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 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  13 /* How out of date a pointer gen is allowed to be: */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         .trigger        = bch2_trigger_alloc,           \
 186         .min_val_size   = 8,                            \
 187 })
 188
 189 #define bch2_bkey_ops_alloc_v2 ((struct bkey_ops) {     \
 190         .key_invalid    = bch2_alloc_v2_invalid,        \
 191         .val_to_text    = bch2_alloc_to_text,           \
 192         .trigger        = bch2_trigger_alloc,           \
 193         .min_val_size   = 8,                            \
 194 })
 195
 196 #define bch2_bkey_ops_alloc_v3 ((struct bkey_ops) {     \
 197         .key_invalid    = bch2_alloc_v3_invalid,        \
 198         .val_to_text    = bch2_alloc_to_text,           \
 199         .trigger        = bch2_trigger_alloc,           \
 200         .min_val_size   = 16,                           \
 201 })
 202
 203 #define bch2_bkey_ops_alloc_v4 ((struct bkey_ops) {     \
 204         .key_invalid    = bch2_alloc_v4_invalid,        \
 205         .val_to_text    = bch2_alloc_to_text,           \
 206         .swab           = bch2_alloc_v4_swab,           \
 207         .trigger        = bch2_trigger_alloc,           \
 208         .min_val_size   = 48,                           \
 209 })
 210
 211 int bch2_bucket_gens_invalid(struct bch_fs *, struct bkey_s_c,
 212                              enum bkey_invalid_flags, struct printbuf *);
 213 void bch2_bucket_gens_to_text(struct printbuf *, struct bch_fs *, struct bkey_s_c);
 214
 215 #define bch2_bkey_ops_bucket_gens ((struct bkey_ops) {  \
 216         .key_invalid    = bch2_bucket_gens_invalid,     \
 217         .val_to_text    = bch2_bucket_gens_to_text,     \
 218 })
 219
 220 int bch2_bucket_gens_init(struct bch_fs *);
 221
 222 static inline bool bkey_is_alloc(const struct bkey *k)
 223 {
 224         return  k->type == KEY_TYPE_alloc ||
 225                 k->type == KEY_TYPE_alloc_v2 ||
 226                 k->type == KEY_TYPE_alloc_v3;
 227 }
 228
 229 int bch2_alloc_read(struct bch_fs *);
 230
 231 int bch2_trigger_alloc(struct btree_trans *, enum btree_id, unsigned,
 232                        struct bkey_s_c, struct bkey_s, unsigned);
 233 int bch2_check_alloc_info(struct bch_fs *);
 234 int bch2_check_alloc_to_lru_refs(struct bch_fs *);
 235 void bch2_do_discards(struct bch_fs *);
 236
 237 static inline u64 should_invalidate_buckets(struct bch_dev *ca,
 238                                             struct bch_dev_usage u)
 239 {
 240         u64 want_free = ca->mi.nbuckets >> 7;
 241         u64 free = max_t(s64, 0,
 242                            u.d[BCH_DATA_free].buckets
 243                          + u.d[BCH_DATA_need_discard].buckets
 244                          - bch2_dev_buckets_reserved(ca, BCH_WATERMARK_stripe));
 245
 246         return clamp_t(s64, want_free - free, 0, u.d[BCH_DATA_cached].buckets);
 247 }
 248
 249 void bch2_do_invalidates(struct bch_fs *);
 250
 251 static inline struct bch_backpointer *alloc_v4_backpointers(struct bch_alloc_v4 *a)
 252 {
 253         return (void *) ((u64 *) &a->v +
 254                          (BCH_ALLOC_V4_BACKPOINTERS_START(a) ?:
 255                           BCH_ALLOC_V4_U64s_V0));
 256 }
 257
 258 static inline const struct bch_backpointer *alloc_v4_backpointers_c(const struct bch_alloc_v4 *a)
 259 {
 260         return (void *) ((u64 *) &a->v + BCH_ALLOC_V4_BACKPOINTERS_START(a));
 261 }
 262
 263 int bch2_dev_freespace_init(struct bch_fs *, struct bch_dev *, u64, u64);
 264 int bch2_fs_freespace_init(struct bch_fs *);
 265
 266 void bch2_recalc_capacity(struct bch_fs *);
 267 u64 bch2_min_rw_member_capacity(struct bch_fs *);
 268
 269 void bch2_dev_allocator_remove(struct bch_fs *, struct bch_dev *);
 270 void bch2_dev_allocator_add(struct bch_fs *, struct bch_dev *);
 271
 272 void bch2_fs_allocator_background_init(struct bch_fs *);
 273
 274 #endif /* _BCACHEFS_ALLOC_BACKGROUND_H */