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