git.sesse.net Git - bcachefs-tools-debian/blob - libbcachefs/alloc_background.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 #ifndef _BCACHEFS_ALLOC_BACKGROUND_H
   3 #define _BCACHEFS_ALLOC_BACKGROUND_H
   4
   5 #include "bcachefs.h"
   6 #include "alloc_types.h"
   7 #include "buckets.h"
   8 #include "debug.h"
   9 #include "super.h"
  10
  11 /* How out of date a pointer gen is allowed to be: */
  12 #define BUCKET_GC_GEN_MAX       96U
  13
  14 static inline bool bch2_dev_bucket_exists(struct bch_fs *c, struct bpos pos)
  15 {
  16         struct bch_dev *ca;
  17
  18         if (!bch2_dev_exists2(c, pos.inode))
  19                 return false;
  20
  21         ca = bch_dev_bkey_exists(c, pos.inode);
  22         return pos.offset >= ca->mi.first_bucket &&
  23                 pos.offset < ca->mi.nbuckets;
  24 }
  25
  26 static inline u64 bucket_to_u64(struct bpos bucket)
  27 {
  28         return (bucket.inode << 48) | bucket.offset;
  29 }
  30
  31 static inline struct bpos u64_to_bucket(u64 bucket)
  32 {
  33         return POS(bucket >> 48, bucket & ~(~0ULL << 48));
  34 }
  35
  36 static inline u8 alloc_gc_gen(struct bch_alloc_v4 a)
  37 {
  38         return a.gen - a.oldest_gen;
  39 }
  40
  41 static inline enum bch_data_type __alloc_data_type(u32 dirty_sectors,
  42                                                    u32 cached_sectors,
  43                                                    u32 stripe,
  44                                                    struct bch_alloc_v4 a,
  45                                                    enum bch_data_type data_type)
  46 {
  47         if (stripe)
  48                 return data_type == BCH_DATA_parity ? data_type : BCH_DATA_stripe;
  49         if (dirty_sectors)
  50                 return data_type;
  51         if (cached_sectors)
  52                 return BCH_DATA_cached;
  53         if (BCH_ALLOC_V4_NEED_DISCARD(&a))
  54                 return BCH_DATA_need_discard;
  55         if (alloc_gc_gen(a) >= BUCKET_GC_GEN_MAX)
  56                 return BCH_DATA_need_gc_gens;
  57         return BCH_DATA_free;
  58 }
  59
  60 static inline enum bch_data_type alloc_data_type(struct bch_alloc_v4 a,
  61                                                  enum bch_data_type data_type)
  62 {
  63         return __alloc_data_type(a.dirty_sectors, a.cached_sectors,
  64                                  a.stripe, a, data_type);
  65 }
  66
  67 static inline enum bch_data_type bucket_data_type(enum bch_data_type data_type)
  68 {
  69         return data_type == BCH_DATA_stripe ? BCH_DATA_user : data_type;
  70 }
  71
  72 static inline u64 alloc_lru_idx_read(struct bch_alloc_v4 a)
  73 {
  74         return a.data_type == BCH_DATA_cached ? a.io_time[READ] : 0;
  75 }
  76
  77 #define DATA_TYPES_MOVABLE              \
  78         ((1U << BCH_DATA_btree)|        \
  79          (1U << BCH_DATA_user)|         \
  80          (1U << BCH_DATA_stripe))
  81
  82 static inline bool data_type_movable(enum bch_data_type type)
  83 {
  84         return (1U << type) & DATA_TYPES_MOVABLE;
  85 }
  86
  87 static inline u64 alloc_lru_idx_fragmentation(struct bch_alloc_v4 a,
  88                                               struct bch_dev *ca)
  89 {
  90         if (!data_type_movable(a.data_type) ||
  91             a.dirty_sectors >= ca->mi.bucket_size)
  92                 return 0;
  93
  94         return div_u64((u64) a.dirty_sectors * (1ULL << 31), ca->mi.bucket_size);
  95 }
  96
  97 static inline u64 alloc_freespace_genbits(struct bch_alloc_v4 a)
  98 {
  99         return ((u64) alloc_gc_gen(a) >> 4) << 56;
 100 }
 101
 102 static inline struct bpos alloc_freespace_pos(struct bpos pos, struct bch_alloc_v4 a)
 103 {
 104         pos.offset |= alloc_freespace_genbits(a);
 105         return pos;
 106 }
 107
 108 static inline unsigned alloc_v4_u64s(const struct bch_alloc_v4 *a)
 109 {
 110         unsigned ret = (BCH_ALLOC_V4_BACKPOINTERS_START(a) ?:
 111                         BCH_ALLOC_V4_U64s_V0) +
 112                 BCH_ALLOC_V4_NR_BACKPOINTERS(a) *
 113                 (sizeof(struct bch_backpointer) / sizeof(u64));
 114
 115         BUG_ON(ret > U8_MAX - BKEY_U64s);
 116         return ret;
 117 }
 118
 119 static inline void set_alloc_v4_u64s(struct bkey_i_alloc_v4 *a)
 120 {
 121         set_bkey_val_u64s(&a->k, alloc_v4_u64s(&a->v));
 122 }
 123
 124 struct bkey_i_alloc_v4 *
 125 bch2_trans_start_alloc_update(struct btree_trans *, struct btree_iter *, struct bpos);
 126
 127 void __bch2_alloc_to_v4(struct bkey_s_c, struct bch_alloc_v4 *);
 128
 129 static inline const struct bch_alloc_v4 *bch2_alloc_to_v4(struct bkey_s_c k, struct bch_alloc_v4 *convert)
 130 {
 131         const struct bch_alloc_v4 *ret;
 132
 133         if (unlikely(k.k->type != KEY_TYPE_alloc_v4))
 134                 goto slowpath;
 135
 136         ret = bkey_s_c_to_alloc_v4(k).v;
 137         if (BCH_ALLOC_V4_BACKPOINTERS_START(ret) != BCH_ALLOC_V4_U64s)
 138                 goto slowpath;
 139
 140         return ret;
 141 slowpath:
 142         __bch2_alloc_to_v4(k, convert);
 143         return convert;
 144 }
 145
 146 struct bkey_i_alloc_v4 *bch2_alloc_to_v4_mut(struct btree_trans *, struct bkey_s_c);
 147
 148 int bch2_bucket_io_time_reset(struct btree_trans *, unsigned, size_t, int);
 149
 150 int bch2_alloc_v1_invalid(const struct bch_fs *, struct bkey_s_c, unsigned, struct printbuf *);
 151 int bch2_alloc_v2_invalid(const struct bch_fs *, struct bkey_s_c, unsigned, struct printbuf *);
 152 int bch2_alloc_v3_invalid(const struct bch_fs *, struct bkey_s_c, unsigned, struct printbuf *);
 153 int bch2_alloc_v4_invalid(const struct bch_fs *, struct bkey_s_c, unsigned, struct printbuf *);
 154 void bch2_alloc_v4_swab(struct bkey_s);
 155 void bch2_alloc_to_text(struct printbuf *, struct bch_fs *, struct bkey_s_c);
 156
 157 #define bch2_bkey_ops_alloc ((struct bkey_ops) {        \
 158         .key_invalid    = bch2_alloc_v1_invalid,        \
 159         .val_to_text    = bch2_alloc_to_text,           \
 160         .trans_trigger  = bch2_trans_mark_alloc,        \
 161         .atomic_trigger = bch2_mark_alloc,              \
 162         .min_val_size   = 8,                            \
 163 })
 164
 165 #define bch2_bkey_ops_alloc_v2 ((struct bkey_ops) {     \
 166         .key_invalid    = bch2_alloc_v2_invalid,        \
 167         .val_to_text    = bch2_alloc_to_text,           \
 168         .trans_trigger  = bch2_trans_mark_alloc,        \
 169         .atomic_trigger = bch2_mark_alloc,              \
 170         .min_val_size   = 8,                            \
 171 })
 172
 173 #define bch2_bkey_ops_alloc_v3 ((struct bkey_ops) {     \
 174         .key_invalid    = bch2_alloc_v3_invalid,        \
 175         .val_to_text    = bch2_alloc_to_text,           \
 176         .trans_trigger  = bch2_trans_mark_alloc,        \
 177         .atomic_trigger = bch2_mark_alloc,              \
 178         .min_val_size   = 16,                           \
 179 })
 180
 181 #define bch2_bkey_ops_alloc_v4 ((struct bkey_ops) {     \
 182         .key_invalid    = bch2_alloc_v4_invalid,        \
 183         .val_to_text    = bch2_alloc_to_text,           \
 184         .swab           = bch2_alloc_v4_swab,           \
 185         .trans_trigger  = bch2_trans_mark_alloc,        \
 186         .atomic_trigger = bch2_mark_alloc,              \
 187         .min_val_size   = 48,                           \
 188 })
 189
 190 int bch2_bucket_gens_invalid(const struct bch_fs *, struct bkey_s_c, unsigned, struct printbuf *);
 191 void bch2_bucket_gens_to_text(struct printbuf *, struct bch_fs *, struct bkey_s_c);
 192
 193 #define bch2_bkey_ops_bucket_gens ((struct bkey_ops) {  \
 194         .key_invalid    = bch2_bucket_gens_invalid,     \
 195         .val_to_text    = bch2_bucket_gens_to_text,     \
 196 })
 197
 198 int bch2_bucket_gens_init(struct bch_fs *);
 199
 200 static inline bool bkey_is_alloc(const struct bkey *k)
 201 {
 202         return  k->type == KEY_TYPE_alloc ||
 203                 k->type == KEY_TYPE_alloc_v2 ||
 204                 k->type == KEY_TYPE_alloc_v3;
 205 }
 206
 207 int bch2_alloc_read(struct bch_fs *);
 208 int bch2_bucket_gens_read(struct bch_fs *);
 209
 210 int bch2_trans_mark_alloc(struct btree_trans *, enum btree_id, unsigned,
 211                           struct bkey_s_c, struct bkey_i *, unsigned);
 212 int bch2_check_alloc_info(struct bch_fs *);
 213 int bch2_check_alloc_to_lru_refs(struct bch_fs *);
 214 void bch2_do_discards(struct bch_fs *);
 215
 216 static inline u64 should_invalidate_buckets(struct bch_dev *ca,
 217                                             struct bch_dev_usage u)
 218 {
 219         u64 want_free = ca->mi.nbuckets >> 7;
 220         u64 free = max_t(s64, 0,
 221                            u.d[BCH_DATA_free].buckets
 222                          + u.d[BCH_DATA_need_discard].buckets
 223                          - bch2_dev_buckets_reserved(ca, RESERVE_stripe));
 224
 225         return clamp_t(s64, want_free - free, 0, u.d[BCH_DATA_cached].buckets);
 226 }
 227
 228 void bch2_do_invalidates(struct bch_fs *);
 229
 230 static inline struct bch_backpointer *alloc_v4_backpointers(struct bch_alloc_v4 *a)
 231 {
 232         return (void *) ((u64 *) &a->v +
 233                          (BCH_ALLOC_V4_BACKPOINTERS_START(a) ?:
 234                           BCH_ALLOC_V4_U64s_V0));
 235 }
 236
 237 static inline const struct bch_backpointer *alloc_v4_backpointers_c(const struct bch_alloc_v4 *a)
 238 {
 239         return (void *) ((u64 *) &a->v + BCH_ALLOC_V4_BACKPOINTERS_START(a));
 240 }
 241
 242 int bch2_fs_freespace_init(struct bch_fs *);
 243
 244 void bch2_recalc_capacity(struct bch_fs *);
 245
 246 void bch2_dev_allocator_remove(struct bch_fs *, struct bch_dev *);
 247 void bch2_dev_allocator_add(struct bch_fs *, struct bch_dev *);
 248
 249 void bch2_fs_allocator_background_init(struct bch_fs *);
 250
 251 #endif /* _BCACHEFS_ALLOC_BACKGROUND_H */