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/console.h>
  12 #include <linux/ctype.h>
  13 #include <linux/debugfs.h>
  14 #include <linux/freezer.h>
  15 #include <linux/kthread.h>
  16 #include <linux/log2.h>
  17 #include <linux/math64.h>
  18 #include <linux/percpu.h>
  19 #include <linux/preempt.h>
  20 #include <linux/random.h>
  21 #include <linux/seq_file.h>
  22 #include <linux/string.h>
  23 #include <linux/types.h>
  24 #include <linux/sched/clock.h>
  25 #include <linux/mean_and_variance.h>
  26
  27 #include "eytzinger.h"
  28 #include "util.h"
  29
  30 static const char si_units[] = "?kMGTPEZY";
  31
  32 /* string_get_size units: */
  33 static const char *const units_2[] = {
  34         "B", "KiB", "MiB", "GiB", "TiB", "PiB", "EiB", "ZiB", "YiB"
  35 };
  36 static const char *const units_10[] = {
  37         "B", "kB", "MB", "GB", "TB", "PB", "EB", "ZB", "YB"
  38 };
  39
  40 static int parse_u64(const char *cp, u64 *res)
  41 {
  42         const char *start = cp;
  43         u64 v = 0;
  44
  45         if (!isdigit(*cp))
  46                 return -EINVAL;
  47
  48         do {
  49                 if (v > U64_MAX / 10)
  50                         return -ERANGE;
  51                 v *= 10;
  52                 if (v > U64_MAX - (*cp - '0'))
  53                         return -ERANGE;
  54                 v += *cp - '0';
  55                 cp++;
  56         } while (isdigit(*cp));
  57
  58         *res = v;
  59         return cp - start;
  60 }
  61
  62 static int bch2_pow(u64 n, u64 p, u64 *res)
  63 {
  64         *res = 1;
  65
  66         while (p--) {
  67                 if (*res > div_u64(U64_MAX, n))
  68                         return -ERANGE;
  69                 *res *= n;
  70         }
  71         return 0;
  72 }
  73
  74 static int parse_unit_suffix(const char *cp, u64 *res)
  75 {
  76         const char *start = cp;
  77         u64 base = 1024;
  78         unsigned u;
  79         int ret;
  80
  81         if (*cp == ' ')
  82                 cp++;
  83
  84         for (u = 1; u < strlen(si_units); u++)
  85                 if (*cp == si_units[u]) {
  86                         cp++;
  87                         goto got_unit;
  88                 }
  89
  90         for (u = 0; u < ARRAY_SIZE(units_2); u++)
  91                 if (!strncmp(cp, units_2[u], strlen(units_2[u]))) {
  92                         cp += strlen(units_2[u]);
  93                         goto got_unit;
  94                 }
  95
  96         for (u = 0; u < ARRAY_SIZE(units_10); u++)
  97                 if (!strncmp(cp, units_10[u], strlen(units_10[u]))) {
  98                         cp += strlen(units_10[u]);
  99                         base = 1000;
 100                         goto got_unit;
 101                 }
 102
 103         *res = 1;
 104         return 0;
 105 got_unit:
 106         ret = bch2_pow(base, u, res);
 107         if (ret)
 108                 return ret;
 109
 110         return cp - start;
 111 }
 112
 113 #define parse_or_ret(cp, _f)                    \
 114 do {                                            \
 115         int _ret = _f;                          \
 116         if (_ret < 0)                           \
 117                 return _ret;                    \
 118         cp += _ret;                             \
 119 } while (0)
 120
 121 static int __bch2_strtou64_h(const char *cp, u64 *res)
 122 {
 123         const char *start = cp;
 124         u64 v = 0, b, f_n = 0, f_d = 1;
 125         int ret;
 126
 127         parse_or_ret(cp, parse_u64(cp, &v));
 128
 129         if (*cp == '.') {
 130                 cp++;
 131                 ret = parse_u64(cp, &f_n);
 132                 if (ret < 0)
 133                         return ret;
 134                 cp += ret;
 135
 136                 ret = bch2_pow(10, ret, &f_d);
 137                 if (ret)
 138                         return ret;
 139         }
 140
 141         parse_or_ret(cp, parse_unit_suffix(cp, &b));
 142
 143         if (v > div_u64(U64_MAX, b))
 144                 return -ERANGE;
 145         v *= b;
 146
 147         if (f_n > div_u64(U64_MAX, b))
 148                 return -ERANGE;
 149
 150         f_n = div_u64(f_n * b, f_d);
 151         if (v + f_n < v)
 152                 return -ERANGE;
 153         v += f_n;
 154
 155         *res = v;
 156         return cp - start;
 157 }
 158
 159 static int __bch2_strtoh(const char *cp, u64 *res,
 160                          u64 t_max, bool t_signed)
 161 {
 162         bool positive = *cp != '-';
 163         u64 v = 0;
 164
 165         if (*cp == '+' || *cp == '-')
 166                 cp++;
 167
 168         parse_or_ret(cp, __bch2_strtou64_h(cp, &v));
 169
 170         if (*cp == '\n')
 171                 cp++;
 172         if (*cp)
 173                 return -EINVAL;
 174
 175         if (positive) {
 176                 if (v > t_max)
 177                         return -ERANGE;
 178         } else {
 179                 if (v && !t_signed)
 180                         return -ERANGE;
 181
 182                 if (v > t_max + 1)
 183                         return -ERANGE;
 184                 v = -v;
 185         }
 186
 187         *res = v;
 188         return 0;
 189 }
 190
 191 #define STRTO_H(name, type)                                     \
 192 int bch2_ ## name ## _h(const char *cp, type *res)              \
 193 {                                                               \
 194         u64 v = 0;                                              \
 195         int ret = __bch2_strtoh(cp, &v, ANYSINT_MAX(type),      \
 196                         ANYSINT_MAX(type) != ((type) ~0ULL));   \
 197         *res = v;                                               \
 198         return ret;                                             \
 199 }
 200
 201 STRTO_H(strtoint, int)
 202 STRTO_H(strtouint, unsigned int)
 203 STRTO_H(strtoll, long long)
 204 STRTO_H(strtoull, unsigned long long)
 205 STRTO_H(strtou64, u64)
 206
 207 u64 bch2_read_flag_list(char *opt, const char * const list[])
 208 {
 209         u64 ret = 0;
 210         char *p, *s, *d = kstrdup(opt, GFP_KERNEL);
 211
 212         if (!d)
 213                 return -ENOMEM;
 214
 215         s = strim(d);
 216
 217         while ((p = strsep(&s, ","))) {
 218                 int flag = match_string(list, -1, p);
 219
 220                 if (flag < 0) {
 221                         ret = -1;
 222                         break;
 223                 }
 224
 225                 ret |= 1 << flag;
 226         }
 227
 228         kfree(d);
 229
 230         return ret;
 231 }
 232
 233 bool bch2_is_zero(const void *_p, size_t n)
 234 {
 235         const char *p = _p;
 236         size_t i;
 237
 238         for (i = 0; i < n; i++)
 239                 if (p[i])
 240                         return false;
 241         return true;
 242 }
 243
 244 void bch2_prt_u64_binary(struct printbuf *out, u64 v, unsigned nr_bits)
 245 {
 246         while (nr_bits)
 247                 prt_char(out, '0' + ((v >> --nr_bits) & 1));
 248 }
 249
 250 void bch2_print_string_as_lines(const char *prefix, const char *lines)
 251 {
 252         const char *p;
 253
 254         if (!lines) {
 255                 printk("%s (null)\n", prefix);
 256                 return;
 257         }
 258
 259         console_lock();
 260         while (1) {
 261                 p = strchrnul(lines, '\n');
 262                 printk("%s%.*s\n", prefix, (int) (p - lines), lines);
 263                 if (!*p)
 264                         break;
 265                 lines = p + 1;
 266         }
 267         console_unlock();
 268 }
 269
 270 int bch2_save_backtrace(bch_stacktrace *stack, struct task_struct *task)
 271 {
 272 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
 273         unsigned nr_entries = 0;
 274         int ret = 0;
 275
 276         stack->nr = 0;
 277         ret = darray_make_room(stack, 32);
 278         if (ret)
 279                 return ret;
 280
 281         if (!down_read_trylock(&task->signal->exec_update_lock))
 282                 return -1;
 283
 284         do {
 285                 nr_entries = stack_trace_save_tsk(task, stack->data, stack->size, 0);
 286         } while (nr_entries == stack->size &&
 287                  !(ret = darray_make_room(stack, stack->size * 2)));
 288
 289         stack->nr = nr_entries;
 290         up_read(&task->signal->exec_update_lock);
 291
 292         return ret;
 293 #else
 294         return 0;
 295 #endif
 296 }
 297
 298 void bch2_prt_backtrace(struct printbuf *out, bch_stacktrace *stack)
 299 {
 300         unsigned long *i;
 301
 302         darray_for_each(*stack, i) {
 303                 prt_printf(out, "[<0>] %pB", (void *) *i);
 304                 prt_newline(out);
 305         }
 306 }
 307
 308 int bch2_prt_task_backtrace(struct printbuf *out, struct task_struct *task)
 309 {
 310         bch_stacktrace stack = { 0 };
 311         int ret = bch2_save_backtrace(&stack, task);
 312
 313         bch2_prt_backtrace(out, &stack);
 314         darray_exit(&stack);
 315         return ret;
 316 }
 317
 318 /* time stats: */
 319
 320 #ifndef CONFIG_BCACHEFS_NO_LATENCY_ACCT
 321 static void bch2_quantiles_update(struct bch2_quantiles *q, u64 v)
 322 {
 323         unsigned i = 0;
 324
 325         while (i < ARRAY_SIZE(q->entries)) {
 326                 struct bch2_quantile_entry *e = q->entries + i;
 327
 328                 if (unlikely(!e->step)) {
 329                         e->m = v;
 330                         e->step = max_t(unsigned, v / 2, 1024);
 331                 } else if (e->m > v) {
 332                         e->m = e->m >= e->step
 333                                 ? e->m - e->step
 334                                 : 0;
 335                 } else if (e->m < v) {
 336                         e->m = e->m + e->step > e->m
 337                                 ? e->m + e->step
 338                                 : U32_MAX;
 339                 }
 340
 341                 if ((e->m > v ? e->m - v : v - e->m) < e->step)
 342                         e->step = max_t(unsigned, e->step / 2, 1);
 343
 344                 if (v >= e->m)
 345                         break;
 346
 347                 i = eytzinger0_child(i, v > e->m);
 348         }
 349 }
 350
 351 static inline void bch2_time_stats_update_one(struct bch2_time_stats *stats,
 352                                               u64 start, u64 end)
 353 {
 354         u64 duration, freq;
 355
 356         if (time_after64(end, start)) {
 357                 duration = end - start;
 358                 mean_and_variance_update(&stats->duration_stats, duration);
 359                 mean_and_variance_weighted_update(&stats->duration_stats_weighted, duration);
 360                 stats->max_duration = max(stats->max_duration, duration);
 361                 stats->min_duration = min(stats->min_duration, duration);
 362                 bch2_quantiles_update(&stats->quantiles, duration);
 363         }
 364
 365         if (time_after64(end, stats->last_event)) {
 366                 freq = end - stats->last_event;
 367                 mean_and_variance_update(&stats->freq_stats, freq);
 368                 mean_and_variance_weighted_update(&stats->freq_stats_weighted, freq);
 369                 stats->max_freq = max(stats->max_freq, freq);
 370                 stats->min_freq = min(stats->min_freq, freq);
 371                 stats->last_event = end;
 372         }
 373 }
 374
 375 static noinline void bch2_time_stats_clear_buffer(struct bch2_time_stats *stats,
 376                                                   struct bch2_time_stat_buffer *b)
 377 {
 378         struct bch2_time_stat_buffer_entry *i;
 379         unsigned long flags;
 380
 381         spin_lock_irqsave(&stats->lock, flags);
 382         for (i = b->entries;
 383              i < b->entries + ARRAY_SIZE(b->entries);
 384              i++)
 385                 bch2_time_stats_update_one(stats, i->start, i->end);
 386         spin_unlock_irqrestore(&stats->lock, flags);
 387
 388         b->nr = 0;
 389 }
 390
 391 void __bch2_time_stats_update(struct bch2_time_stats *stats, u64 start, u64 end)
 392 {
 393         unsigned long flags;
 394
 395         WARN_RATELIMIT(!stats->min_duration || !stats->min_freq,
 396                        "time_stats: min_duration = %llu, min_freq = %llu",
 397                        stats->min_duration, stats->min_freq);
 398
 399         if (!stats->buffer) {
 400                 spin_lock_irqsave(&stats->lock, flags);
 401                 bch2_time_stats_update_one(stats, start, end);
 402
 403                 if (mean_and_variance_weighted_get_mean(stats->freq_stats_weighted) < 32 &&
 404                     stats->duration_stats.n > 1024)
 405                         stats->buffer =
 406                                 alloc_percpu_gfp(struct bch2_time_stat_buffer,
 407                                                  GFP_ATOMIC);
 408                 spin_unlock_irqrestore(&stats->lock, flags);
 409         } else {
 410                 struct bch2_time_stat_buffer *b;
 411
 412                 preempt_disable();
 413                 b = this_cpu_ptr(stats->buffer);
 414
 415                 BUG_ON(b->nr >= ARRAY_SIZE(b->entries));
 416                 b->entries[b->nr++] = (struct bch2_time_stat_buffer_entry) {
 417                         .start = start,
 418                         .end = end
 419                 };
 420
 421                 if (unlikely(b->nr == ARRAY_SIZE(b->entries)))
 422                         bch2_time_stats_clear_buffer(stats, b);
 423                 preempt_enable();
 424         }
 425 }
 426 #endif
 427
 428 static const struct time_unit {
 429         const char      *name;
 430         u64             nsecs;
 431 } time_units[] = {
 432         { "ns",         1                },
 433         { "us",         NSEC_PER_USEC    },
 434         { "ms",         NSEC_PER_MSEC    },
 435         { "s",          NSEC_PER_SEC     },
 436         { "m",          (u64) NSEC_PER_SEC * 60},
 437         { "h",          (u64) NSEC_PER_SEC * 3600},
 438         { "eon",        U64_MAX          },
 439 };
 440
 441 static const struct time_unit *pick_time_units(u64 ns)
 442 {
 443         const struct time_unit *u;
 444
 445         for (u = time_units;
 446              u + 1 < time_units + ARRAY_SIZE(time_units) &&
 447              ns >= u[1].nsecs << 1;
 448              u++)
 449                 ;
 450
 451         return u;
 452 }
 453
 454 void bch2_pr_time_units(struct printbuf *out, u64 ns)
 455 {
 456         const struct time_unit *u = pick_time_units(ns);
 457
 458         prt_printf(out, "%llu %s", div_u64(ns, u->nsecs), u->name);
 459 }
 460
 461 static void bch2_pr_time_units_aligned(struct printbuf *out, u64 ns)
 462 {
 463         const struct time_unit *u = pick_time_units(ns);
 464
 465         prt_printf(out, "%llu ", div64_u64(ns, u->nsecs));
 466         prt_tab_rjust(out);
 467         prt_printf(out, "%s", u->name);
 468 }
 469
 470 #define TABSTOP_SIZE 12
 471
 472 static inline void pr_name_and_units(struct printbuf *out, const char *name, u64 ns)
 473 {
 474         prt_str(out, name);
 475         prt_tab(out);
 476         bch2_pr_time_units_aligned(out, ns);
 477         prt_newline(out);
 478 }
 479
 480 void bch2_time_stats_to_text(struct printbuf *out, struct bch2_time_stats *stats)
 481 {
 482         const struct time_unit *u;
 483         s64 f_mean = 0, d_mean = 0;
 484         u64 q, last_q = 0, f_stddev = 0, d_stddev = 0;
 485         int i;
 486         /*
 487          * avoid divide by zero
 488          */
 489         if (stats->freq_stats.n) {
 490                 f_mean = mean_and_variance_get_mean(stats->freq_stats);
 491                 f_stddev = mean_and_variance_get_stddev(stats->freq_stats);
 492                 d_mean = mean_and_variance_get_mean(stats->duration_stats);
 493                 d_stddev = mean_and_variance_get_stddev(stats->duration_stats);
 494         }
 495
 496         printbuf_tabstop_push(out, out->indent + TABSTOP_SIZE);
 497         prt_printf(out, "count:");
 498         prt_tab(out);
 499         prt_printf(out, "%llu ",
 500                          stats->duration_stats.n);
 501         printbuf_tabstop_pop(out);
 502         prt_newline(out);
 503
 504         printbuf_tabstops_reset(out);
 505
 506         printbuf_tabstop_push(out, out->indent + 20);
 507         printbuf_tabstop_push(out, TABSTOP_SIZE + 2);
 508         printbuf_tabstop_push(out, 0);
 509         printbuf_tabstop_push(out, TABSTOP_SIZE + 2);
 510
 511         prt_tab(out);
 512         prt_printf(out, "since mount");
 513         prt_tab_rjust(out);
 514         prt_tab(out);
 515         prt_printf(out, "recent");
 516         prt_tab_rjust(out);
 517         prt_newline(out);
 518
 519         printbuf_tabstops_reset(out);
 520         printbuf_tabstop_push(out, out->indent + 20);
 521         printbuf_tabstop_push(out, TABSTOP_SIZE);
 522         printbuf_tabstop_push(out, 2);
 523         printbuf_tabstop_push(out, TABSTOP_SIZE);
 524
 525         prt_printf(out, "duration of events");
 526         prt_newline(out);
 527         printbuf_indent_add(out, 2);
 528
 529         pr_name_and_units(out, "min:", stats->min_duration);
 530         pr_name_and_units(out, "max:", stats->max_duration);
 531
 532         prt_printf(out, "mean:");
 533         prt_tab(out);
 534         bch2_pr_time_units_aligned(out, d_mean);
 535         prt_tab(out);
 536         bch2_pr_time_units_aligned(out, mean_and_variance_weighted_get_mean(stats->duration_stats_weighted));
 537         prt_newline(out);
 538
 539         prt_printf(out, "stddev:");
 540         prt_tab(out);
 541         bch2_pr_time_units_aligned(out, d_stddev);
 542         prt_tab(out);
 543         bch2_pr_time_units_aligned(out, mean_and_variance_weighted_get_stddev(stats->duration_stats_weighted));
 544
 545         printbuf_indent_sub(out, 2);
 546         prt_newline(out);
 547
 548         prt_printf(out, "time between events");
 549         prt_newline(out);
 550         printbuf_indent_add(out, 2);
 551
 552         pr_name_and_units(out, "min:", stats->min_freq);
 553         pr_name_and_units(out, "max:", stats->max_freq);
 554
 555         prt_printf(out, "mean:");
 556         prt_tab(out);
 557         bch2_pr_time_units_aligned(out, f_mean);
 558         prt_tab(out);
 559         bch2_pr_time_units_aligned(out, mean_and_variance_weighted_get_mean(stats->freq_stats_weighted));
 560         prt_newline(out);
 561
 562         prt_printf(out, "stddev:");
 563         prt_tab(out);
 564         bch2_pr_time_units_aligned(out, f_stddev);
 565         prt_tab(out);
 566         bch2_pr_time_units_aligned(out, mean_and_variance_weighted_get_stddev(stats->freq_stats_weighted));
 567
 568         printbuf_indent_sub(out, 2);
 569         prt_newline(out);
 570
 571         printbuf_tabstops_reset(out);
 572
 573         i = eytzinger0_first(NR_QUANTILES);
 574         u = pick_time_units(stats->quantiles.entries[i].m);
 575
 576         prt_printf(out, "quantiles (%s):\t", u->name);
 577         eytzinger0_for_each(i, NR_QUANTILES) {
 578                 bool is_last = eytzinger0_next(i, NR_QUANTILES) == -1;
 579
 580                 q = max(stats->quantiles.entries[i].m, last_q);
 581                 prt_printf(out, "%llu ",
 582                        div_u64(q, u->nsecs));
 583                 if (is_last)
 584                         prt_newline(out);
 585                 last_q = q;
 586         }
 587 }
 588
 589 void bch2_time_stats_exit(struct bch2_time_stats *stats)
 590 {
 591         free_percpu(stats->buffer);
 592 }
 593
 594 void bch2_time_stats_init(struct bch2_time_stats *stats)
 595 {
 596         memset(stats, 0, sizeof(*stats));
 597         stats->duration_stats_weighted.weight = 8;
 598         stats->freq_stats_weighted.weight = 8;
 599         stats->min_duration = U64_MAX;
 600         stats->min_freq = U64_MAX;
 601         spin_lock_init(&stats->lock);
 602 }
 603
 604 /* ratelimit: */
 605
 606 /**
 607  * bch2_ratelimit_delay() - return how long to delay until the next time to do
 608  *              some work
 609  * @d:          the struct bch_ratelimit to update
 610  * Returns:     the amount of time to delay by, in jiffies
 611  */
 612 u64 bch2_ratelimit_delay(struct bch_ratelimit *d)
 613 {
 614         u64 now = local_clock();
 615
 616         return time_after64(d->next, now)
 617                 ? nsecs_to_jiffies(d->next - now)
 618                 : 0;
 619 }
 620
 621 /**
 622  * bch2_ratelimit_increment() - increment @d by the amount of work done
 623  * @d:          the struct bch_ratelimit to update
 624  * @done:       the amount of work done, in arbitrary units
 625  */
 626 void bch2_ratelimit_increment(struct bch_ratelimit *d, u64 done)
 627 {
 628         u64 now = local_clock();
 629
 630         d->next += div_u64(done * NSEC_PER_SEC, d->rate);
 631
 632         if (time_before64(now + NSEC_PER_SEC, d->next))
 633                 d->next = now + NSEC_PER_SEC;
 634
 635         if (time_after64(now - NSEC_PER_SEC * 2, d->next))
 636                 d->next = now - NSEC_PER_SEC * 2;
 637 }
 638
 639 /* pd controller: */
 640
 641 /*
 642  * Updates pd_controller. Attempts to scale inputed values to units per second.
 643  * @target: desired value
 644  * @actual: current value
 645  *
 646  * @sign: 1 or -1; 1 if increasing the rate makes actual go up, -1 if increasing
 647  * it makes actual go down.
 648  */
 649 void bch2_pd_controller_update(struct bch_pd_controller *pd,
 650                               s64 target, s64 actual, int sign)
 651 {
 652         s64 proportional, derivative, change;
 653
 654         unsigned long seconds_since_update = (jiffies - pd->last_update) / HZ;
 655
 656         if (seconds_since_update == 0)
 657                 return;
 658
 659         pd->last_update = jiffies;
 660
 661         proportional = actual - target;
 662         proportional *= seconds_since_update;
 663         proportional = div_s64(proportional, pd->p_term_inverse);
 664
 665         derivative = actual - pd->last_actual;
 666         derivative = div_s64(derivative, seconds_since_update);
 667         derivative = ewma_add(pd->smoothed_derivative, derivative,
 668                               (pd->d_term / seconds_since_update) ?: 1);
 669         derivative = derivative * pd->d_term;
 670         derivative = div_s64(derivative, pd->p_term_inverse);
 671
 672         change = proportional + derivative;
 673
 674         /* Don't increase rate if not keeping up */
 675         if (change > 0 &&
 676             pd->backpressure &&
 677             time_after64(local_clock(),
 678                          pd->rate.next + NSEC_PER_MSEC))
 679                 change = 0;
 680
 681         change *= (sign * -1);
 682
 683         pd->rate.rate = clamp_t(s64, (s64) pd->rate.rate + change,
 684                                 1, UINT_MAX);
 685
 686         pd->last_actual         = actual;
 687         pd->last_derivative     = derivative;
 688         pd->last_proportional   = proportional;
 689         pd->last_change         = change;
 690         pd->last_target         = target;
 691 }
 692
 693 void bch2_pd_controller_init(struct bch_pd_controller *pd)
 694 {
 695         pd->rate.rate           = 1024;
 696         pd->last_update         = jiffies;
 697         pd->p_term_inverse      = 6000;
 698         pd->d_term              = 30;
 699         pd->d_smooth            = pd->d_term;
 700         pd->backpressure        = 1;
 701 }
 702
 703 void bch2_pd_controller_debug_to_text(struct printbuf *out, struct bch_pd_controller *pd)
 704 {
 705         if (!out->nr_tabstops)
 706                 printbuf_tabstop_push(out, 20);
 707
 708         prt_printf(out, "rate:");
 709         prt_tab(out);
 710         prt_human_readable_s64(out, pd->rate.rate);
 711         prt_newline(out);
 712
 713         prt_printf(out, "target:");
 714         prt_tab(out);
 715         prt_human_readable_u64(out, pd->last_target);
 716         prt_newline(out);
 717
 718         prt_printf(out, "actual:");
 719         prt_tab(out);
 720         prt_human_readable_u64(out, pd->last_actual);
 721         prt_newline(out);
 722
 723         prt_printf(out, "proportional:");
 724         prt_tab(out);
 725         prt_human_readable_s64(out, pd->last_proportional);
 726         prt_newline(out);
 727
 728         prt_printf(out, "derivative:");
 729         prt_tab(out);
 730         prt_human_readable_s64(out, pd->last_derivative);
 731         prt_newline(out);
 732
 733         prt_printf(out, "change:");
 734         prt_tab(out);
 735         prt_human_readable_s64(out, pd->last_change);
 736         prt_newline(out);
 737
 738         prt_printf(out, "next io:");
 739         prt_tab(out);
 740         prt_printf(out, "%llims", div64_s64(pd->rate.next - local_clock(), NSEC_PER_MSEC));
 741         prt_newline(out);
 742 }
 743
 744 /* misc: */
 745
 746 void bch2_bio_map(struct bio *bio, void *base, size_t size)
 747 {
 748         while (size) {
 749                 struct page *page = is_vmalloc_addr(base)
 750                                 ? vmalloc_to_page(base)
 751                                 : virt_to_page(base);
 752                 unsigned offset = offset_in_page(base);
 753                 unsigned len = min_t(size_t, PAGE_SIZE - offset, size);
 754
 755                 BUG_ON(!bio_add_page(bio, page, len, offset));
 756                 size -= len;
 757                 base += len;
 758         }
 759 }
 760
 761 int bch2_bio_alloc_pages(struct bio *bio, size_t size, gfp_t gfp_mask)
 762 {
 763         while (size) {
 764                 struct page *page = alloc_pages(gfp_mask, 0);
 765                 unsigned len = min_t(size_t, PAGE_SIZE, size);
 766
 767                 if (!page)
 768                         return -ENOMEM;
 769
 770                 if (unlikely(!bio_add_page(bio, page, len, 0))) {
 771                         __free_page(page);
 772                         break;
 773                 }
 774
 775                 size -= len;
 776         }
 777
 778         return 0;
 779 }
 780
 781 size_t bch2_rand_range(size_t max)
 782 {
 783         size_t rand;
 784
 785         if (!max)
 786                 return 0;
 787
 788         do {
 789                 rand = get_random_long();
 790                 rand &= roundup_pow_of_two(max) - 1;
 791         } while (rand >= max);
 792
 793         return rand;
 794 }
 795
 796 void memcpy_to_bio(struct bio *dst, struct bvec_iter dst_iter, const void *src)
 797 {
 798         struct bio_vec bv;
 799         struct bvec_iter iter;
 800
 801         __bio_for_each_segment(bv, dst, iter, dst_iter) {
 802                 void *dstp = kmap_local_page(bv.bv_page);
 803
 804                 memcpy(dstp + bv.bv_offset, src, bv.bv_len);
 805                 kunmap_local(dstp);
 806
 807                 src += bv.bv_len;
 808         }
 809 }
 810
 811 void memcpy_from_bio(void *dst, struct bio *src, struct bvec_iter src_iter)
 812 {
 813         struct bio_vec bv;
 814         struct bvec_iter iter;
 815
 816         __bio_for_each_segment(bv, src, iter, src_iter) {
 817                 void *srcp = kmap_local_page(bv.bv_page);
 818
 819                 memcpy(dst, srcp + bv.bv_offset, bv.bv_len);
 820                 kunmap_local(srcp);
 821
 822                 dst += bv.bv_len;
 823         }
 824 }
 825
 826 static int alignment_ok(const void *base, size_t align)
 827 {
 828         return IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS) ||
 829                 ((unsigned long)base & (align - 1)) == 0;
 830 }
 831
 832 static void u32_swap(void *a, void *b, size_t size)
 833 {
 834         u32 t = *(u32 *)a;
 835         *(u32 *)a = *(u32 *)b;
 836         *(u32 *)b = t;
 837 }
 838
 839 static void u64_swap(void *a, void *b, size_t size)
 840 {
 841         u64 t = *(u64 *)a;
 842         *(u64 *)a = *(u64 *)b;
 843         *(u64 *)b = t;
 844 }
 845
 846 static void generic_swap(void *a, void *b, size_t size)
 847 {
 848         char t;
 849
 850         do {
 851                 t = *(char *)a;
 852                 *(char *)a++ = *(char *)b;
 853                 *(char *)b++ = t;
 854         } while (--size > 0);
 855 }
 856
 857 static inline int do_cmp(void *base, size_t n, size_t size,
 858                          int (*cmp_func)(const void *, const void *, size_t),
 859                          size_t l, size_t r)
 860 {
 861         return cmp_func(base + inorder_to_eytzinger0(l, n) * size,
 862                         base + inorder_to_eytzinger0(r, n) * size,
 863                         size);
 864 }
 865
 866 static inline void do_swap(void *base, size_t n, size_t size,
 867                            void (*swap_func)(void *, void *, size_t),
 868                            size_t l, size_t r)
 869 {
 870         swap_func(base + inorder_to_eytzinger0(l, n) * size,
 871                   base + inorder_to_eytzinger0(r, n) * size,
 872                   size);
 873 }
 874
 875 void eytzinger0_sort(void *base, size_t n, size_t size,
 876                      int (*cmp_func)(const void *, const void *, size_t),
 877                      void (*swap_func)(void *, void *, size_t))
 878 {
 879         int i, c, r;
 880
 881         if (!swap_func) {
 882                 if (size == 4 && alignment_ok(base, 4))
 883                         swap_func = u32_swap;
 884                 else if (size == 8 && alignment_ok(base, 8))
 885                         swap_func = u64_swap;
 886                 else
 887                         swap_func = generic_swap;
 888         }
 889
 890         /* heapify */
 891         for (i = n / 2 - 1; i >= 0; --i) {
 892                 for (r = i; r * 2 + 1 < n; r = c) {
 893                         c = r * 2 + 1;
 894
 895                         if (c + 1 < n &&
 896                             do_cmp(base, n, size, cmp_func, c, c + 1) < 0)
 897                                 c++;
 898
 899                         if (do_cmp(base, n, size, cmp_func, r, c) >= 0)
 900                                 break;
 901
 902                         do_swap(base, n, size, swap_func, r, c);
 903                 }
 904         }
 905
 906         /* sort */
 907         for (i = n - 1; i > 0; --i) {
 908                 do_swap(base, n, size, swap_func, 0, i);
 909
 910                 for (r = 0; r * 2 + 1 < i; r = c) {
 911                         c = r * 2 + 1;
 912
 913                         if (c + 1 < i &&
 914                             do_cmp(base, n, size, cmp_func, c, c + 1) < 0)
 915                                 c++;
 916
 917                         if (do_cmp(base, n, size, cmp_func, r, c) >= 0)
 918                                 break;
 919
 920                         do_swap(base, n, size, swap_func, r, c);
 921                 }
 922         }
 923 }
 924
 925 void sort_cmp_size(void *base, size_t num, size_t size,
 926           int (*cmp_func)(const void *, const void *, size_t),
 927           void (*swap_func)(void *, void *, size_t size))
 928 {
 929         /* pre-scale counters for performance */
 930         int i = (num/2 - 1) * size, n = num * size, c, r;
 931
 932         if (!swap_func) {
 933                 if (size == 4 && alignment_ok(base, 4))
 934                         swap_func = u32_swap;
 935                 else if (size == 8 && alignment_ok(base, 8))
 936                         swap_func = u64_swap;
 937                 else
 938                         swap_func = generic_swap;
 939         }
 940
 941         /* heapify */
 942         for ( ; i >= 0; i -= size) {
 943                 for (r = i; r * 2 + size < n; r  = c) {
 944                         c = r * 2 + size;
 945                         if (c < n - size &&
 946                             cmp_func(base + c, base + c + size, size) < 0)
 947                                 c += size;
 948                         if (cmp_func(base + r, base + c, size) >= 0)
 949                                 break;
 950                         swap_func(base + r, base + c, size);
 951                 }
 952         }
 953
 954         /* sort */
 955         for (i = n - size; i > 0; i -= size) {
 956                 swap_func(base, base + i, size);
 957                 for (r = 0; r * 2 + size < i; r = c) {
 958                         c = r * 2 + size;
 959                         if (c < i - size &&
 960                             cmp_func(base + c, base + c + size, size) < 0)
 961                                 c += size;
 962                         if (cmp_func(base + r, base + c, size) >= 0)
 963                                 break;
 964                         swap_func(base + r, base + c, size);
 965                 }
 966         }
 967 }
 968
 969 static void mempool_free_vp(void *element, void *pool_data)
 970 {
 971         size_t size = (size_t) pool_data;
 972
 973         vpfree(element, size);
 974 }
 975
 976 static void *mempool_alloc_vp(gfp_t gfp_mask, void *pool_data)
 977 {
 978         size_t size = (size_t) pool_data;
 979
 980         return vpmalloc(size, gfp_mask);
 981 }
 982
 983 int mempool_init_kvpmalloc_pool(mempool_t *pool, int min_nr, size_t size)
 984 {
 985         return size < PAGE_SIZE
 986                 ? mempool_init_kmalloc_pool(pool, min_nr, size)
 987                 : mempool_init(pool, min_nr, mempool_alloc_vp,
 988                                mempool_free_vp, (void *) size);
 989 }
 990
 991 #if 0
 992 void eytzinger1_test(void)
 993 {
 994         unsigned inorder, eytz, size;
 995
 996         pr_info("1 based eytzinger test:");
 997
 998         for (size = 2;
 999              size < 65536;
1000              size++) {
1001                 unsigned extra = eytzinger1_extra(size);
1002
1003                 if (!(size % 4096))
1004                         pr_info("tree size %u", size);
1005
1006                 BUG_ON(eytzinger1_prev(0, size) != eytzinger1_last(size));
1007                 BUG_ON(eytzinger1_next(0, size) != eytzinger1_first(size));
1008
1009                 BUG_ON(eytzinger1_prev(eytzinger1_first(size), size)    != 0);
1010                 BUG_ON(eytzinger1_next(eytzinger1_last(size), size)     != 0);
1011
1012                 inorder = 1;
1013                 eytzinger1_for_each(eytz, size) {
1014                         BUG_ON(__inorder_to_eytzinger1(inorder, size, extra) != eytz);
1015                         BUG_ON(__eytzinger1_to_inorder(eytz, size, extra) != inorder);
1016                         BUG_ON(eytz != eytzinger1_last(size) &&
1017                                eytzinger1_prev(eytzinger1_next(eytz, size), size) != eytz);
1018
1019                         inorder++;
1020                 }
1021         }
1022 }
1023
1024 void eytzinger0_test(void)
1025 {
1026
1027         unsigned inorder, eytz, size;
1028
1029         pr_info("0 based eytzinger test:");
1030
1031         for (size = 1;
1032              size < 65536;
1033              size++) {
1034                 unsigned extra = eytzinger0_extra(size);
1035
1036                 if (!(size % 4096))
1037                         pr_info("tree size %u", size);
1038
1039                 BUG_ON(eytzinger0_prev(-1, size) != eytzinger0_last(size));
1040                 BUG_ON(eytzinger0_next(-1, size) != eytzinger0_first(size));
1041
1042                 BUG_ON(eytzinger0_prev(eytzinger0_first(size), size)    != -1);
1043                 BUG_ON(eytzinger0_next(eytzinger0_last(size), size)     != -1);
1044
1045                 inorder = 0;
1046                 eytzinger0_for_each(eytz, size) {
1047                         BUG_ON(__inorder_to_eytzinger0(inorder, size, extra) != eytz);
1048                         BUG_ON(__eytzinger0_to_inorder(eytz, size, extra) != inorder);
1049                         BUG_ON(eytz != eytzinger0_last(size) &&
1050                                eytzinger0_prev(eytzinger0_next(eytz, size), size) != eytz);
1051
1052                         inorder++;
1053                 }
1054         }
1055 }
1056
1057 static inline int cmp_u16(const void *_l, const void *_r, size_t size)
1058 {
1059         const u16 *l = _l, *r = _r;
1060
1061         return (*l > *r) - (*r - *l);
1062 }
1063
1064 static void eytzinger0_find_test_val(u16 *test_array, unsigned nr, u16 search)
1065 {
1066         int i, c1 = -1, c2 = -1;
1067         ssize_t r;
1068
1069         r = eytzinger0_find_le(test_array, nr,
1070                                sizeof(test_array[0]),
1071                                cmp_u16, &search);
1072         if (r >= 0)
1073                 c1 = test_array[r];
1074
1075         for (i = 0; i < nr; i++)
1076                 if (test_array[i] <= search && test_array[i] > c2)
1077                         c2 = test_array[i];
1078
1079         if (c1 != c2) {
1080                 eytzinger0_for_each(i, nr)
1081                         pr_info("[%3u] = %12u", i, test_array[i]);
1082                 pr_info("find_le(%2u) -> [%2zi] = %2i should be %2i",
1083                         i, r, c1, c2);
1084         }
1085 }
1086
1087 void eytzinger0_find_test(void)
1088 {
1089         unsigned i, nr, allocated = 1 << 12;
1090         u16 *test_array = kmalloc_array(allocated, sizeof(test_array[0]), GFP_KERNEL);
1091
1092         for (nr = 1; nr < allocated; nr++) {
1093                 pr_info("testing %u elems", nr);
1094
1095                 get_random_bytes(test_array, nr * sizeof(test_array[0]));
1096                 eytzinger0_sort(test_array, nr, sizeof(test_array[0]), cmp_u16, NULL);
1097
1098                 /* verify array is sorted correctly: */
1099                 eytzinger0_for_each(i, nr)
1100                         BUG_ON(i != eytzinger0_last(nr) &&
1101                                test_array[i] > test_array[eytzinger0_next(i, nr)]);
1102
1103                 for (i = 0; i < U16_MAX; i += 1 << 12)
1104                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, i);
1105
1106                 for (i = 0; i < nr; i++) {
1107                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, test_array[i] - 1);
1108                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, test_array[i]);
1109                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, test_array[i] + 1);
1110                 }
1111         }
1112
1113         kfree(test_array);
1114 }
1115 #endif
1116
1117 /*
1118  * Accumulate percpu counters onto one cpu's copy - only valid when access
1119  * against any percpu counter is guarded against
1120  */
1121 u64 *bch2_acc_percpu_u64s(u64 __percpu *p, unsigned nr)
1122 {
1123         u64 *ret;
1124         int cpu;
1125
1126         /* access to pcpu vars has to be blocked by other locking */
1127         preempt_disable();
1128         ret = this_cpu_ptr(p);
1129         preempt_enable();
1130
1131         for_each_possible_cpu(cpu) {
1132                 u64 *i = per_cpu_ptr(p, cpu);
1133
1134                 if (i != ret) {
1135                         acc_u64s(ret, i, nr);
1136                         memset(i, 0, nr * sizeof(u64));
1137                 }
1138         }
1139
1140         return ret;
1141 }