fs/btrfs/ordered-data.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU General Public
   6  * License v2 as published by the Free Software Foundation.
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
   9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  11  * General Public License for more details.
  12  *
  13  * You should have received a copy of the GNU General Public
  14  * License along with this program; if not, write to the
  15  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  16  * Boston, MA 021110-1307, USA.
  17  */
  18
  19 #include <linux/gfp.h>
  20 #include <linux/slab.h>
  21 #include <linux/blkdev.h>
  22 #include "ctree.h"
  23 #include "transaction.h"
  24 #include "btrfs_inode.h"
  25 #include "extent_io.h"
  26
  27
  28 static u64 entry_end(struct btrfs_ordered_extent *entry)
  29 {
  30         if (entry->file_offset + entry->len < entry->file_offset)
  31                 return (u64)-1;
  32         return entry->file_offset + entry->len;
  33 }
  34
  35 static struct rb_node *tree_insert(struct rb_root *root, u64 file_offset,
  36                                    struct rb_node *node)
  37 {
  38         struct rb_node ** p = &root->rb_node;
  39         struct rb_node * parent = NULL;
  40         struct btrfs_ordered_extent *entry;
  41
  42         while(*p) {
  43                 parent = *p;
  44                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_ordered_extent, rb_node);
  45
  46                 if (file_offset < entry->file_offset)
  47                         p = &(*p)->rb_left;
  48                 else if (file_offset >= entry_end(entry))
  49                         p = &(*p)->rb_right;
  50                 else
  51                         return parent;
  52         }
  53
  54         rb_link_node(node, parent, p);
  55         rb_insert_color(node, root);
  56         return NULL;
  57 }
  58
  59 static struct rb_node *__tree_search(struct rb_root *root, u64 file_offset,
  60                                      struct rb_node **prev_ret)
  61 {
  62         struct rb_node * n = root->rb_node;
  63         struct rb_node *prev = NULL;
  64         struct rb_node *test;
  65         struct btrfs_ordered_extent *entry;
  66         struct btrfs_ordered_extent *prev_entry = NULL;
  67
  68         while(n) {
  69                 entry = rb_entry(n, struct btrfs_ordered_extent, rb_node);
  70                 prev = n;
  71                 prev_entry = entry;
  72
  73                 if (file_offset < entry->file_offset)
  74                         n = n->rb_left;
  75                 else if (file_offset >= entry_end(entry))
  76                         n = n->rb_right;
  77                 else
  78                         return n;
  79         }
  80         if (!prev_ret)
  81                 return NULL;
  82
  83         while(prev && file_offset >= entry_end(prev_entry)) {
  84                 test = rb_next(prev);
  85                 if (!test)
  86                         break;
  87                 prev_entry = rb_entry(test, struct btrfs_ordered_extent,
  88                                       rb_node);
  89                 if (file_offset < entry_end(prev_entry))
  90                         break;
  91
  92                 prev = test;
  93         }
  94         if (prev)
  95                 prev_entry = rb_entry(prev, struct btrfs_ordered_extent,
  96                                       rb_node);
  97         while(prev && file_offset < entry_end(prev_entry)) {
  98                 test = rb_prev(prev);
  99                 if (!test)
 100                         break;
 101                 prev_entry = rb_entry(test, struct btrfs_ordered_extent,
 102                                       rb_node);
 103                 prev = test;
 104         }
 105         *prev_ret = prev;
 106         return NULL;
 107 }
 108
 109 static int offset_in_entry(struct btrfs_ordered_extent *entry, u64 file_offset)
 110 {
 111         if (file_offset < entry->file_offset ||
 112             entry->file_offset + entry->len <= file_offset)
 113                 return 0;
 114         return 1;
 115 }
 116
 117 static inline struct rb_node *tree_search(struct btrfs_ordered_inode_tree *tree,
 118                                           u64 file_offset)
 119 {
 120         struct rb_root *root = &tree->tree;
 121         struct rb_node *prev;
 122         struct rb_node *ret;
 123         struct btrfs_ordered_extent *entry;
 124
 125         if (tree->last) {
 126                 entry = rb_entry(tree->last, struct btrfs_ordered_extent,
 127                                  rb_node);
 128                 if (offset_in_entry(entry, file_offset))
 129                         return tree->last;
 130         }
 131         ret = __tree_search(root, file_offset, &prev);
 132         if (!ret)
 133                 ret = prev;
 134         if (ret)
 135                 tree->last = ret;
 136         return ret;
 137 }
 138
 139 /* allocate and add a new ordered_extent into the per-inode tree.
 140  * file_offset is the logical offset in the file
 141  *
 142  * start is the disk block number of an extent already reserved in the
 143  * extent allocation tree
 144  *
 145  * len is the length of the extent
 146  *
 147  * This also sets the EXTENT_ORDERED bit on the range in the inode.
 148  *
 149  * The tree is given a single reference on the ordered extent that was
 150  * inserted.
 151  */
 152 int btrfs_add_ordered_extent(struct inode *inode, u64 file_offset,
 153                              u64 start, u64 len)
 154 {
 155         struct btrfs_ordered_inode_tree *tree;
 156         struct rb_node *node;
 157         struct btrfs_ordered_extent *entry;
 158
 159         tree = &BTRFS_I(inode)->ordered_tree;
 160         entry = kzalloc(sizeof(*entry), GFP_NOFS);
 161         if (!entry)
 162                 return -ENOMEM;
 163
 164         mutex_lock(&tree->mutex);
 165         entry->file_offset = file_offset;
 166         entry->start = start;
 167         entry->len = len;
 168         /* one ref for the tree */
 169         atomic_set(&entry->refs, 1);
 170         init_waitqueue_head(&entry->wait);
 171         INIT_LIST_HEAD(&entry->list);
 172
 173         node = tree_insert(&tree->tree, file_offset,
 174                            &entry->rb_node);
 175         if (node) {
 176                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_ordered_extent, rb_node);
 177                 atomic_inc(&entry->refs);
 178         }
 179         set_extent_ordered(&BTRFS_I(inode)->io_tree, file_offset,
 180                            entry_end(entry) - 1, GFP_NOFS);
 181
 182         mutex_unlock(&tree->mutex);
 183         BUG_ON(node);
 184         return 0;
 185 }
 186
 187 /*
 188  * Add a struct btrfs_ordered_sum into the list of checksums to be inserted
 189  * when an ordered extent is finished.  If the list covers more than one
 190  * ordered extent, it is split across multiples.
 191  */
 192 int btrfs_add_ordered_sum(struct inode *inode,
 193                           struct btrfs_ordered_extent *entry,
 194                           struct btrfs_ordered_sum *sum)
 195 {
 196         struct btrfs_ordered_inode_tree *tree;
 197
 198         tree = &BTRFS_I(inode)->ordered_tree;
 199         mutex_lock(&tree->mutex);
 200         list_add_tail(&sum->list, &entry->list);
 201         mutex_unlock(&tree->mutex);
 202         return 0;
 203 }
 204
 205 /*
 206  * this is used to account for finished IO across a given range
 207  * of the file.  The IO should not span ordered extents.  If
 208  * a given ordered_extent is completely done, 1 is returned, otherwise
 209  * 0.
 210  *
 211  * test_and_set_bit on a flag in the struct btrfs_ordered_extent is used
 212  * to make sure this function only returns 1 once for a given ordered extent.
 213  */
 214 int btrfs_dec_test_ordered_pending(struct inode *inode,
 215                                    u64 file_offset, u64 io_size)
 216 {
 217         struct btrfs_ordered_inode_tree *tree;
 218         struct rb_node *node;
 219         struct btrfs_ordered_extent *entry;
 220         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
 221         int ret;
 222
 223         tree = &BTRFS_I(inode)->ordered_tree;
 224         mutex_lock(&tree->mutex);
 225         clear_extent_ordered(io_tree, file_offset, file_offset + io_size - 1,
 226                              GFP_NOFS);
 227         node = tree_search(tree, file_offset);
 228         if (!node) {
 229                 ret = 1;
 230                 goto out;
 231         }
 232
 233         entry = rb_entry(node, struct btrfs_ordered_extent, rb_node);
 234         if (!offset_in_entry(entry, file_offset)) {
 235                 ret = 1;
 236                 goto out;
 237         }
 238
 239         ret = test_range_bit(io_tree, entry->file_offset,
 240                              entry->file_offset + entry->len - 1,
 241                              EXTENT_ORDERED, 0);
 242         if (ret == 0)
 243                 ret = test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IO_DONE, &entry->flags);
 244 out:
 245         mutex_unlock(&tree->mutex);
 246         return ret == 0;
 247 }
 248
 249 /*
 250  * used to drop a reference on an ordered extent.  This will free
 251  * the extent if the last reference is dropped
 252  */
 253 int btrfs_put_ordered_extent(struct btrfs_ordered_extent *entry)
 254 {
 255         struct list_head *cur;
 256         struct btrfs_ordered_sum *sum;
 257
 258         if (atomic_dec_and_test(&entry->refs)) {
 259                 while(!list_empty(&entry->list)) {
 260                         cur = entry->list.next;
 261                         sum = list_entry(cur, struct btrfs_ordered_sum, list);
 262                         list_del(&sum->list);
 263                         kfree(sum);
 264                 }
 265                 kfree(entry);
 266         }
 267         return 0;
 268 }
 269
 270 /*
 271  * remove an ordered extent from the tree.  No references are dropped
 272  * but, anyone waiting on this extent is woken up.
 273  */
 274 int btrfs_remove_ordered_extent(struct inode *inode,
 275                                 struct btrfs_ordered_extent *entry)
 276 {
 277         struct btrfs_ordered_inode_tree *tree;
 278         struct rb_node *node;
 279
 280         tree = &BTRFS_I(inode)->ordered_tree;
 281         mutex_lock(&tree->mutex);
 282         node = &entry->rb_node;
 283         rb_erase(node, &tree->tree);
 284         tree->last = NULL;
 285         set_bit(BTRFS_ORDERED_COMPLETE, &entry->flags);
 286         mutex_unlock(&tree->mutex);
 287         wake_up(&entry->wait);
 288         return 0;
 289 }
 290
 291 /*
 292  * Used to start IO or wait for a given ordered extent to finish.
 293  *
 294  * If wait is one, this effectively waits on page writeback for all the pages
 295  * in the extent, and it waits on the io completion code to insert
 296  * metadata into the btree corresponding to the extent
 297  */
 298 void btrfs_start_ordered_extent(struct inode *inode,
 299                                        struct btrfs_ordered_extent *entry,
 300                                        int wait)
 301 {
 302         u64 start = entry->file_offset;
 303         u64 end = start + entry->len - 1;
 304
 305         /*
 306          * pages in the range can be dirty, clean or writeback.  We
 307          * start IO on any dirty ones so the wait doesn't stall waiting
 308          * for pdflush to find them
 309          */
 310 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2,6,22)
 311         do_sync_file_range(file, start, end, SYNC_FILE_RANGE_WRITE);
 312 #else
 313         do_sync_mapping_range(inode->i_mapping, start, end,
 314                               SYNC_FILE_RANGE_WRITE);
 315 #endif
 316         if (wait)
 317                 wait_event(entry->wait, test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPLETE,
 318                                                  &entry->flags));
 319 }
 320
 321 /*
 322  * Used to wait on ordered extents across a large range of bytes.
 323  */
 324 void btrfs_wait_ordered_range(struct inode *inode, u64 start, u64 len)
 325 {
 326         u64 end;
 327         u64 orig_end;
 328         u64 wait_end;
 329         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
 330         u64 mask = BTRFS_I(inode)->root->sectorsize - 1;
 331
 332         if (start + len < start) {
 333                 wait_end = (inode->i_size + mask) & ~mask;
 334                 orig_end = (u64)-1;
 335         } else {
 336                 orig_end = start + len - 1;
 337                 wait_end = orig_end;
 338         }
 339 again:
 340         /* start IO across the range first to instantiate any delalloc
 341          * extents
 342          */
 343 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2,6,22)
 344         do_sync_file_range(file, start, wait_end, SYNC_FILE_RANGE_WRITE);
 345 #else
 346         do_sync_mapping_range(inode->i_mapping, start, wait_end,
 347                               SYNC_FILE_RANGE_WRITE);
 348 #endif
 349         end = orig_end;
 350         wait_on_extent_writeback(&BTRFS_I(inode)->io_tree, start, orig_end);
 351
 352         while(1) {
 353                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, end);
 354                 if (!ordered) {
 355                         break;
 356                 }
 357                 if (ordered->file_offset > orig_end) {
 358                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
 359                         break;
 360                 }
 361                 if (ordered->file_offset + ordered->len < start) {
 362                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
 363                         break;
 364                 }
 365                 btrfs_start_ordered_extent(inode, ordered, 1);
 366                 end = ordered->file_offset;
 367                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
 368                 if (end == 0 || end == start)
 369                         break;
 370                 end--;
 371         }
 372         if (test_range_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, start, orig_end,
 373                            EXTENT_ORDERED | EXTENT_DELALLOC, 0)) {
 374                 printk("inode %lu still ordered or delalloc after wait "
 375                        "%llu %llu\n", inode->i_ino,
 376                        (unsigned long long)start,
 377                        (unsigned long long)orig_end);
 378                 goto again;
 379         }
 380 }
 381
 382 /*
 383  * find an ordered extent corresponding to file_offset.  return NULL if
 384  * nothing is found, otherwise take a reference on the extent and return it
 385  */
 386 struct btrfs_ordered_extent *btrfs_lookup_ordered_extent(struct inode *inode,
 387                                                          u64 file_offset)
 388 {
 389         struct btrfs_ordered_inode_tree *tree;
 390         struct rb_node *node;
 391         struct btrfs_ordered_extent *entry = NULL;
 392
 393         tree = &BTRFS_I(inode)->ordered_tree;
 394         mutex_lock(&tree->mutex);
 395         node = tree_search(tree, file_offset);
 396         if (!node)
 397                 goto out;
 398
 399         entry = rb_entry(node, struct btrfs_ordered_extent, rb_node);
 400         if (!offset_in_entry(entry, file_offset))
 401                 entry = NULL;
 402         if (entry)
 403                 atomic_inc(&entry->refs);
 404 out:
 405         mutex_unlock(&tree->mutex);
 406         return entry;
 407 }
 408
 409 /*
 410  * lookup and return any extent before 'file_offset'.  NULL is returned
 411  * if none is found
 412  */
 413 struct btrfs_ordered_extent *
 414 btrfs_lookup_first_ordered_extent(struct inode * inode, u64 file_offset)
 415 {
 416         struct btrfs_ordered_inode_tree *tree;
 417         struct rb_node *node;
 418         struct btrfs_ordered_extent *entry = NULL;
 419
 420         tree = &BTRFS_I(inode)->ordered_tree;
 421         mutex_lock(&tree->mutex);
 422         node = tree_search(tree, file_offset);
 423         if (!node)
 424                 goto out;
 425
 426         entry = rb_entry(node, struct btrfs_ordered_extent, rb_node);
 427         atomic_inc(&entry->refs);
 428 out:
 429         mutex_unlock(&tree->mutex);
 430         return entry;
 431 }
 432
 433 /*
 434  * After an extent is done, call this to conditionally update the on disk
 435  * i_size.  i_size is updated to cover any fully written part of the file.
 436  */
 437 int btrfs_ordered_update_i_size(struct inode *inode,
 438                                 struct btrfs_ordered_extent *ordered)
 439 {
 440         struct btrfs_ordered_inode_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->ordered_tree;
 441         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
 442         u64 disk_i_size;
 443         u64 new_i_size;
 444         u64 i_size_test;
 445         struct rb_node *node;
 446         struct btrfs_ordered_extent *test;
 447
 448         mutex_lock(&tree->mutex);
 449         disk_i_size = BTRFS_I(inode)->disk_i_size;
 450
 451         /*
 452          * if the disk i_size is already at the inode->i_size, or
 453          * this ordered extent is inside the disk i_size, we're done
 454          */
 455         if (disk_i_size >= inode->i_size ||
 456             ordered->file_offset + ordered->len <= disk_i_size) {
 457                 goto out;
 458         }
 459
 460         /*
 461          * we can't update the disk_isize if there are delalloc bytes
 462          * between disk_i_size and  this ordered extent
 463          */
 464         if (test_range_bit(io_tree, disk_i_size,
 465                            ordered->file_offset + ordered->len - 1,
 466                            EXTENT_DELALLOC, 0)) {
 467                 goto out;
 468         }
 469         /*
 470          * walk backward from this ordered extent to disk_i_size.
 471          * if we find an ordered extent then we can't update disk i_size
 472          * yet
 473          */
 474         node = &ordered->rb_node;
 475         while(1) {
 476                 node = rb_prev(node);
 477                 if (!node)
 478                         break;
 479                 test = rb_entry(node, struct btrfs_ordered_extent, rb_node);
 480                 if (test->file_offset + test->len <= disk_i_size)
 481                         break;
 482                 if (test->file_offset >= inode->i_size)
 483                         break;
 484                 if (test->file_offset >= disk_i_size)
 485                         goto out;
 486         }
 487         new_i_size = min_t(u64, entry_end(ordered), i_size_read(inode));
 488
 489         /*
 490          * at this point, we know we can safely update i_size to at least
 491          * the offset from this ordered extent.  But, we need to
 492          * walk forward and see if ios from higher up in the file have
 493          * finished.
 494          */
 495         node = rb_next(&ordered->rb_node);
 496         i_size_test = 0;
 497         if (node) {
 498                 /*
 499                  * do we have an area where IO might have finished
 500                  * between our ordered extent and the next one.
 501                  */
 502                 test = rb_entry(node, struct btrfs_ordered_extent, rb_node);
 503                 if (test->file_offset > entry_end(ordered)) {
 504                         i_size_test = test->file_offset - 1;
 505                 }
 506         } else {
 507                 i_size_test = i_size_read(inode);
 508         }
 509
 510         /*
 511          * i_size_test is the end of a region after this ordered
 512          * extent where there are no ordered extents.  As long as there
 513          * are no delalloc bytes in this area, it is safe to update
 514          * disk_i_size to the end of the region.
 515          */
 516         if (i_size_test > entry_end(ordered) &&
 517             !test_range_bit(io_tree, entry_end(ordered), i_size_test,
 518                            EXTENT_DELALLOC, 0)) {
 519                 new_i_size = min_t(u64, i_size_test, i_size_read(inode));
 520         }
 521         BTRFS_I(inode)->disk_i_size = new_i_size;
 522 out:
 523         mutex_unlock(&tree->mutex);
 524         return 0;
 525 }
 526
 527 /*
 528  * search the ordered extents for one corresponding to 'offset' and
 529  * try to find a checksum.  This is used because we allow pages to
 530  * be reclaimed before their checksum is actually put into the btree
 531  */
 532 int btrfs_find_ordered_sum(struct inode *inode, u64 offset, u32 *sum)
 533 {
 534         struct btrfs_ordered_sum *ordered_sum;
 535         struct btrfs_sector_sum *sector_sums;
 536         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
 537         struct btrfs_ordered_inode_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->ordered_tree;
 538         struct list_head *cur;
 539         unsigned long num_sectors;
 540         unsigned long i;
 541         u32 sectorsize = BTRFS_I(inode)->root->sectorsize;
 542         int ret = 1;
 543
 544         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, offset);
 545         if (!ordered)
 546                 return 1;
 547
 548         mutex_lock(&tree->mutex);
 549         list_for_each_prev(cur, &ordered->list) {
 550                 ordered_sum = list_entry(cur, struct btrfs_ordered_sum, list);
 551                 if (offset >= ordered_sum->file_offset) {
 552                         num_sectors = ordered_sum->len / sectorsize;
 553                         sector_sums = &ordered_sum->sums;
 554                         for (i = 0; i < num_sectors; i++) {
 555                                 if (sector_sums[i].offset == offset) {
 556                                         *sum = sector_sums[i].sum;
 557                                         ret = 0;
 558                                         goto out;
 559                                 }
 560                         }
 561                 }
 562         }
 563 out:
 564         mutex_unlock(&tree->mutex);
 565         return ret;
 566 }
 567