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         f_n = div_u64(f_n * b, f_d);
 149         if (v + f_n < v)
 150                 return -ERANGE;
 151         v += f_n;
 152
 153         *res = v;
 154         return cp - start;
 155 }
 156
 157 static int __bch2_strtoh(const char *cp, u64 *res,
 158                          u64 t_max, bool t_signed)
 159 {
 160         bool positive = *cp != '-';
 161         u64 v = 0;
 162
 163         if (*cp == '+' || *cp == '-')
 164                 cp++;
 165
 166         parse_or_ret(cp, __bch2_strtou64_h(cp, &v));
 167
 168         if (*cp == '\n')
 169                 cp++;
 170         if (*cp)
 171                 return -EINVAL;
 172
 173         if (positive) {
 174                 if (v > t_max)
 175                         return -ERANGE;
 176         } else {
 177                 if (v && !t_signed)
 178                         return -ERANGE;
 179
 180                 if (v > t_max + 1)
 181                         return -ERANGE;
 182                 v = -v;
 183         }
 184
 185         *res = v;
 186         return 0;
 187 }
 188
 189 #define STRTO_H(name, type)                                     \
 190 int bch2_ ## name ## _h(const char *cp, type *res)              \
 191 {                                                               \
 192         u64 v = 0;                                              \
 193         int ret = __bch2_strtoh(cp, &v, ANYSINT_MAX(type),      \
 194                         ANYSINT_MAX(type) != ((type) ~0ULL));   \
 195         *res = v;                                               \
 196         return ret;                                             \
 197 }
 198
 199 STRTO_H(strtoint, int)
 200 STRTO_H(strtouint, unsigned int)
 201 STRTO_H(strtoll, long long)
 202 STRTO_H(strtoull, unsigned long long)
 203 STRTO_H(strtou64, u64)
 204
 205 u64 bch2_read_flag_list(char *opt, const char * const list[])
 206 {
 207         u64 ret = 0;
 208         char *p, *s, *d = kstrdup(opt, GFP_KERNEL);
 209
 210         if (!d)
 211                 return -ENOMEM;
 212
 213         s = strim(d);
 214
 215         while ((p = strsep(&s, ","))) {
 216                 int flag = match_string(list, -1, p);
 217                 if (flag < 0) {
 218                         ret = -1;
 219                         break;
 220                 }
 221
 222                 ret |= 1 << flag;
 223         }
 224
 225         kfree(d);
 226
 227         return ret;
 228 }
 229
 230 bool bch2_is_zero(const void *_p, size_t n)
 231 {
 232         const char *p = _p;
 233         size_t i;
 234
 235         for (i = 0; i < n; i++)
 236                 if (p[i])
 237                         return false;
 238         return true;
 239 }
 240
 241 static void bch2_quantiles_update(struct quantiles *q, u64 v)
 242 {
 243         unsigned i = 0;
 244
 245         while (i < ARRAY_SIZE(q->entries)) {
 246                 struct quantile_entry *e = q->entries + i;
 247
 248                 if (unlikely(!e->step)) {
 249                         e->m = v;
 250                         e->step = max_t(unsigned, v / 2, 1024);
 251                 } else if (e->m > v) {
 252                         e->m = e->m >= e->step
 253                                 ? e->m - e->step
 254                                 : 0;
 255                 } else if (e->m < v) {
 256                         e->m = e->m + e->step > e->m
 257                                 ? e->m + e->step
 258                                 : U32_MAX;
 259                 }
 260
 261                 if ((e->m > v ? e->m - v : v - e->m) < e->step)
 262                         e->step = max_t(unsigned, e->step / 2, 1);
 263
 264                 if (v >= e->m)
 265                         break;
 266
 267                 i = eytzinger0_child(i, v > e->m);
 268         }
 269 }
 270
 271 /* time stats: */
 272
 273 static void bch2_time_stats_update_one(struct time_stats *stats,
 274                                        u64 start, u64 end)
 275 {
 276         u64 duration, freq;
 277
 278         duration        = time_after64(end, start)
 279                 ? end - start : 0;
 280         freq            = time_after64(end, stats->last_event)
 281                 ? end - stats->last_event : 0;
 282
 283         stats->count++;
 284
 285         stats->average_duration = stats->average_duration
 286                 ? ewma_add(stats->average_duration, duration, 6)
 287                 : duration;
 288
 289         stats->average_frequency = stats->average_frequency
 290                 ? ewma_add(stats->average_frequency, freq, 6)
 291                 : freq;
 292
 293         stats->max_duration = max(stats->max_duration, duration);
 294
 295         stats->last_event = end;
 296
 297         bch2_quantiles_update(&stats->quantiles, duration);
 298 }
 299
 300 void __bch2_time_stats_update(struct time_stats *stats, u64 start, u64 end)
 301 {
 302         unsigned long flags;
 303
 304         if (!stats->buffer) {
 305                 spin_lock_irqsave(&stats->lock, flags);
 306                 bch2_time_stats_update_one(stats, start, end);
 307
 308                 if (stats->average_frequency < 32 &&
 309                     stats->count > 1024)
 310                         stats->buffer =
 311                                 alloc_percpu_gfp(struct time_stat_buffer,
 312                                                  GFP_ATOMIC);
 313                 spin_unlock_irqrestore(&stats->lock, flags);
 314         } else {
 315                 struct time_stat_buffer_entry *i;
 316                 struct time_stat_buffer *b;
 317
 318                 preempt_disable();
 319                 b = this_cpu_ptr(stats->buffer);
 320
 321                 BUG_ON(b->nr >= ARRAY_SIZE(b->entries));
 322                 b->entries[b->nr++] = (struct time_stat_buffer_entry) {
 323                         .start = start,
 324                         .end = end
 325                 };
 326
 327                 if (b->nr == ARRAY_SIZE(b->entries)) {
 328                         spin_lock_irqsave(&stats->lock, flags);
 329                         for (i = b->entries;
 330                              i < b->entries + ARRAY_SIZE(b->entries);
 331                              i++)
 332                                 bch2_time_stats_update_one(stats, i->start, i->end);
 333                         spin_unlock_irqrestore(&stats->lock, flags);
 334
 335                         b->nr = 0;
 336                 }
 337
 338                 preempt_enable();
 339         }
 340 }
 341
 342 static const struct time_unit {
 343         const char      *name;
 344         u32             nsecs;
 345 } time_units[] = {
 346         { "ns",         1               },
 347         { "us",         NSEC_PER_USEC   },
 348         { "ms",         NSEC_PER_MSEC   },
 349         { "sec",        NSEC_PER_SEC    },
 350 };
 351
 352 static const struct time_unit *pick_time_units(u64 ns)
 353 {
 354         const struct time_unit *u;
 355
 356         for (u = time_units;
 357              u + 1 < time_units + ARRAY_SIZE(time_units) &&
 358              ns >= u[1].nsecs << 1;
 359              u++)
 360                 ;
 361
 362         return u;
 363 }
 364
 365 static void pr_time_units(struct printbuf *out, u64 ns)
 366 {
 367         const struct time_unit *u = pick_time_units(ns);
 368
 369         prt_printf(out, "%llu %s", div_u64(ns, u->nsecs), u->name);
 370 }
 371
 372 void bch2_time_stats_to_text(struct printbuf *out, struct time_stats *stats)
 373 {
 374         const struct time_unit *u;
 375         u64 freq = READ_ONCE(stats->average_frequency);
 376         u64 q, last_q = 0;
 377         int i;
 378
 379         prt_printf(out, "count:\t\t%llu\n",
 380                          stats->count);
 381         prt_printf(out, "rate:\t\t%llu/sec\n",
 382                freq ?  div64_u64(NSEC_PER_SEC, freq) : 0);
 383
 384         prt_printf(out, "frequency:\t");
 385         pr_time_units(out, freq);
 386
 387         prt_printf(out, "\navg duration:\t");
 388         pr_time_units(out, stats->average_duration);
 389
 390         prt_printf(out, "\nmax duration:\t");
 391         pr_time_units(out, stats->max_duration);
 392
 393         i = eytzinger0_first(NR_QUANTILES);
 394         u = pick_time_units(stats->quantiles.entries[i].m);
 395
 396         prt_printf(out, "\nquantiles (%s):\t", u->name);
 397         eytzinger0_for_each(i, NR_QUANTILES) {
 398                 bool is_last = eytzinger0_next(i, NR_QUANTILES) == -1;
 399
 400                 q = max(stats->quantiles.entries[i].m, last_q);
 401                 prt_printf(out, "%llu%s",
 402                        div_u64(q, u->nsecs),
 403                        is_last ? "\n" : " ");
 404                 last_q = q;
 405         }
 406 }
 407
 408 void bch2_time_stats_exit(struct time_stats *stats)
 409 {
 410         free_percpu(stats->buffer);
 411 }
 412
 413 void bch2_time_stats_init(struct time_stats *stats)
 414 {
 415         memset(stats, 0, sizeof(*stats));
 416         spin_lock_init(&stats->lock);
 417 }
 418
 419 /* ratelimit: */
 420
 421 /**
 422  * bch2_ratelimit_delay() - return how long to delay until the next time to do
 423  * some work
 424  *
 425  * @d - the struct bch_ratelimit to update
 426  *
 427  * Returns the amount of time to delay by, in jiffies
 428  */
 429 u64 bch2_ratelimit_delay(struct bch_ratelimit *d)
 430 {
 431         u64 now = local_clock();
 432
 433         return time_after64(d->next, now)
 434                 ? nsecs_to_jiffies(d->next - now)
 435                 : 0;
 436 }
 437
 438 /**
 439  * bch2_ratelimit_increment() - increment @d by the amount of work done
 440  *
 441  * @d - the struct bch_ratelimit to update
 442  * @done - the amount of work done, in arbitrary units
 443  */
 444 void bch2_ratelimit_increment(struct bch_ratelimit *d, u64 done)
 445 {
 446         u64 now = local_clock();
 447
 448         d->next += div_u64(done * NSEC_PER_SEC, d->rate);
 449
 450         if (time_before64(now + NSEC_PER_SEC, d->next))
 451                 d->next = now + NSEC_PER_SEC;
 452
 453         if (time_after64(now - NSEC_PER_SEC * 2, d->next))
 454                 d->next = now - NSEC_PER_SEC * 2;
 455 }
 456
 457 /* pd controller: */
 458
 459 /*
 460  * Updates pd_controller. Attempts to scale inputed values to units per second.
 461  * @target: desired value
 462  * @actual: current value
 463  *
 464  * @sign: 1 or -1; 1 if increasing the rate makes actual go up, -1 if increasing
 465  * it makes actual go down.
 466  */
 467 void bch2_pd_controller_update(struct bch_pd_controller *pd,
 468                               s64 target, s64 actual, int sign)
 469 {
 470         s64 proportional, derivative, change;
 471
 472         unsigned long seconds_since_update = (jiffies - pd->last_update) / HZ;
 473
 474         if (seconds_since_update == 0)
 475                 return;
 476
 477         pd->last_update = jiffies;
 478
 479         proportional = actual - target;
 480         proportional *= seconds_since_update;
 481         proportional = div_s64(proportional, pd->p_term_inverse);
 482
 483         derivative = actual - pd->last_actual;
 484         derivative = div_s64(derivative, seconds_since_update);
 485         derivative = ewma_add(pd->smoothed_derivative, derivative,
 486                               (pd->d_term / seconds_since_update) ?: 1);
 487         derivative = derivative * pd->d_term;
 488         derivative = div_s64(derivative, pd->p_term_inverse);
 489
 490         change = proportional + derivative;
 491
 492         /* Don't increase rate if not keeping up */
 493         if (change > 0 &&
 494             pd->backpressure &&
 495             time_after64(local_clock(),
 496                          pd->rate.next + NSEC_PER_MSEC))
 497                 change = 0;
 498
 499         change *= (sign * -1);
 500
 501         pd->rate.rate = clamp_t(s64, (s64) pd->rate.rate + change,
 502                                 1, UINT_MAX);
 503
 504         pd->last_actual         = actual;
 505         pd->last_derivative     = derivative;
 506         pd->last_proportional   = proportional;
 507         pd->last_change         = change;
 508         pd->last_target         = target;
 509 }
 510
 511 void bch2_pd_controller_init(struct bch_pd_controller *pd)
 512 {
 513         pd->rate.rate           = 1024;
 514         pd->last_update         = jiffies;
 515         pd->p_term_inverse      = 6000;
 516         pd->d_term              = 30;
 517         pd->d_smooth            = pd->d_term;
 518         pd->backpressure        = 1;
 519 }
 520
 521 void bch2_pd_controller_debug_to_text(struct printbuf *out, struct bch_pd_controller *pd)
 522 {
 523         out->tabstops[0] = 20;
 524
 525         prt_printf(out, "rate:");
 526         prt_tab(out);
 527         prt_human_readable_s64(out, pd->rate.rate);
 528         prt_newline(out);
 529
 530         prt_printf(out, "target:");
 531         prt_tab(out);
 532         prt_human_readable_u64(out, pd->last_target);
 533         prt_newline(out);
 534
 535         prt_printf(out, "actual:");
 536         prt_tab(out);
 537         prt_human_readable_u64(out, pd->last_actual);
 538         prt_newline(out);
 539
 540         prt_printf(out, "proportional:");
 541         prt_tab(out);
 542         prt_human_readable_s64(out, pd->last_proportional);
 543         prt_newline(out);
 544
 545         prt_printf(out, "derivative:");
 546         prt_tab(out);
 547         prt_human_readable_s64(out, pd->last_derivative);
 548         prt_newline(out);
 549
 550         prt_printf(out, "change:");
 551         prt_tab(out);
 552         prt_human_readable_s64(out, pd->last_change);
 553         prt_newline(out);
 554
 555         prt_printf(out, "next io:");
 556         prt_tab(out);
 557         prt_printf(out, "%llims", div64_s64(pd->rate.next - local_clock(), NSEC_PER_MSEC));
 558         prt_newline(out);
 559 }
 560
 561 /* misc: */
 562
 563 void bch2_bio_map(struct bio *bio, void *base, size_t size)
 564 {
 565         while (size) {
 566                 struct page *page = is_vmalloc_addr(base)
 567                                 ? vmalloc_to_page(base)
 568                                 : virt_to_page(base);
 569                 unsigned offset = offset_in_page(base);
 570                 unsigned len = min_t(size_t, PAGE_SIZE - offset, size);
 571
 572                 BUG_ON(!bio_add_page(bio, page, len, offset));
 573                 size -= len;
 574                 base += len;
 575         }
 576 }
 577
 578 int bch2_bio_alloc_pages(struct bio *bio, size_t size, gfp_t gfp_mask)
 579 {
 580         while (size) {
 581                 struct page *page = alloc_page(gfp_mask);
 582                 unsigned len = min_t(size_t, PAGE_SIZE, size);
 583
 584                 if (!page)
 585                         return -ENOMEM;
 586
 587                 if (unlikely(!bio_add_page(bio, page, len, 0))) {
 588                         __free_page(page);
 589                         break;
 590                 }
 591
 592                 size -= len;
 593         }
 594
 595         return 0;
 596 }
 597
 598 size_t bch2_rand_range(size_t max)
 599 {
 600         size_t rand;
 601
 602         if (!max)
 603                 return 0;
 604
 605         do {
 606                 rand = get_random_long();
 607                 rand &= roundup_pow_of_two(max) - 1;
 608         } while (rand >= max);
 609
 610         return rand;
 611 }
 612
 613 void memcpy_to_bio(struct bio *dst, struct bvec_iter dst_iter, const void *src)
 614 {
 615         struct bio_vec bv;
 616         struct bvec_iter iter;
 617
 618         __bio_for_each_segment(bv, dst, iter, dst_iter) {
 619                 void *dstp = kmap_atomic(bv.bv_page);
 620                 memcpy(dstp + bv.bv_offset, src, bv.bv_len);
 621                 kunmap_atomic(dstp);
 622
 623                 src += bv.bv_len;
 624         }
 625 }
 626
 627 void memcpy_from_bio(void *dst, struct bio *src, struct bvec_iter src_iter)
 628 {
 629         struct bio_vec bv;
 630         struct bvec_iter iter;
 631
 632         __bio_for_each_segment(bv, src, iter, src_iter) {
 633                 void *srcp = kmap_atomic(bv.bv_page);
 634                 memcpy(dst, srcp + bv.bv_offset, bv.bv_len);
 635                 kunmap_atomic(srcp);
 636
 637                 dst += bv.bv_len;
 638         }
 639 }
 640
 641 #include "eytzinger.h"
 642
 643 static int alignment_ok(const void *base, size_t align)
 644 {
 645         return IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS) ||
 646                 ((unsigned long)base & (align - 1)) == 0;
 647 }
 648
 649 static void u32_swap(void *a, void *b, size_t size)
 650 {
 651         u32 t = *(u32 *)a;
 652         *(u32 *)a = *(u32 *)b;
 653         *(u32 *)b = t;
 654 }
 655
 656 static void u64_swap(void *a, void *b, size_t size)
 657 {
 658         u64 t = *(u64 *)a;
 659         *(u64 *)a = *(u64 *)b;
 660         *(u64 *)b = t;
 661 }
 662
 663 static void generic_swap(void *a, void *b, size_t size)
 664 {
 665         char t;
 666
 667         do {
 668                 t = *(char *)a;
 669                 *(char *)a++ = *(char *)b;
 670                 *(char *)b++ = t;
 671         } while (--size > 0);
 672 }
 673
 674 static inline int do_cmp(void *base, size_t n, size_t size,
 675                          int (*cmp_func)(const void *, const void *, size_t),
 676                          size_t l, size_t r)
 677 {
 678         return cmp_func(base + inorder_to_eytzinger0(l, n) * size,
 679                         base + inorder_to_eytzinger0(r, n) * size,
 680                         size);
 681 }
 682
 683 static inline void do_swap(void *base, size_t n, size_t size,
 684                            void (*swap_func)(void *, void *, size_t),
 685                            size_t l, size_t r)
 686 {
 687         swap_func(base + inorder_to_eytzinger0(l, n) * size,
 688                   base + inorder_to_eytzinger0(r, n) * size,
 689                   size);
 690 }
 691
 692 void eytzinger0_sort(void *base, size_t n, size_t size,
 693                      int (*cmp_func)(const void *, const void *, size_t),
 694                      void (*swap_func)(void *, void *, size_t))
 695 {
 696         int i, c, r;
 697
 698         if (!swap_func) {
 699                 if (size == 4 && alignment_ok(base, 4))
 700                         swap_func = u32_swap;
 701                 else if (size == 8 && alignment_ok(base, 8))
 702                         swap_func = u64_swap;
 703                 else
 704                         swap_func = generic_swap;
 705         }
 706
 707         /* heapify */
 708         for (i = n / 2 - 1; i >= 0; --i) {
 709                 for (r = i; r * 2 + 1 < n; r = c) {
 710                         c = r * 2 + 1;
 711
 712                         if (c + 1 < n &&
 713                             do_cmp(base, n, size, cmp_func, c, c + 1) < 0)
 714                                 c++;
 715
 716                         if (do_cmp(base, n, size, cmp_func, r, c) >= 0)
 717                                 break;
 718
 719                         do_swap(base, n, size, swap_func, r, c);
 720                 }
 721         }
 722
 723         /* sort */
 724         for (i = n - 1; i > 0; --i) {
 725                 do_swap(base, n, size, swap_func, 0, i);
 726
 727                 for (r = 0; r * 2 + 1 < i; r = c) {
 728                         c = r * 2 + 1;
 729
 730                         if (c + 1 < i &&
 731                             do_cmp(base, n, size, cmp_func, c, c + 1) < 0)
 732                                 c++;
 733
 734                         if (do_cmp(base, n, size, cmp_func, r, c) >= 0)
 735                                 break;
 736
 737                         do_swap(base, n, size, swap_func, r, c);
 738                 }
 739         }
 740 }
 741
 742 void sort_cmp_size(void *base, size_t num, size_t size,
 743           int (*cmp_func)(const void *, const void *, size_t),
 744           void (*swap_func)(void *, void *, size_t size))
 745 {
 746         /* pre-scale counters for performance */
 747         int i = (num/2 - 1) * size, n = num * size, c, r;
 748
 749         if (!swap_func) {
 750                 if (size == 4 && alignment_ok(base, 4))
 751                         swap_func = u32_swap;
 752                 else if (size == 8 && alignment_ok(base, 8))
 753                         swap_func = u64_swap;
 754                 else
 755                         swap_func = generic_swap;
 756         }
 757
 758         /* heapify */
 759         for ( ; i >= 0; i -= size) {
 760                 for (r = i; r * 2 + size < n; r  = c) {
 761                         c = r * 2 + size;
 762                         if (c < n - size &&
 763                             cmp_func(base + c, base + c + size, size) < 0)
 764                                 c += size;
 765                         if (cmp_func(base + r, base + c, size) >= 0)
 766                                 break;
 767                         swap_func(base + r, base + c, size);
 768                 }
 769         }
 770
 771         /* sort */
 772         for (i = n - size; i > 0; i -= size) {
 773                 swap_func(base, base + i, size);
 774                 for (r = 0; r * 2 + size < i; r = c) {
 775                         c = r * 2 + size;
 776                         if (c < i - size &&
 777                             cmp_func(base + c, base + c + size, size) < 0)
 778                                 c += size;
 779                         if (cmp_func(base + r, base + c, size) >= 0)
 780                                 break;
 781                         swap_func(base + r, base + c, size);
 782                 }
 783         }
 784 }
 785
 786 static void mempool_free_vp(void *element, void *pool_data)
 787 {
 788         size_t size = (size_t) pool_data;
 789
 790         vpfree(element, size);
 791 }
 792
 793 static void *mempool_alloc_vp(gfp_t gfp_mask, void *pool_data)
 794 {
 795         size_t size = (size_t) pool_data;
 796
 797         return vpmalloc(size, gfp_mask);
 798 }
 799
 800 int mempool_init_kvpmalloc_pool(mempool_t *pool, int min_nr, size_t size)
 801 {
 802         return size < PAGE_SIZE
 803                 ? mempool_init_kmalloc_pool(pool, min_nr, size)
 804                 : mempool_init(pool, min_nr, mempool_alloc_vp,
 805                                mempool_free_vp, (void *) size);
 806 }
 807
 808 #if 0
 809 void eytzinger1_test(void)
 810 {
 811         unsigned inorder, eytz, size;
 812
 813         pr_info("1 based eytzinger test:");
 814
 815         for (size = 2;
 816              size < 65536;
 817              size++) {
 818                 unsigned extra = eytzinger1_extra(size);
 819
 820                 if (!(size % 4096))
 821                         pr_info("tree size %u", size);
 822
 823                 BUG_ON(eytzinger1_prev(0, size) != eytzinger1_last(size));
 824                 BUG_ON(eytzinger1_next(0, size) != eytzinger1_first(size));
 825
 826                 BUG_ON(eytzinger1_prev(eytzinger1_first(size), size)    != 0);
 827                 BUG_ON(eytzinger1_next(eytzinger1_last(size), size)     != 0);
 828
 829                 inorder = 1;
 830                 eytzinger1_for_each(eytz, size) {
 831                         BUG_ON(__inorder_to_eytzinger1(inorder, size, extra) != eytz);
 832                         BUG_ON(__eytzinger1_to_inorder(eytz, size, extra) != inorder);
 833                         BUG_ON(eytz != eytzinger1_last(size) &&
 834                                eytzinger1_prev(eytzinger1_next(eytz, size), size) != eytz);
 835
 836                         inorder++;
 837                 }
 838         }
 839 }
 840
 841 void eytzinger0_test(void)
 842 {
 843
 844         unsigned inorder, eytz, size;
 845
 846         pr_info("0 based eytzinger test:");
 847
 848         for (size = 1;
 849              size < 65536;
 850              size++) {
 851                 unsigned extra = eytzinger0_extra(size);
 852
 853                 if (!(size % 4096))
 854                         pr_info("tree size %u", size);
 855
 856                 BUG_ON(eytzinger0_prev(-1, size) != eytzinger0_last(size));
 857                 BUG_ON(eytzinger0_next(-1, size) != eytzinger0_first(size));
 858
 859                 BUG_ON(eytzinger0_prev(eytzinger0_first(size), size)    != -1);
 860                 BUG_ON(eytzinger0_next(eytzinger0_last(size), size)     != -1);
 861
 862                 inorder = 0;
 863                 eytzinger0_for_each(eytz, size) {
 864                         BUG_ON(__inorder_to_eytzinger0(inorder, size, extra) != eytz);
 865                         BUG_ON(__eytzinger0_to_inorder(eytz, size, extra) != inorder);
 866                         BUG_ON(eytz != eytzinger0_last(size) &&
 867                                eytzinger0_prev(eytzinger0_next(eytz, size), size) != eytz);
 868
 869                         inorder++;
 870                 }
 871         }
 872 }
 873
 874 static inline int cmp_u16(const void *_l, const void *_r, size_t size)
 875 {
 876         const u16 *l = _l, *r = _r;
 877
 878         return (*l > *r) - (*r - *l);
 879 }
 880
 881 static void eytzinger0_find_test_val(u16 *test_array, unsigned nr, u16 search)
 882 {
 883         int i, c1 = -1, c2 = -1;
 884         ssize_t r;
 885
 886         r = eytzinger0_find_le(test_array, nr,
 887                                sizeof(test_array[0]),
 888                                cmp_u16, &search);
 889         if (r >= 0)
 890                 c1 = test_array[r];
 891
 892         for (i = 0; i < nr; i++)
 893                 if (test_array[i] <= search && test_array[i] > c2)
 894                         c2 = test_array[i];
 895
 896         if (c1 != c2) {
 897                 eytzinger0_for_each(i, nr)
 898                         pr_info("[%3u] = %12u", i, test_array[i]);
 899                 pr_info("find_le(%2u) -> [%2zi] = %2i should be %2i",
 900                         i, r, c1, c2);
 901         }
 902 }
 903
 904 void eytzinger0_find_test(void)
 905 {
 906         unsigned i, nr, allocated = 1 << 12;
 907         u16 *test_array = kmalloc_array(allocated, sizeof(test_array[0]), GFP_KERNEL);
 908
 909         for (nr = 1; nr < allocated; nr++) {
 910                 pr_info("testing %u elems", nr);
 911
 912                 get_random_bytes(test_array, nr * sizeof(test_array[0]));
 913                 eytzinger0_sort(test_array, nr, sizeof(test_array[0]), cmp_u16, NULL);
 914
 915                 /* verify array is sorted correctly: */
 916                 eytzinger0_for_each(i, nr)
 917                         BUG_ON(i != eytzinger0_last(nr) &&
 918                                test_array[i] > test_array[eytzinger0_next(i, nr)]);
 919
 920                 for (i = 0; i < U16_MAX; i += 1 << 12)
 921                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, i);
 922
 923                 for (i = 0; i < nr; i++) {
 924                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, test_array[i] - 1);
 925                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, test_array[i]);
 926                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, test_array[i] + 1);
 927                 }
 928         }
 929
 930         kfree(test_array);
 931 }
 932 #endif
 933
 934 /*
 935  * Accumulate percpu counters onto one cpu's copy - only valid when access
 936  * against any percpu counter is guarded against
 937  */
 938 u64 *bch2_acc_percpu_u64s(u64 __percpu *p, unsigned nr)
 939 {
 940         u64 *ret;
 941         int cpu;
 942
 943         /* access to pcpu vars has to be blocked by other locking */
 944         preempt_disable();
 945         ret = this_cpu_ptr(p);
 946         preempt_enable();
 947
 948         for_each_possible_cpu(cpu) {
 949                 u64 *i = per_cpu_ptr(p, cpu);
 950
 951                 if (i != ret) {
 952                         acc_u64s(ret, i, nr);
 953                         memset(i, 0, nr * sizeof(u64));
 954                 }
 955         }
 956
 957         return ret;
 958 }