fs/f2fs/node.h

   1 /*
   2  * fs/f2fs/node.h
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012 Samsung Electronics Co., Ltd.
   5  *             http://www.samsung.com/
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  */
  11 /* start node id of a node block dedicated to the given node id */
  12 #define START_NID(nid) (((nid) / NAT_ENTRY_PER_BLOCK) * NAT_ENTRY_PER_BLOCK)
  13
  14 /* node block offset on the NAT area dedicated to the given start node id */
  15 #define NAT_BLOCK_OFFSET(start_nid) ((start_nid) / NAT_ENTRY_PER_BLOCK)
  16
  17 /* # of pages to perform synchronous readahead before building free nids */
  18 #define FREE_NID_PAGES  8
  19 #define MAX_FREE_NIDS   (NAT_ENTRY_PER_BLOCK * FREE_NID_PAGES)
  20
  21 #define DEF_RA_NID_PAGES        0       /* # of nid pages to be readaheaded */
  22
  23 /* maximum readahead size for node during getting data blocks */
  24 #define MAX_RA_NODE             128
  25
  26 /* control the memory footprint threshold (10MB per 1GB ram) */
  27 #define DEF_RAM_THRESHOLD       1
  28
  29 /* control dirty nats ratio threshold (default: 10% over max nid count) */
  30 #define DEF_DIRTY_NAT_RATIO_THRESHOLD           10
  31 /* control total # of nats */
  32 #define DEF_NAT_CACHE_THRESHOLD                 100000
  33
  34 /* vector size for gang look-up from nat cache that consists of radix tree */
  35 #define NATVEC_SIZE     64
  36 #define SETVEC_SIZE     32
  37
  38 /* return value for read_node_page */
  39 #define LOCKED_PAGE     1
  40
  41 /* For flag in struct node_info */
  42 enum {
  43         IS_CHECKPOINTED,        /* is it checkpointed before? */
  44         HAS_FSYNCED_INODE,      /* is the inode fsynced before? */
  45         HAS_LAST_FSYNC,         /* has the latest node fsync mark? */
  46         IS_DIRTY,               /* this nat entry is dirty? */
  47 };
  48
  49 /*
  50  * For node information
  51  */
  52 struct node_info {
  53         nid_t nid;              /* node id */
  54         nid_t ino;              /* inode number of the node's owner */
  55         block_t blk_addr;       /* block address of the node */
  56         unsigned char version;  /* version of the node */
  57         unsigned char flag;     /* for node information bits */
  58 };
  59
  60 struct nat_entry {
  61         struct list_head list;  /* for clean or dirty nat list */
  62         struct node_info ni;    /* in-memory node information */
  63 };
  64
  65 #define nat_get_nid(nat)                ((nat)->ni.nid)
  66 #define nat_set_nid(nat, n)             ((nat)->ni.nid = (n))
  67 #define nat_get_blkaddr(nat)            ((nat)->ni.blk_addr)
  68 #define nat_set_blkaddr(nat, b)         ((nat)->ni.blk_addr = (b))
  69 #define nat_get_ino(nat)                ((nat)->ni.ino)
  70 #define nat_set_ino(nat, i)             ((nat)->ni.ino = (i))
  71 #define nat_get_version(nat)            ((nat)->ni.version)
  72 #define nat_set_version(nat, v)         ((nat)->ni.version = (v))
  73
  74 #define inc_node_version(version)       (++(version))
  75
  76 static inline void copy_node_info(struct node_info *dst,
  77                                                 struct node_info *src)
  78 {
  79         dst->nid = src->nid;
  80         dst->ino = src->ino;
  81         dst->blk_addr = src->blk_addr;
  82         dst->version = src->version;
  83         /* should not copy flag here */
  84 }
  85
  86 static inline void set_nat_flag(struct nat_entry *ne,
  87                                 unsigned int type, bool set)
  88 {
  89         unsigned char mask = 0x01 << type;
  90         if (set)
  91                 ne->ni.flag |= mask;
  92         else
  93                 ne->ni.flag &= ~mask;
  94 }
  95
  96 static inline bool get_nat_flag(struct nat_entry *ne, unsigned int type)
  97 {
  98         unsigned char mask = 0x01 << type;
  99         return ne->ni.flag & mask;
 100 }
 101
 102 static inline void nat_reset_flag(struct nat_entry *ne)
 103 {
 104         /* these states can be set only after checkpoint was done */
 105         set_nat_flag(ne, IS_CHECKPOINTED, true);
 106         set_nat_flag(ne, HAS_FSYNCED_INODE, false);
 107         set_nat_flag(ne, HAS_LAST_FSYNC, true);
 108 }
 109
 110 static inline void node_info_from_raw_nat(struct node_info *ni,
 111                                                 struct f2fs_nat_entry *raw_ne)
 112 {
 113         ni->ino = le32_to_cpu(raw_ne->ino);
 114         ni->blk_addr = le32_to_cpu(raw_ne->block_addr);
 115         ni->version = raw_ne->version;
 116 }
 117
 118 static inline void raw_nat_from_node_info(struct f2fs_nat_entry *raw_ne,
 119                                                 struct node_info *ni)
 120 {
 121         raw_ne->ino = cpu_to_le32(ni->ino);
 122         raw_ne->block_addr = cpu_to_le32(ni->blk_addr);
 123         raw_ne->version = ni->version;
 124 }
 125
 126 static inline bool excess_dirty_nats(struct f2fs_sb_info *sbi)
 127 {
 128         return NM_I(sbi)->dirty_nat_cnt >= NM_I(sbi)->max_nid *
 129                                         NM_I(sbi)->dirty_nats_ratio / 100;
 130 }
 131
 132 static inline bool excess_cached_nats(struct f2fs_sb_info *sbi)
 133 {
 134         return NM_I(sbi)->nat_cnt >= DEF_NAT_CACHE_THRESHOLD;
 135 }
 136
 137 enum mem_type {
 138         FREE_NIDS,      /* indicates the free nid list */
 139         NAT_ENTRIES,    /* indicates the cached nat entry */
 140         DIRTY_DENTS,    /* indicates dirty dentry pages */
 141         INO_ENTRIES,    /* indicates inode entries */
 142         EXTENT_CACHE,   /* indicates extent cache */
 143         BASE_CHECK,     /* check kernel status */
 144 };
 145
 146 struct nat_entry_set {
 147         struct list_head set_list;      /* link with other nat sets */
 148         struct list_head entry_list;    /* link with dirty nat entries */
 149         nid_t set;                      /* set number*/
 150         unsigned int entry_cnt;         /* the # of nat entries in set */
 151 };
 152
 153 /*
 154  * For free nid mangement
 155  */
 156 enum nid_state {
 157         NID_NEW,        /* newly added to free nid list */
 158         NID_ALLOC       /* it is allocated */
 159 };
 160
 161 struct free_nid {
 162         struct list_head list;  /* for free node id list */
 163         nid_t nid;              /* node id */
 164         int state;              /* in use or not: NID_NEW or NID_ALLOC */
 165 };
 166
 167 static inline void next_free_nid(struct f2fs_sb_info *sbi, nid_t *nid)
 168 {
 169         struct f2fs_nm_info *nm_i = NM_I(sbi);
 170         struct free_nid *fnid;
 171
 172         spin_lock(&nm_i->nid_list_lock);
 173         if (nm_i->nid_cnt[FREE_NID_LIST] <= 0) {
 174                 spin_unlock(&nm_i->nid_list_lock);
 175                 return;
 176         }
 177         fnid = list_first_entry(&nm_i->nid_list[FREE_NID_LIST],
 178                                                 struct free_nid, list);
 179         *nid = fnid->nid;
 180         spin_unlock(&nm_i->nid_list_lock);
 181 }
 182
 183 /*
 184  * inline functions
 185  */
 186 static inline void get_nat_bitmap(struct f2fs_sb_info *sbi, void *addr)
 187 {
 188         struct f2fs_nm_info *nm_i = NM_I(sbi);
 189
 190 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 191         if (memcmp(nm_i->nat_bitmap, nm_i->nat_bitmap_mir,
 192                                                 nm_i->bitmap_size))
 193                 f2fs_bug_on(sbi, 1);
 194 #endif
 195         memcpy(addr, nm_i->nat_bitmap, nm_i->bitmap_size);
 196 }
 197
 198 static inline pgoff_t current_nat_addr(struct f2fs_sb_info *sbi, nid_t start)
 199 {
 200         struct f2fs_nm_info *nm_i = NM_I(sbi);
 201         pgoff_t block_off;
 202         pgoff_t block_addr;
 203
 204         /*
 205          * block_off = segment_off * 512 + off_in_segment
 206          * OLD = (segment_off * 512) * 2 + off_in_segment
 207          * NEW = 2 * (segment_off * 512 + off_in_segment) - off_in_segment
 208          */
 209         block_off = NAT_BLOCK_OFFSET(start);
 210
 211         block_addr = (pgoff_t)(nm_i->nat_blkaddr +
 212                 (block_off << 1) -
 213                 (block_off & (sbi->blocks_per_seg - 1)));
 214
 215         if (f2fs_test_bit(block_off, nm_i->nat_bitmap))
 216                 block_addr += sbi->blocks_per_seg;
 217
 218         return block_addr;
 219 }
 220
 221 static inline pgoff_t next_nat_addr(struct f2fs_sb_info *sbi,
 222                                                 pgoff_t block_addr)
 223 {
 224         struct f2fs_nm_info *nm_i = NM_I(sbi);
 225
 226         block_addr -= nm_i->nat_blkaddr;
 227         if ((block_addr >> sbi->log_blocks_per_seg) % 2)
 228                 block_addr -= sbi->blocks_per_seg;
 229         else
 230                 block_addr += sbi->blocks_per_seg;
 231
 232         return block_addr + nm_i->nat_blkaddr;
 233 }
 234
 235 static inline void set_to_next_nat(struct f2fs_nm_info *nm_i, nid_t start_nid)
 236 {
 237         unsigned int block_off = NAT_BLOCK_OFFSET(start_nid);
 238
 239         f2fs_change_bit(block_off, nm_i->nat_bitmap);
 240 #ifdef CONFIG_F2FS_CHECK_FS
 241         f2fs_change_bit(block_off, nm_i->nat_bitmap_mir);
 242 #endif
 243 }
 244
 245 static inline nid_t ino_of_node(struct page *node_page)
 246 {
 247         struct f2fs_node *rn = F2FS_NODE(node_page);
 248         return le32_to_cpu(rn->footer.ino);
 249 }
 250
 251 static inline nid_t nid_of_node(struct page *node_page)
 252 {
 253         struct f2fs_node *rn = F2FS_NODE(node_page);
 254         return le32_to_cpu(rn->footer.nid);
 255 }
 256
 257 static inline unsigned int ofs_of_node(struct page *node_page)
 258 {
 259         struct f2fs_node *rn = F2FS_NODE(node_page);
 260         unsigned flag = le32_to_cpu(rn->footer.flag);
 261         return flag >> OFFSET_BIT_SHIFT;
 262 }
 263
 264 static inline __u64 cpver_of_node(struct page *node_page)
 265 {
 266         struct f2fs_node *rn = F2FS_NODE(node_page);
 267         return le64_to_cpu(rn->footer.cp_ver);
 268 }
 269
 270 static inline block_t next_blkaddr_of_node(struct page *node_page)
 271 {
 272         struct f2fs_node *rn = F2FS_NODE(node_page);
 273         return le32_to_cpu(rn->footer.next_blkaddr);
 274 }
 275
 276 static inline void fill_node_footer(struct page *page, nid_t nid,
 277                                 nid_t ino, unsigned int ofs, bool reset)
 278 {
 279         struct f2fs_node *rn = F2FS_NODE(page);
 280         unsigned int old_flag = 0;
 281
 282         if (reset)
 283                 memset(rn, 0, sizeof(*rn));
 284         else
 285                 old_flag = le32_to_cpu(rn->footer.flag);
 286
 287         rn->footer.nid = cpu_to_le32(nid);
 288         rn->footer.ino = cpu_to_le32(ino);
 289
 290         /* should remain old flag bits such as COLD_BIT_SHIFT */
 291         rn->footer.flag = cpu_to_le32((ofs << OFFSET_BIT_SHIFT) |
 292                                         (old_flag & OFFSET_BIT_MASK));
 293 }
 294
 295 static inline void copy_node_footer(struct page *dst, struct page *src)
 296 {
 297         struct f2fs_node *src_rn = F2FS_NODE(src);
 298         struct f2fs_node *dst_rn = F2FS_NODE(dst);
 299         memcpy(&dst_rn->footer, &src_rn->footer, sizeof(struct node_footer));
 300 }
 301
 302 static inline void fill_node_footer_blkaddr(struct page *page, block_t blkaddr)
 303 {
 304         struct f2fs_checkpoint *ckpt = F2FS_CKPT(F2FS_P_SB(page));
 305         struct f2fs_node *rn = F2FS_NODE(page);
 306         __u64 cp_ver = cur_cp_version(ckpt);
 307
 308         if (__is_set_ckpt_flags(ckpt, CP_CRC_RECOVERY_FLAG))
 309                 cp_ver |= (cur_cp_crc(ckpt) << 32);
 310
 311         rn->footer.cp_ver = cpu_to_le64(cp_ver);
 312         rn->footer.next_blkaddr = cpu_to_le32(blkaddr);
 313 }
 314
 315 static inline bool is_recoverable_dnode(struct page *page)
 316 {
 317         struct f2fs_checkpoint *ckpt = F2FS_CKPT(F2FS_P_SB(page));
 318         __u64 cp_ver = cur_cp_version(ckpt);
 319
 320         if (__is_set_ckpt_flags(ckpt, CP_CRC_RECOVERY_FLAG))
 321                 cp_ver |= (cur_cp_crc(ckpt) << 32);
 322
 323         return cp_ver == cpver_of_node(page);
 324 }
 325
 326 /*
 327  * f2fs assigns the following node offsets described as (num).
 328  * N = NIDS_PER_BLOCK
 329  *
 330  *  Inode block (0)
 331  *    |- direct node (1)
 332  *    |- direct node (2)
 333  *    |- indirect node (3)
 334  *    |            `- direct node (4 => 4 + N - 1)
 335  *    |- indirect node (4 + N)
 336  *    |            `- direct node (5 + N => 5 + 2N - 1)
 337  *    `- double indirect node (5 + 2N)
 338  *                 `- indirect node (6 + 2N)
 339  *                       `- direct node
 340  *                 ......
 341  *                 `- indirect node ((6 + 2N) + x(N + 1))
 342  *                       `- direct node
 343  *                 ......
 344  *                 `- indirect node ((6 + 2N) + (N - 1)(N + 1))
 345  *                       `- direct node
 346  */
 347 static inline bool IS_DNODE(struct page *node_page)
 348 {
 349         unsigned int ofs = ofs_of_node(node_page);
 350
 351         if (f2fs_has_xattr_block(ofs))
 352                 return true;
 353
 354         if (ofs == 3 || ofs == 4 + NIDS_PER_BLOCK ||
 355                         ofs == 5 + 2 * NIDS_PER_BLOCK)
 356                 return false;
 357         if (ofs >= 6 + 2 * NIDS_PER_BLOCK) {
 358                 ofs -= 6 + 2 * NIDS_PER_BLOCK;
 359                 if (!((long int)ofs % (NIDS_PER_BLOCK + 1)))
 360                         return false;
 361         }
 362         return true;
 363 }
 364
 365 static inline int set_nid(struct page *p, int off, nid_t nid, bool i)
 366 {
 367         struct f2fs_node *rn = F2FS_NODE(p);
 368
 369         f2fs_wait_on_page_writeback(p, NODE, true);
 370
 371         if (i)
 372                 rn->i.i_nid[off - NODE_DIR1_BLOCK] = cpu_to_le32(nid);
 373         else
 374                 rn->in.nid[off] = cpu_to_le32(nid);
 375         return set_page_dirty(p);
 376 }
 377
 378 static inline nid_t get_nid(struct page *p, int off, bool i)
 379 {
 380         struct f2fs_node *rn = F2FS_NODE(p);
 381
 382         if (i)
 383                 return le32_to_cpu(rn->i.i_nid[off - NODE_DIR1_BLOCK]);
 384         return le32_to_cpu(rn->in.nid[off]);
 385 }
 386
 387 /*
 388  * Coldness identification:
 389  *  - Mark cold files in f2fs_inode_info
 390  *  - Mark cold node blocks in their node footer
 391  *  - Mark cold data pages in page cache
 392  */
 393 static inline int is_cold_data(struct page *page)
 394 {
 395         return PageChecked(page);
 396 }
 397
 398 static inline void set_cold_data(struct page *page)
 399 {
 400         SetPageChecked(page);
 401 }
 402
 403 static inline void clear_cold_data(struct page *page)
 404 {
 405         ClearPageChecked(page);
 406 }
 407
 408 static inline int is_node(struct page *page, int type)
 409 {
 410         struct f2fs_node *rn = F2FS_NODE(page);
 411         return le32_to_cpu(rn->footer.flag) & (1 << type);
 412 }
 413
 414 #define is_cold_node(page)      is_node(page, COLD_BIT_SHIFT)
 415 #define is_fsync_dnode(page)    is_node(page, FSYNC_BIT_SHIFT)
 416 #define is_dent_dnode(page)     is_node(page, DENT_BIT_SHIFT)
 417
 418 static inline int is_inline_node(struct page *page)
 419 {
 420         return PageChecked(page);
 421 }
 422
 423 static inline void set_inline_node(struct page *page)
 424 {
 425         SetPageChecked(page);
 426 }
 427
 428 static inline void clear_inline_node(struct page *page)
 429 {
 430         ClearPageChecked(page);
 431 }
 432
 433 static inline void set_cold_node(struct inode *inode, struct page *page)
 434 {
 435         struct f2fs_node *rn = F2FS_NODE(page);
 436         unsigned int flag = le32_to_cpu(rn->footer.flag);
 437
 438         if (S_ISDIR(inode->i_mode))
 439                 flag &= ~(0x1 << COLD_BIT_SHIFT);
 440         else
 441                 flag |= (0x1 << COLD_BIT_SHIFT);
 442         rn->footer.flag = cpu_to_le32(flag);
 443 }
 444
 445 static inline void set_mark(struct page *page, int mark, int type)
 446 {
 447         struct f2fs_node *rn = F2FS_NODE(page);
 448         unsigned int flag = le32_to_cpu(rn->footer.flag);
 449         if (mark)
 450                 flag |= (0x1 << type);
 451         else
 452                 flag &= ~(0x1 << type);
 453         rn->footer.flag = cpu_to_le32(flag);
 454 }
 455 #define set_dentry_mark(page, mark)     set_mark(page, mark, DENT_BIT_SHIFT)
 456 #define set_fsync_mark(page, mark)      set_mark(page, mark, FSYNC_BIT_SHIFT)