Quelle  checkpoint.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * fs/f2fs/checkpoint.c
 *
 * Copyright (c) 2012 Samsung Electronics Co., Ltd.
 *             http://www.samsung.com/
 */
#include <linux/fs.h>
#include <linux/bio.h>
#include <linux/mpage.h>
#include <linux/writeback.h>
#include <linux/blkdev.h>
#include <linux/f2fs_fs.h>
#include <linux/pagevec.h>
#include <linux/swap.h>
#include <linux/kthread.h>

#include "f2fs.h"
#include "node.h"
#include "segment.h"
#include "iostat.h"
#include <trace/events/f2fs.h>

#define DEFAULT_CHECKPOINT_IOPRIO (IOPRIO_PRIO_VALUE(IOPRIO_CLASS_RT, 3))

static struct kmem_cache *ino_entry_slab;
struct kmem_cache *f2fs_inode_entry_slab;

void f2fs_stop_checkpoint(struct f2fs_sb_info *sbi, bool end_io,
      unsigned char reason)
{
 f2fs_build_fault_attr(sbi, 0, 0, FAULT_ALL);
 if (!end_io)
  f2fs_flush_merged_writes(sbi);
 f2fs_handle_critical_error(sbi, reason);
}

/*
 * We guarantee no failure on the returned page.
 */
struct folio *f2fs_grab_meta_folio(struct f2fs_sb_info *sbi, pgoff_t index)
{
 struct address_space *mapping = META_MAPPING(sbi);
 struct folio *folio;
repeat:
 folio = f2fs_grab_cache_folio(mapping, index, false);
 if (IS_ERR(folio)) {
  cond_resched();
  goto repeat;
 }
 f2fs_folio_wait_writeback(folio, META, true, true);
 if (!folio_test_uptodate(folio))
  folio_mark_uptodate(folio);
 return folio;
}

static struct folio *__get_meta_folio(struct f2fs_sb_info *sbi, pgoff_t index,
       bool is_meta)
{
 struct address_space *mapping = META_MAPPING(sbi);
 struct folio *folio;
 struct f2fs_io_info fio = {
  .sbi = sbi,
  .type = META,
  .op = REQ_OP_READ,
  .op_flags = REQ_META | REQ_PRIO,
  .old_blkaddr = index,
  .new_blkaddr = index,
  .encrypted_page = NULL,
  .is_por = !is_meta ? 1 : 0,
 };
 int err;

 if (unlikely(!is_meta))
  fio.op_flags &= ~REQ_META;
repeat:
 folio = f2fs_grab_cache_folio(mapping, index, false);
 if (IS_ERR(folio)) {
  cond_resched();
  goto repeat;
 }
 if (folio_test_uptodate(folio))
  goto out;

 fio.folio = folio;

 err = f2fs_submit_page_bio(&fio);
 if (err) {
  f2fs_folio_put(folio, true);
  return ERR_PTR(err);
 }

 f2fs_update_iostat(sbi, NULL, FS_META_READ_IO, F2FS_BLKSIZE);

 folio_lock(folio);
 if (unlikely(!is_meta_folio(folio))) {
  f2fs_folio_put(folio, true);
  goto repeat;
 }

 if (unlikely(!folio_test_uptodate(folio))) {
  f2fs_handle_page_eio(sbi, folio, META);
  f2fs_folio_put(folio, true);
  return ERR_PTR(-EIO);
 }
out:
 return folio;
}

struct folio *f2fs_get_meta_folio(struct f2fs_sb_info *sbi, pgoff_t index)
{
 return __get_meta_folio(sbi, index, true);
}

struct folio *f2fs_get_meta_folio_retry(struct f2fs_sb_info *sbi, pgoff_t index)
{
 struct folio *folio;
 int count = 0;

retry:
 folio = __get_meta_folio(sbi, index, true);
 if (IS_ERR(folio)) {
  if (PTR_ERR(folio) == -EIO &&
    ++count <= DEFAULT_RETRY_IO_COUNT)
   goto retry;
  f2fs_stop_checkpoint(sbi, false, STOP_CP_REASON_META_PAGE);
 }
 return folio;
}

/* for POR only */
struct folio *f2fs_get_tmp_folio(struct f2fs_sb_info *sbi, pgoff_t index)
{
 return __get_meta_folio(sbi, index, false);
}

static bool __is_bitmap_valid(struct f2fs_sb_info *sbi, block_t blkaddr,
       int type)
{
 struct seg_entry *se;
 unsigned int segno, offset;
 bool exist;

 if (type == DATA_GENERIC)
  return true;

 segno = GET_SEGNO(sbi, blkaddr);
 offset = GET_BLKOFF_FROM_SEG0(sbi, blkaddr);
 se = get_seg_entry(sbi, segno);

 exist = f2fs_test_bit(offset, se->cur_valid_map);

 /* skip data, if we already have an error in checkpoint. */
 if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi)))
  return exist;

 if ((exist && type == DATA_GENERIC_ENHANCE_UPDATE) ||
  (!exist && type == DATA_GENERIC_ENHANCE))
  goto out_err;
 if (!exist && type != DATA_GENERIC_ENHANCE_UPDATE)
  goto out_handle;
 return exist;

out_err:
 f2fs_err(sbi, "Inconsistent error blkaddr:%u, sit bitmap:%d",
   blkaddr, exist);
 set_sbi_flag(sbi, SBI_NEED_FSCK);
 dump_stack();
out_handle:
 f2fs_handle_error(sbi, ERROR_INVALID_BLKADDR);
 return exist;
}

static bool __f2fs_is_valid_blkaddr(struct f2fs_sb_info *sbi,
     block_t blkaddr, int type)
{
 switch (type) {
 case META_NAT:
  break;
 case META_SIT:
  if (unlikely(blkaddr >= SIT_BLK_CNT(sbi)))
   goto check_only;
  break;
 case META_SSA:
  if (unlikely(blkaddr >= MAIN_BLKADDR(sbi) ||
   blkaddr < SM_I(sbi)->ssa_blkaddr))
   goto check_only;
  break;
 case META_CP:
  if (unlikely(blkaddr >= SIT_I(sbi)->sit_base_addr ||
   blkaddr < __start_cp_addr(sbi)))
   goto check_only;
  break;
 case META_POR:
  if (unlikely(blkaddr >= MAX_BLKADDR(sbi) ||
   blkaddr < MAIN_BLKADDR(sbi)))
   goto check_only;
  break;
 case DATA_GENERIC:
 case DATA_GENERIC_ENHANCE:
 case DATA_GENERIC_ENHANCE_READ:
 case DATA_GENERIC_ENHANCE_UPDATE:
  if (unlikely(blkaddr >= MAX_BLKADDR(sbi) ||
    blkaddr < MAIN_BLKADDR(sbi))) {

   /* Skip to emit an error message. */
   if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi)))
    return false;

   f2fs_warn(sbi, "access invalid blkaddr:%u",
      blkaddr);
   set_sbi_flag(sbi, SBI_NEED_FSCK);
   dump_stack();
   goto err;
  } else {
   return __is_bitmap_valid(sbi, blkaddr, type);
  }
  break;
 case META_GENERIC:
  if (unlikely(blkaddr < SEG0_BLKADDR(sbi) ||
   blkaddr >= MAIN_BLKADDR(sbi)))
   goto err;
  break;
 default:
  BUG();
 }

 return true;
err:
 f2fs_handle_error(sbi, ERROR_INVALID_BLKADDR);
check_only:
 return false;
}

bool f2fs_is_valid_blkaddr(struct f2fs_sb_info *sbi,
     block_t blkaddr, int type)
{
 if (time_to_inject(sbi, FAULT_BLKADDR_VALIDITY))
  return false;
 return __f2fs_is_valid_blkaddr(sbi, blkaddr, type);
}

bool f2fs_is_valid_blkaddr_raw(struct f2fs_sb_info *sbi,
     block_t blkaddr, int type)
{
 return __f2fs_is_valid_blkaddr(sbi, blkaddr, type);
}

/*
 * Readahead CP/NAT/SIT/SSA/POR pages
 */
int f2fs_ra_meta_pages(struct f2fs_sb_info *sbi, block_t start, int nrpages,
       int type, bool sync)
{
 block_t blkno = start;
 struct f2fs_io_info fio = {
  .sbi = sbi,
  .type = META,
  .op = REQ_OP_READ,
  .op_flags = sync ? (REQ_META | REQ_PRIO) : REQ_RAHEAD,
  .encrypted_page = NULL,
  .in_list = 0,
  .is_por = (type == META_POR) ? 1 : 0,
 };
 struct blk_plug plug;
 int err;

 if (unlikely(type == META_POR))
  fio.op_flags &= ~REQ_META;

 blk_start_plug(&plug);
 for (; nrpages-- > 0; blkno++) {
  struct folio *folio;

  if (!f2fs_is_valid_blkaddr(sbi, blkno, type))
   goto out;

  switch (type) {
  case META_NAT:
   if (unlikely(blkno >=
     NAT_BLOCK_OFFSET(NM_I(sbi)->max_nid)))
    blkno = 0;
   /* get nat block addr */
   fio.new_blkaddr = current_nat_addr(sbi,
     blkno * NAT_ENTRY_PER_BLOCK);
   break;
  case META_SIT:
   if (unlikely(blkno >= TOTAL_SEGS(sbi)))
    goto out;
   /* get sit block addr */
   fio.new_blkaddr = current_sit_addr(sbi,
     blkno * SIT_ENTRY_PER_BLOCK);
   break;
  case META_SSA:
  case META_CP:
  case META_POR:
   fio.new_blkaddr = blkno;
   break;
  default:
   BUG();
  }

  folio = f2fs_grab_cache_folio(META_MAPPING(sbi),
      fio.new_blkaddr, false);
  if (IS_ERR(folio))
   continue;
  if (folio_test_uptodate(folio)) {
   f2fs_folio_put(folio, true);
   continue;
  }

  fio.folio = folio;
  err = f2fs_submit_page_bio(&fio);
  f2fs_folio_put(folio, err ? true : false);

  if (!err)
   f2fs_update_iostat(sbi, NULL, FS_META_READ_IO,
       F2FS_BLKSIZE);
 }
out:
 blk_finish_plug(&plug);
 return blkno - start;
}

void f2fs_ra_meta_pages_cond(struct f2fs_sb_info *sbi, pgoff_t index,
       unsigned int ra_blocks)
{
 struct folio *folio;
 bool readahead = false;

 if (ra_blocks == RECOVERY_MIN_RA_BLOCKS)
  return;

 folio = filemap_get_folio(META_MAPPING(sbi), index);
 if (IS_ERR(folio) || !folio_test_uptodate(folio))
  readahead = true;
 f2fs_folio_put(folio, false);

 if (readahead)
  f2fs_ra_meta_pages(sbi, index, ra_blocks, META_POR, true);
}

static bool __f2fs_write_meta_folio(struct folio *folio,
    struct writeback_control *wbc,
    enum iostat_type io_type)
{
 struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_F_SB(folio);

 trace_f2fs_writepage(folio, META);

 if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi))) {
  if (is_sbi_flag_set(sbi, SBI_IS_CLOSE)) {
   folio_clear_uptodate(folio);
   dec_page_count(sbi, F2FS_DIRTY_META);
   folio_unlock(folio);
   return true;
  }
  goto redirty_out;
 }
 if (unlikely(is_sbi_flag_set(sbi, SBI_POR_DOING)))
  goto redirty_out;

 f2fs_do_write_meta_page(sbi, folio, io_type);
 dec_page_count(sbi, F2FS_DIRTY_META);

 folio_unlock(folio);

 if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi)))
  f2fs_submit_merged_write(sbi, META);

 return true;

redirty_out:
 folio_redirty_for_writepage(wbc, folio);
 return false;
}

static int f2fs_write_meta_pages(struct address_space *mapping,
    struct writeback_control *wbc)
{
 struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_M_SB(mapping);
 long diff, written;

 if (unlikely(is_sbi_flag_set(sbi, SBI_POR_DOING)))
  goto skip_write;

 /* collect a number of dirty meta pages and write together */
 if (wbc->sync_mode != WB_SYNC_ALL &&
   get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_META) <
     nr_pages_to_skip(sbi, META))
  goto skip_write;

 /* if locked failed, cp will flush dirty pages instead */
 if (!f2fs_down_write_trylock(&sbi->cp_global_sem))
  goto skip_write;

 trace_f2fs_writepages(mapping->host, wbc, META);
 diff = nr_pages_to_write(sbi, META, wbc);
 written = f2fs_sync_meta_pages(sbi, META, wbc->nr_to_write, FS_META_IO);
 f2fs_up_write(&sbi->cp_global_sem);
 wbc->nr_to_write = max((long)0, wbc->nr_to_write - written - diff);
 return 0;

skip_write:
 wbc->pages_skipped += get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_META);
 trace_f2fs_writepages(mapping->host, wbc, META);
 return 0;
}

long f2fs_sync_meta_pages(struct f2fs_sb_info *sbi, enum page_type type,
    long nr_to_write, enum iostat_type io_type)
{
 struct address_space *mapping = META_MAPPING(sbi);
 pgoff_t index = 0, prev = ULONG_MAX;
 struct folio_batch fbatch;
 long nwritten = 0;
 int nr_folios;
 struct writeback_control wbc = {};
 struct blk_plug plug;

 folio_batch_init(&fbatch);

 blk_start_plug(&plug);

 while ((nr_folios = filemap_get_folios_tag(mapping, &index,
     (pgoff_t)-1,
     PAGECACHE_TAG_DIRTY, &fbatch))) {
  int i;

  for (i = 0; i < nr_folios; i++) {
   struct folio *folio = fbatch.folios[i];

   if (nr_to_write != LONG_MAX && i != 0 &&
     folio->index != prev +
     folio_nr_pages(fbatch.folios[i-1])) {
    folio_batch_release(&fbatch);
    goto stop;
   }

   folio_lock(folio);

   if (unlikely(!is_meta_folio(folio))) {
continue_unlock:
    folio_unlock(folio);
    continue;
   }
   if (!folio_test_dirty(folio)) {
    /* someone wrote it for us */
    goto continue_unlock;
   }

   f2fs_folio_wait_writeback(folio, META, true, true);

   if (!folio_clear_dirty_for_io(folio))
    goto continue_unlock;

   if (!__f2fs_write_meta_folio(folio, &wbc,
      io_type)) {
    folio_unlock(folio);
    break;
   }
   nwritten += folio_nr_pages(folio);
   prev = folio->index;
   if (unlikely(nwritten >= nr_to_write))
    break;
  }
  folio_batch_release(&fbatch);
  cond_resched();
 }
stop:
 if (nwritten)
  f2fs_submit_merged_write(sbi, type);

 blk_finish_plug(&plug);

 return nwritten;
}

static bool f2fs_dirty_meta_folio(struct address_space *mapping,
  struct folio *folio)
{
 trace_f2fs_set_page_dirty(folio, META);

 if (!folio_test_uptodate(folio))
  folio_mark_uptodate(folio);
 if (filemap_dirty_folio(mapping, folio)) {
  inc_page_count(F2FS_M_SB(mapping), F2FS_DIRTY_META);
  folio_set_f2fs_reference(folio);
  return true;
 }
 return false;
}

const struct address_space_operations f2fs_meta_aops = {
 .writepages = f2fs_write_meta_pages,
 .dirty_folio = f2fs_dirty_meta_folio,
 .invalidate_folio = f2fs_invalidate_folio,
 .release_folio = f2fs_release_folio,
 .migrate_folio = filemap_migrate_folio,
};

static void __add_ino_entry(struct f2fs_sb_info *sbi, nid_t ino,
      unsigned int devidx, int type)
{
 struct inode_management *im = &sbi->im[type];
 struct ino_entry *e = NULL, *new = NULL;
 int ret;

 if (type == FLUSH_INO) {
  rcu_read_lock();
  e = radix_tree_lookup(&im->ino_root, ino);
  rcu_read_unlock();
 }

retry:
 if (!e)
  new = f2fs_kmem_cache_alloc(ino_entry_slab,
      GFP_NOFS, true, NULL);

 ret = radix_tree_preload(GFP_NOFS | __GFP_NOFAIL);
 f2fs_bug_on(sbi, ret);

 spin_lock(&im->ino_lock);
 e = radix_tree_lookup(&im->ino_root, ino);
 if (!e) {
  if (!new) {
   spin_unlock(&im->ino_lock);
   radix_tree_preload_end();
   goto retry;
  }
  e = new;
  if (unlikely(radix_tree_insert(&im->ino_root, ino, e)))
   f2fs_bug_on(sbi, 1);

  memset(e, 0, sizeof(struct ino_entry));
  e->ino = ino;

  list_add_tail(&e->list, &im->ino_list);
  if (type != ORPHAN_INO)
   im->ino_num++;
 }

 if (type == FLUSH_INO)
  f2fs_set_bit(devidx, (char *)&e->dirty_device);

 spin_unlock(&im->ino_lock);
 radix_tree_preload_end();

 if (new && e != new)
  kmem_cache_free(ino_entry_slab, new);
}

static void __remove_ino_entry(struct f2fs_sb_info *sbi, nid_t ino, int type)
{
 struct inode_management *im = &sbi->im[type];
 struct ino_entry *e;

 spin_lock(&im->ino_lock);
 e = radix_tree_lookup(&im->ino_root, ino);
 if (e) {
  list_del(&e->list);
  radix_tree_delete(&im->ino_root, ino);
  im->ino_num--;
  spin_unlock(&im->ino_lock);
  kmem_cache_free(ino_entry_slab, e);
  return;
 }
 spin_unlock(&im->ino_lock);
}

void f2fs_add_ino_entry(struct f2fs_sb_info *sbi, nid_t ino, int type)
{
 /* add new dirty ino entry into list */
 __add_ino_entry(sbi, ino, 0, type);
}

void f2fs_remove_ino_entry(struct f2fs_sb_info *sbi, nid_t ino, int type)
{
 /* remove dirty ino entry from list */
 __remove_ino_entry(sbi, ino, type);
}

/* mode should be APPEND_INO, UPDATE_INO or TRANS_DIR_INO */
bool f2fs_exist_written_data(struct f2fs_sb_info *sbi, nid_t ino, int mode)
{
 struct inode_management *im = &sbi->im[mode];
 struct ino_entry *e;

 spin_lock(&im->ino_lock);
 e = radix_tree_lookup(&im->ino_root, ino);
 spin_unlock(&im->ino_lock);
 return e ? true : false;
}

void f2fs_release_ino_entry(struct f2fs_sb_info *sbi, bool all)
{
 struct ino_entry *e, *tmp;
 int i;

 for (i = all ? ORPHAN_INO : APPEND_INO; i < MAX_INO_ENTRY; i++) {
  struct inode_management *im = &sbi->im[i];

  spin_lock(&im->ino_lock);
  list_for_each_entry_safe(e, tmp, &im->ino_list, list) {
   list_del(&e->list);
   radix_tree_delete(&im->ino_root, e->ino);
   kmem_cache_free(ino_entry_slab, e);
   im->ino_num--;
  }
  spin_unlock(&im->ino_lock);
 }
}

void f2fs_set_dirty_device(struct f2fs_sb_info *sbi, nid_t ino,
     unsigned int devidx, int type)
{
 __add_ino_entry(sbi, ino, devidx, type);
}

bool f2fs_is_dirty_device(struct f2fs_sb_info *sbi, nid_t ino,
     unsigned int devidx, int type)
{
 struct inode_management *im = &sbi->im[type];
 struct ino_entry *e;
 bool is_dirty = false;

 spin_lock(&im->ino_lock);
 e = radix_tree_lookup(&im->ino_root, ino);
 if (e && f2fs_test_bit(devidx, (char *)&e->dirty_device))
  is_dirty = true;
 spin_unlock(&im->ino_lock);
 return is_dirty;
}

int f2fs_acquire_orphan_inode(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 struct inode_management *im = &sbi->im[ORPHAN_INO];
 int err = 0;

 spin_lock(&im->ino_lock);

 if (time_to_inject(sbi, FAULT_ORPHAN)) {
  spin_unlock(&im->ino_lock);
  return -ENOSPC;
 }

 if (unlikely(im->ino_num >= sbi->max_orphans))
  err = -ENOSPC;
 else
  im->ino_num++;
 spin_unlock(&im->ino_lock);

 return err;
}

void f2fs_release_orphan_inode(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 struct inode_management *im = &sbi->im[ORPHAN_INO];

 spin_lock(&im->ino_lock);
 f2fs_bug_on(sbi, im->ino_num == 0);
 im->ino_num--;
 spin_unlock(&im->ino_lock);
}

void f2fs_add_orphan_inode(struct inode *inode)
{
 /* add new orphan ino entry into list */
 __add_ino_entry(F2FS_I_SB(inode), inode->i_ino, 0, ORPHAN_INO);
 f2fs_update_inode_page(inode);
}

void f2fs_remove_orphan_inode(struct f2fs_sb_info *sbi, nid_t ino)
{
 /* remove orphan entry from orphan list */
 __remove_ino_entry(sbi, ino, ORPHAN_INO);
}

static int recover_orphan_inode(struct f2fs_sb_info *sbi, nid_t ino)
{
 struct inode *inode;
 struct node_info ni;
 int err;

 inode = f2fs_iget_retry(sbi->sb, ino);
 if (IS_ERR(inode)) {
  /*
 * there should be a bug that we can't find the entry
 * to orphan inode.
 */
  f2fs_bug_on(sbi, PTR_ERR(inode) == -ENOENT);
  return PTR_ERR(inode);
 }

 err = f2fs_dquot_initialize(inode);
 if (err) {
  iput(inode);
  goto err_out;
 }

 clear_nlink(inode);

 /* truncate all the data during iput */
 iput(inode);

 err = f2fs_get_node_info(sbi, ino, &ni, false);
 if (err)
  goto err_out;

 /* ENOMEM was fully retried in f2fs_evict_inode. */
 if (ni.blk_addr != NULL_ADDR) {
  err = -EIO;
  goto err_out;
 }
 return 0;

err_out:
 set_sbi_flag(sbi, SBI_NEED_FSCK);
 f2fs_warn(sbi, "%s: orphan failed (ino=%x), run fsck to fix.",
    __func__, ino);
 return err;
}

int f2fs_recover_orphan_inodes(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 block_t start_blk, orphan_blocks, i, j;
 int err = 0;

 if (!is_set_ckpt_flags(sbi, CP_ORPHAN_PRESENT_FLAG))
  return 0;

 if (f2fs_hw_is_readonly(sbi)) {
  f2fs_info(sbi, "write access unavailable, skipping orphan cleanup");
  return 0;
 }

 if (is_sbi_flag_set(sbi, SBI_IS_WRITABLE))
  f2fs_info(sbi, "orphan cleanup on readonly fs");

 start_blk = __start_cp_addr(sbi) + 1 + __cp_payload(sbi);
 orphan_blocks = __start_sum_addr(sbi) - 1 - __cp_payload(sbi);

 f2fs_ra_meta_pages(sbi, start_blk, orphan_blocks, META_CP, true);

 for (i = 0; i < orphan_blocks; i++) {
  struct folio *folio;
  struct f2fs_orphan_block *orphan_blk;

  folio = f2fs_get_meta_folio(sbi, start_blk + i);
  if (IS_ERR(folio)) {
   err = PTR_ERR(folio);
   goto out;
  }

  orphan_blk = folio_address(folio);
  for (j = 0; j < le32_to_cpu(orphan_blk->entry_count); j++) {
   nid_t ino = le32_to_cpu(orphan_blk->ino[j]);

   err = recover_orphan_inode(sbi, ino);
   if (err) {
    f2fs_folio_put(folio, true);
    goto out;
   }
  }
  f2fs_folio_put(folio, true);
 }
 /* clear Orphan Flag */
 clear_ckpt_flags(sbi, CP_ORPHAN_PRESENT_FLAG);
out:
 set_sbi_flag(sbi, SBI_IS_RECOVERED);

 return err;
}

static void write_orphan_inodes(struct f2fs_sb_info *sbi, block_t start_blk)
{
 struct list_head *head;
 struct f2fs_orphan_block *orphan_blk = NULL;
 unsigned int nentries = 0;
 unsigned short index = 1;
 unsigned short orphan_blocks;
 struct folio *folio = NULL;
 struct ino_entry *orphan = NULL;
 struct inode_management *im = &sbi->im[ORPHAN_INO];

 orphan_blocks = GET_ORPHAN_BLOCKS(im->ino_num);

 /*
 * we don't need to do spin_lock(&im->ino_lock) here, since all the
 * orphan inode operations are covered under f2fs_lock_op().
 * And, spin_lock should be avoided due to page operations below.
 */
 head = &im->ino_list;

 /* loop for each orphan inode entry and write them in journal block */
 list_for_each_entry(orphan, head, list) {
  if (!folio) {
   folio = f2fs_grab_meta_folio(sbi, start_blk++);
   orphan_blk = folio_address(folio);
   memset(orphan_blk, 0, sizeof(*orphan_blk));
  }

  orphan_blk->ino[nentries++] = cpu_to_le32(orphan->ino);

  if (nentries == F2FS_ORPHANS_PER_BLOCK) {
   /*
 * an orphan block is full of 1020 entries,
 * then we need to flush current orphan blocks
 * and bring another one in memory
 */
   orphan_blk->blk_addr = cpu_to_le16(index);
   orphan_blk->blk_count = cpu_to_le16(orphan_blocks);
   orphan_blk->entry_count = cpu_to_le32(nentries);
   folio_mark_dirty(folio);
   f2fs_folio_put(folio, true);
   index++;
   nentries = 0;
   folio = NULL;
  }
 }

 if (folio) {
  orphan_blk->blk_addr = cpu_to_le16(index);
  orphan_blk->blk_count = cpu_to_le16(orphan_blocks);
  orphan_blk->entry_count = cpu_to_le32(nentries);
  folio_mark_dirty(folio);
  f2fs_folio_put(folio, true);
 }
}

static __u32 f2fs_checkpoint_chksum(struct f2fs_checkpoint *ckpt)
{
 unsigned int chksum_ofs = le32_to_cpu(ckpt->checksum_offset);
 __u32 chksum;

 chksum = f2fs_crc32(ckpt, chksum_ofs);
 if (chksum_ofs < CP_CHKSUM_OFFSET) {
  chksum_ofs += sizeof(chksum);
  chksum = f2fs_chksum(chksum, (__u8 *)ckpt + chksum_ofs,
         F2FS_BLKSIZE - chksum_ofs);
 }
 return chksum;
}

static int get_checkpoint_version(struct f2fs_sb_info *sbi, block_t cp_addr,
  struct f2fs_checkpoint **cp_block, struct folio **cp_folio,
  unsigned long long *version)
{
 size_t crc_offset = 0;
 __u32 crc;

 *cp_folio = f2fs_get_meta_folio(sbi, cp_addr);
 if (IS_ERR(*cp_folio))
  return PTR_ERR(*cp_folio);

 *cp_block = folio_address(*cp_folio);

 crc_offset = le32_to_cpu((*cp_block)->checksum_offset);
 if (crc_offset < CP_MIN_CHKSUM_OFFSET ||
   crc_offset > CP_CHKSUM_OFFSET) {
  f2fs_folio_put(*cp_folio, true);
  f2fs_warn(sbi, "invalid crc_offset: %zu", crc_offset);
  return -EINVAL;
 }

 crc = f2fs_checkpoint_chksum(*cp_block);
 if (crc != cur_cp_crc(*cp_block)) {
  f2fs_folio_put(*cp_folio, true);
  f2fs_warn(sbi, "invalid crc value");
  return -EINVAL;
 }

 *version = cur_cp_version(*cp_block);
 return 0;
}

static struct folio *validate_checkpoint(struct f2fs_sb_info *sbi,
    block_t cp_addr, unsigned long long *version)
{
 struct folio *cp_folio_1 = NULL, *cp_folio_2 = NULL;
 struct f2fs_checkpoint *cp_block = NULL;
 unsigned long long cur_version = 0, pre_version = 0;
 unsigned int cp_blocks;
 int err;

 err = get_checkpoint_version(sbi, cp_addr, &cp_block,
     &cp_folio_1, version);
 if (err)
  return NULL;

 cp_blocks = le32_to_cpu(cp_block->cp_pack_total_block_count);

 if (cp_blocks > BLKS_PER_SEG(sbi) || cp_blocks <= F2FS_CP_PACKS) {
  f2fs_warn(sbi, "invalid cp_pack_total_block_count:%u",
     le32_to_cpu(cp_block->cp_pack_total_block_count));
  goto invalid_cp;
 }
 pre_version = *version;

 cp_addr += cp_blocks - 1;
 err = get_checkpoint_version(sbi, cp_addr, &cp_block,
     &cp_folio_2, version);
 if (err)
  goto invalid_cp;
 cur_version = *version;

 if (cur_version == pre_version) {
  *version = cur_version;
  f2fs_folio_put(cp_folio_2, true);
  return cp_folio_1;
 }
 f2fs_folio_put(cp_folio_2, true);
invalid_cp:
 f2fs_folio_put(cp_folio_1, true);
 return NULL;
}

int f2fs_get_valid_checkpoint(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 struct f2fs_checkpoint *cp_block;
 struct f2fs_super_block *fsb = sbi->raw_super;
 struct folio *cp1, *cp2, *cur_folio;
 unsigned long blk_size = sbi->blocksize;
 unsigned long long cp1_version = 0, cp2_version = 0;
 unsigned long long cp_start_blk_no;
 unsigned int cp_blks = 1 + __cp_payload(sbi);
 block_t cp_blk_no;
 int i;
 int err;

 sbi->ckpt = f2fs_kvzalloc(sbi, array_size(blk_size, cp_blks),
      GFP_KERNEL);
 if (!sbi->ckpt)
  return -ENOMEM;
 /*
 * Finding out valid cp block involves read both
 * sets( cp pack 1 and cp pack 2)
 */
 cp_start_blk_no = le32_to_cpu(fsb->cp_blkaddr);
 cp1 = validate_checkpoint(sbi, cp_start_blk_no, &cp1_version);

 /* The second checkpoint pack should start at the next segment */
 cp_start_blk_no += ((unsigned long long)1) <<
    le32_to_cpu(fsb->log_blocks_per_seg);
 cp2 = validate_checkpoint(sbi, cp_start_blk_no, &cp2_version);

 if (cp1 && cp2) {
  if (ver_after(cp2_version, cp1_version))
   cur_folio = cp2;
  else
   cur_folio = cp1;
 } else if (cp1) {
  cur_folio = cp1;
 } else if (cp2) {
  cur_folio = cp2;
 } else {
  err = -EFSCORRUPTED;
  goto fail_no_cp;
 }

 cp_block = folio_address(cur_folio);
 memcpy(sbi->ckpt, cp_block, blk_size);

 if (cur_folio == cp1)
  sbi->cur_cp_pack = 1;
 else
  sbi->cur_cp_pack = 2;

 /* Sanity checking of checkpoint */
 if (f2fs_sanity_check_ckpt(sbi)) {
  err = -EFSCORRUPTED;
  goto free_fail_no_cp;
 }

 if (cp_blks <= 1)
  goto done;

 cp_blk_no = le32_to_cpu(fsb->cp_blkaddr);
 if (cur_folio == cp2)
  cp_blk_no += BIT(le32_to_cpu(fsb->log_blocks_per_seg));

 for (i = 1; i < cp_blks; i++) {
  void *sit_bitmap_ptr;
  unsigned char *ckpt = (unsigned char *)sbi->ckpt;

  cur_folio = f2fs_get_meta_folio(sbi, cp_blk_no + i);
  if (IS_ERR(cur_folio)) {
   err = PTR_ERR(cur_folio);
   goto free_fail_no_cp;
  }
  sit_bitmap_ptr = folio_address(cur_folio);
  memcpy(ckpt + i * blk_size, sit_bitmap_ptr, blk_size);
  f2fs_folio_put(cur_folio, true);
 }
done:
 f2fs_folio_put(cp1, true);
 f2fs_folio_put(cp2, true);
 return 0;

free_fail_no_cp:
 f2fs_folio_put(cp1, true);
 f2fs_folio_put(cp2, true);
fail_no_cp:
 kvfree(sbi->ckpt);
 return err;
}

static void __add_dirty_inode(struct inode *inode, enum inode_type type)
{
 struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 int flag = (type == DIR_INODE) ? FI_DIRTY_DIR : FI_DIRTY_FILE;

 if (is_inode_flag_set(inode, flag))
  return;

 set_inode_flag(inode, flag);
 list_add_tail(&F2FS_I(inode)->dirty_list, &sbi->inode_list[type]);
 stat_inc_dirty_inode(sbi, type);
}

static void __remove_dirty_inode(struct inode *inode, enum inode_type type)
{
 int flag = (type == DIR_INODE) ? FI_DIRTY_DIR : FI_DIRTY_FILE;

 if (get_dirty_pages(inode) || !is_inode_flag_set(inode, flag))
  return;

 list_del_init(&F2FS_I(inode)->dirty_list);
 clear_inode_flag(inode, flag);
 stat_dec_dirty_inode(F2FS_I_SB(inode), type);
}

void f2fs_update_dirty_folio(struct inode *inode, struct folio *folio)
{
 struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 enum inode_type type = S_ISDIR(inode->i_mode) ? DIR_INODE : FILE_INODE;

 if (!S_ISDIR(inode->i_mode) && !S_ISREG(inode->i_mode) &&
   !S_ISLNK(inode->i_mode))
  return;

 spin_lock(&sbi->inode_lock[type]);
 if (type != FILE_INODE || test_opt(sbi, DATA_FLUSH))
  __add_dirty_inode(inode, type);
 inode_inc_dirty_pages(inode);
 spin_unlock(&sbi->inode_lock[type]);

 folio_set_f2fs_reference(folio);
}

void f2fs_remove_dirty_inode(struct inode *inode)
{
 struct f2fs_sb_info *sbi = F2FS_I_SB(inode);
 enum inode_type type = S_ISDIR(inode->i_mode) ? DIR_INODE : FILE_INODE;

 if (!S_ISDIR(inode->i_mode) && !S_ISREG(inode->i_mode) &&
   !S_ISLNK(inode->i_mode))
  return;

 if (type == FILE_INODE && !test_opt(sbi, DATA_FLUSH))
  return;

 spin_lock(&sbi->inode_lock[type]);
 __remove_dirty_inode(inode, type);
 spin_unlock(&sbi->inode_lock[type]);
}

int f2fs_sync_dirty_inodes(struct f2fs_sb_info *sbi, enum inode_type type,
      bool from_cp)
{
 struct list_head *head;
 struct inode *inode;
 struct f2fs_inode_info *fi;
 bool is_dir = (type == DIR_INODE);
 unsigned long ino = 0;

 trace_f2fs_sync_dirty_inodes_enter(sbi->sb, is_dir,
    get_pages(sbi, is_dir ?
    F2FS_DIRTY_DENTS : F2FS_DIRTY_DATA));
retry:
 if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi))) {
  trace_f2fs_sync_dirty_inodes_exit(sbi->sb, is_dir,
    get_pages(sbi, is_dir ?
    F2FS_DIRTY_DENTS : F2FS_DIRTY_DATA));
  return -EIO;
 }

 spin_lock(&sbi->inode_lock[type]);

 head = &sbi->inode_list[type];
 if (list_empty(head)) {
  spin_unlock(&sbi->inode_lock[type]);
  trace_f2fs_sync_dirty_inodes_exit(sbi->sb, is_dir,
    get_pages(sbi, is_dir ?
    F2FS_DIRTY_DENTS : F2FS_DIRTY_DATA));
  return 0;
 }
 fi = list_first_entry(head, struct f2fs_inode_info, dirty_list);
 inode = igrab(&fi->vfs_inode);
 spin_unlock(&sbi->inode_lock[type]);
 if (inode) {
  unsigned long cur_ino = inode->i_ino;

  if (from_cp)
   F2FS_I(inode)->cp_task = current;
  F2FS_I(inode)->wb_task = current;

  filemap_fdatawrite(inode->i_mapping);

  F2FS_I(inode)->wb_task = NULL;
  if (from_cp)
   F2FS_I(inode)->cp_task = NULL;

  iput(inode);
  /* We need to give cpu to another writers. */
  if (ino == cur_ino)
   cond_resched();
  else
   ino = cur_ino;
 } else {
  /*
 * We should submit bio, since it exists several
 * writebacking dentry pages in the freeing inode.
 */
  f2fs_submit_merged_write(sbi, DATA);
  cond_resched();
 }
 goto retry;
}

static int f2fs_sync_inode_meta(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 struct list_head *head = &sbi->inode_list[DIRTY_META];
 struct inode *inode;
 struct f2fs_inode_info *fi;
 s64 total = get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_IMETA);

 while (total--) {
  if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi)))
   return -EIO;

  spin_lock(&sbi->inode_lock[DIRTY_META]);
  if (list_empty(head)) {
   spin_unlock(&sbi->inode_lock[DIRTY_META]);
   return 0;
  }
  fi = list_first_entry(head, struct f2fs_inode_info,
       gdirty_list);
  inode = igrab(&fi->vfs_inode);
  spin_unlock(&sbi->inode_lock[DIRTY_META]);
  if (inode) {
   sync_inode_metadata(inode, 0);

   /* it's on eviction */
   if (is_inode_flag_set(inode, FI_DIRTY_INODE))
    f2fs_update_inode_page(inode);
   iput(inode);
  }
 }
 return 0;
}

static void __prepare_cp_block(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 struct f2fs_checkpoint *ckpt = F2FS_CKPT(sbi);
 struct f2fs_nm_info *nm_i = NM_I(sbi);
 nid_t last_nid = nm_i->next_scan_nid;

 next_free_nid(sbi, &last_nid);
 ckpt->valid_block_count = cpu_to_le64(valid_user_blocks(sbi));
 ckpt->valid_node_count = cpu_to_le32(valid_node_count(sbi));
 ckpt->valid_inode_count = cpu_to_le32(valid_inode_count(sbi));
 ckpt->next_free_nid = cpu_to_le32(last_nid);

 /* update user_block_counts */
 sbi->last_valid_block_count = sbi->total_valid_block_count;
 percpu_counter_set(&sbi->alloc_valid_block_count, 0);
 percpu_counter_set(&sbi->rf_node_block_count, 0);
}

static bool __need_flush_quota(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 bool ret = false;

 if (!is_journalled_quota(sbi))
  return false;

 if (!f2fs_down_write_trylock(&sbi->quota_sem))
  return true;
 if (is_sbi_flag_set(sbi, SBI_QUOTA_SKIP_FLUSH)) {
  ret = false;
 } else if (is_sbi_flag_set(sbi, SBI_QUOTA_NEED_REPAIR)) {
  ret = false;
 } else if (is_sbi_flag_set(sbi, SBI_QUOTA_NEED_FLUSH)) {
  clear_sbi_flag(sbi, SBI_QUOTA_NEED_FLUSH);
  ret = true;
 } else if (get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_QDATA)) {
  ret = true;
 }
 f2fs_up_write(&sbi->quota_sem);
 return ret;
}

/*
 * Freeze all the FS-operations for checkpoint.
 */
static int block_operations(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 struct writeback_control wbc = {
  .sync_mode = WB_SYNC_ALL,
  .nr_to_write = LONG_MAX,
 };
 int err = 0, cnt = 0;

 /*
 * Let's flush inline_data in dirty node pages.
 */
 f2fs_flush_inline_data(sbi);

retry_flush_quotas:
 f2fs_lock_all(sbi);
 if (__need_flush_quota(sbi)) {
  bool need_lock = sbi->umount_lock_holder != current;

  if (++cnt > DEFAULT_RETRY_QUOTA_FLUSH_COUNT) {
   set_sbi_flag(sbi, SBI_QUOTA_SKIP_FLUSH);
   set_sbi_flag(sbi, SBI_QUOTA_NEED_FLUSH);
   goto retry_flush_dents;
  }
  f2fs_unlock_all(sbi);

  /* don't grab s_umount lock during mount/umount/remount/freeze/quotactl */
  if (!need_lock) {
   f2fs_do_quota_sync(sbi->sb, -1);
  } else if (down_read_trylock(&sbi->sb->s_umount)) {
   f2fs_do_quota_sync(sbi->sb, -1);
   up_read(&sbi->sb->s_umount);
  }
  cond_resched();
  goto retry_flush_quotas;
 }

retry_flush_dents:
 /* write all the dirty dentry pages */
 if (get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_DENTS)) {
  f2fs_unlock_all(sbi);
  err = f2fs_sync_dirty_inodes(sbi, DIR_INODE, true);
  if (err)
   return err;
  cond_resched();
  goto retry_flush_quotas;
 }

 /*
 * POR: we should ensure that there are no dirty node pages
 * until finishing nat/sit flush. inode->i_blocks can be updated.
 */
 f2fs_down_write(&sbi->node_change);

 if (get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_IMETA)) {
  f2fs_up_write(&sbi->node_change);
  f2fs_unlock_all(sbi);
  err = f2fs_sync_inode_meta(sbi);
  if (err)
   return err;
  cond_resched();
  goto retry_flush_quotas;
 }

retry_flush_nodes:
 f2fs_down_write(&sbi->node_write);

 if (get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_NODES)) {
  f2fs_up_write(&sbi->node_write);
  atomic_inc(&sbi->wb_sync_req[NODE]);
  err = f2fs_sync_node_pages(sbi, &wbc, false, FS_CP_NODE_IO);
  atomic_dec(&sbi->wb_sync_req[NODE]);
  if (err) {
   f2fs_up_write(&sbi->node_change);
   f2fs_unlock_all(sbi);
   return err;
  }
  cond_resched();
  goto retry_flush_nodes;
 }

 /*
 * sbi->node_change is used only for AIO write_begin path which produces
 * dirty node blocks and some checkpoint values by block allocation.
 */
 __prepare_cp_block(sbi);
 f2fs_up_write(&sbi->node_change);
 return err;
}

static void unblock_operations(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 f2fs_up_write(&sbi->node_write);
 f2fs_unlock_all(sbi);
}

void f2fs_wait_on_all_pages(struct f2fs_sb_info *sbi, int type)
{
 DEFINE_WAIT(wait);

 for (;;) {
  if (!get_pages(sbi, type))
   break;

  if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi) &&
   !is_sbi_flag_set(sbi, SBI_IS_CLOSE)))
   break;

  if (type == F2FS_DIRTY_META)
   f2fs_sync_meta_pages(sbi, META, LONG_MAX,
       FS_CP_META_IO);
  else if (type == F2FS_WB_CP_DATA)
   f2fs_submit_merged_write(sbi, DATA);

  prepare_to_wait(&sbi->cp_wait, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
  io_schedule_timeout(DEFAULT_IO_TIMEOUT);
 }
 finish_wait(&sbi->cp_wait, &wait);
}

static void update_ckpt_flags(struct f2fs_sb_info *sbi, struct cp_control *cpc)
{
 unsigned long orphan_num = sbi->im[ORPHAN_INO].ino_num;
 struct f2fs_checkpoint *ckpt = F2FS_CKPT(sbi);
 unsigned long flags;

 spin_lock_irqsave(&sbi->cp_lock, flags);

 if ((cpc->reason & CP_UMOUNT) &&
   le32_to_cpu(ckpt->cp_pack_total_block_count) >
   sbi->blocks_per_seg - NM_I(sbi)->nat_bits_blocks)
  disable_nat_bits(sbi, false);

 if (cpc->reason & CP_TRIMMED)
  __set_ckpt_flags(ckpt, CP_TRIMMED_FLAG);
 else
  __clear_ckpt_flags(ckpt, CP_TRIMMED_FLAG);

 if (cpc->reason & CP_UMOUNT)
  __set_ckpt_flags(ckpt, CP_UMOUNT_FLAG);
 else
  __clear_ckpt_flags(ckpt, CP_UMOUNT_FLAG);

 if (cpc->reason & CP_FASTBOOT)
  __set_ckpt_flags(ckpt, CP_FASTBOOT_FLAG);
 else
  __clear_ckpt_flags(ckpt, CP_FASTBOOT_FLAG);

 if (orphan_num)
  __set_ckpt_flags(ckpt, CP_ORPHAN_PRESENT_FLAG);
 else
  __clear_ckpt_flags(ckpt, CP_ORPHAN_PRESENT_FLAG);

 if (is_sbi_flag_set(sbi, SBI_NEED_FSCK))
  __set_ckpt_flags(ckpt, CP_FSCK_FLAG);

 if (is_sbi_flag_set(sbi, SBI_IS_RESIZEFS))
  __set_ckpt_flags(ckpt, CP_RESIZEFS_FLAG);
 else
  __clear_ckpt_flags(ckpt, CP_RESIZEFS_FLAG);

 if (is_sbi_flag_set(sbi, SBI_CP_DISABLED))
  __set_ckpt_flags(ckpt, CP_DISABLED_FLAG);
 else
  __clear_ckpt_flags(ckpt, CP_DISABLED_FLAG);

 if (is_sbi_flag_set(sbi, SBI_CP_DISABLED_QUICK))
  __set_ckpt_flags(ckpt, CP_DISABLED_QUICK_FLAG);
 else
  __clear_ckpt_flags(ckpt, CP_DISABLED_QUICK_FLAG);

 if (is_sbi_flag_set(sbi, SBI_QUOTA_SKIP_FLUSH))
  __set_ckpt_flags(ckpt, CP_QUOTA_NEED_FSCK_FLAG);
 else
  __clear_ckpt_flags(ckpt, CP_QUOTA_NEED_FSCK_FLAG);

 if (is_sbi_flag_set(sbi, SBI_QUOTA_NEED_REPAIR))
  __set_ckpt_flags(ckpt, CP_QUOTA_NEED_FSCK_FLAG);

 /* set this flag to activate crc|cp_ver for recovery */
 __set_ckpt_flags(ckpt, CP_CRC_RECOVERY_FLAG);
 __clear_ckpt_flags(ckpt, CP_NOCRC_RECOVERY_FLAG);

 spin_unlock_irqrestore(&sbi->cp_lock, flags);
}

static void commit_checkpoint(struct f2fs_sb_info *sbi,
 void *src, block_t blk_addr)
{
 struct writeback_control wbc = {};

 /*
 * filemap_get_folios_tag and folio_lock again will take
 * some extra time. Therefore, f2fs_update_meta_pages and
 * f2fs_sync_meta_pages are combined in this function.
 */
 struct folio *folio = f2fs_grab_meta_folio(sbi, blk_addr);

 memcpy(folio_address(folio), src, PAGE_SIZE);

 folio_mark_dirty(folio);
 if (unlikely(!folio_clear_dirty_for_io(folio)))
  f2fs_bug_on(sbi, 1);

 /* writeout cp pack 2 page */
 if (unlikely(!__f2fs_write_meta_folio(folio, &wbc, FS_CP_META_IO))) {
  if (f2fs_cp_error(sbi)) {
   f2fs_folio_put(folio, true);
   return;
  }
  f2fs_bug_on(sbi, true);
 }

 f2fs_folio_put(folio, false);

 /* submit checkpoint (with barrier if NOBARRIER is not set) */
 f2fs_submit_merged_write(sbi, META_FLUSH);
}

static inline u64 get_sectors_written(struct block_device *bdev)
{
 return (u64)part_stat_read(bdev, sectors[STAT_WRITE]);
}

u64 f2fs_get_sectors_written(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 if (f2fs_is_multi_device(sbi)) {
  u64 sectors = 0;
  int i;

  for (i = 0; i < sbi->s_ndevs; i++)
   sectors += get_sectors_written(FDEV(i).bdev);

  return sectors;
 }

 return get_sectors_written(sbi->sb->s_bdev);
}

static int do_checkpoint(struct f2fs_sb_info *sbi, struct cp_control *cpc)
{
 struct f2fs_checkpoint *ckpt = F2FS_CKPT(sbi);
 struct f2fs_nm_info *nm_i = NM_I(sbi);
 unsigned long orphan_num = sbi->im[ORPHAN_INO].ino_num, flags;
 block_t start_blk;
 unsigned int data_sum_blocks, orphan_blocks;
 __u32 crc32 = 0;
 int i;
 int cp_payload_blks = __cp_payload(sbi);
 struct curseg_info *seg_i = CURSEG_I(sbi, CURSEG_HOT_NODE);
 u64 kbytes_written;
 int err;

 /* Flush all the NAT/SIT pages */
 f2fs_sync_meta_pages(sbi, META, LONG_MAX, FS_CP_META_IO);

 /* start to update checkpoint, cp ver is already updated previously */
 ckpt->elapsed_time = cpu_to_le64(get_mtime(sbi, true));
 ckpt->free_segment_count = cpu_to_le32(free_segments(sbi));
 for (i = 0; i < NR_CURSEG_NODE_TYPE; i++) {
  struct curseg_info *curseg = CURSEG_I(sbi, i + CURSEG_HOT_NODE);

  ckpt->cur_node_segno[i] = cpu_to_le32(curseg->segno);
  ckpt->cur_node_blkoff[i] = cpu_to_le16(curseg->next_blkoff);
  ckpt->alloc_type[i + CURSEG_HOT_NODE] = curseg->alloc_type;
 }
 for (i = 0; i < NR_CURSEG_DATA_TYPE; i++) {
  struct curseg_info *curseg = CURSEG_I(sbi, i + CURSEG_HOT_DATA);

  ckpt->cur_data_segno[i] = cpu_to_le32(curseg->segno);
  ckpt->cur_data_blkoff[i] = cpu_to_le16(curseg->next_blkoff);
  ckpt->alloc_type[i + CURSEG_HOT_DATA] = curseg->alloc_type;
 }

 /* 2 cp + n data seg summary + orphan inode blocks */
 data_sum_blocks = f2fs_npages_for_summary_flush(sbi, false);
 spin_lock_irqsave(&sbi->cp_lock, flags);
 if (data_sum_blocks < NR_CURSEG_DATA_TYPE)
  __set_ckpt_flags(ckpt, CP_COMPACT_SUM_FLAG);
 else
  __clear_ckpt_flags(ckpt, CP_COMPACT_SUM_FLAG);
 spin_unlock_irqrestore(&sbi->cp_lock, flags);

 orphan_blocks = GET_ORPHAN_BLOCKS(orphan_num);
 ckpt->cp_pack_start_sum = cpu_to_le32(1 + cp_payload_blks +
   orphan_blocks);

 if (__remain_node_summaries(cpc->reason))
  ckpt->cp_pack_total_block_count = cpu_to_le32(F2FS_CP_PACKS +
    cp_payload_blks + data_sum_blocks +
    orphan_blocks + NR_CURSEG_NODE_TYPE);
 else
  ckpt->cp_pack_total_block_count = cpu_to_le32(F2FS_CP_PACKS +
    cp_payload_blks + data_sum_blocks +
    orphan_blocks);

 /* update ckpt flag for checkpoint */
 update_ckpt_flags(sbi, cpc);

 /* update SIT/NAT bitmap */
 get_sit_bitmap(sbi, __bitmap_ptr(sbi, SIT_BITMAP));
 get_nat_bitmap(sbi, __bitmap_ptr(sbi, NAT_BITMAP));

 crc32 = f2fs_checkpoint_chksum(ckpt);
 *((__le32 *)((unsigned char *)ckpt +
    le32_to_cpu(ckpt->checksum_offset)))
    = cpu_to_le32(crc32);

 start_blk = __start_cp_next_addr(sbi);

 /* write nat bits */
 if (enabled_nat_bits(sbi, cpc)) {
  __u64 cp_ver = cur_cp_version(ckpt);
  block_t blk;

  cp_ver |= ((__u64)crc32 << 32);
  *(__le64 *)nm_i->nat_bits = cpu_to_le64(cp_ver);

  blk = start_blk + BLKS_PER_SEG(sbi) - nm_i->nat_bits_blocks;
  for (i = 0; i < nm_i->nat_bits_blocks; i++)
   f2fs_update_meta_page(sbi, nm_i->nat_bits +
     F2FS_BLK_TO_BYTES(i), blk + i);
 }

 /* write out checkpoint buffer at block 0 */
 f2fs_update_meta_page(sbi, ckpt, start_blk++);

 for (i = 1; i < 1 + cp_payload_blks; i++)
  f2fs_update_meta_page(sbi, (char *)ckpt + i * F2FS_BLKSIZE,
       start_blk++);

 if (orphan_num) {
  write_orphan_inodes(sbi, start_blk);
  start_blk += orphan_blocks;
 }

 f2fs_write_data_summaries(sbi, start_blk);
 start_blk += data_sum_blocks;

 /* Record write statistics in the hot node summary */
 kbytes_written = sbi->kbytes_written;
 kbytes_written += (f2fs_get_sectors_written(sbi) -
    sbi->sectors_written_start) >> 1;
 seg_i->journal->info.kbytes_written = cpu_to_le64(kbytes_written);

 if (__remain_node_summaries(cpc->reason)) {
  f2fs_write_node_summaries(sbi, start_blk);
  start_blk += NR_CURSEG_NODE_TYPE;
 }

 /* Here, we have one bio having CP pack except cp pack 2 page */
 f2fs_sync_meta_pages(sbi, META, LONG_MAX, FS_CP_META_IO);
 /* Wait for all dirty meta pages to be submitted for IO */
 f2fs_wait_on_all_pages(sbi, F2FS_DIRTY_META);

 /* wait for previous submitted meta pages writeback */
 f2fs_wait_on_all_pages(sbi, F2FS_WB_CP_DATA);

 /* flush all device cache */
 err = f2fs_flush_device_cache(sbi);
 if (err)
  return err;

 /* barrier and flush checkpoint cp pack 2 page if it can */
 commit_checkpoint(sbi, ckpt, start_blk);
 f2fs_wait_on_all_pages(sbi, F2FS_WB_CP_DATA);

 /*
 * invalidate intermediate page cache borrowed from meta inode which are
 * used for migration of encrypted, verity or compressed inode's blocks.
 */
 if (f2fs_sb_has_encrypt(sbi) || f2fs_sb_has_verity(sbi) ||
  f2fs_sb_has_compression(sbi))
  f2fs_bug_on(sbi,
   invalidate_inode_pages2_range(META_MAPPING(sbi),
    MAIN_BLKADDR(sbi), MAX_BLKADDR(sbi) - 1));

 f2fs_release_ino_entry(sbi, false);

 f2fs_reset_fsync_node_info(sbi);

 clear_sbi_flag(sbi, SBI_IS_DIRTY);
 clear_sbi_flag(sbi, SBI_NEED_CP);
 clear_sbi_flag(sbi, SBI_QUOTA_SKIP_FLUSH);

 spin_lock(&sbi->stat_lock);
 sbi->unusable_block_count = 0;
 spin_unlock(&sbi->stat_lock);

 __set_cp_next_pack(sbi);

 /*
 * redirty superblock if metadata like node page or inode cache is
 * updated during writing checkpoint.
 */
 if (get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_NODES) ||
   get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_IMETA))
  set_sbi_flag(sbi, SBI_IS_DIRTY);

 f2fs_bug_on(sbi, get_pages(sbi, F2FS_DIRTY_DENTS));

 return unlikely(f2fs_cp_error(sbi)) ? -EIO : 0;
}

int f2fs_write_checkpoint(struct f2fs_sb_info *sbi, struct cp_control *cpc)
{
 struct f2fs_checkpoint *ckpt = F2FS_CKPT(sbi);
 unsigned long long ckpt_ver;
 int err = 0;

 if (f2fs_readonly(sbi->sb) || f2fs_hw_is_readonly(sbi))
  return -EROFS;

 if (unlikely(is_sbi_flag_set(sbi, SBI_CP_DISABLED))) {
  if (cpc->reason != CP_PAUSE)
   return 0;
  f2fs_warn(sbi, "Start checkpoint disabled!");
 }
 if (cpc->reason != CP_RESIZE)
  f2fs_down_write(&sbi->cp_global_sem);

 if (!is_sbi_flag_set(sbi, SBI_IS_DIRTY) &&
  ((cpc->reason & CP_FASTBOOT) || (cpc->reason & CP_SYNC) ||
  ((cpc->reason & CP_DISCARD) && !sbi->discard_blks)))
  goto out;
 if (unlikely(f2fs_cp_error(sbi))) {
  err = -EIO;
  goto out;
 }

 trace_f2fs_write_checkpoint(sbi->sb, cpc->reason, "start block_ops");

 err = block_operations(sbi);
 if (err)
  goto out;

 trace_f2fs_write_checkpoint(sbi->sb, cpc->reason, "finish block_ops");

 f2fs_flush_merged_writes(sbi);

 /* this is the case of multiple fstrims without any changes */
 if (cpc->reason & CP_DISCARD) {
  if (!f2fs_exist_trim_candidates(sbi, cpc)) {
   unblock_operations(sbi);
   goto out;
  }

  if (NM_I(sbi)->nat_cnt[DIRTY_NAT] == 0 &&
    SIT_I(sbi)->dirty_sentries == 0 &&
    prefree_segments(sbi) == 0) {
   f2fs_flush_sit_entries(sbi, cpc);
   f2fs_clear_prefree_segments(sbi, cpc);
   unblock_operations(sbi);
   goto out;
  }
 }

 /*
 * update checkpoint pack index
 * Increase the version number so that
 * SIT entries and seg summaries are written at correct place
 */
 ckpt_ver = cur_cp_version(ckpt);
 ckpt->checkpoint_ver = cpu_to_le64(++ckpt_ver);

 /* write cached NAT/SIT entries to NAT/SIT area */
 err = f2fs_flush_nat_entries(sbi, cpc);
 if (err) {
  f2fs_err(sbi, "f2fs_flush_nat_entries failed err:%d, stop checkpoint", err);
  f2fs_bug_on(sbi, !f2fs_cp_error(sbi));
  goto stop;
 }

 f2fs_flush_sit_entries(sbi, cpc);

 /* save inmem log status */
 f2fs_save_inmem_curseg(sbi);

 err = do_checkpoint(sbi, cpc);
 if (err) {
  f2fs_err(sbi, "do_checkpoint failed err:%d, stop checkpoint", err);
  f2fs_bug_on(sbi, !f2fs_cp_error(sbi));
  f2fs_release_discard_addrs(sbi);
 } else {
  f2fs_clear_prefree_segments(sbi, cpc);
 }

 f2fs_restore_inmem_curseg(sbi);
 f2fs_reinit_atgc_curseg(sbi);
 stat_inc_cp_count(sbi);
stop:
 unblock_operations(sbi);

 if (cpc->reason & CP_RECOVERY)
  f2fs_notice(sbi, "checkpoint: version = %llx", ckpt_ver);

 /* update CP_TIME to trigger checkpoint periodically */
 f2fs_update_time(sbi, CP_TIME);
 trace_f2fs_write_checkpoint(sbi->sb, cpc->reason, "finish checkpoint");
out:
 if (cpc->reason != CP_RESIZE)
  f2fs_up_write(&sbi->cp_global_sem);
 return err;
}

void f2fs_init_ino_entry_info(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 int i;

 for (i = 0; i < MAX_INO_ENTRY; i++) {
  struct inode_management *im = &sbi->im[i];

  INIT_RADIX_TREE(&im->ino_root, GFP_ATOMIC);
  spin_lock_init(&im->ino_lock);
  INIT_LIST_HEAD(&im->ino_list);
  im->ino_num = 0;
 }

 sbi->max_orphans = (BLKS_PER_SEG(sbi) - F2FS_CP_PACKS -
   NR_CURSEG_PERSIST_TYPE - __cp_payload(sbi)) *
   F2FS_ORPHANS_PER_BLOCK;
}

int __init f2fs_create_checkpoint_caches(void)
{
 ino_entry_slab = f2fs_kmem_cache_create("f2fs_ino_entry",
   sizeof(struct ino_entry));
 if (!ino_entry_slab)
  return -ENOMEM;
 f2fs_inode_entry_slab = f2fs_kmem_cache_create("f2fs_inode_entry",
   sizeof(struct inode_entry));
 if (!f2fs_inode_entry_slab) {
  kmem_cache_destroy(ino_entry_slab);
  return -ENOMEM;
 }
 return 0;
}

void f2fs_destroy_checkpoint_caches(void)
{
 kmem_cache_destroy(ino_entry_slab);
 kmem_cache_destroy(f2fs_inode_entry_slab);
}

static int __write_checkpoint_sync(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 struct cp_control cpc = { .reason = CP_SYNC, };
 int err;

 f2fs_down_write(&sbi->gc_lock);
 err = f2fs_write_checkpoint(sbi, &cpc);
 f2fs_up_write(&sbi->gc_lock);

 return err;
}

static void __checkpoint_and_complete_reqs(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 struct ckpt_req_control *cprc = &sbi->cprc_info;
 struct ckpt_req *req, *next;
 struct llist_node *dispatch_list;
 u64 sum_diff = 0, diff, count = 0;
 int ret;

 dispatch_list = llist_del_all(&cprc->issue_list);
 if (!dispatch_list)
  return;
 dispatch_list = llist_reverse_order(dispatch_list);

 ret = __write_checkpoint_sync(sbi);
 atomic_inc(&cprc->issued_ckpt);

 llist_for_each_entry_safe(req, next, dispatch_list, llnode) {
  diff = (u64)ktime_ms_delta(ktime_get(), req->queue_time);
  req->ret = ret;
  complete(&req->wait);

  sum_diff += diff;
  count++;
 }
 atomic_sub(count, &cprc->queued_ckpt);
 atomic_add(count, &cprc->total_ckpt);

 spin_lock(&cprc->stat_lock);
 cprc->cur_time = (unsigned int)div64_u64(sum_diff, count);
 if (cprc->peak_time < cprc->cur_time)
  cprc->peak_time = cprc->cur_time;
 spin_unlock(&cprc->stat_lock);
}

static int issue_checkpoint_thread(void *data)
{
 struct f2fs_sb_info *sbi = data;
 struct ckpt_req_control *cprc = &sbi->cprc_info;
 wait_queue_head_t *q = &cprc->ckpt_wait_queue;
repeat:
 if (kthread_should_stop())
  return 0;

 if (!llist_empty(&cprc->issue_list))
  __checkpoint_and_complete_reqs(sbi);

 wait_event_interruptible(*q,
  kthread_should_stop() || !llist_empty(&cprc->issue_list));
 goto repeat;
}

static void flush_remained_ckpt_reqs(struct f2fs_sb_info *sbi,
  struct ckpt_req *wait_req)
{
 struct ckpt_req_control *cprc = &sbi->cprc_info;

 if (!llist_empty(&cprc->issue_list)) {
  __checkpoint_and_complete_reqs(sbi);
 } else {
  /* already dispatched by issue_checkpoint_thread */
  if (wait_req)
   wait_for_completion(&wait_req->wait);
 }
}

static void init_ckpt_req(struct ckpt_req *req)
{
 memset(req, 0, sizeof(struct ckpt_req));

 init_completion(&req->wait);
 req->queue_time = ktime_get();
}

int f2fs_issue_checkpoint(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 struct ckpt_req_control *cprc = &sbi->cprc_info;
 struct ckpt_req req;
 struct cp_control cpc;

 cpc.reason = __get_cp_reason(sbi);
 if (!test_opt(sbi, MERGE_CHECKPOINT) || cpc.reason != CP_SYNC ||
  sbi->umount_lock_holder == current) {
  int ret;

  f2fs_down_write(&sbi->gc_lock);
  ret = f2fs_write_checkpoint(sbi, &cpc);
  f2fs_up_write(&sbi->gc_lock);

  return ret;
 }

 if (!cprc->f2fs_issue_ckpt)
  return __write_checkpoint_sync(sbi);

 init_ckpt_req(&req);

 llist_add(&req.llnode, &cprc->issue_list);
 atomic_inc(&cprc->queued_ckpt);

 /*
 * update issue_list before we wake up issue_checkpoint thread,
 * this smp_mb() pairs with another barrier in ___wait_event(),
 * see more details in comments of waitqueue_active().
 */
 smp_mb();

 if (waitqueue_active(&cprc->ckpt_wait_queue))
  wake_up(&cprc->ckpt_wait_queue);

 if (cprc->f2fs_issue_ckpt)
  wait_for_completion(&req.wait);
 else
  flush_remained_ckpt_reqs(sbi, &req);

 return req.ret;
}

int f2fs_start_ckpt_thread(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 dev_t dev = sbi->sb->s_bdev->bd_dev;
 struct ckpt_req_control *cprc = &sbi->cprc_info;

 if (cprc->f2fs_issue_ckpt)
  return 0;

 cprc->f2fs_issue_ckpt = kthread_run(issue_checkpoint_thread, sbi,
   "f2fs_ckpt-%u:%u", MAJOR(dev), MINOR(dev));
 if (IS_ERR(cprc->f2fs_issue_ckpt)) {
  int err = PTR_ERR(cprc->f2fs_issue_ckpt);

  cprc->f2fs_issue_ckpt = NULL;
  return err;
 }

 set_task_ioprio(cprc->f2fs_issue_ckpt, cprc->ckpt_thread_ioprio);

 return 0;
}

void f2fs_stop_ckpt_thread(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 struct ckpt_req_control *cprc = &sbi->cprc_info;
 struct task_struct *ckpt_task;

 if (!cprc->f2fs_issue_ckpt)
  return;

 ckpt_task = cprc->f2fs_issue_ckpt;
 cprc->f2fs_issue_ckpt = NULL;
 kthread_stop(ckpt_task);

 f2fs_flush_ckpt_thread(sbi);
}

void f2fs_flush_ckpt_thread(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 struct ckpt_req_control *cprc = &sbi->cprc_info;

 flush_remained_ckpt_reqs(sbi, NULL);

 /* Let's wait for the previous dispatched checkpoint. */
 while (atomic_read(&cprc->queued_ckpt))
  io_schedule_timeout(DEFAULT_IO_TIMEOUT);
}

void f2fs_init_ckpt_req_control(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
 struct ckpt_req_control *cprc = &sbi->cprc_info;

 atomic_set(&cprc->issued_ckpt, 0);
 atomic_set(&cprc->total_ckpt, 0);
 atomic_set(&cprc->queued_ckpt, 0);
 cprc->ckpt_thread_ioprio = DEFAULT_CHECKPOINT_IOPRIO;
 init_waitqueue_head(&cprc->ckpt_wait_queue);
 init_llist_head(&cprc->issue_list);
 spin_lock_init(&cprc->stat_lock);
}