Merge tag 'probes-fixes-v6.4-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-block.git] / fs / ext4 / extents_status.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  fs/ext4/extents_status.c
4  *
5  * Written by Yongqiang Yang <xiaoqiangnk@gmail.com>
6  * Modified by
7  *      Allison Henderson <achender@linux.vnet.ibm.com>
8  *      Hugh Dickins <hughd@google.com>
9  *      Zheng Liu <wenqing.lz@taobao.com>
10  *
11  * Ext4 extents status tree core functions.
12  */
13 #include <linux/list_sort.h>
14 #include <linux/proc_fs.h>
15 #include <linux/seq_file.h>
16 #include "ext4.h"
17
18 #include <trace/events/ext4.h>
19
20 /*
21  * According to previous discussion in Ext4 Developer Workshop, we
22  * will introduce a new structure called io tree to track all extent
23  * status in order to solve some problems that we have met
24  * (e.g. Reservation space warning), and provide extent-level locking.
25  * Delay extent tree is the first step to achieve this goal.  It is
26  * original built by Yongqiang Yang.  At that time it is called delay
27  * extent tree, whose goal is only track delayed extents in memory to
28  * simplify the implementation of fiemap and bigalloc, and introduce
29  * lseek SEEK_DATA/SEEK_HOLE support.  That is why it is still called
30  * delay extent tree at the first commit.  But for better understand
31  * what it does, it has been rename to extent status tree.
32  *
33  * Step1:
34  * Currently the first step has been done.  All delayed extents are
35  * tracked in the tree.  It maintains the delayed extent when a delayed
36  * allocation is issued, and the delayed extent is written out or
37  * invalidated.  Therefore the implementation of fiemap and bigalloc
38  * are simplified, and SEEK_DATA/SEEK_HOLE are introduced.
39  *
40  * The following comment describes the implemenmtation of extent
41  * status tree and future works.
42  *
43  * Step2:
44  * In this step all extent status are tracked by extent status tree.
45  * Thus, we can first try to lookup a block mapping in this tree before
46  * finding it in extent tree.  Hence, single extent cache can be removed
47  * because extent status tree can do a better job.  Extents in status
48  * tree are loaded on-demand.  Therefore, the extent status tree may not
49  * contain all of the extents in a file.  Meanwhile we define a shrinker
50  * to reclaim memory from extent status tree because fragmented extent
51  * tree will make status tree cost too much memory.  written/unwritten/-
52  * hole extents in the tree will be reclaimed by this shrinker when we
53  * are under high memory pressure.  Delayed extents will not be
54  * reclimed because fiemap, bigalloc, and seek_data/hole need it.
55  */
56
57 /*
58  * Extent status tree implementation for ext4.
59  *
60  *
61  * ==========================================================================
62  * Extent status tree tracks all extent status.
63  *
64  * 1. Why we need to implement extent status tree?
65  *
66  * Without extent status tree, ext4 identifies a delayed extent by looking
67  * up page cache, this has several deficiencies - complicated, buggy,
68  * and inefficient code.
69  *
70  * FIEMAP, SEEK_HOLE/DATA, bigalloc, and writeout all need to know if a
71  * block or a range of blocks are belonged to a delayed extent.
72  *
73  * Let us have a look at how they do without extent status tree.
74  *   -- FIEMAP
75  *      FIEMAP looks up page cache to identify delayed allocations from holes.
76  *
77  *   -- SEEK_HOLE/DATA
78  *      SEEK_HOLE/DATA has the same problem as FIEMAP.
79  *
80  *   -- bigalloc
81  *      bigalloc looks up page cache to figure out if a block is
82  *      already under delayed allocation or not to determine whether
83  *      quota reserving is needed for the cluster.
84  *
85  *   -- writeout
86  *      Writeout looks up whole page cache to see if a buffer is
87  *      mapped, If there are not very many delayed buffers, then it is
88  *      time consuming.
89  *
90  * With extent status tree implementation, FIEMAP, SEEK_HOLE/DATA,
91  * bigalloc and writeout can figure out if a block or a range of
92  * blocks is under delayed allocation(belonged to a delayed extent) or
93  * not by searching the extent tree.
94  *
95  *
96  * ==========================================================================
97  * 2. Ext4 extent status tree impelmentation
98  *
99  *   -- extent
100  *      A extent is a range of blocks which are contiguous logically and
101  *      physically.  Unlike extent in extent tree, this extent in ext4 is
102  *      a in-memory struct, there is no corresponding on-disk data.  There
103  *      is no limit on length of extent, so an extent can contain as many
104  *      blocks as they are contiguous logically and physically.
105  *
106  *   -- extent status tree
107  *      Every inode has an extent status tree and all allocation blocks
108  *      are added to the tree with different status.  The extent in the
109  *      tree are ordered by logical block no.
110  *
111  *   -- operations on a extent status tree
112  *      There are three important operations on a delayed extent tree: find
113  *      next extent, adding a extent(a range of blocks) and removing a extent.
114  *
115  *   -- race on a extent status tree
116  *      Extent status tree is protected by inode->i_es_lock.
117  *
118  *   -- memory consumption
119  *      Fragmented extent tree will make extent status tree cost too much
120  *      memory.  Hence, we will reclaim written/unwritten/hole extents from
121  *      the tree under a heavy memory pressure.
122  *
123  *
124  * ==========================================================================
125  * 3. Performance analysis
126  *
127  *   -- overhead
128  *      1. There is a cache extent for write access, so if writes are
129  *      not very random, adding space operaions are in O(1) time.
130  *
131  *   -- gain
132  *      2. Code is much simpler, more readable, more maintainable and
133  *      more efficient.
134  *
135  *
136  * ==========================================================================
137  * 4. TODO list
138  *
139  *   -- Refactor delayed space reservation
140  *
141  *   -- Extent-level locking
142  */
143
144 static struct kmem_cache *ext4_es_cachep;
145 static struct kmem_cache *ext4_pending_cachep;
146
147 static int __es_insert_extent(struct inode *inode, struct extent_status *newes);
148 static int __es_remove_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
149                               ext4_lblk_t end, int *reserved);
150 static int es_reclaim_extents(struct ext4_inode_info *ei, int *nr_to_scan);
151 static int __es_shrink(struct ext4_sb_info *sbi, int nr_to_scan,
152                        struct ext4_inode_info *locked_ei);
153 static void __revise_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
154                              ext4_lblk_t len);
155
156 int __init ext4_init_es(void)
157 {
158         ext4_es_cachep = KMEM_CACHE(extent_status, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT);
159         if (ext4_es_cachep == NULL)
160                 return -ENOMEM;
161         return 0;
162 }
163
164 void ext4_exit_es(void)
165 {
166         kmem_cache_destroy(ext4_es_cachep);
167 }
168
169 void ext4_es_init_tree(struct ext4_es_tree *tree)
170 {
171         tree->root = RB_ROOT;
172         tree->cache_es = NULL;
173 }
174
175 #ifdef ES_DEBUG__
176 static void ext4_es_print_tree(struct inode *inode)
177 {
178         struct ext4_es_tree *tree;
179         struct rb_node *node;
180
181         printk(KERN_DEBUG "status extents for inode %lu:", inode->i_ino);
182         tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
183         node = rb_first(&tree->root);
184         while (node) {
185                 struct extent_status *es;
186                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
187                 printk(KERN_DEBUG " [%u/%u) %llu %x",
188                        es->es_lblk, es->es_len,
189                        ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
190                 node = rb_next(node);
191         }
192         printk(KERN_DEBUG "\n");
193 }
194 #else
195 #define ext4_es_print_tree(inode)
196 #endif
197
198 static inline ext4_lblk_t ext4_es_end(struct extent_status *es)
199 {
200         BUG_ON(es->es_lblk + es->es_len < es->es_lblk);
201         return es->es_lblk + es->es_len - 1;
202 }
203
204 /*
205  * search through the tree for an delayed extent with a given offset.  If
206  * it can't be found, try to find next extent.
207  */
208 static struct extent_status *__es_tree_search(struct rb_root *root,
209                                               ext4_lblk_t lblk)
210 {
211         struct rb_node *node = root->rb_node;
212         struct extent_status *es = NULL;
213
214         while (node) {
215                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
216                 if (lblk < es->es_lblk)
217                         node = node->rb_left;
218                 else if (lblk > ext4_es_end(es))
219                         node = node->rb_right;
220                 else
221                         return es;
222         }
223
224         if (es && lblk < es->es_lblk)
225                 return es;
226
227         if (es && lblk > ext4_es_end(es)) {
228                 node = rb_next(&es->rb_node);
229                 return node ? rb_entry(node, struct extent_status, rb_node) :
230                               NULL;
231         }
232
233         return NULL;
234 }
235
236 /*
237  * ext4_es_find_extent_range - find extent with specified status within block
238  *                             range or next extent following block range in
239  *                             extents status tree
240  *
241  * @inode - file containing the range
242  * @matching_fn - pointer to function that matches extents with desired status
243  * @lblk - logical block defining start of range
244  * @end - logical block defining end of range
245  * @es - extent found, if any
246  *
247  * Find the first extent within the block range specified by @lblk and @end
248  * in the extents status tree that satisfies @matching_fn.  If a match
249  * is found, it's returned in @es.  If not, and a matching extent is found
250  * beyond the block range, it's returned in @es.  If no match is found, an
251  * extent is returned in @es whose es_lblk, es_len, and es_pblk components
252  * are 0.
253  */
254 static void __es_find_extent_range(struct inode *inode,
255                                    int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
256                                    ext4_lblk_t lblk, ext4_lblk_t end,
257                                    struct extent_status *es)
258 {
259         struct ext4_es_tree *tree = NULL;
260         struct extent_status *es1 = NULL;
261         struct rb_node *node;
262
263         WARN_ON(es == NULL);
264         WARN_ON(end < lblk);
265
266         tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
267
268         /* see if the extent has been cached */
269         es->es_lblk = es->es_len = es->es_pblk = 0;
270         es1 = READ_ONCE(tree->cache_es);
271         if (es1 && in_range(lblk, es1->es_lblk, es1->es_len)) {
272                 es_debug("%u cached by [%u/%u) %llu %x\n",
273                          lblk, es1->es_lblk, es1->es_len,
274                          ext4_es_pblock(es1), ext4_es_status(es1));
275                 goto out;
276         }
277
278         es1 = __es_tree_search(&tree->root, lblk);
279
280 out:
281         if (es1 && !matching_fn(es1)) {
282                 while ((node = rb_next(&es1->rb_node)) != NULL) {
283                         es1 = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
284                         if (es1->es_lblk > end) {
285                                 es1 = NULL;
286                                 break;
287                         }
288                         if (matching_fn(es1))
289                                 break;
290                 }
291         }
292
293         if (es1 && matching_fn(es1)) {
294                 WRITE_ONCE(tree->cache_es, es1);
295                 es->es_lblk = es1->es_lblk;
296                 es->es_len = es1->es_len;
297                 es->es_pblk = es1->es_pblk;
298         }
299
300 }
301
302 /*
303  * Locking for __es_find_extent_range() for external use
304  */
305 void ext4_es_find_extent_range(struct inode *inode,
306                                int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
307                                ext4_lblk_t lblk, ext4_lblk_t end,
308                                struct extent_status *es)
309 {
310         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
311                 return;
312
313         trace_ext4_es_find_extent_range_enter(inode, lblk);
314
315         read_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
316         __es_find_extent_range(inode, matching_fn, lblk, end, es);
317         read_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
318
319         trace_ext4_es_find_extent_range_exit(inode, es);
320 }
321
322 /*
323  * __es_scan_range - search block range for block with specified status
324  *                   in extents status tree
325  *
326  * @inode - file containing the range
327  * @matching_fn - pointer to function that matches extents with desired status
328  * @lblk - logical block defining start of range
329  * @end - logical block defining end of range
330  *
331  * Returns true if at least one block in the specified block range satisfies
332  * the criterion specified by @matching_fn, and false if not.  If at least
333  * one extent has the specified status, then there is at least one block
334  * in the cluster with that status.  Should only be called by code that has
335  * taken i_es_lock.
336  */
337 static bool __es_scan_range(struct inode *inode,
338                             int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
339                             ext4_lblk_t start, ext4_lblk_t end)
340 {
341         struct extent_status es;
342
343         __es_find_extent_range(inode, matching_fn, start, end, &es);
344         if (es.es_len == 0)
345                 return false;   /* no matching extent in the tree */
346         else if (es.es_lblk <= start &&
347                  start < es.es_lblk + es.es_len)
348                 return true;
349         else if (start <= es.es_lblk && es.es_lblk <= end)
350                 return true;
351         else
352                 return false;
353 }
354 /*
355  * Locking for __es_scan_range() for external use
356  */
357 bool ext4_es_scan_range(struct inode *inode,
358                         int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
359                         ext4_lblk_t lblk, ext4_lblk_t end)
360 {
361         bool ret;
362
363         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
364                 return false;
365
366         read_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
367         ret = __es_scan_range(inode, matching_fn, lblk, end);
368         read_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
369
370         return ret;
371 }
372
373 /*
374  * __es_scan_clu - search cluster for block with specified status in
375  *                 extents status tree
376  *
377  * @inode - file containing the cluster
378  * @matching_fn - pointer to function that matches extents with desired status
379  * @lblk - logical block in cluster to be searched
380  *
381  * Returns true if at least one extent in the cluster containing @lblk
382  * satisfies the criterion specified by @matching_fn, and false if not.  If at
383  * least one extent has the specified status, then there is at least one block
384  * in the cluster with that status.  Should only be called by code that has
385  * taken i_es_lock.
386  */
387 static bool __es_scan_clu(struct inode *inode,
388                           int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
389                           ext4_lblk_t lblk)
390 {
391         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
392         ext4_lblk_t lblk_start, lblk_end;
393
394         lblk_start = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, lblk);
395         lblk_end = lblk_start + sbi->s_cluster_ratio - 1;
396
397         return __es_scan_range(inode, matching_fn, lblk_start, lblk_end);
398 }
399
400 /*
401  * Locking for __es_scan_clu() for external use
402  */
403 bool ext4_es_scan_clu(struct inode *inode,
404                       int (*matching_fn)(struct extent_status *es),
405                       ext4_lblk_t lblk)
406 {
407         bool ret;
408
409         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
410                 return false;
411
412         read_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
413         ret = __es_scan_clu(inode, matching_fn, lblk);
414         read_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
415
416         return ret;
417 }
418
419 static void ext4_es_list_add(struct inode *inode)
420 {
421         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
422         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
423
424         if (!list_empty(&ei->i_es_list))
425                 return;
426
427         spin_lock(&sbi->s_es_lock);
428         if (list_empty(&ei->i_es_list)) {
429                 list_add_tail(&ei->i_es_list, &sbi->s_es_list);
430                 sbi->s_es_nr_inode++;
431         }
432         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
433 }
434
435 static void ext4_es_list_del(struct inode *inode)
436 {
437         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
438         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
439
440         spin_lock(&sbi->s_es_lock);
441         if (!list_empty(&ei->i_es_list)) {
442                 list_del_init(&ei->i_es_list);
443                 sbi->s_es_nr_inode--;
444                 WARN_ON_ONCE(sbi->s_es_nr_inode < 0);
445         }
446         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
447 }
448
449 static struct extent_status *
450 ext4_es_alloc_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk, ext4_lblk_t len,
451                      ext4_fsblk_t pblk)
452 {
453         struct extent_status *es;
454         es = kmem_cache_alloc(ext4_es_cachep, GFP_ATOMIC);
455         if (es == NULL)
456                 return NULL;
457         es->es_lblk = lblk;
458         es->es_len = len;
459         es->es_pblk = pblk;
460
461         /*
462          * We don't count delayed extent because we never try to reclaim them
463          */
464         if (!ext4_es_is_delayed(es)) {
465                 if (!EXT4_I(inode)->i_es_shk_nr++)
466                         ext4_es_list_add(inode);
467                 percpu_counter_inc(&EXT4_SB(inode->i_sb)->
468                                         s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
469         }
470
471         EXT4_I(inode)->i_es_all_nr++;
472         percpu_counter_inc(&EXT4_SB(inode->i_sb)->s_es_stats.es_stats_all_cnt);
473
474         return es;
475 }
476
477 static void ext4_es_free_extent(struct inode *inode, struct extent_status *es)
478 {
479         EXT4_I(inode)->i_es_all_nr--;
480         percpu_counter_dec(&EXT4_SB(inode->i_sb)->s_es_stats.es_stats_all_cnt);
481
482         /* Decrease the shrink counter when this es is not delayed */
483         if (!ext4_es_is_delayed(es)) {
484                 BUG_ON(EXT4_I(inode)->i_es_shk_nr == 0);
485                 if (!--EXT4_I(inode)->i_es_shk_nr)
486                         ext4_es_list_del(inode);
487                 percpu_counter_dec(&EXT4_SB(inode->i_sb)->
488                                         s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
489         }
490
491         kmem_cache_free(ext4_es_cachep, es);
492 }
493
494 /*
495  * Check whether or not two extents can be merged
496  * Condition:
497  *  - logical block number is contiguous
498  *  - physical block number is contiguous
499  *  - status is equal
500  */
501 static int ext4_es_can_be_merged(struct extent_status *es1,
502                                  struct extent_status *es2)
503 {
504         if (ext4_es_type(es1) != ext4_es_type(es2))
505                 return 0;
506
507         if (((__u64) es1->es_len) + es2->es_len > EXT_MAX_BLOCKS) {
508                 pr_warn("ES assertion failed when merging extents. "
509                         "The sum of lengths of es1 (%d) and es2 (%d) "
510                         "is bigger than allowed file size (%d)\n",
511                         es1->es_len, es2->es_len, EXT_MAX_BLOCKS);
512                 WARN_ON(1);
513                 return 0;
514         }
515
516         if (((__u64) es1->es_lblk) + es1->es_len != es2->es_lblk)
517                 return 0;
518
519         if ((ext4_es_is_written(es1) || ext4_es_is_unwritten(es1)) &&
520             (ext4_es_pblock(es1) + es1->es_len == ext4_es_pblock(es2)))
521                 return 1;
522
523         if (ext4_es_is_hole(es1))
524                 return 1;
525
526         /* we need to check delayed extent is without unwritten status */
527         if (ext4_es_is_delayed(es1) && !ext4_es_is_unwritten(es1))
528                 return 1;
529
530         return 0;
531 }
532
533 static struct extent_status *
534 ext4_es_try_to_merge_left(struct inode *inode, struct extent_status *es)
535 {
536         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
537         struct extent_status *es1;
538         struct rb_node *node;
539
540         node = rb_prev(&es->rb_node);
541         if (!node)
542                 return es;
543
544         es1 = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
545         if (ext4_es_can_be_merged(es1, es)) {
546                 es1->es_len += es->es_len;
547                 if (ext4_es_is_referenced(es))
548                         ext4_es_set_referenced(es1);
549                 rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
550                 ext4_es_free_extent(inode, es);
551                 es = es1;
552         }
553
554         return es;
555 }
556
557 static struct extent_status *
558 ext4_es_try_to_merge_right(struct inode *inode, struct extent_status *es)
559 {
560         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
561         struct extent_status *es1;
562         struct rb_node *node;
563
564         node = rb_next(&es->rb_node);
565         if (!node)
566                 return es;
567
568         es1 = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
569         if (ext4_es_can_be_merged(es, es1)) {
570                 es->es_len += es1->es_len;
571                 if (ext4_es_is_referenced(es1))
572                         ext4_es_set_referenced(es);
573                 rb_erase(node, &tree->root);
574                 ext4_es_free_extent(inode, es1);
575         }
576
577         return es;
578 }
579
580 #ifdef ES_AGGRESSIVE_TEST
581 #include "ext4_extents.h"       /* Needed when ES_AGGRESSIVE_TEST is defined */
582
583 static void ext4_es_insert_extent_ext_check(struct inode *inode,
584                                             struct extent_status *es)
585 {
586         struct ext4_ext_path *path = NULL;
587         struct ext4_extent *ex;
588         ext4_lblk_t ee_block;
589         ext4_fsblk_t ee_start;
590         unsigned short ee_len;
591         int depth, ee_status, es_status;
592
593         path = ext4_find_extent(inode, es->es_lblk, NULL, EXT4_EX_NOCACHE);
594         if (IS_ERR(path))
595                 return;
596
597         depth = ext_depth(inode);
598         ex = path[depth].p_ext;
599
600         if (ex) {
601
602                 ee_block = le32_to_cpu(ex->ee_block);
603                 ee_start = ext4_ext_pblock(ex);
604                 ee_len = ext4_ext_get_actual_len(ex);
605
606                 ee_status = ext4_ext_is_unwritten(ex) ? 1 : 0;
607                 es_status = ext4_es_is_unwritten(es) ? 1 : 0;
608
609                 /*
610                  * Make sure ex and es are not overlap when we try to insert
611                  * a delayed/hole extent.
612                  */
613                 if (!ext4_es_is_written(es) && !ext4_es_is_unwritten(es)) {
614                         if (in_range(es->es_lblk, ee_block, ee_len)) {
615                                 pr_warn("ES insert assertion failed for "
616                                         "inode: %lu we can find an extent "
617                                         "at block [%d/%d/%llu/%c], but we "
618                                         "want to add a delayed/hole extent "
619                                         "[%d/%d/%llu/%x]\n",
620                                         inode->i_ino, ee_block, ee_len,
621                                         ee_start, ee_status ? 'u' : 'w',
622                                         es->es_lblk, es->es_len,
623                                         ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
624                         }
625                         goto out;
626                 }
627
628                 /*
629                  * We don't check ee_block == es->es_lblk, etc. because es
630                  * might be a part of whole extent, vice versa.
631                  */
632                 if (es->es_lblk < ee_block ||
633                     ext4_es_pblock(es) != ee_start + es->es_lblk - ee_block) {
634                         pr_warn("ES insert assertion failed for inode: %lu "
635                                 "ex_status [%d/%d/%llu/%c] != "
636                                 "es_status [%d/%d/%llu/%c]\n", inode->i_ino,
637                                 ee_block, ee_len, ee_start,
638                                 ee_status ? 'u' : 'w', es->es_lblk, es->es_len,
639                                 ext4_es_pblock(es), es_status ? 'u' : 'w');
640                         goto out;
641                 }
642
643                 if (ee_status ^ es_status) {
644                         pr_warn("ES insert assertion failed for inode: %lu "
645                                 "ex_status [%d/%d/%llu/%c] != "
646                                 "es_status [%d/%d/%llu/%c]\n", inode->i_ino,
647                                 ee_block, ee_len, ee_start,
648                                 ee_status ? 'u' : 'w', es->es_lblk, es->es_len,
649                                 ext4_es_pblock(es), es_status ? 'u' : 'w');
650                 }
651         } else {
652                 /*
653                  * We can't find an extent on disk.  So we need to make sure
654                  * that we don't want to add an written/unwritten extent.
655                  */
656                 if (!ext4_es_is_delayed(es) && !ext4_es_is_hole(es)) {
657                         pr_warn("ES insert assertion failed for inode: %lu "
658                                 "can't find an extent at block %d but we want "
659                                 "to add a written/unwritten extent "
660                                 "[%d/%d/%llu/%x]\n", inode->i_ino,
661                                 es->es_lblk, es->es_lblk, es->es_len,
662                                 ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
663                 }
664         }
665 out:
666         ext4_free_ext_path(path);
667 }
668
669 static void ext4_es_insert_extent_ind_check(struct inode *inode,
670                                             struct extent_status *es)
671 {
672         struct ext4_map_blocks map;
673         int retval;
674
675         /*
676          * Here we call ext4_ind_map_blocks to lookup a block mapping because
677          * 'Indirect' structure is defined in indirect.c.  So we couldn't
678          * access direct/indirect tree from outside.  It is too dirty to define
679          * this function in indirect.c file.
680          */
681
682         map.m_lblk = es->es_lblk;
683         map.m_len = es->es_len;
684
685         retval = ext4_ind_map_blocks(NULL, inode, &map, 0);
686         if (retval > 0) {
687                 if (ext4_es_is_delayed(es) || ext4_es_is_hole(es)) {
688                         /*
689                          * We want to add a delayed/hole extent but this
690                          * block has been allocated.
691                          */
692                         pr_warn("ES insert assertion failed for inode: %lu "
693                                 "We can find blocks but we want to add a "
694                                 "delayed/hole extent [%d/%d/%llu/%x]\n",
695                                 inode->i_ino, es->es_lblk, es->es_len,
696                                 ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
697                         return;
698                 } else if (ext4_es_is_written(es)) {
699                         if (retval != es->es_len) {
700                                 pr_warn("ES insert assertion failed for "
701                                         "inode: %lu retval %d != es_len %d\n",
702                                         inode->i_ino, retval, es->es_len);
703                                 return;
704                         }
705                         if (map.m_pblk != ext4_es_pblock(es)) {
706                                 pr_warn("ES insert assertion failed for "
707                                         "inode: %lu m_pblk %llu != "
708                                         "es_pblk %llu\n",
709                                         inode->i_ino, map.m_pblk,
710                                         ext4_es_pblock(es));
711                                 return;
712                         }
713                 } else {
714                         /*
715                          * We don't need to check unwritten extent because
716                          * indirect-based file doesn't have it.
717                          */
718                         BUG();
719                 }
720         } else if (retval == 0) {
721                 if (ext4_es_is_written(es)) {
722                         pr_warn("ES insert assertion failed for inode: %lu "
723                                 "We can't find the block but we want to add "
724                                 "a written extent [%d/%d/%llu/%x]\n",
725                                 inode->i_ino, es->es_lblk, es->es_len,
726                                 ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
727                         return;
728                 }
729         }
730 }
731
732 static inline void ext4_es_insert_extent_check(struct inode *inode,
733                                                struct extent_status *es)
734 {
735         /*
736          * We don't need to worry about the race condition because
737          * caller takes i_data_sem locking.
738          */
739         BUG_ON(!rwsem_is_locked(&EXT4_I(inode)->i_data_sem));
740         if (ext4_test_inode_flag(inode, EXT4_INODE_EXTENTS))
741                 ext4_es_insert_extent_ext_check(inode, es);
742         else
743                 ext4_es_insert_extent_ind_check(inode, es);
744 }
745 #else
746 static inline void ext4_es_insert_extent_check(struct inode *inode,
747                                                struct extent_status *es)
748 {
749 }
750 #endif
751
752 static int __es_insert_extent(struct inode *inode, struct extent_status *newes)
753 {
754         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
755         struct rb_node **p = &tree->root.rb_node;
756         struct rb_node *parent = NULL;
757         struct extent_status *es;
758
759         while (*p) {
760                 parent = *p;
761                 es = rb_entry(parent, struct extent_status, rb_node);
762
763                 if (newes->es_lblk < es->es_lblk) {
764                         if (ext4_es_can_be_merged(newes, es)) {
765                                 /*
766                                  * Here we can modify es_lblk directly
767                                  * because it isn't overlapped.
768                                  */
769                                 es->es_lblk = newes->es_lblk;
770                                 es->es_len += newes->es_len;
771                                 if (ext4_es_is_written(es) ||
772                                     ext4_es_is_unwritten(es))
773                                         ext4_es_store_pblock(es,
774                                                              newes->es_pblk);
775                                 es = ext4_es_try_to_merge_left(inode, es);
776                                 goto out;
777                         }
778                         p = &(*p)->rb_left;
779                 } else if (newes->es_lblk > ext4_es_end(es)) {
780                         if (ext4_es_can_be_merged(es, newes)) {
781                                 es->es_len += newes->es_len;
782                                 es = ext4_es_try_to_merge_right(inode, es);
783                                 goto out;
784                         }
785                         p = &(*p)->rb_right;
786                 } else {
787                         BUG();
788                         return -EINVAL;
789                 }
790         }
791
792         es = ext4_es_alloc_extent(inode, newes->es_lblk, newes->es_len,
793                                   newes->es_pblk);
794         if (!es)
795                 return -ENOMEM;
796         rb_link_node(&es->rb_node, parent, p);
797         rb_insert_color(&es->rb_node, &tree->root);
798
799 out:
800         tree->cache_es = es;
801         return 0;
802 }
803
804 /*
805  * ext4_es_insert_extent() adds information to an inode's extent
806  * status tree.
807  *
808  * Return 0 on success, error code on failure.
809  */
810 int ext4_es_insert_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
811                           ext4_lblk_t len, ext4_fsblk_t pblk,
812                           unsigned int status)
813 {
814         struct extent_status newes;
815         ext4_lblk_t end = lblk + len - 1;
816         int err = 0;
817         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
818
819         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
820                 return 0;
821
822         es_debug("add [%u/%u) %llu %x to extent status tree of inode %lu\n",
823                  lblk, len, pblk, status, inode->i_ino);
824
825         if (!len)
826                 return 0;
827
828         BUG_ON(end < lblk);
829
830         if ((status & EXTENT_STATUS_DELAYED) &&
831             (status & EXTENT_STATUS_WRITTEN)) {
832                 ext4_warning(inode->i_sb, "Inserting extent [%u/%u] as "
833                                 " delayed and written which can potentially "
834                                 " cause data loss.", lblk, len);
835                 WARN_ON(1);
836         }
837
838         newes.es_lblk = lblk;
839         newes.es_len = len;
840         ext4_es_store_pblock_status(&newes, pblk, status);
841         trace_ext4_es_insert_extent(inode, &newes);
842
843         ext4_es_insert_extent_check(inode, &newes);
844
845         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
846         err = __es_remove_extent(inode, lblk, end, NULL);
847         if (err != 0)
848                 goto error;
849 retry:
850         err = __es_insert_extent(inode, &newes);
851         if (err == -ENOMEM && __es_shrink(EXT4_SB(inode->i_sb),
852                                           128, EXT4_I(inode)))
853                 goto retry;
854         if (err == -ENOMEM && !ext4_es_is_delayed(&newes))
855                 err = 0;
856
857         if (sbi->s_cluster_ratio > 1 && test_opt(inode->i_sb, DELALLOC) &&
858             (status & EXTENT_STATUS_WRITTEN ||
859              status & EXTENT_STATUS_UNWRITTEN))
860                 __revise_pending(inode, lblk, len);
861
862 error:
863         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
864
865         ext4_es_print_tree(inode);
866
867         return err;
868 }
869
870 /*
871  * ext4_es_cache_extent() inserts information into the extent status
872  * tree if and only if there isn't information about the range in
873  * question already.
874  */
875 void ext4_es_cache_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
876                           ext4_lblk_t len, ext4_fsblk_t pblk,
877                           unsigned int status)
878 {
879         struct extent_status *es;
880         struct extent_status newes;
881         ext4_lblk_t end = lblk + len - 1;
882
883         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
884                 return;
885
886         newes.es_lblk = lblk;
887         newes.es_len = len;
888         ext4_es_store_pblock_status(&newes, pblk, status);
889         trace_ext4_es_cache_extent(inode, &newes);
890
891         if (!len)
892                 return;
893
894         BUG_ON(end < lblk);
895
896         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
897
898         es = __es_tree_search(&EXT4_I(inode)->i_es_tree.root, lblk);
899         if (!es || es->es_lblk > end)
900                 __es_insert_extent(inode, &newes);
901         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
902 }
903
904 /*
905  * ext4_es_lookup_extent() looks up an extent in extent status tree.
906  *
907  * ext4_es_lookup_extent is called by ext4_map_blocks/ext4_da_map_blocks.
908  *
909  * Return: 1 on found, 0 on not
910  */
911 int ext4_es_lookup_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
912                           ext4_lblk_t *next_lblk,
913                           struct extent_status *es)
914 {
915         struct ext4_es_tree *tree;
916         struct ext4_es_stats *stats;
917         struct extent_status *es1 = NULL;
918         struct rb_node *node;
919         int found = 0;
920
921         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
922                 return 0;
923
924         trace_ext4_es_lookup_extent_enter(inode, lblk);
925         es_debug("lookup extent in block %u\n", lblk);
926
927         tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
928         read_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
929
930         /* find extent in cache firstly */
931         es->es_lblk = es->es_len = es->es_pblk = 0;
932         es1 = READ_ONCE(tree->cache_es);
933         if (es1 && in_range(lblk, es1->es_lblk, es1->es_len)) {
934                 es_debug("%u cached by [%u/%u)\n",
935                          lblk, es1->es_lblk, es1->es_len);
936                 found = 1;
937                 goto out;
938         }
939
940         node = tree->root.rb_node;
941         while (node) {
942                 es1 = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
943                 if (lblk < es1->es_lblk)
944                         node = node->rb_left;
945                 else if (lblk > ext4_es_end(es1))
946                         node = node->rb_right;
947                 else {
948                         found = 1;
949                         break;
950                 }
951         }
952
953 out:
954         stats = &EXT4_SB(inode->i_sb)->s_es_stats;
955         if (found) {
956                 BUG_ON(!es1);
957                 es->es_lblk = es1->es_lblk;
958                 es->es_len = es1->es_len;
959                 es->es_pblk = es1->es_pblk;
960                 if (!ext4_es_is_referenced(es1))
961                         ext4_es_set_referenced(es1);
962                 percpu_counter_inc(&stats->es_stats_cache_hits);
963                 if (next_lblk) {
964                         node = rb_next(&es1->rb_node);
965                         if (node) {
966                                 es1 = rb_entry(node, struct extent_status,
967                                                rb_node);
968                                 *next_lblk = es1->es_lblk;
969                         } else
970                                 *next_lblk = 0;
971                 }
972         } else {
973                 percpu_counter_inc(&stats->es_stats_cache_misses);
974         }
975
976         read_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
977
978         trace_ext4_es_lookup_extent_exit(inode, es, found);
979         return found;
980 }
981
982 struct rsvd_count {
983         int ndelonly;
984         bool first_do_lblk_found;
985         ext4_lblk_t first_do_lblk;
986         ext4_lblk_t last_do_lblk;
987         struct extent_status *left_es;
988         bool partial;
989         ext4_lblk_t lclu;
990 };
991
992 /*
993  * init_rsvd - initialize reserved count data before removing block range
994  *             in file from extent status tree
995  *
996  * @inode - file containing range
997  * @lblk - first block in range
998  * @es - pointer to first extent in range
999  * @rc - pointer to reserved count data
1000  *
1001  * Assumes es is not NULL
1002  */
1003 static void init_rsvd(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
1004                       struct extent_status *es, struct rsvd_count *rc)
1005 {
1006         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1007         struct rb_node *node;
1008
1009         rc->ndelonly = 0;
1010
1011         /*
1012          * for bigalloc, note the first delonly block in the range has not
1013          * been found, record the extent containing the block to the left of
1014          * the region to be removed, if any, and note that there's no partial
1015          * cluster to track
1016          */
1017         if (sbi->s_cluster_ratio > 1) {
1018                 rc->first_do_lblk_found = false;
1019                 if (lblk > es->es_lblk) {
1020                         rc->left_es = es;
1021                 } else {
1022                         node = rb_prev(&es->rb_node);
1023                         rc->left_es = node ? rb_entry(node,
1024                                                       struct extent_status,
1025                                                       rb_node) : NULL;
1026                 }
1027                 rc->partial = false;
1028         }
1029 }
1030
1031 /*
1032  * count_rsvd - count the clusters containing delayed and not unwritten
1033  *              (delonly) blocks in a range within an extent and add to
1034  *              the running tally in rsvd_count
1035  *
1036  * @inode - file containing extent
1037  * @lblk - first block in range
1038  * @len - length of range in blocks
1039  * @es - pointer to extent containing clusters to be counted
1040  * @rc - pointer to reserved count data
1041  *
1042  * Tracks partial clusters found at the beginning and end of extents so
1043  * they aren't overcounted when they span adjacent extents
1044  */
1045 static void count_rsvd(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk, long len,
1046                        struct extent_status *es, struct rsvd_count *rc)
1047 {
1048         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1049         ext4_lblk_t i, end, nclu;
1050
1051         if (!ext4_es_is_delonly(es))
1052                 return;
1053
1054         WARN_ON(len <= 0);
1055
1056         if (sbi->s_cluster_ratio == 1) {
1057                 rc->ndelonly += (int) len;
1058                 return;
1059         }
1060
1061         /* bigalloc */
1062
1063         i = (lblk < es->es_lblk) ? es->es_lblk : lblk;
1064         end = lblk + (ext4_lblk_t) len - 1;
1065         end = (end > ext4_es_end(es)) ? ext4_es_end(es) : end;
1066
1067         /* record the first block of the first delonly extent seen */
1068         if (!rc->first_do_lblk_found) {
1069                 rc->first_do_lblk = i;
1070                 rc->first_do_lblk_found = true;
1071         }
1072
1073         /* update the last lblk in the region seen so far */
1074         rc->last_do_lblk = end;
1075
1076         /*
1077          * if we're tracking a partial cluster and the current extent
1078          * doesn't start with it, count it and stop tracking
1079          */
1080         if (rc->partial && (rc->lclu != EXT4_B2C(sbi, i))) {
1081                 rc->ndelonly++;
1082                 rc->partial = false;
1083         }
1084
1085         /*
1086          * if the first cluster doesn't start on a cluster boundary but
1087          * ends on one, count it
1088          */
1089         if (EXT4_LBLK_COFF(sbi, i) != 0) {
1090                 if (end >= EXT4_LBLK_CFILL(sbi, i)) {
1091                         rc->ndelonly++;
1092                         rc->partial = false;
1093                         i = EXT4_LBLK_CFILL(sbi, i) + 1;
1094                 }
1095         }
1096
1097         /*
1098          * if the current cluster starts on a cluster boundary, count the
1099          * number of whole delonly clusters in the extent
1100          */
1101         if ((i + sbi->s_cluster_ratio - 1) <= end) {
1102                 nclu = (end - i + 1) >> sbi->s_cluster_bits;
1103                 rc->ndelonly += nclu;
1104                 i += nclu << sbi->s_cluster_bits;
1105         }
1106
1107         /*
1108          * start tracking a partial cluster if there's a partial at the end
1109          * of the current extent and we're not already tracking one
1110          */
1111         if (!rc->partial && i <= end) {
1112                 rc->partial = true;
1113                 rc->lclu = EXT4_B2C(sbi, i);
1114         }
1115 }
1116
1117 /*
1118  * __pr_tree_search - search for a pending cluster reservation
1119  *
1120  * @root - root of pending reservation tree
1121  * @lclu - logical cluster to search for
1122  *
1123  * Returns the pending reservation for the cluster identified by @lclu
1124  * if found.  If not, returns a reservation for the next cluster if any,
1125  * and if not, returns NULL.
1126  */
1127 static struct pending_reservation *__pr_tree_search(struct rb_root *root,
1128                                                     ext4_lblk_t lclu)
1129 {
1130         struct rb_node *node = root->rb_node;
1131         struct pending_reservation *pr = NULL;
1132
1133         while (node) {
1134                 pr = rb_entry(node, struct pending_reservation, rb_node);
1135                 if (lclu < pr->lclu)
1136                         node = node->rb_left;
1137                 else if (lclu > pr->lclu)
1138                         node = node->rb_right;
1139                 else
1140                         return pr;
1141         }
1142         if (pr && lclu < pr->lclu)
1143                 return pr;
1144         if (pr && lclu > pr->lclu) {
1145                 node = rb_next(&pr->rb_node);
1146                 return node ? rb_entry(node, struct pending_reservation,
1147                                        rb_node) : NULL;
1148         }
1149         return NULL;
1150 }
1151
1152 /*
1153  * get_rsvd - calculates and returns the number of cluster reservations to be
1154  *            released when removing a block range from the extent status tree
1155  *            and releases any pending reservations within the range
1156  *
1157  * @inode - file containing block range
1158  * @end - last block in range
1159  * @right_es - pointer to extent containing next block beyond end or NULL
1160  * @rc - pointer to reserved count data
1161  *
1162  * The number of reservations to be released is equal to the number of
1163  * clusters containing delayed and not unwritten (delonly) blocks within
1164  * the range, minus the number of clusters still containing delonly blocks
1165  * at the ends of the range, and minus the number of pending reservations
1166  * within the range.
1167  */
1168 static unsigned int get_rsvd(struct inode *inode, ext4_lblk_t end,
1169                              struct extent_status *right_es,
1170                              struct rsvd_count *rc)
1171 {
1172         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1173         struct pending_reservation *pr;
1174         struct ext4_pending_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1175         struct rb_node *node;
1176         ext4_lblk_t first_lclu, last_lclu;
1177         bool left_delonly, right_delonly, count_pending;
1178         struct extent_status *es;
1179
1180         if (sbi->s_cluster_ratio > 1) {
1181                 /* count any remaining partial cluster */
1182                 if (rc->partial)
1183                         rc->ndelonly++;
1184
1185                 if (rc->ndelonly == 0)
1186                         return 0;
1187
1188                 first_lclu = EXT4_B2C(sbi, rc->first_do_lblk);
1189                 last_lclu = EXT4_B2C(sbi, rc->last_do_lblk);
1190
1191                 /*
1192                  * decrease the delonly count by the number of clusters at the
1193                  * ends of the range that still contain delonly blocks -
1194                  * these clusters still need to be reserved
1195                  */
1196                 left_delonly = right_delonly = false;
1197
1198                 es = rc->left_es;
1199                 while (es && ext4_es_end(es) >=
1200                        EXT4_LBLK_CMASK(sbi, rc->first_do_lblk)) {
1201                         if (ext4_es_is_delonly(es)) {
1202                                 rc->ndelonly--;
1203                                 left_delonly = true;
1204                                 break;
1205                         }
1206                         node = rb_prev(&es->rb_node);
1207                         if (!node)
1208                                 break;
1209                         es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1210                 }
1211                 if (right_es && (!left_delonly || first_lclu != last_lclu)) {
1212                         if (end < ext4_es_end(right_es)) {
1213                                 es = right_es;
1214                         } else {
1215                                 node = rb_next(&right_es->rb_node);
1216                                 es = node ? rb_entry(node, struct extent_status,
1217                                                      rb_node) : NULL;
1218                         }
1219                         while (es && es->es_lblk <=
1220                                EXT4_LBLK_CFILL(sbi, rc->last_do_lblk)) {
1221                                 if (ext4_es_is_delonly(es)) {
1222                                         rc->ndelonly--;
1223                                         right_delonly = true;
1224                                         break;
1225                                 }
1226                                 node = rb_next(&es->rb_node);
1227                                 if (!node)
1228                                         break;
1229                                 es = rb_entry(node, struct extent_status,
1230                                               rb_node);
1231                         }
1232                 }
1233
1234                 /*
1235                  * Determine the block range that should be searched for
1236                  * pending reservations, if any.  Clusters on the ends of the
1237                  * original removed range containing delonly blocks are
1238                  * excluded.  They've already been accounted for and it's not
1239                  * possible to determine if an associated pending reservation
1240                  * should be released with the information available in the
1241                  * extents status tree.
1242                  */
1243                 if (first_lclu == last_lclu) {
1244                         if (left_delonly | right_delonly)
1245                                 count_pending = false;
1246                         else
1247                                 count_pending = true;
1248                 } else {
1249                         if (left_delonly)
1250                                 first_lclu++;
1251                         if (right_delonly)
1252                                 last_lclu--;
1253                         if (first_lclu <= last_lclu)
1254                                 count_pending = true;
1255                         else
1256                                 count_pending = false;
1257                 }
1258
1259                 /*
1260                  * a pending reservation found between first_lclu and last_lclu
1261                  * represents an allocated cluster that contained at least one
1262                  * delonly block, so the delonly total must be reduced by one
1263                  * for each pending reservation found and released
1264                  */
1265                 if (count_pending) {
1266                         pr = __pr_tree_search(&tree->root, first_lclu);
1267                         while (pr && pr->lclu <= last_lclu) {
1268                                 rc->ndelonly--;
1269                                 node = rb_next(&pr->rb_node);
1270                                 rb_erase(&pr->rb_node, &tree->root);
1271                                 kmem_cache_free(ext4_pending_cachep, pr);
1272                                 if (!node)
1273                                         break;
1274                                 pr = rb_entry(node, struct pending_reservation,
1275                                               rb_node);
1276                         }
1277                 }
1278         }
1279         return rc->ndelonly;
1280 }
1281
1282
1283 /*
1284  * __es_remove_extent - removes block range from extent status tree
1285  *
1286  * @inode - file containing range
1287  * @lblk - first block in range
1288  * @end - last block in range
1289  * @reserved - number of cluster reservations released
1290  *
1291  * If @reserved is not NULL and delayed allocation is enabled, counts
1292  * block/cluster reservations freed by removing range and if bigalloc
1293  * enabled cancels pending reservations as needed. Returns 0 on success,
1294  * error code on failure.
1295  */
1296 static int __es_remove_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
1297                               ext4_lblk_t end, int *reserved)
1298 {
1299         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
1300         struct rb_node *node;
1301         struct extent_status *es;
1302         struct extent_status orig_es;
1303         ext4_lblk_t len1, len2;
1304         ext4_fsblk_t block;
1305         int err;
1306         bool count_reserved = true;
1307         struct rsvd_count rc;
1308
1309         if (reserved == NULL || !test_opt(inode->i_sb, DELALLOC))
1310                 count_reserved = false;
1311 retry:
1312         err = 0;
1313
1314         es = __es_tree_search(&tree->root, lblk);
1315         if (!es)
1316                 goto out;
1317         if (es->es_lblk > end)
1318                 goto out;
1319
1320         /* Simply invalidate cache_es. */
1321         tree->cache_es = NULL;
1322         if (count_reserved)
1323                 init_rsvd(inode, lblk, es, &rc);
1324
1325         orig_es.es_lblk = es->es_lblk;
1326         orig_es.es_len = es->es_len;
1327         orig_es.es_pblk = es->es_pblk;
1328
1329         len1 = lblk > es->es_lblk ? lblk - es->es_lblk : 0;
1330         len2 = ext4_es_end(es) > end ? ext4_es_end(es) - end : 0;
1331         if (len1 > 0)
1332                 es->es_len = len1;
1333         if (len2 > 0) {
1334                 if (len1 > 0) {
1335                         struct extent_status newes;
1336
1337                         newes.es_lblk = end + 1;
1338                         newes.es_len = len2;
1339                         block = 0x7FDEADBEEFULL;
1340                         if (ext4_es_is_written(&orig_es) ||
1341                             ext4_es_is_unwritten(&orig_es))
1342                                 block = ext4_es_pblock(&orig_es) +
1343                                         orig_es.es_len - len2;
1344                         ext4_es_store_pblock_status(&newes, block,
1345                                                     ext4_es_status(&orig_es));
1346                         err = __es_insert_extent(inode, &newes);
1347                         if (err) {
1348                                 es->es_lblk = orig_es.es_lblk;
1349                                 es->es_len = orig_es.es_len;
1350                                 if ((err == -ENOMEM) &&
1351                                     __es_shrink(EXT4_SB(inode->i_sb),
1352                                                         128, EXT4_I(inode)))
1353                                         goto retry;
1354                                 goto out;
1355                         }
1356                 } else {
1357                         es->es_lblk = end + 1;
1358                         es->es_len = len2;
1359                         if (ext4_es_is_written(es) ||
1360                             ext4_es_is_unwritten(es)) {
1361                                 block = orig_es.es_pblk + orig_es.es_len - len2;
1362                                 ext4_es_store_pblock(es, block);
1363                         }
1364                 }
1365                 if (count_reserved)
1366                         count_rsvd(inode, lblk, orig_es.es_len - len1 - len2,
1367                                    &orig_es, &rc);
1368                 goto out_get_reserved;
1369         }
1370
1371         if (len1 > 0) {
1372                 if (count_reserved)
1373                         count_rsvd(inode, lblk, orig_es.es_len - len1,
1374                                    &orig_es, &rc);
1375                 node = rb_next(&es->rb_node);
1376                 if (node)
1377                         es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1378                 else
1379                         es = NULL;
1380         }
1381
1382         while (es && ext4_es_end(es) <= end) {
1383                 if (count_reserved)
1384                         count_rsvd(inode, es->es_lblk, es->es_len, es, &rc);
1385                 node = rb_next(&es->rb_node);
1386                 rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
1387                 ext4_es_free_extent(inode, es);
1388                 if (!node) {
1389                         es = NULL;
1390                         break;
1391                 }
1392                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1393         }
1394
1395         if (es && es->es_lblk < end + 1) {
1396                 ext4_lblk_t orig_len = es->es_len;
1397
1398                 len1 = ext4_es_end(es) - end;
1399                 if (count_reserved)
1400                         count_rsvd(inode, es->es_lblk, orig_len - len1,
1401                                    es, &rc);
1402                 es->es_lblk = end + 1;
1403                 es->es_len = len1;
1404                 if (ext4_es_is_written(es) || ext4_es_is_unwritten(es)) {
1405                         block = es->es_pblk + orig_len - len1;
1406                         ext4_es_store_pblock(es, block);
1407                 }
1408         }
1409
1410 out_get_reserved:
1411         if (count_reserved)
1412                 *reserved = get_rsvd(inode, end, es, &rc);
1413 out:
1414         return err;
1415 }
1416
1417 /*
1418  * ext4_es_remove_extent - removes block range from extent status tree
1419  *
1420  * @inode - file containing range
1421  * @lblk - first block in range
1422  * @len - number of blocks to remove
1423  *
1424  * Reduces block/cluster reservation count and for bigalloc cancels pending
1425  * reservations as needed. Returns 0 on success, error code on failure.
1426  */
1427 int ext4_es_remove_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
1428                           ext4_lblk_t len)
1429 {
1430         ext4_lblk_t end;
1431         int err = 0;
1432         int reserved = 0;
1433
1434         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
1435                 return 0;
1436
1437         trace_ext4_es_remove_extent(inode, lblk, len);
1438         es_debug("remove [%u/%u) from extent status tree of inode %lu\n",
1439                  lblk, len, inode->i_ino);
1440
1441         if (!len)
1442                 return err;
1443
1444         end = lblk + len - 1;
1445         BUG_ON(end < lblk);
1446
1447         /*
1448          * ext4_clear_inode() depends on us taking i_es_lock unconditionally
1449          * so that we are sure __es_shrink() is done with the inode before it
1450          * is reclaimed.
1451          */
1452         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
1453         err = __es_remove_extent(inode, lblk, end, &reserved);
1454         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
1455         ext4_es_print_tree(inode);
1456         ext4_da_release_space(inode, reserved);
1457         return err;
1458 }
1459
1460 static int __es_shrink(struct ext4_sb_info *sbi, int nr_to_scan,
1461                        struct ext4_inode_info *locked_ei)
1462 {
1463         struct ext4_inode_info *ei;
1464         struct ext4_es_stats *es_stats;
1465         ktime_t start_time;
1466         u64 scan_time;
1467         int nr_to_walk;
1468         int nr_shrunk = 0;
1469         int retried = 0, nr_skipped = 0;
1470
1471         es_stats = &sbi->s_es_stats;
1472         start_time = ktime_get();
1473
1474 retry:
1475         spin_lock(&sbi->s_es_lock);
1476         nr_to_walk = sbi->s_es_nr_inode;
1477         while (nr_to_walk-- > 0) {
1478                 if (list_empty(&sbi->s_es_list)) {
1479                         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
1480                         goto out;
1481                 }
1482                 ei = list_first_entry(&sbi->s_es_list, struct ext4_inode_info,
1483                                       i_es_list);
1484                 /* Move the inode to the tail */
1485                 list_move_tail(&ei->i_es_list, &sbi->s_es_list);
1486
1487                 /*
1488                  * Normally we try hard to avoid shrinking precached inodes,
1489                  * but we will as a last resort.
1490                  */
1491                 if (!retried && ext4_test_inode_state(&ei->vfs_inode,
1492                                                 EXT4_STATE_EXT_PRECACHED)) {
1493                         nr_skipped++;
1494                         continue;
1495                 }
1496
1497                 if (ei == locked_ei || !write_trylock(&ei->i_es_lock)) {
1498                         nr_skipped++;
1499                         continue;
1500                 }
1501                 /*
1502                  * Now we hold i_es_lock which protects us from inode reclaim
1503                  * freeing inode under us
1504                  */
1505                 spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
1506
1507                 nr_shrunk += es_reclaim_extents(ei, &nr_to_scan);
1508                 write_unlock(&ei->i_es_lock);
1509
1510                 if (nr_to_scan <= 0)
1511                         goto out;
1512                 spin_lock(&sbi->s_es_lock);
1513         }
1514         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
1515
1516         /*
1517          * If we skipped any inodes, and we weren't able to make any
1518          * forward progress, try again to scan precached inodes.
1519          */
1520         if ((nr_shrunk == 0) && nr_skipped && !retried) {
1521                 retried++;
1522                 goto retry;
1523         }
1524
1525         if (locked_ei && nr_shrunk == 0)
1526                 nr_shrunk = es_reclaim_extents(locked_ei, &nr_to_scan);
1527
1528 out:
1529         scan_time = ktime_to_ns(ktime_sub(ktime_get(), start_time));
1530         if (likely(es_stats->es_stats_scan_time))
1531                 es_stats->es_stats_scan_time = (scan_time +
1532                                 es_stats->es_stats_scan_time*3) / 4;
1533         else
1534                 es_stats->es_stats_scan_time = scan_time;
1535         if (scan_time > es_stats->es_stats_max_scan_time)
1536                 es_stats->es_stats_max_scan_time = scan_time;
1537         if (likely(es_stats->es_stats_shrunk))
1538                 es_stats->es_stats_shrunk = (nr_shrunk +
1539                                 es_stats->es_stats_shrunk*3) / 4;
1540         else
1541                 es_stats->es_stats_shrunk = nr_shrunk;
1542
1543         trace_ext4_es_shrink(sbi->s_sb, nr_shrunk, scan_time,
1544                              nr_skipped, retried);
1545         return nr_shrunk;
1546 }
1547
1548 static unsigned long ext4_es_count(struct shrinker *shrink,
1549                                    struct shrink_control *sc)
1550 {
1551         unsigned long nr;
1552         struct ext4_sb_info *sbi;
1553
1554         sbi = container_of(shrink, struct ext4_sb_info, s_es_shrinker);
1555         nr = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1556         trace_ext4_es_shrink_count(sbi->s_sb, sc->nr_to_scan, nr);
1557         return nr;
1558 }
1559
1560 static unsigned long ext4_es_scan(struct shrinker *shrink,
1561                                   struct shrink_control *sc)
1562 {
1563         struct ext4_sb_info *sbi = container_of(shrink,
1564                                         struct ext4_sb_info, s_es_shrinker);
1565         int nr_to_scan = sc->nr_to_scan;
1566         int ret, nr_shrunk;
1567
1568         ret = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1569         trace_ext4_es_shrink_scan_enter(sbi->s_sb, nr_to_scan, ret);
1570
1571         nr_shrunk = __es_shrink(sbi, nr_to_scan, NULL);
1572
1573         ret = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1574         trace_ext4_es_shrink_scan_exit(sbi->s_sb, nr_shrunk, ret);
1575         return nr_shrunk;
1576 }
1577
1578 int ext4_seq_es_shrinker_info_show(struct seq_file *seq, void *v)
1579 {
1580         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB((struct super_block *) seq->private);
1581         struct ext4_es_stats *es_stats = &sbi->s_es_stats;
1582         struct ext4_inode_info *ei, *max = NULL;
1583         unsigned int inode_cnt = 0;
1584
1585         if (v != SEQ_START_TOKEN)
1586                 return 0;
1587
1588         /* here we just find an inode that has the max nr. of objects */
1589         spin_lock(&sbi->s_es_lock);
1590         list_for_each_entry(ei, &sbi->s_es_list, i_es_list) {
1591                 inode_cnt++;
1592                 if (max && max->i_es_all_nr < ei->i_es_all_nr)
1593                         max = ei;
1594                 else if (!max)
1595                         max = ei;
1596         }
1597         spin_unlock(&sbi->s_es_lock);
1598
1599         seq_printf(seq, "stats:\n  %lld objects\n  %lld reclaimable objects\n",
1600                    percpu_counter_sum_positive(&es_stats->es_stats_all_cnt),
1601                    percpu_counter_sum_positive(&es_stats->es_stats_shk_cnt));
1602         seq_printf(seq, "  %lld/%lld cache hits/misses\n",
1603                    percpu_counter_sum_positive(&es_stats->es_stats_cache_hits),
1604                    percpu_counter_sum_positive(&es_stats->es_stats_cache_misses));
1605         if (inode_cnt)
1606                 seq_printf(seq, "  %d inodes on list\n", inode_cnt);
1607
1608         seq_printf(seq, "average:\n  %llu us scan time\n",
1609             div_u64(es_stats->es_stats_scan_time, 1000));
1610         seq_printf(seq, "  %lu shrunk objects\n", es_stats->es_stats_shrunk);
1611         if (inode_cnt)
1612                 seq_printf(seq,
1613                     "maximum:\n  %lu inode (%u objects, %u reclaimable)\n"
1614                     "  %llu us max scan time\n",
1615                     max->vfs_inode.i_ino, max->i_es_all_nr, max->i_es_shk_nr,
1616                     div_u64(es_stats->es_stats_max_scan_time, 1000));
1617
1618         return 0;
1619 }
1620
1621 int ext4_es_register_shrinker(struct ext4_sb_info *sbi)
1622 {
1623         int err;
1624
1625         /* Make sure we have enough bits for physical block number */
1626         BUILD_BUG_ON(ES_SHIFT < 48);
1627         INIT_LIST_HEAD(&sbi->s_es_list);
1628         sbi->s_es_nr_inode = 0;
1629         spin_lock_init(&sbi->s_es_lock);
1630         sbi->s_es_stats.es_stats_shrunk = 0;
1631         err = percpu_counter_init(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_hits, 0,
1632                                   GFP_KERNEL);
1633         if (err)
1634                 return err;
1635         err = percpu_counter_init(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_misses, 0,
1636                                   GFP_KERNEL);
1637         if (err)
1638                 goto err1;
1639         sbi->s_es_stats.es_stats_scan_time = 0;
1640         sbi->s_es_stats.es_stats_max_scan_time = 0;
1641         err = percpu_counter_init(&sbi->s_es_stats.es_stats_all_cnt, 0, GFP_KERNEL);
1642         if (err)
1643                 goto err2;
1644         err = percpu_counter_init(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt, 0, GFP_KERNEL);
1645         if (err)
1646                 goto err3;
1647
1648         sbi->s_es_shrinker.scan_objects = ext4_es_scan;
1649         sbi->s_es_shrinker.count_objects = ext4_es_count;
1650         sbi->s_es_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
1651         err = register_shrinker(&sbi->s_es_shrinker, "ext4-es:%s",
1652                                 sbi->s_sb->s_id);
1653         if (err)
1654                 goto err4;
1655
1656         return 0;
1657 err4:
1658         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1659 err3:
1660         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_all_cnt);
1661 err2:
1662         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_misses);
1663 err1:
1664         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_hits);
1665         return err;
1666 }
1667
1668 void ext4_es_unregister_shrinker(struct ext4_sb_info *sbi)
1669 {
1670         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_hits);
1671         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_cache_misses);
1672         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_all_cnt);
1673         percpu_counter_destroy(&sbi->s_es_stats.es_stats_shk_cnt);
1674         unregister_shrinker(&sbi->s_es_shrinker);
1675 }
1676
1677 /*
1678  * Shrink extents in given inode from ei->i_es_shrink_lblk till end. Scan at
1679  * most *nr_to_scan extents, update *nr_to_scan accordingly.
1680  *
1681  * Return 0 if we hit end of tree / interval, 1 if we exhausted nr_to_scan.
1682  * Increment *nr_shrunk by the number of reclaimed extents. Also update
1683  * ei->i_es_shrink_lblk to where we should continue scanning.
1684  */
1685 static int es_do_reclaim_extents(struct ext4_inode_info *ei, ext4_lblk_t end,
1686                                  int *nr_to_scan, int *nr_shrunk)
1687 {
1688         struct inode *inode = &ei->vfs_inode;
1689         struct ext4_es_tree *tree = &ei->i_es_tree;
1690         struct extent_status *es;
1691         struct rb_node *node;
1692
1693         es = __es_tree_search(&tree->root, ei->i_es_shrink_lblk);
1694         if (!es)
1695                 goto out_wrap;
1696
1697         while (*nr_to_scan > 0) {
1698                 if (es->es_lblk > end) {
1699                         ei->i_es_shrink_lblk = end + 1;
1700                         return 0;
1701                 }
1702
1703                 (*nr_to_scan)--;
1704                 node = rb_next(&es->rb_node);
1705                 /*
1706                  * We can't reclaim delayed extent from status tree because
1707                  * fiemap, bigallic, and seek_data/hole need to use it.
1708                  */
1709                 if (ext4_es_is_delayed(es))
1710                         goto next;
1711                 if (ext4_es_is_referenced(es)) {
1712                         ext4_es_clear_referenced(es);
1713                         goto next;
1714                 }
1715
1716                 rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
1717                 ext4_es_free_extent(inode, es);
1718                 (*nr_shrunk)++;
1719 next:
1720                 if (!node)
1721                         goto out_wrap;
1722                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1723         }
1724         ei->i_es_shrink_lblk = es->es_lblk;
1725         return 1;
1726 out_wrap:
1727         ei->i_es_shrink_lblk = 0;
1728         return 0;
1729 }
1730
1731 static int es_reclaim_extents(struct ext4_inode_info *ei, int *nr_to_scan)
1732 {
1733         struct inode *inode = &ei->vfs_inode;
1734         int nr_shrunk = 0;
1735         ext4_lblk_t start = ei->i_es_shrink_lblk;
1736         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1737                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1738
1739         if (ei->i_es_shk_nr == 0)
1740                 return 0;
1741
1742         if (ext4_test_inode_state(inode, EXT4_STATE_EXT_PRECACHED) &&
1743             __ratelimit(&_rs))
1744                 ext4_warning(inode->i_sb, "forced shrink of precached extents");
1745
1746         if (!es_do_reclaim_extents(ei, EXT_MAX_BLOCKS, nr_to_scan, &nr_shrunk) &&
1747             start != 0)
1748                 es_do_reclaim_extents(ei, start - 1, nr_to_scan, &nr_shrunk);
1749
1750         ei->i_es_tree.cache_es = NULL;
1751         return nr_shrunk;
1752 }
1753
1754 /*
1755  * Called to support EXT4_IOC_CLEAR_ES_CACHE.  We can only remove
1756  * discretionary entries from the extent status cache.  (Some entries
1757  * must be present for proper operations.)
1758  */
1759 void ext4_clear_inode_es(struct inode *inode)
1760 {
1761         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
1762         struct extent_status *es;
1763         struct ext4_es_tree *tree;
1764         struct rb_node *node;
1765
1766         write_lock(&ei->i_es_lock);
1767         tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
1768         tree->cache_es = NULL;
1769         node = rb_first(&tree->root);
1770         while (node) {
1771                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
1772                 node = rb_next(node);
1773                 if (!ext4_es_is_delayed(es)) {
1774                         rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
1775                         ext4_es_free_extent(inode, es);
1776                 }
1777         }
1778         ext4_clear_inode_state(inode, EXT4_STATE_EXT_PRECACHED);
1779         write_unlock(&ei->i_es_lock);
1780 }
1781
1782 #ifdef ES_DEBUG__
1783 static void ext4_print_pending_tree(struct inode *inode)
1784 {
1785         struct ext4_pending_tree *tree;
1786         struct rb_node *node;
1787         struct pending_reservation *pr;
1788
1789         printk(KERN_DEBUG "pending reservations for inode %lu:", inode->i_ino);
1790         tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1791         node = rb_first(&tree->root);
1792         while (node) {
1793                 pr = rb_entry(node, struct pending_reservation, rb_node);
1794                 printk(KERN_DEBUG " %u", pr->lclu);
1795                 node = rb_next(node);
1796         }
1797         printk(KERN_DEBUG "\n");
1798 }
1799 #else
1800 #define ext4_print_pending_tree(inode)
1801 #endif
1802
1803 int __init ext4_init_pending(void)
1804 {
1805         ext4_pending_cachep = KMEM_CACHE(pending_reservation, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT);
1806         if (ext4_pending_cachep == NULL)
1807                 return -ENOMEM;
1808         return 0;
1809 }
1810
1811 void ext4_exit_pending(void)
1812 {
1813         kmem_cache_destroy(ext4_pending_cachep);
1814 }
1815
1816 void ext4_init_pending_tree(struct ext4_pending_tree *tree)
1817 {
1818         tree->root = RB_ROOT;
1819 }
1820
1821 /*
1822  * __get_pending - retrieve a pointer to a pending reservation
1823  *
1824  * @inode - file containing the pending cluster reservation
1825  * @lclu - logical cluster of interest
1826  *
1827  * Returns a pointer to a pending reservation if it's a member of
1828  * the set, and NULL if not.  Must be called holding i_es_lock.
1829  */
1830 static struct pending_reservation *__get_pending(struct inode *inode,
1831                                                  ext4_lblk_t lclu)
1832 {
1833         struct ext4_pending_tree *tree;
1834         struct rb_node *node;
1835         struct pending_reservation *pr = NULL;
1836
1837         tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1838         node = (&tree->root)->rb_node;
1839
1840         while (node) {
1841                 pr = rb_entry(node, struct pending_reservation, rb_node);
1842                 if (lclu < pr->lclu)
1843                         node = node->rb_left;
1844                 else if (lclu > pr->lclu)
1845                         node = node->rb_right;
1846                 else if (lclu == pr->lclu)
1847                         return pr;
1848         }
1849         return NULL;
1850 }
1851
1852 /*
1853  * __insert_pending - adds a pending cluster reservation to the set of
1854  *                    pending reservations
1855  *
1856  * @inode - file containing the cluster
1857  * @lblk - logical block in the cluster to be added
1858  *
1859  * Returns 0 on successful insertion and -ENOMEM on failure.  If the
1860  * pending reservation is already in the set, returns successfully.
1861  */
1862 static int __insert_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk)
1863 {
1864         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1865         struct ext4_pending_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1866         struct rb_node **p = &tree->root.rb_node;
1867         struct rb_node *parent = NULL;
1868         struct pending_reservation *pr;
1869         ext4_lblk_t lclu;
1870         int ret = 0;
1871
1872         lclu = EXT4_B2C(sbi, lblk);
1873         /* search to find parent for insertion */
1874         while (*p) {
1875                 parent = *p;
1876                 pr = rb_entry(parent, struct pending_reservation, rb_node);
1877
1878                 if (lclu < pr->lclu) {
1879                         p = &(*p)->rb_left;
1880                 } else if (lclu > pr->lclu) {
1881                         p = &(*p)->rb_right;
1882                 } else {
1883                         /* pending reservation already inserted */
1884                         goto out;
1885                 }
1886         }
1887
1888         pr = kmem_cache_alloc(ext4_pending_cachep, GFP_ATOMIC);
1889         if (pr == NULL) {
1890                 ret = -ENOMEM;
1891                 goto out;
1892         }
1893         pr->lclu = lclu;
1894
1895         rb_link_node(&pr->rb_node, parent, p);
1896         rb_insert_color(&pr->rb_node, &tree->root);
1897
1898 out:
1899         return ret;
1900 }
1901
1902 /*
1903  * __remove_pending - removes a pending cluster reservation from the set
1904  *                    of pending reservations
1905  *
1906  * @inode - file containing the cluster
1907  * @lblk - logical block in the pending cluster reservation to be removed
1908  *
1909  * Returns successfully if pending reservation is not a member of the set.
1910  */
1911 static void __remove_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk)
1912 {
1913         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1914         struct pending_reservation *pr;
1915         struct ext4_pending_tree *tree;
1916
1917         pr = __get_pending(inode, EXT4_B2C(sbi, lblk));
1918         if (pr != NULL) {
1919                 tree = &EXT4_I(inode)->i_pending_tree;
1920                 rb_erase(&pr->rb_node, &tree->root);
1921                 kmem_cache_free(ext4_pending_cachep, pr);
1922         }
1923 }
1924
1925 /*
1926  * ext4_remove_pending - removes a pending cluster reservation from the set
1927  *                       of pending reservations
1928  *
1929  * @inode - file containing the cluster
1930  * @lblk - logical block in the pending cluster reservation to be removed
1931  *
1932  * Locking for external use of __remove_pending.
1933  */
1934 void ext4_remove_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk)
1935 {
1936         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
1937
1938         write_lock(&ei->i_es_lock);
1939         __remove_pending(inode, lblk);
1940         write_unlock(&ei->i_es_lock);
1941 }
1942
1943 /*
1944  * ext4_is_pending - determine whether a cluster has a pending reservation
1945  *                   on it
1946  *
1947  * @inode - file containing the cluster
1948  * @lblk - logical block in the cluster
1949  *
1950  * Returns true if there's a pending reservation for the cluster in the
1951  * set of pending reservations, and false if not.
1952  */
1953 bool ext4_is_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk)
1954 {
1955         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
1956         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
1957         bool ret;
1958
1959         read_lock(&ei->i_es_lock);
1960         ret = (bool)(__get_pending(inode, EXT4_B2C(sbi, lblk)) != NULL);
1961         read_unlock(&ei->i_es_lock);
1962
1963         return ret;
1964 }
1965
1966 /*
1967  * ext4_es_insert_delayed_block - adds a delayed block to the extents status
1968  *                                tree, adding a pending reservation where
1969  *                                needed
1970  *
1971  * @inode - file containing the newly added block
1972  * @lblk - logical block to be added
1973  * @allocated - indicates whether a physical cluster has been allocated for
1974  *              the logical cluster that contains the block
1975  *
1976  * Returns 0 on success, negative error code on failure.
1977  */
1978 int ext4_es_insert_delayed_block(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
1979                                  bool allocated)
1980 {
1981         struct extent_status newes;
1982         int err = 0;
1983
1984         if (EXT4_SB(inode->i_sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
1985                 return 0;
1986
1987         es_debug("add [%u/1) delayed to extent status tree of inode %lu\n",
1988                  lblk, inode->i_ino);
1989
1990         newes.es_lblk = lblk;
1991         newes.es_len = 1;
1992         ext4_es_store_pblock_status(&newes, ~0, EXTENT_STATUS_DELAYED);
1993         trace_ext4_es_insert_delayed_block(inode, &newes, allocated);
1994
1995         ext4_es_insert_extent_check(inode, &newes);
1996
1997         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
1998
1999         err = __es_remove_extent(inode, lblk, lblk, NULL);
2000         if (err != 0)
2001                 goto error;
2002 retry:
2003         err = __es_insert_extent(inode, &newes);
2004         if (err == -ENOMEM && __es_shrink(EXT4_SB(inode->i_sb),
2005                                           128, EXT4_I(inode)))
2006                 goto retry;
2007         if (err != 0)
2008                 goto error;
2009
2010         if (allocated)
2011                 __insert_pending(inode, lblk);
2012
2013 error:
2014         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
2015
2016         ext4_es_print_tree(inode);
2017         ext4_print_pending_tree(inode);
2018
2019         return err;
2020 }
2021
2022 /*
2023  * __es_delayed_clu - count number of clusters containing blocks that
2024  *                    are delayed only
2025  *
2026  * @inode - file containing block range
2027  * @start - logical block defining start of range
2028  * @end - logical block defining end of range
2029  *
2030  * Returns the number of clusters containing only delayed (not delayed
2031  * and unwritten) blocks in the range specified by @start and @end.  Any
2032  * cluster or part of a cluster within the range and containing a delayed
2033  * and not unwritten block within the range is counted as a whole cluster.
2034  */
2035 static unsigned int __es_delayed_clu(struct inode *inode, ext4_lblk_t start,
2036                                      ext4_lblk_t end)
2037 {
2038         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
2039         struct extent_status *es;
2040         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
2041         struct rb_node *node;
2042         ext4_lblk_t first_lclu, last_lclu;
2043         unsigned long long last_counted_lclu;
2044         unsigned int n = 0;
2045
2046         /* guaranteed to be unequal to any ext4_lblk_t value */
2047         last_counted_lclu = ~0ULL;
2048
2049         es = __es_tree_search(&tree->root, start);
2050
2051         while (es && (es->es_lblk <= end)) {
2052                 if (ext4_es_is_delonly(es)) {
2053                         if (es->es_lblk <= start)
2054                                 first_lclu = EXT4_B2C(sbi, start);
2055                         else
2056                                 first_lclu = EXT4_B2C(sbi, es->es_lblk);
2057
2058                         if (ext4_es_end(es) >= end)
2059                                 last_lclu = EXT4_B2C(sbi, end);
2060                         else
2061                                 last_lclu = EXT4_B2C(sbi, ext4_es_end(es));
2062
2063                         if (first_lclu == last_counted_lclu)
2064                                 n += last_lclu - first_lclu;
2065                         else
2066                                 n += last_lclu - first_lclu + 1;
2067                         last_counted_lclu = last_lclu;
2068                 }
2069                 node = rb_next(&es->rb_node);
2070                 if (!node)
2071                         break;
2072                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
2073         }
2074
2075         return n;
2076 }
2077
2078 /*
2079  * ext4_es_delayed_clu - count number of clusters containing blocks that
2080  *                       are both delayed and unwritten
2081  *
2082  * @inode - file containing block range
2083  * @lblk - logical block defining start of range
2084  * @len - number of blocks in range
2085  *
2086  * Locking for external use of __es_delayed_clu().
2087  */
2088 unsigned int ext4_es_delayed_clu(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
2089                                  ext4_lblk_t len)
2090 {
2091         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
2092         ext4_lblk_t end;
2093         unsigned int n;
2094
2095         if (len == 0)
2096                 return 0;
2097
2098         end = lblk + len - 1;
2099         WARN_ON(end < lblk);
2100
2101         read_lock(&ei->i_es_lock);
2102
2103         n = __es_delayed_clu(inode, lblk, end);
2104
2105         read_unlock(&ei->i_es_lock);
2106
2107         return n;
2108 }
2109
2110 /*
2111  * __revise_pending - makes, cancels, or leaves unchanged pending cluster
2112  *                    reservations for a specified block range depending
2113  *                    upon the presence or absence of delayed blocks
2114  *                    outside the range within clusters at the ends of the
2115  *                    range
2116  *
2117  * @inode - file containing the range
2118  * @lblk - logical block defining the start of range
2119  * @len  - length of range in blocks
2120  *
2121  * Used after a newly allocated extent is added to the extents status tree.
2122  * Requires that the extents in the range have either written or unwritten
2123  * status.  Must be called while holding i_es_lock.
2124  */
2125 static void __revise_pending(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
2126                              ext4_lblk_t len)
2127 {
2128         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
2129         ext4_lblk_t end = lblk + len - 1;
2130         ext4_lblk_t first, last;
2131         bool f_del = false, l_del = false;
2132
2133         if (len == 0)
2134                 return;
2135
2136         /*
2137          * Two cases - block range within single cluster and block range
2138          * spanning two or more clusters.  Note that a cluster belonging
2139          * to a range starting and/or ending on a cluster boundary is treated
2140          * as if it does not contain a delayed extent.  The new range may
2141          * have allocated space for previously delayed blocks out to the
2142          * cluster boundary, requiring that any pre-existing pending
2143          * reservation be canceled.  Because this code only looks at blocks
2144          * outside the range, it should revise pending reservations
2145          * correctly even if the extent represented by the range can't be
2146          * inserted in the extents status tree due to ENOSPC.
2147          */
2148
2149         if (EXT4_B2C(sbi, lblk) == EXT4_B2C(sbi, end)) {
2150                 first = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, lblk);
2151                 if (first != lblk)
2152                         f_del = __es_scan_range(inode, &ext4_es_is_delonly,
2153                                                 first, lblk - 1);
2154                 if (f_del) {
2155                         __insert_pending(inode, first);
2156                 } else {
2157                         last = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, end) +
2158                                sbi->s_cluster_ratio - 1;
2159                         if (last != end)
2160                                 l_del = __es_scan_range(inode,
2161                                                         &ext4_es_is_delonly,
2162                                                         end + 1, last);
2163                         if (l_del)
2164                                 __insert_pending(inode, last);
2165                         else
2166                                 __remove_pending(inode, last);
2167                 }
2168         } else {
2169                 first = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, lblk);
2170                 if (first != lblk)
2171                         f_del = __es_scan_range(inode, &ext4_es_is_delonly,
2172                                                 first, lblk - 1);
2173                 if (f_del)
2174                         __insert_pending(inode, first);
2175                 else
2176                         __remove_pending(inode, first);
2177
2178                 last = EXT4_LBLK_CMASK(sbi, end) + sbi->s_cluster_ratio - 1;
2179                 if (last != end)
2180                         l_del = __es_scan_range(inode, &ext4_es_is_delonly,
2181                                                 end + 1, last);
2182                 if (l_del)
2183                         __insert_pending(inode, last);
2184                 else
2185                         __remove_pending(inode, last);
2186         }
2187 }