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

   1 /*
   2  * random utiility code, for bcache but in theory not specific to bcache
   3  *
   4  * Copyright 2010, 2011 Kent Overstreet <kent.overstreet@gmail.com>
   5  * Copyright 2012 Google, Inc.
   6  */
   7
   8 #include <linux/bio.h>
   9 #include <linux/blkdev.h>
  10 #include <linux/ctype.h>
  11 #include <linux/debugfs.h>
  12 #include <linux/freezer.h>
  13 #include <linux/kthread.h>
  14 #include <linux/log2.h>
  15 #include <linux/math64.h>
  16 #include <linux/percpu.h>
  17 #include <linux/preempt.h>
  18 #include <linux/random.h>
  19 #include <linux/seq_file.h>
  20 #include <linux/string.h>
  21 #include <linux/types.h>
  22 #include <linux/sched/clock.h>
  23
  24 #include "eytzinger.h"
  25 #include "util.h"
  26
  27 #define simple_strtoint(c, end, base)   simple_strtol(c, end, base)
  28 #define simple_strtouint(c, end, base)  simple_strtoul(c, end, base)
  29
  30 static const char si_units[] = "?kMGTPEZY";
  31
  32 static int __bch2_strtoh(const char *cp, u64 *res,
  33                          u64 t_max, bool t_signed)
  34 {
  35         bool positive = *cp != '-';
  36         unsigned u;
  37         u64 v = 0;
  38
  39         if (*cp == '+' || *cp == '-')
  40                 cp++;
  41
  42         if (!isdigit(*cp))
  43                 return -EINVAL;
  44
  45         do {
  46                 if (v > U64_MAX / 10)
  47                         return -ERANGE;
  48                 v *= 10;
  49                 if (v > U64_MAX - (*cp - '0'))
  50                         return -ERANGE;
  51                 v += *cp - '0';
  52                 cp++;
  53         } while (isdigit(*cp));
  54
  55         for (u = 1; u < ARRAY_SIZE(si_units); u++)
  56                 if (*cp == si_units[u]) {
  57                         cp++;
  58                         goto got_unit;
  59                 }
  60         u = 0;
  61 got_unit:
  62         if (*cp == '\n')
  63                 cp++;
  64         if (*cp)
  65                 return -EINVAL;
  66
  67         if (fls64(v) + u * 10 > 64)
  68                 return -ERANGE;
  69
  70         v <<= u * 10;
  71
  72         if (positive) {
  73                 if (v > t_max)
  74                         return -ERANGE;
  75         } else {
  76                 if (v && !t_signed)
  77                         return -ERANGE;
  78
  79                 if (v > t_max + 1)
  80                         return -ERANGE;
  81                 v = -v;
  82         }
  83
  84         *res = v;
  85         return 0;
  86 }
  87
  88 #define STRTO_H(name, type)                                     \
  89 int bch2_ ## name ## _h(const char *cp, type *res)              \
  90 {                                                               \
  91         u64 v;                                                  \
  92         int ret = __bch2_strtoh(cp, &v, ANYSINT_MAX(type),      \
  93                         ANYSINT_MAX(type) != ((type) ~0ULL));   \
  94         *res = v;                                               \
  95         return ret;                                             \
  96 }
  97
  98 STRTO_H(strtoint, int)
  99 STRTO_H(strtouint, unsigned int)
 100 STRTO_H(strtoll, long long)
 101 STRTO_H(strtoull, unsigned long long)
 102
 103 ssize_t bch2_hprint(char *buf, s64 v)
 104 {
 105         char dec[4] = "";
 106         int u, t = 0;
 107
 108         for (u = 0; v >= 1024 || v <= -1024; u++) {
 109                 t = v & ~(~0U << 10);
 110                 v >>= 10;
 111         }
 112
 113         if (!u)
 114                 return sprintf(buf, "%lli", v);
 115
 116         /*
 117          * 103 is magic: t is in the range [-1023, 1023] and we want
 118          * to turn it into [-9, 9]
 119          */
 120         if (v < 100 && v > -100)
 121                 scnprintf(dec, sizeof(dec), ".%i", t / 103);
 122
 123         return sprintf(buf, "%lli%s%c", v, dec, si_units[u]);
 124 }
 125
 126 ssize_t bch2_scnprint_string_list(char *buf, size_t size,
 127                                   const char * const list[],
 128                                   size_t selected)
 129 {
 130         char *out = buf;
 131         size_t i;
 132
 133         if (size)
 134                 *out = '\0';
 135
 136         for (i = 0; list[i]; i++)
 137                 out += scnprintf(out, buf + size - out,
 138                                  i == selected ? "[%s] " : "%s ", list[i]);
 139
 140         if (out != buf)
 141                 *--out = '\0';
 142
 143         return out - buf;
 144 }
 145
 146 ssize_t bch2_scnprint_flag_list(char *buf, size_t size,
 147                                 const char * const list[], u64 flags)
 148 {
 149         char *out = buf, *end = buf + size;
 150         unsigned bit, nr = 0;
 151
 152         while (list[nr])
 153                 nr++;
 154
 155         if (size)
 156                 *out = '\0';
 157
 158         while (flags && (bit = __ffs(flags)) < nr) {
 159                 out += scnprintf(out, end - out, "%s,", list[bit]);
 160                 flags ^= 1 << bit;
 161         }
 162
 163         if (out != buf)
 164                 *--out = '\0';
 165
 166         return out - buf;
 167 }
 168
 169 u64 bch2_read_flag_list(char *opt, const char * const list[])
 170 {
 171         u64 ret = 0;
 172         char *p, *s, *d = kstrndup(opt, PAGE_SIZE - 1, GFP_KERNEL);
 173
 174         if (!d)
 175                 return -ENOMEM;
 176
 177         s = strim(d);
 178
 179         while ((p = strsep(&s, ","))) {
 180                 int flag = match_string(list, -1, p);
 181                 if (flag < 0) {
 182                         ret = -1;
 183                         break;
 184                 }
 185
 186                 ret |= 1 << flag;
 187         }
 188
 189         kfree(d);
 190
 191         return ret;
 192 }
 193
 194 bool bch2_is_zero(const void *_p, size_t n)
 195 {
 196         const char *p = _p;
 197         size_t i;
 198
 199         for (i = 0; i < n; i++)
 200                 if (p[i])
 201                         return false;
 202         return true;
 203 }
 204
 205 static void bch2_quantiles_update(struct quantiles *q, u64 v)
 206 {
 207         unsigned i = 0;
 208
 209         while (i < ARRAY_SIZE(q->entries)) {
 210                 struct quantile_entry *e = q->entries + i;
 211
 212                 if (unlikely(!e->step)) {
 213                         e->m = v;
 214                         e->step = max_t(unsigned, v / 2, 1024);
 215                 } else if (e->m > v) {
 216                         e->m = e->m >= e->step
 217                                 ? e->m - e->step
 218                                 : 0;
 219                 } else if (e->m < v) {
 220                         e->m = e->m + e->step > e->m
 221                                 ? e->m + e->step
 222                                 : U32_MAX;
 223                 }
 224
 225                 if ((e->m > v ? e->m - v : v - e->m) < e->step)
 226                         e->step = max_t(unsigned, e->step / 2, 1);
 227
 228                 if (v >= e->m)
 229                         break;
 230
 231                 i = eytzinger0_child(i, v > e->m);
 232         }
 233 }
 234
 235 /* time stats: */
 236
 237 static void bch2_time_stats_update_one(struct time_stats *stats,
 238                                        u64 start, u64 end)
 239 {
 240         u64 duration, freq;
 241
 242         duration        = time_after64(end, start)
 243                 ? end - start : 0;
 244         freq            = time_after64(end, stats->last_event)
 245                 ? end - stats->last_event : 0;
 246
 247         stats->count++;
 248
 249         stats->average_duration = stats->average_duration
 250                 ? ewma_add(stats->average_duration, duration, 6)
 251                 : duration;
 252
 253         stats->average_frequency = stats->average_frequency
 254                 ? ewma_add(stats->average_frequency, freq, 6)
 255                 : freq;
 256
 257         stats->max_duration = max(stats->max_duration, duration);
 258
 259         stats->last_event = end;
 260
 261         bch2_quantiles_update(&stats->quantiles, duration);
 262 }
 263
 264 void __bch2_time_stats_update(struct time_stats *stats, u64 start, u64 end)
 265 {
 266         unsigned long flags;
 267
 268         if (!stats->buffer) {
 269                 spin_lock_irqsave(&stats->lock, flags);
 270                 bch2_time_stats_update_one(stats, start, end);
 271
 272                 if (stats->average_frequency < 32 &&
 273                     stats->count > 1024)
 274                         stats->buffer =
 275                                 alloc_percpu_gfp(struct time_stat_buffer,
 276                                                  GFP_ATOMIC);
 277                 spin_unlock_irqrestore(&stats->lock, flags);
 278         } else {
 279                 struct time_stat_buffer_entry *i;
 280                 struct time_stat_buffer *b;
 281
 282                 preempt_disable();
 283                 b = this_cpu_ptr(stats->buffer);
 284
 285                 BUG_ON(b->nr >= ARRAY_SIZE(b->entries));
 286                 b->entries[b->nr++] = (struct time_stat_buffer_entry) {
 287                         .start = start,
 288                         .end = end
 289                 };
 290
 291                 if (b->nr == ARRAY_SIZE(b->entries)) {
 292                         spin_lock_irqsave(&stats->lock, flags);
 293                         for (i = b->entries;
 294                              i < b->entries + ARRAY_SIZE(b->entries);
 295                              i++)
 296                                 bch2_time_stats_update_one(stats, i->start, i->end);
 297                         spin_unlock_irqrestore(&stats->lock, flags);
 298
 299                         b->nr = 0;
 300                 }
 301
 302                 preempt_enable();
 303         }
 304 }
 305
 306 static const struct time_unit {
 307         const char      *name;
 308         u32             nsecs;
 309 } time_units[] = {
 310         { "ns",         1               },
 311         { "us",         NSEC_PER_USEC   },
 312         { "ms",         NSEC_PER_MSEC   },
 313         { "sec",        NSEC_PER_SEC    },
 314 };
 315
 316 static const struct time_unit *pick_time_units(u64 ns)
 317 {
 318         const struct time_unit *u;
 319
 320         for (u = time_units;
 321              u + 1 < time_units + ARRAY_SIZE(time_units) &&
 322              ns >= u[1].nsecs << 1;
 323              u++)
 324                 ;
 325
 326         return u;
 327 }
 328
 329 static size_t pr_time_units(char *buf, size_t len, u64 ns)
 330 {
 331         const struct time_unit *u = pick_time_units(ns);
 332
 333         return scnprintf(buf, len, "%llu %s", div_u64(ns, u->nsecs), u->name);
 334 }
 335
 336 size_t bch2_time_stats_print(struct time_stats *stats, char *buf, size_t len)
 337 {
 338         char *out = buf, *end = buf + len;
 339         const struct time_unit *u;
 340         u64 freq = READ_ONCE(stats->average_frequency);
 341         u64 q, last_q = 0;
 342         int i;
 343
 344         out += scnprintf(out, end - out, "count:\t\t%llu\n",
 345                          stats->count);
 346         out += scnprintf(out, end - out, "rate:\t\t%llu/sec\n",
 347                          freq ?  div64_u64(NSEC_PER_SEC, freq) : 0);
 348
 349         out += scnprintf(out, end - out, "frequency:\t");
 350         out += pr_time_units(out, end - out, freq);
 351
 352         out += scnprintf(out, end - out, "\navg duration:\t");
 353         out += pr_time_units(out, end - out, stats->average_duration);
 354
 355         out += scnprintf(out, end - out, "\nmax duration:\t");
 356         out += pr_time_units(out, end - out, stats->max_duration);
 357
 358         i = eytzinger0_first(NR_QUANTILES);
 359         u = pick_time_units(stats->quantiles.entries[i].m);
 360
 361         out += scnprintf(out, end - out, "\nquantiles (%s):\t", u->name);
 362         eytzinger0_for_each(i, NR_QUANTILES) {
 363                 bool is_last = eytzinger0_next(i, NR_QUANTILES) == -1;
 364
 365                 q = max(stats->quantiles.entries[i].m, last_q);
 366                 out += scnprintf(out, end - out, "%llu%s",
 367                                  div_u64(q, u->nsecs),
 368                                  is_last ? "\n" : " ");
 369                 last_q = q;
 370         }
 371
 372         return out - buf;
 373 }
 374
 375 void bch2_time_stats_exit(struct time_stats *stats)
 376 {
 377         free_percpu(stats->buffer);
 378 }
 379
 380 void bch2_time_stats_init(struct time_stats *stats)
 381 {
 382         memset(stats, 0, sizeof(*stats));
 383         spin_lock_init(&stats->lock);
 384 }
 385
 386 /* ratelimit: */
 387
 388 /**
 389  * bch2_ratelimit_delay() - return how long to delay until the next time to do
 390  * some work
 391  *
 392  * @d - the struct bch_ratelimit to update
 393  *
 394  * Returns the amount of time to delay by, in jiffies
 395  */
 396 u64 bch2_ratelimit_delay(struct bch_ratelimit *d)
 397 {
 398         u64 now = local_clock();
 399
 400         return time_after64(d->next, now)
 401                 ? nsecs_to_jiffies(d->next - now)
 402                 : 0;
 403 }
 404
 405 /**
 406  * bch2_ratelimit_increment() - increment @d by the amount of work done
 407  *
 408  * @d - the struct bch_ratelimit to update
 409  * @done - the amount of work done, in arbitrary units
 410  */
 411 void bch2_ratelimit_increment(struct bch_ratelimit *d, u64 done)
 412 {
 413         u64 now = local_clock();
 414
 415         d->next += div_u64(done * NSEC_PER_SEC, d->rate);
 416
 417         if (time_before64(now + NSEC_PER_SEC, d->next))
 418                 d->next = now + NSEC_PER_SEC;
 419
 420         if (time_after64(now - NSEC_PER_SEC * 2, d->next))
 421                 d->next = now - NSEC_PER_SEC * 2;
 422 }
 423
 424 int bch2_ratelimit_wait_freezable_stoppable(struct bch_ratelimit *d)
 425 {
 426         bool kthread = (current->flags & PF_KTHREAD) != 0;
 427
 428         while (1) {
 429                 u64 delay = bch2_ratelimit_delay(d);
 430
 431                 if (delay)
 432                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 433
 434                 if (kthread && kthread_should_stop())
 435                         return 1;
 436
 437                 if (!delay)
 438                         return 0;
 439
 440                 schedule_timeout(delay);
 441                 try_to_freeze();
 442         }
 443 }
 444
 445 /* pd controller: */
 446
 447 /*
 448  * Updates pd_controller. Attempts to scale inputed values to units per second.
 449  * @target: desired value
 450  * @actual: current value
 451  *
 452  * @sign: 1 or -1; 1 if increasing the rate makes actual go up, -1 if increasing
 453  * it makes actual go down.
 454  */
 455 void bch2_pd_controller_update(struct bch_pd_controller *pd,
 456                               s64 target, s64 actual, int sign)
 457 {
 458         s64 proportional, derivative, change;
 459
 460         unsigned long seconds_since_update = (jiffies - pd->last_update) / HZ;
 461
 462         if (seconds_since_update == 0)
 463                 return;
 464
 465         pd->last_update = jiffies;
 466
 467         proportional = actual - target;
 468         proportional *= seconds_since_update;
 469         proportional = div_s64(proportional, pd->p_term_inverse);
 470
 471         derivative = actual - pd->last_actual;
 472         derivative = div_s64(derivative, seconds_since_update);
 473         derivative = ewma_add(pd->smoothed_derivative, derivative,
 474                               (pd->d_term / seconds_since_update) ?: 1);
 475         derivative = derivative * pd->d_term;
 476         derivative = div_s64(derivative, pd->p_term_inverse);
 477
 478         change = proportional + derivative;
 479
 480         /* Don't increase rate if not keeping up */
 481         if (change > 0 &&
 482             pd->backpressure &&
 483             time_after64(local_clock(),
 484                          pd->rate.next + NSEC_PER_MSEC))
 485                 change = 0;
 486
 487         change *= (sign * -1);
 488
 489         pd->rate.rate = clamp_t(s64, (s64) pd->rate.rate + change,
 490                                 1, UINT_MAX);
 491
 492         pd->last_actual         = actual;
 493         pd->last_derivative     = derivative;
 494         pd->last_proportional   = proportional;
 495         pd->last_change         = change;
 496         pd->last_target         = target;
 497 }
 498
 499 void bch2_pd_controller_init(struct bch_pd_controller *pd)
 500 {
 501         pd->rate.rate           = 1024;
 502         pd->last_update         = jiffies;
 503         pd->p_term_inverse      = 6000;
 504         pd->d_term              = 30;
 505         pd->d_smooth            = pd->d_term;
 506         pd->backpressure        = 1;
 507 }
 508
 509 size_t bch2_pd_controller_print_debug(struct bch_pd_controller *pd, char *buf)
 510 {
 511         /* 2^64 - 1 is 20 digits, plus null byte */
 512         char rate[21];
 513         char actual[21];
 514         char target[21];
 515         char proportional[21];
 516         char derivative[21];
 517         char change[21];
 518         s64 next_io;
 519
 520         bch2_hprint(rate,       pd->rate.rate);
 521         bch2_hprint(actual,     pd->last_actual);
 522         bch2_hprint(target,     pd->last_target);
 523         bch2_hprint(proportional, pd->last_proportional);
 524         bch2_hprint(derivative, pd->last_derivative);
 525         bch2_hprint(change,     pd->last_change);
 526
 527         next_io = div64_s64(pd->rate.next - local_clock(), NSEC_PER_MSEC);
 528
 529         return sprintf(buf,
 530                        "rate:\t\t%s/sec\n"
 531                        "target:\t\t%s\n"
 532                        "actual:\t\t%s\n"
 533                        "proportional:\t%s\n"
 534                        "derivative:\t%s\n"
 535                        "change:\t\t%s/sec\n"
 536                        "next io:\t%llims\n",
 537                        rate, target, actual, proportional,
 538                        derivative, change, next_io);
 539 }
 540
 541 /* misc: */
 542
 543 void bch2_bio_map(struct bio *bio, void *base)
 544 {
 545         size_t size = bio->bi_iter.bi_size;
 546         struct bio_vec *bv = bio->bi_io_vec;
 547
 548         BUG_ON(!bio->bi_iter.bi_size);
 549         BUG_ON(bio->bi_vcnt);
 550
 551         bv->bv_offset = base ? offset_in_page(base) : 0;
 552         goto start;
 553
 554         for (; size; bio->bi_vcnt++, bv++) {
 555                 bv->bv_offset   = 0;
 556 start:          bv->bv_len      = min_t(size_t, PAGE_SIZE - bv->bv_offset,
 557                                         size);
 558                 BUG_ON(bio->bi_vcnt >= bio->bi_max_vecs);
 559                 if (base) {
 560                         bv->bv_page = is_vmalloc_addr(base)
 561                                 ? vmalloc_to_page(base)
 562                                 : virt_to_page(base);
 563
 564                         base += bv->bv_len;
 565                 }
 566
 567                 size -= bv->bv_len;
 568         }
 569 }
 570
 571 int bch2_bio_alloc_pages(struct bio *bio, gfp_t gfp_mask)
 572 {
 573         int i;
 574         struct bio_vec *bv;
 575
 576         bio_for_each_segment_all(bv, bio, i) {
 577                 bv->bv_page = alloc_page(gfp_mask);
 578                 if (!bv->bv_page) {
 579                         while (--bv >= bio->bi_io_vec)
 580                                 __free_page(bv->bv_page);
 581                         return -ENOMEM;
 582                 }
 583         }
 584
 585         return 0;
 586 }
 587
 588 size_t bch2_rand_range(size_t max)
 589 {
 590         size_t rand;
 591
 592         if (!max)
 593                 return 0;
 594
 595         do {
 596                 rand = get_random_long();
 597                 rand &= roundup_pow_of_two(max) - 1;
 598         } while (rand >= max);
 599
 600         return rand;
 601 }
 602
 603 void memcpy_to_bio(struct bio *dst, struct bvec_iter dst_iter, void *src)
 604 {
 605         struct bio_vec bv;
 606         struct bvec_iter iter;
 607
 608         __bio_for_each_segment(bv, dst, iter, dst_iter) {
 609                 void *dstp = kmap_atomic(bv.bv_page);
 610                 memcpy(dstp + bv.bv_offset, src, bv.bv_len);
 611                 kunmap_atomic(dstp);
 612
 613                 src += bv.bv_len;
 614         }
 615 }
 616
 617 void memcpy_from_bio(void *dst, struct bio *src, struct bvec_iter src_iter)
 618 {
 619         struct bio_vec bv;
 620         struct bvec_iter iter;
 621
 622         __bio_for_each_segment(bv, src, iter, src_iter) {
 623                 void *srcp = kmap_atomic(bv.bv_page);
 624                 memcpy(dst, srcp + bv.bv_offset, bv.bv_len);
 625                 kunmap_atomic(srcp);
 626
 627                 dst += bv.bv_len;
 628         }
 629 }
 630
 631 size_t bch_scnmemcpy(char *buf, size_t size, const char *src, size_t len)
 632 {
 633         size_t n;
 634
 635         if (!size)
 636                 return 0;
 637
 638         n = min(size - 1, len);
 639         memcpy(buf, src, n);
 640         buf[n] = '\0';
 641
 642         return n;
 643 }
 644
 645 #include "eytzinger.h"
 646
 647 static int alignment_ok(const void *base, size_t align)
 648 {
 649         return IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS) ||
 650                 ((unsigned long)base & (align - 1)) == 0;
 651 }
 652
 653 static void u32_swap(void *a, void *b, size_t size)
 654 {
 655         u32 t = *(u32 *)a;
 656         *(u32 *)a = *(u32 *)b;
 657         *(u32 *)b = t;
 658 }
 659
 660 static void u64_swap(void *a, void *b, size_t size)
 661 {
 662         u64 t = *(u64 *)a;
 663         *(u64 *)a = *(u64 *)b;
 664         *(u64 *)b = t;
 665 }
 666
 667 static void generic_swap(void *a, void *b, size_t size)
 668 {
 669         char t;
 670
 671         do {
 672                 t = *(char *)a;
 673                 *(char *)a++ = *(char *)b;
 674                 *(char *)b++ = t;
 675         } while (--size > 0);
 676 }
 677
 678 static inline int do_cmp(void *base, size_t n, size_t size,
 679                          int (*cmp_func)(const void *, const void *, size_t),
 680                          size_t l, size_t r)
 681 {
 682         return cmp_func(base + inorder_to_eytzinger0(l, n) * size,
 683                         base + inorder_to_eytzinger0(r, n) * size,
 684                         size);
 685 }
 686
 687 static inline void do_swap(void *base, size_t n, size_t size,
 688                            void (*swap_func)(void *, void *, size_t),
 689                            size_t l, size_t r)
 690 {
 691         swap_func(base + inorder_to_eytzinger0(l, n) * size,
 692                   base + inorder_to_eytzinger0(r, n) * size,
 693                   size);
 694 }
 695
 696 void eytzinger0_sort(void *base, size_t n, size_t size,
 697                      int (*cmp_func)(const void *, const void *, size_t),
 698                      void (*swap_func)(void *, void *, size_t))
 699 {
 700         int i, c, r;
 701
 702         if (!swap_func) {
 703                 if (size == 4 && alignment_ok(base, 4))
 704                         swap_func = u32_swap;
 705                 else if (size == 8 && alignment_ok(base, 8))
 706                         swap_func = u64_swap;
 707                 else
 708                         swap_func = generic_swap;
 709         }
 710
 711         /* heapify */
 712         for (i = n / 2 - 1; i >= 0; --i) {
 713                 for (r = i; r * 2 + 1 < n; r = c) {
 714                         c = r * 2 + 1;
 715
 716                         if (c + 1 < n &&
 717                             do_cmp(base, n, size, cmp_func, c, c + 1) < 0)
 718                                 c++;
 719
 720                         if (do_cmp(base, n, size, cmp_func, r, c) >= 0)
 721                                 break;
 722
 723                         do_swap(base, n, size, swap_func, r, c);
 724                 }
 725         }
 726
 727         /* sort */
 728         for (i = n - 1; i > 0; --i) {
 729                 do_swap(base, n, size, swap_func, 0, i);
 730
 731                 for (r = 0; r * 2 + 1 < i; r = c) {
 732                         c = r * 2 + 1;
 733
 734                         if (c + 1 < i &&
 735                             do_cmp(base, n, size, cmp_func, c, c + 1) < 0)
 736                                 c++;
 737
 738                         if (do_cmp(base, n, size, cmp_func, r, c) >= 0)
 739                                 break;
 740
 741                         do_swap(base, n, size, swap_func, r, c);
 742                 }
 743         }
 744 }
 745
 746 void sort_cmp_size(void *base, size_t num, size_t size,
 747           int (*cmp_func)(const void *, const void *, size_t),
 748           void (*swap_func)(void *, void *, size_t size))
 749 {
 750         /* pre-scale counters for performance */
 751         int i = (num/2 - 1) * size, n = num * size, c, r;
 752
 753         if (!swap_func) {
 754                 if (size == 4 && alignment_ok(base, 4))
 755                         swap_func = u32_swap;
 756                 else if (size == 8 && alignment_ok(base, 8))
 757                         swap_func = u64_swap;
 758                 else
 759                         swap_func = generic_swap;
 760         }
 761
 762         /* heapify */
 763         for ( ; i >= 0; i -= size) {
 764                 for (r = i; r * 2 + size < n; r  = c) {
 765                         c = r * 2 + size;
 766                         if (c < n - size &&
 767                             cmp_func(base + c, base + c + size, size) < 0)
 768                                 c += size;
 769                         if (cmp_func(base + r, base + c, size) >= 0)
 770                                 break;
 771                         swap_func(base + r, base + c, size);
 772                 }
 773         }
 774
 775         /* sort */
 776         for (i = n - size; i > 0; i -= size) {
 777                 swap_func(base, base + i, size);
 778                 for (r = 0; r * 2 + size < i; r = c) {
 779                         c = r * 2 + size;
 780                         if (c < i - size &&
 781                             cmp_func(base + c, base + c + size, size) < 0)
 782                                 c += size;
 783                         if (cmp_func(base + r, base + c, size) >= 0)
 784                                 break;
 785                         swap_func(base + r, base + c, size);
 786                 }
 787         }
 788 }
 789
 790 static void mempool_free_vp(void *element, void *pool_data)
 791 {
 792         size_t size = (size_t) pool_data;
 793
 794         vpfree(element, size);
 795 }
 796
 797 static void *mempool_alloc_vp(gfp_t gfp_mask, void *pool_data)
 798 {
 799         size_t size = (size_t) pool_data;
 800
 801         return vpmalloc(size, gfp_mask);
 802 }
 803
 804 int mempool_init_kvpmalloc_pool(mempool_t *pool, int min_nr, size_t size)
 805 {
 806         return size < PAGE_SIZE
 807                 ? mempool_init_kmalloc_pool(pool, min_nr, size)
 808                 : mempool_init(pool, min_nr, mempool_alloc_vp,
 809                                mempool_free_vp, (void *) size);
 810 }
 811
 812 #if 0
 813 void eytzinger1_test(void)
 814 {
 815         unsigned inorder, eytz, size;
 816
 817         pr_info("1 based eytzinger test:");
 818
 819         for (size = 2;
 820              size < 65536;
 821              size++) {
 822                 unsigned extra = eytzinger1_extra(size);
 823
 824                 if (!(size % 4096))
 825                         pr_info("tree size %u", size);
 826
 827                 BUG_ON(eytzinger1_prev(0, size) != eytzinger1_last(size));
 828                 BUG_ON(eytzinger1_next(0, size) != eytzinger1_first(size));
 829
 830                 BUG_ON(eytzinger1_prev(eytzinger1_first(size), size)    != 0);
 831                 BUG_ON(eytzinger1_next(eytzinger1_last(size), size)     != 0);
 832
 833                 inorder = 1;
 834                 eytzinger1_for_each(eytz, size) {
 835                         BUG_ON(__inorder_to_eytzinger1(inorder, size, extra) != eytz);
 836                         BUG_ON(__eytzinger1_to_inorder(eytz, size, extra) != inorder);
 837                         BUG_ON(eytz != eytzinger1_last(size) &&
 838                                eytzinger1_prev(eytzinger1_next(eytz, size), size) != eytz);
 839
 840                         inorder++;
 841                 }
 842         }
 843 }
 844
 845 void eytzinger0_test(void)
 846 {
 847
 848         unsigned inorder, eytz, size;
 849
 850         pr_info("0 based eytzinger test:");
 851
 852         for (size = 1;
 853              size < 65536;
 854              size++) {
 855                 unsigned extra = eytzinger0_extra(size);
 856
 857                 if (!(size % 4096))
 858                         pr_info("tree size %u", size);
 859
 860                 BUG_ON(eytzinger0_prev(-1, size) != eytzinger0_last(size));
 861                 BUG_ON(eytzinger0_next(-1, size) != eytzinger0_first(size));
 862
 863                 BUG_ON(eytzinger0_prev(eytzinger0_first(size), size)    != -1);
 864                 BUG_ON(eytzinger0_next(eytzinger0_last(size), size)     != -1);
 865
 866                 inorder = 0;
 867                 eytzinger0_for_each(eytz, size) {
 868                         BUG_ON(__inorder_to_eytzinger0(inorder, size, extra) != eytz);
 869                         BUG_ON(__eytzinger0_to_inorder(eytz, size, extra) != inorder);
 870                         BUG_ON(eytz != eytzinger0_last(size) &&
 871                                eytzinger0_prev(eytzinger0_next(eytz, size), size) != eytz);
 872
 873                         inorder++;
 874                 }
 875         }
 876 }
 877
 878 static inline int cmp_u16(const void *_l, const void *_r, size_t size)
 879 {
 880         const u16 *l = _l, *r = _r;
 881
 882         return (*l > *r) - (*r - *l);
 883 }
 884
 885 static void eytzinger0_find_test_val(u16 *test_array, unsigned nr, u16 search)
 886 {
 887         int i, c1 = -1, c2 = -1;
 888         ssize_t r;
 889
 890         r = eytzinger0_find_le(test_array, nr,
 891                                sizeof(test_array[0]),
 892                                cmp_u16, &search);
 893         if (r >= 0)
 894                 c1 = test_array[r];
 895
 896         for (i = 0; i < nr; i++)
 897                 if (test_array[i] <= search && test_array[i] > c2)
 898                         c2 = test_array[i];
 899
 900         if (c1 != c2) {
 901                 eytzinger0_for_each(i, nr)
 902                         pr_info("[%3u] = %12u", i, test_array[i]);
 903                 pr_info("find_le(%2u) -> [%2zi] = %2i should be %2i",
 904                         i, r, c1, c2);
 905         }
 906 }
 907
 908 void eytzinger0_find_test(void)
 909 {
 910         unsigned i, nr, allocated = 1 << 12;
 911         u16 *test_array = kmalloc_array(allocated, sizeof(test_array[0]), GFP_KERNEL);
 912
 913         for (nr = 1; nr < allocated; nr++) {
 914                 pr_info("testing %u elems", nr);
 915
 916                 get_random_bytes(test_array, nr * sizeof(test_array[0]));
 917                 eytzinger0_sort(test_array, nr, sizeof(test_array[0]), cmp_u16, NULL);
 918
 919                 /* verify array is sorted correctly: */
 920                 eytzinger0_for_each(i, nr)
 921                         BUG_ON(i != eytzinger0_last(nr) &&
 922                                test_array[i] > test_array[eytzinger0_next(i, nr)]);
 923
 924                 for (i = 0; i < U16_MAX; i += 1 << 12)
 925                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, i);
 926
 927                 for (i = 0; i < nr; i++) {
 928                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, test_array[i] - 1);
 929                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, test_array[i]);
 930                         eytzinger0_find_test_val(test_array, nr, test_array[i] + 1);
 931                 }
 932         }
 933
 934         kfree(test_array);
 935 }
 936 #endif