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_bitmap;    /* dirty segment/section bitmap */
 170         unsigned int max_search;        /*
 171                                          * maximum # of segments/sections
 172                                          * to search
 173                                          */
 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 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 #define MAX_SKIP_GC_COUNT                       16
 207
 208 struct inmem_pages {
 209         struct list_head list;
 210         struct page *page;
 211         block_t old_addr;               /* for revoking when fail to commit */
 212 };
 213
 214 struct sit_info {
 215         const struct segment_allocation *s_ops;
 216
 217         block_t sit_base_addr;          /* start block address of SIT area */
 218         block_t sit_blocks;             /* # of blocks used by SIT area */
 219         block_t written_valid_blocks;   /* # of valid blocks in main area */
 220         char *bitmap;                   /* all bitmaps pointer */
 221         char *sit_bitmap;               /* SIT bitmap pointer */
 222 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 223         char *sit_bitmap_mir;           /* SIT bitmap mirror */
 224
 225         /* bitmap of segments to be ignored by GC in case of errors */
 226         unsigned long *invalid_segmap;
 227 #endif
 228         unsigned int bitmap_size;       /* SIT bitmap size */
 229
 230         unsigned long *tmp_map;                 /* bitmap for temporal use */
 231         unsigned long *dirty_sentries_bitmap;   /* bitmap for dirty sentries */
 232         unsigned int dirty_sentries;            /* # of dirty sentries */
 233         unsigned int sents_per_block;           /* # of SIT entries per block */
 234         struct rw_semaphore sentry_lock;        /* to protect SIT cache */
 235         struct seg_entry *sentries;             /* SIT segment-level cache */
 236         struct sec_entry *sec_entries;          /* SIT section-level cache */
 237
 238         /* for cost-benefit algorithm in cleaning procedure */
 239         unsigned long long elapsed_time;        /* elapsed time after mount */
 240         unsigned long long mounted_time;        /* mount time */
 241         unsigned long long min_mtime;           /* min. modification time */
 242         unsigned long long max_mtime;           /* max. modification time */
 243
 244         unsigned int last_victim[MAX_GC_POLICY]; /* last victim segment # */
 245 };
 246
 247 struct free_segmap_info {
 248         unsigned int start_segno;       /* start segment number logically */
 249         unsigned int free_segments;     /* # of free segments */
 250         unsigned int free_sections;     /* # of free sections */
 251         spinlock_t segmap_lock;         /* free segmap lock */
 252         unsigned long *free_segmap;     /* free segment bitmap */
 253         unsigned long *free_secmap;     /* free section bitmap */
 254 };
 255
 256 /* Notice: The order of dirty type is same with CURSEG_XXX in f2fs.h */
 257 enum dirty_type {
 258         DIRTY_HOT_DATA,         /* dirty segments assigned as hot data logs */
 259         DIRTY_WARM_DATA,        /* dirty segments assigned as warm data logs */
 260         DIRTY_COLD_DATA,        /* dirty segments assigned as cold data logs */
 261         DIRTY_HOT_NODE,         /* dirty segments assigned as hot node logs */
 262         DIRTY_WARM_NODE,        /* dirty segments assigned as warm node logs */
 263         DIRTY_COLD_NODE,        /* dirty segments assigned as cold node logs */
 264         DIRTY,                  /* to count # of dirty segments */
 265         PRE,                    /* to count # of entirely obsolete segments */
 266         NR_DIRTY_TYPE
 267 };
 268
 269 struct dirty_seglist_info {
 270         const struct victim_selection *v_ops;   /* victim selction operation */
 271         unsigned long *dirty_segmap[NR_DIRTY_TYPE];
 272         unsigned long *dirty_secmap;
 273         struct mutex seglist_lock;              /* lock for segment bitmaps */
 274         int nr_dirty[NR_DIRTY_TYPE];            /* # of dirty segments */
 275         unsigned long *victim_secmap;           /* background GC victims */
 276 };
 277
 278 /* victim selection function for cleaning and SSR */
 279 struct victim_selection {
 280         int (*get_victim)(struct f2fs_sb_info *, unsigned int *,
 281                                                         int, int, char);
 282 };
 283
 284 /* for active log information */
 285 struct curseg_info {
 286         struct mutex curseg_mutex;              /* lock for consistency */
 287         struct f2fs_summary_block *sum_blk;     /* cached summary block */
 288         struct rw_semaphore journal_rwsem;      /* protect journal area */
 289         struct f2fs_journal *journal;           /* cached journal info */
 290         unsigned char alloc_type;               /* current allocation type */
 291         unsigned int segno;                     /* current segment number */
 292         unsigned short next_blkoff;             /* next block offset to write */
 293         unsigned int zone;                      /* current zone number */
 294         unsigned int next_segno;                /* preallocated segment */
 295 };
 296
 297 struct sit_entry_set {
 298         struct list_head set_list;      /* link with all sit sets */
 299         unsigned int start_segno;       /* start segno of sits in set */
 300         unsigned int entry_cnt;         /* the # of sit entries in set */
 301 };
 302
 303 /*
 304  * inline functions
 305  */
 306 static inline struct curseg_info *CURSEG_I(struct f2fs_sb_info *sbi, int type)
 307 {
 308         if (type == CURSEG_COLD_DATA_PINNED)
 309                 type = CURSEG_COLD_DATA;
 310         return (struct curseg_info *)(SM_I(sbi)->curseg_array + type);
 311 }
 312
 313 static inline struct seg_entry *get_seg_entry(struct f2fs_sb_info *sbi,
 314                                                 unsigned int segno)
 315 {
 316         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 317         return &sit_i->sentries[segno];
 318 }
 319
 320 static inline struct sec_entry *get_sec_entry(struct f2fs_sb_info *sbi,
 321                                                 unsigned int segno)
 322 {
 323         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 324         return &sit_i->sec_entries[GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno)];
 325 }
 326
 327 static inline unsigned int get_valid_blocks(struct f2fs_sb_info *sbi,
 328                                 unsigned int segno, bool use_section)
 329 {
 330         /*
 331          * In order to get # of valid blocks in a section instantly from many
 332          * segments, f2fs manages two counting structures separately.
 333          */
 334         if (use_section && __is_large_section(sbi))
 335                 return get_sec_entry(sbi, segno)->valid_blocks;
 336         else
 337                 return get_seg_entry(sbi, segno)->valid_blocks;
 338 }
 339
 340 static inline unsigned int get_ckpt_valid_blocks(struct f2fs_sb_info *sbi,
 341                                 unsigned int segno)
 342 {
 343         return get_seg_entry(sbi, segno)->ckpt_valid_blocks;
 344 }
 345
 346 static inline void seg_info_from_raw_sit(struct seg_entry *se,
 347                                         struct f2fs_sit_entry *rs)
 348 {
 349         se->valid_blocks = GET_SIT_VBLOCKS(rs);
 350         se->ckpt_valid_blocks = GET_SIT_VBLOCKS(rs);
 351         memcpy(se->cur_valid_map, rs->valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
 352         memcpy(se->ckpt_valid_map, rs->valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
 353 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 354         memcpy(se->cur_valid_map_mir, rs->valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
 355 #endif
 356         se->type = GET_SIT_TYPE(rs);
 357         se->mtime = le64_to_cpu(rs->mtime);
 358 }
 359
 360 static inline void __seg_info_to_raw_sit(struct seg_entry *se,
 361                                         struct f2fs_sit_entry *rs)
 362 {
 363         unsigned short raw_vblocks = (se->type << SIT_VBLOCKS_SHIFT) |
 364                                         se->valid_blocks;
 365         rs->vblocks = cpu_to_le16(raw_vblocks);
 366         memcpy(rs->valid_map, se->cur_valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
 367         rs->mtime = cpu_to_le64(se->mtime);
 368 }
 369
 370 static inline void seg_info_to_sit_page(struct f2fs_sb_info *sbi,
 371                                 struct page *page, unsigned int start)
 372 {
 373         struct f2fs_sit_block *raw_sit;
 374         struct seg_entry *se;
 375         struct f2fs_sit_entry *rs;
 376         unsigned int end = min(start + SIT_ENTRY_PER_BLOCK,
 377                                         (unsigned long)MAIN_SEGS(sbi));
 378         int i;
 379
 380         raw_sit = (struct f2fs_sit_block *)page_address(page);
 381         memset(raw_sit, 0, PAGE_SIZE);
 382         for (i = 0; i < end - start; i++) {
 383                 rs = &raw_sit->entries[i];
 384                 se = get_seg_entry(sbi, start + i);
 385                 __seg_info_to_raw_sit(se, rs);
 386         }
 387 }
 388
 389 static inline void seg_info_to_raw_sit(struct seg_entry *se,
 390                                         struct f2fs_sit_entry *rs)
 391 {
 392         __seg_info_to_raw_sit(se, rs);
 393
 394         memcpy(se->ckpt_valid_map, rs->valid_map, SIT_VBLOCK_MAP_SIZE);
 395         se->ckpt_valid_blocks = se->valid_blocks;
 396 }
 397
 398 static inline unsigned int find_next_inuse(struct free_segmap_info *free_i,
 399                 unsigned int max, unsigned int segno)
 400 {
 401         unsigned int ret;
 402         spin_lock(&free_i->segmap_lock);
 403         ret = find_next_bit(free_i->free_segmap, max, segno);
 404         spin_unlock(&free_i->segmap_lock);
 405         return ret;
 406 }
 407
 408 static inline void __set_free(struct f2fs_sb_info *sbi, unsigned int segno)
 409 {
 410         struct free_segmap_info *free_i = FREE_I(sbi);
 411         unsigned int secno = GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno);
 412         unsigned int start_segno = GET_SEG_FROM_SEC(sbi, secno);
 413         unsigned int next;
 414
 415         spin_lock(&free_i->segmap_lock);
 416         clear_bit(segno, free_i->free_segmap);
 417         free_i->free_segments++;
 418
 419         next = find_next_bit(free_i->free_segmap,
 420                         start_segno + sbi->segs_per_sec, start_segno);
 421         if (next >= start_segno + sbi->segs_per_sec) {
 422                 clear_bit(secno, free_i->free_secmap);
 423                 free_i->free_sections++;
 424         }
 425         spin_unlock(&free_i->segmap_lock);
 426 }
 427
 428 static inline void __set_inuse(struct f2fs_sb_info *sbi,
 429                 unsigned int segno)
 430 {
 431         struct free_segmap_info *free_i = FREE_I(sbi);
 432         unsigned int secno = GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno);
 433
 434         set_bit(segno, free_i->free_segmap);
 435         free_i->free_segments--;
 436         if (!test_and_set_bit(secno, free_i->free_secmap))
 437                 free_i->free_sections--;
 438 }
 439
 440 static inline void __set_test_and_free(struct f2fs_sb_info *sbi,
 441                 unsigned int segno)
 442 {
 443         struct free_segmap_info *free_i = FREE_I(sbi);
 444         unsigned int secno = GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno);
 445         unsigned int start_segno = GET_SEG_FROM_SEC(sbi, secno);
 446         unsigned int next;
 447
 448         spin_lock(&free_i->segmap_lock);
 449         if (test_and_clear_bit(segno, free_i->free_segmap)) {
 450                 free_i->free_segments++;
 451
 452                 if (IS_CURSEC(sbi, secno))
 453                         goto skip_free;
 454                 next = find_next_bit(free_i->free_segmap,
 455                                 start_segno + sbi->segs_per_sec, start_segno);
 456                 if (next >= start_segno + sbi->segs_per_sec) {
 457                         if (test_and_clear_bit(secno, free_i->free_secmap))
 458                                 free_i->free_sections++;
 459                 }
 460         }
 461 skip_free:
 462         spin_unlock(&free_i->segmap_lock);
 463 }
 464
 465 static inline void __set_test_and_inuse(struct f2fs_sb_info *sbi,
 466                 unsigned int segno)
 467 {
 468         struct free_segmap_info *free_i = FREE_I(sbi);
 469         unsigned int secno = GET_SEC_FROM_SEG(sbi, segno);
 470
 471         spin_lock(&free_i->segmap_lock);
 472         if (!test_and_set_bit(segno, free_i->free_segmap)) {
 473                 free_i->free_segments--;
 474                 if (!test_and_set_bit(secno, free_i->free_secmap))
 475                         free_i->free_sections--;
 476         }
 477         spin_unlock(&free_i->segmap_lock);
 478 }
 479
 480 static inline void get_sit_bitmap(struct f2fs_sb_info *sbi,
 481                 void *dst_addr)
 482 {
 483         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 484
 485 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 486         if (memcmp(sit_i->sit_bitmap, sit_i->sit_bitmap_mir,
 487                                                 sit_i->bitmap_size))
 488                 f2fs_bug_on(sbi, 1);
 489 #endif
 490         memcpy(dst_addr, sit_i->sit_bitmap, sit_i->bitmap_size);
 491 }
 492
 493 static inline block_t written_block_count(struct f2fs_sb_info *sbi)
 494 {
 495         return SIT_I(sbi)->written_valid_blocks;
 496 }
 497
 498 static inline unsigned int free_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
 499 {
 500         return FREE_I(sbi)->free_segments;
 501 }
 502
 503 static inline int reserved_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
 504 {
 505         return SM_I(sbi)->reserved_segments;
 506 }
 507
 508 static inline unsigned int free_sections(struct f2fs_sb_info *sbi)
 509 {
 510         return FREE_I(sbi)->free_sections;
 511 }
 512
 513 static inline unsigned int prefree_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
 514 {
 515         return DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[PRE];
 516 }
 517
 518 static inline unsigned int dirty_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
 519 {
 520         return DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_HOT_DATA] +
 521                 DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_WARM_DATA] +
 522                 DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_COLD_DATA] +
 523                 DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_HOT_NODE] +
 524                 DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_WARM_NODE] +
 525                 DIRTY_I(sbi)->nr_dirty[DIRTY_COLD_NODE];
 526 }
 527
 528 static inline int overprovision_segments(struct f2fs_sb_info *sbi)
 529 {
 530         return SM_I(sbi)->ovp_segments;
 531 }
 532
 533 static inline int reserved_sections(struct f2fs_sb_info *sbi)
 534 {
 535         return GET_SEC_FROM_SEG(sbi, (unsigned int)reserved_segments(sbi));
 536 }
 537
 538 static inline bool has_curseg_enough_space(struct f2fs_sb_info *sbi)
 539 {
 540         unsigned int node_blocks = get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_NODES) +
 541                                         get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_DENTS);
 542         unsigned int dent_blocks = get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_DENTS);
 543         unsigned int segno, left_blocks;
 544         int i;
 545
 546         /* check current node segment */
 547         for (i = CURSEG_HOT_NODE; i <= CURSEG_COLD_NODE; i++) {
 548                 segno = CURSEG_I(sbi, i)->segno;
 549                 left_blocks = sbi->blocks_per_seg -
 550                         get_seg_entry(sbi, segno)->ckpt_valid_blocks;
 551
 552                 if (node_blocks > left_blocks)
 553                         return false;
 554         }
 555
 556         /* check current data segment */
 557         segno = CURSEG_I(sbi, CURSEG_HOT_DATA)->segno;
 558         left_blocks = sbi->blocks_per_seg -
 559                         get_seg_entry(sbi, segno)->ckpt_valid_blocks;
 560         if (dent_blocks > left_blocks)
 561                 return false;
 562         return true;
 563 }
 564
 565 static inline bool has_not_enough_free_secs(struct f2fs_sb_info *sbi,
 566                                         int freed, int needed)
 567 {
 568         int node_secs = get_blocktype_secs(sbi, F2FS_DIRTY_NODES);
 569         int dent_secs = get_blocktype_secs(sbi, F2FS_DIRTY_DENTS);
 570         int imeta_secs = get_blocktype_secs(sbi, F2FS_DIRTY_IMETA);
 571
 572         if (unlikely(is_sbi_flag_set(sbi, SBI_POR_DOING)))
 573                 return false;
 574
 575         if (free_sections(sbi) + freed == reserved_sections(sbi) + needed &&
 576                         has_curseg_enough_space(sbi))
 577                 return false;
 578         return (free_sections(sbi) + freed) <=
 579                 (node_secs + 2 * dent_secs + imeta_secs +
 580                 reserved_sections(sbi) + needed);
 581 }
 582
 583 static inline bool f2fs_is_checkpoint_ready(struct f2fs_sb_info *sbi)
 584 {
 585         if (likely(!is_sbi_flag_set(sbi, SBI_CP_DISABLED)))
 586                 return true;
 587         if (likely(!has_not_enough_free_secs(sbi, 0, 0)))
 588                 return true;
 589         return false;
 590 }
 591
 592 static inline bool excess_prefree_segs(struct f2fs_sb_info *sbi)
 593 {
 594         return prefree_segments(sbi) > SM_I(sbi)->rec_prefree_segments;
 595 }
 596
 597 static inline int utilization(struct f2fs_sb_info *sbi)
 598 {
 599         return div_u64((u64)valid_user_blocks(sbi) * 100,
 600                                         sbi->user_block_count);
 601 }
 602
 603 /*
 604  * Sometimes f2fs may be better to drop out-of-place update policy.
 605  * And, users can control the policy through sysfs entries.
 606  * There are five policies with triggering conditions as follows.
 607  * F2FS_IPU_FORCE - all the time,
 608  * F2FS_IPU_SSR - if SSR mode is activated,
 609  * F2FS_IPU_UTIL - if FS utilization is over threashold,
 610  * F2FS_IPU_SSR_UTIL - if SSR mode is activated and FS utilization is over
 611  *                     threashold,
 612  * F2FS_IPU_FSYNC - activated in fsync path only for high performance flash
 613  *                     storages. IPU will be triggered only if the # of dirty
 614  *                     pages over min_fsync_blocks. (=default option)
 615  * F2FS_IPU_ASYNC - do IPU given by asynchronous write requests.
 616  * F2FS_IPU_NOCACHE - disable IPU bio cache.
 617  * F2FS_IPUT_DISABLE - disable IPU. (=default option in LFS mode)
 618  */
 619 #define DEF_MIN_IPU_UTIL        70
 620 #define DEF_MIN_FSYNC_BLOCKS    8
 621 #define DEF_MIN_HOT_BLOCKS      16
 622
 623 #define SMALL_VOLUME_SEGMENTS   (16 * 512)      /* 16GB */
 624
 625 enum {
 626         F2FS_IPU_FORCE,
 627         F2FS_IPU_SSR,
 628         F2FS_IPU_UTIL,
 629         F2FS_IPU_SSR_UTIL,
 630         F2FS_IPU_FSYNC,
 631         F2FS_IPU_ASYNC,
 632         F2FS_IPU_NOCACHE,
 633 };
 634
 635 static inline unsigned int curseg_segno(struct f2fs_sb_info *sbi,
 636                 int type)
 637 {
 638         struct curseg_info *curseg = CURSEG_I(sbi, type);
 639         return curseg->segno;
 640 }
 641
 642 static inline unsigned char curseg_alloc_type(struct f2fs_sb_info *sbi,
 643                 int type)
 644 {
 645         struct curseg_info *curseg = CURSEG_I(sbi, type);
 646         return curseg->alloc_type;
 647 }
 648
 649 static inline unsigned short curseg_blkoff(struct f2fs_sb_info *sbi, int type)
 650 {
 651         struct curseg_info *curseg = CURSEG_I(sbi, type);
 652         return curseg->next_blkoff;
 653 }
 654
 655 static inline void check_seg_range(struct f2fs_sb_info *sbi, unsigned int segno)
 656 {
 657         f2fs_bug_on(sbi, segno > TOTAL_SEGS(sbi) - 1);
 658 }
 659
 660 static inline void verify_fio_blkaddr(struct f2fs_io_info *fio)
 661 {
 662         struct f2fs_sb_info *sbi = fio->sbi;
 663
 664         if (__is_valid_data_blkaddr(fio->old_blkaddr))
 665                 verify_blkaddr(sbi, fio->old_blkaddr, __is_meta_io(fio) ?
 666                                         META_GENERIC : DATA_GENERIC);
 667         verify_blkaddr(sbi, fio->new_blkaddr, __is_meta_io(fio) ?
 668                                         META_GENERIC : DATA_GENERIC_ENHANCE);
 669 }
 670
 671 /*
 672  * Summary block is always treated as an invalid block
 673  */
 674 static inline int check_block_count(struct f2fs_sb_info *sbi,
 675                 int segno, struct f2fs_sit_entry *raw_sit)
 676 {
 677         bool is_valid  = test_bit_le(0, raw_sit->valid_map) ? true : false;
 678         int valid_blocks = 0;
 679         int cur_pos = 0, next_pos;
 680
 681         /* check bitmap with valid block count */
 682         do {
 683                 if (is_valid) {
 684                         next_pos = find_next_zero_bit_le(&raw_sit->valid_map,
 685                                         sbi->blocks_per_seg,
 686                                         cur_pos);
 687                         valid_blocks += next_pos - cur_pos;
 688                 } else
 689                         next_pos = find_next_bit_le(&raw_sit->valid_map,
 690                                         sbi->blocks_per_seg,
 691                                         cur_pos);
 692                 cur_pos = next_pos;
 693                 is_valid = !is_valid;
 694         } while (cur_pos < sbi->blocks_per_seg);
 695
 696         if (unlikely(GET_SIT_VBLOCKS(raw_sit) != valid_blocks)) {
 697                 f2fs_err(sbi, "Mismatch valid blocks %d vs. %d",
 698                          GET_SIT_VBLOCKS(raw_sit), valid_blocks);
 699                 set_sbi_flag(sbi, SBI_NEED_FSCK);
 700                 return -EFSCORRUPTED;
 701         }
 702
 703         /* check segment usage, and check boundary of a given segment number */
 704         if (unlikely(GET_SIT_VBLOCKS(raw_sit) > sbi->blocks_per_seg
 705                                         || segno > TOTAL_SEGS(sbi) - 1)) {
 706                 f2fs_err(sbi, "Wrong valid blocks %d or segno %u",
 707                          GET_SIT_VBLOCKS(raw_sit), segno);
 708                 set_sbi_flag(sbi, SBI_NEED_FSCK);
 709                 return -EFSCORRUPTED;
 710         }
 711         return 0;
 712 }
 713
 714 static inline pgoff_t current_sit_addr(struct f2fs_sb_info *sbi,
 715                                                 unsigned int start)
 716 {
 717         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 718         unsigned int offset = SIT_BLOCK_OFFSET(start);
 719         block_t blk_addr = sit_i->sit_base_addr + offset;
 720
 721         check_seg_range(sbi, start);
 722
 723 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 724         if (f2fs_test_bit(offset, sit_i->sit_bitmap) !=
 725                         f2fs_test_bit(offset, sit_i->sit_bitmap_mir))
 726                 f2fs_bug_on(sbi, 1);
 727 #endif
 728
 729         /* calculate sit block address */
 730         if (f2fs_test_bit(offset, sit_i->sit_bitmap))
 731                 blk_addr += sit_i->sit_blocks;
 732
 733         return blk_addr;
 734 }
 735
 736 static inline pgoff_t next_sit_addr(struct f2fs_sb_info *sbi,
 737                                                 pgoff_t block_addr)
 738 {
 739         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 740         block_addr -= sit_i->sit_base_addr;
 741         if (block_addr < sit_i->sit_blocks)
 742                 block_addr += sit_i->sit_blocks;
 743         else
 744                 block_addr -= sit_i->sit_blocks;
 745
 746         return block_addr + sit_i->sit_base_addr;
 747 }
 748
 749 static inline void set_to_next_sit(struct sit_info *sit_i, unsigned int start)
 750 {
 751         unsigned int block_off = SIT_BLOCK_OFFSET(start);
 752
 753         f2fs_change_bit(block_off, sit_i->sit_bitmap);
 754 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 755         f2fs_change_bit(block_off, sit_i->sit_bitmap_mir);
 756 #endif
 757 }
 758
 759 static inline unsigned long long get_mtime(struct f2fs_sb_info *sbi,
 760                                                 bool base_time)
 761 {
 762         struct sit_info *sit_i = SIT_I(sbi);
 763         time64_t diff, now = ktime_get_boottime_seconds();
 764
 765         if (now >= sit_i->mounted_time)
 766                 return sit_i->elapsed_time + now - sit_i->mounted_time;
 767
 768         /* system time is set to the past */
 769         if (!base_time) {
 770                 diff = sit_i->mounted_time - now;
 771                 if (sit_i->elapsed_time >= diff)
 772                         return sit_i->elapsed_time - diff;
 773                 return 0;
 774         }
 775         return sit_i->elapsed_time;
 776 }
 777
 778 static inline void set_summary(struct f2fs_summary *sum, nid_t nid,
 779                         unsigned int ofs_in_node, unsigned char version)
 780 {
 781         sum->nid = cpu_to_le32(nid);
 782         sum->ofs_in_node = cpu_to_le16(ofs_in_node);
 783         sum->version = version;
 784 }
 785
 786 static inline block_t start_sum_block(struct f2fs_sb_info *sbi)
 787 {
 788         return __start_cp_addr(sbi) +
 789                 le32_to_cpu(F2FS_CKPT(sbi)->cp_pack_start_sum);
 790 }
 791
 792 static inline block_t sum_blk_addr(struct f2fs_sb_info *sbi, int base, int type)
 793 {
 794         return __start_cp_addr(sbi) +
 795                 le32_to_cpu(F2FS_CKPT(sbi)->cp_pack_total_block_count)
 796                                 - (base + 1) + type;
 797 }
 798
 799 static inline bool sec_usage_check(struct f2fs_sb_info *sbi, unsigned int secno)
 800 {
 801         if (IS_CURSEC(sbi, secno) || (sbi->cur_victim_sec == secno))
 802                 return true;
 803         return false;
 804 }
 805
 806 /*
 807  * It is very important to gather dirty pages and write at once, so that we can
 808  * submit a big bio without interfering other data writes.
 809  * By default, 512 pages for directory data,
 810  * 512 pages (2MB) * 8 for nodes, and
 811  * 256 pages * 8 for meta are set.
 812  */
 813 static inline int nr_pages_to_skip(struct f2fs_sb_info *sbi, int type)
 814 {
 815         if (sbi->sb->s_bdi->wb.dirty_exceeded)
 816                 return 0;
 817
 818         if (type == DATA)
 819                 return sbi->blocks_per_seg;
 820         else if (type == NODE)
 821                 return 8 * sbi->blocks_per_seg;
 822         else if (type == META)
 823                 return 8 * BIO_MAX_PAGES;
 824         else
 825                 return 0;
 826 }
 827
 828 /*
 829  * When writing pages, it'd better align nr_to_write for segment size.
 830  */
 831 static inline long nr_pages_to_write(struct f2fs_sb_info *sbi, int type,
 832                                         struct writeback_control *wbc)
 833 {
 834         long nr_to_write, desired;
 835
 836         if (wbc->sync_mode != WB_SYNC_NONE)
 837                 return 0;
 838
 839         nr_to_write = wbc->nr_to_write;
 840         desired = BIO_MAX_PAGES;
 841         if (type == NODE)
 842                 desired <<= 1;
 843
 844         wbc->nr_to_write = desired;
 845         return desired - nr_to_write;
 846 }
 847
 848 static inline void wake_up_discard_thread(struct f2fs_sb_info *sbi, bool force)
 849 {
 850         struct discard_cmd_control *dcc = SM_I(sbi)->dcc_info;
 851         bool wakeup = false;
 852         int i;
 853
 854         if (force)
 855                 goto wake_up;
 856
 857         mutex_lock(&dcc->cmd_lock);
 858         for (i = MAX_PLIST_NUM - 1; i >= 0; i--) {
 859                 if (i + 1 < dcc->discard_granularity)
 860                         break;
 861                 if (!list_empty(&dcc->pend_list[i])) {
 862                         wakeup = true;
 863                         break;
 864                 }
 865         }
 866         mutex_unlock(&dcc->cmd_lock);
 867         if (!wakeup || !is_idle(sbi, DISCARD_TIME))
 868                 return;
 869 wake_up:
 870         dcc->discard_wake = 1;
 871         wake_up_interruptible_all(&dcc->discard_wait_queue);
 872 }