fs/ext4/extents_status.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  *  fs/ext4/extents_status.c
   4  *
   5  * Written by Yongqiang Yang <xiaoqiangnk@gmail.com>
   6  * Modified by
   7  *      Allison Henderson <achender@linux.vnet.ibm.com>
   8  *      Hugh Dickins <hughd@google.com>
   9  *      Zheng Liu <wenqing.lz@taobao.com>
  10  *
  11  * Ext4 extents status tree core functions.
  12  */
  13 #include <linux/list_sort.h>
  14 #include <linux/proc_fs.h>
  15 #include <linux/seq_file.h>
  16 #include "ext4.h"
  17
  18 #include <trace/events/ext4.h>
  19
  20 /*
  21  * According to previous discussion in Ext4 Developer Workshop, we
  22  * will introduce a new structure called io tree to track all extent
  23  * status in order to solve some problems that we have met
  24  * (e.g. Reservation space warning), and provide extent-level locking.
  25  * Delay extent tree is the first step to achieve this goal.  It is
  26  * original built by Yongqiang Yang.  At that time it is called delay
  27  * extent tree, whose goal is only track delayed extents in memory to
  28  * simplify the implementation of fiemap and bigalloc, and introduce
  29  * lseek SEEK_DATA/SEEK_HOLE support.  That is why it is still called
  30  * delay extent tree at the first commit.  But for better understand
  31  * what it does, it has been rename to extent status tree.
  32  *
  33  * Step1:
  34  * Currently the first step has been done.  All delayed extents are
  35  * tracked in the tree.  It maintains the delayed extent when a delayed
  36  * allocation is issued, and the delayed extent is written out or
  37  * invalidated.  Therefore the implementation of fiemap and bigalloc
  38  * are simplified, and SEEK_DATA/SEEK_HOLE are introduced.
  39  *
  40  * The following comment describes the implemenmtation of extent
  41  * status tree and future works.
  42  *
  43  * Step2:
  44  * In this step all extent status are tracked by extent status tree.
  45  * Thus, we can first try to lookup a block mapping in this tree before
  46  * finding it in extent tree.  Hence, single extent cache can be removed
  47  * because extent status tree can do a better job.  Extents in status
  48  * tree are loaded on-demand.  Therefore, the extent status tree may not
  49  * contain all of the extents in a file.  Meanwhile we define a shrinker
  50  * to reclaim memory from extent status tree because fragmented extent
  51  * tree will make status tree cost too much memory.  written/unwritten/-
  52  * hole extents in the tree will be reclaimed by this shrinker when we
  53  * are under high memory pressure.  Delayed extents will not be
  54  * reclimed because fiemap, bigalloc, and seek_data/hole need it.
  55  */
  56
  57 /*
  58  * Extent status tree implementation for ext4.
  59  *
  60  *
  61  * ==========================================================================
  62  * Extent status tree tracks all extent status.
  63  *
  64  * 1. Why we need to implement extent status tree?
  65  *
  66  * Without extent status tree, ext4 identifies a delayed extent by looking
  67  * up page cache, this has several deficiencies - complicated, buggy,
  68  * and inefficient code.
  69  *
  70  * FIEMAP, SEEK_HOLE/DATA, bigalloc, and writeout all need to know if a
  71  * block or a range of blocks are belonged to a delayed extent.
  72  *
  73  * Let us have a look at how they do without extent status tree.
  74  *   -- FIEMAP
  75  *      FIEMAP looks up page cache to identify delayed allocations from holes.
  76  *
  77  *   -- SEEK_HOLE/DATA
  78  *      SEEK_HOLE/DATA has the same problem as FIEMAP.
  79  *
  80  *   -- bigalloc
  81  *      bigalloc looks up page cache to figure out if a block is
  82  *      already under delayed allocation or not to determine whether
  83  *      quota reserving is needed for the cluster.
  84  *
  85  *   -- writeout
  86  *      Writeout looks up whole page cache to see if a buffer is
  87  *      mapped, If there are not very many delayed buffers, then it is
  88  *      time consuming.
  89  *
  90  * With extent status tree implementation, FIEMAP, SEEK_HOLE/DATA,
  91  * bigalloc and writeout can figure out if a block or a range of
  92  * blocks is under delayed allocation(belonged to a delayed extent) or
  93  * not by searching the extent tree.
  94  *
  95  *
  96  * ==========================================================================
  97  * 2. Ext4 extent status tree impelmentation
  98  *
  99  *   -- extent
 100  *      A extent is a range of blocks which are contiguous logically and
 101  *      physically.  Unlike extent in extent tree, this extent in ext4 is
 102  *      a in-memory struct, there is no corresponding on-disk data.  There
 103  *      is no limit on length of extent, so an extent can contain as many
 104  *      blocks as they are contiguous logically and physically.
 105  *
 106  *   -- extent status tree
 107  *      Every inode has an extent status tree and all allocation blocks
 108  *      are added to the tree with different status.  The extent in the
 109  *      tree are ordered by logical block no.
 110  *
 111  *   -- operations on a extent status tree
 112  *      There are three important operations on a delayed extent tree: find
 113  *      next extent, adding a extent(a range of blocks) and removing a extent.
 114  *
 115  *   -- race on a extent status tree
 116  *      Extent status tree is protected by inode->i_es_lock.
 117  *
 118  *   -- memory consumption
 119  *      Fragmented extent tree will make extent status tree cost too much
 120  *      memory.  Hence, we will reclaim written/unwritten/hole extents from
 121  *      the tree under a heavy memory pressure.
 122  *
 123  *
 124  * ==========================================================================
 125  * 3. Performance analysis
 126  *
 127  *   -- overhead
 128  *      1. There is a cache extent for write access, so if writes are
 129  *      not very random, adding space operaions are in O(1) time.
 130  *
 131  *   -- gain
 132  *      2. Code is much simpler, more readable, more maintainable and
 133  *      more efficient.
 134  *
 135  *
 136  * ==========================================================================
 137  * 4. TODO list
 138  *
 139  *   -- Refactor delayed space reservation
 140  *
 141  *   -- Extent-level locking
 142  */
 143
 144 static struct kmem_cache *ext4_es_cachep;
 145 static struct kmem_cache *ext4_pending_cachep;
 146
 147 static int __es_insert_extent(struct inode *inode, struct extent_status *newes,
 148                               struct extent_status *prealloc);
 149 static int __es_remove_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
 150                               ext4_lblk_t end, int *reserved,
 151                               struct extent_status *prealloc);
 152 static int es_reclaim_extents(struct ext4_inode_info *ei, int *nr_to_scan);
 153 static int __es_shrink(struct ext4_sb_info *sbi, int nr_to_scan,
 154                        struct ext4_inode_info *locked_ei);
 155 static void __revise_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
 156                              ext4_lblk_t len);
 157
 158 int __init ext4_init_es(void)
 159 {
 160         ext4_es_cachep = KMEM_CACHE(extent_status, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT);
 161         if (ext4_es_cachep == NULL)
 162                 return -ENOMEM;
 163         return 0;
 164 }
 165
 166 void ext4_exit_es(void)
 167 {
 168         kmem_cache_destroy(ext4_es_cachep);
 169 }
 170
 171 void ext4_es_init_tree(struct ext4_es_tree *tree)
 172 {
 173         tree->root = RB_ROOT;
 174         tree->cache_es = NULL;
 175 }
 176
 177 #ifdef ES_DEBUG__
 178 static void ext4_es_print_tree(struct inode *inode)
 179 {
 180         struct ext4_es_tree *tree;
 181         struct rb_node *node;
 182
 183         printk(KERN_DEBUG "status extents for inode %lu:", inode->i_ino);
 184         tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
 185         node = rb_first(&tree->root);
 186         while (node) {
 187                 struct extent_status *es;
 188                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
 189                 printk(KERN_DEBUG " [%u/%u) %llu %x",
 190                        es->es_lblk, es->es_len,
 191                        ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
 192                 node = rb_next(node);
 193         }
 194         printk(KERN_DEBUG "\n");
 195 }
 196 #else
 197 #define ext4_es_print_tree(inode)
 198 #endif
 199
 200 static inline ext4_lblk_t ext4_es_end(struct extent_status *es)
 201 {
 202         BUG_ON(es->es_lblk + es->es_len < es->es_lblk);
 203         return es->es_lblk + es->es_len - 1;
 204 }
 205
 206 /*
 207  * search through the tree for an delayed extent with a given offset.  If
 208  * it can't be found, try to find next extent.
 209  */
 210 static struct extent_status *__es_tree_search(struct rb_root *root,
 211                                               ext4_lblk_t lblk)
 212 {
 213         struct rb_node *node = root->rb_node;
 214         struct extent_status *es = NULL;
 215
 216         while (node) {
 217                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
 218                 if (lblk < es->es_lblk)
 219                         node = node->rb_left;
 220                 else if (lblk > ext4_es_end(es))
 221                         node = node->rb_right;
 222                 else
 223                         return es;
 224         }
 225
 226         if (es && lblk < es->es_lblk)
 227                 return es;
 228
 229         if (es && lblk > ext4_es_end(es)) {
 230                 node = rb_next(&es->rb_node);
 231                 return node ? rb_entry(node, struct extent_status, rb_node) :
 232                               NULL;
 233         }
 234
 235         return NULL;
 236 }
 237
 238 /*
 239  * ext4_es_find_extent_range - find extent with specified status within block
 240  *                             range or next extent following block range in
 241  *                             extents status tree
 242  *
 243  * @inode - file containing the range
 244  * @matching_fn - pointer to function that matches extents with desired status
 245  * @lblk - logical block defining start of range
 246  * @end - logical block defining end of range
 247  * @es - extent found, if any
 248  *
 249  * Find the first extent within the block range specified by @lblk and @end
 250  * in the extents status tree that satisfies @matching_fn.  If a match
 251  * is found, it's returned in @es.  If not, and a matching extent is found
 252  * beyond the block range, it's returned in @es.  If no match is found, an
 253  * extent is returned in @es whose es_lblk, es_len, and es_pblk components
 254  * are 0.
 255  */
 256 static void __es_find_extent_range(struct inode *inode,
 257                                    int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
 258                                    ext4_lblk_t lblk, ext4_lblk_t end,
 259                                    struct extent_status *es)
 260 {
 261         struct ext4_es_tree *tree = NULL;
 262         struct extent_status *es1 = NULL;
 263         struct rb_node *node;
 264
 265         WARN_ON(es == NULL);
 266         WARN_ON(end < lblk);
 267
 268         tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
 269
 270         /* see if the extent has been cached */
 271         es->es_lblk = es->es_len = es->es_pblk = 0;
 272         es1 = READ_ONCE(tree->cache_es);
 273         if (es1 && in_range(lblk, es1->es_lblk, es1->es_len)) {
 274                 es_debug("%u cached by [%u/%u) %llu %x\n",
 275                          lblk, es1->es_lblk, es1->es_len,
 276                          ext4_es_pblock(es1), ext4_es_status(es1));
 277                 goto out;
 278         }
 279
 280         es1 = __es_tree_search(&tree->root, lblk);
 281
 282 out:
 283         if (es1 && !matching_fn(es1)) {
 284                 while ((node = rb_next(&es1->rb_node)) != NULL) {
 285                         es1 = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
 286                         if (es1->es_lblk > end) {
 287                                 es1 = NULL;
 288                                 break;
 289                         }
 290                         if (matching_fn(es1))
 291                                 break;
 292                 }
 293         }
 294
 295         if (es1 && matching_fn(es1)) {
 296                 WRITE_ONCE(tree->cache_es, es1);
 297                 es->es_lblk = es1->es_lblk;
 298                 es->es_len = es1->es_len;
 299                 es->es_pblk = es1->es_pblk;
 300         }
 301
 302 }
 303
 304 /*
 305  * Locking for __es_find_extent_range() for external use
 306  */
 307 void ext4_es_find_extent_range(struct inode *inode,
 308                                int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
 309                                ext4_lblk_t lblk, ext4_lblk_t end,
 310                                struct extent_status *es)
 311 {
 312         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
 313                 return;
 314
 315         trace_ext4_es_find_extent_range_enter(inode, lblk);
 316
 317         read_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 318         __es_find_extent_range(inode, matching_fn, lblk, end, es);
 319         read_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 320
 321         trace_ext4_es_find_extent_range_exit(inode, es);
 322 }
 323
 324 /*
 325  * __es_scan_range - search block range for block with specified status
 326  *                   in extents status tree
 327  *
 328  * @inode - file containing the range
 329  * @matching_fn - pointer to function that matches extents with desired status
 330  * @lblk - logical block defining start of range
 331  * @end - logical block defining end of range
 332  *
 333  * Returns true if at least one block in the specified block range satisfies
 334  * the criterion specified by @matching_fn, and false if not.  If at least
 335  * one extent has the specified status, then there is at least one block
 336  * in the cluster with that status.  Should only be called by code that has
 337  * taken i_es_lock.
 338  */
 339 static bool __es_scan_range(struct inode *inode,
 340                             int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
 341                             ext4_lblk_t start, ext4_lblk_t end)
 342 {
 343         struct extent_status es;
 344
 345         __es_find_extent_range(inode, matching_fn, start, end, &es);
 346         if (es.es_len == 0)
 347                 return false;   /* no matching extent in the tree */
 348         else if (es.es_lblk <= start &&
 349                  start < es.es_lblk + es.es_len)
 350                 return true;
 351         else if (start <= es.es_lblk && es.es_lblk <= end)
 352                 return true;
 353         else
 354                 return false;
 355 }
 356 /*
 357  * Locking for __es_scan_range() for external use
 358  */
 359 bool ext4_es_scan_range(struct inode *inode,
 360                         int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
 361                         ext4_lblk_t lblk, ext4_lblk_t end)
 362 {
 363         bool ret;
 364
 365         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
 366                 return false;
 367
 368         read_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 369         ret = __es_scan_range(inode, matching_fn, lblk, end);
 370         read_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 371
 372         return ret;
 373 }
 374
 375 /*
 376  * __es_scan_clu - search cluster for block with specified status in
 377  *                 extents status tree
 378  *
 379  * @inode - file containing the cluster
 380  * @matching_fn - pointer to function that matches extents with desired status
 381  * @lblk - logical block in cluster to be searched
 382  *
 383  * Returns true if at least one extent in the cluster containing @lblk
 384  * satisfies the criterion specified by @matching_fn, and false if not.  If at
 385  * least one extent has the specified status, then there is at least one block
 386  * in the cluster with that status.  Should only be called by code that has
 387  * taken i_es_lock.
 388  */
 389 static bool __es_scan_clu(struct inode *inode,
 390                           int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
 391                           ext4_lblk_t lblk)
 392 {
 393         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
 394         ext4_lblk_t lblk_start, lblk_end;
 395
 396         lblk_start = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, lblk);
 397         lblk_end = lblk_start + sbi->s_cluster_ratio - 1;
 398
 399         return __es_scan_range(inode, matching_fn, lblk_start, lblk_end);
 400 }
 401
 402 /*
 403  * Locking for __es_scan_clu() for external use
 404  */
 405 bool ext4_es_scan_clu(struct inode *inode,
 406                       int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
 407                       ext4_lblk_t lblk)
 408 {
 409         bool ret;
 410
 411         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
 412                 return false;
 413
 414         read_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 415         ret = __es_scan_clu(inode, matching_fn, lblk);
 416         read_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 417
 418         return ret;
 419 }
 420
 421 static void ext4_es_list_add(struct inode *inode)
 422 {
 423         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
 424         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
 425
 426         if (!list_empty(&ei->i_es_list))
 427                 return;
 428
 429         spin_lock(&sbi->s_es_lock);
 430         if (list_empty(&ei->i_es_list)) {
 431                 list_add_tail(&ei->i_es_list, &sbi->s_es_list);
 432                 sbi->s_es_nr_inode++;
 433         }
 434         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
 435 }
 436
 437 static void ext4_es_list_del(struct inode *inode)
 438 {
 439         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
 440         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
 441
 442         spin_lock(&sbi->s_es_lock);
 443         if (!list_empty(&ei->i_es_list)) {
 444                 list_del_init(&ei->i_es_list);
 445                 sbi->s_es_nr_inode--;
 446                 WARN_ON_ONCE(sbi->s_es_nr_inode < 0);
 447         }
 448         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
 449 }
 450
 451 /*
 452  * Returns true if we cannot fail to allocate memory for this extent_status
 453  * entry and cannot reclaim it until its status changes.
 454  */
 455 static inline bool ext4_es_must_keep(struct extent_status *es)
 456 {
 457         /* fiemap, bigalloc, and seek_data/hole need to use it. */
 458         if (ext4_es_is_delayed(es))
 459                 return true;
 460
 461         return false;
 462 }
 463
 464 static inline struct extent_status *__es_alloc_extent(bool nofail)
 465 {
 466         if (!nofail)
 467                 return kmem_cache_alloc(ext4_es_cachep, GFP_ATOMIC);
 468
 469         return kmem_cache_zalloc(ext4_es_cachep, GFP_KERNEL | __GFP_NOFAIL);
 470 }
 471
 472 static void ext4_es_init_extent(struct inode *inode, struct extent_status *es,
 473                 ext4_lblk_t lblk, ext4_lblk_t len, ext4_fsblk_t pblk)
 474 {
 475         es->es_lblk = lblk;
 476         es->es_len = len;
 477         es->es_pblk = pblk;
 478
 479         /* We never try to reclaim a must kept extent, so we don't count it. */
 480         if (!ext4_es_must_keep(es)) {
 481                 if (!EXT4_I(inode)->i_es_shk_nr++)
 482                         ext4_es_list_add(inode);
 483                 percpu_counter_inc(&EXT4_SB(inode->i_sb)->
 484                                         s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
 485         }
 486
 487         EXT4_I(inode)->i_es_all_nr++;
 488         percpu_counter_inc(&EXT4_SB(inode->i_sb)->s_es_stats.es_stats_all_cnt);
 489 }
 490
 491 static inline void __es_free_extent(struct extent_status *es)
 492 {
 493         kmem_cache_free(ext4_es_cachep, es);
 494 }
 495
 496 static void ext4_es_free_extent(struct inode *inode, struct extent_status *es)
 497 {
 498         EXT4_I(inode)->i_es_all_nr--;
 499         percpu_counter_dec(&EXT4_SB(inode->i_sb)->s_es_stats.es_stats_all_cnt);
 500
 501         /* Decrease the shrink counter when we can reclaim the extent. */
 502         if (!ext4_es_must_keep(es)) {
 503                 BUG_ON(EXT4_I(inode)->i_es_shk_nr == 0);
 504                 if (!--EXT4_I(inode)->i_es_shk_nr)
 505                         ext4_es_list_del(inode);
 506                 percpu_counter_dec(&EXT4_SB(inode->i_sb)->
 507                                         s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
 508         }
 509
 510         __es_free_extent(es);
 511 }
 512
 513 /*
 514  * Check whether or not two extents can be merged
 515  * Condition:
 516  *  - logical block number is contiguous
 517  *  - physical block number is contiguous
 518  *  - status is equal
 519  */
 520 static int ext4_es_can_be_merged(struct extent_status *es1,
 521                                  struct extent_status *es2)
 522 {
 523         if (ext4_es_type(es1) != ext4_es_type(es2))
 524                 return 0;
 525
 526         if (((__u64) es1->es_len) + es2->es_len > EXT_MAX_BLOCKS) {
 527                 pr_warn("ES assertion failed when merging extents. "
 528                         "The sum of lengths of es1 (%d) and es2 (%d) "
 529                         "is bigger than allowed file size (%d)\n",
 530                         es1->es_len, es2->es_len, EXT_MAX_BLOCKS);
 531                 WARN_ON(1);
 532                 return 0;
 533         }
 534
 535         if (((__u64) es1->es_lblk) + es1->es_len != es2->es_lblk)
 536                 return 0;
 537
 538         if ((ext4_es_is_written(es1) || ext4_es_is_unwritten(es1)) &&
 539             (ext4_es_pblock(es1) + es1->es_len == ext4_es_pblock(es2)))
 540                 return 1;
 541
 542         if (ext4_es_is_hole(es1))
 543                 return 1;
 544
 545         /* we need to check delayed extent is without unwritten status */
 546         if (ext4_es_is_delayed(es1) && !ext4_es_is_unwritten(es1))
 547                 return 1;
 548
 549         return 0;
 550 }
 551
 552 static struct extent_status *
 553 ext4_es_try_to_merge_left(struct inode *inode, struct extent_status *es)
 554 {
 555         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
 556         struct extent_status *es1;
 557         struct rb_node *node;
 558
 559         node = rb_prev(&es->rb_node);
 560         if (!node)
 561                 return es;
 562
 563         es1 = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
 564         if (ext4_es_can_be_merged(es1, es)) {
 565                 es1->es_len += es->es_len;
 566                 if (ext4_es_is_referenced(es))
 567                         ext4_es_set_referenced(es1);
 568                 rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
 569                 ext4_es_free_extent(inode, es);
 570                 es = es1;
 571         }
 572
 573         return es;
 574 }
 575
 576 static struct extent_status *
 577 ext4_es_try_to_merge_right(struct inode *inode, struct extent_status *es)
 578 {
 579         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
 580         struct extent_status *es1;
 581         struct rb_node *node;
 582
 583         node = rb_next(&es->rb_node);
 584         if (!node)
 585                 return es;
 586
 587         es1 = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
 588         if (ext4_es_can_be_merged(es, es1)) {
 589                 es->es_len += es1->es_len;
 590                 if (ext4_es_is_referenced(es1))
 591                         ext4_es_set_referenced(es);
 592                 rb_erase(node, &tree->root);
 593                 ext4_es_free_extent(inode, es1);
 594         }
 595
 596         return es;
 597 }
 598
 599 #ifdef ES_AGGRESSIVE_TEST
 600 #include "ext4_extents.h"       /* Needed when ES_AGGRESSIVE_TEST is defined */
 601
 602 static void ext4_es_insert_extent_ext_check(struct inode *inode,
 603                                             struct extent_status *es)
 604 {
 605         struct ext4_ext_path *path = NULL;
 606         struct ext4_extent *ex;
 607         ext4_lblk_t ee_block;
 608         ext4_fsblk_t ee_start;
 609         unsigned short ee_len;
 610         int depth, ee_status, es_status;
 611
 612         path = ext4_find_extent(inode, es->es_lblk, NULL, EXT4_EX_NOCACHE);
 613         if (IS_ERR(path))
 614                 return;
 615
 616         depth = ext_depth(inode);
 617         ex = path[depth].p_ext;
 618
 619         if (ex) {
 620
 621                 ee_block = le32_to_cpu(ex->ee_block);
 622                 ee_start = ext4_ext_pblock(ex);
 623                 ee_len = ext4_ext_get_actual_len(ex);
 624
 625                 ee_status = ext4_ext_is_unwritten(ex) ? 1 : 0;
 626                 es_status = ext4_es_is_unwritten(es) ? 1 : 0;
 627
 628                 /*
 629                  * Make sure ex and es are not overlap when we try to insert
 630                  * a delayed/hole extent.
 631                  */
 632                 if (!ext4_es_is_written(es) && !ext4_es_is_unwritten(es)) {
 633                         if (in_range(es->es_lblk, ee_block, ee_len)) {
 634                                 pr_warn("ES insert assertion failed for "
 635                                         "inode: %lu we can find an extent "
 636                                         "at block [%d/%d/%llu/%c], but we "
 637                                         "want to add a delayed/hole extent "
 638                                         "[%d/%d/%llu/%x]\n",
 639                                         inode->i_ino, ee_block, ee_len,
 640                                         ee_start, ee_status ? 'u' : 'w',
 641                                         es->es_lblk, es->es_len,
 642                                         ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
 643                         }
 644                         goto out;
 645                 }
 646
 647                 /*
 648                  * We don't check ee_block == es->es_lblk, etc. because es
 649                  * might be a part of whole extent, vice versa.
 650                  */
 651                 if (es->es_lblk < ee_block ||
 652                     ext4_es_pblock(es) != ee_start + es->es_lblk - ee_block) {
 653                         pr_warn("ES insert assertion failed for inode: %lu "
 654                                 "ex_status [%d/%d/%llu/%c] != "
 655                                 "es_status [%d/%d/%llu/%c]\n", inode->i_ino,
 656                                 ee_block, ee_len, ee_start,
 657                                 ee_status ? 'u' : 'w', es->es_lblk, es->es_len,
 658                                 ext4_es_pblock(es), es_status ? 'u' : 'w');
 659                         goto out;
 660                 }
 661
 662                 if (ee_status ^ es_status) {
 663                         pr_warn("ES insert assertion failed for inode: %lu "
 664                                 "ex_status [%d/%d/%llu/%c] != "
 665                                 "es_status [%d/%d/%llu/%c]\n", inode->i_ino,
 666                                 ee_block, ee_len, ee_start,
 667                                 ee_status ? 'u' : 'w', es->es_lblk, es->es_len,
 668                                 ext4_es_pblock(es), es_status ? 'u' : 'w');
 669                 }
 670         } else {
 671                 /*
 672                  * We can't find an extent on disk.  So we need to make sure
 673                  * that we don't want to add an written/unwritten extent.
 674                  */
 675                 if (!ext4_es_is_delayed(es) && !ext4_es_is_hole(es)) {
 676                         pr_warn("ES insert assertion failed for inode: %lu "
 677                                 "can't find an extent at block %d but we want "
 678                                 "to add a written/unwritten extent "
 679                                 "[%d/%d/%llu/%x]\n", inode->i_ino,
 680                                 es->es_lblk, es->es_lblk, es->es_len,
 681                                 ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
 682                 }
 683         }
 684 out:
 685         ext4_free_ext_path(path);
 686 }
 687
 688 static void ext4_es_insert_extent_ind_check(struct inode *inode,
 689                                             struct extent_status *es)
 690 {
 691         struct ext4_map_blocks map;
 692         int retval;
 693
 694         /*
 695          * Here we call ext4_ind_map_blocks to lookup a block mapping because
 696          * 'Indirect' structure is defined in indirect.c.  So we couldn't
 697          * access direct/indirect tree from outside.  It is too dirty to define
 698          * this function in indirect.c file.
 699          */
 700
 701         map.m_lblk = es->es_lblk;
 702         map.m_len = es->es_len;
 703
 704         retval = ext4_ind_map_blocks(NULL, inode, &map, 0);
 705         if (retval > 0) {
 706                 if (ext4_es_is_delayed(es) || ext4_es_is_hole(es)) {
 707                         /*
 708                          * We want to add a delayed/hole extent but this
 709                          * block has been allocated.
 710                          */
 711                         pr_warn("ES insert assertion failed for inode: %lu "
 712                                 "We can find blocks but we want to add a "
 713                                 "delayed/hole extent [%d/%d/%llu/%x]\n",
 714                                 inode->i_ino, es->es_lblk, es->es_len,
 715                                 ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
 716                         return;
 717                 } else if (ext4_es_is_written(es)) {
 718                         if (retval != es->es_len) {
 719                                 pr_warn("ES insert assertion failed for "
 720                                         "inode: %lu retval %d != es_len %d\n",
 721                                         inode->i_ino, retval, es->es_len);
 722                                 return;
 723                         }
 724                         if (map.m_pblk != ext4_es_pblock(es)) {
 725                                 pr_warn("ES insert assertion failed for "
 726                                         "inode: %lu m_pblk %llu != "
 727                                         "es_pblk %llu\n",
 728                                         inode->i_ino, map.m_pblk,
 729                                         ext4_es_pblock(es));
 730                                 return;
 731                         }
 732                 } else {
 733                         /*
 734                          * We don't need to check unwritten extent because
 735                          * indirect-based file doesn't have it.
 736                          */
 737                         BUG();
 738                 }
 739         } else if (retval == 0) {
 740                 if (ext4_es_is_written(es)) {
 741                         pr_warn("ES insert assertion failed for inode: %lu "
 742                                 "We can't find the block but we want to add "
 743                                 "a written extent [%d/%d/%llu/%x]\n",
 744                                 inode->i_ino, es->es_lblk, es->es_len,
 745                                 ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
 746                         return;
 747                 }
 748         }
 749 }
 750
 751 static inline void ext4_es_insert_extent_check(struct inode *inode,
 752                                                struct extent_status *es)
 753 {
 754         /*
 755          * We don't need to worry about the race condition because
 756          * caller takes i_data_sem locking.
 757          */
 758         BUG_ON(!rwsem_is_locked(&EXT4_I(inode)->i_data_sem));
 759         if (ext4_test_inode_flag(inode, EXT4_INODE_EXTENTS))
 760                 ext4_es_insert_extent_ext_check(inode, es);
 761         else
 762                 ext4_es_insert_extent_ind_check(inode, es);
 763 }
 764 #else
 765 static inline void ext4_es_insert_extent_check(struct inode *inode,
 766                                                struct extent_status *es)
 767 {
 768 }
 769 #endif
 770
 771 static int __es_insert_extent(struct inode *inode, struct extent_status *newes,
 772                               struct extent_status *prealloc)
 773 {
 774         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
 775         struct rb_node **p = &tree->root.rb_node;
 776         struct rb_node *parent = NULL;
 777         struct extent_status *es;
 778
 779         while (*p) {
 780                 parent = *p;
 781                 es = rb_entry(parent, struct extent_status, rb_node);
 782
 783                 if (newes->es_lblk < es->es_lblk) {
 784                         if (ext4_es_can_be_merged(newes, es)) {
 785                                 /*
 786                                  * Here we can modify es_lblk directly
 787                                  * because it isn't overlapped.
 788                                  */
 789                                 es->es_lblk = newes->es_lblk;
 790                                 es->es_len += newes->es_len;
 791                                 if (ext4_es_is_written(es) ||
 792                                     ext4_es_is_unwritten(es))
 793                                         ext4_es_store_pblock(es,
 794                                                              newes->es_pblk);
 795                                 es = ext4_es_try_to_merge_left(inode, es);
 796                                 goto out;
 797                         }
 798                         p = &(*p)->rb_left;
 799                 } else if (newes->es_lblk > ext4_es_end(es)) {
 800                         if (ext4_es_can_be_merged(es, newes)) {
 801                                 es->es_len += newes->es_len;
 802                                 es = ext4_es_try_to_merge_right(inode, es);
 803                                 goto out;
 804                         }
 805                         p = &(*p)->rb_right;
 806                 } else {
 807                         BUG();
 808                         return -EINVAL;
 809                 }
 810         }
 811
 812         if (prealloc)
 813                 es = prealloc;
 814         else
 815                 es = __es_alloc_extent(false);
 816         if (!es)
 817                 return -ENOMEM;
 818         ext4_es_init_extent(inode, es, newes->es_lblk, newes->es_len,
 819                             newes->es_pblk);
 820
 821         rb_link_node(&es->rb_node, parent, p);
 822         rb_insert_color(&es->rb_node, &tree->root);
 823
 824 out:
 825         tree->cache_es = es;
 826         return 0;
 827 }
 828
 829 /*
 830  * ext4_es_insert_extent() adds information to an inode's extent
 831  * status tree.
 832  */
 833 void ext4_es_insert_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
 834                            ext4_lblk_t len, ext4_fsblk_t pblk,
 835                            unsigned int status)
 836 {
 837         struct extent_status newes;
 838         ext4_lblk_t end = lblk + len - 1;
 839         int err1 = 0;
 840         int err2 = 0;
 841         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
 842         struct extent_status *es1 = NULL;
 843         struct extent_status *es2 = NULL;
 844
 845         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
 846                 return;
 847
 848         es_debug("add [%u/%u) %llu %x to extent status tree of inode %lu\n",
 849                  lblk, len, pblk, status, inode->i_ino);
 850
 851         if (!len)
 852                 return;
 853
 854         BUG_ON(end < lblk);
 855
 856         if ((status & EXTENT_STATUS_DELAYED) &&
 857             (status & EXTENT_STATUS_WRITTEN)) {
 858                 ext4_warning(inode->i_sb, "Inserting extent [%u/%u] as "
 859                                 " delayed and written which can potentially "
 860                                 " cause data loss.", lblk, len);
 861                 WARN_ON(1);
 862         }
 863
 864         newes.es_lblk = lblk;
 865         newes.es_len = len;
 866         ext4_es_store_pblock_status(&newes, pblk, status);
 867         trace_ext4_es_insert_extent(inode, &newes);
 868
 869         ext4_es_insert_extent_check(inode, &newes);
 870
 871 retry:
 872         if (err1 && !es1)
 873                 es1 = __es_alloc_extent(true);
 874         if ((err1 || err2) && !es2)
 875                 es2 = __es_alloc_extent(true);
 876         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 877
 878         err1 = __es_remove_extent(inode, lblk, end, NULL, es1);
 879         if (err1 != 0)
 880                 goto error;
 881         /* Free preallocated extent if it didn't get used. */
 882         if (es1) {
 883                 if (!es1->es_len)
 884                         __es_free_extent(es1);
 885                 es1 = NULL;
 886         }
 887
 888         err2 = __es_insert_extent(inode, &newes, es2);
 889         if (err2 == -ENOMEM && !ext4_es_must_keep(&newes))
 890                 err2 = 0;
 891         if (err2 != 0)
 892                 goto error;
 893         /* Free preallocated extent if it didn't get used. */
 894         if (es2) {
 895                 if (!es2->es_len)
 896                         __es_free_extent(es2);
 897                 es2 = NULL;
 898         }
 899
 900         if (sbi->s_cluster_ratio > 1 && test_opt(inode->i_sb, DELALLOC) &&
 901             (status & EXTENT_STATUS_WRITTEN ||
 902              status & EXTENT_STATUS_UNWRITTEN))
 903                 __revise_pending(inode, lblk, len);
 904 error:
 905         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 906         if (err1 || err2)
 907                 goto retry;
 908
 909         ext4_es_print_tree(inode);
 910         return;
 911 }
 912
 913 /*
 914  * ext4_es_cache_extent() inserts information into the extent status
 915  * tree if and only if there isn't information about the range in
 916  * question already.
 917  */
 918 void ext4_es_cache_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
 919                           ext4_lblk_t len, ext4_fsblk_t pblk,
 920                           unsigned int status)
 921 {
 922         struct extent_status *es;
 923         struct extent_status newes;
 924         ext4_lblk_t end = lblk + len - 1;
 925
 926         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
 927                 return;
 928
 929         newes.es_lblk = lblk;
 930         newes.es_len = len;
 931         ext4_es_store_pblock_status(&newes, pblk, status);
 932         trace_ext4_es_cache_extent(inode, &newes);
 933
 934         if (!len)
 935                 return;
 936
 937         BUG_ON(end < lblk);
 938
 939         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 940
 941         es = __es_tree_search(&EXT4_I(inode)->i_es_tree.root, lblk);
 942         if (!es || es->es_lblk > end)
 943                 __es_insert_extent(inode, &newes, NULL);
 944         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 945 }
 946
 947 /*
 948  * ext4_es_lookup_extent() looks up an extent in extent status tree.
 949  *
 950  * ext4_es_lookup_extent is called by ext4_map_blocks/ext4_da_map_blocks.
 951  *
 952  * Return: 1 on found, 0 on not
 953  */
 954 int ext4_es_lookup_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
 955                           ext4_lblk_t *next_lblk,
 956                           struct extent_status *es)
 957 {
 958         struct ext4_es_tree *tree;
 959         struct ext4_es_stats *stats;
 960         struct extent_status *es1 = NULL;
 961         struct rb_node *node;
 962         int found = 0;
 963
 964         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
 965                 return 0;
 966
 967         trace_ext4_es_lookup_extent_enter(inode, lblk);
 968         es_debug("lookup extent in block %u\n", lblk);
 969
 970         tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
 971         read_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 972
 973         /* find extent in cache firstly */
 974         es->es_lblk = es->es_len = es->es_pblk = 0;
 975         es1 = READ_ONCE(tree->cache_es);
 976         if (es1 && in_range(lblk, es1->es_lblk, es1->es_len)) {
 977                 es_debug("%u cached by [%u/%u)\n",
 978                          lblk, es1->es_lblk, es1->es_len);
 979                 found = 1;
 980                 goto out;
 981         }
 982
 983         node = tree->root.rb_node;
 984         while (node) {
 985                 es1 = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
 986                 if (lblk < es1->es_lblk)
 987                         node = node->rb_left;
 988                 else if (lblk > ext4_es_end(es1))
 989                         node = node->rb_right;
 990                 else {
 991                         found = 1;
 992                         break;
 993                 }
 994         }
 995
 996 out:
 997         stats = &EXT4_SB(inode->i_sb)->s_es_stats;
 998         if (found) {
 999                 BUG_ON(!es1);
1000                 es->es_lblk = es1->es_lblk;
1001                 es->es_len = es1->es_len;
1002                 es->es_pblk = es1->es_pblk;
1003                 if (!ext4_es_is_referenced(es1))
1004                         ext4_es_set_referenced(es1);
1005                 percpu_counter_inc(&stats->es_stats_cache_hits);
1006                 if (next_lblk) {
1007                         node = rb_next(&es1->rb_node);
1008                         if (node) {
1009                                 es1 = rb_entry(node, struct extent_status,
1010                                                rb_node);
1011                                 *next_lblk = es1->es_lblk;
1012                         } else
1013                                 *next_lblk = 0;
1014                 }
1015         } else {
1016                 percpu_counter_inc(&stats->es_stats_cache_misses);
1017         }
1018
1019         read_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
1020
1021         trace_ext4_es_lookup_extent_exit(inode, es, found);
1022         return found;
1023 }
1024
1025 struct rsvd_count {
1026         int ndelonly;
1027         bool first_do_lblk_found;
1028         ext4_lblk_t first_do_lblk;
1029         ext4_lblk_t last_do_lblk;
1030         struct extent_status *left_es;
1031         bool partial;
1032         ext4_lblk_t lclu;
1033 };
1034
1035 /*
1036  * init_rsvd - initialize reserved count data before removing block range
1037  *             in file from extent status tree
1038  *
1039  * @inode - file containing range
1040  * @lblk - first block in range
1041  * @es - pointer to first extent in range
1042  * @rc - pointer to reserved count data
1043  *
1044  * Assumes es is not NULL
1045  */
1046 static void init_rsvd(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
1047                       struct extent_status *es, struct rsvd_count *rc)
1048 {
1049         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1050         struct rb_node *node;
1051
1052         rc->ndelonly = 0;
1053
1054         /*
1055          * for bigalloc, note the first delonly block in the range has not
1056          * been found, record the extent containing the block to the left of
1057          * the region to be removed, if any, and note that there's no partial
1058          * cluster to track
1059          */
1060         if (sbi->s_cluster_ratio > 1) {
1061                 rc->first_do_lblk_found = false;
1062                 if (lblk > es->es_lblk) {
1063                         rc->left_es = es;
1064                 } else {
1065                         node = rb_prev(&es->rb_node);
1066                         rc->left_es = node ? rb_entry(node,
1067                                                       struct extent_status,
1068                                                       rb_node) : NULL;
1069                 }
1070                 rc->partial = false;
1071         }
1072 }
1073
1074 /*
1075  * count_rsvd - count the clusters containing delayed and not unwritten
1076  *              (delonly) blocks in a range within an extent and add to
1077  *              the running tally in rsvd_count
1078  *
1079  * @inode - file containing extent
1080  * @lblk - first block in range
1081  * @len - length of range in blocks
1082  * @es - pointer to extent containing clusters to be counted
1083  * @rc - pointer to reserved count data
1084  *
1085  * Tracks partial clusters found at the beginning and end of extents so
1086  * they aren't overcounted when they span adjacent extents
1087  */
1088 static void count_rsvd(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk, long len,
1089                        struct extent_status *es, struct rsvd_count *rc)
1090 {
1091         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1092         ext4_lblk_t i, end, nclu;
1093
1094         if (!ext4_es_is_delonly(es))
1095                 return;
1096
1097         WARN_ON(len <= 0);
1098
1099         if (sbi->s_cluster_ratio == 1) {
1100                 rc->ndelonly += (int) len;
1101                 return;
1102         }
1103
1104         /* bigalloc */
1105
1106         i = (lblk < es->es_lblk) ? es->es_lblk : lblk;
1107         end = lblk + (ext4_lblk_t) len - 1;
1108         end = (end > ext4_es_end(es)) ? ext4_es_end(es) : end;
1109
1110         /* record the first block of the first delonly extent seen */
1111         if (!rc->first_do_lblk_found) {
1112                 rc->first_do_lblk = i;
1113                 rc->first_do_lblk_found = true;
1114         }
1115
1116         /* update the last lblk in the region seen so far */
1117         rc->last_do_lblk = end;
1118
1119         /*
1120          * if we're tracking a partial cluster and the current extent
1121          * doesn't start with it, count it and stop tracking
1122          */
1123         if (rc->partial && (rc->lclu != EXT4_B2C(sbi, i))) {
1124                 rc->ndelonly++;
1125                 rc->partial = false;
1126         }
1127
1128         /*
1129          * if the first cluster doesn't start on a cluster boundary but
1130          * ends on one, count it
1131          */
1132         if (EXT4_LBLK_COFF(sbi, i) != 0) {
1133                 if (end >= EXT4_LBLK_CFILL(sbi, i)) {
1134                         rc->ndelonly++;
1135                         rc->partial = false;
1136                         i = EXT4_LBLK_CFILL(sbi, i) + 1;
1137                 }
1138         }
1139
1140         /*
1141          * if the current cluster starts on a cluster boundary, count the
1142          * number of whole delonly clusters in the extent
1143          */
1144         if ((i + sbi->s_cluster_ratio - 1) <= end) {
1145                 nclu = (end - i + 1) >> sbi->s_cluster_bits;
1146                 rc->ndelonly += nclu;
1147                 i += nclu << sbi->s_cluster_bits;
1148         }
1149
1150         /*
1151          * start tracking a partial cluster if there's a partial at the end
1152          * of the current extent and we're not already tracking one
1153          */
1154         if (!rc->partial && i <= end) {
1155                 rc->partial = true;
1156                 rc->lclu = EXT4_B2C(sbi, i);
1157         }
1158 }
1159
1160 /*
1161  * __pr_tree_search - search for a pending cluster reservation
1162  *
1163  * @root - root of pending reservation tree
1164  * @lclu - logical cluster to search for
1165  *
1166  * Returns the pending reservation for the cluster identified by @lclu
1167  * if found.  If not, returns a reservation for the next cluster if any,
1168  * and if not, returns NULL.
1169  */
1170 static struct pending_reservation *__pr_tree_search(struct rb_root *root,
1171                                                     ext4_lblk_t lclu)
1172 {
1173         struct rb_node *node = root->rb_node;
1174         struct pending_reservation *pr = NULL;
1175
1176         while (node) {
1177                 pr = rb_entry(node, struct pending_reservation, rb_node);
1178                 if (lclu < pr->lclu)
1179                         node = node->rb_left;
1180                 else if (lclu > pr->lclu)
1181                         node = node->rb_right;
1182                 else
1183                         return pr;
1184         }
1185         if (pr && lclu < pr->lclu)
1186                 return pr;
1187         if (pr && lclu > pr->lclu) {
1188                 node = rb_next(&pr->rb_node);
1189                 return node ? rb_entry(node, struct pending_reservation,
1190                                        rb_node) : NULL;
1191         }
1192         return NULL;
1193 }
1194
1195 /*
1196  * get_rsvd - calculates and returns the number of cluster reservations to be
1197  *            released when removing a block range from the extent status tree
1198  *            and releases any pending reservations within the range
1199  *
1200  * @inode - file containing block range
1201  * @end - last block in range
1202  * @right_es - pointer to extent containing next block beyond end or NULL
1203  * @rc - pointer to reserved count data
1204  *
1205  * The number of reservations to be released is equal to the number of
1206  * clusters containing delayed and not unwritten (delonly) blocks within
1207  * the range, minus the number of clusters still containing delonly blocks
1208  * at the ends of the range, and minus the number of pending reservations
1209  * within the range.
1210  */
1211 static unsigned int get_rsvd(struct inode *inode, ext4_lblk_t end,
1212                              struct extent_status *right_es,
1213                              struct rsvd_count *rc)
1214 {
1215         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1216         struct pending_reservation *pr;
1217         struct ext4_pending_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1218         struct rb_node *node;
1219         ext4_lblk_t first_lclu, last_lclu;
1220         bool left_delonly, right_delonly, count_pending;
1221         struct extent_status *es;
1222
1223         if (sbi->s_cluster_ratio > 1) {
1224                 /* count any remaining partial cluster */
1225                 if (rc->partial)
1226                         rc->ndelonly++;
1227
1228                 if (rc->ndelonly == 0)
1229                         return 0;
1230
1231                 first_lclu = EXT4_B2C(sbi, rc->first_do_lblk);
1232                 last_lclu = EXT4_B2C(sbi, rc->last_do_lblk);
1233
1234                 /*
1235                  * decrease the delonly count by the number of clusters at the
1236                  * ends of the range that still contain delonly blocks -
1237                  * these clusters still need to be reserved
1238                  */
1239                 left_delonly = right_delonly = false;
1240
1241                 es = rc->left_es;
1242                 while (es && ext4_es_end(es) >=
1243                        EXT4_LBLK_CMASK(sbi, rc->first_do_lblk)) {
1244                         if (ext4_es_is_delonly(es)) {
1245                                 rc->ndelonly--;
1246                                 left_delonly = true;
1247                                 break;
1248                         }
1249                         node = rb_prev(&es->rb_node);
1250                         if (!node)
1251                                 break;
1252                         es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1253                 }
1254                 if (right_es && (!left_delonly || first_lclu != last_lclu)) {
1255                         if (end < ext4_es_end(right_es)) {
1256                                 es = right_es;
1257                         } else {
1258                                 node = rb_next(&right_es->rb_node);
1259                                 es = node ? rb_entry(node, struct extent_status,
1260                                                      rb_node) : NULL;
1261                         }
1262                         while (es && es->es_lblk <=
1263                                EXT4_LBLK_CFILL(sbi, rc->last_do_lblk)) {
1264                                 if (ext4_es_is_delonly(es)) {
1265                                         rc->ndelonly--;
1266                                         right_delonly = true;
1267                                         break;
1268                                 }
1269                                 node = rb_next(&es->rb_node);
1270                                 if (!node)
1271                                         break;
1272                                 es = rb_entry(node, struct extent_status,
1273                                               rb_node);
1274                         }
1275                 }
1276
1277                 /*
1278                  * Determine the block range that should be searched for
1279                  * pending reservations, if any.  Clusters on the ends of the
1280                  * original removed range containing delonly blocks are
1281                  * excluded.  They've already been accounted for and it's not
1282                  * possible to determine if an associated pending reservation
1283                  * should be released with the information available in the
1284                  * extents status tree.
1285                  */
1286                 if (first_lclu == last_lclu) {
1287                         if (left_delonly | right_delonly)
1288                                 count_pending = false;
1289                         else
1290                                 count_pending = true;
1291                 } else {
1292                         if (left_delonly)
1293                                 first_lclu++;
1294                         if (right_delonly)
1295                                 last_lclu--;
1296                         if (first_lclu <= last_lclu)
1297                                 count_pending = true;
1298                         else
1299                                 count_pending = false;
1300                 }
1301
1302                 /*
1303                  * a pending reservation found between first_lclu and last_lclu
1304                  * represents an allocated cluster that contained at least one
1305                  * delonly block, so the delonly total must be reduced by one
1306                  * for each pending reservation found and released
1307                  */
1308                 if (count_pending) {
1309                         pr = __pr_tree_search(&tree->root, first_lclu);
1310                         while (pr && pr->lclu <= last_lclu) {
1311                                 rc->ndelonly--;
1312                                 node = rb_next(&pr->rb_node);
1313                                 rb_erase(&pr->rb_node, &tree->root);
1314                                 kmem_cache_free(ext4_pending_cachep, pr);
1315                                 if (!node)
1316                                         break;
1317                                 pr = rb_entry(node, struct pending_reservation,
1318                                               rb_node);
1319                         }
1320                 }
1321         }
1322         return rc->ndelonly;
1323 }
1324
1325
1326 /*
1327  * __es_remove_extent - removes block range from extent status tree
1328  *
1329  * @inode - file containing range
1330  * @lblk - first block in range
1331  * @end - last block in range
1332  * @reserved - number of cluster reservations released
1333  * @prealloc - pre-allocated es to avoid memory allocation failures
1334  *
1335  * If @reserved is not NULL and delayed allocation is enabled, counts
1336  * block/cluster reservations freed by removing range and if bigalloc
1337  * enabled cancels pending reservations as needed. Returns 0 on success,
1338  * error code on failure.
1339  */
1340 static int __es_remove_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
1341                               ext4_lblk_t end, int *reserved,
1342                               struct extent_status *prealloc)
1343 {
1344         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
1345         struct rb_node *node;
1346         struct extent_status *es;
1347         struct extent_status orig_es;
1348         ext4_lblk_t len1, len2;
1349         ext4_fsblk_t block;
1350         int err = 0;
1351         bool count_reserved = true;
1352         struct rsvd_count rc;
1353
1354         if (reserved == NULL || !test_opt(inode->i_sb, DELALLOC))
1355                 count_reserved = false;
1356
1357         es = __es_tree_search(&tree->root, lblk);
1358         if (!es)
1359                 goto out;
1360         if (es->es_lblk > end)
1361                 goto out;
1362
1363         /* Simply invalidate cache_es. */
1364         tree->cache_es = NULL;
1365         if (count_reserved)
1366                 init_rsvd(inode, lblk, es, &rc);
1367
1368         orig_es.es_lblk = es->es_lblk;
1369         orig_es.es_len = es->es_len;
1370         orig_es.es_pblk = es->es_pblk;
1371
1372         len1 = lblk > es->es_lblk ? lblk - es->es_lblk : 0;
1373         len2 = ext4_es_end(es) > end ? ext4_es_end(es) - end : 0;
1374         if (len1 > 0)
1375                 es->es_len = len1;
1376         if (len2 > 0) {
1377                 if (len1 > 0) {
1378                         struct extent_status newes;
1379
1380                         newes.es_lblk = end + 1;
1381                         newes.es_len = len2;
1382                         block = 0x7FDEADBEEFULL;
1383                         if (ext4_es_is_written(&orig_es) ||
1384                             ext4_es_is_unwritten(&orig_es))
1385                                 block = ext4_es_pblock(&orig_es) +
1386                                         orig_es.es_len - len2;
1387                         ext4_es_store_pblock_status(&newes, block,
1388                                                     ext4_es_status(&orig_es));
1389                         err = __es_insert_extent(inode, &newes, prealloc);
1390                         if (err) {
1391                                 if (!ext4_es_must_keep(&newes))
1392                                         return 0;
1393
1394                                 es->es_lblk = orig_es.es_lblk;
1395                                 es->es_len = orig_es.es_len;
1396                                 goto out;
1397                         }
1398                 } else {
1399                         es->es_lblk = end + 1;
1400                         es->es_len = len2;
1401                         if (ext4_es_is_written(es) ||
1402                             ext4_es_is_unwritten(es)) {
1403                                 block = orig_es.es_pblk + orig_es.es_len - len2;
1404                                 ext4_es_store_pblock(es, block);
1405                         }
1406                 }
1407                 if (count_reserved)
1408                         count_rsvd(inode, lblk, orig_es.es_len - len1 - len2,
1409                                    &orig_es, &rc);
1410                 goto out_get_reserved;
1411         }
1412
1413         if (len1 > 0) {
1414                 if (count_reserved)
1415                         count_rsvd(inode, lblk, orig_es.es_len - len1,
1416                                    &orig_es, &rc);
1417                 node = rb_next(&es->rb_node);
1418                 if (node)
1419                         es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1420                 else
1421                         es = NULL;
1422         }
1423
1424         while (es && ext4_es_end(es) <= end) {
1425                 if (count_reserved)
1426                         count_rsvd(inode, es->es_lblk, es->es_len, es, &rc);
1427                 node = rb_next(&es->rb_node);
1428                 rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
1429                 ext4_es_free_extent(inode, es);
1430                 if (!node) {
1431                         es = NULL;
1432                         break;
1433                 }
1434                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1435         }
1436
1437         if (es && es->es_lblk < end + 1) {
1438                 ext4_lblk_t orig_len = es->es_len;
1439
1440                 len1 = ext4_es_end(es) - end;
1441                 if (count_reserved)
1442                         count_rsvd(inode, es->es_lblk, orig_len - len1,
1443                                    es, &rc);
1444                 es->es_lblk = end + 1;
1445                 es->es_len = len1;
1446                 if (ext4_es_is_written(es) || ext4_es_is_unwritten(es)) {
1447                         block = es->es_pblk + orig_len - len1;
1448                         ext4_es_store_pblock(es, block);
1449                 }
1450         }
1451
1452 out_get_reserved:
1453         if (count_reserved)
1454                 *reserved = get_rsvd(inode, end, es, &rc);
1455 out:
1456         return err;
1457 }
1458
1459 /*
1460  * ext4_es_remove_extent - removes block range from extent status tree
1461  *
1462  * @inode - file containing range
1463  * @lblk - first block in range
1464  * @len - number of blocks to remove
1465  *
1466  * Reduces block/cluster reservation count and for bigalloc cancels pending
1467  * reservations as needed.
1468  */
1469 void ext4_es_remove_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
1470                            ext4_lblk_t len)
1471 {
1472         ext4_lblk_t end;
1473         int err = 0;
1474         int reserved = 0;
1475         struct extent_status *es = NULL;
1476
1477         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
1478                 return;
1479
1480         trace_ext4_es_remove_extent(inode, lblk, len);
1481         es_debug("remove [%u/%u) from extent status tree of inode %lu\n",
1482                  lblk, len, inode->i_ino);
1483
1484         if (!len)
1485                 return;
1486
1487         end = lblk + len - 1;
1488         BUG_ON(end < lblk);
1489
1490 retry:
1491         if (err && !es)
1492                 es = __es_alloc_extent(true);
1493         /*
1494          * ext4_clear_inode() depends on us taking i_es_lock unconditionally
1495          * so that we are sure __es_shrink() is done with the inode before it
1496          * is reclaimed.
1497          */
1498         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
1499         err = __es_remove_extent(inode, lblk, end, &reserved, es);
1500         /* Free preallocated extent if it didn't get used. */
1501         if (es) {
1502                 if (!es->es_len)
1503                         __es_free_extent(es);
1504                 es = NULL;
1505         }
1506         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
1507         if (err)
1508                 goto retry;
1509
1510         ext4_es_print_tree(inode);
1511         ext4_da_release_space(inode, reserved);
1512         return;
1513 }
1514
1515 static int __es_shrink(struct ext4_sb_info *sbi, int nr_to_scan,
1516                        struct ext4_inode_info *locked_ei)
1517 {
1518         struct ext4_inode_info *ei;
1519         struct ext4_es_stats *es_stats;
1520         ktime_t start_time;
1521         u64 scan_time;
1522         int nr_to_walk;
1523         int nr_shrunk = 0;
1524         int retried = 0, nr_skipped = 0;
1525
1526         es_stats = &sbi->s_es_stats;
1527         start_time = ktime_get();
1528
1529 retry:
1530         spin_lock(&sbi->s_es_lock);
1531         nr_to_walk = sbi->s_es_nr_inode;
1532         while (nr_to_walk-- > 0) {
1533                 if (list_empty(&sbi->s_es_list)) {
1534                         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
1535                         goto out;
1536                 }
1537                 ei = list_first_entry(&sbi->s_es_list, struct ext4_inode_info,
1538                                       i_es_list);
1539                 /* Move the inode to the tail */
1540                 list_move_tail(&ei->i_es_list, &sbi->s_es_list);
1541
1542                 /*
1543                  * Normally we try hard to avoid shrinking precached inodes,
1544                  * but we will as a last resort.
1545                  */
1546                 if (!retried && ext4_test_inode_state(&ei->vfs_inode,
1547                                                 EXT4_STATE_EXT_PRECACHED)) {
1548                         nr_skipped++;
1549                         continue;
1550                 }
1551
1552                 if (ei == locked_ei || !write_trylock(&ei->i_es_lock)) {
1553                         nr_skipped++;
1554                         continue;
1555                 }
1556                 /*
1557                  * Now we hold i_es_lock which protects us from inode reclaim
1558                  * freeing inode under us
1559                  */
1560                 spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
1561
1562                 nr_shrunk += es_reclaim_extents(ei, &nr_to_scan);
1563                 write_unlock(&ei->i_es_lock);
1564
1565                 if (nr_to_scan <= 0)
1566                         goto out;
1567                 spin_lock(&sbi->s_es_lock);
1568         }
1569         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
1570
1571         /*
1572          * If we skipped any inodes, and we weren't able to make any
1573          * forward progress, try again to scan precached inodes.
1574          */
1575         if ((nr_shrunk == 0) && nr_skipped && !retried) {
1576                 retried++;
1577                 goto retry;
1578         }
1579
1580         if (locked_ei && nr_shrunk == 0)
1581                 nr_shrunk = es_reclaim_extents(locked_ei, &nr_to_scan);
1582
1583 out:
1584         scan_time = ktime_to_ns(ktime_sub(ktime_get(), start_time));
1585         if (likely(es_stats->es_stats_scan_time))
1586                 es_stats->es_stats_scan_time = (scan_time +
1587                                 es_stats->es_stats_scan_time*3) / 4;
1588         else
1589                 es_stats->es_stats_scan_time = scan_time;
1590         if (scan_time > es_stats->es_stats_max_scan_time)
1591                 es_stats->es_stats_max_scan_time = scan_time;
1592         if (likely(es_stats->es_stats_shrunk))
1593                 es_stats->es_stats_shrunk = (nr_shrunk +
1594                                 es_stats->es_stats_shrunk*3) / 4;
1595         else
1596                 es_stats->es_stats_shrunk = nr_shrunk;
1597
1598         trace_ext4_es_shrink(sbi->s_sb, nr_shrunk, scan_time,
1599                              nr_skipped, retried);
1600         return nr_shrunk;
1601 }
1602
1603 static unsigned long ext4_es_count(struct shrinker *shrink,
1604                                    struct shrink_control *sc)
1605 {
1606         unsigned long nr;
1607         struct ext4_sb_info *sbi;
1608
1609         sbi = container_of(shrink, struct ext4_sb_info, s_es_shrinker);
1610         nr = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1611         trace_ext4_es_shrink_count(sbi->s_sb, sc->nr_to_scan, nr);
1612         return nr;
1613 }
1614
1615 static unsigned long ext4_es_scan(struct shrinker *shrink,
1616                                   struct shrink_control *sc)
1617 {
1618         struct ext4_sb_info *sbi = container_of(shrink,
1619                                         struct ext4_sb_info, s_es_shrinker);
1620         int nr_to_scan = sc->nr_to_scan;
1621         int ret, nr_shrunk;
1622
1623         ret = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1624         trace_ext4_es_shrink_scan_enter(sbi->s_sb, nr_to_scan, ret);
1625
1626         nr_shrunk = __es_shrink(sbi, nr_to_scan, NULL);
1627
1628         ret = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1629         trace_ext4_es_shrink_scan_exit(sbi->s_sb, nr_shrunk, ret);
1630         return nr_shrunk;
1631 }
1632
1633 int ext4_seq_es_shrinker_info_show(struct seq_file *seq, void *v)
1634 {
1635         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB((struct super_block *) seq->private);
1636         struct ext4_es_stats *es_stats = &sbi->s_es_stats;
1637         struct ext4_inode_info *ei, *max = NULL;
1638         unsigned int inode_cnt = 0;
1639
1640         if (v != SEQ_START_TOKEN)
1641                 return 0;
1642
1643         /* here we just find an inode that has the max nr. of objects */
1644         spin_lock(&sbi->s_es_lock);
1645         list_for_each_entry(ei, &sbi->s_es_list, i_es_list) {
1646                 inode_cnt++;
1647                 if (max && max->i_es_all_nr < ei->i_es_all_nr)
1648                         max = ei;
1649                 else if (!max)
1650                         max = ei;
1651         }
1652         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
1653
1654         seq_printf(seq, "stats:\n  %lld objects\n  %lld reclaimable objects\n",
1655                    percpu_counter_sum_positive(&es_stats->es_stats_all_cnt),
1656                    percpu_counter_sum_positive(&es_stats->es_stats_shk_cnt));
1657         seq_printf(seq, "  %lld/%lld cache hits/misses\n",
1658                    percpu_counter_sum_positive(&es_stats->es_stats_cache_hits),
1659                    percpu_counter_sum_positive(&es_stats->es_stats_cache_misses));
1660         if (inode_cnt)
1661                 seq_printf(seq, "  %d inodes on list\n", inode_cnt);
1662
1663         seq_printf(seq, "average:\n  %llu us scan time\n",
1664             div_u64(es_stats->es_stats_scan_time, 1000));
1665         seq_printf(seq, "  %lu shrunk objects\n", es_stats->es_stats_shrunk);
1666         if (inode_cnt)
1667                 seq_printf(seq,
1668                     "maximum:\n  %lu inode (%u objects, %u reclaimable)\n"
1669                     "  %llu us max scan time\n",
1670                     max->vfs_inode.i_ino, max->i_es_all_nr, max->i_es_shk_nr,
1671                     div_u64(es_stats->es_stats_max_scan_time, 1000));
1672
1673         return 0;
1674 }
1675
1676 int ext4_es_register_shrinker(struct ext4_sb_info *sbi)
1677 {
1678         int err;
1679
1680         /* Make sure we have enough bits for physical block number */
1681         BUILD_BUG_ON(ES_SHIFT < 48);
1682         INIT_LIST_HEAD(&sbi->s_es_list);
1683         sbi->s_es_nr_inode = 0;
1684         spin_lock_init(&sbi->s_es_lock);
1685         sbi->s_es_stats.es_stats_shrunk = 0;
1686         err = percpu_counter_init(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_hits, 0,
1687                                   GFP_KERNEL);
1688         if (err)
1689                 return err;
1690         err = percpu_counter_init(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_misses, 0,
1691                                   GFP_KERNEL);
1692         if (err)
1693                 goto err1;
1694         sbi->s_es_stats.es_stats_scan_time = 0;
1695         sbi->s_es_stats.es_stats_max_scan_time = 0;
1696         err = percpu_counter_init(&sbi->s_es_stats.es_stats_all_cnt, 0, GFP_KERNEL);
1697         if (err)
1698                 goto err2;
1699         err = percpu_counter_init(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt, 0, GFP_KERNEL);
1700         if (err)
1701                 goto err3;
1702
1703         sbi->s_es_shrinker.scan_objects = ext4_es_scan;
1704         sbi->s_es_shrinker.count_objects = ext4_es_count;
1705         sbi->s_es_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1706         err = register_shrinker(&sbi->s_es_shrinker, "ext4-es:%s",
1707                                 sbi->s_sb->s_id);
1708         if (err)
1709                 goto err4;
1710
1711         return 0;
1712 err4:
1713         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1714 err3:
1715         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_all_cnt);
1716 err2:
1717         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_misses);
1718 err1:
1719         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_hits);
1720         return err;
1721 }
1722
1723 void ext4_es_unregister_shrinker(struct ext4_sb_info *sbi)
1724 {
1725         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_hits);
1726         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_misses);
1727         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_all_cnt);
1728         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1729         unregister_shrinker(&sbi->s_es_shrinker);
1730 }
1731
1732 /*
1733  * Shrink extents in given inode from ei->i_es_shrink_lblk till end. Scan at
1734  * most *nr_to_scan extents, update *nr_to_scan accordingly.
1735  *
1736  * Return 0 if we hit end of tree / interval, 1 if we exhausted nr_to_scan.
1737  * Increment *nr_shrunk by the number of reclaimed extents. Also update
1738  * ei->i_es_shrink_lblk to where we should continue scanning.
1739  */
1740 static int es_do_reclaim_extents(struct ext4_inode_info *ei, ext4_lblk_t end,
1741                                  int *nr_to_scan, int *nr_shrunk)
1742 {
1743         struct inode *inode = &ei->vfs_inode;
1744         struct ext4_es_tree *tree = &ei->i_es_tree;
1745         struct extent_status *es;
1746         struct rb_node *node;
1747
1748         es = __es_tree_search(&tree->root, ei->i_es_shrink_lblk);
1749         if (!es)
1750                 goto out_wrap;
1751
1752         while (*nr_to_scan > 0) {
1753                 if (es->es_lblk > end) {
1754                         ei->i_es_shrink_lblk = end + 1;
1755                         return 0;
1756                 }
1757
1758                 (*nr_to_scan)--;
1759                 node = rb_next(&es->rb_node);
1760
1761                 if (ext4_es_must_keep(es))
1762                         goto next;
1763                 if (ext4_es_is_referenced(es)) {
1764                         ext4_es_clear_referenced(es);
1765                         goto next;
1766                 }
1767
1768                 rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
1769                 ext4_es_free_extent(inode, es);
1770                 (*nr_shrunk)++;
1771 next:
1772                 if (!node)
1773                         goto out_wrap;
1774                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1775         }
1776         ei->i_es_shrink_lblk = es->es_lblk;
1777         return 1;
1778 out_wrap:
1779         ei->i_es_shrink_lblk = 0;
1780         return 0;
1781 }
1782
1783 static int es_reclaim_extents(struct ext4_inode_info *ei, int *nr_to_scan)
1784 {
1785         struct inode *inode = &ei->vfs_inode;
1786         int nr_shrunk = 0;
1787         ext4_lblk_t start = ei->i_es_shrink_lblk;
1788         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1789                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1790
1791         if (ei->i_es_shk_nr == 0)
1792                 return 0;
1793
1794         if (ext4_test_inode_state(inode, EXT4_STATE_EXT_PRECACHED) &&
1795             __ratelimit(&_rs))
1796                 ext4_warning(inode->i_sb, "forced shrink of precached extents");
1797
1798         if (!es_do_reclaim_extents(ei, EXT_MAX_BLOCKS, nr_to_scan, &nr_shrunk) &&
1799             start != 0)
1800                 es_do_reclaim_extents(ei, start - 1, nr_to_scan, &nr_shrunk);
1801
1802         ei->i_es_tree.cache_es = NULL;
1803         return nr_shrunk;
1804 }
1805
1806 /*
1807  * Called to support EXT4_IOC_CLEAR_ES_CACHE.  We can only remove
1808  * discretionary entries from the extent status cache.  (Some entries
1809  * must be present for proper operations.)
1810  */
1811 void ext4_clear_inode_es(struct inode *inode)
1812 {
1813         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
1814         struct extent_status *es;
1815         struct ext4_es_tree *tree;
1816         struct rb_node *node;
1817
1818         write_lock(&ei->i_es_lock);
1819         tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
1820         tree->cache_es = NULL;
1821         node = rb_first(&tree->root);
1822         while (node) {
1823                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1824                 node = rb_next(node);
1825                 if (!ext4_es_must_keep(es)) {
1826                         rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
1827                         ext4_es_free_extent(inode, es);
1828                 }
1829         }
1830         ext4_clear_inode_state(inode, EXT4_STATE_EXT_PRECACHED);
1831         write_unlock(&ei->i_es_lock);
1832 }
1833
1834 #ifdef ES_DEBUG__
1835 static void ext4_print_pending_tree(struct inode *inode)
1836 {
1837         struct ext4_pending_tree *tree;
1838         struct rb_node *node;
1839         struct pending_reservation *pr;
1840
1841         printk(KERN_DEBUG "pending reservations for inode %lu:", inode->i_ino);
1842         tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1843         node = rb_first(&tree->root);
1844         while (node) {
1845                 pr = rb_entry(node, struct pending_reservation, rb_node);
1846                 printk(KERN_DEBUG " %u", pr->lclu);
1847                 node = rb_next(node);
1848         }
1849         printk(KERN_DEBUG "\n");
1850 }
1851 #else
1852 #define ext4_print_pending_tree(inode)
1853 #endif
1854
1855 int __init ext4_init_pending(void)
1856 {
1857         ext4_pending_cachep = KMEM_CACHE(pending_reservation, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT);
1858         if (ext4_pending_cachep == NULL)
1859                 return -ENOMEM;
1860         return 0;
1861 }
1862
1863 void ext4_exit_pending(void)
1864 {
1865         kmem_cache_destroy(ext4_pending_cachep);
1866 }
1867
1868 void ext4_init_pending_tree(struct ext4_pending_tree *tree)
1869 {
1870         tree->root = RB_ROOT;
1871 }
1872
1873 /*
1874  * __get_pending - retrieve a pointer to a pending reservation
1875  *
1876  * @inode - file containing the pending cluster reservation
1877  * @lclu - logical cluster of interest
1878  *
1879  * Returns a pointer to a pending reservation if it's a member of
1880  * the set, and NULL if not.  Must be called holding i_es_lock.
1881  */
1882 static struct pending_reservation *__get_pending(struct inode *inode,
1883                                                  ext4_lblk_t lclu)
1884 {
1885         struct ext4_pending_tree *tree;
1886         struct rb_node *node;
1887         struct pending_reservation *pr = NULL;
1888
1889         tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1890         node = (&tree->root)->rb_node;
1891
1892         while (node) {
1893                 pr = rb_entry(node, struct pending_reservation, rb_node);
1894                 if (lclu < pr->lclu)
1895                         node = node->rb_left;
1896                 else if (lclu > pr->lclu)
1897                         node = node->rb_right;
1898                 else if (lclu == pr->lclu)
1899                         return pr;
1900         }
1901         return NULL;
1902 }
1903
1904 /*
1905  * __insert_pending - adds a pending cluster reservation to the set of
1906  *                    pending reservations
1907  *
1908  * @inode - file containing the cluster
1909  * @lblk - logical block in the cluster to be added
1910  *
1911  * Returns 0 on successful insertion and -ENOMEM on failure.  If the
1912  * pending reservation is already in the set, returns successfully.
1913  */
1914 static int __insert_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk)
1915 {
1916         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1917         struct ext4_pending_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1918         struct rb_node **p = &tree->root.rb_node;
1919         struct rb_node *parent = NULL;
1920         struct pending_reservation *pr;
1921         ext4_lblk_t lclu;
1922         int ret = 0;
1923
1924         lclu = EXT4_B2C(sbi, lblk);
1925         /* search to find parent for insertion */
1926         while (*p) {
1927                 parent = *p;
1928                 pr = rb_entry(parent, struct pending_reservation, rb_node);
1929
1930                 if (lclu < pr->lclu) {
1931                         p = &(*p)->rb_left;
1932                 } else if (lclu > pr->lclu) {
1933                         p = &(*p)->rb_right;
1934                 } else {
1935                         /* pending reservation already inserted */
1936                         goto out;
1937                 }
1938         }
1939
1940         pr = kmem_cache_alloc(ext4_pending_cachep, GFP_ATOMIC);
1941         if (pr == NULL) {
1942                 ret = -ENOMEM;
1943                 goto out;
1944         }
1945         pr->lclu = lclu;
1946
1947         rb_link_node(&pr->rb_node, parent, p);
1948         rb_insert_color(&pr->rb_node, &tree->root);
1949
1950 out:
1951         return ret;
1952 }
1953
1954 /*
1955  * __remove_pending - removes a pending cluster reservation from the set
1956  *                    of pending reservations
1957  *
1958  * @inode - file containing the cluster
1959  * @lblk - logical block in the pending cluster reservation to be removed
1960  *
1961  * Returns successfully if pending reservation is not a member of the set.
1962  */
1963 static void __remove_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk)
1964 {
1965         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1966         struct pending_reservation *pr;
1967         struct ext4_pending_tree *tree;
1968
1969         pr = __get_pending(inode, EXT4_B2C(sbi, lblk));
1970         if (pr != NULL) {
1971                 tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1972                 rb_erase(&pr->rb_node, &tree->root);
1973                 kmem_cache_free(ext4_pending_cachep, pr);
1974         }
1975 }
1976
1977 /*
1978  * ext4_remove_pending - removes a pending cluster reservation from the set
1979  *                       of pending reservations
1980  *
1981  * @inode - file containing the cluster
1982  * @lblk - logical block in the pending cluster reservation to be removed
1983  *
1984  * Locking for external use of __remove_pending.
1985  */
1986 void ext4_remove_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk)
1987 {
1988         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
1989
1990         write_lock(&ei->i_es_lock);
1991         __remove_pending(inode, lblk);
1992         write_unlock(&ei->i_es_lock);
1993 }
1994
1995 /*
1996  * ext4_is_pending - determine whether a cluster has a pending reservation
1997  *                   on it
1998  *
1999  * @inode - file containing the cluster
2000  * @lblk - logical block in the cluster
2001  *
2002  * Returns true if there's a pending reservation for the cluster in the
2003  * set of pending reservations, and false if not.
2004  */
2005 bool ext4_is_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk)
2006 {
2007         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
2008         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
2009         bool ret;
2010
2011         read_lock(&ei->i_es_lock);
2012         ret = (bool)(__get_pending(inode, EXT4_B2C(sbi, lblk)) != NULL);
2013         read_unlock(&ei->i_es_lock);
2014
2015         return ret;
2016 }
2017
2018 /*
2019  * ext4_es_insert_delayed_block - adds a delayed block to the extents status
2020  *                                tree, adding a pending reservation where
2021  *                                needed
2022  *
2023  * @inode - file containing the newly added block
2024  * @lblk - logical block to be added
2025  * @allocated - indicates whether a physical cluster has been allocated for
2026  *              the logical cluster that contains the block
2027  */
2028 void ext4_es_insert_delayed_block(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
2029                                   bool allocated)
2030 {
2031         struct extent_status newes;
2032         int err1 = 0;
2033         int err2 = 0;
2034         struct extent_status *es1 = NULL;
2035         struct extent_status *es2 = NULL;
2036
2037         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
2038                 return;
2039
2040         es_debug("add [%u/1) delayed to extent status tree of inode %lu\n",
2041                  lblk, inode->i_ino);
2042
2043         newes.es_lblk = lblk;
2044         newes.es_len = 1;
2045         ext4_es_store_pblock_status(&newes, ~0, EXTENT_STATUS_DELAYED);
2046         trace_ext4_es_insert_delayed_block(inode, &newes, allocated);
2047
2048         ext4_es_insert_extent_check(inode, &newes);
2049
2050 retry:
2051         if (err1 && !es1)
2052                 es1 = __es_alloc_extent(true);
2053         if ((err1 || err2) && !es2)
2054                 es2 = __es_alloc_extent(true);
2055         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
2056
2057         err1 = __es_remove_extent(inode, lblk, lblk, NULL, es1);
2058         if (err1 != 0)
2059                 goto error;
2060         /* Free preallocated extent if it didn't get used. */
2061         if (es1) {
2062                 if (!es1->es_len)
2063                         __es_free_extent(es1);
2064                 es1 = NULL;
2065         }
2066
2067         err2 = __es_insert_extent(inode, &newes, es2);
2068         if (err2 != 0)
2069                 goto error;
2070         /* Free preallocated extent if it didn't get used. */
2071         if (es2) {
2072                 if (!es2->es_len)
2073                         __es_free_extent(es2);
2074                 es2 = NULL;
2075         }
2076
2077         if (allocated)
2078                 __insert_pending(inode, lblk);
2079 error:
2080         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
2081         if (err1 || err2)
2082                 goto retry;
2083
2084         ext4_es_print_tree(inode);
2085         ext4_print_pending_tree(inode);
2086         return;
2087 }
2088
2089 /*
2090  * __es_delayed_clu - count number of clusters containing blocks that
2091  *                    are delayed only
2092  *
2093  * @inode - file containing block range
2094  * @start - logical block defining start of range
2095  * @end - logical block defining end of range
2096  *
2097  * Returns the number of clusters containing only delayed (not delayed
2098  * and unwritten) blocks in the range specified by @start and @end.  Any
2099  * cluster or part of a cluster within the range and containing a delayed
2100  * and not unwritten block within the range is counted as a whole cluster.
2101  */
2102 static unsigned int __es_delayed_clu(struct inode *inode, ext4_lblk_t start,
2103                                      ext4_lblk_t end)
2104 {
2105         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
2106         struct extent_status *es;
2107         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
2108         struct rb_node *node;
2109         ext4_lblk_t first_lclu, last_lclu;
2110         unsigned long long last_counted_lclu;
2111         unsigned int n = 0;
2112
2113         /* guaranteed to be unequal to any ext4_lblk_t value */
2114         last_counted_lclu = ~0ULL;
2115
2116         es = __es_tree_search(&tree->root, start);
2117
2118         while (es && (es->es_lblk <= end)) {
2119                 if (ext4_es_is_delonly(es)) {
2120                         if (es->es_lblk <= start)
2121                                 first_lclu = EXT4_B2C(sbi, start);
2122                         else
2123                                 first_lclu = EXT4_B2C(sbi, es->es_lblk);
2124
2125                         if (ext4_es_end(es) >= end)
2126                                 last_lclu = EXT4_B2C(sbi, end);
2127                         else
2128                                 last_lclu = EXT4_B2C(sbi, ext4_es_end(es));
2129
2130                         if (first_lclu == last_counted_lclu)
2131                                 n += last_lclu - first_lclu;
2132                         else
2133                                 n += last_lclu - first_lclu + 1;
2134                         last_counted_lclu = last_lclu;
2135                 }
2136                 node = rb_next(&es->rb_node);
2137                 if (!node)
2138                         break;
2139                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
2140         }
2141
2142         return n;
2143 }
2144
2145 /*
2146  * ext4_es_delayed_clu - count number of clusters containing blocks that
2147  *                       are both delayed and unwritten
2148  *
2149  * @inode - file containing block range
2150  * @lblk - logical block defining start of range
2151  * @len - number of blocks in range
2152  *
2153  * Locking for external use of __es_delayed_clu().
2154  */
2155 unsigned int ext4_es_delayed_clu(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
2156                                  ext4_lblk_t len)
2157 {
2158         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
2159         ext4_lblk_t end;
2160         unsigned int n;
2161
2162         if (len == 0)
2163                 return 0;
2164
2165         end = lblk + len - 1;
2166         WARN_ON(end < lblk);
2167
2168         read_lock(&ei->i_es_lock);
2169
2170         n = __es_delayed_clu(inode, lblk, end);
2171
2172         read_unlock(&ei->i_es_lock);
2173
2174         return n;
2175 }
2176
2177 /*
2178  * __revise_pending - makes, cancels, or leaves unchanged pending cluster
2179  *                    reservations for a specified block range depending
2180  *                    upon the presence or absence of delayed blocks
2181  *                    outside the range within clusters at the ends of the
2182  *                    range
2183  *
2184  * @inode - file containing the range
2185  * @lblk - logical block defining the start of range
2186  * @len  - length of range in blocks
2187  *
2188  * Used after a newly allocated extent is added to the extents status tree.
2189  * Requires that the extents in the range have either written or unwritten
2190  * status.  Must be called while holding i_es_lock.
2191  */
2192 static void __revise_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
2193                              ext4_lblk_t len)
2194 {
2195         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
2196         ext4_lblk_t end = lblk + len - 1;
2197         ext4_lblk_t first, last;
2198         bool f_del = false, l_del = false;
2199
2200         if (len == 0)
2201                 return;
2202
2203         /*
2204          * Two cases - block range within single cluster and block range
2205          * spanning two or more clusters.  Note that a cluster belonging
2206          * to a range starting and/or ending on a cluster boundary is treated
2207          * as if it does not contain a delayed extent.  The new range may
2208          * have allocated space for previously delayed blocks out to the
2209          * cluster boundary, requiring that any pre-existing pending
2210          * reservation be canceled.  Because this code only looks at blocks
2211          * outside the range, it should revise pending reservations
2212          * correctly even if the extent represented by the range can't be
2213          * inserted in the extents status tree due to ENOSPC.
2214          */
2215
2216         if (EXT4_B2C(sbi, lblk) == EXT4_B2C(sbi, end)) {
2217                 first = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, lblk);
2218                 if (first != lblk)
2219                         f_del = __es_scan_range(inode, &ext4_es_is_delonly,
2220                                                 first, lblk - 1);
2221                 if (f_del) {
2222                         __insert_pending(inode, first);
2223                 } else {
2224                         last = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, end) +
2225                                sbi->s_cluster_ratio - 1;
2226                         if (last != end)
2227                                 l_del = __es_scan_range(inode,
2228                                                         &ext4_es_is_delonly,
2229                                                         end + 1, last);
2230                         if (l_del)
2231                                 __insert_pending(inode, last);
2232                         else
2233                                 __remove_pending(inode, last);
2234                 }
2235         } else {
2236                 first = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, lblk);
2237                 if (first != lblk)
2238                         f_del = __es_scan_range(inode, &ext4_es_is_delonly,
2239                                                 first, lblk - 1);
2240                 if (f_del)
2241                         __insert_pending(inode, first);
2242                 else
2243                         __remove_pending(inode, first);
2244
2245                 last = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, end) + sbi->s_cluster_ratio - 1;
2246                 if (last != end)
2247                         l_del = __es_scan_range(inode, &ext4_es_is_delonly,
2248                                                 end + 1, last);
2249                 if (l_del)
2250                         __insert_pending(inode, last);
2251                 else
2252                         __remove_pending(inode, last);
2253         }
2254 }