Quelle  extent_io.h   Sprache: C

/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */

#ifndef BTRFS_EXTENT_IO_H
#define BTRFS_EXTENT_IO_H

#include <linux/rbtree.h>
#include <linux/refcount.h>
#include <linux/fiemap.h>
#include <linux/btrfs_tree.h>
#include <linux/spinlock.h>
#include <linux/atomic.h>
#include <linux/rwsem.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/slab.h>
#include "compression.h"
#include "messages.h"
#include "ulist.h"
#include "misc.h"

struct page;
struct file;
struct folio;
struct inode;
struct fiemap_extent_info;
struct readahead_control;
struct address_space;
struct writeback_control;
struct extent_io_tree;
struct extent_map_tree;
struct extent_state;
struct btrfs_block_group;
struct btrfs_fs_info;
struct btrfs_inode;
struct btrfs_root;
struct btrfs_trans_handle;
struct btrfs_tree_parent_check;

enum {
 EXTENT_BUFFER_UPTODATE,
 EXTENT_BUFFER_DIRTY,
 EXTENT_BUFFER_TREE_REF,
 EXTENT_BUFFER_STALE,
 EXTENT_BUFFER_WRITEBACK,
 EXTENT_BUFFER_UNMAPPED,
 /* write IO error */
 EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR,
 /* Indicate the extent buffer is written zeroed out (for zoned) */
 EXTENT_BUFFER_ZONED_ZEROOUT,
 /* Indicate that extent buffer pages a being read */
 EXTENT_BUFFER_READING,
};

/* these are flags for __process_pages_contig */
enum {
 ENUM_BIT(PAGE_UNLOCK),
 /* Page starts writeback, clear dirty bit and set writeback bit */
 ENUM_BIT(PAGE_START_WRITEBACK),
 ENUM_BIT(PAGE_END_WRITEBACK),
 ENUM_BIT(PAGE_SET_ORDERED),
};

/*
 * Folio private values.  Every page that is controlled by the extent map has
 * folio private set to this value.
 */
#define EXTENT_FOLIO_PRIVATE   1

/*
 * The extent buffer bitmap operations are done with byte granularity instead of
 * word granularity for two reasons:
 * 1. The bitmaps must be little-endian on disk.
 * 2. Bitmap items are not guaranteed to be aligned to a word and therefore a
 *    single word in a bitmap may straddle two pages in the extent buffer.
 */
#define BIT_BYTE(nr) ((nr) / BITS_PER_BYTE)
#define BYTE_MASK ((1U << BITS_PER_BYTE) - 1)
#define BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(start) \
 ((BYTE_MASK << ((start) & (BITS_PER_BYTE - 1))) & BYTE_MASK)
#define BITMAP_LAST_BYTE_MASK(nbits) \
 (BYTE_MASK >> (-(nbits) & (BITS_PER_BYTE - 1)))


int __init extent_buffer_init_cachep(void);
void __cold extent_buffer_free_cachep(void);

#define INLINE_EXTENT_BUFFER_PAGES     (BTRFS_MAX_METADATA_BLOCKSIZE / PAGE_SIZE)
struct extent_buffer {
 u64 start;
 u32 len;
 u32 folio_size;
 unsigned long bflags;
 struct btrfs_fs_info *fs_info;

 /*
 * The address where the eb can be accessed without any cross-page handling.
 * This can be NULL if not possible.
 */
 void *addr;

 spinlock_t refs_lock;
 refcount_t refs;
 int read_mirror;
 /* >= 0 if eb belongs to a log tree, -1 otherwise */
 s8 log_index;
 u8 folio_shift;
 struct rcu_head rcu_head;

 struct rw_semaphore lock;

 /*
 * Pointers to all the folios of the extent buffer.
 *
 * For now the folio is always order 0 (aka, a single page).
 */
 struct folio *folios[INLINE_EXTENT_BUFFER_PAGES];
#ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
 struct list_head leak_list;
 pid_t lock_owner;
#endif
};

struct btrfs_eb_write_context {
 struct writeback_control *wbc;
 struct extent_buffer *eb;
 /* Block group @eb resides in. Only used for zoned mode. */
 struct btrfs_block_group *zoned_bg;
};

static inline unsigned long offset_in_eb_folio(const struct extent_buffer *eb,
            u64 start)
{
 ASSERT(eb->folio_size);
 return start & (eb->folio_size - 1);
}

/*
 * Get the correct offset inside the page of extent buffer.
 *
 * @eb: target extent buffer
 * @start: offset inside the extent buffer
 *
 * Will handle both sectorsize == PAGE_SIZE and sectorsize < PAGE_SIZE cases.
 */
static inline size_t get_eb_offset_in_folio(const struct extent_buffer *eb,
         unsigned long offset)
{
 /*
 * 1) sectorsize == PAGE_SIZE and nodesize >= PAGE_SIZE case
 *    1.1) One large folio covering the whole eb
 *    The eb->start is aligned to folio size, thus adding it
 *    won't cause any difference.
 *    1.2) Several page sized folios
 *    The eb->start is aligned to folio (page) size, thus
 *    adding it won't cause any difference.
 *
 * 2) sectorsize < PAGE_SIZE and nodesize < PAGE_SIZE case
 *    In this case there would only be one page sized folio, and there
 *    may be several different extent buffers in the page/folio.
 *    We need to add eb->start to properly access the offset inside
 *    that eb.
 */
 return offset_in_folio(eb->folios[0], offset + eb->start);
}

static inline unsigned long get_eb_folio_index(const struct extent_buffer *eb,
            unsigned long offset)
{
 /*
 * 1) sectorsize == PAGE_SIZE and nodesize >= PAGE_SIZE case
 *    1.1) One large folio covering the whole eb.
 *    the folio_shift would be large enough to always make us
 *    return 0 as index.
 *    1.2) Several page sized folios
 *         The folio_shift would be PAGE_SHIFT, giving us the correct
 *         index.
 *
 * 2) sectorsize < PAGE_SIZE and nodesize < PAGE_SIZE case
 *    The folio would only be page sized, and always give us 0 as index.
 */
 return offset >> eb->folio_shift;
}

/*
 * Structure to record how many bytes and which ranges are set/cleared
 */
struct extent_changeset {
 /* How many bytes are set/cleared in this operation */
 u64 bytes_changed;

 /* Changed ranges */
 struct ulist range_changed;
};

static inline void extent_changeset_init(struct extent_changeset *changeset)
{
 changeset->bytes_changed = 0;
 ulist_init(&changeset->range_changed);
}

static inline struct extent_changeset *extent_changeset_alloc(void)
{
 struct extent_changeset *ret;

 ret = kmalloc(sizeof(*ret), GFP_KERNEL);
 if (!ret)
  return NULL;

 extent_changeset_init(ret);
 return ret;
}

static inline void extent_changeset_prealloc(struct extent_changeset *changeset, gfp_t gfp_mask)
{
 ulist_prealloc(&changeset->range_changed, gfp_mask);
}

static inline void extent_changeset_release(struct extent_changeset *changeset)
{
 if (!changeset)
  return;
 changeset->bytes_changed = 0;
 ulist_release(&changeset->range_changed);
}

static inline void extent_changeset_free(struct extent_changeset *changeset)
{
 if (!changeset)
  return;
 extent_changeset_release(changeset);
 kfree(changeset);
}

bool try_release_extent_mapping(struct folio *folio, gfp_t mask);
int try_release_extent_buffer(struct folio *folio);

int btrfs_read_folio(struct file *file, struct folio *folio);
void extent_write_locked_range(struct inode *inode, const struct folio *locked_folio,
          u64 start, u64 end, struct writeback_control *wbc,
          bool pages_dirty);
int btrfs_writepages(struct address_space *mapping, struct writeback_control *wbc);
int btree_write_cache_pages(struct address_space *mapping,
       struct writeback_control *wbc);
void btrfs_btree_wait_writeback_range(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start, u64 end);
void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac);
int set_folio_extent_mapped(struct folio *folio);
void clear_folio_extent_mapped(struct folio *folio);

struct extent_buffer *alloc_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
       u64 start, u64 owner_root, int level);
struct extent_buffer *alloc_dummy_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
      u64 start);
struct extent_buffer *btrfs_clone_extent_buffer(const struct extent_buffer *src);
struct extent_buffer *find_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
      u64 start);
void free_extent_buffer(struct extent_buffer *eb);
void free_extent_buffer_stale(struct extent_buffer *eb);
int read_extent_buffer_pages(struct extent_buffer *eb, int mirror_num,
        const struct btrfs_tree_parent_check *parent_check);
int read_extent_buffer_pages_nowait(struct extent_buffer *eb, int mirror_num,
        const struct btrfs_tree_parent_check *parent_check);

static inline void wait_on_extent_buffer_writeback(struct extent_buffer *eb)
{
 wait_on_bit_io(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_WRITEBACK,
         TASK_UNINTERRUPTIBLE);
}

void btrfs_readahead_tree_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
    u64 bytenr, u64 owner_root, u64 gen, int level);
void btrfs_readahead_node_child(struct extent_buffer *node, int slot);

/* Note: this can be used in for loops without caching the value in a variable. */
static inline int __pure num_extent_pages(const struct extent_buffer *eb)
{
 /*
 * For sectorsize == PAGE_SIZE case, since nodesize is always aligned to
 * sectorsize, it's just eb->len >> PAGE_SHIFT.
 *
 * For sectorsize < PAGE_SIZE case, we could have nodesize < PAGE_SIZE,
 * thus have to ensure we get at least one page.
 */
 return (eb->len >> PAGE_SHIFT) ?: 1;
}

/*
 * This can only be determined at runtime by checking eb::folios[0].
 *
 * As we can have either one large folio covering the whole eb
 * (either nodesize <= PAGE_SIZE, or high order folio), or multiple
 * single-paged folios.
 *
 * Note: this can be used in for loops without caching the value in a variable.
 */
static inline int __pure num_extent_folios(const struct extent_buffer *eb)
{
 if (!eb->folios[0])
  return 0;
 if (folio_order(eb->folios[0]))
  return 1;
 return num_extent_pages(eb);
}

static inline int extent_buffer_uptodate(const struct extent_buffer *eb)
{
 return test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
}

int memcmp_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *ptrv,
    unsigned long start, unsigned long len);
void read_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, void *dst,
   unsigned long start,
   unsigned long len);
int read_extent_buffer_to_user_nofault(const struct extent_buffer *eb,
           void __user *dst, unsigned long start,
           unsigned long len);
void write_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *src,
    unsigned long start, unsigned long len);

static inline void write_extent_buffer_chunk_tree_uuid(
  const struct extent_buffer *eb, const void *chunk_tree_uuid)
{
 write_extent_buffer(eb, chunk_tree_uuid,
       offsetof(struct btrfs_header, chunk_tree_uuid),
       BTRFS_FSID_SIZE);
}

static inline void write_extent_buffer_fsid(const struct extent_buffer *eb,
         const void *fsid)
{
 write_extent_buffer(eb, fsid, offsetof(struct btrfs_header, fsid),
       BTRFS_FSID_SIZE);
}

void copy_extent_buffer_full(const struct extent_buffer *dst,
        const struct extent_buffer *src);
void copy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
   const struct extent_buffer *src,
   unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
   unsigned long len);
void memcpy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
     unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
     unsigned long len);
void memmove_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
      unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
      unsigned long len);
void memzero_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
      unsigned long len);
bool extent_buffer_test_bit(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
       unsigned long pos);
void extent_buffer_bitmap_set(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
         unsigned long pos, unsigned long len);
void extent_buffer_bitmap_clear(const struct extent_buffer *eb,
    unsigned long start, unsigned long pos,
    unsigned long len);
void set_extent_buffer_dirty(struct extent_buffer *eb);
void set_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb);
void clear_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb);
void extent_clear_unlock_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
      const struct folio *locked_folio,
      struct extent_state **cached,
      u32 bits_to_clear, unsigned long page_ops);
int extent_invalidate_folio(struct extent_io_tree *tree,
       struct folio *folio, size_t offset);
void btrfs_clear_buffer_dirty(struct btrfs_trans_handle *trans,
         struct extent_buffer *buf);

int btrfs_alloc_page_array(unsigned int nr_pages, struct page **page_array,
      bool nofail);
int btrfs_alloc_folio_array(unsigned int nr_folios, struct folio **folio_array);

#ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
bool find_lock_delalloc_range(struct inode *inode,
         struct folio *locked_folio, u64 *start,
        u64 *end);
#endif
struct extent_buffer *alloc_test_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
            u64 start);

#ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
void btrfs_extent_buffer_leak_debug_check(struct btrfs_fs_info *fs_info);
#else
#define btrfs_extent_buffer_leak_debug_check(fs_info) do {} while (0)
#endif

#endif