fs/btrfs/extent_map.c

   1 #include <linux/err.h>
   2 #include <linux/gfp.h>
   3 #include <linux/slab.h>
   4 #include <linux/module.h>
   5 #include <linux/spinlock.h>
   6 #include <linux/version.h>
   7 #include <linux/hardirq.h>
   8 #include "extent_map.h"
   9
  10 /* temporary define until extent_map moves out of btrfs */
  11 struct kmem_cache *btrfs_cache_create(const char *name, size_t size,
  12                                        unsigned long extra_flags,
  13                                        void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *,
  14                                                     unsigned long));
  15
  16 static struct kmem_cache *extent_map_cache;
  17
  18 int __init extent_map_init(void)
  19 {
  20         extent_map_cache = btrfs_cache_create("extent_map",
  21                                             sizeof(struct extent_map), 0,
  22                                             NULL);
  23         if (!extent_map_cache)
  24                 return -ENOMEM;
  25         return 0;
  26 }
  27
  28 void extent_map_exit(void)
  29 {
  30         if (extent_map_cache)
  31                 kmem_cache_destroy(extent_map_cache);
  32 }
  33
  34 /**
  35  * extent_map_tree_init - initialize extent map tree
  36  * @tree:               tree to initialize
  37  * @mask:               flags for memory allocations during tree operations
  38  *
  39  * Initialize the extent tree @tree.  Should be called for each new inode
  40  * or other user of the extent_map interface.
  41  */
  42 void extent_map_tree_init(struct extent_map_tree *tree, gfp_t mask)
  43 {
  44         tree->map.rb_node = NULL;
  45         tree->last = NULL;
  46         spin_lock_init(&tree->lock);
  47 }
  48 EXPORT_SYMBOL(extent_map_tree_init);
  49
  50 /**
  51  * alloc_extent_map - allocate new extent map structure
  52  * @mask:       memory allocation flags
  53  *
  54  * Allocate a new extent_map structure.  The new structure is
  55  * returned with a reference count of one and needs to be
  56  * freed using free_extent_map()
  57  */
  58 struct extent_map *alloc_extent_map(gfp_t mask)
  59 {
  60         struct extent_map *em;
  61         em = kmem_cache_alloc(extent_map_cache, mask);
  62         if (!em || IS_ERR(em))
  63                 return em;
  64         em->in_tree = 0;
  65         em->flags = 0;
  66         atomic_set(&em->refs, 1);
  67         return em;
  68 }
  69 EXPORT_SYMBOL(alloc_extent_map);
  70
  71 /**
  72  * free_extent_map - drop reference count of an extent_map
  73  * @em:         extent map beeing releasead
  74  *
  75  * Drops the reference out on @em by one and free the structure
  76  * if the reference count hits zero.
  77  */
  78 void free_extent_map(struct extent_map *em)
  79 {
  80         if (!em)
  81                 return;
  82         WARN_ON(atomic_read(&em->refs) == 0);
  83         if (atomic_dec_and_test(&em->refs)) {
  84                 WARN_ON(em->in_tree);
  85                 kmem_cache_free(extent_map_cache, em);
  86         }
  87 }
  88 EXPORT_SYMBOL(free_extent_map);
  89
  90 static struct rb_node *tree_insert(struct rb_root *root, u64 offset,
  91                                    struct rb_node *node)
  92 {
  93         struct rb_node ** p = &root->rb_node;
  94         struct rb_node * parent = NULL;
  95         struct extent_map *entry;
  96
  97         while(*p) {
  98                 parent = *p;
  99                 entry = rb_entry(parent, struct extent_map, rb_node);
 100
 101                 WARN_ON(!entry->in_tree);
 102
 103                 if (offset < entry->start)
 104                         p = &(*p)->rb_left;
 105                 else if (offset >= extent_map_end(entry))
 106                         p = &(*p)->rb_right;
 107                 else
 108                         return parent;
 109         }
 110
 111         entry = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
 112         entry->in_tree = 1;
 113         rb_link_node(node, parent, p);
 114         rb_insert_color(node, root);
 115         return NULL;
 116 }
 117
 118 static struct rb_node *__tree_search(struct rb_root *root, u64 offset,
 119                                      struct rb_node **prev_ret,
 120                                      struct rb_node **next_ret)
 121 {
 122         struct rb_node * n = root->rb_node;
 123         struct rb_node *prev = NULL;
 124         struct rb_node *orig_prev = NULL;
 125         struct extent_map *entry;
 126         struct extent_map *prev_entry = NULL;
 127
 128         while(n) {
 129                 entry = rb_entry(n, struct extent_map, rb_node);
 130                 prev = n;
 131                 prev_entry = entry;
 132
 133                 WARN_ON(!entry->in_tree);
 134
 135                 if (offset < entry->start)
 136                         n = n->rb_left;
 137                 else if (offset >= extent_map_end(entry))
 138                         n = n->rb_right;
 139                 else
 140                         return n;
 141         }
 142
 143         if (prev_ret) {
 144                 orig_prev = prev;
 145                 while(prev && offset >= extent_map_end(prev_entry)) {
 146                         prev = rb_next(prev);
 147                         prev_entry = rb_entry(prev, struct extent_map, rb_node);
 148                 }
 149                 *prev_ret = prev;
 150                 prev = orig_prev;
 151         }
 152
 153         if (next_ret) {
 154                 prev_entry = rb_entry(prev, struct extent_map, rb_node);
 155                 while(prev && offset < prev_entry->start) {
 156                         prev = rb_prev(prev);
 157                         prev_entry = rb_entry(prev, struct extent_map, rb_node);
 158                 }
 159                 *next_ret = prev;
 160         }
 161         return NULL;
 162 }
 163
 164 static inline struct rb_node *tree_search(struct rb_root *root, u64 offset)
 165 {
 166         struct rb_node *prev;
 167         struct rb_node *ret;
 168         ret = __tree_search(root, offset, &prev, NULL);
 169         if (!ret)
 170                 return prev;
 171         return ret;
 172 }
 173
 174 static int mergable_maps(struct extent_map *prev, struct extent_map *next)
 175 {
 176         if (extent_map_end(prev) == next->start &&
 177             prev->flags == next->flags &&
 178             prev->bdev == next->bdev &&
 179             ((next->block_start == EXTENT_MAP_HOLE &&
 180               prev->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
 181              (next->block_start == EXTENT_MAP_INLINE &&
 182               prev->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) ||
 183              (next->block_start == EXTENT_MAP_DELALLOC &&
 184               prev->block_start == EXTENT_MAP_DELALLOC) ||
 185              (next->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE - 1 &&
 186               next->block_start == extent_map_block_end(prev)))) {
 187                 return 1;
 188         }
 189         return 0;
 190 }
 191
 192 /**
 193  * add_extent_mapping - add new extent map to the extent tree
 194  * @tree:       tree to insert new map in
 195  * @em:         map to insert
 196  *
 197  * Insert @em into @tree or perform a simple forward/backward merge with
 198  * existing mappings.  The extent_map struct passed in will be inserted
 199  * into the tree directly, with an additional reference taken, or a
 200  * reference dropped if the merge attempt was sucessfull.
 201  */
 202 int add_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 203                        struct extent_map *em)
 204 {
 205         int ret = 0;
 206         struct extent_map *merge = NULL;
 207         struct rb_node *rb;
 208
 209         BUG_ON(spin_trylock(&tree->lock));
 210         rb = tree_insert(&tree->map, em->start, &em->rb_node);
 211         if (rb) {
 212                 ret = -EEXIST;
 213                 free_extent_map(merge);
 214                 goto out;
 215         }
 216         atomic_inc(&em->refs);
 217         if (em->start != 0) {
 218                 rb = rb_prev(&em->rb_node);
 219                 if (rb)
 220                         merge = rb_entry(rb, struct extent_map, rb_node);
 221                 if (rb && mergable_maps(merge, em)) {
 222                         em->start = merge->start;
 223                         em->len += merge->len;
 224                         em->block_start = merge->block_start;
 225                         merge->in_tree = 0;
 226                         rb_erase(&merge->rb_node, &tree->map);
 227                         free_extent_map(merge);
 228                 }
 229          }
 230         rb = rb_next(&em->rb_node);
 231         if (rb)
 232                 merge = rb_entry(rb, struct extent_map, rb_node);
 233         if (rb && mergable_maps(em, merge)) {
 234                 em->len += merge->len;
 235                 rb_erase(&merge->rb_node, &tree->map);
 236                 merge->in_tree = 0;
 237                 free_extent_map(merge);
 238         }
 239         tree->last = em;
 240 out:
 241         return ret;
 242 }
 243 EXPORT_SYMBOL(add_extent_mapping);
 244
 245 static u64 range_end(u64 start, u64 len)
 246 {
 247         if (start + len < start)
 248                 return (u64)-1;
 249         return start + len;
 250 }
 251
 252 /**
 253  * lookup_extent_mapping - lookup extent_map
 254  * @tree:       tree to lookup in
 255  * @start:      byte offset to start the search
 256  * @len:        length of the lookup range
 257  *
 258  * Find and return the first extent_map struct in @tree that intersects the
 259  * [start, len] range.  There may be additional objects in the tree that
 260  * intersect, so check the object returned carefully to make sure that no
 261  * additional lookups are needed.
 262  */
 263 struct extent_map *lookup_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 264                                          u64 start, u64 len)
 265 {
 266         struct extent_map *em;
 267         struct rb_node *rb_node;
 268         struct rb_node *prev = NULL;
 269         struct rb_node *next = NULL;
 270         u64 end = range_end(start, len);
 271
 272         BUG_ON(spin_trylock(&tree->lock));
 273         em = tree->last;
 274         if (em && end > em->start && start < extent_map_end(em))
 275                 goto found;
 276
 277         rb_node = __tree_search(&tree->map, start, &prev, &next);
 278         if (!rb_node && prev) {
 279                 em = rb_entry(prev, struct extent_map, rb_node);
 280                 if (end > em->start && start < extent_map_end(em))
 281                         goto found;
 282         }
 283         if (!rb_node && next) {
 284                 em = rb_entry(next, struct extent_map, rb_node);
 285                 if (end > em->start && start < extent_map_end(em))
 286                         goto found;
 287         }
 288         if (!rb_node) {
 289                 em = NULL;
 290                 goto out;
 291         }
 292         if (IS_ERR(rb_node)) {
 293                 em = ERR_PTR(PTR_ERR(rb_node));
 294                 goto out;
 295         }
 296         em = rb_entry(rb_node, struct extent_map, rb_node);
 297         if (end > em->start && start < extent_map_end(em))
 298                 goto found;
 299
 300         em = NULL;
 301         goto out;
 302
 303 found:
 304         atomic_inc(&em->refs);
 305         tree->last = em;
 306 out:
 307         return em;
 308 }
 309 EXPORT_SYMBOL(lookup_extent_mapping);
 310
 311 /**
 312  * remove_extent_mapping - removes an extent_map from the extent tree
 313  * @tree:       extent tree to remove from
 314  * @em:         extent map beeing removed
 315  *
 316  * Removes @em from @tree.  No reference counts are dropped, and no checks
 317  * are done to see if the range is in use
 318  */
 319 int remove_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree, struct extent_map *em)
 320 {
 321         int ret = 0;
 322
 323         BUG_ON(spin_trylock(&tree->lock));
 324         rb_erase(&em->rb_node, &tree->map);
 325         em->in_tree = 0;
 326         if (tree->last == em)
 327                 tree->last = NULL;
 328         return ret;
 329 }
 330 EXPORT_SYMBOL(remove_extent_mapping);