ext4: punch hole optimizations: skip un-needed extent lookup
[linux-2.6.git] / fs / ext4 / mballoc.h
1 /*
2  *  fs/ext4/mballoc.h
3  *
4  *  Written by: Alex Tomas <alex@clusterfs.com>
5  *
6  */
7 #ifndef _EXT4_MBALLOC_H
8 #define _EXT4_MBALLOC_H
9
10 #include <linux/time.h>
11 #include <linux/fs.h>
12 #include <linux/namei.h>
13 #include <linux/quotaops.h>
14 #include <linux/buffer_head.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/swap.h>
17 #include <linux/proc_fs.h>
18 #include <linux/pagemap.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/blkdev.h>
21 #include <linux/mutex.h>
22 #include "ext4_jbd2.h"
23 #include "ext4.h"
24
25 /*
26  * with AGGRESSIVE_CHECK allocator runs consistency checks over
27  * structures. these checks slow things down a lot
28  */
29 #define AGGRESSIVE_CHECK__
30
31 /*
32  * with DOUBLE_CHECK defined mballoc creates persistent in-core
33  * bitmaps, maintains and uses them to check for double allocations
34  */
35 #define DOUBLE_CHECK__
36
37 /*
38  */
39 #ifdef CONFIG_EXT4_DEBUG
40 extern u8 mb_enable_debug;
41
42 #define mb_debug(n, fmt, a...)                                          \
43         do {                                                            \
44                 if ((n) <= mb_enable_debug) {                           \
45                         printk(KERN_DEBUG "(%s, %d): %s: ",             \
46                                __FILE__, __LINE__, __func__);           \
47                         printk(fmt, ## a);                              \
48                 }                                                       \
49         } while (0)
50 #else
51 #define mb_debug(n, fmt, a...)
52 #endif
53
54 #define EXT4_MB_HISTORY_ALLOC           1       /* allocation */
55 #define EXT4_MB_HISTORY_PREALLOC        2       /* preallocated blocks used */
56
57 /*
58  * How long mballoc can look for a best extent (in found extents)
59  */
60 #define MB_DEFAULT_MAX_TO_SCAN          200
61
62 /*
63  * How long mballoc must look for a best extent
64  */
65 #define MB_DEFAULT_MIN_TO_SCAN          10
66
67 /*
68  * How many groups mballoc will scan looking for the best chunk
69  */
70 #define MB_DEFAULT_MAX_GROUPS_TO_SCAN   5
71
72 /*
73  * with 'ext4_mb_stats' allocator will collect stats that will be
74  * shown at umount. The collecting costs though!
75  */
76 #define MB_DEFAULT_STATS                0
77
78 /*
79  * files smaller than MB_DEFAULT_STREAM_THRESHOLD are served
80  * by the stream allocator, which purpose is to pack requests
81  * as close each to other as possible to produce smooth I/O traffic
82  * We use locality group prealloc space for stream request.
83  * We can tune the same via /proc/fs/ext4/<parition>/stream_req
84  */
85 #define MB_DEFAULT_STREAM_THRESHOLD     16      /* 64K */
86
87 /*
88  * for which requests use 2^N search using buddies
89  */
90 #define MB_DEFAULT_ORDER2_REQS          2
91
92 /*
93  * default group prealloc size 512 blocks
94  */
95 #define MB_DEFAULT_GROUP_PREALLOC       512
96
97
98 struct ext4_free_data {
99         /* this links the free block information from group_info */
100         struct rb_node node;
101
102         /* this links the free block information from ext4_sb_info */
103         struct list_head list;
104
105         /* group which free block extent belongs */
106         ext4_group_t group;
107
108         /* free block extent */
109         ext4_grpblk_t start_blk;
110         ext4_grpblk_t count;
111
112         /* transaction which freed this extent */
113         tid_t   t_tid;
114 };
115
116 struct ext4_prealloc_space {
117         struct list_head        pa_inode_list;
118         struct list_head        pa_group_list;
119         union {
120                 struct list_head pa_tmp_list;
121                 struct rcu_head pa_rcu;
122         } u;
123         spinlock_t              pa_lock;
124         atomic_t                pa_count;
125         unsigned                pa_deleted;
126         ext4_fsblk_t            pa_pstart;      /* phys. block */
127         ext4_lblk_t             pa_lstart;      /* log. block */
128         ext4_grpblk_t           pa_len;         /* len of preallocated chunk */
129         ext4_grpblk_t           pa_free;        /* how many blocks are free */
130         unsigned short          pa_type;        /* pa type. inode or group */
131         spinlock_t              *pa_obj_lock;
132         struct inode            *pa_inode;      /* hack, for history only */
133 };
134
135 enum {
136         MB_INODE_PA = 0,
137         MB_GROUP_PA = 1
138 };
139
140 struct ext4_free_extent {
141         ext4_lblk_t fe_logical;
142         ext4_grpblk_t fe_start;
143         ext4_group_t fe_group;
144         ext4_grpblk_t fe_len;
145 };
146
147 /*
148  * Locality group:
149  *   we try to group all related changes together
150  *   so that writeback can flush/allocate them together as well
151  *   Size of lg_prealloc_list hash is determined by MB_DEFAULT_GROUP_PREALLOC
152  *   (512). We store prealloc space into the hash based on the pa_free blocks
153  *   order value.ie, fls(pa_free)-1;
154  */
155 #define PREALLOC_TB_SIZE 10
156 struct ext4_locality_group {
157         /* for allocator */
158         /* to serialize allocates */
159         struct mutex            lg_mutex;
160         /* list of preallocations */
161         struct list_head        lg_prealloc_list[PREALLOC_TB_SIZE];
162         spinlock_t              lg_prealloc_lock;
163 };
164
165 struct ext4_allocation_context {
166         struct inode *ac_inode;
167         struct super_block *ac_sb;
168
169         /* original request */
170         struct ext4_free_extent ac_o_ex;
171
172         /* goal request (normalized ac_o_ex) */
173         struct ext4_free_extent ac_g_ex;
174
175         /* the best found extent */
176         struct ext4_free_extent ac_b_ex;
177
178         /* copy of the bext found extent taken before preallocation efforts */
179         struct ext4_free_extent ac_f_ex;
180
181         /* number of iterations done. we have to track to limit searching */
182         unsigned long ac_ex_scanned;
183         __u16 ac_groups_scanned;
184         __u16 ac_found;
185         __u16 ac_tail;
186         __u16 ac_buddy;
187         __u16 ac_flags;         /* allocation hints */
188         __u8 ac_status;
189         __u8 ac_criteria;
190         __u8 ac_repeats;
191         __u8 ac_2order;         /* if request is to allocate 2^N blocks and
192                                  * N > 0, the field stores N, otherwise 0 */
193         __u8 ac_op;             /* operation, for history only */
194         struct page *ac_bitmap_page;
195         struct page *ac_buddy_page;
196         struct ext4_prealloc_space *ac_pa;
197         struct ext4_locality_group *ac_lg;
198 };
199
200 #define AC_STATUS_CONTINUE      1
201 #define AC_STATUS_FOUND         2
202 #define AC_STATUS_BREAK         3
203
204 struct ext4_buddy {
205         struct page *bd_buddy_page;
206         void *bd_buddy;
207         struct page *bd_bitmap_page;
208         void *bd_bitmap;
209         struct ext4_group_info *bd_info;
210         struct super_block *bd_sb;
211         __u16 bd_blkbits;
212         ext4_group_t bd_group;
213 };
214 #define EXT4_MB_BITMAP(e4b)     ((e4b)->bd_bitmap)
215 #define EXT4_MB_BUDDY(e4b)      ((e4b)->bd_buddy)
216
217 static inline ext4_fsblk_t ext4_grp_offs_to_block(struct super_block *sb,
218                                         struct ext4_free_extent *fex)
219 {
220         return ext4_group_first_block_no(sb, fex->fe_group) + fex->fe_start;
221 }
222 #endif