fs/f2fs/segment.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 /*
   3  * fs/f2fs/segment.h
   4  *
   5  * Copyright (c) 2012 Samsung Electronics Co., Ltd.
   6  *             http://www.samsung.com/
   7  */
   8 #include <linux/blkdev.h>
   9 #include <linux/backing-dev.h>
  10
  11 /* constant macro */
  12 #define NULL_SEGNO                      ((unsigned int)(~0))
  13 #define NULL_SECNO                      ((unsigned int)(~0))
  14
  15 #define DEF_RECLAIM_PREFREE_SEGMENTS    5       /* 5% over total segments */
  16 #define DEF_MAX_RECLAIM_PREFREE_SEGMENTS        4096    /* 8GB in maximum */
  17
  18 #define F2FS_MIN_SEGMENTS       9 /* SB + 2 (CP + SIT + NAT) + SSA + MAIN */
  19 #define F2FS_MIN_META_SEGMENTS  8 /* SB + 2 (CP + SIT + NAT) + SSA */
  20
  21 /* L: Logical segment # in volume, R: Relative segment # in main area */
  22 #define GET_L2R_SEGNO(free_i, segno)    ((segno) - (free_i)->start_segno)
  23 #define GET_R2L_SEGNO(free_i, segno)    ((segno) + (free_i)->start_segno)
  24
  25 #define IS_DATASEG(t)   ((t) <= CURSEG_COLD_DATA)
  26 #define IS_NODESEG(t)   ((t) >= CURSEG_HOT_NODE && (t) <= CURSEG_COLD_NODE)
  27 #define SE_PAGETYPE(se) ((IS_NODESEG((se)->type) ? NODE : DATA))
  28
  29 static inline void sanity_check_seg_type(struct f2fs_sb_info *sbi,
  30                                                 unsigned short seg_type)
  31 {
  32         f2fs_bug_on(sbi, seg_type >= NR_PERSISTENT_LOG);
  33 }
  34
  35 #define IS_HOT(t)       ((t) == CURSEG_HOT_NODE || (t) == CURSEG_HOT_DATA)
  36 #define IS_WARM(t)      ((t) == CURSEG_WARM_NODE || (t) == CURSEG_WARM_DATA)
  37 #define IS_COLD(t)      ((t) == CURSEG_COLD_NODE || (t) == CURSEG_COLD_DATA)
  38
  39 #define IS_CURSEG(sbi, seg)                                             \
  40         (((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_HOT_DATA)->segno) ||    \
  41          ((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_WARM_DATA)->segno) ||   \
  42          ((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_COLD_DATA)->segno) ||   \
  43          ((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_HOT_NODE)->segno) ||    \
  44          ((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_WARM_NODE)->segno) ||   \
  45          ((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_COLD_NODE)->segno) ||   \
  46          ((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_COLD_DATA_PINNED)->segno) ||    \
  47          ((seg) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_ALL_DATA_ATGC)->segno))
  48
  49 #define IS_CURSEC(sbi, secno)                                           \
  50         (((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_HOT_DATA)->segno /            \
  51           (sbi)->segs_per_sec) ||       \
  52          ((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_WARM_DATA)->segno /           \
  53           (sbi)->segs_per_sec) ||       \
  54          ((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_COLD_DATA)->segno /           \
  55           (sbi)->segs_per_sec) ||       \
  56          ((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_HOT_NODE)->segno /            \
  57           (sbi)->segs_per_sec) ||       \
  58          ((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_WARM_NODE)->segno /           \
  59           (sbi)->segs_per_sec) ||       \
  60          ((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_COLD_NODE)->segno /           \
  61           (sbi)->segs_per_sec) ||       \
  62          ((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_COLD_DATA_PINNED)->segno /    \
  63           (sbi)->segs_per_sec) ||       \
  64          ((secno) == CURSEG_I(sbi, CURSEG_ALL_DATA_ATGC)->segno /       \
  65           (sbi)->segs_per_sec))
  66
  67 #define MAIN_BLKADDR(sbi)                                               \
  68         (SM_I(sbi) ? SM_I(sbi)->main_blkaddr :                          \
  69                 le32_to_cpu(F2FS_RAW_SUPER(sbi)->main_blkaddr))
  70 #define SEG0_BLKADDR(sbi)                                               \
  71         (SM_I(sbi) ? SM_I(sbi)->seg0_blkaddr :                          \
  72                 le32_to_cpu(F2FS_RAW_SUPER(sbi)->segment0_blkaddr))
  73
  74 #define MAIN_SEGS(sbi)  (SM_I(sbi)->main_segments)
  75 #define MAIN_SECS(sbi)  ((sbi)->total_sections)
  76
  77 #define TOTAL_SEGS(sbi)                                                 \
  78         (SM_I(sbi) ? SM_I(sbi)->segment_count :                                 \
  79                 le32_to_cpu(F2FS_RAW_SUPER(sbi)->segment_count))
  80 #define TOTAL_BLKS(sbi) (TOTAL_SEGS(sbi) << (sbi)->log_blocks_per_seg)
  81
  82 #define MAX_BLKADDR(sbi)        (SEG0_BLKADDR(sbi) + TOTAL_BLKS(sbi))
  83 #define SEGMENT_SIZE(sbi)       (1ULL << ((sbi)->log_blocksize +        \
  84                                         (sbi)->log_blocks_per_seg))
  85
  86 #define START_BLOCK(sbi, segno) (SEG0_BLKADDR(sbi) +                    \
  87          (GET_R2L_SEGNO(FREE_I(sbi), segno) << (sbi)->log_blocks_per_seg))
  88
  89 #define NEXT_FREE_BLKADDR(sbi, curseg)                                  \
  90         (START_BLOCK(sbi, (curseg)->segno) + (curseg)->next_blkoff)
  91
  92 #define GET_SEGOFF_FROM_SEG0(sbi, blk_addr)     ((blk_addr) - SEG0_BLKADDR(sbi))
  93 #define GET_SEGNO_FROM_SEG0(sbi, blk_addr)                              \
  94         (GET_SEGOFF_FROM_SEG0(sbi, blk_addr) >> (sbi)->log_blocks_per_seg)
  95 #define GET_BLKOFF_FROM_SEG0(sbi, blk_addr)                             \
  96         (GET_SEGOFF_FROM_SEG0(sbi, blk_addr) & ((sbi)->blocks_per_seg - 1))
  97
  98 #define GET_SEGNO(sbi, blk_addr)                                        \
  99         ((!__is_valid_data_blkaddr(blk_addr)) ?                 \
 100         NULL_SEGNO : GET_L2R_SEGNO(FREE_I(sbi),                 \
 101                 GET_SEGNO_FROM_SEG0(sbi, blk_addr)))
 102 #define BLKS_PER_SEC(sbi)                                       \
 103         ((sbi)->segs_per_sec * (sbi)->blocks_per_seg)
 104 #define CAP_BLKS_PER_SEC(sbi)                                   \
 105         ((sbi)->segs_per_sec * (sbi)->blocks_per_seg -          \
 106          (sbi)->unusable_blocks_per_sec)
 107 #define CAP_SEGS_PER_SEC(sbi)                                   \
 108         ((sbi)->segs_per_sec - ((sbi)->unusable_blocks_per_sec >>\
 109         (sbi)->log_blocks_per_seg))
 110 #define GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno)                            \
 111         (((segno) == -1) ? -1: (segno) / (sbi)->segs_per_sec)
 112 #define GET_SEG_FROM_SEC(sbi, secno)                            \
 113         ((secno) * (sbi)->segs_per_sec)
 114 #define GET_ZONE_FROM_SEC(sbi, secno)                           \
 115         (((secno) == -1) ? -1: (secno) / (sbi)->secs_per_zone)
 116 #define GET_ZONE_FROM_SEG(sbi, segno)                           \
 117         GET_ZONE_FROM_SEC(sbi, GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno))
 118
 119 #define GET_SUM_BLOCK(sbi, segno)                               \
 120         ((sbi)->sm_info->ssa_blkaddr + (segno))
 121
 122 #define GET_SUM_TYPE(footer) ((footer)->entry_type)
 123 #define SET_SUM_TYPE(footer, type) ((footer)->entry_type = (type))
 124
 125 #define SIT_ENTRY_OFFSET(sit_i, segno)                                  \
 126         ((segno) % (sit_i)->sents_per_block)
 127 #define SIT_BLOCK_OFFSET(segno)                                 \
 128         ((segno) / SIT_ENTRY_PER_BLOCK)
 129 #define START_SEGNO(segno)              \
 130         (SIT_BLOCK_OFFSET(segno) * SIT_ENTRY_PER_BLOCK)
 131 #define SIT_BLK_CNT(sbi)                        \
 132         DIV_ROUND_UP(MAIN_SEGS(sbi), SIT_ENTRY_PER_BLOCK)
 133 #define f2fs_bitmap_size(nr)                    \
 134         (BITS_TO_LONGS(nr) * sizeof(unsigned long))
 135
 136 #define SECTOR_FROM_BLOCK(blk_addr)                                     \
 137         (((sector_t)blk_addr) << F2FS_LOG_SECTORS_PER_BLOCK)
 138 #define SECTOR_TO_BLOCK(sectors)                                        \
 139         ((sectors) >> F2FS_LOG_SECTORS_PER_BLOCK)
 140
 141 /*
 142  * indicate a block allocation direction: RIGHT and LEFT.
 143  * RIGHT means allocating new sections towards the end of volume.
 144  * LEFT means the opposite direction.
 145  */
 146 enum {
 147         ALLOC_RIGHT = 0,
 148         ALLOC_LEFT
 149 };
 150
 151 /*
 152  * In the victim_sel_policy->alloc_mode, there are two block allocation modes.
 153  * LFS writes data sequentially with cleaning operations.
 154  * SSR (Slack Space Recycle) reuses obsolete space without cleaning operations.
 155  * AT_SSR (Age Threshold based Slack Space Recycle) merges fragments into
 156  * fragmented segment which has similar aging degree.
 157  */
 158 enum {
 159         LFS = 0,
 160         SSR,
 161         AT_SSR,
 162 };
 163
 164 /*
 165  * In the victim_sel_policy->gc_mode, there are two gc, aka cleaning, modes.
 166  * GC_CB is based on cost-benefit algorithm.
 167  * GC_GREEDY is based on greedy algorithm.
 168  * GC_AT is based on age-threshold algorithm.
 169  */
 170 enum {
 171         GC_CB = 0,
 172         GC_GREEDY,
 173         GC_AT,
 174         ALLOC_NEXT,
 175         FLUSH_DEVICE,
 176         MAX_GC_POLICY,
 177 };
 178
 179 /*
 180  * BG_GC means the background cleaning job.
 181  * FG_GC means the on-demand cleaning job.
 182  * FORCE_FG_GC means on-demand cleaning job in background.
 183  */
 184 enum {
 185         BG_GC = 0,
 186         FG_GC,
 187         FORCE_FG_GC,
 188 };
 189
 190 /* for a function parameter to select a victim segment */
 191 struct victim_sel_policy {
 192         int alloc_mode;                 /* LFS or SSR */
 193         int gc_mode;                    /* GC_CB or GC_GREEDY */
 194         unsigned long *dirty_bitmap;    /* dirty segment/section bitmap */
 195         unsigned int max_search;        /*
 196                                          * maximum # of segments/sections
 197                                          * to search
 198                                          */
 199         unsigned int offset;            /* last scanned bitmap offset */
 200         unsigned int ofs_unit;          /* bitmap search unit */
 201         unsigned int min_cost;          /* minimum cost */
 202         unsigned long long oldest_age;  /* oldest age of segments having the same min cost */
 203         unsigned int min_segno;         /* segment # having min. cost */
 204         unsigned long long age;         /* mtime of GCed section*/
 205         unsigned long long age_threshold;/* age threshold */
 206 };
 207
 208 struct seg_entry {
 209         unsigned int type:6;            /* segment type like CURSEG_XXX_TYPE */
 210         unsigned int valid_blocks:10;   /* # of valid blocks */
 211         unsigned int ckpt_valid_blocks:10;      /* # of valid blocks last cp */
 212         unsigned int padding:6;         /* padding */
 213         unsigned char *cur_valid_map;   /* validity bitmap of blocks */
 214 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 215         unsigned char *cur_valid_map_mir;       /* mirror of current valid bitmap */
 216 #endif
 217         /*
 218          * # of valid blocks and the validity bitmap stored in the last
 219          * checkpoint pack. This information is used by the SSR mode.
 220          */
 221         unsigned char *ckpt_valid_map;  /* validity bitmap of blocks last cp */
 222         unsigned char *discard_map;
 223         unsigned long long mtime;       /* modification time of the segment */
 224 };
 225
 226 struct sec_entry {
 227         unsigned int valid_blocks;      /* # of valid blocks in a section */
 228 };
 229
 230 struct segment_allocation {
 231         void (*allocate_segment)(struct f2fs_sb_info *, int, bool);
 232 };
 233
 234 #define MAX_SKIP_GC_COUNT                       16
 235
 236 struct inmem_pages {
 237         struct list_head list;
 238         struct page *page;
 239         block_t old_addr;               /* for revoking when fail to commit */
 240 };
 241
 242 struct sit_info {
 243         const struct segment_allocation *s_ops;
 244
 245         block_t sit_base_addr;          /* start block address of SIT area */
 246         block_t sit_blocks;             /* # of blocks used by SIT area */
 247         block_t written_valid_blocks;   /* # of valid blocks in main area */
 248         char *bitmap;                   /* all bitmaps pointer */
 249         char *sit_bitmap;               /* SIT bitmap pointer */
 250 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 251         char *sit_bitmap_mir;           /* SIT bitmap mirror */
 252
 253         /* bitmap of segments to be ignored by GC in case of errors */
 254         unsigned long *invalid_segmap;
 255 #endif
 256         unsigned int bitmap_size;       /* SIT bitmap size */
 257
 258         unsigned long *tmp_map;                 /* bitmap for temporal use */
 259         unsigned long *dirty_sentries_bitmap;   /* bitmap for dirty sentries */
 260         unsigned int dirty_sentries;            /* # of dirty sentries */
 261         unsigned int sents_per_block;           /* # of SIT entries per block */
 262         struct rw_semaphore sentry_lock;        /* to protect SIT cache */
 263         struct seg_entry *sentries;             /* SIT segment-level cache */
 264         struct sec_entry *sec_entries;          /* SIT section-level cache */
 265
 266         /* for cost-benefit algorithm in cleaning procedure */
 267         unsigned long long elapsed_time;        /* elapsed time after mount */
 268         unsigned long long mounted_time;        /* mount time */
 269         unsigned long long min_mtime;           /* min. modification time */
 270         unsigned long long max_mtime;           /* max. modification time */
 271         unsigned long long dirty_min_mtime;     /* rerange candidates in GC_AT */
 272         unsigned long long dirty_max_mtime;     /* rerange candidates in GC_AT */
 273
 274         unsigned int last_victim[MAX_GC_POLICY]; /* last victim segment # */
 275 };
 276
 277 struct free_segmap_info {
 278         unsigned int start_segno;       /* start segment number logically */
 279         unsigned int free_segments;     /* # of free segments */
 280         unsigned int free_sections;     /* # of free sections */
 281         spinlock_t segmap_lock;         /* free segmap lock */
 282         unsigned long *free_segmap;     /* free segment bitmap */
 283         unsigned long *free_secmap;     /* free section bitmap */
 284 };
 285
 286 /* Notice: The order of dirty type is same with CURSEG_XXX in f2fs.h */
 287 enum dirty_type {
 288         DIRTY_HOT_DATA,         /* dirty segments assigned as hot data logs */
 289         DIRTY_WARM_DATA,        /* dirty segments assigned as warm data logs */
 290         DIRTY_COLD_DATA,        /* dirty segments assigned as cold data logs */
 291         DIRTY_HOT_NODE,         /* dirty segments assigned as hot node logs */
 292         DIRTY_WARM_NODE,        /* dirty segments assigned as warm node logs */
 293         DIRTY_COLD_NODE,        /* dirty segments assigned as cold node logs */
 294         DIRTY,                  /* to count # of dirty segments */
 295         PRE,                    /* to count # of entirely obsolete segments */
 296         NR_DIRTY_TYPE
 297 };
 298
 299 struct dirty_seglist_info {
 300         const struct victim_selection *v_ops;   /* victim selction operation */
 301         unsigned long *dirty_segmap[NR_DIRTY_TYPE];
 302         unsigned long *dirty_secmap;
 303         struct mutex seglist_lock;              /* lock for segment bitmaps */
 304         int nr_dirty[NR_DIRTY_TYPE];            /* # of dirty segments */
 305         unsigned long *victim_secmap;           /* background GC victims */
 306 };
 307
 308 /* victim selection function for cleaning and SSR */
 309 struct victim_selection {
 310         int (*get_victim)(struct f2fs_sb_info *, unsigned int *,
 311                                         int, int, char, unsigned long long);
 312 };
 313
 314 /* for active log information */
 315 struct curseg_info {
 316         struct mutex curseg_mutex;              /* lock for consistency */
 317         struct f2fs_summary_block *sum_blk;     /* cached summary block */
 318         struct rw_semaphore journal_rwsem;      /* protect journal area */
 319         struct f2fs_journal *journal;           /* cached journal info */
 320         unsigned char alloc_type;               /* current allocation type */
 321         unsigned short seg_type;                /* segment type like CURSEG_XXX_TYPE */
 322         unsigned int segno;                     /* current segment number */
 323         unsigned short next_blkoff;             /* next block offset to write */
 324         unsigned int zone;                      /* current zone number */
 325         unsigned int next_segno;                /* preallocated segment */
 326         bool inited;                            /* indicate inmem log is inited */
 327 };
 328
 329 struct sit_entry_set {
 330         struct list_head set_list;      /* link with all sit sets */
 331         unsigned int start_segno;       /* start segno of sits in set */
 332         unsigned int entry_cnt;         /* the # of sit entries in set */
 333 };
 334
 335 /*
 336  * inline functions
 337  */
 338 static inline struct curseg_info *CURSEG_I(struct f2fs_sb_info *sbi, int type)
 339 {
 340         return (struct curseg_info *)(SM_I(sbi)->curseg_array + type);
 341 }
 342
 343 static inline struct seg_entry *get_seg_entry(struct f2fs_sb_info *sbi,
 344                                                 unsigned int segno)
 345 {
 346         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 347         return &sit_i->sentries[segno];
 348 }
 349
 350 static inline struct sec_entry *get_sec_entry(struct f2fs_sb_info *sbi,
 351                                                 unsigned int segno)
 352 {
 353         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 354         return &sit_i->sec_entries[GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno)];
 355 }
 356
 357 static inline unsigned int get_valid_blocks(struct f2fs_sb_info *sbi,
 358                                 unsigned int segno, bool use_section)
 359 {
 360         /*
 361          * In order to get # of valid blocks in a section instantly from many
 362          * segments, f2fs manages two counting structures separately.
 363          */
 364         if (use_section && __is_large_section(sbi))
 365                 return get_sec_entry(sbi, segno)->valid_blocks;
 366         else
 367                 return get_seg_entry(sbi, segno)->valid_blocks;
 368 }
 369
 370 static inline unsigned int get_ckpt_valid_blocks(struct f2fs_sb_info *sbi,
 371                                 unsigned int segno, bool use_section)
 372 {
 373         if (use_section && __is_large_section(sbi)) {
 374                 unsigned int start_segno = START_SEGNO(segno);
 375                 unsigned int blocks = 0;
 376                 int i;
 377
 378                 for (i = 0; i < sbi->segs_per_sec; i++, start_segno++) {
 379                         struct seg_entry *se = get_seg_entry(sbi, start_segno);
 380
 381                         blocks += se->ckpt_valid_blocks;
 382                 }
 383                 return blocks;
 384         }
 385         return get_seg_entry(sbi, segno)->ckpt_valid_blocks;
 386 }
 387
 388 static inline void seg_info_from_raw_sit(struct seg_entry *se,
 389                                         struct f2fs_sit_entry *rs)
 390 {
 391         se->valid_blocks = GET_SIT_VBLOCKS(rs);
 392         se->ckpt_valid_blocks = GET_SIT_VBLOCKS(rs);
 393         memcpy(se->cur_valid_map, rs->valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
 394         memcpy(se->ckpt_valid_map, rs->valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
 395 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 396         memcpy(se->cur_valid_map_mir, rs->valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
 397 #endif
 398         se->type = GET_SIT_TYPE(rs);
 399         se->mtime = le64_to_cpu(rs->mtime);
 400 }
 401
 402 static inline void __seg_info_to_raw_sit(struct seg_entry *se,
 403                                         struct f2fs_sit_entry *rs)
 404 {
 405         unsigned short raw_vblocks = (se->type << SIT_VBLOCKS_SHIFT) |
 406                                         se->valid_blocks;
 407         rs->vblocks = cpu_to_le16(raw_vblocks);
 408         memcpy(rs->valid_map, se->cur_valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
 409         rs->mtime = cpu_to_le64(se->mtime);
 410 }
 411
 412 static inline void seg_info_to_sit_page(struct f2fs_sb_info *sbi,
 413                                 struct page *page, unsigned int start)
 414 {
 415         struct f2fs_sit_block *raw_sit;
 416         struct seg_entry *se;
 417         struct f2fs_sit_entry *rs;
 418         unsigned int end = min(start + SIT_ENTRY_PER_BLOCK,
 419                                         (unsigned long)MAIN_SEGS(sbi));
 420         int i;
 421
 422         raw_sit = (struct f2fs_sit_block *)page_address(page);
 423         memset(raw_sit, 0, PAGE_SIZE);
 424         for (i = 0; i < end - start; i++) {
 425                 rs = &raw_sit->entries[i];
 426                 se = get_seg_entry(sbi, start + i);
 427                 __seg_info_to_raw_sit(se, rs);
 428         }
 429 }
 430
 431 static inline void seg_info_to_raw_sit(struct seg_entry *se,
 432                                         struct f2fs_sit_entry *rs)
 433 {
 434         __seg_info_to_raw_sit(se, rs);
 435
 436         memcpy(se->ckpt_valid_map, rs->valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
 437         se->ckpt_valid_blocks = se->valid_blocks;
 438 }
 439
 440 static inline unsigned int find_next_inuse(struct free_segmap_info *free_i,
 441                 unsigned int max, unsigned int segno)
 442 {
 443         unsigned int ret;
 444         spin_lock(&free_i->segmap_lock);
 445         ret = find_next_bit(free_i->free_segmap, max, segno);
 446         spin_unlock(&free_i->segmap_lock);
 447         return ret;
 448 }
 449
 450 static inline void __set_free(struct f2fs_sb_info *sbi, unsigned int segno)
 451 {
 452         struct free_segmap_info *free_i = FREE_I(sbi);
 453         unsigned int secno = GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno);
 454         unsigned int start_segno = GET_SEG_FROM_SEC(sbi, secno);
 455         unsigned int next;
 456         unsigned int usable_segs = f2fs_usable_segs_in_sec(sbi, segno);
 457
 458         spin_lock(&free_i->segmap_lock);
 459         clear_bit(segno, free_i->free_segmap);
 460         free_i->free_segments++;
 461
 462         next = find_next_bit(free_i->free_segmap,
 463                         start_segno + sbi->segs_per_sec, start_segno);
 464         if (next >= start_segno + usable_segs) {
 465                 clear_bit(secno, free_i->free_secmap);
 466                 free_i->free_sections++;
 467         }
 468         spin_unlock(&free_i->segmap_lock);
 469 }
 470
 471 static inline void __set_inuse(struct f2fs_sb_info *sbi,
 472                 unsigned int segno)
 473 {
 474         struct free_segmap_info *free_i = FREE_I(sbi);
 475         unsigned int secno = GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno);
 476
 477         set_bit(segno, free_i->free_segmap);
 478         free_i->free_segments--;
 479         if (!test_and_set_bit(secno, free_i->free_secmap))
 480                 free_i->free_sections--;
 481 }
 482
 483 static inline void __set_test_and_free(struct f2fs_sb_info *sbi,
 484                 unsigned int segno, bool inmem)
 485 {
 486         struct free_segmap_info *free_i = FREE_I(sbi);
 487         unsigned int secno = GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno);
 488         unsigned int start_segno = GET_SEG_FROM_SEC(sbi, secno);
 489         unsigned int next;
 490         unsigned int usable_segs = f2fs_usable_segs_in_sec(sbi, segno);
 491
 492         spin_lock(&free_i->segmap_lock);
 493         if (test_and_clear_bit(segno, free_i->free_segmap)) {
 494                 free_i->free_segments++;
 495
 496                 if (!inmem && IS_CURSEC(sbi, secno))
 497                         goto skip_free;
 498                 next = find_next_bit(free_i->free_segmap,
 499                                 start_segno + sbi->segs_per_sec, start_segno);
 500                 if (next >= start_segno + usable_segs) {
 501                         if (test_and_clear_bit(secno, free_i->free_secmap))
 502                                 free_i->free_sections++;
 503                 }
 504         }
 505 skip_free:
 506         spin_unlock(&free_i->segmap_lock);
 507 }
 508
 509 static inline void __set_test_and_inuse(struct f2fs_sb_info *sbi,
 510                 unsigned int segno)
 511 {
 512         struct free_segmap_info *free_i = FREE_I(sbi);
 513         unsigned int secno = GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno);
 514
 515         spin_lock(&free_i->segmap_lock);
 516         if (!test_and_set_bit(segno, free_i->free_segmap)) {
 517                 free_i->free_segments--;
 518                 if (!test_and_set_bit(secno, free_i->free_secmap))
 519                         free_i->free_sections--;
 520         }
 521         spin_unlock(&free_i->segmap_lock);
 522 }
 523
 524 static inline void get_sit_bitmap(struct f2fs_sb_info *sbi,
 525                 void *dst_addr)
 526 {
 527         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 528
 529 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 530         if (memcmp(sit_i->sit_bitmap, sit_i->sit_bitmap_mir,
 531                                                 sit_i->bitmap_size))
 532                 f2fs_bug_on(sbi, 1);
 533 #endif
 534         memcpy(dst_addr, sit_i->sit_bitmap, sit_i->bitmap_size);
 535 }
 536
 537 static inline block_t written_block_count(struct f2fs_sb_info *sbi)
 538 {
 539         return SIT_I(sbi)->written_valid_blocks;
 540 }
 541
 542 static inline unsigned int free_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
 543 {
 544         return FREE_I(sbi)->free_segments;
 545 }
 546
 547 static inline unsigned int reserved_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
 548 {
 549         return SM_I(sbi)->reserved_segments +
 550                         SM_I(sbi)->additional_reserved_segments;
 551 }
 552
 553 static inline unsigned int free_sections(struct f2fs_sb_info *sbi)
 554 {
 555         return FREE_I(sbi)->free_sections;
 556 }
 557
 558 static inline unsigned int prefree_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
 559 {
 560         return DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[PRE];
 561 }
 562
 563 static inline unsigned int dirty_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
 564 {
 565         return DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_HOT_DATA] +
 566                 DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_WARM_DATA] +
 567                 DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_COLD_DATA] +
 568                 DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_HOT_NODE] +
 569                 DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_WARM_NODE] +
 570                 DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_COLD_NODE];
 571 }
 572
 573 static inline int overprovision_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
 574 {
 575         return SM_I(sbi)->ovp_segments;
 576 }
 577
 578 static inline int reserved_sections(struct f2fs_sb_info *sbi)
 579 {
 580         return GET_SEC_FROM_SEG(sbi, reserved_segments(sbi));
 581 }
 582
 583 static inline bool has_curseg_enough_space(struct f2fs_sb_info *sbi,
 584                         unsigned int node_blocks, unsigned int dent_blocks)
 585 {
 586
 587         unsigned int segno, left_blocks;
 588         int i;
 589
 590         /* check current node segment */
 591         for (i = CURSEG_HOT_NODE; i <= CURSEG_COLD_NODE; i++) {
 592                 segno = CURSEG_I(sbi, i)->segno;
 593                 left_blocks = f2fs_usable_blks_in_seg(sbi, segno) -
 594                                 get_seg_entry(sbi, segno)->ckpt_valid_blocks;
 595
 596                 if (node_blocks > left_blocks)
 597                         return false;
 598         }
 599
 600         /* check current data segment */
 601         segno = CURSEG_I(sbi, CURSEG_HOT_DATA)->segno;
 602         left_blocks = f2fs_usable_blks_in_seg(sbi, segno) -
 603                         get_seg_entry(sbi, segno)->ckpt_valid_blocks;
 604         if (dent_blocks > left_blocks)
 605                 return false;
 606         return true;
 607 }
 608
 609 static inline bool has_not_enough_free_secs(struct f2fs_sb_info *sbi,
 610                                         int freed, int needed)
 611 {
 612         unsigned int total_node_blocks = get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_NODES) +
 613                                         get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_DENTS) +
 614                                         get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_IMETA);
 615         unsigned int total_dent_blocks = get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_DENTS);
 616         unsigned int node_secs = total_node_blocks / BLKS_PER_SEC(sbi);
 617         unsigned int dent_secs = total_dent_blocks / BLKS_PER_SEC(sbi);
 618         unsigned int node_blocks = total_node_blocks % BLKS_PER_SEC(sbi);
 619         unsigned int dent_blocks = total_dent_blocks % BLKS_PER_SEC(sbi);
 620         unsigned int free, need_lower, need_upper;
 621
 622         if (unlikely(is_sbi_flag_set(sbi, SBI_POR_DOING)))
 623                 return false;
 624
 625         free = free_sections(sbi) + freed;
 626         need_lower = node_secs + dent_secs + reserved_sections(sbi) + needed;
 627         need_upper = need_lower + (node_blocks ? 1 : 0) + (dent_blocks ? 1 : 0);
 628
 629         if (free > need_upper)
 630                 return false;
 631         else if (free <= need_lower)
 632                 return true;
 633         return !has_curseg_enough_space(sbi, node_blocks, dent_blocks);
 634 }
 635
 636 static inline bool f2fs_is_checkpoint_ready(struct f2fs_sb_info *sbi)
 637 {
 638         if (likely(!is_sbi_flag_set(sbi, SBI_CP_DISABLED)))
 639                 return true;
 640         if (likely(!has_not_enough_free_secs(sbi, 0, 0)))
 641                 return true;
 642         return false;
 643 }
 644
 645 static inline bool excess_prefree_segs(struct f2fs_sb_info *sbi)
 646 {
 647         return prefree_segments(sbi) > SM_I(sbi)->rec_prefree_segments;
 648 }
 649
 650 static inline int utilization(struct f2fs_sb_info *sbi)
 651 {
 652         return div_u64((u64)valid_user_blocks(sbi) * 100,
 653                                         sbi->user_block_count);
 654 }
 655
 656 /*
 657  * Sometimes f2fs may be better to drop out-of-place update policy.
 658  * And, users can control the policy through sysfs entries.
 659  * There are five policies with triggering conditions as follows.
 660  * F2FS_IPU_FORCE - all the time,
 661  * F2FS_IPU_SSR - if SSR mode is activated,
 662  * F2FS_IPU_UTIL - if FS utilization is over threashold,
 663  * F2FS_IPU_SSR_UTIL - if SSR mode is activated and FS utilization is over
 664  *                     threashold,
 665  * F2FS_IPU_FSYNC - activated in fsync path only for high performance flash
 666  *                     storages. IPU will be triggered only if the # of dirty
 667  *                     pages over min_fsync_blocks. (=default option)
 668  * F2FS_IPU_ASYNC - do IPU given by asynchronous write requests.
 669  * F2FS_IPU_NOCACHE - disable IPU bio cache.
 670  * F2FS_IPUT_DISABLE - disable IPU. (=default option in LFS mode)
 671  */
 672 #define DEF_MIN_IPU_UTIL        70
 673 #define DEF_MIN_FSYNC_BLOCKS    8
 674 #define DEF_MIN_HOT_BLOCKS      16
 675
 676 #define SMALL_VOLUME_SEGMENTS   (16 * 512)      /* 16GB */
 677
 678 enum {
 679         F2FS_IPU_FORCE,
 680         F2FS_IPU_SSR,
 681         F2FS_IPU_UTIL,
 682         F2FS_IPU_SSR_UTIL,
 683         F2FS_IPU_FSYNC,
 684         F2FS_IPU_ASYNC,
 685         F2FS_IPU_NOCACHE,
 686 };
 687
 688 static inline unsigned int curseg_segno(struct f2fs_sb_info *sbi,
 689                 int type)
 690 {
 691         struct curseg_info *curseg = CURSEG_I(sbi, type);
 692         return curseg->segno;
 693 }
 694
 695 static inline unsigned char curseg_alloc_type(struct f2fs_sb_info *sbi,
 696                 int type)
 697 {
 698         struct curseg_info *curseg = CURSEG_I(sbi, type);
 699         return curseg->alloc_type;
 700 }
 701
 702 static inline unsigned short curseg_blkoff(struct f2fs_sb_info *sbi, int type)
 703 {
 704         struct curseg_info *curseg = CURSEG_I(sbi, type);
 705         return curseg->next_blkoff;
 706 }
 707
 708 static inline void check_seg_range(struct f2fs_sb_info *sbi, unsigned int segno)
 709 {
 710         f2fs_bug_on(sbi, segno > TOTAL_SEGS(sbi) - 1);
 711 }
 712
 713 static inline void verify_fio_blkaddr(struct f2fs_io_info *fio)
 714 {
 715         struct f2fs_sb_info *sbi = fio->sbi;
 716
 717         if (__is_valid_data_blkaddr(fio->old_blkaddr))
 718                 verify_blkaddr(sbi, fio->old_blkaddr, __is_meta_io(fio) ?
 719                                         META_GENERIC : DATA_GENERIC);
 720         verify_blkaddr(sbi, fio->new_blkaddr, __is_meta_io(fio) ?
 721                                         META_GENERIC : DATA_GENERIC_ENHANCE);
 722 }
 723
 724 /*
 725  * Summary block is always treated as an invalid block
 726  */
 727 static inline int check_block_count(struct f2fs_sb_info *sbi,
 728                 int segno, struct f2fs_sit_entry *raw_sit)
 729 {
 730         bool is_valid  = test_bit_le(0, raw_sit->valid_map) ? true : false;
 731         int valid_blocks = 0;
 732         int cur_pos = 0, next_pos;
 733         unsigned int usable_blks_per_seg = f2fs_usable_blks_in_seg(sbi, segno);
 734
 735         /* check bitmap with valid block count */
 736         do {
 737                 if (is_valid) {
 738                         next_pos = find_next_zero_bit_le(&raw_sit->valid_map,
 739                                         usable_blks_per_seg,
 740                                         cur_pos);
 741                         valid_blocks += next_pos - cur_pos;
 742                 } else
 743                         next_pos = find_next_bit_le(&raw_sit->valid_map,
 744                                         usable_blks_per_seg,
 745                                         cur_pos);
 746                 cur_pos = next_pos;
 747                 is_valid = !is_valid;
 748         } while (cur_pos < usable_blks_per_seg);
 749
 750         if (unlikely(GET_SIT_VBLOCKS(raw_sit) != valid_blocks)) {
 751                 f2fs_err(sbi, "Mismatch valid blocks %d vs. %d",
 752                          GET_SIT_VBLOCKS(raw_sit), valid_blocks);
 753                 set_sbi_flag(sbi, SBI_NEED_FSCK);
 754                 return -EFSCORRUPTED;
 755         }
 756
 757         if (usable_blks_per_seg < sbi->blocks_per_seg)
 758                 f2fs_bug_on(sbi, find_next_bit_le(&raw_sit->valid_map,
 759                                 sbi->blocks_per_seg,
 760                                 usable_blks_per_seg) != sbi->blocks_per_seg);
 761
 762         /* check segment usage, and check boundary of a given segment number */
 763         if (unlikely(GET_SIT_VBLOCKS(raw_sit) > usable_blks_per_seg
 764                                         || segno > TOTAL_SEGS(sbi) - 1)) {
 765                 f2fs_err(sbi, "Wrong valid blocks %d or segno %u",
 766                          GET_SIT_VBLOCKS(raw_sit), segno);
 767                 set_sbi_flag(sbi, SBI_NEED_FSCK);
 768                 return -EFSCORRUPTED;
 769         }
 770         return 0;
 771 }
 772
 773 static inline pgoff_t current_sit_addr(struct f2fs_sb_info *sbi,
 774                                                 unsigned int start)
 775 {
 776         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 777         unsigned int offset = SIT_BLOCK_OFFSET(start);
 778         block_t blk_addr = sit_i->sit_base_addr + offset;
 779
 780         check_seg_range(sbi, start);
 781
 782 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 783         if (f2fs_test_bit(offset, sit_i->sit_bitmap) !=
 784                         f2fs_test_bit(offset, sit_i->sit_bitmap_mir))
 785                 f2fs_bug_on(sbi, 1);
 786 #endif
 787
 788         /* calculate sit block address */
 789         if (f2fs_test_bit(offset, sit_i->sit_bitmap))
 790                 blk_addr += sit_i->sit_blocks;
 791
 792         return blk_addr;
 793 }
 794
 795 static inline pgoff_t next_sit_addr(struct f2fs_sb_info *sbi,
 796                                                 pgoff_t block_addr)
 797 {
 798         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 799         block_addr -= sit_i->sit_base_addr;
 800         if (block_addr < sit_i->sit_blocks)
 801                 block_addr += sit_i->sit_blocks;
 802         else
 803                 block_addr -= sit_i->sit_blocks;
 804
 805         return block_addr + sit_i->sit_base_addr;
 806 }
 807
 808 static inline void set_to_next_sit(struct sit_info *sit_i, unsigned int start)
 809 {
 810         unsigned int block_off = SIT_BLOCK_OFFSET(start);
 811
 812         f2fs_change_bit(block_off, sit_i->sit_bitmap);
 813 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 814         f2fs_change_bit(block_off, sit_i->sit_bitmap_mir);
 815 #endif
 816 }
 817
 818 static inline unsigned long long get_mtime(struct f2fs_sb_info *sbi,
 819                                                 bool base_time)
 820 {
 821         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 822         time64_t diff, now = ktime_get_boottime_seconds();
 823
 824         if (now >= sit_i->mounted_time)
 825                 return sit_i->elapsed_time + now - sit_i->mounted_time;
 826
 827         /* system time is set to the past */
 828         if (!base_time) {
 829                 diff = sit_i->mounted_time - now;
 830                 if (sit_i->elapsed_time >= diff)
 831                         return sit_i->elapsed_time - diff;
 832                 return 0;
 833         }
 834         return sit_i->elapsed_time;
 835 }
 836
 837 static inline void set_summary(struct f2fs_summary *sum, nid_t nid,
 838                         unsigned int ofs_in_node, unsigned char version)
 839 {
 840         sum->nid = cpu_to_le32(nid);
 841         sum->ofs_in_node = cpu_to_le16(ofs_in_node);
 842         sum->version = version;
 843 }
 844
 845 static inline block_t start_sum_block(struct f2fs_sb_info *sbi)
 846 {
 847         return __start_cp_addr(sbi) +
 848                 le32_to_cpu(F2FS_CKPT(sbi)->cp_pack_start_sum);
 849 }
 850
 851 static inline block_t sum_blk_addr(struct f2fs_sb_info *sbi, int base, int type)
 852 {
 853         return __start_cp_addr(sbi) +
 854                 le32_to_cpu(F2FS_CKPT(sbi)->cp_pack_total_block_count)
 855                                 - (base + 1) + type;
 856 }
 857
 858 static inline bool sec_usage_check(struct f2fs_sb_info *sbi, unsigned int secno)
 859 {
 860         if (IS_CURSEC(sbi, secno) || (sbi->cur_victim_sec == secno))
 861                 return true;
 862         return false;
 863 }
 864
 865 /*
 866  * It is very important to gather dirty pages and write at once, so that we can
 867  * submit a big bio without interfering other data writes.
 868  * By default, 512 pages for directory data,
 869  * 512 pages (2MB) * 8 for nodes, and
 870  * 256 pages * 8 for meta are set.
 871  */
 872 static inline int nr_pages_to_skip(struct f2fs_sb_info *sbi, int type)
 873 {
 874         if (sbi->sb->s_bdi->wb.dirty_exceeded)
 875                 return 0;
 876
 877         if (type == DATA)
 878                 return sbi->blocks_per_seg;
 879         else if (type == NODE)
 880                 return 8 * sbi->blocks_per_seg;
 881         else if (type == META)
 882                 return 8 * BIO_MAX_PAGES;
 883         else
 884                 return 0;
 885 }
 886
 887 /*
 888  * When writing pages, it'd better align nr_to_write for segment size.
 889  */
 890 static inline long nr_pages_to_write(struct f2fs_sb_info *sbi, int type,
 891                                         struct writeback_control *wbc)
 892 {
 893         long nr_to_write, desired;
 894
 895         if (wbc->sync_mode != WB_SYNC_NONE)
 896                 return 0;
 897
 898         nr_to_write = wbc->nr_to_write;
 899         desired = BIO_MAX_PAGES;
 900         if (type == NODE)
 901                 desired <<= 1;
 902
 903         wbc->nr_to_write = desired;
 904         return desired - nr_to_write;
 905 }
 906
 907 static inline void wake_up_discard_thread(struct f2fs_sb_info *sbi, bool force)
 908 {
 909         struct discard_cmd_control *dcc = SM_I(sbi)->dcc_info;
 910         bool wakeup = false;
 911         int i;
 912
 913         if (force)
 914                 goto wake_up;
 915
 916         mutex_lock(&dcc->cmd_lock);
 917         for (i = MAX_PLIST_NUM - 1; i >= 0; i--) {
 918                 if (i + 1 < dcc->discard_granularity)
 919                         break;
 920                 if (!list_empty(&dcc->pend_list[i])) {
 921                         wakeup = true;
 922                         break;
 923                 }
 924         }
 925         mutex_unlock(&dcc->cmd_lock);
 926         if (!wakeup || !is_idle(sbi, DISCARD_TIME))
 927                 return;
 928 wake_up:
 929         dcc->discard_wake = 1;
 930         wake_up_interruptible_all(&dcc->discard_wait_queue);
 931 }