fs/ext4/extents_status.c

   1 /*
   2  *  fs/ext4/extents_status.c
   3  *
   4  * Written by Yongqiang Yang <xiaoqiangnk@gmail.com>
   5  * Modified by
   6  *      Allison Henderson <achender@linux.vnet.ibm.com>
   7  *      Hugh Dickins <hughd@google.com>
   8  *      Zheng Liu <wenqing.lz@taobao.com>
   9  *
  10  * Ext4 extents status tree core functions.
  11  */
  12 #include <linux/rbtree.h>
  13 #include "ext4.h"
  14 #include "extents_status.h"
  15 #include "ext4_extents.h"
  16
  17 #include <trace/events/ext4.h>
  18
  19 /*
  20  * According to previous discussion in Ext4 Developer Workshop, we
  21  * will introduce a new structure called io tree to track all extent
  22  * status in order to solve some problems that we have met
  23  * (e.g. Reservation space warning), and provide extent-level locking.
  24  * Delay extent tree is the first step to achieve this goal.  It is
  25  * original built by Yongqiang Yang.  At that time it is called delay
  26  * extent tree, whose goal is only track delayed extents in memory to
  27  * simplify the implementation of fiemap and bigalloc, and introduce
  28  * lseek SEEK_DATA/SEEK_HOLE support.  That is why it is still called
  29  * delay extent tree at the first commit.  But for better understand
  30  * what it does, it has been rename to extent status tree.
  31  *
  32  * Step1:
  33  * Currently the first step has been done.  All delayed extents are
  34  * tracked in the tree.  It maintains the delayed extent when a delayed
  35  * allocation is issued, and the delayed extent is written out or
  36  * invalidated.  Therefore the implementation of fiemap and bigalloc
  37  * are simplified, and SEEK_DATA/SEEK_HOLE are introduced.
  38  *
  39  * The following comment describes the implemenmtation of extent
  40  * status tree and future works.
  41  *
  42  * Step2:
  43  * In this step all extent status are tracked by extent status tree.
  44  * Thus, we can first try to lookup a block mapping in this tree before
  45  * finding it in extent tree.  Hence, single extent cache can be removed
  46  * because extent status tree can do a better job.  Extents in status
  47  * tree are loaded on-demand.  Therefore, the extent status tree may not
  48  * contain all of the extents in a file.  Meanwhile we define a shrinker
  49  * to reclaim memory from extent status tree because fragmented extent
  50  * tree will make status tree cost too much memory.  written/unwritten/-
  51  * hole extents in the tree will be reclaimed by this shrinker when we
  52  * are under high memory pressure.  Delayed extents will not be
  53  * reclimed because fiemap, bigalloc, and seek_data/hole need it.
  54  */
  55
  56 /*
  57  * Extent status tree implementation for ext4.
  58  *
  59  *
  60  * ==========================================================================
  61  * Extent status tree tracks all extent status.
  62  *
  63  * 1. Why we need to implement extent status tree?
  64  *
  65  * Without extent status tree, ext4 identifies a delayed extent by looking
  66  * up page cache, this has several deficiencies - complicated, buggy,
  67  * and inefficient code.
  68  *
  69  * FIEMAP, SEEK_HOLE/DATA, bigalloc, and writeout all need to know if a
  70  * block or a range of blocks are belonged to a delayed extent.
  71  *
  72  * Let us have a look at how they do without extent status tree.
  73  *   -- FIEMAP
  74  *      FIEMAP looks up page cache to identify delayed allocations from holes.
  75  *
  76  *   -- SEEK_HOLE/DATA
  77  *      SEEK_HOLE/DATA has the same problem as FIEMAP.
  78  *
  79  *   -- bigalloc
  80  *      bigalloc looks up page cache to figure out if a block is
  81  *      already under delayed allocation or not to determine whether
  82  *      quota reserving is needed for the cluster.
  83  *
  84  *   -- writeout
  85  *      Writeout looks up whole page cache to see if a buffer is
  86  *      mapped, If there are not very many delayed buffers, then it is
  87  *      time comsuming.
  88  *
  89  * With extent status tree implementation, FIEMAP, SEEK_HOLE/DATA,
  90  * bigalloc and writeout can figure out if a block or a range of
  91  * blocks is under delayed allocation(belonged to a delayed extent) or
  92  * not by searching the extent tree.
  93  *
  94  *
  95  * ==========================================================================
  96  * 2. Ext4 extent status tree impelmentation
  97  *
  98  *   -- extent
  99  *      A extent is a range of blocks which are contiguous logically and
 100  *      physically.  Unlike extent in extent tree, this extent in ext4 is
 101  *      a in-memory struct, there is no corresponding on-disk data.  There
 102  *      is no limit on length of extent, so an extent can contain as many
 103  *      blocks as they are contiguous logically and physically.
 104  *
 105  *   -- extent status tree
 106  *      Every inode has an extent status tree and all allocation blocks
 107  *      are added to the tree with different status.  The extent in the
 108  *      tree are ordered by logical block no.
 109  *
 110  *   -- operations on a extent status tree
 111  *      There are three important operations on a delayed extent tree: find
 112  *      next extent, adding a extent(a range of blocks) and removing a extent.
 113  *
 114  *   -- race on a extent status tree
 115  *      Extent status tree is protected by inode->i_es_lock.
 116  *
 117  *   -- memory consumption
 118  *      Fragmented extent tree will make extent status tree cost too much
 119  *      memory.  Hence, we will reclaim written/unwritten/hole extents from
 120  *      the tree under a heavy memory pressure.
 121  *
 122  *
 123  * ==========================================================================
 124  * 3. Performance analysis
 125  *
 126  *   -- overhead
 127  *      1. There is a cache extent for write access, so if writes are
 128  *      not very random, adding space operaions are in O(1) time.
 129  *
 130  *   -- gain
 131  *      2. Code is much simpler, more readable, more maintainable and
 132  *      more efficient.
 133  *
 134  *
 135  * ==========================================================================
 136  * 4. TODO list
 137  *
 138  *   -- Refactor delayed space reservation
 139  *
 140  *   -- Extent-level locking
 141  */
 142
 143 static struct kmem_cache *ext4_es_cachep;
 144
 145 static int __es_insert_extent(struct inode *inode, struct extent_status *newes);
 146 static int __es_remove_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
 147                               ext4_lblk_t end);
 148 static int __es_try_to_reclaim_extents(struct ext4_inode_info *ei,
 149                                        int nr_to_scan);
 150 static int ext4_es_reclaim_extents_count(struct super_block *sb);
 151
 152 int __init ext4_init_es(void)
 153 {
 154         ext4_es_cachep = KMEM_CACHE(extent_status, SLAB_RECLAIM_ACCOUNT);
 155         if (ext4_es_cachep == NULL)
 156                 return -ENOMEM;
 157         return 0;
 158 }
 159
 160 void ext4_exit_es(void)
 161 {
 162         if (ext4_es_cachep)
 163                 kmem_cache_destroy(ext4_es_cachep);
 164 }
 165
 166 void ext4_es_init_tree(struct ext4_es_tree *tree)
 167 {
 168         tree->root = RB_ROOT;
 169         tree->cache_es = NULL;
 170 }
 171
 172 #ifdef ES_DEBUG__
 173 static void ext4_es_print_tree(struct inode *inode)
 174 {
 175         struct ext4_es_tree *tree;
 176         struct rb_node *node;
 177
 178         printk(KERN_DEBUG "status extents for inode %lu:", inode->i_ino);
 179         tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
 180         node = rb_first(&tree->root);
 181         while (node) {
 182                 struct extent_status *es;
 183                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
 184                 printk(KERN_DEBUG " [%u/%u) %llu %llx",
 185                        es->es_lblk, es->es_len,
 186                        ext4_es_pblock(es), ext4_es_status(es));
 187                 node = rb_next(node);
 188         }
 189         printk(KERN_DEBUG "\n");
 190 }
 191 #else
 192 #define ext4_es_print_tree(inode)
 193 #endif
 194
 195 static inline ext4_lblk_t ext4_es_end(struct extent_status *es)
 196 {
 197         BUG_ON(es->es_lblk + es->es_len < es->es_lblk);
 198         return es->es_lblk + es->es_len - 1;
 199 }
 200
 201 /*
 202  * search through the tree for an delayed extent with a given offset.  If
 203  * it can't be found, try to find next extent.
 204  */
 205 static struct extent_status *__es_tree_search(struct rb_root *root,
 206                                               ext4_lblk_t lblk)
 207 {
 208         struct rb_node *node = root->rb_node;
 209         struct extent_status *es = NULL;
 210
 211         while (node) {
 212                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
 213                 if (lblk < es->es_lblk)
 214                         node = node->rb_left;
 215                 else if (lblk > ext4_es_end(es))
 216                         node = node->rb_right;
 217                 else
 218                         return es;
 219         }
 220
 221         if (es && lblk < es->es_lblk)
 222                 return es;
 223
 224         if (es && lblk > ext4_es_end(es)) {
 225                 node = rb_next(&es->rb_node);
 226                 return node ? rb_entry(node, struct extent_status, rb_node) :
 227                               NULL;
 228         }
 229
 230         return NULL;
 231 }
 232
 233 /*
 234  * ext4_es_find_delayed_extent: find the 1st delayed extent covering @es->lblk
 235  * if it exists, otherwise, the next extent after @es->lblk.
 236  *
 237  * @inode: the inode which owns delayed extents
 238  * @lblk: the offset where we start to search
 239  * @es: delayed extent that we found
 240  */
 241 void ext4_es_find_delayed_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
 242                                  struct extent_status *es)
 243 {
 244         struct ext4_es_tree *tree = NULL;
 245         struct extent_status *es1 = NULL;
 246         struct rb_node *node;
 247
 248         BUG_ON(es == NULL);
 249         trace_ext4_es_find_delayed_extent_enter(inode, lblk);
 250
 251         read_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 252         tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
 253
 254         /* find extent in cache firstly */
 255         es->es_lblk = es->es_len = es->es_pblk = 0;
 256         if (tree->cache_es) {
 257                 es1 = tree->cache_es;
 258                 if (in_range(lblk, es1->es_lblk, es1->es_len)) {
 259                         es_debug("%u cached by [%u/%u) %llu %llx\n",
 260                                  lblk, es1->es_lblk, es1->es_len,
 261                                  ext4_es_pblock(es1), ext4_es_status(es1));
 262                         goto out;
 263                 }
 264         }
 265
 266         es1 = __es_tree_search(&tree->root, lblk);
 267
 268 out:
 269         if (es1 && !ext4_es_is_delayed(es1)) {
 270                 while ((node = rb_next(&es1->rb_node)) != NULL) {
 271                         es1 = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
 272                         if (ext4_es_is_delayed(es1))
 273                                 break;
 274                 }
 275         }
 276
 277         if (es1 && ext4_es_is_delayed(es1)) {
 278                 tree->cache_es = es1;
 279                 es->es_lblk = es1->es_lblk;
 280                 es->es_len = es1->es_len;
 281                 es->es_pblk = es1->es_pblk;
 282         }
 283
 284         read_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 285
 286         ext4_es_lru_add(inode);
 287         trace_ext4_es_find_delayed_extent_exit(inode, es);
 288 }
 289
 290 static struct extent_status *
 291 ext4_es_alloc_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk, ext4_lblk_t len,
 292                      ext4_fsblk_t pblk)
 293 {
 294         struct extent_status *es;
 295         es = kmem_cache_alloc(ext4_es_cachep, GFP_ATOMIC);
 296         if (es == NULL)
 297                 return NULL;
 298         es->es_lblk = lblk;
 299         es->es_len = len;
 300         es->es_pblk = pblk;
 301
 302         /*
 303          * We don't count delayed extent because we never try to reclaim them
 304          */
 305         if (!ext4_es_is_delayed(es))
 306                 EXT4_I(inode)->i_es_lru_nr++;
 307
 308         return es;
 309 }
 310
 311 static void ext4_es_free_extent(struct inode *inode, struct extent_status *es)
 312 {
 313         /* Decrease the lru counter when this es is not delayed */
 314         if (!ext4_es_is_delayed(es)) {
 315                 BUG_ON(EXT4_I(inode)->i_es_lru_nr == 0);
 316                 EXT4_I(inode)->i_es_lru_nr--;
 317         }
 318
 319         kmem_cache_free(ext4_es_cachep, es);
 320 }
 321
 322 /*
 323  * Check whether or not two extents can be merged
 324  * Condition:
 325  *  - logical block number is contiguous
 326  *  - physical block number is contiguous
 327  *  - status is equal
 328  */
 329 static int ext4_es_can_be_merged(struct extent_status *es1,
 330                                  struct extent_status *es2)
 331 {
 332         if (es1->es_lblk + es1->es_len != es2->es_lblk)
 333                 return 0;
 334
 335         if (ext4_es_status(es1) != ext4_es_status(es2))
 336                 return 0;
 337
 338         if ((ext4_es_is_written(es1) || ext4_es_is_unwritten(es1)) &&
 339             (ext4_es_pblock(es1) + es1->es_len != ext4_es_pblock(es2)))
 340                 return 0;
 341
 342         return 1;
 343 }
 344
 345 static struct extent_status *
 346 ext4_es_try_to_merge_left(struct inode *inode, struct extent_status *es)
 347 {
 348         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
 349         struct extent_status *es1;
 350         struct rb_node *node;
 351
 352         node = rb_prev(&es->rb_node);
 353         if (!node)
 354                 return es;
 355
 356         es1 = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
 357         if (ext4_es_can_be_merged(es1, es)) {
 358                 es1->es_len += es->es_len;
 359                 rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
 360                 ext4_es_free_extent(inode, es);
 361                 es = es1;
 362         }
 363
 364         return es;
 365 }
 366
 367 static struct extent_status *
 368 ext4_es_try_to_merge_right(struct inode *inode, struct extent_status *es)
 369 {
 370         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
 371         struct extent_status *es1;
 372         struct rb_node *node;
 373
 374         node = rb_next(&es->rb_node);
 375         if (!node)
 376                 return es;
 377
 378         es1 = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
 379         if (ext4_es_can_be_merged(es, es1)) {
 380                 es->es_len += es1->es_len;
 381                 rb_erase(node, &tree->root);
 382                 ext4_es_free_extent(inode, es1);
 383         }
 384
 385         return es;
 386 }
 387
 388 static int __es_insert_extent(struct inode *inode, struct extent_status *newes)
 389 {
 390         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
 391         struct rb_node **p = &tree->root.rb_node;
 392         struct rb_node *parent = NULL;
 393         struct extent_status *es;
 394
 395         while (*p) {
 396                 parent = *p;
 397                 es = rb_entry(parent, struct extent_status, rb_node);
 398
 399                 if (newes->es_lblk < es->es_lblk) {
 400                         if (ext4_es_can_be_merged(newes, es)) {
 401                                 /*
 402                                  * Here we can modify es_lblk directly
 403                                  * because it isn't overlapped.
 404                                  */
 405                                 es->es_lblk = newes->es_lblk;
 406                                 es->es_len += newes->es_len;
 407                                 if (ext4_es_is_written(es) ||
 408                                     ext4_es_is_unwritten(es))
 409                                         ext4_es_store_pblock(es,
 410                                                              newes->es_pblk);
 411                                 es = ext4_es_try_to_merge_left(inode, es);
 412                                 goto out;
 413                         }
 414                         p = &(*p)->rb_left;
 415                 } else if (newes->es_lblk > ext4_es_end(es)) {
 416                         if (ext4_es_can_be_merged(es, newes)) {
 417                                 es->es_len += newes->es_len;
 418                                 es = ext4_es_try_to_merge_right(inode, es);
 419                                 goto out;
 420                         }
 421                         p = &(*p)->rb_right;
 422                 } else {
 423                         BUG_ON(1);
 424                         return -EINVAL;
 425                 }
 426         }
 427
 428         es = ext4_es_alloc_extent(inode, newes->es_lblk, newes->es_len,
 429                                   newes->es_pblk);
 430         if (!es)
 431                 return -ENOMEM;
 432         rb_link_node(&es->rb_node, parent, p);
 433         rb_insert_color(&es->rb_node, &tree->root);
 434
 435 out:
 436         tree->cache_es = es;
 437         return 0;
 438 }
 439
 440 /*
 441  * ext4_es_insert_extent() adds a space to a extent status tree.
 442  *
 443  * ext4_es_insert_extent is called by ext4_da_write_begin and
 444  * ext4_es_remove_extent.
 445  *
 446  * Return 0 on success, error code on failure.
 447  */
 448 int ext4_es_insert_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
 449                           ext4_lblk_t len, ext4_fsblk_t pblk,
 450                           unsigned long long status)
 451 {
 452         struct extent_status newes;
 453         ext4_lblk_t end = lblk + len - 1;
 454         int err = 0;
 455
 456         es_debug("add [%u/%u) %llu %llx to extent status tree of inode %lu\n",
 457                  lblk, len, pblk, status, inode->i_ino);
 458
 459         if (!len)
 460                 return 0;
 461
 462         BUG_ON(end < lblk);
 463
 464         newes.es_lblk = lblk;
 465         newes.es_len = len;
 466         ext4_es_store_pblock(&newes, pblk);
 467         ext4_es_store_status(&newes, status);
 468         trace_ext4_es_insert_extent(inode, &newes);
 469
 470         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 471         err = __es_remove_extent(inode, lblk, end);
 472         if (err != 0)
 473                 goto error;
 474         err = __es_insert_extent(inode, &newes);
 475
 476 error:
 477         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 478
 479         ext4_es_lru_add(inode);
 480         ext4_es_print_tree(inode);
 481
 482         return err;
 483 }
 484
 485 /*
 486  * ext4_es_lookup_extent() looks up an extent in extent status tree.
 487  *
 488  * ext4_es_lookup_extent is called by ext4_map_blocks/ext4_da_map_blocks.
 489  *
 490  * Return: 1 on found, 0 on not
 491  */
 492 int ext4_es_lookup_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
 493                           struct extent_status *es)
 494 {
 495         struct ext4_es_tree *tree;
 496         struct extent_status *es1 = NULL;
 497         struct rb_node *node;
 498         int found = 0;
 499
 500         trace_ext4_es_lookup_extent_enter(inode, lblk);
 501         es_debug("lookup extent in block %u\n", lblk);
 502
 503         tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
 504         read_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 505
 506         /* find extent in cache firstly */
 507         es->es_lblk = es->es_len = es->es_pblk = 0;
 508         if (tree->cache_es) {
 509                 es1 = tree->cache_es;
 510                 if (in_range(lblk, es1->es_lblk, es1->es_len)) {
 511                         es_debug("%u cached by [%u/%u)\n",
 512                                  lblk, es1->es_lblk, es1->es_len);
 513                         found = 1;
 514                         goto out;
 515                 }
 516         }
 517
 518         node = tree->root.rb_node;
 519         while (node) {
 520                 es1 = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
 521                 if (lblk < es1->es_lblk)
 522                         node = node->rb_left;
 523                 else if (lblk > ext4_es_end(es1))
 524                         node = node->rb_right;
 525                 else {
 526                         found = 1;
 527                         break;
 528                 }
 529         }
 530
 531 out:
 532         if (found) {
 533                 BUG_ON(!es1);
 534                 es->es_lblk = es1->es_lblk;
 535                 es->es_len = es1->es_len;
 536                 es->es_pblk = es1->es_pblk;
 537         }
 538
 539         read_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 540
 541         ext4_es_lru_add(inode);
 542         trace_ext4_es_lookup_extent_exit(inode, es, found);
 543         return found;
 544 }
 545
 546 static int __es_remove_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
 547                               ext4_lblk_t end)
 548 {
 549         struct ext4_es_tree *tree = &EXT4_I(inode)->i_es_tree;
 550         struct rb_node *node;
 551         struct extent_status *es;
 552         struct extent_status orig_es;
 553         ext4_lblk_t len1, len2;
 554         ext4_fsblk_t block;
 555         int err = 0;
 556
 557         es = __es_tree_search(&tree->root, lblk);
 558         if (!es)
 559                 goto out;
 560         if (es->es_lblk > end)
 561                 goto out;
 562
 563         /* Simply invalidate cache_es. */
 564         tree->cache_es = NULL;
 565
 566         orig_es.es_lblk = es->es_lblk;
 567         orig_es.es_len = es->es_len;
 568         orig_es.es_pblk = es->es_pblk;
 569
 570         len1 = lblk > es->es_lblk ? lblk - es->es_lblk : 0;
 571         len2 = ext4_es_end(es) > end ? ext4_es_end(es) - end : 0;
 572         if (len1 > 0)
 573                 es->es_len = len1;
 574         if (len2 > 0) {
 575                 if (len1 > 0) {
 576                         struct extent_status newes;
 577
 578                         newes.es_lblk = end + 1;
 579                         newes.es_len = len2;
 580                         if (ext4_es_is_written(&orig_es) ||
 581                             ext4_es_is_unwritten(&orig_es)) {
 582                                 block = ext4_es_pblock(&orig_es) +
 583                                         orig_es.es_len - len2;
 584                                 ext4_es_store_pblock(&newes, block);
 585                         }
 586                         ext4_es_store_status(&newes, ext4_es_status(&orig_es));
 587                         err = __es_insert_extent(inode, &newes);
 588                         if (err) {
 589                                 es->es_lblk = orig_es.es_lblk;
 590                                 es->es_len = orig_es.es_len;
 591                                 goto out;
 592                         }
 593                 } else {
 594                         es->es_lblk = end + 1;
 595                         es->es_len = len2;
 596                         if (ext4_es_is_written(es) ||
 597                             ext4_es_is_unwritten(es)) {
 598                                 block = orig_es.es_pblk + orig_es.es_len - len2;
 599                                 ext4_es_store_pblock(es, block);
 600                         }
 601                 }
 602                 goto out;
 603         }
 604
 605         if (len1 > 0) {
 606                 node = rb_next(&es->rb_node);
 607                 if (node)
 608                         es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
 609                 else
 610                         es = NULL;
 611         }
 612
 613         while (es && ext4_es_end(es) <= end) {
 614                 node = rb_next(&es->rb_node);
 615                 rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
 616                 ext4_es_free_extent(inode, es);
 617                 if (!node) {
 618                         es = NULL;
 619                         break;
 620                 }
 621                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
 622         }
 623
 624         if (es && es->es_lblk < end + 1) {
 625                 ext4_lblk_t orig_len = es->es_len;
 626
 627                 len1 = ext4_es_end(es) - end;
 628                 es->es_lblk = end + 1;
 629                 es->es_len = len1;
 630                 if (ext4_es_is_written(es) || ext4_es_is_unwritten(es)) {
 631                         block = es->es_pblk + orig_len - len1;
 632                         ext4_es_store_pblock(es, block);
 633                 }
 634         }
 635
 636 out:
 637         return err;
 638 }
 639
 640 /*
 641  * ext4_es_remove_extent() removes a space from a extent status tree.
 642  *
 643  * Return 0 on success, error code on failure.
 644  */
 645 int ext4_es_remove_extent(struct inode *inode, ext4_lblk_t lblk,
 646                           ext4_lblk_t len)
 647 {
 648         ext4_lblk_t end;
 649         int err = 0;
 650
 651         trace_ext4_es_remove_extent(inode, lblk, len);
 652         es_debug("remove [%u/%u) from extent status tree of inode %lu\n",
 653                  lblk, len, inode->i_ino);
 654
 655         if (!len)
 656                 return err;
 657
 658         end = lblk + len - 1;
 659         BUG_ON(end < lblk);
 660
 661         write_lock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 662         err = __es_remove_extent(inode, lblk, end);
 663         write_unlock(&EXT4_I(inode)->i_es_lock);
 664         ext4_es_print_tree(inode);
 665         return err;
 666 }
 667
 668 static int ext4_es_shrink(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
 669 {
 670         struct ext4_sb_info *sbi = container_of(shrink,
 671                                         struct ext4_sb_info, s_es_shrinker);
 672         struct ext4_inode_info *ei;
 673         struct list_head *cur, *tmp, scanned;
 674         int nr_to_scan = sc->nr_to_scan;
 675         int ret, nr_shrunk = 0;
 676
 677         trace_ext4_es_shrink_enter(sbi->s_sb, nr_to_scan);
 678
 679         if (!nr_to_scan)
 680                 return ext4_es_reclaim_extents_count(sbi->s_sb);
 681
 682         INIT_LIST_HEAD(&scanned);
 683
 684         spin_lock(&sbi->s_es_lru_lock);
 685         list_for_each_safe(cur, tmp, &sbi->s_es_lru) {
 686                 list_move_tail(cur, &scanned);
 687
 688                 ei = list_entry(cur, struct ext4_inode_info, i_es_lru);
 689
 690                 read_lock(&ei->i_es_lock);
 691                 if (ei->i_es_lru_nr == 0) {
 692                         read_unlock(&ei->i_es_lock);
 693                         continue;
 694                 }
 695                 read_unlock(&ei->i_es_lock);
 696
 697                 write_lock(&ei->i_es_lock);
 698                 ret = __es_try_to_reclaim_extents(ei, nr_to_scan);
 699                 write_unlock(&ei->i_es_lock);
 700
 701                 nr_shrunk += ret;
 702                 nr_to_scan -= ret;
 703                 if (nr_to_scan == 0)
 704                         break;
 705         }
 706         list_splice_tail(&scanned, &sbi->s_es_lru);
 707         spin_unlock(&sbi->s_es_lru_lock);
 708         trace_ext4_es_shrink_exit(sbi->s_sb, nr_shrunk);
 709
 710         return ext4_es_reclaim_extents_count(sbi->s_sb);
 711 }
 712
 713 void ext4_es_register_shrinker(struct super_block *sb)
 714 {
 715         struct ext4_sb_info *sbi;
 716
 717         sbi = EXT4_SB(sb);
 718         INIT_LIST_HEAD(&sbi->s_es_lru);
 719         spin_lock_init(&sbi->s_es_lru_lock);
 720         sbi->s_es_shrinker.shrink = ext4_es_shrink;
 721         sbi->s_es_shrinker.seeks = DEFAULT_SEEKS;
 722         register_shrinker(&sbi->s_es_shrinker);
 723 }
 724
 725 void ext4_es_unregister_shrinker(struct super_block *sb)
 726 {
 727         unregister_shrinker(&EXT4_SB(sb)->s_es_shrinker);
 728 }
 729
 730 void ext4_es_lru_add(struct inode *inode)
 731 {
 732         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
 733         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
 734
 735         spin_lock(&sbi->s_es_lru_lock);
 736         if (list_empty(&ei->i_es_lru))
 737                 list_add_tail(&ei->i_es_lru, &sbi->s_es_lru);
 738         else
 739                 list_move_tail(&ei->i_es_lru, &sbi->s_es_lru);
 740         spin_unlock(&sbi->s_es_lru_lock);
 741 }
 742
 743 void ext4_es_lru_del(struct inode *inode)
 744 {
 745         struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
 746         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(inode->i_sb);
 747
 748         spin_lock(&sbi->s_es_lru_lock);
 749         if (!list_empty(&ei->i_es_lru))
 750                 list_del_init(&ei->i_es_lru);
 751         spin_unlock(&sbi->s_es_lru_lock);
 752 }
 753
 754 static int ext4_es_reclaim_extents_count(struct super_block *sb)
 755 {
 756         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
 757         struct ext4_inode_info *ei;
 758         struct list_head *cur;
 759         int nr_cached = 0;
 760
 761         spin_lock(&sbi->s_es_lru_lock);
 762         list_for_each(cur, &sbi->s_es_lru) {
 763                 ei = list_entry(cur, struct ext4_inode_info, i_es_lru);
 764                 read_lock(&ei->i_es_lock);
 765                 nr_cached += ei->i_es_lru_nr;
 766                 read_unlock(&ei->i_es_lock);
 767         }
 768         spin_unlock(&sbi->s_es_lru_lock);
 769         trace_ext4_es_reclaim_extents_count(sb, nr_cached);
 770         return nr_cached;
 771 }
 772
 773 static int __es_try_to_reclaim_extents(struct ext4_inode_info *ei,
 774                                        int nr_to_scan)
 775 {
 776         struct inode *inode = &ei->vfs_inode;
 777         struct ext4_es_tree *tree = &ei->i_es_tree;
 778         struct rb_node *node;
 779         struct extent_status *es;
 780         int nr_shrunk = 0;
 781
 782         if (ei->i_es_lru_nr == 0)
 783                 return 0;
 784
 785         node = rb_first(&tree->root);
 786         while (node != NULL) {
 787                 es = rb_entry(node, struct extent_status, rb_node);
 788                 node = rb_next(&es->rb_node);
 789                 /*
 790                  * We can't reclaim delayed extent from status tree because
 791                  * fiemap, bigallic, and seek_data/hole need to use it.
 792                  */
 793                 if (!ext4_es_is_delayed(es)) {
 794                         rb_erase(&es->rb_node, &tree->root);
 795                         ext4_es_free_extent(inode, es);
 796                         nr_shrunk++;
 797                         if (--nr_to_scan == 0)
 798                                 break;
 799                 }
 800         }
 801         tree->cache_es = NULL;
 802         return nr_shrunk;
 803 }