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         bool 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 }