fs/btrfs/discard.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2
   3 #include <linux/jiffies.h>
   4 #include <linux/kernel.h>
   5 #include <linux/ktime.h>
   6 #include <linux/list.h>
   7 #include <linux/math64.h>
   8 #include <linux/sizes.h>
   9 #include <linux/workqueue.h>
  10 #include "ctree.h"
  11 #include "block-group.h"
  12 #include "discard.h"
  13 #include "free-space-cache.h"
  14 #include "fs.h"
  15
  16 /*
  17  * This contains the logic to handle async discard.
  18  *
  19  * Async discard manages trimming of free space outside of transaction commit.
  20  * Discarding is done by managing the block_groups on a LRU list based on free
  21  * space recency.  Two passes are used to first prioritize discarding extents
  22  * and then allow for trimming in the bitmap the best opportunity to coalesce.
  23  * The block_groups are maintained on multiple lists to allow for multiple
  24  * passes with different discard filter requirements.  A delayed work item is
  25  * used to manage discarding with timeout determined by a max of the delay
  26  * incurred by the iops rate limit, the byte rate limit, and the max delay of
  27  * BTRFS_DISCARD_MAX_DELAY.
  28  *
  29  * Note, this only keeps track of block_groups that are explicitly for data.
  30  * Mixed block_groups are not supported.
  31  *
  32  * The first list is special to manage discarding of fully free block groups.
  33  * This is necessary because we issue a final trim for a full free block group
  34  * after forgetting it.  When a block group becomes unused, instead of directly
  35  * being added to the unused_bgs list, we add it to this first list.  Then
  36  * from there, if it becomes fully discarded, we place it onto the unused_bgs
  37  * list.
  38  *
  39  * The in-memory free space cache serves as the backing state for discard.
  40  * Consequently this means there is no persistence.  We opt to load all the
  41  * block groups in as not discarded, so the mount case degenerates to the
  42  * crashing case.
  43  *
  44  * As the free space cache uses bitmaps, there exists a tradeoff between
  45  * ease/efficiency for find_free_extent() and the accuracy of discard state.
  46  * Here we opt to let untrimmed regions merge with everything while only letting
  47  * trimmed regions merge with other trimmed regions.  This can cause
  48  * overtrimming, but the coalescing benefit seems to be worth it.  Additionally,
  49  * bitmap state is tracked as a whole.  If we're able to fully trim a bitmap,
  50  * the trimmed flag is set on the bitmap.  Otherwise, if an allocation comes in,
  51  * this resets the state and we will retry trimming the whole bitmap.  This is a
  52  * tradeoff between discard state accuracy and the cost of accounting.
  53  */
  54
  55 /* This is an initial delay to give some chance for block reuse */
  56 #define BTRFS_DISCARD_DELAY             (120ULL * NSEC_PER_SEC)
  57 #define BTRFS_DISCARD_UNUSED_DELAY      (10ULL * NSEC_PER_SEC)
  58
  59 #define BTRFS_DISCARD_MIN_DELAY_MSEC    (1UL)
  60 #define BTRFS_DISCARD_MAX_DELAY_MSEC    (1000UL)
  61 #define BTRFS_DISCARD_MAX_IOPS          (1000U)
  62
  63 /* Monotonically decreasing minimum length filters after index 0 */
  64 static int discard_minlen[BTRFS_NR_DISCARD_LISTS] = {
  65         0,
  66         BTRFS_ASYNC_DISCARD_MAX_FILTER,
  67         BTRFS_ASYNC_DISCARD_MIN_FILTER
  68 };
  69
  70 static struct list_head *get_discard_list(struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl,
  71                                           struct btrfs_block_group *block_group)
  72 {
  73         return &discard_ctl->discard_list[block_group->discard_index];
  74 }
  75
  76 static void __add_to_discard_list(struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl,
  77                                   struct btrfs_block_group *block_group)
  78 {
  79         lockdep_assert_held(&discard_ctl->lock);
  80         if (!btrfs_run_discard_work(discard_ctl))
  81                 return;
  82
  83         if (list_empty(&block_group->discard_list) ||
  84             block_group->discard_index == BTRFS_DISCARD_INDEX_UNUSED) {
  85                 if (block_group->discard_index == BTRFS_DISCARD_INDEX_UNUSED)
  86                         block_group->discard_index = BTRFS_DISCARD_INDEX_START;
  87                 block_group->discard_eligible_time = (ktime_get_ns() +
  88                                                       BTRFS_DISCARD_DELAY);
  89                 block_group->discard_state = BTRFS_DISCARD_RESET_CURSOR;
  90         }
  91         if (list_empty(&block_group->discard_list))
  92                 btrfs_get_block_group(block_group);
  93
  94         list_move_tail(&block_group->discard_list,
  95                        get_discard_list(discard_ctl, block_group));
  96 }
  97
  98 static void add_to_discard_list(struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl,
  99                                 struct btrfs_block_group *block_group)
 100 {
 101         if (!btrfs_is_block_group_data_only(block_group))
 102                 return;
 103
 104         spin_lock(&discard_ctl->lock);
 105         __add_to_discard_list(discard_ctl, block_group);
 106         spin_unlock(&discard_ctl->lock);
 107 }
 108
 109 static void add_to_discard_unused_list(struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl,
 110                                        struct btrfs_block_group *block_group)
 111 {
 112         bool queued;
 113
 114         spin_lock(&discard_ctl->lock);
 115
 116         queued = !list_empty(&block_group->discard_list);
 117
 118         if (!btrfs_run_discard_work(discard_ctl)) {
 119                 spin_unlock(&discard_ctl->lock);
 120                 return;
 121         }
 122
 123         list_del_init(&block_group->discard_list);
 124
 125         block_group->discard_index = BTRFS_DISCARD_INDEX_UNUSED;
 126         block_group->discard_eligible_time = (ktime_get_ns() +
 127                                               BTRFS_DISCARD_UNUSED_DELAY);
 128         block_group->discard_state = BTRFS_DISCARD_RESET_CURSOR;
 129         if (!queued)
 130                 btrfs_get_block_group(block_group);
 131         list_add_tail(&block_group->discard_list,
 132                       &discard_ctl->discard_list[BTRFS_DISCARD_INDEX_UNUSED]);
 133
 134         spin_unlock(&discard_ctl->lock);
 135 }
 136
 137 static bool remove_from_discard_list(struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl,
 138                                      struct btrfs_block_group *block_group)
 139 {
 140         bool running = false;
 141         bool queued = false;
 142
 143         spin_lock(&discard_ctl->lock);
 144
 145         if (block_group == discard_ctl->block_group) {
 146                 running = true;
 147                 discard_ctl->block_group = NULL;
 148         }
 149
 150         block_group->discard_eligible_time = 0;
 151         queued = !list_empty(&block_group->discard_list);
 152         list_del_init(&block_group->discard_list);
 153         /*
 154          * If the block group is currently running in the discard workfn, we
 155          * don't want to deref it, since it's still being used by the workfn.
 156          * The workfn will notice this case and deref the block group when it is
 157          * finished.
 158          */
 159         if (queued && !running)
 160                 btrfs_put_block_group(block_group);
 161
 162         spin_unlock(&discard_ctl->lock);
 163
 164         return running;
 165 }
 166
 167 /*
 168  * Find block_group that's up next for discarding.
 169  *
 170  * @discard_ctl:  discard control
 171  * @now:          current time
 172  *
 173  * Iterate over the discard lists to find the next block_group up for
 174  * discarding checking the discard_eligible_time of block_group.
 175  */
 176 static struct btrfs_block_group *find_next_block_group(
 177                                         struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl,
 178                                         u64 now)
 179 {
 180         struct btrfs_block_group *ret_block_group = NULL, *block_group;
 181         int i;
 182
 183         for (i = 0; i < BTRFS_NR_DISCARD_LISTS; i++) {
 184                 struct list_head *discard_list = &discard_ctl->discard_list[i];
 185
 186                 if (!list_empty(discard_list)) {
 187                         block_group = list_first_entry(discard_list,
 188                                                        struct btrfs_block_group,
 189                                                        discard_list);
 190
 191                         if (!ret_block_group)
 192                                 ret_block_group = block_group;
 193
 194                         if (ret_block_group->discard_eligible_time < now)
 195                                 break;
 196
 197                         if (ret_block_group->discard_eligible_time >
 198                             block_group->discard_eligible_time)
 199                                 ret_block_group = block_group;
 200                 }
 201         }
 202
 203         return ret_block_group;
 204 }
 205
 206 /*
 207  * Look up next block group and set it for use.
 208  *
 209  * @discard_ctl:   discard control
 210  * @discard_state: the discard_state of the block_group after state management
 211  * @discard_index: the discard_index of the block_group after state management
 212  * @now:           time when discard was invoked, in ns
 213  *
 214  * Wrap find_next_block_group() and set the block_group to be in use.
 215  * @discard_state's control flow is managed here.  Variables related to
 216  * @discard_state are reset here as needed (eg. @discard_cursor).  @discard_state
 217  * and @discard_index are remembered as it may change while we're discarding,
 218  * but we want the discard to execute in the context determined here.
 219  */
 220 static struct btrfs_block_group *peek_discard_list(
 221                                         struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl,
 222                                         enum btrfs_discard_state *discard_state,
 223                                         int *discard_index, u64 now)
 224 {
 225         struct btrfs_block_group *block_group;
 226
 227         spin_lock(&discard_ctl->lock);
 228 again:
 229         block_group = find_next_block_group(discard_ctl, now);
 230
 231         if (block_group && now >= block_group->discard_eligible_time) {
 232                 if (block_group->discard_index == BTRFS_DISCARD_INDEX_UNUSED &&
 233                     block_group->used != 0) {
 234                         if (btrfs_is_block_group_data_only(block_group)) {
 235                                 __add_to_discard_list(discard_ctl, block_group);
 236                         } else {
 237                                 list_del_init(&block_group->discard_list);
 238                                 btrfs_put_block_group(block_group);
 239                         }
 240                         goto again;
 241                 }
 242                 if (block_group->discard_state == BTRFS_DISCARD_RESET_CURSOR) {
 243                         block_group->discard_cursor = block_group->start;
 244                         block_group->discard_state = BTRFS_DISCARD_EXTENTS;
 245                 }
 246                 discard_ctl->block_group = block_group;
 247         }
 248         if (block_group) {
 249                 *discard_state = block_group->discard_state;
 250                 *discard_index = block_group->discard_index;
 251         }
 252         spin_unlock(&discard_ctl->lock);
 253
 254         return block_group;
 255 }
 256
 257 /*
 258  * Update a block group's filters.
 259  *
 260  * @block_group:  block group of interest
 261  * @bytes:        recently freed region size after coalescing
 262  *
 263  * Async discard maintains multiple lists with progressively smaller filters
 264  * to prioritize discarding based on size.  Should a free space that matches
 265  * a larger filter be returned to the free_space_cache, prioritize that discard
 266  * by moving @block_group to the proper filter.
 267  */
 268 void btrfs_discard_check_filter(struct btrfs_block_group *block_group,
 269                                 u64 bytes)
 270 {
 271         struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl;
 272
 273         if (!block_group ||
 274             !btrfs_test_opt(block_group->fs_info, DISCARD_ASYNC))
 275                 return;
 276
 277         discard_ctl = &block_group->fs_info->discard_ctl;
 278
 279         if (block_group->discard_index > BTRFS_DISCARD_INDEX_START &&
 280             bytes >= discard_minlen[block_group->discard_index - 1]) {
 281                 int i;
 282
 283                 remove_from_discard_list(discard_ctl, block_group);
 284
 285                 for (i = BTRFS_DISCARD_INDEX_START; i < BTRFS_NR_DISCARD_LISTS;
 286                      i++) {
 287                         if (bytes >= discard_minlen[i]) {
 288                                 block_group->discard_index = i;
 289                                 add_to_discard_list(discard_ctl, block_group);
 290                                 break;
 291                         }
 292                 }
 293         }
 294 }
 295
 296 /*
 297  * Move a block group along the discard lists.
 298  *
 299  * @discard_ctl: discard control
 300  * @block_group: block_group of interest
 301  *
 302  * Increment @block_group's discard_index.  If it falls of the list, let it be.
 303  * Otherwise add it back to the appropriate list.
 304  */
 305 static void btrfs_update_discard_index(struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl,
 306                                        struct btrfs_block_group *block_group)
 307 {
 308         block_group->discard_index++;
 309         if (block_group->discard_index == BTRFS_NR_DISCARD_LISTS) {
 310                 block_group->discard_index = 1;
 311                 return;
 312         }
 313
 314         add_to_discard_list(discard_ctl, block_group);
 315 }
 316
 317 /*
 318  * Remove a block_group from the discard lists.
 319  *
 320  * @discard_ctl: discard control
 321  * @block_group: block_group of interest
 322  *
 323  * Remove @block_group from the discard lists.  If necessary, wait on the
 324  * current work and then reschedule the delayed work.
 325  */
 326 void btrfs_discard_cancel_work(struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl,
 327                                struct btrfs_block_group *block_group)
 328 {
 329         if (remove_from_discard_list(discard_ctl, block_group)) {
 330                 cancel_delayed_work_sync(&discard_ctl->work);
 331                 btrfs_discard_schedule_work(discard_ctl, true);
 332         }
 333 }
 334
 335 /*
 336  * Handles queuing the block_groups.
 337  *
 338  * @discard_ctl: discard control
 339  * @block_group: block_group of interest
 340  *
 341  * Maintain the LRU order of the discard lists.
 342  */
 343 void btrfs_discard_queue_work(struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl,
 344                               struct btrfs_block_group *block_group)
 345 {
 346         if (!block_group || !btrfs_test_opt(block_group->fs_info, DISCARD_ASYNC))
 347                 return;
 348
 349         if (block_group->used == 0)
 350                 add_to_discard_unused_list(discard_ctl, block_group);
 351         else
 352                 add_to_discard_list(discard_ctl, block_group);
 353
 354         if (!delayed_work_pending(&discard_ctl->work))
 355                 btrfs_discard_schedule_work(discard_ctl, false);
 356 }
 357
 358 static void __btrfs_discard_schedule_work(struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl,
 359                                           u64 now, bool override)
 360 {
 361         struct btrfs_block_group *block_group;
 362
 363         if (!btrfs_run_discard_work(discard_ctl))
 364                 return;
 365         if (!override && delayed_work_pending(&discard_ctl->work))
 366                 return;
 367
 368         block_group = find_next_block_group(discard_ctl, now);
 369         if (block_group) {
 370                 u64 delay = discard_ctl->delay_ms * NSEC_PER_MSEC;
 371                 u32 kbps_limit = READ_ONCE(discard_ctl->kbps_limit);
 372
 373                 /*
 374                  * A single delayed workqueue item is responsible for
 375                  * discarding, so we can manage the bytes rate limit by keeping
 376                  * track of the previous discard.
 377                  */
 378                 if (kbps_limit && discard_ctl->prev_discard) {
 379                         u64 bps_limit = ((u64)kbps_limit) * SZ_1K;
 380                         u64 bps_delay = div64_u64(discard_ctl->prev_discard *
 381                                                   NSEC_PER_SEC, bps_limit);
 382
 383                         delay = max(delay, bps_delay);
 384                 }
 385
 386                 /*
 387                  * This timeout is to hopefully prevent immediate discarding
 388                  * in a recently allocated block group.
 389                  */
 390                 if (now < block_group->discard_eligible_time) {
 391                         u64 bg_timeout = block_group->discard_eligible_time - now;
 392
 393                         delay = max(delay, bg_timeout);
 394                 }
 395
 396                 if (override && discard_ctl->prev_discard) {
 397                         u64 elapsed = now - discard_ctl->prev_discard_time;
 398
 399                         if (delay > elapsed)
 400                                 delay -= elapsed;
 401                         else
 402                                 delay = 0;
 403                 }
 404
 405                 mod_delayed_work(discard_ctl->discard_workers,
 406                                  &discard_ctl->work, nsecs_to_jiffies(delay));
 407         }
 408 }
 409
 410 /*
 411  * Responsible for scheduling the discard work.
 412  *
 413  * @discard_ctl:  discard control
 414  * @override:     override the current timer
 415  *
 416  * Discards are issued by a delayed workqueue item.  @override is used to
 417  * update the current delay as the baseline delay interval is reevaluated on
 418  * transaction commit.  This is also maxed with any other rate limit.
 419  */
 420 void btrfs_discard_schedule_work(struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl,
 421                                  bool override)
 422 {
 423         const u64 now = ktime_get_ns();
 424
 425         spin_lock(&discard_ctl->lock);
 426         __btrfs_discard_schedule_work(discard_ctl, now, override);
 427         spin_unlock(&discard_ctl->lock);
 428 }
 429
 430 /*
 431  * Determine next step of a block_group.
 432  *
 433  * @discard_ctl: discard control
 434  * @block_group: block_group of interest
 435  *
 436  * Determine the next step for a block group after it's finished going through
 437  * a pass on a discard list.  If it is unused and fully trimmed, we can mark it
 438  * unused and send it to the unused_bgs path.  Otherwise, pass it onto the
 439  * appropriate filter list or let it fall off.
 440  */
 441 static void btrfs_finish_discard_pass(struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl,
 442                                       struct btrfs_block_group *block_group)
 443 {
 444         remove_from_discard_list(discard_ctl, block_group);
 445
 446         if (block_group->used == 0) {
 447                 if (btrfs_is_free_space_trimmed(block_group))
 448                         btrfs_mark_bg_unused(block_group);
 449                 else
 450                         add_to_discard_unused_list(discard_ctl, block_group);
 451         } else {
 452                 btrfs_update_discard_index(discard_ctl, block_group);
 453         }
 454 }
 455
 456 /*
 457  * Discard work queue callback
 458  *
 459  * @work: work
 460  *
 461  * Find the next block_group to start discarding and then discard a single
 462  * region.  It does this in a two-pass fashion: first extents and second
 463  * bitmaps.  Completely discarded block groups are sent to the unused_bgs path.
 464  */
 465 static void btrfs_discard_workfn(struct work_struct *work)
 466 {
 467         struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl;
 468         struct btrfs_block_group *block_group;
 469         enum btrfs_discard_state discard_state;
 470         int discard_index = 0;
 471         u64 trimmed = 0;
 472         u64 minlen = 0;
 473         u64 now = ktime_get_ns();
 474
 475         discard_ctl = container_of(work, struct btrfs_discard_ctl, work.work);
 476
 477         block_group = peek_discard_list(discard_ctl, &discard_state,
 478                                         &discard_index, now);
 479         if (!block_group || !btrfs_run_discard_work(discard_ctl))
 480                 return;
 481         if (now < block_group->discard_eligible_time) {
 482                 btrfs_discard_schedule_work(discard_ctl, false);
 483                 return;
 484         }
 485
 486         /* Perform discarding */
 487         minlen = discard_minlen[discard_index];
 488
 489         if (discard_state == BTRFS_DISCARD_BITMAPS) {
 490                 u64 maxlen = 0;
 491
 492                 /*
 493                  * Use the previous levels minimum discard length as the max
 494                  * length filter.  In the case something is added to make a
 495                  * region go beyond the max filter, the entire bitmap is set
 496                  * back to BTRFS_TRIM_STATE_UNTRIMMED.
 497                  */
 498                 if (discard_index != BTRFS_DISCARD_INDEX_UNUSED)
 499                         maxlen = discard_minlen[discard_index - 1];
 500
 501                 btrfs_trim_block_group_bitmaps(block_group, &trimmed,
 502                                        block_group->discard_cursor,
 503                                        btrfs_block_group_end(block_group),
 504                                        minlen, maxlen, true);
 505                 discard_ctl->discard_bitmap_bytes += trimmed;
 506         } else {
 507                 btrfs_trim_block_group_extents(block_group, &trimmed,
 508                                        block_group->discard_cursor,
 509                                        btrfs_block_group_end(block_group),
 510                                        minlen, true);
 511                 discard_ctl->discard_extent_bytes += trimmed;
 512         }
 513
 514         /* Determine next steps for a block_group */
 515         if (block_group->discard_cursor >= btrfs_block_group_end(block_group)) {
 516                 if (discard_state == BTRFS_DISCARD_BITMAPS) {
 517                         btrfs_finish_discard_pass(discard_ctl, block_group);
 518                 } else {
 519                         block_group->discard_cursor = block_group->start;
 520                         spin_lock(&discard_ctl->lock);
 521                         if (block_group->discard_state !=
 522                             BTRFS_DISCARD_RESET_CURSOR)
 523                                 block_group->discard_state =
 524                                                         BTRFS_DISCARD_BITMAPS;
 525                         spin_unlock(&discard_ctl->lock);
 526                 }
 527         }
 528
 529         now = ktime_get_ns();
 530         spin_lock(&discard_ctl->lock);
 531         discard_ctl->prev_discard = trimmed;
 532         discard_ctl->prev_discard_time = now;
 533         /*
 534          * If the block group was removed from the discard list while it was
 535          * running in this workfn, then we didn't deref it, since this function
 536          * still owned that reference. But we set the discard_ctl->block_group
 537          * back to NULL, so we can use that condition to know that now we need
 538          * to deref the block_group.
 539          */
 540         if (discard_ctl->block_group == NULL)
 541                 btrfs_put_block_group(block_group);
 542         discard_ctl->block_group = NULL;
 543         __btrfs_discard_schedule_work(discard_ctl, now, false);
 544         spin_unlock(&discard_ctl->lock);
 545 }
 546
 547 /*
 548  * Determine if async discard should be running.
 549  *
 550  * @discard_ctl: discard control
 551  *
 552  * Check if the file system is writeable and BTRFS_FS_DISCARD_RUNNING is set.
 553  */
 554 bool btrfs_run_discard_work(struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl)
 555 {
 556         struct btrfs_fs_info *fs_info = container_of(discard_ctl,
 557                                                      struct btrfs_fs_info,
 558                                                      discard_ctl);
 559
 560         return (!(fs_info->sb->s_flags & SB_RDONLY) &&
 561                 test_bit(BTRFS_FS_DISCARD_RUNNING, &fs_info->flags));
 562 }
 563
 564 /*
 565  * Recalculate the base delay.
 566  *
 567  * @discard_ctl: discard control
 568  *
 569  * Recalculate the base delay which is based off the total number of
 570  * discardable_extents.  Clamp this between the lower_limit (iops_limit or 1ms)
 571  * and the upper_limit (BTRFS_DISCARD_MAX_DELAY_MSEC).
 572  */
 573 void btrfs_discard_calc_delay(struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl)
 574 {
 575         s32 discardable_extents;
 576         s64 discardable_bytes;
 577         u32 iops_limit;
 578         unsigned long min_delay = BTRFS_DISCARD_MIN_DELAY_MSEC;
 579         unsigned long delay;
 580
 581         discardable_extents = atomic_read(&discard_ctl->discardable_extents);
 582         if (!discardable_extents)
 583                 return;
 584
 585         spin_lock(&discard_ctl->lock);
 586
 587         /*
 588          * The following is to fix a potential -1 discrepancy that we're not
 589          * sure how to reproduce. But given that this is the only place that
 590          * utilizes these numbers and this is only called by from
 591          * btrfs_finish_extent_commit() which is synchronized, we can correct
 592          * here.
 593          */
 594         if (discardable_extents < 0)
 595                 atomic_add(-discardable_extents,
 596                            &discard_ctl->discardable_extents);
 597
 598         discardable_bytes = atomic64_read(&discard_ctl->discardable_bytes);
 599         if (discardable_bytes < 0)
 600                 atomic64_add(-discardable_bytes,
 601                              &discard_ctl->discardable_bytes);
 602
 603         if (discardable_extents <= 0) {
 604                 spin_unlock(&discard_ctl->lock);
 605                 return;
 606         }
 607
 608         iops_limit = READ_ONCE(discard_ctl->iops_limit);
 609
 610         if (iops_limit) {
 611                 delay = MSEC_PER_SEC / iops_limit;
 612         } else {
 613                 /*
 614                  * Unset iops_limit means go as fast as possible, so allow a
 615                  * delay of 0.
 616                  */
 617                 delay = 0;
 618                 min_delay = 0;
 619         }
 620
 621         delay = clamp(delay, min_delay, BTRFS_DISCARD_MAX_DELAY_MSEC);
 622         discard_ctl->delay_ms = delay;
 623
 624         spin_unlock(&discard_ctl->lock);
 625 }
 626
 627 /*
 628  * Propagate discard counters.
 629  *
 630  * @block_group: block_group of interest
 631  *
 632  * Propagate deltas of counters up to the discard_ctl.  It maintains a current
 633  * counter and a previous counter passing the delta up to the global stat.
 634  * Then the current counter value becomes the previous counter value.
 635  */
 636 void btrfs_discard_update_discardable(struct btrfs_block_group *block_group)
 637 {
 638         struct btrfs_free_space_ctl *ctl;
 639         struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl;
 640         s32 extents_delta;
 641         s64 bytes_delta;
 642
 643         if (!block_group ||
 644             !btrfs_test_opt(block_group->fs_info, DISCARD_ASYNC) ||
 645             !btrfs_is_block_group_data_only(block_group))
 646                 return;
 647
 648         ctl = block_group->free_space_ctl;
 649         discard_ctl = &block_group->fs_info->discard_ctl;
 650
 651         lockdep_assert_held(&ctl->tree_lock);
 652         extents_delta = ctl->discardable_extents[BTRFS_STAT_CURR] -
 653                         ctl->discardable_extents[BTRFS_STAT_PREV];
 654         if (extents_delta) {
 655                 atomic_add(extents_delta, &discard_ctl->discardable_extents);
 656                 ctl->discardable_extents[BTRFS_STAT_PREV] =
 657                         ctl->discardable_extents[BTRFS_STAT_CURR];
 658         }
 659
 660         bytes_delta = ctl->discardable_bytes[BTRFS_STAT_CURR] -
 661                       ctl->discardable_bytes[BTRFS_STAT_PREV];
 662         if (bytes_delta) {
 663                 atomic64_add(bytes_delta, &discard_ctl->discardable_bytes);
 664                 ctl->discardable_bytes[BTRFS_STAT_PREV] =
 665                         ctl->discardable_bytes[BTRFS_STAT_CURR];
 666         }
 667 }
 668
 669 /*
 670  * Punt unused_bgs list to discard lists.
 671  *
 672  * @fs_info: fs_info of interest
 673  *
 674  * The unused_bgs list needs to be punted to the discard lists because the
 675  * order of operations is changed.  In the normal synchronous discard path, the
 676  * block groups are trimmed via a single large trim in transaction commit.  This
 677  * is ultimately what we are trying to avoid with asynchronous discard.  Thus,
 678  * it must be done before going down the unused_bgs path.
 679  */
 680 void btrfs_discard_punt_unused_bgs_list(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 681 {
 682         struct btrfs_block_group *block_group, *next;
 683
 684         spin_lock(&fs_info->unused_bgs_lock);
 685         /* We enabled async discard, so punt all to the queue */
 686         list_for_each_entry_safe(block_group, next, &fs_info->unused_bgs,
 687                                  bg_list) {
 688                 list_del_init(&block_group->bg_list);
 689                 btrfs_discard_queue_work(&fs_info->discard_ctl, block_group);
 690                 /*
 691                  * This put is for the get done by btrfs_mark_bg_unused.
 692                  * Queueing discard incremented it for discard's reference.
 693                  */
 694                 btrfs_put_block_group(block_group);
 695         }
 696         spin_unlock(&fs_info->unused_bgs_lock);
 697 }
 698
 699 /*
 700  * Purge discard lists.
 701  *
 702  * @discard_ctl: discard control
 703  *
 704  * If we are disabling async discard, we may have intercepted block groups that
 705  * are completely free and ready for the unused_bgs path.  As discarding will
 706  * now happen in transaction commit or not at all, we can safely mark the
 707  * corresponding block groups as unused and they will be sent on their merry
 708  * way to the unused_bgs list.
 709  */
 710 static void btrfs_discard_purge_list(struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl)
 711 {
 712         struct btrfs_block_group *block_group, *next;
 713         int i;
 714
 715         spin_lock(&discard_ctl->lock);
 716         for (i = 0; i < BTRFS_NR_DISCARD_LISTS; i++) {
 717                 list_for_each_entry_safe(block_group, next,
 718                                          &discard_ctl->discard_list[i],
 719                                          discard_list) {
 720                         list_del_init(&block_group->discard_list);
 721                         spin_unlock(&discard_ctl->lock);
 722                         if (block_group->used == 0)
 723                                 btrfs_mark_bg_unused(block_group);
 724                         spin_lock(&discard_ctl->lock);
 725                         btrfs_put_block_group(block_group);
 726                 }
 727         }
 728         spin_unlock(&discard_ctl->lock);
 729 }
 730
 731 void btrfs_discard_resume(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 732 {
 733         if (!btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_ASYNC)) {
 734                 btrfs_discard_cleanup(fs_info);
 735                 return;
 736         }
 737
 738         btrfs_discard_punt_unused_bgs_list(fs_info);
 739
 740         set_bit(BTRFS_FS_DISCARD_RUNNING, &fs_info->flags);
 741 }
 742
 743 void btrfs_discard_stop(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 744 {
 745         clear_bit(BTRFS_FS_DISCARD_RUNNING, &fs_info->flags);
 746 }
 747
 748 void btrfs_discard_init(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 749 {
 750         struct btrfs_discard_ctl *discard_ctl = &fs_info->discard_ctl;
 751         int i;
 752
 753         spin_lock_init(&discard_ctl->lock);
 754         INIT_DELAYED_WORK(&discard_ctl->work, btrfs_discard_workfn);
 755
 756         for (i = 0; i < BTRFS_NR_DISCARD_LISTS; i++)
 757                 INIT_LIST_HEAD(&discard_ctl->discard_list[i]);
 758
 759         discard_ctl->prev_discard = 0;
 760         discard_ctl->prev_discard_time = 0;
 761         atomic_set(&discard_ctl->discardable_extents, 0);
 762         atomic64_set(&discard_ctl->discardable_bytes, 0);
 763         discard_ctl->max_discard_size = BTRFS_ASYNC_DISCARD_DEFAULT_MAX_SIZE;
 764         discard_ctl->delay_ms = BTRFS_DISCARD_MAX_DELAY_MSEC;
 765         discard_ctl->iops_limit = BTRFS_DISCARD_MAX_IOPS;
 766         discard_ctl->kbps_limit = 0;
 767         discard_ctl->discard_extent_bytes = 0;
 768         discard_ctl->discard_bitmap_bytes = 0;
 769         atomic64_set(&discard_ctl->discard_bytes_saved, 0);
 770 }
 771
 772 void btrfs_discard_cleanup(struct btrfs_fs_info *fs_info)
 773 {
 774         btrfs_discard_stop(fs_info);
 775         cancel_delayed_work_sync(&fs_info->discard_ctl.work);
 776         btrfs_discard_purge_list(&fs_info->discard_ctl);
 777 }