Btrfs: rename the scrub context structure
[linux-3.10.git] / fs / btrfs / extent_map.c
1 #include <linux/err.h>
2 #include <linux/slab.h>
3 #include <linux/module.h>
4 #include <linux/spinlock.h>
5 #include <linux/hardirq.h>
6 #include "ctree.h"
7 #include "extent_map.h"
8
9
10 static struct kmem_cache *extent_map_cache;
11
12 int __init extent_map_init(void)
13 {
14         extent_map_cache = kmem_cache_create("btrfs_extent_map",
15                         sizeof(struct extent_map), 0,
16                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
17         if (!extent_map_cache)
18                 return -ENOMEM;
19         return 0;
20 }
21
22 void extent_map_exit(void)
23 {
24         if (extent_map_cache)
25                 kmem_cache_destroy(extent_map_cache);
26 }
27
28 /**
29  * extent_map_tree_init - initialize extent map tree
30  * @tree:               tree to initialize
31  *
32  * Initialize the extent tree @tree.  Should be called for each new inode
33  * or other user of the extent_map interface.
34  */
35 void extent_map_tree_init(struct extent_map_tree *tree)
36 {
37         tree->map = RB_ROOT;
38         INIT_LIST_HEAD(&tree->modified_extents);
39         rwlock_init(&tree->lock);
40 }
41
42 /**
43  * alloc_extent_map - allocate new extent map structure
44  *
45  * Allocate a new extent_map structure.  The new structure is
46  * returned with a reference count of one and needs to be
47  * freed using free_extent_map()
48  */
49 struct extent_map *alloc_extent_map(void)
50 {
51         struct extent_map *em;
52         em = kmem_cache_alloc(extent_map_cache, GFP_NOFS);
53         if (!em)
54                 return NULL;
55         em->in_tree = 0;
56         em->flags = 0;
57         em->compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
58         em->generation = 0;
59         atomic_set(&em->refs, 1);
60         INIT_LIST_HEAD(&em->list);
61         return em;
62 }
63
64 /**
65  * free_extent_map - drop reference count of an extent_map
66  * @em:         extent map beeing releasead
67  *
68  * Drops the reference out on @em by one and free the structure
69  * if the reference count hits zero.
70  */
71 void free_extent_map(struct extent_map *em)
72 {
73         if (!em)
74                 return;
75         WARN_ON(atomic_read(&em->refs) == 0);
76         if (atomic_dec_and_test(&em->refs)) {
77                 WARN_ON(em->in_tree);
78                 WARN_ON(!list_empty(&em->list));
79                 kmem_cache_free(extent_map_cache, em);
80         }
81 }
82
83 static struct rb_node *tree_insert(struct rb_root *root, u64 offset,
84                                    struct rb_node *node)
85 {
86         struct rb_node **p = &root->rb_node;
87         struct rb_node *parent = NULL;
88         struct extent_map *entry;
89
90         while (*p) {
91                 parent = *p;
92                 entry = rb_entry(parent, struct extent_map, rb_node);
93
94                 WARN_ON(!entry->in_tree);
95
96                 if (offset < entry->start)
97                         p = &(*p)->rb_left;
98                 else if (offset >= extent_map_end(entry))
99                         p = &(*p)->rb_right;
100                 else
101                         return parent;
102         }
103
104         entry = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
105         entry->in_tree = 1;
106         rb_link_node(node, parent, p);
107         rb_insert_color(node, root);
108         return NULL;
109 }
110
111 /*
112  * search through the tree for an extent_map with a given offset.  If
113  * it can't be found, try to find some neighboring extents
114  */
115 static struct rb_node *__tree_search(struct rb_root *root, u64 offset,
116                                      struct rb_node **prev_ret,
117                                      struct rb_node **next_ret)
118 {
119         struct rb_node *n = root->rb_node;
120         struct rb_node *prev = NULL;
121         struct rb_node *orig_prev = NULL;
122         struct extent_map *entry;
123         struct extent_map *prev_entry = NULL;
124
125         while (n) {
126                 entry = rb_entry(n, struct extent_map, rb_node);
127                 prev = n;
128                 prev_entry = entry;
129
130                 WARN_ON(!entry->in_tree);
131
132                 if (offset < entry->start)
133                         n = n->rb_left;
134                 else if (offset >= extent_map_end(entry))
135                         n = n->rb_right;
136                 else
137                         return n;
138         }
139
140         if (prev_ret) {
141                 orig_prev = prev;
142                 while (prev && offset >= extent_map_end(prev_entry)) {
143                         prev = rb_next(prev);
144                         prev_entry = rb_entry(prev, struct extent_map, rb_node);
145                 }
146                 *prev_ret = prev;
147                 prev = orig_prev;
148         }
149
150         if (next_ret) {
151                 prev_entry = rb_entry(prev, struct extent_map, rb_node);
152                 while (prev && offset < prev_entry->start) {
153                         prev = rb_prev(prev);
154                         prev_entry = rb_entry(prev, struct extent_map, rb_node);
155                 }
156                 *next_ret = prev;
157         }
158         return NULL;
159 }
160
161 /* check to see if two extent_map structs are adjacent and safe to merge */
162 static int mergable_maps(struct extent_map *prev, struct extent_map *next)
163 {
164         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &prev->flags))
165                 return 0;
166
167         /*
168          * don't merge compressed extents, we need to know their
169          * actual size
170          */
171         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &prev->flags))
172                 return 0;
173
174         if (extent_map_end(prev) == next->start &&
175             prev->flags == next->flags &&
176             prev->bdev == next->bdev &&
177             ((next->block_start == EXTENT_MAP_HOLE &&
178               prev->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
179              (next->block_start == EXTENT_MAP_INLINE &&
180               prev->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) ||
181              (next->block_start == EXTENT_MAP_DELALLOC &&
182               prev->block_start == EXTENT_MAP_DELALLOC) ||
183              (next->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE - 1 &&
184               next->block_start == extent_map_block_end(prev)))) {
185                 return 1;
186         }
187         return 0;
188 }
189
190 static void try_merge_map(struct extent_map_tree *tree, struct extent_map *em)
191 {
192         struct extent_map *merge = NULL;
193         struct rb_node *rb;
194
195         if (em->start != 0) {
196                 rb = rb_prev(&em->rb_node);
197                 if (rb)
198                         merge = rb_entry(rb, struct extent_map, rb_node);
199                 if (rb && mergable_maps(merge, em)) {
200                         em->start = merge->start;
201                         em->len += merge->len;
202                         em->block_len += merge->block_len;
203                         em->block_start = merge->block_start;
204                         merge->in_tree = 0;
205                         if (merge->generation > em->generation) {
206                                 em->mod_start = em->start;
207                                 em->mod_len = em->len;
208                                 em->generation = merge->generation;
209                                 list_move(&em->list, &tree->modified_extents);
210                         }
211
212                         list_del_init(&merge->list);
213                         rb_erase(&merge->rb_node, &tree->map);
214                         free_extent_map(merge);
215                 }
216         }
217
218         rb = rb_next(&em->rb_node);
219         if (rb)
220                 merge = rb_entry(rb, struct extent_map, rb_node);
221         if (rb && mergable_maps(em, merge)) {
222                 em->len += merge->len;
223                 em->block_len += merge->len;
224                 rb_erase(&merge->rb_node, &tree->map);
225                 merge->in_tree = 0;
226                 if (merge->generation > em->generation) {
227                         em->mod_len = em->len;
228                         em->generation = merge->generation;
229                         list_move(&em->list, &tree->modified_extents);
230                 }
231                 list_del_init(&merge->list);
232                 free_extent_map(merge);
233         }
234 }
235
236 /**
237  * unpint_extent_cache - unpin an extent from the cache
238  * @tree:       tree to unpin the extent in
239  * @start:      logical offset in the file
240  * @len:        length of the extent
241  * @gen:        generation that this extent has been modified in
242  * @prealloc:   if this is set we need to clear the prealloc flag
243  *
244  * Called after an extent has been written to disk properly.  Set the generation
245  * to the generation that actually added the file item to the inode so we know
246  * we need to sync this extent when we call fsync().
247  */
248 int unpin_extent_cache(struct extent_map_tree *tree, u64 start, u64 len,
249                        u64 gen)
250 {
251         int ret = 0;
252         struct extent_map *em;
253         bool prealloc = false;
254
255         write_lock(&tree->lock);
256         em = lookup_extent_mapping(tree, start, len);
257
258         WARN_ON(!em || em->start != start);
259
260         if (!em)
261                 goto out;
262
263         list_move(&em->list, &tree->modified_extents);
264         em->generation = gen;
265         clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
266         em->mod_start = em->start;
267         em->mod_len = em->len;
268
269         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
270                 prealloc = true;
271                 clear_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
272         }
273
274         try_merge_map(tree, em);
275
276         if (prealloc) {
277                 em->mod_start = em->start;
278                 em->mod_len = em->len;
279         }
280
281         free_extent_map(em);
282 out:
283         write_unlock(&tree->lock);
284         return ret;
285
286 }
287
288 /**
289  * add_extent_mapping - add new extent map to the extent tree
290  * @tree:       tree to insert new map in
291  * @em:         map to insert
292  *
293  * Insert @em into @tree or perform a simple forward/backward merge with
294  * existing mappings.  The extent_map struct passed in will be inserted
295  * into the tree directly, with an additional reference taken, or a
296  * reference dropped if the merge attempt was successful.
297  */
298 int add_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
299                        struct extent_map *em)
300 {
301         int ret = 0;
302         struct rb_node *rb;
303         struct extent_map *exist;
304
305         exist = lookup_extent_mapping(tree, em->start, em->len);
306         if (exist) {
307                 free_extent_map(exist);
308                 ret = -EEXIST;
309                 goto out;
310         }
311         rb = tree_insert(&tree->map, em->start, &em->rb_node);
312         if (rb) {
313                 ret = -EEXIST;
314                 goto out;
315         }
316         atomic_inc(&em->refs);
317
318         em->mod_start = em->start;
319         em->mod_len = em->len;
320
321         try_merge_map(tree, em);
322 out:
323         return ret;
324 }
325
326 /* simple helper to do math around the end of an extent, handling wrap */
327 static u64 range_end(u64 start, u64 len)
328 {
329         if (start + len < start)
330                 return (u64)-1;
331         return start + len;
332 }
333
334 struct extent_map *__lookup_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
335                                            u64 start, u64 len, int strict)
336 {
337         struct extent_map *em;
338         struct rb_node *rb_node;
339         struct rb_node *prev = NULL;
340         struct rb_node *next = NULL;
341         u64 end = range_end(start, len);
342
343         rb_node = __tree_search(&tree->map, start, &prev, &next);
344         if (!rb_node) {
345                 if (prev)
346                         rb_node = prev;
347                 else if (next)
348                         rb_node = next;
349                 else
350                         return NULL;
351         }
352
353         em = rb_entry(rb_node, struct extent_map, rb_node);
354
355         if (strict && !(end > em->start && start < extent_map_end(em)))
356                 return NULL;
357
358         atomic_inc(&em->refs);
359         return em;
360 }
361
362 /**
363  * lookup_extent_mapping - lookup extent_map
364  * @tree:       tree to lookup in
365  * @start:      byte offset to start the search
366  * @len:        length of the lookup range
367  *
368  * Find and return the first extent_map struct in @tree that intersects the
369  * [start, len] range.  There may be additional objects in the tree that
370  * intersect, so check the object returned carefully to make sure that no
371  * additional lookups are needed.
372  */
373 struct extent_map *lookup_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
374                                          u64 start, u64 len)
375 {
376         return __lookup_extent_mapping(tree, start, len, 1);
377 }
378
379 /**
380  * search_extent_mapping - find a nearby extent map
381  * @tree:       tree to lookup in
382  * @start:      byte offset to start the search
383  * @len:        length of the lookup range
384  *
385  * Find and return the first extent_map struct in @tree that intersects the
386  * [start, len] range.
387  *
388  * If one can't be found, any nearby extent may be returned
389  */
390 struct extent_map *search_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
391                                          u64 start, u64 len)
392 {
393         return __lookup_extent_mapping(tree, start, len, 0);
394 }
395
396 /**
397  * remove_extent_mapping - removes an extent_map from the extent tree
398  * @tree:       extent tree to remove from
399  * @em:         extent map beeing removed
400  *
401  * Removes @em from @tree.  No reference counts are dropped, and no checks
402  * are done to see if the range is in use
403  */
404 int remove_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree, struct extent_map *em)
405 {
406         int ret = 0;
407
408         WARN_ON(test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags));
409         rb_erase(&em->rb_node, &tree->map);
410         if (!test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags))
411                 list_del_init(&em->list);
412         em->in_tree = 0;
413         return ret;
414 }