fs/bcachefs/util.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * random utiility code, for bcache but in theory not specific to bcache
   4  *
   5  * Copyright 2010, 2011 Kent Overstreet <kent.overstreet@gmail.com>
   6  * Copyright 2012 Google, Inc.
   7  */
   8
   9 #include <linux/bio.h>
  10 #include <linux/blkdev.h>
  11 #include <linux/ctype.h>
  12 #include <linux/debugfs.h>
  13 #include <linux/freezer.h>
  14 #include <linux/kthread.h>
  15 #include <linux/log2.h>
  16 #include <linux/math64.h>
  17 #include <linux/percpu.h>
  18 #include <linux/preempt.h>
  19 #include <linux/random.h>
  20 #include <linux/seq_file.h>
  21 #include <linux/string.h>
  22 #include <linux/types.h>
  23 #include <linux/sched/clock.h>
  24
  25 #include "eytzinger.h"
  26 #include "util.h"
  27
  28 #define simple_strtoint(c, end, base)   simple_strtol(c, end, base)
  29 #define simple_strtouint(c, end, base)  simple_strtoul(c, end, base)
  30
  31 static const char si_units[] = "?kMGTPEZY";
  32
  33 static int __bch2_strtoh(const char *cp, u64 *res,
  34                          u64 t_max, bool t_signed)
  35 {
  36         bool positive = *cp != '-';
  37         unsigned u;
  38         u64 v = 0;
  39
  40         if (*cp == '+' || *cp == '-')
  41                 cp++;
  42
  43         if (!isdigit(*cp))
  44                 return -EINVAL;
  45
  46         do {
  47                 if (v > U64_MAX / 10)
  48                         return -ERANGE;
  49                 v *= 10;
  50                 if (v > U64_MAX - (*cp - '0'))
  51                         return -ERANGE;
  52                 v += *cp - '0';
  53                 cp++;
  54         } while (isdigit(*cp));
  55
  56         for (u = 1; u < strlen(si_units); u++)
  57                 if (*cp == si_units[u]) {
  58                         cp++;
  59                         goto got_unit;
  60                 }
  61         u = 0;
  62 got_unit:
  63         if (*cp == '\n')
  64                 cp++;
  65         if (*cp)
  66                 return -EINVAL;
  67
  68         if (fls64(v) + u * 10 > 64)
  69                 return -ERANGE;
  70
  71         v <<= u * 10;
  72
  73         if (positive) {
  74                 if (v > t_max)
  75                         return -ERANGE;
  76         } else {
  77                 if (v && !t_signed)
  78                         return -ERANGE;
  79
  80                 if (v > t_max + 1)
  81                         return -ERANGE;
  82                 v = -v;
  83         }
  84
  85         *res = v;
  86         return 0;
  87 }
  88
  89 #define STRTO_H(name, type)                                     \
  90 int bch2_ ## name ## _h(const char *cp, type *res)              \
  91 {                                                               \
  92         u64 v;                                                  \
  93         int ret = __bch2_strtoh(cp, &v, ANYSINT_MAX(type),      \
  94                         ANYSINT_MAX(type) != ((type) ~0ULL));   \
  95         *res = v;                                               \
  96         return ret;                                             \
  97 }
  98
  99 STRTO_H(strtoint, int)
 100 STRTO_H(strtouint, unsigned int)
 101 STRTO_H(strtoll, long long)
 102 STRTO_H(strtoull, unsigned long long)
 103
 104 ssize_t bch2_hprint(char *buf, s64 v)
 105 {
 106         char dec[4] = "";
 107         int u, t = 0;
 108
 109         for (u = 0; v >= 1024 || v <= -1024; u++) {
 110                 t = v & ~(~0U << 10);
 111                 v >>= 10;
 112         }
 113
 114         if (!u)
 115                 return sprintf(buf, "%lli", v);
 116
 117         /*
 118          * 103 is magic: t is in the range [-1023, 1023] and we want
 119          * to turn it into [-9, 9]
 120          */
 121         if (v < 100 && v > -100)
 122                 scnprintf(dec, sizeof(dec), ".%i", t / 103);
 123
 124         return sprintf(buf, "%lli%s%c", v, dec, si_units[u]);
 125 }
 126
 127 ssize_t bch2_scnprint_string_list(char *buf, size_t size,
 128                                   const char * const list[],
 129                                   size_t selected)
 130 {
 131         char *out = buf;
 132         size_t i;
 133
 134         if (size)
 135                 *out = '\0';
 136
 137         for (i = 0; list[i]; i++)
 138                 out += scnprintf(out, buf + size - out,
 139                                  i == selected ? "[%s] " : "%s ", list[i]);
 140
 141         if (out != buf)
 142                 *--out = '\0';
 143
 144         return out - buf;
 145 }
 146
 147 ssize_t bch2_scnprint_flag_list(char *buf, size_t size,
 148                                 const char * const list[], u64 flags)
 149 {
 150         char *out = buf, *end = buf + size;
 151         unsigned bit, nr = 0;
 152
 153         while (list[nr])
 154                 nr++;
 155
 156         if (size)
 157                 *out = '\0';
 158
 159         while (flags && (bit = __ffs(flags)) < nr) {
 160                 out += scnprintf(out, end - out, "%s,", list[bit]);
 161                 flags ^= 1 << bit;
 162         }
 163
 164         if (out != buf)
 165                 *--out = '\0';
 166
 167         return out - buf;
 168 }
 169
 170 u64 bch2_read_flag_list(char *opt, const char * const list[])
 171 {
 172         u64 ret = 0;
 173         char *p, *s, *d = kstrndup(opt, PAGE_SIZE - 1, GFP_KERNEL);
 174
 175         if (!d)
 176                 return -ENOMEM;
 177
 178         s = strim(d);
 179
 180         while ((p = strsep(&s, ","))) {
 181                 int flag = match_string(list, -1, p);
 182                 if (flag < 0) {
 183                         ret = -1;
 184                         break;
 185                 }
 186
 187                 ret |= 1 << flag;
 188         }
 189
 190         kfree(d);
 191
 192         return ret;
 193 }
 194
 195 bool bch2_is_zero(const void *_p, size_t n)
 196 {
 197         const char *p = _p;
 198         size_t i;
 199
 200         for (i = 0; i < n; i++)
 201                 if (p[i])
 202                         return false;
 203         return true;
 204 }
 205
 206 /* time stats: */
 207
 208 #ifndef CONFIG_BCACHEFS_NO_LATENCY_ACCT
 209 static void bch2_quantiles_update(struct bch2_quantiles *q, u64 v)
 210 {
 211         unsigned i = 0;
 212
 213         while (i < ARRAY_SIZE(q->entries)) {
 214                 struct bch2_quantile_entry *e = q->entries + i;
 215
 216                 if (unlikely(!e->step)) {
 217                         e->m = v;
 218                         e->step = max_t(unsigned, v / 2, 1024);
 219                 } else if (e->m > v) {
 220                         e->m = e->m >= e->step
 221                                 ? e->m - e->step
 222                                 : 0;
 223                 } else if (e->m < v) {
 224                         e->m = e->m + e->step > e->m
 225                                 ? e->m + e->step
 226                                 : U32_MAX;
 227                 }
 228
 229                 if ((e->m > v ? e->m - v : v - e->m) < e->step)
 230                         e->step = max_t(unsigned, e->step / 2, 1);
 231
 232                 if (v >= e->m)
 233                         break;
 234
 235                 i = eytzinger0_child(i, v > e->m);
 236         }
 237 }
 238
 239 static void bch2_time_stats_update_one(struct bch2_time_stats *stats,
 240                                        u64 start, u64 end)
 241 {
 242         u64 duration, freq;
 243
 244         duration        = time_after64(end, start)
 245                 ? end - start : 0;
 246         freq            = time_after64(end, stats->last_event)
 247                 ? end - stats->last_event : 0;
 248
 249         stats->count++;
 250
 251         stats->average_duration = stats->average_duration
 252                 ? ewma_add(stats->average_duration, duration, 6)
 253                 : duration;
 254
 255         stats->average_frequency = stats->average_frequency
 256                 ? ewma_add(stats->average_frequency, freq, 6)
 257                 : freq;
 258
 259         stats->max_duration = max(stats->max_duration, duration);
 260
 261         stats->last_event = end;
 262
 263         bch2_quantiles_update(&stats->quantiles, duration);
 264 }
 265
 266 void __bch2_time_stats_update(struct bch2_time_stats *stats, u64 start, u64 end)
 267 {
 268         unsigned long flags;
 269
 270         if (!stats->buffer) {
 271                 spin_lock_irqsave(&stats->lock, flags);
 272                 bch2_time_stats_update_one(stats, start, end);
 273
 274                 if (stats->average_frequency < 32 &&
 275                     stats->count > 1024)
 276                         stats->buffer =
 277                                 alloc_percpu_gfp(struct bch2_time_stat_buffer,
 278                                                  GFP_ATOMIC);
 279                 spin_unlock_irqrestore(&stats->lock, flags);
 280         } else {
 281                 struct bch2_time_stat_buffer_entry *i;
 282                 struct bch2_time_stat_buffer *b;
 283
 284                 preempt_disable();
 285                 b = this_cpu_ptr(stats->buffer);
 286
 287                 BUG_ON(b->nr >= ARRAY_SIZE(b->entries));
 288                 b->entries[b->nr++] = (struct bch2_time_stat_buffer_entry) {
 289                         .start = start,
 290                         .end = end
 291                 };
 292
 293                 if (b->nr == ARRAY_SIZE(b->entries)) {
 294                         spin_lock_irqsave(&stats->lock, flags);
 295                         for (i = b->entries;
 296                              i < b->entries + ARRAY_SIZE(b->entries);
 297                              i++)
 298                                 bch2_time_stats_update_one(stats, i->start, i->end);
 299                         spin_unlock_irqrestore(&stats->lock, flags);
 300
 301                         b->nr = 0;
 302                 }
 303
 304                 preempt_enable();
 305         }
 306 }
 307 #endif
 308
 309 static const struct time_unit {
 310         const char      *name;
 311         u32             nsecs;
 312 } time_units[] = {
 313         { "ns",         1               },
 314         { "us",         NSEC_PER_USEC   },
 315         { "ms",         NSEC_PER_MSEC   },
 316         { "sec",        NSEC_PER_SEC    },
 317 };
 318
 319 static const struct time_unit *pick_time_units(u64 ns)
 320 {
 321         const struct time_unit *u;
 322
 323         for (u = time_units;
 324              u + 1 < time_units + ARRAY_SIZE(time_units) &&
 325              ns >= u[1].nsecs << 1;
 326              u++)
 327                 ;
 328
 329         return u;
 330 }
 331
 332 static size_t pr_time_units(char *buf, size_t len, u64 ns)
 333 {
 334         const struct time_unit *u = pick_time_units(ns);
 335
 336         return scnprintf(buf, len, "%llu %s", div_u64(ns, u->nsecs), u->name);
 337 }
 338
 339 size_t bch2_time_stats_print(struct bch2_time_stats *stats, char *buf, size_t len)
 340 {
 341         char *out = buf, *end = buf + len;
 342         const struct time_unit *u;
 343         u64 freq = READ_ONCE(stats->average_frequency);
 344         u64 q, last_q = 0;
 345         int i;
 346
 347         out += scnprintf(out, end - out, "count:\t\t%llu\n",
 348                          stats->count);
 349         out += scnprintf(out, end - out, "rate:\t\t%llu/sec\n",
 350                          freq ?  div64_u64(NSEC_PER_SEC, freq) : 0);
 351
 352         out += scnprintf(out, end - out, "frequency:\t");
 353         out += pr_time_units(out, end - out, freq);
 354
 355         out += scnprintf(out, end - out, "\navg duration:\t");
 356         out += pr_time_units(out, end - out, stats->average_duration);
 357
 358         out += scnprintf(out, end - out, "\nmax duration:\t");
 359         out += pr_time_units(out, end - out, stats->max_duration);
 360
 361         i = eytzinger0_first(NR_QUANTILES);
 362         u = pick_time_units(stats->quantiles.entries[i].m);
 363
 364         out += scnprintf(out, end - out, "\nquantiles (%s):\t", u->name);
 365         eytzinger0_for_each(i, NR_QUANTILES) {
 366                 bool is_last = eytzinger0_next(i, NR_QUANTILES) == -1;
 367
 368                 q = max(stats->quantiles.entries[i].m, last_q);
 369                 out += scnprintf(out, end - out, "%llu%s",
 370                                  div_u64(q, u->nsecs),
 371                                  is_last ? "\n" : " ");
 372                 last_q = q;
 373         }
 374
 375         return out - buf;
 376 }
 377
 378 void bch2_time_stats_exit(struct bch2_time_stats *stats)
 379 {
 380         free_percpu(stats->buffer);
 381 }
 382
 383 void bch2_time_stats_init(struct bch2_time_stats *stats)
 384 {
 385         memset(stats, 0, sizeof(*stats));
 386         spin_lock_init(&stats->lock);
 387 }
 388
 389 /* ratelimit: */
 390
 391 /**
 392  * bch2_ratelimit_delay() - return how long to delay until the next time to do
 393  * some work
 394  *
 395  * @d - the struct bch_ratelimit to update
 396  *
 397  * Returns the amount of time to delay by, in jiffies
 398  */
 399 u64 bch2_ratelimit_delay(struct bch_ratelimit *d)
 400 {
 401         u64 now = local_clock();
 402
 403         return time_after64(d->next, now)
 404                 ? nsecs_to_jiffies(d->next - now)
 405                 : 0;
 406 }
 407
 408 /**
 409  * bch2_ratelimit_increment() - increment @d by the amount of work done
 410  *
 411  * @d - the struct bch_ratelimit to update
 412  * @done - the amount of work done, in arbitrary units
 413  */
 414 void bch2_ratelimit_increment(struct bch_ratelimit *d, u64 done)
 415 {
 416         u64 now = local_clock();
 417
 418         d->next += div_u64(done * NSEC_PER_SEC, d->rate);
 419
 420         if (time_before64(now + NSEC_PER_SEC, d->next))
 421                 d->next = now + NSEC_PER_SEC;
 422
 423         if (time_after64(now - NSEC_PER_SEC * 2, d->next))
 424                 d->next = now - NSEC_PER_SEC * 2;
 425 }
 426
 427 int bch2_ratelimit_wait_freezable_stoppable(struct bch_ratelimit *d)
 428 {
 429         bool kthread = (current->flags & PF_KTHREAD) != 0;
 430
 431         while (1) {
 432                 u64 delay = bch2_ratelimit_delay(d);
 433
 434                 if (delay)
 435                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 436
 437                 if (kthread && kthread_should_stop())
 438                         return 1;
 439
 440                 if (!delay)
 441                         return 0;
 442
 443                 schedule_timeout(delay);
 444                 try_to_freeze();
 445         }
 446 }
 447
 448 /* pd controller: */
 449
 450 /*
 451  * Updates pd_controller. Attempts to scale inputed values to units per second.
 452  * @target: desired value
 453  * @actual: current value
 454  *
 455  * @sign: 1 or -1; 1 if increasing the rate makes actual go up, -1 if increasing
 456  * it makes actual go down.
 457  */
 458 void bch2_pd_controller_update(struct bch_pd_controller *pd,
 459                               s64 target, s64 actual, int sign)
 460 {
 461         s64 proportional, derivative, change;
 462
 463         unsigned long seconds_since_update = (jiffies - pd->last_update) / HZ;
 464
 465         if (seconds_since_update == 0)
 466                 return;
 467
 468         pd->last_update = jiffies;
 469
 470         proportional = actual - target;
 471         proportional *= seconds_since_update;
 472         proportional = div_s64(proportional, pd->p_term_inverse);
 473
 474         derivative = actual - pd->last_actual;
 475         derivative = div_s64(derivative, seconds_since_update);
 476         derivative = ewma_add(pd->smoothed_derivative, derivative,
 477                               (pd->d_term / seconds_since_update) ?: 1);
 478         derivative = derivative * pd->d_term;
 479         derivative = div_s64(derivative, pd->p_term_inverse);
 480
 481         change = proportional + derivative;
 482
 483         /* Don't increase rate if not keeping up */
 484         if (change > 0 &&
 485             pd->backpressure &&
 486             time_after64(local_clock(),
 487                          pd->rate.next + NSEC_PER_MSEC))
 488                 change = 0;
 489
 490         change *= (sign * -1);
 491
 492         pd->rate.rate = clamp_t(s64, (s64) pd->rate.rate + change,
 493                                 1, UINT_MAX);
 494
 495         pd->last_actual         = actual;
 496         pd->last_derivative     = derivative;
 497         pd->last_proportional   = proportional;
 498         pd->last_change         = change;
 499         pd->last_target         = target;
 500 }
 501
 502 void bch2_pd_controller_init(struct bch_pd_controller *pd)
 503 {
 504         pd->rate.rate           = 1024;
 505         pd->last_update         = jiffies;
 506         pd->p_term_inverse      = 6000;
 507         pd->d_term              = 30;
 508         pd->d_smooth            = pd->d_term;
 509         pd->backpressure        = 1;
 510 }
 511
 512 size_t bch2_pd_controller_print_debug(struct bch_pd_controller *pd, char *buf)
 513 {
 514         /* 2^64 - 1 is 20 digits, plus null byte */
 515         char rate[21];
 516         char actual[21];
 517         char target[21];
 518         char proportional[21];
 519         char derivative[21];
 520         char change[21];
 521         s64 next_io;
 522
 523         bch2_hprint(rate,       pd->rate.rate);
 524         bch2_hprint(actual,     pd->last_actual);
 525         bch2_hprint(target,     pd->last_target);
 526         bch2_hprint(proportional, pd->last_proportional);
 527         bch2_hprint(derivative, pd->last_derivative);
 528         bch2_hprint(change,     pd->last_change);
 529
 530         next_io = div64_s64(pd->rate.next - local_clock(), NSEC_PER_MSEC);
 531
 532         return sprintf(buf,
 533                        "rate:\t\t%s/sec\n"
 534                        "target:\t\t%s\n"
 535                        "actual:\t\t%s\n"
 536                        "proportional:\t%s\n"
 537                        "derivative:\t%s\n"
 538                        "change:\t\t%s/sec\n"
 539                        "next io:\t%llims\n",
 540                        rate, target, actual, proportional,
 541                        derivative, change, next_io);
 542 }
 543
 544 /* misc: */
 545
 546 void bch2_bio_map(struct bio *bio, void *base)
 547 {
 548         size_t size = bio->bi_iter.bi_size;
 549         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec;
 550
 551         BUG_ON(!bio->bi_iter.bi_size);
 552         BUG_ON(bio->bi_vcnt);
 553
 554         bv->bv_offset = base ? offset_in_page(base) : 0;
 555         goto start;
 556
 557         for (; size; bio->bi_vcnt++, bv++) {
 558                 bv->bv_offset   = 0;
 559 start:          bv->bv_len      = min_t(size_t, PAGE_SIZE - bv->bv_offset,
 560                                         size);
 561                 BUG_ON(bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs);
 562                 if (base) {
 563                         bv->bv_page = is_vmalloc_addr(base)
 564                                 ? vmalloc_to_page(base)
 565                                 : virt_to_page(base);
 566
 567                         base += bv->bv_len;
 568                 }
 569
 570                 size -= bv->bv_len;
 571         }
 572 }
 573
 574 int bch2_bio_alloc_pages(struct bio *bio, size_t size, gfp_t gfp_mask)
 575 {
 576         while (size) {
 577                 struct page *page = alloc_pages(gfp_mask, 0);
 578                 unsigned len = min_t(size_t, PAGE_SIZE, size);
 579
 580                 if (!page)
 581                         return -ENOMEM;
 582
 583                 if (unlikely(!bio_add_page(bio, page, len, 0))) {
 584                         __free_page(page);
 585                         break;
 586                 }
 587
 588                 size -= len;
 589         }
 590
 591         return 0;
 592 }
 593
 594 size_t bch2_rand_range(size_t max)
 595 {
 596         size_t rand;
 597
 598         if (!max)
 599                 return 0;
 600
 601         do {
 602                 rand = get_random_long();
 603                 rand &= roundup_pow_of_two(max) - 1;
 604         } while (rand >= max);
 605
 606         return rand;
 607 }
 608
 609 void memcpy_to_bio(struct bio *dst, struct bvec_iter dst_iter, void *src)
 610 {
 611         struct bio_vec bv;
 612         struct bvec_iter iter;
 613
 614         __bio_for_each_segment(bv, dst, iter, dst_iter) {
 615                 void *dstp = kmap_atomic(bv.bv_page);
 616                 memcpy(dstp + bv.bv_offset, src, bv.bv_len);
 617                 kunmap_atomic(dstp);
 618
 619                 src += bv.bv_len;
 620         }
 621 }
 622
 623 void memcpy_from_bio(void *dst, struct bio *src, struct bvec_iter src_iter)
 624 {
 625         struct bio_vec bv;
 626         struct bvec_iter iter;
 627
 628         __bio_for_each_segment(bv, src, iter, src_iter) {
 629                 void *srcp = kmap_atomic(bv.bv_page);
 630                 memcpy(dst, srcp + bv.bv_offset, bv.bv_len);
 631                 kunmap_atomic(srcp);
 632
 633                 dst += bv.bv_len;
 634         }
 635 }
 636
 637 size_t bch_scnmemcpy(char *buf, size_t size, const char *src, size_t len)
 638 {
 639         size_t n;
 640
 641         if (!size)
 642                 return 0;
 643
 644         n = min(size - 1, len);
 645         memcpy(buf, src, n);
 646         buf[n] = '\0';
 647
 648         return n;
 649 }
 650
 651 #include "eytzinger.h"
 652
 653 static int alignment_ok(const void *base, size_t align)
 654 {
 655         return IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS) ||
 656                 ((unsigned long)base & (align - 1)) == 0;
 657 }
 658
 659 static void u32_swap(void *a, void *b, size_t size)
 660 {
 661         u32 t = *(u32 *)a;
 662         *(u32 *)a = *(u32 *)b;
 663         *(u32 *)b = t;
 664 }
 665
 666 static void u64_swap(void *a, void *b, size_t size)
 667 {
 668         u64 t = *(u64 *)a;
 669         *(u64 *)a = *(u64 *)b;
 670         *(u64 *)b = t;
 671 }
 672
 673 static void generic_swap(void *a, void *b, size_t size)
 674 {
 675         char t;
 676
 677         do {
 678                 t = *(char *)a;
 679                 *(char *)a++ = *(char *)b;
 680                 *(char *)b++ = t;
 681         } while (--size > 0);
 682 }
 683
 684 static inline int do_cmp(void *base, size_t n, size_t size,
 685                          int (*cmp_func)(const void *, const void *, size_t),
 686                          size_t l, size_t r)
 687 {
 688         return cmp_func(base + inorder_to_eytzinger0(l, n) * size,
 689                         base + inorder_to_eytzinger0(r, n) * size,
 690                         size);
 691 }
 692
 693 static inline void do_swap(void *base, size_t n, size_t size,
 694                            void (*swap_func)(void *, void *, size_t),
 695                            size_t l, size_t r)
 696 {
 697         swap_func(base + inorder_to_eytzinger0(l, n) * size,
 698                   base + inorder_to_eytzinger0(r, n) * size,
 699                   size);
 700 }
 701
 702 void eytzinger0_sort(void *base, size_t n, size_t size,
 703                      int (*cmp_func)(const void *, const void *, size_t),
 704                      void (*swap_func)(void *, void *, size_t))
 705 {
 706         int i, c, r;
 707
 708         if (!swap_func) {
 709                 if (size == 4 && alignment_ok(base, 4))
 710                         swap_func = u32_swap;
 711                 else if (size == 8 && alignment_ok(base, 8))
 712                         swap_func = u64_swap;
 713                 else
 714                         swap_func = generic_swap;
 715         }
 716
 717         /* heapify */
 718         for (i = n / 2 - 1; i >= 0; --i) {
 719                 for (r = i; r * 2 + 1 < n; r = c) {
 720                         c = r * 2 + 1;
 721
 722                         if (c + 1 < n &&
 723                             do_cmp(base, n, size, cmp_func, c, c + 1) < 0)
 724                                 c++;
 725
 726                         if (do_cmp(base, n, size, cmp_func, r, c) >= 0)
 727                                 break;
 728
 729                         do_swap(base, n, size, swap_func, r, c);
 730                 }
 731         }
 732
 733         /* sort */
 734         for (i = n - 1; i > 0; --i) {
 735                 do_swap(base, n, size, swap_func, 0, i);
 736
 737                 for (r = 0; r * 2 + 1 < i; r = c) {
 738                         c = r * 2 + 1;
 739
 740                         if (c + 1 < i &&
 741                             do_cmp(base, n, size, cmp_func, c, c + 1) < 0)
 742                                 c++;
 743
 744                         if (do_cmp(base, n, size, cmp_func, r, c) >= 0)
 745                                 break;
 746
 747                         do_swap(base, n, size, swap_func, r, c);
 748                 }
 749         }
 750 }
 751
 752 void sort_cmp_size(void *base, size_t num, size_t size,
 753           int (*cmp_func)(const void *, const void *, size_t),
 754           void (*swap_func)(void *, void *, size_t size))
 755 {
 756         /* pre-scale counters for performance */
 757         int i = (num/2 - 1) * size, n = num * size, c, r;
 758
 759         if (!swap_func) {
 760                 if (size == 4 && alignment_ok(base, 4))
 761                         swap_func = u32_swap;
 762                 else if (size == 8 && alignment_ok(base, 8))
 763                         swap_func = u64_swap;
 764                 else
 765                         swap_func = generic_swap;
 766         }
 767
 768         /* heapify */
 769         for ( ; i >= 0; i -= size) {
 770                 for (r = i; r * 2 + size < n; r  = c) {
 771                         c = r * 2 + size;
 772                         if (c < n - size &&
 773                             cmp_func(base + c, base + c + size, size) < 0)
 774                                 c += size;
 775                         if (cmp_func(base + r, base + c, size) >= 0)
 776                                 break;
 777                         swap_func(base + r, base + c, size);
 778                 }
 779         }
 780
 781         /* sort */
 782         for (i = n - size; i > 0; i -= size) {
 783                 swap_func(base, base + i, size);
 784                 for (r = 0; r * 2 + size < i; r = c) {
 785                         c = r * 2 + size;
 786                         if (c < i - size &&
 787                             cmp_func(base + c, base + c + size, size) < 0)
 788                                 c += size;
 789                         if (cmp_func(base + r, base + c, size) >= 0)
 790                                 break;
 791                         swap_func(base + r, base + c, size);
 792                 }
 793         }
 794 }
 795
 796 static void mempool_free_vp(void *element, void *pool_data)
 797 {
 798         size_t size = (size_t) pool_data;
 799
 800         vpfree(element, size);
 801 }
 802
 803 static void *mempool_alloc_vp(gfp_t gfp_mask, void *pool_data)
 804 {
 805         size_t size = (size_t) pool_data;
 806
 807         return vpmalloc(size, gfp_mask);
 808 }
 809
 810 int mempool_init_kvpmalloc_pool(mempool_t *pool, int min_nr, size_t size)
 811 {
 812         return size < PAGE_SIZE
 813                 ? mempool_init_kmalloc_pool(pool, min_nr, size)
 814                 : mempool_init(pool, min_nr, mempool_alloc_vp,
 815                                mempool_free_vp, (void *) size);
 816 }
 817
 818 #if 0
 819 void eytzinger1_test(void)
 820 {
 821         unsigned inorder, eytz, size;
 822
 823         pr_info("1 based eytzinger test:");
 824
 825         for (size = 2;
 826              size < 65536;
 827              size++) {
 828                 unsigned extra = eytzinger1_extra(size);
 829
 830                 if (!(size % 4096))
 831                         pr_info("tree size %u", size);
 832
 833                 BUG_ON(eytzinger1_prev(0, size) != eytzinger1_last(size));
 834                 BUG_ON(eytzinger1_next(0, size) != eytzinger1_first(size));
 835
 836                 BUG_ON(eytzinger1_prev(eytzinger1_first(size), size)    != 0);
 837                 BUG_ON(eytzinger1_next(eytzinger1_last(size), size)     != 0);
 838
 839                 inorder = 1;
 840                 eytzinger1_for_each(eytz, size) {
 841                         BUG_ON(__inorder_to_eytzinger1(inorder, size, extra) != eytz);
 842                         BUG_ON(__eytzinger1_to_inorder(eytz, size, extra) != inorder);
 843                         BUG_ON(eytz != eytzinger1_last(size) &&
 844                                eytzinger1_prev(eytzinger1_next(eytz, size), size) != eytz);
 845
 846                         inorder++;
 847                 }
 848         }
 849 }
 850
 851 void eytzinger0_test(void)
 852 {
 853
 854         unsigned inorder, eytz, size;
 855
 856         pr_info("0 based eytzinger test:");
 857
 858         for (size = 1;
 859              size < 65536;
 860              size++) {
 861                 unsigned extra = eytzinger0_extra(size);
 862
 863                 if (!(size % 4096))
 864                         pr_info("tree size %u", size);
 865
 866                 BUG_ON(eytzinger0_prev(-1, size) != eytzinger0_last(size));
 867                 BUG_ON(eytzinger0_next(-1, size) != eytzinger0_first(size));
 868
 869                 BUG_ON(eytzinger0_prev(eytzinger0_first(size), size)    != -1);
 870                 BUG_ON(eytzinger0_next(eytzinger0_last(size), size)     != -1);
 871
 872                 inorder = 0;
 873                 eytzinger0_for_each(eytz, size) {
 874                         BUG_ON(__inorder_to_eytzinger0(inorder, size, extra) != eytz);
 875                         BUG_ON(__eytzinger0_to_inorder(eytz, size, extra) != inorder);
 876                         BUG_ON(eytz != eytzinger0_last(size) &&
 877                                eytzinger0_prev(eytzinger0_next(eytz, size), size) != eytz);
 878
 879                         inorder++;
 880                 }
 881         }
 882 }
 883
 884 static inline int cmp_u16(const void *_l, const void *_r, size_t size)
 885 {
 886         const u16 *l = _l, *r = _r;
 887
 888         return (*l > *r) - (*r - *l);
 889 }
 890
 891 static void eytzinger0_find_test_val(u16 *test_array, unsigned nr, u16 search)
 892 {
 893         int i, c1 = -1, c2 = -1;
 894         ssize_t r;
 895
 896         r = eytzinger0_find_le(test_array, nr,
 897                                sizeof(test_array[0]),
 898                                cmp_u16, &search);
 899         if (r >= 0)
 900                 c1 = test_array[r];
 901
 902         for (i = 0; i < nr; i++)
 903                 if (test_array[i] <= search && test_array[i] > c2)
 904                         c2 = test_array[i];
 905
 906         if (c1 != c2) {
 907                 eytzinger0_for_each(i, nr)
 908                         pr_info("[%3u] = %12u", i, test_array[i]);
 909                 pr_info("find_le(%2u) -> [%2zi] = %2i should be %2i",
 910                         i, r, c1, c2);
 911         }
 912 }
 913
 914 void eytzinger0_find_test(void)
 915 {
 916         unsigned i, nr, allocated = 1 << 12;
 917         u16 *test_array = kmalloc_array(allocated, sizeof(test_array[0]), GFP_KERNEL);
 918
 919         for (nr = 1; nr < allocated; nr++) {
 920                 pr_info("testing %u elems", nr);
 921
 922                 get_random_bytes(test_array, nr * sizeof(test_array[0]));
 923                 eytzinger0_sort(test_array, nr, sizeof(test_array[0]), cmp_u16, NULL);
 924
 925                 /* verify array is sorted correctly: */
 926                 eytzinger0_for_each(i, nr)
 927                         BUG_ON(i != eytzinger0_last(nr) &&
 928                                test_array[i] > test_array[eytzinger0_next(i, nr)]);
 929
 930                 for (i = 0; i < U16_MAX; i += 1 << 12)
 931                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, i);
 932
 933                 for (i = 0; i < nr; i++) {
 934                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, test_array[i] - 1);
 935                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, test_array[i]);
 936                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, test_array[i] + 1);
 937                 }
 938         }
 939
 940         kfree(test_array);
 941 }
 942 #endif