xref: /linux/fs/btrfs/disk-io.c (revision a28ec19775d62d673b034082128aca95780d3737)
1eb60ceacSChris Mason #define _XOPEN_SOURCE 500
2eb60ceacSChris Mason #include <stdio.h>
3eb60ceacSChris Mason #include <stdlib.h>
4eb60ceacSChris Mason #include <sys/types.h>
5eb60ceacSChris Mason #include <sys/stat.h>
6eb60ceacSChris Mason #include <fcntl.h>
7eb60ceacSChris Mason #include <unistd.h>
8eb60ceacSChris Mason #include "kerncompat.h"
9eb60ceacSChris Mason #include "radix-tree.h"
10eb60ceacSChris Mason #include "ctree.h"
11eb60ceacSChris Mason #include "disk-io.h"
12eb60ceacSChris Mason 
13eb60ceacSChris Mason static int allocated_blocks = 0;
14ed2ff2cbSChris Mason int cache_max = 10000;
15eb60ceacSChris Mason 
169a8dd150SChris Mason static int check_tree_block(struct ctree_root *root, struct tree_buffer *buf)
17eb60ceacSChris Mason {
189a8dd150SChris Mason 	if (buf->blocknr != buf->node.header.blocknr)
199a8dd150SChris Mason 		BUG();
209a8dd150SChris Mason 	if (root->node && buf->node.header.parentid != root->node->node.header.parentid)
219a8dd150SChris Mason 		BUG();
229a8dd150SChris Mason 	return 0;
23eb60ceacSChris Mason }
24eb60ceacSChris Mason 
25ed2ff2cbSChris Mason static int free_some_buffers(struct ctree_root *root)
26ed2ff2cbSChris Mason {
27ed2ff2cbSChris Mason 	struct list_head *node, *next;
28ed2ff2cbSChris Mason 	struct tree_buffer *b;
29ed2ff2cbSChris Mason 	if (root->cache_size < cache_max)
30ed2ff2cbSChris Mason 		return 0;
31ed2ff2cbSChris Mason 	list_for_each_safe(node, next, &root->cache) {
32ed2ff2cbSChris Mason 		b = list_entry(node, struct tree_buffer, cache);
33ed2ff2cbSChris Mason 		if (b->count == 1) {
34ed2ff2cbSChris Mason 			BUG_ON(!list_empty(&b->dirty));
35ed2ff2cbSChris Mason 			list_del_init(&b->cache);
36ed2ff2cbSChris Mason 			tree_block_release(root, b);
37ed2ff2cbSChris Mason 			if (root->cache_size < cache_max)
3877ce6846SChris Mason 				break;
39ed2ff2cbSChris Mason 		}
40ed2ff2cbSChris Mason 	}
41ed2ff2cbSChris Mason 	return 0;
42ed2ff2cbSChris Mason }
43ed2ff2cbSChris Mason 
44eb60ceacSChris Mason struct tree_buffer *alloc_tree_block(struct ctree_root *root, u64 blocknr)
45eb60ceacSChris Mason {
46eb60ceacSChris Mason 	struct tree_buffer *buf;
47eb60ceacSChris Mason 	int ret;
48eb60ceacSChris Mason 	buf = malloc(sizeof(struct tree_buffer));
49eb60ceacSChris Mason 	if (!buf)
50eb60ceacSChris Mason 		return buf;
51eb60ceacSChris Mason 	allocated_blocks++;
52eb60ceacSChris Mason 	buf->blocknr = blocknr;
53ed2ff2cbSChris Mason 	buf->count = 2;
54ed2ff2cbSChris Mason 	INIT_LIST_HEAD(&buf->dirty);
55ed2ff2cbSChris Mason 	free_some_buffers(root);
56eb60ceacSChris Mason 	radix_tree_preload(GFP_KERNEL);
57eb60ceacSChris Mason 	ret = radix_tree_insert(&root->cache_radix, blocknr, buf);
58eb60ceacSChris Mason 	radix_tree_preload_end();
59ed2ff2cbSChris Mason 	list_add_tail(&buf->cache, &root->cache);
60ed2ff2cbSChris Mason 	root->cache_size++;
61eb60ceacSChris Mason 	if (ret) {
62eb60ceacSChris Mason 		free(buf);
63eb60ceacSChris Mason 		return NULL;
64eb60ceacSChris Mason 	}
65eb60ceacSChris Mason 	return buf;
66eb60ceacSChris Mason }
67eb60ceacSChris Mason 
689a8dd150SChris Mason struct tree_buffer *find_tree_block(struct ctree_root *root, u64 blocknr)
69eb60ceacSChris Mason {
70eb60ceacSChris Mason 	struct tree_buffer *buf;
719a8dd150SChris Mason 	buf = radix_tree_lookup(&root->cache_radix, blocknr);
729a8dd150SChris Mason 	if (buf) {
739a8dd150SChris Mason 		buf->count++;
749a8dd150SChris Mason 	} else {
759a8dd150SChris Mason 		buf = alloc_tree_block(root, blocknr);
769a8dd150SChris Mason 		if (!buf) {
77eb60ceacSChris Mason 			BUG();
78eb60ceacSChris Mason 			return NULL;
79eb60ceacSChris Mason 		}
809a8dd150SChris Mason 	}
81eb60ceacSChris Mason 	return buf;
82eb60ceacSChris Mason }
83eb60ceacSChris Mason 
84eb60ceacSChris Mason struct tree_buffer *read_tree_block(struct ctree_root *root, u64 blocknr)
85eb60ceacSChris Mason {
86d97e63b6SChris Mason 	loff_t offset = blocknr * CTREE_BLOCKSIZE;
87eb60ceacSChris Mason 	struct tree_buffer *buf;
88eb60ceacSChris Mason 	int ret;
89eb60ceacSChris Mason 
90eb60ceacSChris Mason 	buf = radix_tree_lookup(&root->cache_radix, blocknr);
91eb60ceacSChris Mason 	if (buf) {
92eb60ceacSChris Mason 		buf->count++;
939a8dd150SChris Mason 	} else {
94eb60ceacSChris Mason 		buf = alloc_tree_block(root, blocknr);
95eb60ceacSChris Mason 		if (!buf)
96eb60ceacSChris Mason 			return NULL;
97eb60ceacSChris Mason 		ret = pread(root->fp, &buf->node, CTREE_BLOCKSIZE, offset);
98eb60ceacSChris Mason 		if (ret != CTREE_BLOCKSIZE) {
99eb60ceacSChris Mason 			free(buf);
100eb60ceacSChris Mason 			return NULL;
101eb60ceacSChris Mason 		}
1029a8dd150SChris Mason 	}
1039a8dd150SChris Mason 	if (check_tree_block(root, buf))
104cfaa7295SChris Mason 		BUG();
105eb60ceacSChris Mason 	return buf;
106eb60ceacSChris Mason }
107eb60ceacSChris Mason 
108ed2ff2cbSChris Mason int dirty_tree_block(struct ctree_root *root, struct tree_buffer *buf)
109ed2ff2cbSChris Mason {
110ed2ff2cbSChris Mason 	if (!list_empty(&buf->dirty))
111ed2ff2cbSChris Mason 		return 0;
112ed2ff2cbSChris Mason 	list_add_tail(&buf->dirty, &root->trans);
113ed2ff2cbSChris Mason 	buf->count++;
114ed2ff2cbSChris Mason 	return 0;
115ed2ff2cbSChris Mason }
116ed2ff2cbSChris Mason 
117ed2ff2cbSChris Mason int clean_tree_block(struct ctree_root *root, struct tree_buffer *buf)
118ed2ff2cbSChris Mason {
119ed2ff2cbSChris Mason 	if (!list_empty(&buf->dirty)) {
120ed2ff2cbSChris Mason 		list_del_init(&buf->dirty);
121ed2ff2cbSChris Mason 		tree_block_release(root, buf);
122ed2ff2cbSChris Mason 	}
123ed2ff2cbSChris Mason 	return 0;
124ed2ff2cbSChris Mason }
125ed2ff2cbSChris Mason 
126eb60ceacSChris Mason int write_tree_block(struct ctree_root *root, struct tree_buffer *buf)
127eb60ceacSChris Mason {
128eb60ceacSChris Mason 	u64 blocknr = buf->blocknr;
129d97e63b6SChris Mason 	loff_t offset = blocknr * CTREE_BLOCKSIZE;
130eb60ceacSChris Mason 	int ret;
131eb60ceacSChris Mason 
132eb60ceacSChris Mason 	if (buf->blocknr != buf->node.header.blocknr)
133eb60ceacSChris Mason 		BUG();
134eb60ceacSChris Mason 	ret = pwrite(root->fp, &buf->node, CTREE_BLOCKSIZE, offset);
135eb60ceacSChris Mason 	if (ret != CTREE_BLOCKSIZE)
136eb60ceacSChris Mason 		return ret;
137eb60ceacSChris Mason 	return 0;
138eb60ceacSChris Mason }
139eb60ceacSChris Mason 
140ed2ff2cbSChris Mason static int __commit_transaction(struct ctree_root *root)
141ed2ff2cbSChris Mason {
142ed2ff2cbSChris Mason 	struct tree_buffer *b;
143ed2ff2cbSChris Mason 	int ret = 0;
144ed2ff2cbSChris Mason 	int wret;
145ed2ff2cbSChris Mason 	while(!list_empty(&root->trans)) {
146ed2ff2cbSChris Mason 		b = list_entry(root->trans.next, struct tree_buffer, dirty);
147ed2ff2cbSChris Mason 		list_del_init(&b->dirty);
148ed2ff2cbSChris Mason 		wret = write_tree_block(root, b);
149ed2ff2cbSChris Mason 		if (wret)
150ed2ff2cbSChris Mason 			ret = wret;
151ed2ff2cbSChris Mason 		tree_block_release(root, b);
152ed2ff2cbSChris Mason 	}
153ed2ff2cbSChris Mason 	return ret;
154ed2ff2cbSChris Mason }
155ed2ff2cbSChris Mason 
156*a28ec197SChris Mason int commit_transaction(struct ctree_root *root, struct ctree_super_block *s)
157ed2ff2cbSChris Mason {
158*a28ec197SChris Mason 	int ret = 0;
159*a28ec197SChris Mason 
160ed2ff2cbSChris Mason 	ret = __commit_transaction(root);
161ed2ff2cbSChris Mason 	if (!ret && root != root->extent_root)
162ed2ff2cbSChris Mason 		ret = __commit_transaction(root->extent_root);
163ed2ff2cbSChris Mason 	BUG_ON(ret);
164*a28ec197SChris Mason 	if (root->commit_root != root->node) {
165*a28ec197SChris Mason 		struct tree_buffer *snap = root->commit_root;
166*a28ec197SChris Mason 		root->commit_root = root->node;
167*a28ec197SChris Mason 		root->node->count++;
168*a28ec197SChris Mason 		ret = btrfs_drop_snapshot(root, snap);
169*a28ec197SChris Mason 		BUG_ON(ret);
170*a28ec197SChris Mason 		tree_block_release(root, snap);
171*a28ec197SChris Mason 	}
172*a28ec197SChris Mason         write_ctree_super(root, s);
173*a28ec197SChris Mason 	btrfs_finish_extent_commit(root);
174ed2ff2cbSChris Mason 	return ret;
175ed2ff2cbSChris Mason }
176ed2ff2cbSChris Mason 
177d97e63b6SChris Mason static int __setup_root(struct ctree_root *root, struct ctree_root *extent_root,
178d97e63b6SChris Mason 			struct ctree_root_info *info, int fp)
179d97e63b6SChris Mason {
180ed2ff2cbSChris Mason 	INIT_LIST_HEAD(&root->trans);
181ed2ff2cbSChris Mason 	INIT_LIST_HEAD(&root->cache);
182*a28ec197SChris Mason 	root->cache_size = 0;
183d97e63b6SChris Mason 	root->fp = fp;
184cfaa7295SChris Mason 	root->node = NULL;
185d97e63b6SChris Mason 	root->extent_root = extent_root;
186*a28ec197SChris Mason 	root->commit_root = NULL;
187*a28ec197SChris Mason 	root->node = read_tree_block(root, info->tree_root);
188*a28ec197SChris Mason 	memset(&root->current_insert, 0, sizeof(root->current_insert));
189d97e63b6SChris Mason 	return 0;
190d97e63b6SChris Mason }
191d97e63b6SChris Mason 
192cfaa7295SChris Mason struct ctree_root *open_ctree(char *filename, struct ctree_super_block *super)
193eb60ceacSChris Mason {
194eb60ceacSChris Mason 	struct ctree_root *root = malloc(sizeof(struct ctree_root));
195d97e63b6SChris Mason 	struct ctree_root *extent_root = malloc(sizeof(struct ctree_root));
196eb60ceacSChris Mason 	int fp;
197eb60ceacSChris Mason 	int ret;
198eb60ceacSChris Mason 
199c673024aSChris Mason 	fp = open(filename, O_CREAT | O_RDWR, 0600);
200eb60ceacSChris Mason 	if (fp < 0) {
201eb60ceacSChris Mason 		free(root);
202eb60ceacSChris Mason 		return NULL;
203eb60ceacSChris Mason 	}
2049a8dd150SChris Mason 	INIT_RADIX_TREE(&root->cache_radix, GFP_KERNEL);
205*a28ec197SChris Mason 	INIT_RADIX_TREE(&root->pinned_radix, GFP_KERNEL);
206*a28ec197SChris Mason 	INIT_RADIX_TREE(&extent_root->pinned_radix, GFP_KERNEL);
2079a8dd150SChris Mason 	INIT_RADIX_TREE(&extent_root->cache_radix, GFP_KERNEL);
208cfaa7295SChris Mason 	ret = pread(fp, super, sizeof(struct ctree_super_block),
209d97e63b6SChris Mason 		     CTREE_SUPER_INFO_OFFSET(CTREE_BLOCKSIZE));
2105c680ed6SChris Mason 	if (ret == 0 || super->root_info.tree_root == 0) {
2115c680ed6SChris Mason 		printf("making new FS!\n");
212d97e63b6SChris Mason 		ret = mkfs(fp);
213d97e63b6SChris Mason 		if (ret)
214d97e63b6SChris Mason 			return NULL;
215cfaa7295SChris Mason 		ret = pread(fp, super, sizeof(struct ctree_super_block),
216d97e63b6SChris Mason 			     CTREE_SUPER_INFO_OFFSET(CTREE_BLOCKSIZE));
217d97e63b6SChris Mason 		if (ret != sizeof(struct ctree_super_block))
218d97e63b6SChris Mason 			return NULL;
219d97e63b6SChris Mason 	}
220d97e63b6SChris Mason 	BUG_ON(ret < 0);
221cfaa7295SChris Mason 	__setup_root(root, extent_root, &super->root_info, fp);
222cfaa7295SChris Mason 	__setup_root(extent_root, extent_root, &super->extent_info, fp);
223*a28ec197SChris Mason 	root->commit_root = root->node;
224*a28ec197SChris Mason 	root->node->count++;
225eb60ceacSChris Mason 	return root;
226eb60ceacSChris Mason }
227eb60ceacSChris Mason 
228cfaa7295SChris Mason static int __update_root(struct ctree_root *root, struct ctree_root_info *info)
229cfaa7295SChris Mason {
230cfaa7295SChris Mason 	info->tree_root = root->node->blocknr;
231cfaa7295SChris Mason 	return 0;
232cfaa7295SChris Mason }
233cfaa7295SChris Mason 
234cfaa7295SChris Mason int write_ctree_super(struct ctree_root *root, struct ctree_super_block *s)
235cfaa7295SChris Mason {
236cfaa7295SChris Mason 	int ret;
237cfaa7295SChris Mason 	__update_root(root, &s->root_info);
238cfaa7295SChris Mason 	__update_root(root->extent_root, &s->extent_info);
239cfaa7295SChris Mason 	ret = pwrite(root->fp, s, sizeof(*s), CTREE_SUPER_INFO_OFFSET(CTREE_BLOCKSIZE));
240cfaa7295SChris Mason 	if (ret != sizeof(*s)) {
241cfaa7295SChris Mason 		fprintf(stderr, "failed to write new super block err %d\n", ret);
242cfaa7295SChris Mason 		return ret;
243cfaa7295SChris Mason 	}
244cfaa7295SChris Mason 	return 0;
245cfaa7295SChris Mason }
246cfaa7295SChris Mason 
247ed2ff2cbSChris Mason static int drop_cache(struct ctree_root *root)
248ed2ff2cbSChris Mason {
249ed2ff2cbSChris Mason 	while(!list_empty(&root->cache)) {
250ed2ff2cbSChris Mason 		struct tree_buffer *b = list_entry(root->cache.next,
251ed2ff2cbSChris Mason 						   struct tree_buffer, cache);
252ed2ff2cbSChris Mason 		list_del_init(&b->cache);
253ed2ff2cbSChris Mason 		tree_block_release(root, b);
254ed2ff2cbSChris Mason 	}
255ed2ff2cbSChris Mason 	return 0;
256ed2ff2cbSChris Mason }
257*a28ec197SChris Mason int close_ctree(struct ctree_root *root, struct ctree_super_block *s)
258eb60ceacSChris Mason {
259*a28ec197SChris Mason 	commit_transaction(root, s);
260*a28ec197SChris Mason 	__commit_transaction(root->extent_root);
261*a28ec197SChris Mason 	write_ctree_super(root, s);
262ed2ff2cbSChris Mason 	drop_cache(root->extent_root);
263ed2ff2cbSChris Mason 	drop_cache(root);
264ed2ff2cbSChris Mason 	BUG_ON(!list_empty(&root->trans));
265ed2ff2cbSChris Mason 	BUG_ON(!list_empty(&root->extent_root->trans));
266ed2ff2cbSChris Mason 
267eb60ceacSChris Mason 	close(root->fp);
268eb60ceacSChris Mason 	if (root->node)
269eb60ceacSChris Mason 		tree_block_release(root, root->node);
270cfaa7295SChris Mason 	if (root->extent_root->node)
271cfaa7295SChris Mason 		tree_block_release(root->extent_root, root->extent_root->node);
272*a28ec197SChris Mason 	tree_block_release(root, root->commit_root);
273eb60ceacSChris Mason 	free(root);
274eb60ceacSChris Mason 	printf("on close %d blocks are allocated\n", allocated_blocks);
275eb60ceacSChris Mason 	return 0;
276eb60ceacSChris Mason }
277eb60ceacSChris Mason 
278eb60ceacSChris Mason void tree_block_release(struct ctree_root *root, struct tree_buffer *buf)
279eb60ceacSChris Mason {
280eb60ceacSChris Mason 	buf->count--;
281cfaa7295SChris Mason 	if (buf->count < 0)
282cfaa7295SChris Mason 		BUG();
283eb60ceacSChris Mason 	if (buf->count == 0) {
28402217ed2SChris Mason 		BUG_ON(!list_empty(&buf->cache));
28502217ed2SChris Mason 		BUG_ON(!list_empty(&buf->dirty));
286eb60ceacSChris Mason 		if (!radix_tree_lookup(&root->cache_radix, buf->blocknr))
287eb60ceacSChris Mason 			BUG();
288eb60ceacSChris Mason 		radix_tree_delete(&root->cache_radix, buf->blocknr);
289eb60ceacSChris Mason 		memset(buf, 0, sizeof(*buf));
290eb60ceacSChris Mason 		free(buf);
291eb60ceacSChris Mason 		BUG_ON(allocated_blocks == 0);
292eb60ceacSChris Mason 		allocated_blocks--;
293ed2ff2cbSChris Mason 		BUG_ON(root->cache_size == 0);
294ed2ff2cbSChris Mason 		root->cache_size--;
295eb60ceacSChris Mason 	}
296eb60ceacSChris Mason }
297eb60ceacSChris Mason 
298