SSR
 142 };
 143
 144 /*
 145  * In the victim_sel_policy->gc_mode, there are two gc, aka cleaning, modes.
 146  * GC_CB is based on cost-benefit algorithm.
 147  * GC_GREEDY is based on greedy algorithm.
 148  */
 149 enum {
 150         GC_CB = 0,
 151         GC_GREEDY,
 152         ALLOC_NEXT,
 153         FLUSH_DEVICE,
 154         MAX_GC_POLICY,
 155 };
 156
 157 /*
 158  * BG_GC means the background cleaning job.
 159  * FG_GC means the on-demand cleaning job.
 160  * FORCE_FG_GC means on-demand cleaning job in background.
 161  */
 162 enum {
 163         BG_GC = 0,
 164         FG_GC,
 165         FORCE_FG_GC,
 166 };
 167
 168 /* for a function parameter to select a victim segment */
 169 struct victim_sel_policy {
 170         int alloc_mode;                 /* LFS or SSR */
 171         int gc_mode;                    /* GC_CB or GC_GREEDY */
 172         unsigned long *dirty_segmap;    /* dirty segment bitmap */
 173         unsigned int max_search;        /* maximum # of segments to search */
 174         unsigned int offset;            /* last scanned bitmap offset */
 175         unsigned int ofs_unit;          /* bitmap search unit */
 176         unsigned int min_cost;          /* minimum cost */
 177         unsigned int min_segno;         /* segment # having min. cost */
 178 };
 179
 180 struct seg_entry {
 181         unsigned int type:6;            /* segment type like CURSEG_XXX_TYPE */
 182         unsigned int valid_blocks:10;   /* # of valid blocks */
 183         unsigned int ckpt_valid_blocks:10;      /* # of valid blocks last cp */
 184         unsigned int padding:6;         /* padding */
 185         unsigned char *cur_valid_map;   /* validity bitmap of blocks */
 186 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 187         unsigned char *cur_valid_map_mir;       /* mirror of current valid bitmap */
 188 #endif
 189         /*
 190          * # of valid blocks and the validity bitmap stored in the the last
 191          * checkpoint pack. This information is used by the SSR mode.
 192          */
 193         unsigned char *ckpt_valid_map;  /* validity bitmap of blocks last cp */
 194         unsigned char *discard_map;
 195         unsigned long long mtime;       /* modification time of the segment */
 196 };
 197
 198 struct sec_entry {
 199         unsigned int valid_blocks;      /* # of valid blocks in a section */
 200 };
 201
 202 struct segment_allocation {
 203         void (*allocate_segment)(struct f2fs_sb_info *, int, bool);
 204 };
 205
 206 /*
 207  * this value is set in page as a private data which indicate that
 208  * the page is atomically written, and it is in inmem_pages list.
 209  */
 210 #define ATOMIC_WRITTEN_PAGE             ((unsigned long)-1)
 211 #define DUMMY_WRITTEN_PAGE              ((unsigned long)-2)
 212
 213 #define IS_ATOMIC_WRITTEN_PAGE(page)                    \
 214                 (page_private(page) == (unsigned long)ATOMIC_WRITTEN_PAGE)
 215 #define IS_DUMMY_WRITTEN_PAGE(page)                     \
 216                 (page_private(page) == (unsigned long)DUMMY_WRITTEN_PAGE)
 217
 218 struct inmem_pages {
 219         struct list_head list;
 220         struct page *page;
 221         block_t old_addr;               /* for revoking when fail to commit */
 222 };
 223
 224 struct sit_info {
 225         const struct segment_allocation *s_ops;
 226
 227         block_t sit_base_addr;          /* start block address of SIT area */
 228         block_t sit_blocks;             /* # of blocks used by SIT area */
 229         block_t written_valid_blocks;   /* # of valid blocks in main area */
 230         char *sit_bitmap;               /* SIT bitmap pointer */
 231 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 232         char *sit_bitmap_mir;           /* SIT bitmap mirror */
 233 #endif
 234         unsigned int bitmap_size;       /* SIT bitmap size */
 235
 236         unsigned long *tmp_map;                 /* bitmap for temporal use */
 237         unsigned long *dirty_sentries_bitmap;   /* bitmap for dirty sentries */
 238         unsigned int dirty_sentries;            /* # of dirty sentries */
 239         unsigned int sents_per_block;           /* # of SIT entries per block */
 240         struct mutex sentry_lock;               /* to protect SIT cache */
 241         struct seg_entry *sentries;             /* SIT segment-level cache */
 242         struct sec_entry *sec_entries;          /* SIT section-level cache */
 243
 244         /* for cost-benefit algorithm in cleaning procedure */
 245         unsigned long long elapsed_time;        /* elapsed time after mount */
 246         unsigned long long mounted_time;        /* mount time */
 247         unsigned long long min_mtime;           /* min. modification time */
 248         unsigned long long max_mtime;           /* max. modification time */
 249
 250         unsigned int last_victim[MAX_GC_POLICY]; /* last victim segment # */
 251 };
 252
 253 struct free_segmap_info {
 254         unsigned int start_segno;       /* start segment number logically */
 255         unsigned int free_segments;     /* # of free segments */
 256         unsigned int free_sections;     /* # of free sections */
 257         spinlock_t segmap_lock;         /* free segmap lock */
 258         unsigned long *free_segmap;     /* free segment bitmap */
 259         unsigned long *free_secmap;     /* free section bitmap */
 260 };
 261
 262 /* Notice: The order of dirty type is same with CURSEG_XXX in f2fs.h */
 263 enum dirty_type {
 264         DIRTY_HOT_DATA,         /* dirty segments assigned as hot data logs */
 265         DIRTY_WARM_DATA,        /* dirty segments assigned as warm data logs */
 266         DIRTY_COLD_DATA,        /* dirty segments assigned as cold data logs */
 267         DIRTY_HOT_NODE,         /* dirty segments assigned as hot node logs */
 268         DIRTY_WARM_NODE,        /* dirty segments assigned as warm node logs */
 269         DIRTY_COLD_NODE,        /* dirty segments assigned as cold node logs */
 270         DIRTY,                  /* to count # of dirty segments */
 271         PRE,                    /* to count # of entirely obsolete segments */
 272         NR_DIRTY_TYPE
 273 };
 274
 275 struct dirty_seglist_info {
 276         const struct victim_selection *v_ops;   /* victim selction operation */
 277         unsigned long *dirty_segmap[NR_DIRTY_TYPE];
 278         struct mutex seglist_lock;              /* lock for segment bitmaps */
 279         int nr_dirty[NR_DIRTY_TYPE];            /* # of dirty segments */
 280         unsigned long *victim_secmap;           /* background GC victims */
 281 };
 282
 283 /* victim selection function for cleaning and SSR */
 284 struct victim_selection {
 285         int (*get_victim)(struct f2fs_sb_info *, unsigned int *,
 286                                                         int, int, char);
 287 };
 288
 289 /* for active log information */
 290 struct curseg_info {
 291         struct mutex curseg_mutex;              /* lock for consistency */
 292         struct f2fs_summary_block *sum_blk;     /* cached summary block */
 293         struct rw_semaphore journal_rwsem;      /* protect journal area */
 294         struct f2fs_journal *journal;           /* cached journal info */
 295         unsigned char alloc_type;               /* current allocation type */
 296         unsigned int segno;                     /* current segment number */
 297         unsigned short next_blkoff;             /* next block offset to write */
 298         unsigned int zone;                      /* current zone number */
 299         unsigned int next_segno;                /* preallocated segment */
 300 };
 301
 302 struct sit_entry_set {
 303         struct list_head set_list;      /* link with all sit sets */
 304         unsigned int start_segno;       /* start segno of sits in set */
 305         unsigned int entry_cnt;         /* the # of sit entries in set */
 306 };
 307
 308 /*
 309  * inline functions
 310  */
 311 static inline struct curseg_info *CURSEG_I(struct f2fs_sb_info *sbi, int type)
 312 {
 313         return (struct curseg_info *)(SM_I(sbi)->curseg_array + type);
 314 }
 315
 316 static inline struct seg_entry *get_seg_entry(struct f2fs_sb_info *sbi,
 317                                                 unsigned int segno)
 318 {
 319         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 320         return &sit_i->sentries[segno];
 321 }
 322
 323 static inline struct sec_entry *get_sec_entry(struct f2fs_sb_info *sbi,
 324                                                 unsigned int segno)
 325 {
 326         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 327         return &sit_i->sec_entries[GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno)];
 328 }
 329
 330 static inline unsigned int get_valid_blocks(struct f2fs_sb_info *sbi,
 331                                 unsigned int segno, bool use_section)
 332 {
 333         /*
 334          * In order to get # of valid blocks in a section instantly from many
 335          * segments, f2fs manages two counting structures separately.
 336          */
 337         if (use_section && sbi->segs_per_sec > 1)
 338                 return get_sec_entry(sbi, segno)->valid_blocks;
 339         else
 340                 return get_seg_entry(sbi, segno)->valid_blocks;
 341 }
 342
 343 static inline void seg_info_from_raw_sit(struct seg_entry *se,
 344                                         struct f2fs_sit_entry *rs)
 345 {
 346         se->valid_blocks = GET_SIT_VBLOCKS(rs);
 347         se->ckpt_valid_blocks = GET_SIT_VBLOCKS(rs);
 348         memcpy(se->cur_valid_map, rs->valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
 349         memcpy(se->ckpt_valid_map, rs->valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
 350 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 351         memcpy(se->cur_valid_map_mir, rs->valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
 352 #endif
 353         se->type = GET_SIT_TYPE(rs);
 354         se->mtime = le64_to_cpu(rs->mtime);
 355 }
 356
 357 static inline void seg_info_to_raw_sit(struct seg_entry *se,
 358                                         struct f2fs_sit_entry *rs)
 359 {
 360         unsigned short raw_vblocks = (se->type << SIT_VBLOCKS_SHIFT) |
 361                                         se->valid_blocks;
 362         rs->vblocks = cpu_to_le16(raw_vblocks);
 363         memcpy(rs->valid_map, se->cur_valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
 364         memcpy(se->ckpt_valid_map, rs->valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
 365         se->ckpt_valid_blocks = se->valid_blocks;
 366         rs->mtime = cpu_to_le64(se->mtime);
 367 }
 368
 369 static inline unsigned int find_next_inuse(struct free_segmap_info *free_i,
 370                 unsigned int max, unsigned int segno)
 371 {
 372         unsigned int ret;
 373         spin_lock(&free_i->segmap_lock);
 374         ret = find_next_bit(free_i->free_segmap, max, segno);
 375         spin_unlock(&free_i->segmap_lock);
 376         return ret;
 377 }
 378
 379 static inline void __set_free(struct f2fs_sb_info *sbi, unsigned int segno)
 380 {
 381         struct free_segmap_info *free_i = FREE_I(sbi);
 382         unsigned int secno = GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno);
 383         unsigned int start_segno = GET_SEG_FROM_SEC(sbi, secno);
 384         unsigned int next;
 385
 386         spin_lock(&free_i->segmap_lock);
 387         clear_bit(segno, free_i->free_segmap);
 388         free_i->free_segments++;
 389
 390         next = find_next_bit(free_i->free_segmap,
 391                         start_segno + sbi->segs_per_sec, start_segno);
 392         if (next >= start_segno + sbi->segs_per_sec) {
 393                 clear_bit(secno, free_i->free_secmap);
 394                 free_i->free_sections++;
 395         }
 396         spin_unlock(&free_i->segmap_lock);
 397 }
 398
 399 static inline void __set_inuse(struct f2fs_sb_info *sbi,
 400                 unsigned int segno)
 401 {
 402         struct free_segmap_info *free_i = FREE_I(sbi);
 403         unsigned int secno = GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno);
 404
 405         set_bit(segno, free_i->free_segmap);
 406         free_i->free_segments--;
 407         if (!test_and_set_bit(secno, free_i->free_secmap))
 408                 free_i->free_sections--;
 409 }
 410
 411 static inline void __set_test_and_free(struct f2fs_sb_info *sbi,
 412                 unsigned int segno)
 413 {
 414         struct free_segmap_info *free_i = FREE_I(sbi);
 415         unsigned int secno = GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno);
 416         unsigned int start_segno = GET_SEG_FROM_SEC(sbi, secno);
 417         unsigned int next;
 418
 419         spin_lock(&free_i->segmap_lock);
 420         if (test_and_clear_bit(segno, free_i->free_segmap)) {
 421                 free_i->free_segments++;
 422
 423                 if (IS_CURSEC(sbi, secno))
 424                         goto skip_free;
 425                 next = find_next_bit(free_i->free_segmap,
 426                                 start_segno + sbi->segs_per_sec, start_segno);
 427                 if (next >= start_segno + sbi->segs_per_sec) {
 428                         if (test_and_clear_bit(secno, free_i->free_secmap))
 429                                 free_i->free_sections++;
 430                 }
 431         }
 432 skip_free:
 433         spin_unlock(&free_i->segmap_lock);
 434 }
 435
 436 static inline void __set_test_and_inuse(struct f2fs_sb_info *sbi,
 437                 unsigned int segno)
 438 {
 439         struct free_segmap_info *free_i = FREE_I(sbi);
 440         unsigned int secno = GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno);
 441
 442         spin_lock(&free_i->segmap_lock);
 443         if (!test_and_set_bit(segno, free_i->free_segmap)) {
 444                 free_i->free_segments--;
 445                 if (!test_and_set_bit(secno, free_i->free_secmap))
 446                         free_i->free_sections--;
 447         }
 448         spin_unlock(&free_i->segmap_lock);
 449 }
 450
 451 static inline void get_sit_bitmap(struct f2fs_sb_info *sbi,
 452                 void *dst_addr)
 453 {
 454         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 455
 456 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 457         if (memcmp(sit_i->sit_bitmap, sit_i->sit_bitmap_mir,
 458                                                 sit_i->bitmap_size))
 459                 f2fs_bug_on(sbi, 1);
 460 #endif
 461         memcpy(dst_addr, sit_i->sit_bitmap, sit_i->bitmap_size);
 462 }
 463
 464 static inline block_t written_block_count(struct f2fs_sb_info *sbi)
 465 {
 466         return SIT_I(sbi)->written_valid_blocks;
 467 }
 468
 469 static inline unsigned int free_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
 470 {
 471         return FREE_I(sbi)->free_segments;
 472 }
 473
 474 static inline int reserved_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
 475 {
 476         return SM_I(sbi)->reserved_segments;
 477 }
 478
 479 static inline unsigned int free_sections(struct f2fs_sb_info *sbi)
 480 {
 481         return FREE_I(sbi)->free_sections;
 482 }
 483
 484 static inline unsigned int prefree_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
 485 {
 486         return DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[PRE];
 487 }
 488
 489 static inline unsigned int dirty_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
 490 {
 491         return DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_HOT_DATA] +
 492                 DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_WARM_DATA] +
 493                 DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_COLD_DATA] +
 494                 DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_HOT_NODE] +
 495                 DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_WARM_NODE] +
 496                 DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_COLD_NODE];
 497 }
 498
 499 static inline int overprovision_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
 500 {
 501         return SM_I(sbi)->ovp_segments;
 502 }
 503
 504 static inline int reserved_sections(struct f2fs_sb_info *sbi)
 505 {
 506         return GET_SEC_FROM_SEG(sbi, (unsigned int)reserved_segments(sbi));
 507 }
 508
 509 static inline bool has_not_enough_free_secs(struct f2fs_sb_info *sbi,
 510                                         int freed, int needed)
 511 {
 512         int node_secs = get_blocktype_secs(sbi, F2FS_DIRTY_NODES);
 513         int dent_secs = get_blocktype_secs(sbi, F2FS_DIRTY_DENTS);
 514         int imeta_secs = get_blocktype_secs(sbi, F2FS_DIRTY_IMETA);
 515
 516         if (unlikely(is_sbi_flag_set(sbi, SBI_POR_DOING)))
 517                 return false;
 518
 519         return (free_sections(sbi) + freed) <=
 520                 (node_secs + 2 * dent_secs + imeta_secs +
 521                 reserved_sections(sbi) + needed);
 522 }
 523
 524 static inline bool excess_prefree_segs(struct f2fs_sb_info *sbi)
 525 {
 526         return prefree_segments(sbi) > SM_I(sbi)->rec_prefree_segments;
 527 }
 528
 529 static inline int utilization(struct f2fs_sb_info *sbi)
 530 {
 531         return div_u64((u64)valid_user_blocks(sbi) * 100,
 532                                         sbi->user_block_count);
 533 }
 534
 535 /*
 536  * Sometimes f2fs may be better to drop out-of-place update policy.
 537  * And, users can control the policy through sysfs entries.
 538  * There are five policies with triggering conditions as follows.
 539  * F2FS_IPU_FORCE - all the time,
 540  * F2FS_IPU_SSR - if SSR mode is activated,
 541  * F2FS_IPU_UTIL - if FS utilization is over threashold,
 542  * F2FS_IPU_SSR_UTIL - if SSR mode is activated and FS utilization is over
 543  *                     threashold,
 544  * F2FS_IPU_FSYNC - activated in fsync path only for high performance flash
 545  *                     storages. IPU will be triggered only if the # of dirty
 546  *                     pages over min_fsync_blocks.
 547  * F2FS_IPUT_DISABLE - disable IPU. (=default option)
 548  */
 549 #define DEF_MIN_IPU_UTIL        70
 550 #define DEF_MIN_FSYNC_BLOCKS    8
 551 #define DEF_MIN_HOT_BLOCKS      16
 552
 553 enum {
 554         F2FS_IPU_FORCE,
 555         F2FS_IPU_SSR,
 556         F2FS_IPU_UTIL,
 557         F2FS_IPU_SSR_UTIL,
 558         F2FS_IPU_FSYNC,
 559         F2FS_IPU_ASYNC,
 560 };
 561
 562 static inline bool need_inplace_update_policy(struct inode *inode,
 563                                 struct f2fs_io_info *fio)
 564 {
 565         struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 566         unsigned int policy = SM_I(sbi)->ipu_policy;
 567
 568         if (test_opt(sbi, LFS))
 569                 return false;
 570
 571         /* if this is cold file, we should overwrite to avoid fragmentation */
 572         if (file_is_cold(inode))
 573                 return true;
 574
 575         if (policy & (0x1 << F2FS_IPU_FORCE))
 576                 return true;
 577         if (policy & (0x1 << F2FS_IPU_SSR) && need_SSR(sbi))
 578                 return true;
 579         if (policy & (0x1 << F2FS_IPU_UTIL) &&
 580                         utilization(sbi) > SM_I(sbi)->min_ipu_util)
 581                 return true;
 582         if (policy & (0x1 << F2FS_IPU_SSR_UTIL) && need_SSR(sbi) &&
 583                         utilization(sbi) > SM_I(sbi)->min_ipu_util)
 584                 return true;
 585
 586         /*
 587          * IPU for rewrite async pages
 588          */
 589         if (policy & (0x1 << F2FS_IPU_ASYNC) &&
 590                         fio && fio->op == REQ_OP_WRITE &&
 591                         !(fio->op_flags & REQ_SYNC) &&
 592                         !f2fs_encrypted_inode(inode))
 593                 return true;
 594
 595         /* this is only set during fdatasync */
 596         if (policy & (0x1 << F2FS_IPU_FSYNC) &&
 597                         is_inode_flag_set(inode, FI_NEED_IPU))
 598                 return true;
 599
 600         return false;
 601 }
 602
 603 static inline unsigned int curseg_segno(struct f2fs_sb_info *sbi,
 604                 int type)
 605 {
 606         struct curseg_info *curseg = CURSEG_I(sbi, type);
 607         return curseg->segno;
 608 }
 609
 610 static inline unsigned char curseg_alloc_type(struct f2fs_sb_info *sbi,
 611                 int type)
 612 {
 613         struct curseg_info *curseg = CURSEG_I(sbi, type);
 614         return curseg->alloc_type;
 615 }
 616
 617 static inline unsigned short curseg_blkoff(struct f2fs_sb_info *sbi, int type)
 618 {
 619         struct curseg_info *curseg = CURSEG_I(sbi, type);
 620         return curseg->next_blkoff;
 621 }
 622
 623 static inline void check_seg_range(struct f2fs_sb_info *sbi, unsigned int segno)
 624 {
 625         f2fs_bug_on(sbi, segno > TOTAL_SEGS(sbi) - 1);
 626 }
 627
 628 static inline void verify_block_addr(struct f2fs_io_info *fio, block_t blk_addr)
 629 {
 630         struct f2fs_sb_info *sbi = fio->sbi;
 631
 632         if (__is_meta_io(fio))
 633                 verify_blkaddr(sbi, blk_addr, META_GENERIC);
 634         else
 635                 verify_blkaddr(sbi, blk_addr, DATA_GENERIC);
 636 }
 637
 638 /*
 639  * Summary block is always treated as an invalid block
 640  */
 641 static inline int check_block_count(struct f2fs_sb_info *sbi,
 642                 int segno, struct f2fs_sit_entry *raw_sit)
 643 {
 644         bool is_valid  = test_bit_le(0, raw_sit->valid_map) ? true : false;
 645         int valid_blocks = 0;
 646         int cur_pos = 0, next_pos;
 647
 648         /* check bitmap with valid block count */
 649         do {
 650                 if (is_valid) {
 651                         next_pos = find_next_zero_bit_le(&raw_sit->valid_map,
 652                                         sbi->blocks_per_seg,
 653                                         cur_pos);
 654                         valid_blocks += next_pos - cur_pos;
 655                 } else
 656                         next_pos = find_next_bit_le(&raw_sit->valid_map,
 657                                         sbi->blocks_per_seg,
 658                                         cur_pos);
 659                 cur_pos = next_pos;
 660                 is_valid = !is_valid;
 661         } while (cur_pos < sbi->blocks_per_seg);
 662
 663         if (unlikely(GET_SIT_VBLOCKS(raw_sit) != valid_blocks)) {
 664                 f2fs_msg(sbi->sb, KERN_ERR,
 665                                 "Mismatch valid blocks %d vs. %d",
 666                                         GET_SIT_VBLOCKS(raw_sit), valid_blocks);
 667                 set_sbi_flag(sbi, SBI_NEED_FSCK);
 668                 return -EFSCORRUPTED;
 669         }
 670
 671         /* check segment usage, and check boundary of a given segment number */
 672         if (unlikely(GET_SIT_VBLOCKS(raw_sit) > sbi->blocks_per_seg
 673                                         || segno > TOTAL_SEGS(sbi) - 1)) {
 674                 f2fs_msg(sbi->sb, KERN_ERR,
 675                                 "Wrong valid blocks %d or segno %u",
 676                                         GET_SIT_VBLOCKS(raw_sit), segno);
 677                 set_sbi_flag(sbi, SBI_NEED_FSCK);
 678                 return -EFSCORRUPTED;
 679         }
 680         return 0;
 681 }
 682
 683 static inline pgoff_t current_sit_addr(struct f2fs_sb_info *sbi,
 684                                                 unsigned int start)
 685 {
 686         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 687         unsigned int offset = SIT_BLOCK_OFFSET(start);
 688         block_t blk_addr = sit_i->sit_base_addr + offset;
 689
 690         check_seg_range(sbi, start);
 691
 692 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 693         if (f2fs_test_bit(offset, sit_i->sit_bitmap) !=
 694                         f2fs_test_bit(offset, sit_i->sit_bitmap_mir))
 695                 f2fs_bug_on(sbi, 1);
 696 #endif
 697
 698         /* calculate sit block address */
 699         if (f2fs_test_bit(offset, sit_i->sit_bitmap))
 700                 blk_addr += sit_i->sit_blocks;
 701
 702         return blk_addr;
 703 }
 704
 705 static inline pgoff_t next_sit_addr(struct f2fs_sb_info *sbi,
 706                                                 pgoff_t block_addr)
 707 {
 708         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 709         block_addr -= sit_i->sit_base_addr;
 710         if (block_addr < sit_i->sit_blocks)
 711                 block_addr += sit_i->sit_blocks;
 712         else
 713                 block_addr -= sit_i->sit_blocks;
 714
 715         return block_addr + sit_i->sit_base_addr;
 716 }
 717
 718 static inline void set_to_next_sit(struct sit_info *sit_i, unsigned int start)
 719 {
 720         unsigned int block_off = SIT_BLOCK_OFFSET(start);
 721
 722         f2fs_change_bit(block_off, sit_i->sit_bitmap);
 723 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 724         f2fs_change_bit(block_off, sit_i->sit_bitmap_mir);
 725 #endif
 726 }
 727
 728 static inline unsigned long long get_mtime(struct f2fs_sb_info *sbi)
 729 {
 730         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 731         time64_t now = ktime_get_real_seconds();
 732
 733         return sit_i->elapsed_time + now - sit_i->mounted_time;
 734 }
 735
 736 static inline void set_summary(struct f2fs_summary *sum, nid_t nid,
 737                         unsigned int ofs_in_node, unsigned char version)
 738 {
 739         sum->nid = cpu_to_le32(nid);
 740         sum->ofs_in_node = cpu_to_le16(ofs_in_node);
 741         sum->version = version;
 742 }
 743
 744 static inline block_t start_sum_block(struct f2fs_sb_info *sbi)
 745 {
 746         return __start_cp_addr(sbi) +
 747                 le32_to_cpu(F2FS_CKPT(sbi)->cp_pack_start_sum);
 748 }
 749
 750 static inline block_t sum_blk_addr(struct f2fs_sb_info *sbi, int base, int type)
 751 {
 752         return __start_cp_addr(sbi) +
 753                 le32_to_cpu(F2FS_CKPT(sbi)->cp_pack_total_block_count)
 754                                 - (base + 1) + type;
 755 }
 756
 757 static inline bool no_fggc_candidate(struct f2fs_sb_info *sbi,
 758                                                 unsigned int secno)
 759 {
 760         if (get_valid_blocks(sbi, GET_SEG_FROM_SEC(sbi, secno), true) >=
 761                                                 sbi->fggc_threshold)
 762                 return true;
 763         return false;
 764 }
 765
 766 static inline bool sec_usage_check(struct f2fs_sb_info *sbi, unsigned int secno)
 767 {
 768         if (IS_CURSEC(sbi, secno) || (sbi->cur_victim_sec == secno))
 769                 return true;
 770         return false;
 771 }
 772
 773 /*
 774  * It is very important to gather dirty pages and write at once, so that we can
 775  * submit a big bio without interfering other data writes.
 776  * By default, 512 pages for directory data,
 777  * 512 pages (2MB) * 8 for nodes, and
 778  * 256 pages * 8 for meta are set.
 779  */
 780 static inline int nr_pages_to_skip(struct f2fs_sb_info *sbi, int type)
 781 {
 782         if (sbi->sb->s_bdi->wb.dirty_exceeded)
 783                 return 0;
 784
 785         if (type == DATA)
 786                 return sbi->blocks_per_seg;
 787         else if (type == NODE)
 788                 return 8 * sbi->blocks_per_seg;
 789         else if (type == META)
 790                 return 8 * BIO_MAX_PAGES;
 791         else
 792                 return 0;
 793 }
 794
 795 /*
 796  * When writing pages, it'd better align nr_to_write for segment size.
 797  */
 798 static inline long nr_pages_to_write(struct f2fs_sb_info *sbi, int type,
 799                                         struct writeback_control *wbc)
 800 {
 801         long nr_to_write, desired;
 802
 803         if (wbc->sync_mode != WB_SYNC_NONE)
 804                 return 0;
 805
 806         nr_to_write = wbc->nr_to_write;
 807         desired = BIO_MAX_PAGES;
 808         if (type == NODE)
 809                 desired <<= 1;
 810
 811         wbc->nr_to_write = desired;
 812         return desired - nr_to_write;
 813 }
 814
 815 static inline void wake_up_discard_thread(struct f2fs_sb_info *sbi, bool force)
 816 {
 817         struct discard_cmd_control *dcc = SM_I(sbi)->dcc_info;
 818         bool wakeup = false;
 819         int i;
 820
 821         if (force)
 822                 goto wake_up;
 823
 824         mutex_lock(&dcc->cmd_lock);
 825         for (i = MAX_PLIST_NUM - 1;
 826                         i >= 0 && plist_issue(dcc->pend_list_tag[i]); i--) {
 827                 if (!list_empty(&dcc->pend_list[i])) {
 828                         wakeup = true;
 829                         break;
 830                 }
 831         }
 832         mutex_unlock(&dcc->cmd_lock);
 833         if (!wakeup)
 834                 return;
 835 wake_up:
 836         dcc->discard_wake = 1;
 837         wake_up_interruptible_all(&dcc->discard_wait_queue);
 838 }