git.sesse.net Git - bcachefs-tools-debian/blob - libbcachefs/util.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * random utiility code, for bcache but in theory not specific to bcache
   4  *
   5  * Copyright 2010, 2011 Kent Overstreet <kent.overstreet@gmail.com>
   6  * Copyright 2012 Google, Inc.
   7  */
   8
   9 #include <linux/bio.h>
  10 #include <linux/blkdev.h>
  11 #include <linux/ctype.h>
  12 #include <linux/debugfs.h>
  13 #include <linux/freezer.h>
  14 #include <linux/kthread.h>
  15 #include <linux/log2.h>
  16 #include <linux/math64.h>
  17 #include <linux/percpu.h>
  18 #include <linux/preempt.h>
  19 #include <linux/random.h>
  20 #include <linux/seq_file.h>
  21 #include <linux/string.h>
  22 #include <linux/types.h>
  23 #include <linux/sched/clock.h>
  24
  25 #include "eytzinger.h"
  26 #include "util.h"
  27
  28 static const char si_units[] = "?kMGTPEZY";
  29
  30 /* string_get_size units: */
  31 static const char *const units_2[] = {
  32         "B", "KiB", "MiB", "GiB", "TiB", "PiB", "EiB", "ZiB", "YiB"
  33 };
  34 static const char *const units_10[] = {
  35         "B", "kB", "MB", "GB", "TB", "PB", "EB", "ZB", "YB"
  36 };
  37
  38 static int parse_u64(const char *cp, u64 *res)
  39 {
  40         const char *start = cp;
  41         u64 v = 0;
  42
  43         if (!isdigit(*cp))
  44                 return -EINVAL;
  45
  46         do {
  47                 if (v > U64_MAX / 10)
  48                         return -ERANGE;
  49                 v *= 10;
  50                 if (v > U64_MAX - (*cp - '0'))
  51                         return -ERANGE;
  52                 v += *cp - '0';
  53                 cp++;
  54         } while (isdigit(*cp));
  55
  56         *res = v;
  57         return cp - start;
  58 }
  59
  60 static int bch2_pow(u64 n, u64 p, u64 *res)
  61 {
  62         *res = 1;
  63
  64         while (p--) {
  65                 if (*res > div_u64(U64_MAX, n))
  66                         return -ERANGE;
  67                 *res *= n;
  68         }
  69         return 0;
  70 }
  71
  72 static int parse_unit_suffix(const char *cp, u64 *res)
  73 {
  74         const char *start = cp;
  75         u64 base = 1024;
  76         unsigned u;
  77         int ret;
  78
  79         if (*cp == ' ')
  80                 cp++;
  81
  82         for (u = 1; u < strlen(si_units); u++)
  83                 if (*cp == si_units[u]) {
  84                         cp++;
  85                         goto got_unit;
  86                 }
  87
  88         for (u = 0; u < ARRAY_SIZE(units_2); u++)
  89                 if (!strncmp(cp, units_2[u], strlen(units_2[u]))) {
  90                         cp += strlen(units_2[u]);
  91                         goto got_unit;
  92                 }
  93
  94         for (u = 0; u < ARRAY_SIZE(units_10); u++)
  95                 if (!strncmp(cp, units_10[u], strlen(units_10[u]))) {
  96                         cp += strlen(units_10[u]);
  97                         base = 1000;
  98                         goto got_unit;
  99                 }
 100
 101         *res = 1;
 102         return 0;
 103 got_unit:
 104         ret = bch2_pow(base, u, res);
 105         if (ret)
 106                 return ret;
 107
 108         return cp - start;
 109 }
 110
 111 #define parse_or_ret(cp, _f)                    \
 112 do {                                            \
 113         int ret = _f;                           \
 114         if (ret < 0)                            \
 115                 return ret;                     \
 116         cp += ret;                              \
 117 } while (0)
 118
 119 static int __bch2_strtou64_h(const char *cp, u64 *res)
 120 {
 121         const char *start = cp;
 122         u64 v = 0, b, f_n = 0, f_d = 1;
 123         int ret;
 124
 125         parse_or_ret(cp, parse_u64(cp, &v));
 126
 127         if (*cp == '.') {
 128                 cp++;
 129                 ret = parse_u64(cp, &f_n);
 130                 if (ret < 0)
 131                         return ret;
 132                 cp += ret;
 133
 134                 ret = bch2_pow(10, ret, &f_d);
 135                 if (ret)
 136                         return ret;
 137         }
 138
 139         parse_or_ret(cp, parse_unit_suffix(cp, &b));
 140
 141         if (v > div_u64(U64_MAX, b))
 142                 return -ERANGE;
 143         v *= b;
 144
 145         if (f_n > div_u64(U64_MAX, b))
 146                 return -ERANGE;
 147
 148         if (v + (f_n * b) / f_d < v)
 149                 return -ERANGE;
 150         v += (f_n * b) / f_d;
 151
 152         *res = v;
 153         return cp - start;
 154 }
 155
 156 static int __bch2_strtoh(const char *cp, u64 *res,
 157                          u64 t_max, bool t_signed)
 158 {
 159         bool positive = *cp != '-';
 160         u64 v = 0;
 161
 162         if (*cp == '+' || *cp == '-')
 163                 cp++;
 164
 165         parse_or_ret(cp, __bch2_strtou64_h(cp, &v));
 166
 167         if (*cp == '\n')
 168                 cp++;
 169         if (*cp)
 170                 return -EINVAL;
 171
 172         if (positive) {
 173                 if (v > t_max)
 174                         return -ERANGE;
 175         } else {
 176                 if (v && !t_signed)
 177                         return -ERANGE;
 178
 179                 if (v > t_max + 1)
 180                         return -ERANGE;
 181                 v = -v;
 182         }
 183
 184         *res = v;
 185         return 0;
 186 }
 187
 188 #define STRTO_H(name, type)                                     \
 189 int bch2_ ## name ## _h(const char *cp, type *res)              \
 190 {                                                               \
 191         u64 v = 0;                                              \
 192         int ret = __bch2_strtoh(cp, &v, ANYSINT_MAX(type),      \
 193                         ANYSINT_MAX(type) != ((type) ~0ULL));   \
 194         *res = v;                                               \
 195         return ret;                                             \
 196 }
 197
 198 STRTO_H(strtoint, int)
 199 STRTO_H(strtouint, unsigned int)
 200 STRTO_H(strtoll, long long)
 201 STRTO_H(strtoull, unsigned long long)
 202 STRTO_H(strtou64, u64)
 203
 204 u64 bch2_read_flag_list(char *opt, const char * const list[])
 205 {
 206         u64 ret = 0;
 207         char *p, *s, *d = kstrdup(opt, GFP_KERNEL);
 208
 209         if (!d)
 210                 return -ENOMEM;
 211
 212         s = strim(d);
 213
 214         while ((p = strsep(&s, ","))) {
 215                 int flag = match_string(list, -1, p);
 216                 if (flag < 0) {
 217                         ret = -1;
 218                         break;
 219                 }
 220
 221                 ret |= 1 << flag;
 222         }
 223
 224         kfree(d);
 225
 226         return ret;
 227 }
 228
 229 bool bch2_is_zero(const void *_p, size_t n)
 230 {
 231         const char *p = _p;
 232         size_t i;
 233
 234         for (i = 0; i < n; i++)
 235                 if (p[i])
 236                         return false;
 237         return true;
 238 }
 239
 240 static void bch2_quantiles_update(struct quantiles *q, u64 v)
 241 {
 242         unsigned i = 0;
 243
 244         while (i < ARRAY_SIZE(q->entries)) {
 245                 struct quantile_entry *e = q->entries + i;
 246
 247                 if (unlikely(!e->step)) {
 248                         e->m = v;
 249                         e->step = max_t(unsigned, v / 2, 1024);
 250                 } else if (e->m > v) {
 251                         e->m = e->m >= e->step
 252                                 ? e->m - e->step
 253                                 : 0;
 254                 } else if (e->m < v) {
 255                         e->m = e->m + e->step > e->m
 256                                 ? e->m + e->step
 257                                 : U32_MAX;
 258                 }
 259
 260                 if ((e->m > v ? e->m - v : v - e->m) < e->step)
 261                         e->step = max_t(unsigned, e->step / 2, 1);
 262
 263                 if (v >= e->m)
 264                         break;
 265
 266                 i = eytzinger0_child(i, v > e->m);
 267         }
 268 }
 269
 270 /* time stats: */
 271
 272 static void bch2_time_stats_update_one(struct time_stats *stats,
 273                                        u64 start, u64 end)
 274 {
 275         u64 duration, freq;
 276
 277         duration        = time_after64(end, start)
 278                 ? end - start : 0;
 279         freq            = time_after64(end, stats->last_event)
 280                 ? end - stats->last_event : 0;
 281
 282         stats->count++;
 283
 284         stats->average_duration = stats->average_duration
 285                 ? ewma_add(stats->average_duration, duration, 6)
 286                 : duration;
 287
 288         stats->average_frequency = stats->average_frequency
 289                 ? ewma_add(stats->average_frequency, freq, 6)
 290                 : freq;
 291
 292         stats->max_duration = max(stats->max_duration, duration);
 293
 294         stats->last_event = end;
 295
 296         bch2_quantiles_update(&stats->quantiles, duration);
 297 }
 298
 299 void __bch2_time_stats_update(struct time_stats *stats, u64 start, u64 end)
 300 {
 301         unsigned long flags;
 302
 303         if (!stats->buffer) {
 304                 spin_lock_irqsave(&stats->lock, flags);
 305                 bch2_time_stats_update_one(stats, start, end);
 306
 307                 if (stats->average_frequency < 32 &&
 308                     stats->count > 1024)
 309                         stats->buffer =
 310                                 alloc_percpu_gfp(struct time_stat_buffer,
 311                                                  GFP_ATOMIC);
 312                 spin_unlock_irqrestore(&stats->lock, flags);
 313         } else {
 314                 struct time_stat_buffer_entry *i;
 315                 struct time_stat_buffer *b;
 316
 317                 preempt_disable();
 318                 b = this_cpu_ptr(stats->buffer);
 319
 320                 BUG_ON(b->nr >= ARRAY_SIZE(b->entries));
 321                 b->entries[b->nr++] = (struct time_stat_buffer_entry) {
 322                         .start = start,
 323                         .end = end
 324                 };
 325
 326                 if (b->nr == ARRAY_SIZE(b->entries)) {
 327                         spin_lock_irqsave(&stats->lock, flags);
 328                         for (i = b->entries;
 329                              i < b->entries + ARRAY_SIZE(b->entries);
 330                              i++)
 331                                 bch2_time_stats_update_one(stats, i->start, i->end);
 332                         spin_unlock_irqrestore(&stats->lock, flags);
 333
 334                         b->nr = 0;
 335                 }
 336
 337                 preempt_enable();
 338         }
 339 }
 340
 341 static const struct time_unit {
 342         const char      *name;
 343         u32             nsecs;
 344 } time_units[] = {
 345         { "ns",         1               },
 346         { "us",         NSEC_PER_USEC   },
 347         { "ms",         NSEC_PER_MSEC   },
 348         { "sec",        NSEC_PER_SEC    },
 349 };
 350
 351 static const struct time_unit *pick_time_units(u64 ns)
 352 {
 353         const struct time_unit *u;
 354
 355         for (u = time_units;
 356              u + 1 < time_units + ARRAY_SIZE(time_units) &&
 357              ns >= u[1].nsecs << 1;
 358              u++)
 359                 ;
 360
 361         return u;
 362 }
 363
 364 static void pr_time_units(struct printbuf *out, u64 ns)
 365 {
 366         const struct time_unit *u = pick_time_units(ns);
 367
 368         prt_printf(out, "%llu %s", div_u64(ns, u->nsecs), u->name);
 369 }
 370
 371 void bch2_time_stats_to_text(struct printbuf *out, struct time_stats *stats)
 372 {
 373         const struct time_unit *u;
 374         u64 freq = READ_ONCE(stats->average_frequency);
 375         u64 q, last_q = 0;
 376         int i;
 377
 378         prt_printf(out, "count:\t\t%llu\n",
 379                          stats->count);
 380         prt_printf(out, "rate:\t\t%llu/sec\n",
 381                freq ?  div64_u64(NSEC_PER_SEC, freq) : 0);
 382
 383         prt_printf(out, "frequency:\t");
 384         pr_time_units(out, freq);
 385
 386         prt_printf(out, "\navg duration:\t");
 387         pr_time_units(out, stats->average_duration);
 388
 389         prt_printf(out, "\nmax duration:\t");
 390         pr_time_units(out, stats->max_duration);
 391
 392         i = eytzinger0_first(NR_QUANTILES);
 393         u = pick_time_units(stats->quantiles.entries[i].m);
 394
 395         prt_printf(out, "\nquantiles (%s):\t", u->name);
 396         eytzinger0_for_each(i, NR_QUANTILES) {
 397                 bool is_last = eytzinger0_next(i, NR_QUANTILES) == -1;
 398
 399                 q = max(stats->quantiles.entries[i].m, last_q);
 400                 prt_printf(out, "%llu%s",
 401                        div_u64(q, u->nsecs),
 402                        is_last ? "\n" : " ");
 403                 last_q = q;
 404         }
 405 }
 406
 407 void bch2_time_stats_exit(struct time_stats *stats)
 408 {
 409         free_percpu(stats->buffer);
 410 }
 411
 412 void bch2_time_stats_init(struct time_stats *stats)
 413 {
 414         memset(stats, 0, sizeof(*stats));
 415         spin_lock_init(&stats->lock);
 416 }
 417
 418 /* ratelimit: */
 419
 420 /**
 421  * bch2_ratelimit_delay() - return how long to delay until the next time to do
 422  * some work
 423  *
 424  * @d - the struct bch_ratelimit to update
 425  *
 426  * Returns the amount of time to delay by, in jiffies
 427  */
 428 u64 bch2_ratelimit_delay(struct bch_ratelimit *d)
 429 {
 430         u64 now = local_clock();
 431
 432         return time_after64(d->next, now)
 433                 ? nsecs_to_jiffies(d->next - now)
 434                 : 0;
 435 }
 436
 437 /**
 438  * bch2_ratelimit_increment() - increment @d by the amount of work done
 439  *
 440  * @d - the struct bch_ratelimit to update
 441  * @done - the amount of work done, in arbitrary units
 442  */
 443 void bch2_ratelimit_increment(struct bch_ratelimit *d, u64 done)
 444 {
 445         u64 now = local_clock();
 446
 447         d->next += div_u64(done * NSEC_PER_SEC, d->rate);
 448
 449         if (time_before64(now + NSEC_PER_SEC, d->next))
 450                 d->next = now + NSEC_PER_SEC;
 451
 452         if (time_after64(now - NSEC_PER_SEC * 2, d->next))
 453                 d->next = now - NSEC_PER_SEC * 2;
 454 }
 455
 456 /* pd controller: */
 457
 458 /*
 459  * Updates pd_controller. Attempts to scale inputed values to units per second.
 460  * @target: desired value
 461  * @actual: current value
 462  *
 463  * @sign: 1 or -1; 1 if increasing the rate makes actual go up, -1 if increasing
 464  * it makes actual go down.
 465  */
 466 void bch2_pd_controller_update(struct bch_pd_controller *pd,
 467                               s64 target, s64 actual, int sign)
 468 {
 469         s64 proportional, derivative, change;
 470
 471         unsigned long seconds_since_update = (jiffies - pd->last_update) / HZ;
 472
 473         if (seconds_since_update == 0)
 474                 return;
 475
 476         pd->last_update = jiffies;
 477
 478         proportional = actual - target;
 479         proportional *= seconds_since_update;
 480         proportional = div_s64(proportional, pd->p_term_inverse);
 481
 482         derivative = actual - pd->last_actual;
 483         derivative = div_s64(derivative, seconds_since_update);
 484         derivative = ewma_add(pd->smoothed_derivative, derivative,
 485                               (pd->d_term / seconds_since_update) ?: 1);
 486         derivative = derivative * pd->d_term;
 487         derivative = div_s64(derivative, pd->p_term_inverse);
 488
 489         change = proportional + derivative;
 490
 491         /* Don't increase rate if not keeping up */
 492         if (change > 0 &&
 493             pd->backpressure &&
 494             time_after64(local_clock(),
 495                          pd->rate.next + NSEC_PER_MSEC))
 496                 change = 0;
 497
 498         change *= (sign * -1);
 499
 500         pd->rate.rate = clamp_t(s64, (s64) pd->rate.rate + change,
 501                                 1, UINT_MAX);
 502
 503         pd->last_actual         = actual;
 504         pd->last_derivative     = derivative;
 505         pd->last_proportional   = proportional;
 506         pd->last_change         = change;
 507         pd->last_target         = target;
 508 }
 509
 510 void bch2_pd_controller_init(struct bch_pd_controller *pd)
 511 {
 512         pd->rate.rate           = 1024;
 513         pd->last_update         = jiffies;
 514         pd->p_term_inverse      = 6000;
 515         pd->d_term              = 30;
 516         pd->d_smooth            = pd->d_term;
 517         pd->backpressure        = 1;
 518 }
 519
 520 void bch2_pd_controller_debug_to_text(struct printbuf *out, struct bch_pd_controller *pd)
 521 {
 522         out->tabstops[0] = 20;
 523
 524         prt_printf(out, "rate:");
 525         prt_tab(out);
 526         prt_human_readable_s64(out, pd->rate.rate);
 527         prt_newline(out);
 528
 529         prt_printf(out, "target:");
 530         prt_tab(out);
 531         prt_human_readable_u64(out, pd->last_target);
 532         prt_newline(out);
 533
 534         prt_printf(out, "actual:");
 535         prt_tab(out);
 536         prt_human_readable_u64(out, pd->last_actual);
 537         prt_newline(out);
 538
 539         prt_printf(out, "proportional:");
 540         prt_tab(out);
 541         prt_human_readable_s64(out, pd->last_proportional);
 542         prt_newline(out);
 543
 544         prt_printf(out, "derivative:");
 545         prt_tab(out);
 546         prt_human_readable_s64(out, pd->last_derivative);
 547         prt_newline(out);
 548
 549         prt_printf(out, "change:");
 550         prt_tab(out);
 551         prt_human_readable_s64(out, pd->last_change);
 552         prt_newline(out);
 553
 554         prt_printf(out, "next io:");
 555         prt_tab(out);
 556         prt_printf(out, "%llims", div64_s64(pd->rate.next - local_clock(), NSEC_PER_MSEC));
 557         prt_newline(out);
 558 }
 559
 560 /* misc: */
 561
 562 void bch2_bio_map(struct bio *bio, void *base, size_t size)
 563 {
 564         while (size) {
 565                 struct page *page = is_vmalloc_addr(base)
 566                                 ? vmalloc_to_page(base)
 567                                 : virt_to_page(base);
 568                 unsigned offset = offset_in_page(base);
 569                 unsigned len = min_t(size_t, PAGE_SIZE - offset, size);
 570
 571                 BUG_ON(!bio_add_page(bio, page, len, offset));
 572                 size -= len;
 573                 base += len;
 574         }
 575 }
 576
 577 int bch2_bio_alloc_pages(struct bio *bio, size_t size, gfp_t gfp_mask)
 578 {
 579         while (size) {
 580                 struct page *page = alloc_page(gfp_mask);
 581                 unsigned len = min_t(size_t, PAGE_SIZE, size);
 582
 583                 if (!page)
 584                         return -ENOMEM;
 585
 586                 if (unlikely(!bio_add_page(bio, page, len, 0))) {
 587                         __free_page(page);
 588                         break;
 589                 }
 590
 591                 size -= len;
 592         }
 593
 594         return 0;
 595 }
 596
 597 size_t bch2_rand_range(size_t max)
 598 {
 599         size_t rand;
 600
 601         if (!max)
 602                 return 0;
 603
 604         do {
 605                 rand = get_random_long();
 606                 rand &= roundup_pow_of_two(max) - 1;
 607         } while (rand >= max);
 608
 609         return rand;
 610 }
 611
 612 void memcpy_to_bio(struct bio *dst, struct bvec_iter dst_iter, const void *src)
 613 {
 614         struct bio_vec bv;
 615         struct bvec_iter iter;
 616
 617         __bio_for_each_segment(bv, dst, iter, dst_iter) {
 618                 void *dstp = kmap_atomic(bv.bv_page);
 619                 memcpy(dstp + bv.bv_offset, src, bv.bv_len);
 620                 kunmap_atomic(dstp);
 621
 622                 src += bv.bv_len;
 623         }
 624 }
 625
 626 void memcpy_from_bio(void *dst, struct bio *src, struct bvec_iter src_iter)
 627 {
 628         struct bio_vec bv;
 629         struct bvec_iter iter;
 630
 631         __bio_for_each_segment(bv, src, iter, src_iter) {
 632                 void *srcp = kmap_atomic(bv.bv_page);
 633                 memcpy(dst, srcp + bv.bv_offset, bv.bv_len);
 634                 kunmap_atomic(srcp);
 635
 636                 dst += bv.bv_len;
 637         }
 638 }
 639
 640 #include "eytzinger.h"
 641
 642 static int alignment_ok(const void *base, size_t align)
 643 {
 644         return IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS) ||
 645                 ((unsigned long)base & (align - 1)) == 0;
 646 }
 647
 648 static void u32_swap(void *a, void *b, size_t size)
 649 {
 650         u32 t = *(u32 *)a;
 651         *(u32 *)a = *(u32 *)b;
 652         *(u32 *)b = t;
 653 }
 654
 655 static void u64_swap(void *a, void *b, size_t size)
 656 {
 657         u64 t = *(u64 *)a;
 658         *(u64 *)a = *(u64 *)b;
 659         *(u64 *)b = t;
 660 }
 661
 662 static void generic_swap(void *a, void *b, size_t size)
 663 {
 664         char t;
 665
 666         do {
 667                 t = *(char *)a;
 668                 *(char *)a++ = *(char *)b;
 669                 *(char *)b++ = t;
 670         } while (--size > 0);
 671 }
 672
 673 static inline int do_cmp(void *base, size_t n, size_t size,
 674                          int (*cmp_func)(const void *, const void *, size_t),
 675                          size_t l, size_t r)
 676 {
 677         return cmp_func(base + inorder_to_eytzinger0(l, n) * size,
 678                         base + inorder_to_eytzinger0(r, n) * size,
 679                         size);
 680 }
 681
 682 static inline void do_swap(void *base, size_t n, size_t size,
 683                            void (*swap_func)(void *, void *, size_t),
 684                            size_t l, size_t r)
 685 {
 686         swap_func(base + inorder_to_eytzinger0(l, n) * size,
 687                   base + inorder_to_eytzinger0(r, n) * size,
 688                   size);
 689 }
 690
 691 void eytzinger0_sort(void *base, size_t n, size_t size,
 692                      int (*cmp_func)(const void *, const void *, size_t),
 693                      void (*swap_func)(void *, void *, size_t))
 694 {
 695         int i, c, r;
 696
 697         if (!swap_func) {
 698                 if (size == 4 && alignment_ok(base, 4))
 699                         swap_func = u32_swap;
 700                 else if (size == 8 && alignment_ok(base, 8))
 701                         swap_func = u64_swap;
 702                 else
 703                         swap_func = generic_swap;
 704         }
 705
 706         /* heapify */
 707         for (i = n / 2 - 1; i >= 0; --i) {
 708                 for (r = i; r * 2 + 1 < n; r = c) {
 709                         c = r * 2 + 1;
 710
 711                         if (c + 1 < n &&
 712                             do_cmp(base, n, size, cmp_func, c, c + 1) < 0)
 713                                 c++;
 714
 715                         if (do_cmp(base, n, size, cmp_func, r, c) >= 0)
 716                                 break;
 717
 718                         do_swap(base, n, size, swap_func, r, c);
 719                 }
 720         }
 721
 722         /* sort */
 723         for (i = n - 1; i > 0; --i) {
 724                 do_swap(base, n, size, swap_func, 0, i);
 725
 726                 for (r = 0; r * 2 + 1 < i; r = c) {
 727                         c = r * 2 + 1;
 728
 729                         if (c + 1 < i &&
 730                             do_cmp(base, n, size, cmp_func, c, c + 1) < 0)
 731                                 c++;
 732
 733                         if (do_cmp(base, n, size, cmp_func, r, c) >= 0)
 734                                 break;
 735
 736                         do_swap(base, n, size, swap_func, r, c);
 737                 }
 738         }
 739 }
 740
 741 void sort_cmp_size(void *base, size_t num, size_t size,
 742           int (*cmp_func)(const void *, const void *, size_t),
 743           void (*swap_func)(void *, void *, size_t size))
 744 {
 745         /* pre-scale counters for performance */
 746         int i = (num/2 - 1) * size, n = num * size, c, r;
 747
 748         if (!swap_func) {
 749                 if (size == 4 && alignment_ok(base, 4))
 750                         swap_func = u32_swap;
 751                 else if (size == 8 && alignment_ok(base, 8))
 752                         swap_func = u64_swap;
 753                 else
 754                         swap_func = generic_swap;
 755         }
 756
 757         /* heapify */
 758         for ( ; i >= 0; i -= size) {
 759                 for (r = i; r * 2 + size < n; r  = c) {
 760                         c = r * 2 + size;
 761                         if (c < n - size &&
 762                             cmp_func(base + c, base + c + size, size) < 0)
 763                                 c += size;
 764                         if (cmp_func(base + r, base + c, size) >= 0)
 765                                 break;
 766                         swap_func(base + r, base + c, size);
 767                 }
 768         }
 769
 770         /* sort */
 771         for (i = n - size; i > 0; i -= size) {
 772                 swap_func(base, base + i, size);
 773                 for (r = 0; r * 2 + size < i; r = c) {
 774                         c = r * 2 + size;
 775                         if (c < i - size &&
 776                             cmp_func(base + c, base + c + size, size) < 0)
 777                                 c += size;
 778                         if (cmp_func(base + r, base + c, size) >= 0)
 779                                 break;
 780                         swap_func(base + r, base + c, size);
 781                 }
 782         }
 783 }
 784
 785 static void mempool_free_vp(void *element, void *pool_data)
 786 {
 787         size_t size = (size_t) pool_data;
 788
 789         vpfree(element, size);
 790 }
 791
 792 static void *mempool_alloc_vp(gfp_t gfp_mask, void *pool_data)
 793 {
 794         size_t size = (size_t) pool_data;
 795
 796         return vpmalloc(size, gfp_mask);
 797 }
 798
 799 int mempool_init_kvpmalloc_pool(mempool_t *pool, int min_nr, size_t size)
 800 {
 801         return size < PAGE_SIZE
 802                 ? mempool_init_kmalloc_pool(pool, min_nr, size)
 803                 : mempool_init(pool, min_nr, mempool_alloc_vp,
 804                                mempool_free_vp, (void *) size);
 805 }
 806
 807 #if 0
 808 void eytzinger1_test(void)
 809 {
 810         unsigned inorder, eytz, size;
 811
 812         pr_info("1 based eytzinger test:");
 813
 814         for (size = 2;
 815              size < 65536;
 816              size++) {
 817                 unsigned extra = eytzinger1_extra(size);
 818
 819                 if (!(size % 4096))
 820                         pr_info("tree size %u", size);
 821
 822                 BUG_ON(eytzinger1_prev(0, size) != eytzinger1_last(size));
 823                 BUG_ON(eytzinger1_next(0, size) != eytzinger1_first(size));
 824
 825                 BUG_ON(eytzinger1_prev(eytzinger1_first(size), size)    != 0);
 826                 BUG_ON(eytzinger1_next(eytzinger1_last(size), size)     != 0);
 827
 828                 inorder = 1;
 829                 eytzinger1_for_each(eytz, size) {
 830                         BUG_ON(__inorder_to_eytzinger1(inorder, size, extra) != eytz);
 831                         BUG_ON(__eytzinger1_to_inorder(eytz, size, extra) != inorder);
 832                         BUG_ON(eytz != eytzinger1_last(size) &&
 833                                eytzinger1_prev(eytzinger1_next(eytz, size), size) != eytz);
 834
 835                         inorder++;
 836                 }
 837         }
 838 }
 839
 840 void eytzinger0_test(void)
 841 {
 842
 843         unsigned inorder, eytz, size;
 844
 845         pr_info("0 based eytzinger test:");
 846
 847         for (size = 1;
 848              size < 65536;
 849              size++) {
 850                 unsigned extra = eytzinger0_extra(size);
 851
 852                 if (!(size % 4096))
 853                         pr_info("tree size %u", size);
 854
 855                 BUG_ON(eytzinger0_prev(-1, size) != eytzinger0_last(size));
 856                 BUG_ON(eytzinger0_next(-1, size) != eytzinger0_first(size));
 857
 858                 BUG_ON(eytzinger0_prev(eytzinger0_first(size), size)    != -1);
 859                 BUG_ON(eytzinger0_next(eytzinger0_last(size), size)     != -1);
 860
 861                 inorder = 0;
 862                 eytzinger0_for_each(eytz, size) {
 863                         BUG_ON(__inorder_to_eytzinger0(inorder, size, extra) != eytz);
 864                         BUG_ON(__eytzinger0_to_inorder(eytz, size, extra) != inorder);
 865                         BUG_ON(eytz != eytzinger0_last(size) &&
 866                                eytzinger0_prev(eytzinger0_next(eytz, size), size) != eytz);
 867
 868                         inorder++;
 869                 }
 870         }
 871 }
 872
 873 static inline int cmp_u16(const void *_l, const void *_r, size_t size)
 874 {
 875         const u16 *l = _l, *r = _r;
 876
 877         return (*l > *r) - (*r - *l);
 878 }
 879
 880 static void eytzinger0_find_test_val(u16 *test_array, unsigned nr, u16 search)
 881 {
 882         int i, c1 = -1, c2 = -1;
 883         ssize_t r;
 884
 885         r = eytzinger0_find_le(test_array, nr,
 886                                sizeof(test_array[0]),
 887                                cmp_u16, &search);
 888         if (r >= 0)
 889                 c1 = test_array[r];
 890
 891         for (i = 0; i < nr; i++)
 892                 if (test_array[i] <= search && test_array[i] > c2)
 893                         c2 = test_array[i];
 894
 895         if (c1 != c2) {
 896                 eytzinger0_for_each(i, nr)
 897                         pr_info("[%3u] = %12u", i, test_array[i]);
 898                 pr_info("find_le(%2u) -> [%2zi] = %2i should be %2i",
 899                         i, r, c1, c2);
 900         }
 901 }
 902
 903 void eytzinger0_find_test(void)
 904 {
 905         unsigned i, nr, allocated = 1 << 12;
 906         u16 *test_array = kmalloc_array(allocated, sizeof(test_array[0]), GFP_KERNEL);
 907
 908         for (nr = 1; nr < allocated; nr++) {
 909                 pr_info("testing %u elems", nr);
 910
 911                 get_random_bytes(test_array, nr * sizeof(test_array[0]));
 912                 eytzinger0_sort(test_array, nr, sizeof(test_array[0]), cmp_u16, NULL);
 913
 914                 /* verify array is sorted correctly: */
 915                 eytzinger0_for_each(i, nr)
 916                         BUG_ON(i != eytzinger0_last(nr) &&
 917                                test_array[i] > test_array[eytzinger0_next(i, nr)]);
 918
 919                 for (i = 0; i < U16_MAX; i += 1 << 12)
 920                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, i);
 921
 922                 for (i = 0; i < nr; i++) {
 923                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, test_array[i] - 1);
 924                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, test_array[i]);
 925                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, test_array[i] + 1);
 926                 }
 927         }
 928
 929         kfree(test_array);
 930 }
 931 #endif
 932
 933 /*
 934  * Accumulate percpu counters onto one cpu's copy - only valid when access
 935  * against any percpu counter is guarded against
 936  */
 937 u64 *bch2_acc_percpu_u64s(u64 __percpu *p, unsigned nr)
 938 {
 939         u64 *ret;
 940         int cpu;
 941
 942         /* access to pcpu vars has to be blocked by other locking */
 943         preempt_disable();
 944         ret = this_cpu_ptr(p);
 945         preempt_enable();
 946
 947         for_each_possible_cpu(cpu) {
 948                 u64 *i = per_cpu_ptr(p, cpu);
 949
 950                 if (i != ret) {
 951                         acc_u64s(ret, i, nr);
 952                         memset(i, 0, nr * sizeof(u64));
 953                 }
 954         }
 955
 956         return ret;
 957 }