btrfs: use EXPORT_FOR_TESTS for conditionally exported functions
[sfrench/cifs-2.6.git] / fs / btrfs / tests / extent-io-tests.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2013 Fusion IO.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <linux/pagemap.h>
7 #include <linux/sched.h>
8 #include <linux/slab.h>
9 #include <linux/sizes.h>
10 #include "btrfs-tests.h"
11 #include "../ctree.h"
12 #include "../extent_io.h"
13
14 #define PROCESS_UNLOCK          (1 << 0)
15 #define PROCESS_RELEASE         (1 << 1)
16 #define PROCESS_TEST_LOCKED     (1 << 2)
17
18 static noinline int process_page_range(struct inode *inode, u64 start, u64 end,
19                                        unsigned long flags)
20 {
21         int ret;
22         struct page *pages[16];
23         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
24         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
25         unsigned long nr_pages = end_index - index + 1;
26         int i;
27         int count = 0;
28         int loops = 0;
29
30         while (nr_pages > 0) {
31                 ret = find_get_pages_contig(inode->i_mapping, index,
32                                      min_t(unsigned long, nr_pages,
33                                      ARRAY_SIZE(pages)), pages);
34                 for (i = 0; i < ret; i++) {
35                         if (flags & PROCESS_TEST_LOCKED &&
36                             !PageLocked(pages[i]))
37                                 count++;
38                         if (flags & PROCESS_UNLOCK && PageLocked(pages[i]))
39                                 unlock_page(pages[i]);
40                         put_page(pages[i]);
41                         if (flags & PROCESS_RELEASE)
42                                 put_page(pages[i]);
43                 }
44                 nr_pages -= ret;
45                 index += ret;
46                 cond_resched();
47                 loops++;
48                 if (loops > 100000) {
49                         printk(KERN_ERR
50                 "stuck in a loop, start %llu, end %llu, nr_pages %lu, ret %d\n",
51                                 start, end, nr_pages, ret);
52                         break;
53                 }
54         }
55         return count;
56 }
57
58 static int test_find_delalloc(u32 sectorsize)
59 {
60         struct inode *inode;
61         struct extent_io_tree tmp;
62         struct page *page;
63         struct page *locked_page = NULL;
64         unsigned long index = 0;
65         /* In this test we need at least 2 file extents at its maximum size */
66         u64 max_bytes = BTRFS_MAX_EXTENT_SIZE;
67         u64 total_dirty = 2 * max_bytes;
68         u64 start, end, test_start;
69         u64 found;
70         int ret = -EINVAL;
71
72         test_msg("running find delalloc tests");
73
74         inode = btrfs_new_test_inode();
75         if (!inode) {
76                 test_err("failed to allocate test inode");
77                 return -ENOMEM;
78         }
79
80         extent_io_tree_init(&tmp, NULL);
81
82         /*
83          * First go through and create and mark all of our pages dirty, we pin
84          * everything to make sure our pages don't get evicted and screw up our
85          * test.
86          */
87         for (index = 0; index < (total_dirty >> PAGE_SHIFT); index++) {
88                 page = find_or_create_page(inode->i_mapping, index, GFP_KERNEL);
89                 if (!page) {
90                         test_err("failed to allocate test page");
91                         ret = -ENOMEM;
92                         goto out;
93                 }
94                 SetPageDirty(page);
95                 if (index) {
96                         unlock_page(page);
97                 } else {
98                         get_page(page);
99                         locked_page = page;
100                 }
101         }
102
103         /* Test this scenario
104          * |--- delalloc ---|
105          * |---  search  ---|
106          */
107         set_extent_delalloc(&tmp, 0, sectorsize - 1, 0, NULL);
108         start = 0;
109         end = 0;
110         found = find_lock_delalloc_range(inode, &tmp, locked_page, &start,
111                                          &end);
112         if (!found) {
113                 test_err("should have found at least one delalloc");
114                 goto out_bits;
115         }
116         if (start != 0 || end != (sectorsize - 1)) {
117                 test_err("expected start 0 end %u, got start %llu end %llu",
118                         sectorsize - 1, start, end);
119                 goto out_bits;
120         }
121         unlock_extent(&tmp, start, end);
122         unlock_page(locked_page);
123         put_page(locked_page);
124
125         /*
126          * Test this scenario
127          *
128          * |--- delalloc ---|
129          *           |--- search ---|
130          */
131         test_start = SZ_64M;
132         locked_page = find_lock_page(inode->i_mapping,
133                                      test_start >> PAGE_SHIFT);
134         if (!locked_page) {
135                 test_err("couldn't find the locked page");
136                 goto out_bits;
137         }
138         set_extent_delalloc(&tmp, sectorsize, max_bytes - 1, 0, NULL);
139         start = test_start;
140         end = 0;
141         found = find_lock_delalloc_range(inode, &tmp, locked_page, &start,
142                                          &end);
143         if (!found) {
144                 test_err("couldn't find delalloc in our range");
145                 goto out_bits;
146         }
147         if (start != test_start || end != max_bytes - 1) {
148                 test_err("expected start %llu end %llu, got start %llu, end %llu",
149                                 test_start, max_bytes - 1, start, end);
150                 goto out_bits;
151         }
152         if (process_page_range(inode, start, end,
153                                PROCESS_TEST_LOCKED | PROCESS_UNLOCK)) {
154                 test_err("there were unlocked pages in the range");
155                 goto out_bits;
156         }
157         unlock_extent(&tmp, start, end);
158         /* locked_page was unlocked above */
159         put_page(locked_page);
160
161         /*
162          * Test this scenario
163          * |--- delalloc ---|
164          *                    |--- search ---|
165          */
166         test_start = max_bytes + sectorsize;
167         locked_page = find_lock_page(inode->i_mapping, test_start >>
168                                      PAGE_SHIFT);
169         if (!locked_page) {
170                 test_err("couldn't find the locked page");
171                 goto out_bits;
172         }
173         start = test_start;
174         end = 0;
175         found = find_lock_delalloc_range(inode, &tmp, locked_page, &start,
176                                          &end);
177         if (found) {
178                 test_err("found range when we shouldn't have");
179                 goto out_bits;
180         }
181         if (end != (u64)-1) {
182                 test_err("did not return the proper end offset");
183                 goto out_bits;
184         }
185
186         /*
187          * Test this scenario
188          * [------- delalloc -------|
189          * [max_bytes]|-- search--|
190          *
191          * We are re-using our test_start from above since it works out well.
192          */
193         set_extent_delalloc(&tmp, max_bytes, total_dirty - 1, 0, NULL);
194         start = test_start;
195         end = 0;
196         found = find_lock_delalloc_range(inode, &tmp, locked_page, &start,
197                                          &end);
198         if (!found) {
199                 test_err("didn't find our range");
200                 goto out_bits;
201         }
202         if (start != test_start || end != total_dirty - 1) {
203                 test_err("expected start %llu end %llu, got start %llu end %llu",
204                          test_start, total_dirty - 1, start, end);
205                 goto out_bits;
206         }
207         if (process_page_range(inode, start, end,
208                                PROCESS_TEST_LOCKED | PROCESS_UNLOCK)) {
209                 test_err("pages in range were not all locked");
210                 goto out_bits;
211         }
212         unlock_extent(&tmp, start, end);
213
214         /*
215          * Now to test where we run into a page that is no longer dirty in the
216          * range we want to find.
217          */
218         page = find_get_page(inode->i_mapping,
219                              (max_bytes + SZ_1M) >> PAGE_SHIFT);
220         if (!page) {
221                 test_err("couldn't find our page");
222                 goto out_bits;
223         }
224         ClearPageDirty(page);
225         put_page(page);
226
227         /* We unlocked it in the previous test */
228         lock_page(locked_page);
229         start = test_start;
230         end = 0;
231         /*
232          * Currently if we fail to find dirty pages in the delalloc range we
233          * will adjust max_bytes down to PAGE_SIZE and then re-search.  If
234          * this changes at any point in the future we will need to fix this
235          * tests expected behavior.
236          */
237         found = find_lock_delalloc_range(inode, &tmp, locked_page, &start,
238                                          &end);
239         if (!found) {
240                 test_err("didn't find our range");
241                 goto out_bits;
242         }
243         if (start != test_start && end != test_start + PAGE_SIZE - 1) {
244                 test_err("expected start %llu end %llu, got start %llu end %llu",
245                          test_start, test_start + PAGE_SIZE - 1, start, end);
246                 goto out_bits;
247         }
248         if (process_page_range(inode, start, end, PROCESS_TEST_LOCKED |
249                                PROCESS_UNLOCK)) {
250                 test_err("pages in range were not all locked");
251                 goto out_bits;
252         }
253         ret = 0;
254 out_bits:
255         clear_extent_bits(&tmp, 0, total_dirty - 1, (unsigned)-1);
256 out:
257         if (locked_page)
258                 put_page(locked_page);
259         process_page_range(inode, 0, total_dirty - 1,
260                            PROCESS_UNLOCK | PROCESS_RELEASE);
261         iput(inode);
262         return ret;
263 }
264
265 static int check_eb_bitmap(unsigned long *bitmap, struct extent_buffer *eb,
266                            unsigned long len)
267 {
268         unsigned long i;
269
270         for (i = 0; i < len * BITS_PER_BYTE; i++) {
271                 int bit, bit1;
272
273                 bit = !!test_bit(i, bitmap);
274                 bit1 = !!extent_buffer_test_bit(eb, 0, i);
275                 if (bit1 != bit) {
276                         test_err("bits do not match");
277                         return -EINVAL;
278                 }
279
280                 bit1 = !!extent_buffer_test_bit(eb, i / BITS_PER_BYTE,
281                                                 i % BITS_PER_BYTE);
282                 if (bit1 != bit) {
283                         test_err("offset bits do not match");
284                         return -EINVAL;
285                 }
286         }
287         return 0;
288 }
289
290 static int __test_eb_bitmaps(unsigned long *bitmap, struct extent_buffer *eb,
291                              unsigned long len)
292 {
293         unsigned long i, j;
294         u32 x;
295         int ret;
296
297         memset(bitmap, 0, len);
298         memzero_extent_buffer(eb, 0, len);
299         if (memcmp_extent_buffer(eb, bitmap, 0, len) != 0) {
300                 test_err("bitmap was not zeroed");
301                 return -EINVAL;
302         }
303
304         bitmap_set(bitmap, 0, len * BITS_PER_BYTE);
305         extent_buffer_bitmap_set(eb, 0, 0, len * BITS_PER_BYTE);
306         ret = check_eb_bitmap(bitmap, eb, len);
307         if (ret) {
308                 test_err("setting all bits failed");
309                 return ret;
310         }
311
312         bitmap_clear(bitmap, 0, len * BITS_PER_BYTE);
313         extent_buffer_bitmap_clear(eb, 0, 0, len * BITS_PER_BYTE);
314         ret = check_eb_bitmap(bitmap, eb, len);
315         if (ret) {
316                 test_err("clearing all bits failed");
317                 return ret;
318         }
319
320         /* Straddling pages test */
321         if (len > PAGE_SIZE) {
322                 bitmap_set(bitmap,
323                         (PAGE_SIZE - sizeof(long) / 2) * BITS_PER_BYTE,
324                         sizeof(long) * BITS_PER_BYTE);
325                 extent_buffer_bitmap_set(eb, PAGE_SIZE - sizeof(long) / 2, 0,
326                                         sizeof(long) * BITS_PER_BYTE);
327                 ret = check_eb_bitmap(bitmap, eb, len);
328                 if (ret) {
329                         test_err("setting straddling pages failed");
330                         return ret;
331                 }
332
333                 bitmap_set(bitmap, 0, len * BITS_PER_BYTE);
334                 bitmap_clear(bitmap,
335                         (PAGE_SIZE - sizeof(long) / 2) * BITS_PER_BYTE,
336                         sizeof(long) * BITS_PER_BYTE);
337                 extent_buffer_bitmap_set(eb, 0, 0, len * BITS_PER_BYTE);
338                 extent_buffer_bitmap_clear(eb, PAGE_SIZE - sizeof(long) / 2, 0,
339                                         sizeof(long) * BITS_PER_BYTE);
340                 ret = check_eb_bitmap(bitmap, eb, len);
341                 if (ret) {
342                         test_err("clearing straddling pages failed");
343                         return ret;
344                 }
345         }
346
347         /*
348          * Generate a wonky pseudo-random bit pattern for the sake of not using
349          * something repetitive that could miss some hypothetical off-by-n bug.
350          */
351         x = 0;
352         bitmap_clear(bitmap, 0, len * BITS_PER_BYTE);
353         extent_buffer_bitmap_clear(eb, 0, 0, len * BITS_PER_BYTE);
354         for (i = 0; i < len * BITS_PER_BYTE / 32; i++) {
355                 x = (0x19660dULL * (u64)x + 0x3c6ef35fULL) & 0xffffffffU;
356                 for (j = 0; j < 32; j++) {
357                         if (x & (1U << j)) {
358                                 bitmap_set(bitmap, i * 32 + j, 1);
359                                 extent_buffer_bitmap_set(eb, 0, i * 32 + j, 1);
360                         }
361                 }
362         }
363
364         ret = check_eb_bitmap(bitmap, eb, len);
365         if (ret) {
366                 test_err("random bit pattern failed");
367                 return ret;
368         }
369
370         return 0;
371 }
372
373 static int test_eb_bitmaps(u32 sectorsize, u32 nodesize)
374 {
375         struct btrfs_fs_info *fs_info;
376         unsigned long len;
377         unsigned long *bitmap;
378         struct extent_buffer *eb;
379         int ret;
380
381         test_msg("running extent buffer bitmap tests");
382
383         /*
384          * In ppc64, sectorsize can be 64K, thus 4 * 64K will be larger than
385          * BTRFS_MAX_METADATA_BLOCKSIZE.
386          */
387         len = (sectorsize < BTRFS_MAX_METADATA_BLOCKSIZE)
388                 ? sectorsize * 4 : sectorsize;
389
390         fs_info = btrfs_alloc_dummy_fs_info(len, len);
391
392         bitmap = kmalloc(len, GFP_KERNEL);
393         if (!bitmap) {
394                 test_err("couldn't allocate test bitmap");
395                 return -ENOMEM;
396         }
397
398         eb = __alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, 0, len);
399         if (!eb) {
400                 test_err("couldn't allocate test extent buffer");
401                 kfree(bitmap);
402                 return -ENOMEM;
403         }
404
405         ret = __test_eb_bitmaps(bitmap, eb, len);
406         if (ret)
407                 goto out;
408
409         /* Do it over again with an extent buffer which isn't page-aligned. */
410         free_extent_buffer(eb);
411         eb = __alloc_dummy_extent_buffer(NULL, nodesize / 2, len);
412         if (!eb) {
413                 test_err("couldn't allocate test extent buffer");
414                 kfree(bitmap);
415                 return -ENOMEM;
416         }
417
418         ret = __test_eb_bitmaps(bitmap, eb, len);
419 out:
420         free_extent_buffer(eb);
421         kfree(bitmap);
422         return ret;
423 }
424
425 int btrfs_test_extent_io(u32 sectorsize, u32 nodesize)
426 {
427         int ret;
428
429         test_msg("running extent I/O tests");
430
431         ret = test_find_delalloc(sectorsize);
432         if (ret)
433                 goto out;
434
435         ret = test_eb_bitmaps(sectorsize, nodesize);
436 out:
437         test_msg("extent I/O tests finished");
438         return ret;
439 }