drivers/lightnvm/pblk.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2015 IT University of Copenhagen (rrpc.h)
   4  * Copyright (C) 2016 CNEX Labs
   5  * Initial release: Matias Bjorling <matias@cnexlabs.com>
   6  * Write buffering: Javier Gonzalez <javier@cnexlabs.com>
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU General Public License version
  10  * 2 as published by the Free Software Foundation.
  11  *
  12  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  13  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * General Public License for more details.
  16  *
  17  * Implementation of a Physical Block-device target for Open-channel SSDs.
  18  *
  19  */
  20
  21 #ifndef PBLK_H_
  22 #define PBLK_H_
  23
  24 #include <linux/blkdev.h>
  25 #include <linux/blk-mq.h>
  26 #include <linux/bio.h>
  27 #include <linux/module.h>
  28 #include <linux/kthread.h>
  29 #include <linux/vmalloc.h>
  30 #include <linux/crc32.h>
  31 #include <linux/uuid.h>
  32
  33 #include <linux/lightnvm.h>
  34
  35 /* Run only GC if less than 1/X blocks are free */
  36 #define GC_LIMIT_INVERSE 5
  37 #define GC_TIME_MSECS 1000
  38
  39 #define PBLK_SECTOR (512)
  40 #define PBLK_EXPOSED_PAGE_SIZE (4096)
  41
  42 #define PBLK_NR_CLOSE_JOBS (4)
  43
  44 #define PBLK_CACHE_NAME_LEN (DISK_NAME_LEN + 16)
  45
  46 /* Max 512 LUNs per device */
  47 #define PBLK_MAX_LUNS_BITMAP (4)
  48
  49 #define NR_PHY_IN_LOG (PBLK_EXPOSED_PAGE_SIZE / PBLK_SECTOR)
  50
  51 /* Static pool sizes */
  52 #define PBLK_GEN_WS_POOL_SIZE (2)
  53
  54 #define PBLK_DEFAULT_OP (11)
  55
  56 enum {
  57         PBLK_READ               = READ,
  58         PBLK_WRITE              = WRITE,/* Write from write buffer */
  59         PBLK_WRITE_INT,                 /* Internal write - no write buffer */
  60         PBLK_READ_RECOV,                /* Recovery read - errors allowed */
  61         PBLK_ERASE,
  62 };
  63
  64 enum {
  65         /* IO Types */
  66         PBLK_IOTYPE_USER        = 1 << 0,
  67         PBLK_IOTYPE_GC          = 1 << 1,
  68
  69         /* Write buffer flags */
  70         PBLK_FLUSH_ENTRY        = 1 << 2,
  71         PBLK_WRITTEN_DATA       = 1 << 3,
  72         PBLK_SUBMITTED_ENTRY    = 1 << 4,
  73         PBLK_WRITABLE_ENTRY     = 1 << 5,
  74 };
  75
  76 enum {
  77         PBLK_BLK_ST_OPEN =      0x1,
  78         PBLK_BLK_ST_CLOSED =    0x2,
  79 };
  80
  81 enum {
  82         PBLK_CHUNK_RESET_START,
  83         PBLK_CHUNK_RESET_DONE,
  84         PBLK_CHUNK_RESET_FAILED,
  85 };
  86
  87 struct pblk_sec_meta {
  88         u64 reserved;
  89         __le64 lba;
  90 };
  91
  92 /* The number of GC lists and the rate-limiter states go together. This way the
  93  * rate-limiter can dictate how much GC is needed based on resource utilization.
  94  */
  95 #define PBLK_GC_NR_LISTS 4
  96
  97 enum {
  98         PBLK_RL_OFF = 0,
  99         PBLK_RL_WERR = 1,
 100         PBLK_RL_HIGH = 2,
 101         PBLK_RL_MID = 3,
 102         PBLK_RL_LOW = 4
 103 };
 104
 105 #define pblk_dma_ppa_size (sizeof(u64) * NVM_MAX_VLBA)
 106
 107 /* write buffer completion context */
 108 struct pblk_c_ctx {
 109         struct list_head list;          /* Head for out-of-order completion */
 110
 111         unsigned long *lun_bitmap;      /* Luns used on current request */
 112         unsigned int sentry;
 113         unsigned int nr_valid;
 114         unsigned int nr_padded;
 115 };
 116
 117 /* read context */
 118 struct pblk_g_ctx {
 119         void *private;
 120         unsigned long start_time;
 121         u64 lba;
 122 };
 123
 124 /* partial read context */
 125 struct pblk_pr_ctx {
 126         struct bio *orig_bio;
 127         DECLARE_BITMAP(bitmap, NVM_MAX_VLBA);
 128         unsigned int orig_nr_secs;
 129         unsigned int bio_init_idx;
 130         void *ppa_ptr;
 131         dma_addr_t dma_ppa_list;
 132         u64 lba_list_mem[NVM_MAX_VLBA];
 133         u64 lba_list_media[NVM_MAX_VLBA];
 134 };
 135
 136 /* Pad context */
 137 struct pblk_pad_rq {
 138         struct pblk *pblk;
 139         struct completion wait;
 140         struct kref ref;
 141 };
 142
 143 /* Recovery context */
 144 struct pblk_rec_ctx {
 145         struct pblk *pblk;
 146         struct nvm_rq *rqd;
 147         struct work_struct ws_rec;
 148 };
 149
 150 /* Write context */
 151 struct pblk_w_ctx {
 152         struct bio_list bios;           /* Original bios - used for completion
 153                                          * in REQ_FUA, REQ_FLUSH case
 154                                          */
 155         u64 lba;                        /* Logic addr. associated with entry */
 156         struct ppa_addr ppa;            /* Physic addr. associated with entry */
 157         int flags;                      /* Write context flags */
 158 };
 159
 160 struct pblk_rb_entry {
 161         struct ppa_addr cacheline;      /* Cacheline for this entry */
 162         void *data;                     /* Pointer to data on this entry */
 163         struct pblk_w_ctx w_ctx;        /* Context for this entry */
 164         struct list_head index;         /* List head to enable indexes */
 165 };
 166
 167 #define EMPTY_ENTRY (~0U)
 168
 169 struct pblk_rb_pages {
 170         struct page *pages;
 171         int order;
 172         struct list_head list;
 173 };
 174
 175 struct pblk_rb {
 176         struct pblk_rb_entry *entries;  /* Ring buffer entries */
 177         unsigned int mem;               /* Write offset - points to next
 178                                          * writable entry in memory
 179                                          */
 180         unsigned int subm;              /* Read offset - points to last entry
 181                                          * that has been submitted to the media
 182                                          * to be persisted
 183                                          */
 184         unsigned int sync;              /* Synced - backpointer that signals
 185                                          * the last submitted entry that has
 186                                          * been successfully persisted to media
 187                                          */
 188         unsigned int flush_point;       /* Sync point - last entry that must be
 189                                          * flushed to the media. Used with
 190                                          * REQ_FLUSH and REQ_FUA
 191                                          */
 192         unsigned int l2p_update;        /* l2p update point - next entry for
 193                                          * which l2p mapping will be updated to
 194                                          * contain a device ppa address (instead
 195                                          * of a cacheline
 196                                          */
 197         unsigned int nr_entries;        /* Number of entries in write buffer -
 198                                          * must be a power of two
 199                                          */
 200         unsigned int seg_size;          /* Size of the data segments being
 201                                          * stored on each entry. Typically this
 202                                          * will be 4KB
 203                                          */
 204
 205         unsigned int back_thres;        /* Threshold that shall be maintained by
 206                                          * the backpointer in order to respect
 207                                          * geo->mw_cunits on a per chunk basis
 208                                          */
 209
 210         struct list_head pages;         /* List of data pages */
 211
 212         spinlock_t w_lock;              /* Write lock */
 213         spinlock_t s_lock;              /* Sync lock */
 214
 215 #ifdef CONFIG_NVM_PBLK_DEBUG
 216         atomic_t inflight_flush_point;  /* Not served REQ_FLUSH | REQ_FUA */
 217 #endif
 218 };
 219
 220 #define PBLK_RECOVERY_SECTORS 16
 221
 222 struct pblk_lun {
 223         struct ppa_addr bppa;
 224         struct semaphore wr_sem;
 225 };
 226
 227 struct pblk_gc_rq {
 228         struct pblk_line *line;
 229         void *data;
 230         u64 paddr_list[NVM_MAX_VLBA];
 231         u64 lba_list[NVM_MAX_VLBA];
 232         int nr_secs;
 233         int secs_to_gc;
 234         struct list_head list;
 235 };
 236
 237 struct pblk_gc {
 238         /* These states are not protected by a lock since (i) they are in the
 239          * fast path, and (ii) they are not critical.
 240          */
 241         int gc_active;
 242         int gc_enabled;
 243         int gc_forced;
 244
 245         struct task_struct *gc_ts;
 246         struct task_struct *gc_writer_ts;
 247         struct task_struct *gc_reader_ts;
 248
 249         struct workqueue_struct *gc_line_reader_wq;
 250         struct workqueue_struct *gc_reader_wq;
 251
 252         struct timer_list gc_timer;
 253
 254         struct semaphore gc_sem;
 255         atomic_t read_inflight_gc; /* Number of lines with inflight GC reads */
 256         atomic_t pipeline_gc;      /* Number of lines in the GC pipeline -
 257                                     * started reads to finished writes
 258                                     */
 259         int w_entries;
 260
 261         struct list_head w_list;
 262         struct list_head r_list;
 263
 264         spinlock_t lock;
 265         spinlock_t w_lock;
 266         spinlock_t r_lock;
 267 };
 268
 269 struct pblk_rl {
 270         unsigned int high;      /* Upper threshold for rate limiter (free run -
 271                                  * user I/O rate limiter
 272                                  */
 273         unsigned int high_pw;   /* High rounded up as a power of 2 */
 274
 275 #define PBLK_USER_HIGH_THRS 8   /* Begin write limit at 12% available blks */
 276 #define PBLK_USER_LOW_THRS 10   /* Aggressive GC at 10% available blocks */
 277
 278         int rb_windows_pw;      /* Number of rate windows in the write buffer
 279                                  * given as a power-of-2. This guarantees that
 280                                  * when user I/O is being rate limited, there
 281                                  * will be reserved enough space for the GC to
 282                                  * place its payload. A window is of
 283                                  * pblk->max_write_pgs size, which in NVMe is
 284                                  * 64, i.e., 256kb.
 285                                  */
 286         int rb_budget;          /* Total number of entries available for I/O */
 287         int rb_user_max;        /* Max buffer entries available for user I/O */
 288         int rb_gc_max;          /* Max buffer entries available for GC I/O */
 289         int rb_gc_rsv;          /* Reserved buffer entries for GC I/O */
 290         int rb_state;           /* Rate-limiter current state */
 291         int rb_max_io;          /* Maximum size for an I/O giving the config */
 292
 293         atomic_t rb_user_cnt;   /* User I/O buffer counter */
 294         atomic_t rb_gc_cnt;     /* GC I/O buffer counter */
 295         atomic_t rb_space;      /* Space limit in case of reaching capacity */
 296
 297         int rsv_blocks;         /* Reserved blocks for GC */
 298
 299         int rb_user_active;
 300         int rb_gc_active;
 301
 302         atomic_t werr_lines;    /* Number of write error lines that needs gc */
 303
 304         struct timer_list u_timer;
 305
 306         unsigned long total_blocks;
 307
 308         atomic_t free_blocks;           /* Total number of free blocks (+ OP) */
 309         atomic_t free_user_blocks;      /* Number of user free blocks (no OP) */
 310 };
 311
 312 #define PBLK_LINE_EMPTY (~0U)
 313
 314 enum {
 315         /* Line Types */
 316         PBLK_LINETYPE_FREE = 0,
 317         PBLK_LINETYPE_LOG = 1,
 318         PBLK_LINETYPE_DATA = 2,
 319
 320         /* Line state */
 321         PBLK_LINESTATE_NEW = 9,
 322         PBLK_LINESTATE_FREE = 10,
 323         PBLK_LINESTATE_OPEN = 11,
 324         PBLK_LINESTATE_CLOSED = 12,
 325         PBLK_LINESTATE_GC = 13,
 326         PBLK_LINESTATE_BAD = 14,
 327         PBLK_LINESTATE_CORRUPT = 15,
 328
 329         /* GC group */
 330         PBLK_LINEGC_NONE = 20,
 331         PBLK_LINEGC_EMPTY = 21,
 332         PBLK_LINEGC_LOW = 22,
 333         PBLK_LINEGC_MID = 23,
 334         PBLK_LINEGC_HIGH = 24,
 335         PBLK_LINEGC_FULL = 25,
 336         PBLK_LINEGC_WERR = 26
 337 };
 338
 339 #define PBLK_MAGIC 0x70626c6b /*pblk*/
 340
 341 /* emeta/smeta persistent storage format versions:
 342  * Changes in major version requires offline migration.
 343  * Changes in minor version are handled automatically during
 344  * recovery.
 345  */
 346
 347 #define SMETA_VERSION_MAJOR (0)
 348 #define SMETA_VERSION_MINOR (1)
 349
 350 #define EMETA_VERSION_MAJOR (0)
 351 #define EMETA_VERSION_MINOR (2)
 352
 353 struct line_header {
 354         __le32 crc;
 355         __le32 identifier;      /* pblk identifier */
 356         __u8 uuid[16];          /* instance uuid */
 357         __le16 type;            /* line type */
 358         __u8 version_major;     /* version major */
 359         __u8 version_minor;     /* version minor */
 360         __le32 id;              /* line id for current line */
 361 };
 362
 363 struct line_smeta {
 364         struct line_header header;
 365
 366         __le32 crc;             /* Full structure including struct crc */
 367         /* Previous line metadata */
 368         __le32 prev_id;         /* Line id for previous line */
 369
 370         /* Current line metadata */
 371         __le64 seq_nr;          /* Sequence number for current line */
 372
 373         /* Active writers */
 374         __le32 window_wr_lun;   /* Number of parallel LUNs to write */
 375
 376         __le32 rsvd[2];
 377
 378         __le64 lun_bitmap[];
 379 };
 380
 381
 382 /*
 383  * Metadata layout in media:
 384  *      First sector:
 385  *              1. struct line_emeta
 386  *              2. bad block bitmap (u64 * window_wr_lun)
 387  *              3. write amplification counters
 388  *      Mid sectors (start at lbas_sector):
 389  *              3. nr_lbas (u64) forming lba list
 390  *      Last sectors (start at vsc_sector):
 391  *              4. u32 valid sector count (vsc) for all lines (~0U: free line)
 392  */
 393 struct line_emeta {
 394         struct line_header header;
 395
 396         __le32 crc;             /* Full structure including struct crc */
 397
 398         /* Previous line metadata */
 399         __le32 prev_id;         /* Line id for prev line */
 400
 401         /* Current line metadata */
 402         __le64 seq_nr;          /* Sequence number for current line */
 403
 404         /* Active writers */
 405         __le32 window_wr_lun;   /* Number of parallel LUNs to write */
 406
 407         /* Bookkeeping for recovery */
 408         __le32 next_id;         /* Line id for next line */
 409         __le64 nr_lbas;         /* Number of lbas mapped in line */
 410         __le64 nr_valid_lbas;   /* Number of valid lbas mapped in line */
 411         __le64 bb_bitmap[];     /* Updated bad block bitmap for line */
 412 };
 413
 414
 415 /* Write amplification counters stored on media */
 416 struct wa_counters {
 417         __le64 user;            /* Number of user written sectors */
 418         __le64 gc;              /* Number of sectors written by GC*/
 419         __le64 pad;             /* Number of padded sectors */
 420 };
 421
 422 struct pblk_emeta {
 423         struct line_emeta *buf;         /* emeta buffer in media format */
 424         int mem;                        /* Write offset - points to next
 425                                          * writable entry in memory
 426                                          */
 427         atomic_t sync;                  /* Synced - backpointer that signals the
 428                                          * last entry that has been successfully
 429                                          * persisted to media
 430                                          */
 431         unsigned int nr_entries;        /* Number of emeta entries */
 432 };
 433
 434 struct pblk_smeta {
 435         struct line_smeta *buf;         /* smeta buffer in persistent format */
 436 };
 437
 438 struct pblk_w_err_gc {
 439         int has_write_err;
 440         __le64 *lba_list;
 441 };
 442
 443 struct pblk_line {
 444         struct pblk *pblk;
 445         unsigned int id;                /* Line number corresponds to the
 446                                          * block line
 447                                          */
 448         unsigned int seq_nr;            /* Unique line sequence number */
 449
 450         int state;                      /* PBLK_LINESTATE_X */
 451         int type;                       /* PBLK_LINETYPE_X */
 452         int gc_group;                   /* PBLK_LINEGC_X */
 453         struct list_head list;          /* Free, GC lists */
 454
 455         unsigned long *lun_bitmap;      /* Bitmap for LUNs mapped in line */
 456
 457         struct nvm_chk_meta *chks;      /* Chunks forming line */
 458
 459         struct pblk_smeta *smeta;       /* Start metadata */
 460         struct pblk_emeta *emeta;       /* End medatada */
 461
 462         int meta_line;                  /* Metadata line id */
 463         int meta_distance;              /* Distance between data and metadata */
 464
 465         u64 emeta_ssec;                 /* Sector where emeta starts */
 466
 467         unsigned int sec_in_line;       /* Number of usable secs in line */
 468
 469         atomic_t blk_in_line;           /* Number of good blocks in line */
 470         unsigned long *blk_bitmap;      /* Bitmap for valid/invalid blocks */
 471         unsigned long *erase_bitmap;    /* Bitmap for erased blocks */
 472
 473         unsigned long *map_bitmap;      /* Bitmap for mapped sectors in line */
 474         unsigned long *invalid_bitmap;  /* Bitmap for invalid sectors in line */
 475
 476         atomic_t left_eblks;            /* Blocks left for erasing */
 477         atomic_t left_seblks;           /* Blocks left for sync erasing */
 478
 479         int left_msecs;                 /* Sectors left for mapping */
 480         unsigned int cur_sec;           /* Sector map pointer */
 481         unsigned int nr_valid_lbas;     /* Number of valid lbas in line */
 482
 483         __le32 *vsc;                    /* Valid sector count in line */
 484
 485         struct kref ref;                /* Write buffer L2P references */
 486         atomic_t sec_to_update;         /* Outstanding L2P updates to ppa */
 487
 488         struct pblk_w_err_gc *w_err_gc; /* Write error gc recovery metadata */
 489
 490         spinlock_t lock;                /* Necessary for invalid_bitmap only */
 491 };
 492
 493 #define PBLK_DATA_LINES 4
 494
 495 enum {
 496         PBLK_KMALLOC_META = 1,
 497         PBLK_VMALLOC_META = 2,
 498 };
 499
 500 enum {
 501         PBLK_EMETA_TYPE_HEADER = 1,     /* struct line_emeta first sector */
 502         PBLK_EMETA_TYPE_LLBA = 2,       /* lba list - type: __le64 */
 503         PBLK_EMETA_TYPE_VSC = 3,        /* vsc list - type: __le32 */
 504 };
 505
 506 struct pblk_line_mgmt {
 507         int nr_lines;                   /* Total number of full lines */
 508         int nr_free_lines;              /* Number of full lines in free list */
 509
 510         /* Free lists - use free_lock */
 511         struct list_head free_list;     /* Full lines ready to use */
 512         struct list_head corrupt_list;  /* Full lines corrupted */
 513         struct list_head bad_list;      /* Full lines bad */
 514
 515         /* GC lists - use gc_lock */
 516         struct list_head *gc_lists[PBLK_GC_NR_LISTS];
 517         struct list_head gc_high_list;  /* Full lines ready to GC, high isc */
 518         struct list_head gc_mid_list;   /* Full lines ready to GC, mid isc */
 519         struct list_head gc_low_list;   /* Full lines ready to GC, low isc */
 520
 521         struct list_head gc_werr_list;  /* Write err recovery list */
 522
 523         struct list_head gc_full_list;  /* Full lines ready to GC, no valid */
 524         struct list_head gc_empty_list; /* Full lines close, all valid */
 525
 526         struct pblk_line *log_line;     /* Current FTL log line */
 527         struct pblk_line *data_line;    /* Current data line */
 528         struct pblk_line *log_next;     /* Next FTL log line */
 529         struct pblk_line *data_next;    /* Next data line */
 530
 531         struct list_head emeta_list;    /* Lines queued to schedule emeta */
 532
 533         __le32 *vsc_list;               /* Valid sector counts for all lines */
 534
 535         /* Metadata allocation type: VMALLOC | KMALLOC */
 536         int emeta_alloc_type;
 537
 538         /* Pre-allocated metadata for data lines */
 539         struct pblk_smeta *sline_meta[PBLK_DATA_LINES];
 540         struct pblk_emeta *eline_meta[PBLK_DATA_LINES];
 541         unsigned long meta_bitmap;
 542
 543         /* Cache and mempool for map/invalid bitmaps */
 544         struct kmem_cache *bitmap_cache;
 545         mempool_t *bitmap_pool;
 546
 547         /* Helpers for fast bitmap calculations */
 548         unsigned long *bb_template;
 549         unsigned long *bb_aux;
 550
 551         unsigned long d_seq_nr;         /* Data line unique sequence number */
 552         unsigned long l_seq_nr;         /* Log line unique sequence number */
 553
 554         spinlock_t free_lock;
 555         spinlock_t close_lock;
 556         spinlock_t gc_lock;
 557 };
 558
 559 struct pblk_line_meta {
 560         unsigned int smeta_len;         /* Total length for smeta */
 561         unsigned int smeta_sec;         /* Sectors needed for smeta */
 562
 563         unsigned int emeta_len[4];      /* Lengths for emeta:
 564                                          *  [0]: Total
 565                                          *  [1]: struct line_emeta +
 566                                          *       bb_bitmap + struct wa_counters
 567                                          *  [2]: L2P portion
 568                                          *  [3]: vsc
 569                                          */
 570         unsigned int emeta_sec[4];      /* Sectors needed for emeta. Same layout
 571                                          * as emeta_len
 572                                          */
 573
 574         unsigned int emeta_bb;          /* Boundary for bb that affects emeta */
 575
 576         unsigned int vsc_list_len;      /* Length for vsc list */
 577         unsigned int sec_bitmap_len;    /* Length for sector bitmap in line */
 578         unsigned int blk_bitmap_len;    /* Length for block bitmap in line */
 579         unsigned int lun_bitmap_len;    /* Length for lun bitmap in line */
 580
 581         unsigned int blk_per_line;      /* Number of blocks in a full line */
 582         unsigned int sec_per_line;      /* Number of sectors in a line */
 583         unsigned int dsec_per_line;     /* Number of data sectors in a line */
 584         unsigned int min_blk_line;      /* Min. number of good blocks in line */
 585
 586         unsigned int mid_thrs;          /* Threshold for GC mid list */
 587         unsigned int high_thrs;         /* Threshold for GC high list */
 588
 589         unsigned int meta_distance;     /* Distance between data and metadata */
 590 };
 591
 592 enum {
 593         PBLK_STATE_RUNNING = 0,
 594         PBLK_STATE_STOPPING = 1,
 595         PBLK_STATE_RECOVERING = 2,
 596         PBLK_STATE_STOPPED = 3,
 597 };
 598
 599 /* Internal format to support not power-of-2 device formats */
 600 struct pblk_addrf {
 601         /* gen to dev */
 602         int sec_stripe;
 603         int ch_stripe;
 604         int lun_stripe;
 605
 606         /* dev to gen */
 607         int sec_lun_stripe;
 608         int sec_ws_stripe;
 609 };
 610
 611 struct pblk {
 612         struct nvm_tgt_dev *dev;
 613         struct gendisk *disk;
 614
 615         struct kobject kobj;
 616
 617         struct pblk_lun *luns;
 618
 619         struct pblk_line *lines;                /* Line array */
 620         struct pblk_line_mgmt l_mg;             /* Line management */
 621         struct pblk_line_meta lm;               /* Line metadata */
 622
 623         struct nvm_addrf addrf;         /* Aligned address format */
 624         struct pblk_addrf uaddrf;       /* Unaligned address format */
 625         int addrf_len;
 626
 627         struct pblk_rb rwb;
 628
 629         int state;                      /* pblk line state */
 630
 631         int min_write_pgs; /* Minimum amount of pages required by controller */
 632         int min_write_pgs_data; /* Minimum amount of payload pages */
 633         int max_write_pgs; /* Maximum amount of pages supported by controller */
 634         int oob_meta_size; /* Size of OOB sector metadata */
 635
 636         sector_t capacity; /* Device capacity when bad blocks are subtracted */
 637
 638         int op;      /* Percentage of device used for over-provisioning */
 639         int op_blks; /* Number of blocks used for over-provisioning */
 640
 641         /* pblk provisioning values. Used by rate limiter */
 642         struct pblk_rl rl;
 643
 644         int sec_per_write;
 645
 646         guid_t instance_uuid;
 647
 648         /* Persistent write amplification counters, 4kb sector I/Os */
 649         atomic64_t user_wa;             /* Sectors written by user */
 650         atomic64_t gc_wa;               /* Sectors written by GC */
 651         atomic64_t pad_wa;              /* Padded sectors written */
 652
 653         /* Reset values for delta write amplification measurements */
 654         u64 user_rst_wa;
 655         u64 gc_rst_wa;
 656         u64 pad_rst_wa;
 657
 658         /* Counters used for calculating padding distribution */
 659         atomic64_t *pad_dist;           /* Padding distribution buckets */
 660         u64 nr_flush_rst;               /* Flushes reset value for pad dist.*/
 661         atomic64_t nr_flush;            /* Number of flush/fua I/O */
 662
 663 #ifdef CONFIG_NVM_PBLK_DEBUG
 664         /* Non-persistent debug counters, 4kb sector I/Os */
 665         atomic_long_t inflight_writes;  /* Inflight writes (user and gc) */
 666         atomic_long_t padded_writes;    /* Sectors padded due to flush/fua */
 667         atomic_long_t padded_wb;        /* Sectors padded in write buffer */
 668         atomic_long_t req_writes;       /* Sectors stored on write buffer */
 669         atomic_long_t sub_writes;       /* Sectors submitted from buffer */
 670         atomic_long_t sync_writes;      /* Sectors synced to media */
 671         atomic_long_t inflight_reads;   /* Inflight sector read requests */
 672         atomic_long_t cache_reads;      /* Read requests that hit the cache */
 673         atomic_long_t sync_reads;       /* Completed sector read requests */
 674         atomic_long_t recov_writes;     /* Sectors submitted from recovery */
 675         atomic_long_t recov_gc_writes;  /* Sectors submitted from write GC */
 676         atomic_long_t recov_gc_reads;   /* Sectors submitted from read GC */
 677 #endif
 678
 679         spinlock_t lock;
 680
 681         atomic_long_t read_failed;
 682         atomic_long_t read_empty;
 683         atomic_long_t read_high_ecc;
 684         atomic_long_t read_failed_gc;
 685         atomic_long_t write_failed;
 686         atomic_long_t erase_failed;
 687
 688         atomic_t inflight_io;           /* General inflight I/O counter */
 689
 690         struct task_struct *writer_ts;
 691
 692         /* Simple translation map of logical addresses to physical addresses.
 693          * The logical addresses is known by the host system, while the physical
 694          * addresses are used when writing to the disk block device.
 695          */
 696         unsigned char *trans_map;
 697         spinlock_t trans_lock;
 698
 699         struct list_head compl_list;
 700
 701         spinlock_t resubmit_lock;        /* Resubmit list lock */
 702         struct list_head resubmit_list; /* Resubmit list for failed writes*/
 703
 704         mempool_t page_bio_pool;
 705         mempool_t gen_ws_pool;
 706         mempool_t rec_pool;
 707         mempool_t r_rq_pool;
 708         mempool_t w_rq_pool;
 709         mempool_t e_rq_pool;
 710
 711         struct workqueue_struct *close_wq;
 712         struct workqueue_struct *bb_wq;
 713         struct workqueue_struct *r_end_wq;
 714
 715         struct timer_list wtimer;
 716
 717         struct pblk_gc gc;
 718 };
 719
 720 struct pblk_line_ws {
 721         struct pblk *pblk;
 722         struct pblk_line *line;
 723         void *priv;
 724         struct work_struct ws;
 725 };
 726
 727 #define pblk_g_rq_size (sizeof(struct nvm_rq) + sizeof(struct pblk_g_ctx))
 728 #define pblk_w_rq_size (sizeof(struct nvm_rq) + sizeof(struct pblk_c_ctx))
 729
 730 #define pblk_err(pblk, fmt, ...)                        \
 731         pr_err("pblk %s: " fmt, pblk->disk->disk_name, ##__VA_ARGS__)
 732 #define pblk_info(pblk, fmt, ...)                       \
 733         pr_info("pblk %s: " fmt, pblk->disk->disk_name, ##__VA_ARGS__)
 734 #define pblk_warn(pblk, fmt, ...)                       \
 735         pr_warn("pblk %s: " fmt, pblk->disk->disk_name, ##__VA_ARGS__)
 736 #define pblk_debug(pblk, fmt, ...)                      \
 737         pr_debug("pblk %s: " fmt, pblk->disk->disk_name, ##__VA_ARGS__)
 738
 739 /*
 740  * pblk ring buffer operations
 741  */
 742 int pblk_rb_init(struct pblk_rb *rb, unsigned int size, unsigned int threshold,
 743                  unsigned int seg_sz);
 744 int pblk_rb_may_write_user(struct pblk_rb *rb, struct bio *bio,
 745                            unsigned int nr_entries, unsigned int *pos);
 746 int pblk_rb_may_write_gc(struct pblk_rb *rb, unsigned int nr_entries,
 747                          unsigned int *pos);
 748 void pblk_rb_write_entry_user(struct pblk_rb *rb, void *data,
 749                               struct pblk_w_ctx w_ctx, unsigned int pos);
 750 void pblk_rb_write_entry_gc(struct pblk_rb *rb, void *data,
 751                             struct pblk_w_ctx w_ctx, struct pblk_line *line,
 752                             u64 paddr, unsigned int pos);
 753 struct pblk_w_ctx *pblk_rb_w_ctx(struct pblk_rb *rb, unsigned int pos);
 754 void pblk_rb_flush(struct pblk_rb *rb);
 755
 756 void pblk_rb_sync_l2p(struct pblk_rb *rb);
 757 unsigned int pblk_rb_read_to_bio(struct pblk_rb *rb, struct nvm_rq *rqd,
 758                                  unsigned int pos, unsigned int nr_entries,
 759                                  unsigned int count);
 760 int pblk_rb_copy_to_bio(struct pblk_rb *rb, struct bio *bio, sector_t lba,
 761                         struct ppa_addr ppa, int bio_iter, bool advanced_bio);
 762 unsigned int pblk_rb_read_commit(struct pblk_rb *rb, unsigned int entries);
 763
 764 unsigned int pblk_rb_sync_init(struct pblk_rb *rb, unsigned long *flags);
 765 unsigned int pblk_rb_sync_advance(struct pblk_rb *rb, unsigned int nr_entries);
 766 unsigned int pblk_rb_ptr_wrap(struct pblk_rb *rb, unsigned int p,
 767                               unsigned int nr_entries);
 768 void pblk_rb_sync_end(struct pblk_rb *rb, unsigned long *flags);
 769 unsigned int pblk_rb_flush_point_count(struct pblk_rb *rb);
 770
 771 unsigned int pblk_rb_read_count(struct pblk_rb *rb);
 772 unsigned int pblk_rb_sync_count(struct pblk_rb *rb);
 773 unsigned int pblk_rb_wrap_pos(struct pblk_rb *rb, unsigned int pos);
 774
 775 int pblk_rb_tear_down_check(struct pblk_rb *rb);
 776 int pblk_rb_pos_oob(struct pblk_rb *rb, u64 pos);
 777 void pblk_rb_free(struct pblk_rb *rb);
 778 ssize_t pblk_rb_sysfs(struct pblk_rb *rb, char *buf);
 779
 780 /*
 781  * pblk core
 782  */
 783 struct nvm_rq *pblk_alloc_rqd(struct pblk *pblk, int type);
 784 void pblk_free_rqd(struct pblk *pblk, struct nvm_rq *rqd, int type);
 785 int pblk_alloc_rqd_meta(struct pblk *pblk, struct nvm_rq *rqd);
 786 void pblk_free_rqd_meta(struct pblk *pblk, struct nvm_rq *rqd);
 787 void pblk_set_sec_per_write(struct pblk *pblk, int sec_per_write);
 788 int pblk_setup_w_rec_rq(struct pblk *pblk, struct nvm_rq *rqd,
 789                         struct pblk_c_ctx *c_ctx);
 790 void pblk_discard(struct pblk *pblk, struct bio *bio);
 791 struct nvm_chk_meta *pblk_get_chunk_meta(struct pblk *pblk);
 792 struct nvm_chk_meta *pblk_chunk_get_off(struct pblk *pblk,
 793                                               struct nvm_chk_meta *lp,
 794                                               struct ppa_addr ppa);
 795 void pblk_log_write_err(struct pblk *pblk, struct nvm_rq *rqd);
 796 void pblk_log_read_err(struct pblk *pblk, struct nvm_rq *rqd);
 797 int pblk_submit_io(struct pblk *pblk, struct nvm_rq *rqd);
 798 int pblk_submit_io_sync(struct pblk *pblk, struct nvm_rq *rqd);
 799 int pblk_submit_io_sync_sem(struct pblk *pblk, struct nvm_rq *rqd);
 800 int pblk_submit_meta_io(struct pblk *pblk, struct pblk_line *meta_line);
 801 void pblk_check_chunk_state_update(struct pblk *pblk, struct nvm_rq *rqd);
 802 struct bio *pblk_bio_map_addr(struct pblk *pblk, void *data,
 803                               unsigned int nr_secs, unsigned int len,
 804                               int alloc_type, gfp_t gfp_mask);
 805 struct pblk_line *pblk_line_get(struct pblk *pblk);
 806 struct pblk_line *pblk_line_get_first_data(struct pblk *pblk);
 807 struct pblk_line *pblk_line_replace_data(struct pblk *pblk);
 808 void pblk_ppa_to_line_put(struct pblk *pblk, struct ppa_addr ppa);
 809 void pblk_rq_to_line_put(struct pblk *pblk, struct nvm_rq *rqd);
 810 int pblk_line_recov_alloc(struct pblk *pblk, struct pblk_line *line);
 811 void pblk_line_recov_close(struct pblk *pblk, struct pblk_line *line);
 812 struct pblk_line *pblk_line_get_data(struct pblk *pblk);
 813 struct pblk_line *pblk_line_get_erase(struct pblk *pblk);
 814 int pblk_line_erase(struct pblk *pblk, struct pblk_line *line);
 815 int pblk_line_is_full(struct pblk_line *line);
 816 void pblk_line_free(struct pblk_line *line);
 817 void pblk_line_close_meta(struct pblk *pblk, struct pblk_line *line);
 818 void pblk_line_close(struct pblk *pblk, struct pblk_line *line);
 819 void pblk_line_close_ws(struct work_struct *work);
 820 void pblk_pipeline_stop(struct pblk *pblk);
 821 void __pblk_pipeline_stop(struct pblk *pblk);
 822 void __pblk_pipeline_flush(struct pblk *pblk);
 823 void pblk_gen_run_ws(struct pblk *pblk, struct pblk_line *line, void *priv,
 824                      void (*work)(struct work_struct *), gfp_t gfp_mask,
 825                      struct workqueue_struct *wq);
 826 u64 pblk_line_smeta_start(struct pblk *pblk, struct pblk_line *line);
 827 int pblk_line_smeta_read(struct pblk *pblk, struct pblk_line *line);
 828 int pblk_line_emeta_read(struct pblk *pblk, struct pblk_line *line,
 829                          void *emeta_buf);
 830 int pblk_blk_erase_async(struct pblk *pblk, struct ppa_addr erase_ppa);
 831 void pblk_line_put(struct kref *ref);
 832 void pblk_line_put_wq(struct kref *ref);
 833 struct list_head *pblk_line_gc_list(struct pblk *pblk, struct pblk_line *line);
 834 u64 pblk_lookup_page(struct pblk *pblk, struct pblk_line *line);
 835 void pblk_dealloc_page(struct pblk *pblk, struct pblk_line *line, int nr_secs);
 836 u64 pblk_alloc_page(struct pblk *pblk, struct pblk_line *line, int nr_secs);
 837 u64 __pblk_alloc_page(struct pblk *pblk, struct pblk_line *line, int nr_secs);
 838 int pblk_calc_secs(struct pblk *pblk, unsigned long secs_avail,
 839                    unsigned long secs_to_flush, bool skip_meta);
 840 void pblk_down_rq(struct pblk *pblk, struct ppa_addr ppa,
 841                   unsigned long *lun_bitmap);
 842 void pblk_down_chunk(struct pblk *pblk, struct ppa_addr ppa);
 843 void pblk_up_chunk(struct pblk *pblk, struct ppa_addr ppa);
 844 void pblk_up_rq(struct pblk *pblk, unsigned long *lun_bitmap);
 845 int pblk_bio_add_pages(struct pblk *pblk, struct bio *bio, gfp_t flags,
 846                        int nr_pages);
 847 void pblk_bio_free_pages(struct pblk *pblk, struct bio *bio, int off,
 848                          int nr_pages);
 849 void pblk_map_invalidate(struct pblk *pblk, struct ppa_addr ppa);
 850 void __pblk_map_invalidate(struct pblk *pblk, struct pblk_line *line,
 851                            u64 paddr);
 852 void pblk_update_map(struct pblk *pblk, sector_t lba, struct ppa_addr ppa);
 853 void pblk_update_map_cache(struct pblk *pblk, sector_t lba,
 854                            struct ppa_addr ppa);
 855 void pblk_update_map_dev(struct pblk *pblk, sector_t lba,
 856                          struct ppa_addr ppa, struct ppa_addr entry_line);
 857 int pblk_update_map_gc(struct pblk *pblk, sector_t lba, struct ppa_addr ppa,
 858                        struct pblk_line *gc_line, u64 paddr);
 859 void pblk_lookup_l2p_rand(struct pblk *pblk, struct ppa_addr *ppas,
 860                           u64 *lba_list, int nr_secs);
 861 void pblk_lookup_l2p_seq(struct pblk *pblk, struct ppa_addr *ppas,
 862                          sector_t blba, int nr_secs);
 863 void *pblk_get_meta_for_writes(struct pblk *pblk, struct nvm_rq *rqd);
 864 void pblk_get_packed_meta(struct pblk *pblk, struct nvm_rq *rqd);
 865
 866 /*
 867  * pblk user I/O write path
 868  */
 869 int pblk_write_to_cache(struct pblk *pblk, struct bio *bio,
 870                         unsigned long flags);
 871 int pblk_write_gc_to_cache(struct pblk *pblk, struct pblk_gc_rq *gc_rq);
 872
 873 /*
 874  * pblk map
 875  */
 876 int pblk_map_erase_rq(struct pblk *pblk, struct nvm_rq *rqd,
 877                        unsigned int sentry, unsigned long *lun_bitmap,
 878                        unsigned int valid_secs, struct ppa_addr *erase_ppa);
 879 int pblk_map_rq(struct pblk *pblk, struct nvm_rq *rqd, unsigned int sentry,
 880                  unsigned long *lun_bitmap, unsigned int valid_secs,
 881                  unsigned int off);
 882
 883 /*
 884  * pblk write thread
 885  */
 886 int pblk_write_ts(void *data);
 887 void pblk_write_timer_fn(struct timer_list *t);
 888 void pblk_write_should_kick(struct pblk *pblk);
 889 void pblk_write_kick(struct pblk *pblk);
 890
 891 /*
 892  * pblk read path
 893  */
 894 extern struct bio_set pblk_bio_set;
 895 int pblk_submit_read(struct pblk *pblk, struct bio *bio);
 896 int pblk_submit_read_gc(struct pblk *pblk, struct pblk_gc_rq *gc_rq);
 897 /*
 898  * pblk recovery
 899  */
 900 struct pblk_line *pblk_recov_l2p(struct pblk *pblk);
 901 int pblk_recov_pad(struct pblk *pblk);
 902 int pblk_recov_check_emeta(struct pblk *pblk, struct line_emeta *emeta);
 903
 904 /*
 905  * pblk gc
 906  */
 907 #define PBLK_GC_MAX_READERS 8   /* Max number of outstanding GC reader jobs */
 908 #define PBLK_GC_RQ_QD 128       /* Queue depth for inflight GC requests */
 909 #define PBLK_GC_L_QD 4          /* Queue depth for inflight GC lines */
 910
 911 int pblk_gc_init(struct pblk *pblk);
 912 void pblk_gc_exit(struct pblk *pblk, bool graceful);
 913 void pblk_gc_should_start(struct pblk *pblk);
 914 void pblk_gc_should_stop(struct pblk *pblk);
 915 void pblk_gc_should_kick(struct pblk *pblk);
 916 void pblk_gc_free_full_lines(struct pblk *pblk);
 917 void pblk_gc_sysfs_state_show(struct pblk *pblk, int *gc_enabled,
 918                               int *gc_active);
 919 int pblk_gc_sysfs_force(struct pblk *pblk, int force);
 920
 921 /*
 922  * pblk rate limiter
 923  */
 924 void pblk_rl_init(struct pblk_rl *rl, int budget, int threshold);
 925 void pblk_rl_free(struct pblk_rl *rl);
 926 void pblk_rl_update_rates(struct pblk_rl *rl);
 927 int pblk_rl_high_thrs(struct pblk_rl *rl);
 928 unsigned long pblk_rl_nr_free_blks(struct pblk_rl *rl);
 929 unsigned long pblk_rl_nr_user_free_blks(struct pblk_rl *rl);
 930 int pblk_rl_user_may_insert(struct pblk_rl *rl, int nr_entries);
 931 void pblk_rl_inserted(struct pblk_rl *rl, int nr_entries);
 932 void pblk_rl_user_in(struct pblk_rl *rl, int nr_entries);
 933 int pblk_rl_gc_may_insert(struct pblk_rl *rl, int nr_entries);
 934 void pblk_rl_gc_in(struct pblk_rl *rl, int nr_entries);
 935 void pblk_rl_out(struct pblk_rl *rl, int nr_user, int nr_gc);
 936 int pblk_rl_max_io(struct pblk_rl *rl);
 937 void pblk_rl_free_lines_inc(struct pblk_rl *rl, struct pblk_line *line);
 938 void pblk_rl_free_lines_dec(struct pblk_rl *rl, struct pblk_line *line,
 939                             bool used);
 940 int pblk_rl_is_limit(struct pblk_rl *rl);
 941
 942 void pblk_rl_werr_line_in(struct pblk_rl *rl);
 943 void pblk_rl_werr_line_out(struct pblk_rl *rl);
 944
 945 /*
 946  * pblk sysfs
 947  */
 948 int pblk_sysfs_init(struct gendisk *tdisk);
 949 void pblk_sysfs_exit(struct gendisk *tdisk);
 950
 951 static inline void *pblk_malloc(size_t size, int type, gfp_t flags)
 952 {
 953         if (type == PBLK_KMALLOC_META)
 954                 return kmalloc(size, flags);
 955         return vmalloc(size);
 956 }
 957
 958 static inline void pblk_mfree(void *ptr, int type)
 959 {
 960         if (type == PBLK_KMALLOC_META)
 961                 kfree(ptr);
 962         else
 963                 vfree(ptr);
 964 }
 965
 966 static inline struct nvm_rq *nvm_rq_from_c_ctx(void *c_ctx)
 967 {
 968         return c_ctx - sizeof(struct nvm_rq);
 969 }
 970
 971 static inline void *emeta_to_bb(struct line_emeta *emeta)
 972 {
 973         return emeta->bb_bitmap;
 974 }
 975
 976 static inline void *emeta_to_wa(struct pblk_line_meta *lm,
 977                                 struct line_emeta *emeta)
 978 {
 979         return emeta->bb_bitmap + lm->blk_bitmap_len;
 980 }
 981
 982 static inline void *emeta_to_lbas(struct pblk *pblk, struct line_emeta *emeta)
 983 {
 984         return ((void *)emeta + pblk->lm.emeta_len[1]);
 985 }
 986
 987 static inline void *emeta_to_vsc(struct pblk *pblk, struct line_emeta *emeta)
 988 {
 989         return (emeta_to_lbas(pblk, emeta) + pblk->lm.emeta_len[2]);
 990 }
 991
 992 static inline int pblk_line_vsc(struct pblk_line *line)
 993 {
 994         return le32_to_cpu(*line->vsc);
 995 }
 996
 997 static inline int pblk_ppa_to_line_id(struct ppa_addr p)
 998 {
 999         return p.a.blk;
1000 }
1001
1002 static inline struct pblk_line *pblk_ppa_to_line(struct pblk *pblk,
1003                                                  struct ppa_addr p)
1004 {
1005         return &pblk->lines[pblk_ppa_to_line_id(p)];
1006 }
1007
1008 static inline int pblk_ppa_to_pos(struct nvm_geo *geo, struct ppa_addr p)
1009 {
1010         return p.a.lun * geo->num_ch + p.a.ch;
1011 }
1012
1013 static inline struct ppa_addr addr_to_gen_ppa(struct pblk *pblk, u64 paddr,
1014                                               u64 line_id)
1015 {
1016         struct nvm_tgt_dev *dev = pblk->dev;
1017         struct nvm_geo *geo = &dev->geo;
1018         struct ppa_addr ppa;
1019
1020         if (geo->version == NVM_OCSSD_SPEC_12) {
1021                 struct nvm_addrf_12 *ppaf = (struct nvm_addrf_12 *)&pblk->addrf;
1022
1023                 ppa.ppa = 0;
1024                 ppa.g.blk = line_id;
1025                 ppa.g.pg = (paddr & ppaf->pg_mask) >> ppaf->pg_offset;
1026                 ppa.g.lun = (paddr & ppaf->lun_mask) >> ppaf->lun_offset;
1027                 ppa.g.ch = (paddr & ppaf->ch_mask) >> ppaf->ch_offset;
1028                 ppa.g.pl = (paddr & ppaf->pln_mask) >> ppaf->pln_offset;
1029                 ppa.g.sec = (paddr & ppaf->sec_mask) >> ppaf->sec_offset;
1030         } else {
1031                 struct pblk_addrf *uaddrf = &pblk->uaddrf;
1032                 int secs, chnls, luns;
1033
1034                 ppa.ppa = 0;
1035
1036                 ppa.m.chk = line_id;
1037
1038                 paddr = div_u64_rem(paddr, uaddrf->sec_stripe, &secs);
1039                 ppa.m.sec = secs;
1040
1041                 paddr = div_u64_rem(paddr, uaddrf->ch_stripe, &chnls);
1042                 ppa.m.grp = chnls;
1043
1044                 paddr = div_u64_rem(paddr, uaddrf->lun_stripe, &luns);
1045                 ppa.m.pu = luns;
1046
1047                 ppa.m.sec += uaddrf->sec_stripe * paddr;
1048         }
1049
1050         return ppa;
1051 }
1052
1053 static inline struct nvm_chk_meta *pblk_dev_ppa_to_chunk(struct pblk *pblk,
1054                                                         struct ppa_addr p)
1055 {
1056         struct nvm_tgt_dev *dev = pblk->dev;
1057         struct nvm_geo *geo = &dev->geo;
1058         struct pblk_line *line = pblk_ppa_to_line(pblk, p);
1059         int pos = pblk_ppa_to_pos(geo, p);
1060
1061         return &line->chks[pos];
1062 }
1063
1064 static inline u64 pblk_dev_ppa_to_chunk_addr(struct pblk *pblk,
1065                                                         struct ppa_addr p)
1066 {
1067         struct nvm_tgt_dev *dev = pblk->dev;
1068
1069         return dev_to_chunk_addr(dev->parent, &pblk->addrf, p);
1070 }
1071
1072 static inline u64 pblk_dev_ppa_to_line_addr(struct pblk *pblk,
1073                                                         struct ppa_addr p)
1074 {
1075         struct nvm_tgt_dev *dev = pblk->dev;
1076         struct nvm_geo *geo = &dev->geo;
1077         u64 paddr;
1078
1079         if (geo->version == NVM_OCSSD_SPEC_12) {
1080                 struct nvm_addrf_12 *ppaf = (struct nvm_addrf_12 *)&pblk->addrf;
1081
1082                 paddr = (u64)p.g.ch << ppaf->ch_offset;
1083                 paddr |= (u64)p.g.lun << ppaf->lun_offset;
1084                 paddr |= (u64)p.g.pg << ppaf->pg_offset;
1085                 paddr |= (u64)p.g.pl << ppaf->pln_offset;
1086                 paddr |= (u64)p.g.sec << ppaf->sec_offset;
1087         } else {
1088                 struct pblk_addrf *uaddrf = &pblk->uaddrf;
1089                 u64 secs = p.m.sec;
1090                 int sec_stripe;
1091
1092                 paddr = (u64)p.m.grp * uaddrf->sec_stripe;
1093                 paddr += (u64)p.m.pu * uaddrf->sec_lun_stripe;
1094
1095                 secs = div_u64_rem(secs, uaddrf->sec_stripe, &sec_stripe);
1096                 paddr += secs * uaddrf->sec_ws_stripe;
1097                 paddr += sec_stripe;
1098         }
1099
1100         return paddr;
1101 }
1102
1103 static inline struct ppa_addr pblk_ppa32_to_ppa64(struct pblk *pblk, u32 ppa32)
1104 {
1105         struct nvm_tgt_dev *dev = pblk->dev;
1106
1107         return nvm_ppa32_to_ppa64(dev->parent, &pblk->addrf, ppa32);
1108 }
1109
1110 static inline u32 pblk_ppa64_to_ppa32(struct pblk *pblk, struct ppa_addr ppa64)
1111 {
1112         struct nvm_tgt_dev *dev = pblk->dev;
1113
1114         return nvm_ppa64_to_ppa32(dev->parent, &pblk->addrf, ppa64);
1115 }
1116
1117 static inline struct ppa_addr pblk_trans_map_get(struct pblk *pblk,
1118                                                                 sector_t lba)
1119 {
1120         struct ppa_addr ppa;
1121
1122         if (pblk->addrf_len < 32) {
1123                 u32 *map = (u32 *)pblk->trans_map;
1124
1125                 ppa = pblk_ppa32_to_ppa64(pblk, map[lba]);
1126         } else {
1127                 struct ppa_addr *map = (struct ppa_addr *)pblk->trans_map;
1128
1129                 ppa = map[lba];
1130         }
1131
1132         return ppa;
1133 }
1134
1135 static inline void pblk_trans_map_set(struct pblk *pblk, sector_t lba,
1136                                                 struct ppa_addr ppa)
1137 {
1138         if (pblk->addrf_len < 32) {
1139                 u32 *map = (u32 *)pblk->trans_map;
1140
1141                 map[lba] = pblk_ppa64_to_ppa32(pblk, ppa);
1142         } else {
1143                 u64 *map = (u64 *)pblk->trans_map;
1144
1145                 map[lba] = ppa.ppa;
1146         }
1147 }
1148
1149 static inline int pblk_ppa_empty(struct ppa_addr ppa_addr)
1150 {
1151         return (ppa_addr.ppa == ADDR_EMPTY);
1152 }
1153
1154 static inline void pblk_ppa_set_empty(struct ppa_addr *ppa_addr)
1155 {
1156         ppa_addr->ppa = ADDR_EMPTY;
1157 }
1158
1159 static inline bool pblk_ppa_comp(struct ppa_addr lppa, struct ppa_addr rppa)
1160 {
1161         return (lppa.ppa == rppa.ppa);
1162 }
1163
1164 static inline int pblk_addr_in_cache(struct ppa_addr ppa)
1165 {
1166         return (ppa.ppa != ADDR_EMPTY && ppa.c.is_cached);
1167 }
1168
1169 static inline int pblk_addr_to_cacheline(struct ppa_addr ppa)
1170 {
1171         return ppa.c.line;
1172 }
1173
1174 static inline struct ppa_addr pblk_cacheline_to_addr(int addr)
1175 {
1176         struct ppa_addr p;
1177
1178         p.c.line = addr;
1179         p.c.is_cached = 1;
1180
1181         return p;
1182 }
1183
1184 static inline u32 pblk_calc_meta_header_crc(struct pblk *pblk,
1185                                             struct line_header *header)
1186 {
1187         u32 crc = ~(u32)0;
1188
1189         crc = crc32_le(crc, (unsigned char *)header + sizeof(crc),
1190                                 sizeof(struct line_header) - sizeof(crc));
1191
1192         return crc;
1193 }
1194
1195 static inline u32 pblk_calc_smeta_crc(struct pblk *pblk,
1196                                       struct line_smeta *smeta)
1197 {
1198         struct pblk_line_meta *lm = &pblk->lm;
1199         u32 crc = ~(u32)0;
1200
1201         crc = crc32_le(crc, (unsigned char *)smeta +
1202                                 sizeof(struct line_header) + sizeof(crc),
1203                                 lm->smeta_len -
1204                                 sizeof(struct line_header) - sizeof(crc));
1205
1206         return crc;
1207 }
1208
1209 static inline u32 pblk_calc_emeta_crc(struct pblk *pblk,
1210                                       struct line_emeta *emeta)
1211 {
1212         struct pblk_line_meta *lm = &pblk->lm;
1213         u32 crc = ~(u32)0;
1214
1215         crc = crc32_le(crc, (unsigned char *)emeta +
1216                                 sizeof(struct line_header) + sizeof(crc),
1217                                 lm->emeta_len[0] -
1218                                 sizeof(struct line_header) - sizeof(crc));
1219
1220         return crc;
1221 }
1222
1223 static inline int pblk_io_aligned(struct pblk *pblk, int nr_secs)
1224 {
1225         return !(nr_secs % pblk->min_write_pgs);
1226 }
1227
1228 #ifdef CONFIG_NVM_PBLK_DEBUG
1229 static inline void print_ppa(struct pblk *pblk, struct ppa_addr *p,
1230                              char *msg, int error)
1231 {
1232         struct nvm_geo *geo = &pblk->dev->geo;
1233
1234         if (p->c.is_cached) {
1235                 pblk_err(pblk, "ppa: (%s: %x) cache line: %llu\n",
1236                                 msg, error, (u64)p->c.line);
1237         } else if (geo->version == NVM_OCSSD_SPEC_12) {
1238                 pblk_err(pblk, "ppa: (%s: %x):ch:%d,lun:%d,blk:%d,pg:%d,pl:%d,sec:%d\n",
1239                         msg, error,
1240                         p->g.ch, p->g.lun, p->g.blk,
1241                         p->g.pg, p->g.pl, p->g.sec);
1242         } else {
1243                 pblk_err(pblk, "ppa: (%s: %x):ch:%d,lun:%d,chk:%d,sec:%d\n",
1244                         msg, error,
1245                         p->m.grp, p->m.pu, p->m.chk, p->m.sec);
1246         }
1247 }
1248
1249 static inline void pblk_print_failed_rqd(struct pblk *pblk, struct nvm_rq *rqd,
1250                                          int error)
1251 {
1252         int bit = -1;
1253
1254         if (rqd->nr_ppas ==  1) {
1255                 print_ppa(pblk, &rqd->ppa_addr, "rqd", error);
1256                 return;
1257         }
1258
1259         while ((bit = find_next_bit((void *)&rqd->ppa_status, rqd->nr_ppas,
1260                                                 bit + 1)) < rqd->nr_ppas) {
1261                 print_ppa(pblk, &rqd->ppa_list[bit], "rqd", error);
1262         }
1263
1264         pblk_err(pblk, "error:%d, ppa_status:%llx\n", error, rqd->ppa_status);
1265 }
1266
1267 static inline int pblk_boundary_ppa_checks(struct nvm_tgt_dev *tgt_dev,
1268                                        struct ppa_addr *ppas, int nr_ppas)
1269 {
1270         struct nvm_geo *geo = &tgt_dev->geo;
1271         struct ppa_addr *ppa;
1272         int i;
1273
1274         for (i = 0; i < nr_ppas; i++) {
1275                 ppa = &ppas[i];
1276
1277                 if (geo->version == NVM_OCSSD_SPEC_12) {
1278                         if (!ppa->c.is_cached &&
1279                                         ppa->g.ch < geo->num_ch &&
1280                                         ppa->g.lun < geo->num_lun &&
1281                                         ppa->g.pl < geo->num_pln &&
1282                                         ppa->g.blk < geo->num_chk &&
1283                                         ppa->g.pg < geo->num_pg &&
1284                                         ppa->g.sec < geo->ws_min)
1285                                 continue;
1286                 } else {
1287                         if (!ppa->c.is_cached &&
1288                                         ppa->m.grp < geo->num_ch &&
1289                                         ppa->m.pu < geo->num_lun &&
1290                                         ppa->m.chk < geo->num_chk &&
1291                                         ppa->m.sec < geo->clba)
1292                                 continue;
1293                 }
1294
1295                 print_ppa(tgt_dev->q->queuedata, ppa, "boundary", i);
1296
1297                 return 1;
1298         }
1299         return 0;
1300 }
1301
1302 static inline int pblk_check_io(struct pblk *pblk, struct nvm_rq *rqd)
1303 {
1304         struct nvm_tgt_dev *dev = pblk->dev;
1305         struct ppa_addr *ppa_list = nvm_rq_to_ppa_list(rqd);
1306
1307         if (pblk_boundary_ppa_checks(dev, ppa_list, rqd->nr_ppas)) {
1308                 WARN_ON(1);
1309                 return -EINVAL;
1310         }
1311
1312         if (rqd->opcode == NVM_OP_PWRITE) {
1313                 struct pblk_line *line;
1314                 int i;
1315
1316                 for (i = 0; i < rqd->nr_ppas; i++) {
1317                         line = pblk_ppa_to_line(pblk, ppa_list[i]);
1318
1319                         spin_lock(&line->lock);
1320                         if (line->state != PBLK_LINESTATE_OPEN) {
1321                                 pblk_err(pblk, "bad ppa: line:%d,state:%d\n",
1322                                                         line->id, line->state);
1323                                 WARN_ON(1);
1324                                 spin_unlock(&line->lock);
1325                                 return -EINVAL;
1326                         }
1327                         spin_unlock(&line->lock);
1328                 }
1329         }
1330
1331         return 0;
1332 }
1333 #endif
1334
1335 static inline int pblk_boundary_paddr_checks(struct pblk *pblk, u64 paddr)
1336 {
1337         struct pblk_line_meta *lm = &pblk->lm;
1338
1339         if (paddr > lm->sec_per_line)
1340                 return 1;
1341
1342         return 0;
1343 }
1344
1345 static inline unsigned int pblk_get_bi_idx(struct bio *bio)
1346 {
1347         return bio->bi_iter.bi_idx;
1348 }
1349
1350 static inline sector_t pblk_get_lba(struct bio *bio)
1351 {
1352         return bio->bi_iter.bi_sector / NR_PHY_IN_LOG;
1353 }
1354
1355 static inline unsigned int pblk_get_secs(struct bio *bio)
1356 {
1357         return  bio->bi_iter.bi_size / PBLK_EXPOSED_PAGE_SIZE;
1358 }
1359
1360 static inline char *pblk_disk_name(struct pblk *pblk)
1361 {
1362         struct gendisk *disk = pblk->disk;
1363
1364         return disk->disk_name;
1365 }
1366
1367 static inline unsigned int pblk_get_min_chks(struct pblk *pblk)
1368 {
1369         struct pblk_line_meta *lm = &pblk->lm;
1370         /* In a worst-case scenario every line will have OP invalid sectors.
1371          * We will then need a minimum of 1/OP lines to free up a single line
1372          */
1373
1374         return DIV_ROUND_UP(100, pblk->op) * lm->blk_per_line;
1375 }
1376
1377 static inline struct pblk_sec_meta *pblk_get_meta(struct pblk *pblk,
1378                                                          void *meta, int index)
1379 {
1380         return meta +
1381                max_t(int, sizeof(struct pblk_sec_meta), pblk->oob_meta_size)
1382                * index;
1383 }
1384
1385 static inline int pblk_dma_meta_size(struct pblk *pblk)
1386 {
1387         return max_t(int, sizeof(struct pblk_sec_meta), pblk->oob_meta_size)
1388                * NVM_MAX_VLBA;
1389 }
1390
1391 static inline int pblk_is_oob_meta_supported(struct pblk *pblk)
1392 {
1393         return pblk->oob_meta_size >= sizeof(struct pblk_sec_meta);
1394 }
1395 #endif /* PBLK_H_ */