]> git.sesse.net Git - bcachefs-tools-debian/blob - libbcachefs/alloc_background.h
96671f166dd8053a7842fdda13e9afd14e62144b
[bcachefs-tools-debian] / 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 enum bkey_invalid_flags;
12
13 /* How out of date a pointer gen is allowed to be: */
14 #define BUCKET_GC_GEN_MAX       96U
15
16 static inline bool bch2_dev_bucket_exists(struct bch_fs *c, struct bpos pos)
17 {
18         struct bch_dev *ca;
19
20         if (!bch2_dev_exists2(c, pos.inode))
21                 return false;
22
23         ca = bch_dev_bkey_exists(c, pos.inode);
24         return pos.offset >= ca->mi.first_bucket &&
25                 pos.offset < ca->mi.nbuckets;
26 }
27
28 static inline u64 bucket_to_u64(struct bpos bucket)
29 {
30         return (bucket.inode << 48) | bucket.offset;
31 }
32
33 static inline struct bpos u64_to_bucket(u64 bucket)
34 {
35         return POS(bucket >> 48, bucket & ~(~0ULL << 48));
36 }
37
38 static inline u8 alloc_gc_gen(struct bch_alloc_v4 a)
39 {
40         return a.gen - a.oldest_gen;
41 }
42
43 static inline enum bch_data_type __alloc_data_type(u32 dirty_sectors,
44                                                    u32 cached_sectors,
45                                                    u32 stripe,
46                                                    struct bch_alloc_v4 a,
47                                                    enum bch_data_type data_type)
48 {
49         if (stripe)
50                 return data_type == BCH_DATA_parity ? data_type : BCH_DATA_stripe;
51         if (dirty_sectors)
52                 return data_type;
53         if (cached_sectors)
54                 return BCH_DATA_cached;
55         if (BCH_ALLOC_V4_NEED_DISCARD(&a))
56                 return BCH_DATA_need_discard;
57         if (alloc_gc_gen(a) >= BUCKET_GC_GEN_MAX)
58                 return BCH_DATA_need_gc_gens;
59         return BCH_DATA_free;
60 }
61
62 static inline enum bch_data_type alloc_data_type(struct bch_alloc_v4 a,
63                                                  enum bch_data_type data_type)
64 {
65         return __alloc_data_type(a.dirty_sectors, a.cached_sectors,
66                                  a.stripe, a, data_type);
67 }
68
69 static inline enum bch_data_type bucket_data_type(enum bch_data_type data_type)
70 {
71         return data_type == BCH_DATA_stripe ? BCH_DATA_user : data_type;
72 }
73
74 static inline unsigned bch2_bucket_sectors(struct bch_alloc_v4 a)
75 {
76         return a.dirty_sectors + a.cached_sectors;
77 }
78
79 static inline unsigned bch2_bucket_sectors_dirty(struct bch_alloc_v4 a)
80 {
81         return a.dirty_sectors;
82 }
83
84 static inline unsigned bch2_bucket_sectors_fragmented(struct bch_dev *ca,
85                                                  struct bch_alloc_v4 a)
86 {
87         int d = bch2_bucket_sectors_dirty(a);
88
89         return d ? max(0, ca->mi.bucket_size - d) : 0;
90 }
91
92 static inline u64 alloc_lru_idx_read(struct bch_alloc_v4 a)
93 {
94         return a.data_type == BCH_DATA_cached ? a.io_time[READ] : 0;
95 }
96
97 #define DATA_TYPES_MOVABLE              \
98         ((1U << BCH_DATA_btree)|        \
99          (1U << BCH_DATA_user)|         \
100          (1U << BCH_DATA_stripe))
101
102 static inline bool data_type_movable(enum bch_data_type type)
103 {
104         return (1U << type) & DATA_TYPES_MOVABLE;
105 }
106
107 static inline u64 alloc_lru_idx_fragmentation(struct bch_alloc_v4 a,
108                                               struct bch_dev *ca)
109 {
110         if (!data_type_movable(a.data_type) ||
111             !bch2_bucket_sectors_fragmented(ca, a))
112                 return 0;
113
114         u64 d = bch2_bucket_sectors_dirty(a);
115         return div_u64(d * (1ULL << 31), ca->mi.bucket_size);
116 }
117
118 static inline u64 alloc_freespace_genbits(struct bch_alloc_v4 a)
119 {
120         return ((u64) alloc_gc_gen(a) >> 4) << 56;
121 }
122
123 static inline struct bpos alloc_freespace_pos(struct bpos pos, struct bch_alloc_v4 a)
124 {
125         pos.offset |= alloc_freespace_genbits(a);
126         return pos;
127 }
128
129 static inline unsigned alloc_v4_u64s(const struct bch_alloc_v4 *a)
130 {
131         unsigned ret = (BCH_ALLOC_V4_BACKPOINTERS_START(a) ?:
132                         BCH_ALLOC_V4_U64s_V0) +
133                 BCH_ALLOC_V4_NR_BACKPOINTERS(a) *
134                 (sizeof(struct bch_backpointer) / sizeof(u64));
135
136         BUG_ON(ret > U8_MAX - BKEY_U64s);
137         return ret;
138 }
139
140 static inline void set_alloc_v4_u64s(struct bkey_i_alloc_v4 *a)
141 {
142         set_bkey_val_u64s(&a->k, alloc_v4_u64s(&a->v));
143 }
144
145 struct bkey_i_alloc_v4 *
146 bch2_trans_start_alloc_update(struct btree_trans *, struct btree_iter *, struct bpos);
147
148 void __bch2_alloc_to_v4(struct bkey_s_c, struct bch_alloc_v4 *);
149
150 static inline const struct bch_alloc_v4 *bch2_alloc_to_v4(struct bkey_s_c k, struct bch_alloc_v4 *convert)
151 {
152         const struct bch_alloc_v4 *ret;
153
154         if (unlikely(k.k->type != KEY_TYPE_alloc_v4))
155                 goto slowpath;
156
157         ret = bkey_s_c_to_alloc_v4(k).v;
158         if (BCH_ALLOC_V4_BACKPOINTERS_START(ret) != BCH_ALLOC_V4_U64s)
159                 goto slowpath;
160
161         return ret;
162 slowpath:
163         __bch2_alloc_to_v4(k, convert);
164         return convert;
165 }
166
167 struct bkey_i_alloc_v4 *bch2_alloc_to_v4_mut(struct btree_trans *, struct bkey_s_c);
168
169 int bch2_bucket_io_time_reset(struct btree_trans *, unsigned, size_t, int);
170
171 int bch2_alloc_v1_invalid(struct bch_fs *, struct bkey_s_c,
172                           enum bkey_invalid_flags, struct printbuf *);
173 int bch2_alloc_v2_invalid(struct bch_fs *, struct bkey_s_c,
174                           enum bkey_invalid_flags, struct printbuf *);
175 int bch2_alloc_v3_invalid(struct bch_fs *, struct bkey_s_c,
176                           enum bkey_invalid_flags, struct printbuf *);
177 int bch2_alloc_v4_invalid(struct bch_fs *, struct bkey_s_c,
178                           enum bkey_invalid_flags, struct printbuf *);
179 void bch2_alloc_v4_swab(struct bkey_s);
180 void bch2_alloc_to_text(struct printbuf *, struct bch_fs *, struct bkey_s_c);
181
182 #define bch2_bkey_ops_alloc ((struct bkey_ops) {        \
183         .key_invalid    = bch2_alloc_v1_invalid,        \
184         .val_to_text    = bch2_alloc_to_text,           \
185         .trans_trigger  = bch2_trans_mark_alloc,        \
186         .atomic_trigger = bch2_mark_alloc,              \
187         .min_val_size   = 8,                            \
188 })
189
190 #define bch2_bkey_ops_alloc_v2 ((struct bkey_ops) {     \
191         .key_invalid    = bch2_alloc_v2_invalid,        \
192         .val_to_text    = bch2_alloc_to_text,           \
193         .trans_trigger  = bch2_trans_mark_alloc,        \
194         .atomic_trigger = bch2_mark_alloc,              \
195         .min_val_size   = 8,                            \
196 })
197
198 #define bch2_bkey_ops_alloc_v3 ((struct bkey_ops) {     \
199         .key_invalid    = bch2_alloc_v3_invalid,        \
200         .val_to_text    = bch2_alloc_to_text,           \
201         .trans_trigger  = bch2_trans_mark_alloc,        \
202         .atomic_trigger = bch2_mark_alloc,              \
203         .min_val_size   = 16,                           \
204 })
205
206 #define bch2_bkey_ops_alloc_v4 ((struct bkey_ops) {     \
207         .key_invalid    = bch2_alloc_v4_invalid,        \
208         .val_to_text    = bch2_alloc_to_text,           \
209         .swab           = bch2_alloc_v4_swab,           \
210         .trans_trigger  = bch2_trans_mark_alloc,        \
211         .atomic_trigger = bch2_mark_alloc,              \
212         .min_val_size   = 48,                           \
213 })
214
215 int bch2_bucket_gens_invalid(struct bch_fs *, struct bkey_s_c,
216                              enum bkey_invalid_flags, struct printbuf *);
217 void bch2_bucket_gens_to_text(struct printbuf *, struct bch_fs *, struct bkey_s_c);
218
219 #define bch2_bkey_ops_bucket_gens ((struct bkey_ops) {  \
220         .key_invalid    = bch2_bucket_gens_invalid,     \
221         .val_to_text    = bch2_bucket_gens_to_text,     \
222 })
223
224 int bch2_bucket_gens_init(struct bch_fs *);
225
226 static inline bool bkey_is_alloc(const struct bkey *k)
227 {
228         return  k->type == KEY_TYPE_alloc ||
229                 k->type == KEY_TYPE_alloc_v2 ||
230                 k->type == KEY_TYPE_alloc_v3;
231 }
232
233 int bch2_alloc_read(struct bch_fs *);
234
235 int bch2_trans_mark_alloc(struct btree_trans *, enum btree_id, unsigned,
236                           struct bkey_s_c, struct bkey_i *, unsigned);
237 int bch2_check_alloc_info(struct bch_fs *);
238 int bch2_check_alloc_to_lru_refs(struct bch_fs *);
239 void bch2_do_discards(struct bch_fs *);
240
241 static inline u64 should_invalidate_buckets(struct bch_dev *ca,
242                                             struct bch_dev_usage u)
243 {
244         u64 want_free = ca->mi.nbuckets >> 7;
245         u64 free = max_t(s64, 0,
246                            u.d[BCH_DATA_free].buckets
247                          + u.d[BCH_DATA_need_discard].buckets
248                          - bch2_dev_buckets_reserved(ca, BCH_WATERMARK_stripe));
249
250         return clamp_t(s64, want_free - free, 0, u.d[BCH_DATA_cached].buckets);
251 }
252
253 void bch2_do_invalidates(struct bch_fs *);
254
255 static inline struct bch_backpointer *alloc_v4_backpointers(struct bch_alloc_v4 *a)
256 {
257         return (void *) ((u64 *) &a->v +
258                          (BCH_ALLOC_V4_BACKPOINTERS_START(a) ?:
259                           BCH_ALLOC_V4_U64s_V0));
260 }
261
262 static inline const struct bch_backpointer *alloc_v4_backpointers_c(const struct bch_alloc_v4 *a)
263 {
264         return (void *) ((u64 *) &a->v + BCH_ALLOC_V4_BACKPOINTERS_START(a));
265 }
266
267 int bch2_dev_freespace_init(struct bch_fs *, struct bch_dev *, u64, u64);
268 int bch2_fs_freespace_init(struct bch_fs *);
269
270 void bch2_recalc_capacity(struct bch_fs *);
271 u64 bch2_min_rw_member_capacity(struct bch_fs *);
272
273 void bch2_dev_allocator_remove(struct bch_fs *, struct bch_dev *);
274 void bch2_dev_allocator_add(struct bch_fs *, struct bch_dev *);
275
276 void bch2_fs_allocator_background_init(struct bch_fs *);
277
278 #endif /* _BCACHEFS_ALLOC_BACKGROUND_H */