LCOV - code coverage report
Current view: top level - spdk/lib/ftl - ftl_nv_cache.c (source / functions) Hit Total Coverage
Test: Combined Lines: 945 1207 78.3 %
Date: 2024-07-11 15:05:21 Functions: 96 104 92.3 %
Legend: Lines: hit not hit | Branches: + taken - not taken # not executed Branches: 328 590 55.6 %

           Branch data     Line data    Source code
       1                 :            : /*   SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
       2                 :            :  *   Copyright (C) 2022 Intel Corporation.
       3                 :            :  *   All rights reserved.
       4                 :            :  */
       5                 :            : 
       6                 :            : 
       7                 :            : #include "spdk/bdev.h"
       8                 :            : #include "spdk/bdev_module.h"
       9                 :            : #include "spdk/ftl.h"
      10                 :            : #include "spdk/string.h"
      11                 :            : 
      12                 :            : #include "ftl_nv_cache.h"
      13                 :            : #include "ftl_nv_cache_io.h"
      14                 :            : #include "ftl_core.h"
      15                 :            : #include "ftl_band.h"
      16                 :            : #include "utils/ftl_addr_utils.h"
      17                 :            : #include "mngt/ftl_mngt.h"
      18                 :            : 
      19                 :            : static inline uint64_t nvc_data_blocks(struct ftl_nv_cache *nv_cache) __attribute__((unused));
      20                 :            : static struct ftl_nv_cache_compactor *compactor_alloc(struct spdk_ftl_dev *dev);
      21                 :            : static void compactor_free(struct spdk_ftl_dev *dev, struct ftl_nv_cache_compactor *compactor);
      22                 :            : static void compaction_process_ftl_done(struct ftl_rq *rq);
      23                 :            : static void compaction_process_read_entry(void *arg);
      24                 :            : static void ftl_property_dump_cache_dev(struct spdk_ftl_dev *dev,
      25                 :            :                                         const struct ftl_property *property,
      26                 :            :                                         struct spdk_json_write_ctx *w);
      27                 :            : 
      28                 :            : static inline const struct ftl_layout_region *
      29                 :         83 : nvc_data_region(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
      30                 :            : {
      31                 :            :         struct spdk_ftl_dev *dev;
      32                 :            : 
      33                 :         83 :         dev = SPDK_CONTAINEROF(nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
      34                 :         83 :         return ftl_layout_region_get(dev, FTL_LAYOUT_REGION_TYPE_DATA_NVC);
      35                 :            : }
      36                 :            : 
      37                 :            : static inline void
      38                 :        264 : nvc_validate_md(struct ftl_nv_cache *nv_cache,
      39                 :            :                 struct ftl_nv_cache_chunk_md *chunk_md)
      40                 :            : {
      41                 :        264 :         struct ftl_md *md = nv_cache->md;
      42                 :        264 :         void *buffer = ftl_md_get_buffer(md);
      43                 :        264 :         uint64_t size = ftl_md_get_buffer_size(md);
      44                 :        264 :         void *ptr = chunk_md;
      45                 :            : 
      46         [ -  + ]:        264 :         if (ptr < buffer) {
      47                 :          0 :                 ftl_abort();
      48                 :            :         }
      49                 :            : 
      50                 :        264 :         ptr += sizeof(*chunk_md);
      51         [ -  + ]:        264 :         if (ptr > buffer + size) {
      52                 :          0 :                 ftl_abort();
      53                 :            :         }
      54                 :        264 : }
      55                 :            : 
      56                 :            : static inline uint64_t
      57                 :         61 : nvc_data_offset(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
      58                 :            : {
      59                 :         61 :         return nvc_data_region(nv_cache)->current.offset;
      60                 :            : }
      61                 :            : 
      62                 :            : static inline uint64_t
      63                 :         22 : nvc_data_blocks(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
      64                 :            : {
      65                 :         22 :         return nvc_data_region(nv_cache)->current.blocks;
      66                 :            : }
      67                 :            : 
      68                 :            : size_t
      69                 :         44 : ftl_nv_cache_chunk_tail_md_num_blocks(const struct ftl_nv_cache *nv_cache)
      70                 :            : {
      71                 :         44 :         struct spdk_ftl_dev *dev =  SPDK_CONTAINEROF(nv_cache,
      72                 :            :                                     struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
      73                 :         44 :         return spdk_divide_round_up(dev->layout.nvc.chunk_data_blocks * dev->layout.l2p.addr_size,
      74                 :            :                                     FTL_BLOCK_SIZE);
      75                 :            : }
      76                 :            : 
      77                 :            : static size_t
      78                 :         22 : nv_cache_p2l_map_pool_elem_size(const struct ftl_nv_cache *nv_cache)
      79                 :            : {
      80                 :            :         /* Map pool element holds the whole tail md */
      81                 :         22 :         return nv_cache->tail_md_chunk_blocks * FTL_BLOCK_SIZE;
      82                 :            : }
      83                 :            : 
      84                 :            : static uint64_t
      85                 :         71 : get_chunk_idx(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
      86                 :            : {
      87                 :         71 :         struct ftl_nv_cache_chunk *first_chunk = chunk->nv_cache->chunks;
      88                 :            : 
      89         [ -  + ]:         71 :         return (chunk->offset - first_chunk->offset) / chunk->nv_cache->chunk_blocks;
      90                 :            : }
      91                 :            : 
      92                 :            : int
      93                 :         22 : ftl_nv_cache_init(struct spdk_ftl_dev *dev)
      94                 :            : {
      95                 :         22 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = &dev->nv_cache;
      96                 :            :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk;
      97                 :            :         struct ftl_nv_cache_chunk_md *md;
      98                 :            :         struct ftl_nv_cache_compactor *compactor;
      99                 :            :         uint64_t i, offset;
     100                 :            : 
     101                 :         22 :         nv_cache->halt = true;
     102                 :            : 
     103                 :         22 :         nv_cache->md = dev->layout.md[FTL_LAYOUT_REGION_TYPE_NVC_MD];
     104         [ -  + ]:         22 :         if (!nv_cache->md) {
     105         [ #  # ]:          0 :                 FTL_ERRLOG(dev, "No NV cache metadata object\n");
     106                 :          0 :                 return -1;
     107                 :            :         }
     108                 :            : 
     109                 :         22 :         nv_cache->md_pool = ftl_mempool_create(dev->conf.user_io_pool_size,
     110                 :         22 :                                                nv_cache->md_size * dev->xfer_size,
     111                 :            :                                                FTL_BLOCK_SIZE, SPDK_ENV_SOCKET_ID_ANY);
     112         [ -  + ]:         22 :         if (!nv_cache->md_pool) {
     113         [ #  # ]:          0 :                 FTL_ERRLOG(dev, "Failed to initialize NV cache metadata pool\n");
     114                 :          0 :                 return -1;
     115                 :            :         }
     116                 :            : 
     117                 :            :         /*
     118                 :            :          * Initialize chunk info
     119                 :            :          */
     120                 :         22 :         nv_cache->chunk_blocks = dev->layout.nvc.chunk_data_blocks;
     121                 :         22 :         nv_cache->chunk_count = dev->layout.nvc.chunk_count;
     122                 :         22 :         nv_cache->tail_md_chunk_blocks = ftl_nv_cache_chunk_tail_md_num_blocks(nv_cache);
     123                 :            : 
     124                 :            :         /* Allocate chunks */
     125                 :         22 :         nv_cache->chunks = calloc(nv_cache->chunk_count,
     126                 :            :                                   sizeof(nv_cache->chunks[0]));
     127         [ -  + ]:         22 :         if (!nv_cache->chunks) {
     128         [ #  # ]:          0 :                 FTL_ERRLOG(dev, "Failed to initialize NV cache chunks\n");
     129                 :          0 :                 return -1;
     130                 :            :         }
     131                 :            : 
     132                 :         22 :         TAILQ_INIT(&nv_cache->chunk_free_list);
     133                 :         22 :         TAILQ_INIT(&nv_cache->chunk_open_list);
     134                 :         22 :         TAILQ_INIT(&nv_cache->chunk_full_list);
     135                 :         22 :         TAILQ_INIT(&nv_cache->chunk_comp_list);
     136                 :         22 :         TAILQ_INIT(&nv_cache->needs_free_persist_list);
     137                 :            : 
     138                 :            :         /* First chunk metadata */
     139                 :         22 :         md = ftl_md_get_buffer(nv_cache->md);
     140         [ -  + ]:         22 :         if (!md) {
     141         [ #  # ]:          0 :                 FTL_ERRLOG(dev, "No NV cache metadata\n");
     142                 :          0 :                 return -1;
     143                 :            :         }
     144                 :            : 
     145                 :         22 :         nv_cache->chunk_free_count = nv_cache->chunk_count;
     146                 :            : 
     147                 :         22 :         chunk = nv_cache->chunks;
     148                 :         22 :         offset = nvc_data_offset(nv_cache);
     149         [ +  + ]:        110 :         for (i = 0; i < nv_cache->chunk_count; i++, chunk++, md++) {
     150                 :         88 :                 chunk->nv_cache = nv_cache;
     151                 :         88 :                 chunk->md = md;
     152                 :         88 :                 nvc_validate_md(nv_cache, md);
     153                 :         88 :                 chunk->offset = offset;
     154                 :         88 :                 offset += nv_cache->chunk_blocks;
     155                 :         88 :                 TAILQ_INSERT_TAIL(&nv_cache->chunk_free_list, chunk, entry);
     156                 :            :         }
     157         [ -  + ]:         22 :         assert(offset <= nvc_data_offset(nv_cache) + nvc_data_blocks(nv_cache));
     158                 :            : 
     159                 :            :         /* Start compaction when full chunks exceed given % of entire chunks */
     160                 :         44 :         nv_cache->chunk_compaction_threshold = nv_cache->chunk_count *
     161                 :         22 :                                                dev->conf.nv_cache.chunk_compaction_threshold / 100;
     162                 :         22 :         TAILQ_INIT(&nv_cache->compactor_list);
     163         [ +  + ]:        198 :         for (i = 0; i < FTL_NV_CACHE_NUM_COMPACTORS; i++) {
     164                 :        176 :                 compactor = compactor_alloc(dev);
     165                 :            : 
     166         [ -  + ]:        176 :                 if (!compactor) {
     167         [ #  # ]:          0 :                         FTL_ERRLOG(dev, "Cannot allocate compaction process\n");
     168                 :          0 :                         return -1;
     169                 :            :                 }
     170                 :            : 
     171                 :        176 :                 TAILQ_INSERT_TAIL(&nv_cache->compactor_list, compactor, entry);
     172                 :            :         }
     173                 :            : 
     174                 :            : #define FTL_MAX_OPEN_CHUNKS 2
     175                 :         22 :         nv_cache->p2l_pool = ftl_mempool_create(FTL_MAX_OPEN_CHUNKS,
     176                 :            :                                                 nv_cache_p2l_map_pool_elem_size(nv_cache),
     177                 :            :                                                 FTL_BLOCK_SIZE,
     178                 :            :                                                 SPDK_ENV_SOCKET_ID_ANY);
     179         [ -  + ]:         22 :         if (!nv_cache->p2l_pool) {
     180                 :          0 :                 return -ENOMEM;
     181                 :            :         }
     182                 :            : 
     183                 :            :         /* One entry per open chunk */
     184                 :         22 :         nv_cache->chunk_md_pool = ftl_mempool_create(FTL_MAX_OPEN_CHUNKS,
     185                 :            :                                   sizeof(struct ftl_nv_cache_chunk_md),
     186                 :            :                                   FTL_BLOCK_SIZE,
     187                 :            :                                   SPDK_ENV_SOCKET_ID_ANY);
     188         [ -  + ]:         22 :         if (!nv_cache->chunk_md_pool) {
     189                 :          0 :                 return -ENOMEM;
     190                 :            :         }
     191                 :            : 
     192                 :            :         /* Each compactor can be reading a different chunk which it needs to switch state to free to at the end,
     193                 :            :          * plus one backup each for high invalidity chunks processing (if there's a backlog of chunks with extremely
     194                 :            :          * small, even 0, validity then they can be processed by the compactors quickly and trigger a lot of updates
     195                 :            :          * to free state at once) */
     196                 :         22 :         nv_cache->free_chunk_md_pool = ftl_mempool_create(2 * FTL_NV_CACHE_NUM_COMPACTORS,
     197                 :            :                                        sizeof(struct ftl_nv_cache_chunk_md),
     198                 :            :                                        FTL_BLOCK_SIZE,
     199                 :            :                                        SPDK_ENV_SOCKET_ID_ANY);
     200         [ -  + ]:         22 :         if (!nv_cache->free_chunk_md_pool) {
     201                 :          0 :                 return -ENOMEM;
     202                 :            :         }
     203                 :            : 
     204                 :         22 :         nv_cache->throttle.interval_tsc = FTL_NV_CACHE_THROTTLE_INTERVAL_MS *
     205                 :         22 :                                           (spdk_get_ticks_hz() / 1000);
     206                 :         44 :         nv_cache->chunk_free_target = spdk_divide_round_up(nv_cache->chunk_count *
     207                 :         22 :                                       dev->conf.nv_cache.chunk_free_target,
     208                 :            :                                       100);
     209                 :            : 
     210                 :         22 :         ftl_property_register(dev, "cache_device", NULL, 0, NULL, NULL, ftl_property_dump_cache_dev, NULL,
     211                 :            :                               NULL, true);
     212                 :         22 :         return 0;
     213                 :            : }
     214                 :            : 
     215                 :            : void
     216                 :         22 : ftl_nv_cache_deinit(struct spdk_ftl_dev *dev)
     217                 :            : {
     218                 :         22 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = &dev->nv_cache;
     219                 :            :         struct ftl_nv_cache_compactor *compactor;
     220                 :            : 
     221         [ +  + ]:        198 :         while (!TAILQ_EMPTY(&nv_cache->compactor_list)) {
     222                 :        176 :                 compactor = TAILQ_FIRST(&nv_cache->compactor_list);
     223         [ +  + ]:        176 :                 TAILQ_REMOVE(&nv_cache->compactor_list, compactor, entry);
     224                 :            : 
     225                 :        176 :                 compactor_free(dev, compactor);
     226                 :            :         }
     227                 :            : 
     228                 :         22 :         ftl_mempool_destroy(nv_cache->md_pool);
     229                 :         22 :         ftl_mempool_destroy(nv_cache->p2l_pool);
     230                 :         22 :         ftl_mempool_destroy(nv_cache->chunk_md_pool);
     231                 :         22 :         ftl_mempool_destroy(nv_cache->free_chunk_md_pool);
     232                 :         22 :         nv_cache->md_pool = NULL;
     233                 :         22 :         nv_cache->p2l_pool = NULL;
     234                 :         22 :         nv_cache->chunk_md_pool = NULL;
     235                 :         22 :         nv_cache->free_chunk_md_pool = NULL;
     236                 :            : 
     237                 :         22 :         free(nv_cache->chunks);
     238                 :         22 :         nv_cache->chunks = NULL;
     239                 :         22 : }
     240                 :            : 
     241                 :            : static uint64_t
     242                 :    1124508 : chunk_get_free_space(struct ftl_nv_cache *nv_cache,
     243                 :            :                      struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
     244                 :            : {
     245         [ -  + ]:    1124508 :         assert(chunk->md->write_pointer + nv_cache->tail_md_chunk_blocks <=
     246                 :            :                nv_cache->chunk_blocks);
     247                 :    1124508 :         return nv_cache->chunk_blocks - chunk->md->write_pointer -
     248                 :    1124508 :                nv_cache->tail_md_chunk_blocks;
     249                 :            : }
     250                 :            : 
     251                 :            : static bool
     252                 :    1124495 : chunk_is_closed(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
     253                 :            : {
     254                 :    1124495 :         return chunk->md->write_pointer == chunk->nv_cache->chunk_blocks;
     255                 :            : }
     256                 :            : 
     257                 :            : static void ftl_chunk_close(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk);
     258                 :            : 
     259                 :            : static uint64_t
     260                 :    1124495 : ftl_nv_cache_get_wr_buffer(struct ftl_nv_cache *nv_cache, struct ftl_io *io)
     261                 :            : {
     262                 :    1124495 :         uint64_t address = FTL_LBA_INVALID;
     263                 :    1124495 :         uint64_t num_blocks = io->num_blocks;
     264                 :            :         uint64_t free_space;
     265                 :            :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk;
     266                 :            : 
     267                 :            :         do {
     268                 :    1124498 :                 chunk = nv_cache->chunk_current;
     269                 :            :                 /* Chunk has been closed so pick new one */
     270   [ +  +  +  + ]:    1124498 :                 if (chunk && chunk_is_closed(chunk))  {
     271                 :          2 :                         chunk = NULL;
     272                 :            :                 }
     273                 :            : 
     274         [ +  + ]:    1124498 :                 if (!chunk) {
     275                 :         15 :                         chunk = TAILQ_FIRST(&nv_cache->chunk_open_list);
     276   [ +  -  +  - ]:         15 :                         if (chunk && chunk->md->state == FTL_CHUNK_STATE_OPEN) {
     277         [ +  + ]:         15 :                                 TAILQ_REMOVE(&nv_cache->chunk_open_list, chunk, entry);
     278                 :         15 :                                 nv_cache->chunk_current = chunk;
     279                 :            :                         } else {
     280                 :            :                                 break;
     281                 :            :                         }
     282                 :            :                 }
     283                 :            : 
     284                 :    1124498 :                 free_space = chunk_get_free_space(nv_cache, chunk);
     285                 :            : 
     286         [ +  + ]:    1124498 :                 if (free_space >= num_blocks) {
     287                 :            :                         /* Enough space in chunk */
     288                 :            : 
     289                 :            :                         /* Calculate address in NV cache */
     290                 :    1124495 :                         address = chunk->offset + chunk->md->write_pointer;
     291                 :            : 
     292                 :            :                         /* Set chunk in IO */
     293                 :    1124495 :                         io->nv_cache_chunk = chunk;
     294                 :            : 
     295                 :            :                         /* Move write pointer */
     296                 :    1124495 :                         chunk->md->write_pointer += num_blocks;
     297                 :    1124495 :                         break;
     298                 :            :                 }
     299                 :            : 
     300                 :            :                 /* Not enough space in nv_cache_chunk */
     301                 :          3 :                 nv_cache->chunk_current = NULL;
     302                 :            : 
     303         [ +  - ]:          3 :                 if (0 == free_space) {
     304                 :          3 :                         continue;
     305                 :            :                 }
     306                 :            : 
     307                 :          0 :                 chunk->md->blocks_skipped = free_space;
     308                 :          0 :                 chunk->md->blocks_written += free_space;
     309                 :          0 :                 chunk->md->write_pointer += free_space;
     310                 :            : 
     311         [ #  # ]:          0 :                 if (chunk->md->blocks_written == chunk_tail_md_offset(nv_cache)) {
     312                 :          0 :                         ftl_chunk_close(chunk);
     313                 :            :                 }
     314                 :            :         } while (1);
     315                 :            : 
     316                 :    1124495 :         return address;
     317                 :            : }
     318                 :            : 
     319                 :            : void
     320                 :    1124495 : ftl_nv_cache_fill_md(struct ftl_io *io)
     321                 :            : {
     322                 :    1124495 :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = io->nv_cache_chunk;
     323                 :            :         uint64_t i;
     324                 :    1124495 :         union ftl_md_vss *metadata = io->md;
     325                 :    1124495 :         uint64_t lba = ftl_io_get_lba(io, 0);
     326                 :            : 
     327         [ +  + ]:    2948184 :         for (i = 0; i < io->num_blocks; ++i, lba++, metadata++) {
     328                 :    1823689 :                 metadata->nv_cache.lba = lba;
     329                 :    1823689 :                 metadata->nv_cache.seq_id = chunk->md->seq_id;
     330                 :            :         }
     331                 :    1124495 : }
     332                 :            : 
     333                 :            : uint64_t
     334                 :    1128623 : chunk_tail_md_offset(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
     335                 :            : {
     336                 :    1128623 :         return nv_cache->chunk_blocks - nv_cache->tail_md_chunk_blocks;
     337                 :            : }
     338                 :            : 
     339                 :            : static void
     340                 :    1124512 : chunk_advance_blocks(struct ftl_nv_cache *nv_cache, struct ftl_nv_cache_chunk *chunk,
     341                 :            :                      uint64_t advanced_blocks)
     342                 :            : {
     343                 :    1124512 :         chunk->md->blocks_written += advanced_blocks;
     344                 :            : 
     345         [ -  + ]:    1124512 :         assert(chunk->md->blocks_written <= nv_cache->chunk_blocks);
     346                 :            : 
     347         [ +  + ]:    1124512 :         if (chunk->md->blocks_written == chunk_tail_md_offset(nv_cache)) {
     348                 :          5 :                 ftl_chunk_close(chunk);
     349                 :            :         }
     350                 :    1124512 : }
     351                 :            : 
     352                 :            : static uint64_t
     353                 :    3691535 : chunk_user_blocks_written(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
     354                 :            : {
     355                 :    3691535 :         return chunk->md->blocks_written - chunk->md->blocks_skipped -
     356                 :    3691535 :                chunk->nv_cache->tail_md_chunk_blocks;
     357                 :            : }
     358                 :            : 
     359                 :            : static bool
     360                 :     922884 : is_chunk_compacted(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
     361                 :            : {
     362         [ -  + ]:     922884 :         assert(chunk->md->blocks_written != 0);
     363                 :            : 
     364         [ +  + ]:     922884 :         if (chunk_user_blocks_written(chunk) == chunk->md->blocks_compacted) {
     365                 :          7 :                 return true;
     366                 :            :         }
     367                 :            : 
     368                 :     922877 :         return false;
     369                 :            : }
     370                 :            : 
     371                 :            : static int
     372                 :         49 : ftl_chunk_alloc_md_entry(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
     373                 :            : {
     374                 :         49 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = chunk->nv_cache;
     375                 :         49 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
     376                 :         49 :         struct ftl_p2l_map *p2l_map = &chunk->p2l_map;
     377                 :         49 :         struct ftl_layout_region *region = ftl_layout_region_get(dev, FTL_LAYOUT_REGION_TYPE_NVC_MD);
     378                 :            : 
     379                 :         49 :         p2l_map->chunk_dma_md = ftl_mempool_get(nv_cache->chunk_md_pool);
     380                 :            : 
     381         [ -  + ]:         49 :         if (!p2l_map->chunk_dma_md) {
     382                 :          0 :                 return -ENOMEM;
     383                 :            :         }
     384                 :            : 
     385         [ -  + ]:         49 :         memset(p2l_map->chunk_dma_md, 0, region->entry_size * FTL_BLOCK_SIZE);
     386                 :         49 :         return 0;
     387                 :            : }
     388                 :            : 
     389                 :            : static void
     390                 :         49 : ftl_chunk_free_md_entry(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
     391                 :            : {
     392                 :         49 :         struct ftl_p2l_map *p2l_map = &chunk->p2l_map;
     393                 :            : 
     394                 :         49 :         ftl_mempool_put(chunk->nv_cache->chunk_md_pool, p2l_map->chunk_dma_md);
     395                 :         49 :         p2l_map->chunk_dma_md = NULL;
     396                 :         49 : }
     397                 :            : 
     398                 :            : static void
     399                 :          7 : ftl_chunk_free(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
     400                 :            : {
     401                 :          7 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = chunk->nv_cache;
     402                 :            : 
     403                 :            :         /* Reset chunk */
     404         [ -  + ]:          7 :         memset(chunk->md, 0, sizeof(*chunk->md));
     405                 :            : 
     406                 :          7 :         TAILQ_INSERT_TAIL(&nv_cache->needs_free_persist_list, chunk, entry);
     407                 :          7 :         nv_cache->chunk_free_persist_count++;
     408                 :          7 : }
     409                 :            : 
     410                 :            : static int
     411                 :          7 : ftl_chunk_alloc_chunk_free_entry(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
     412                 :            : {
     413                 :          7 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = chunk->nv_cache;
     414                 :          7 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
     415                 :          7 :         struct ftl_p2l_map *p2l_map = &chunk->p2l_map;
     416                 :          7 :         struct ftl_layout_region *region = ftl_layout_region_get(dev, FTL_LAYOUT_REGION_TYPE_NVC_MD);
     417                 :            : 
     418                 :          7 :         p2l_map->chunk_dma_md = ftl_mempool_get(nv_cache->free_chunk_md_pool);
     419                 :            : 
     420         [ -  + ]:          7 :         if (!p2l_map->chunk_dma_md) {
     421                 :          0 :                 return -ENOMEM;
     422                 :            :         }
     423                 :            : 
     424         [ -  + ]:          7 :         memset(p2l_map->chunk_dma_md, 0, region->entry_size * FTL_BLOCK_SIZE);
     425                 :          7 :         return 0;
     426                 :            : }
     427                 :            : 
     428                 :            : static void
     429                 :          7 : ftl_chunk_free_chunk_free_entry(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
     430                 :            : {
     431                 :          7 :         struct ftl_p2l_map *p2l_map = &chunk->p2l_map;
     432                 :            : 
     433                 :          7 :         ftl_mempool_put(chunk->nv_cache->free_chunk_md_pool, p2l_map->chunk_dma_md);
     434                 :          7 :         p2l_map->chunk_dma_md = NULL;
     435                 :          7 : }
     436                 :            : 
     437                 :            : static void
     438                 :          7 : chunk_free_cb(int status, void *ctx)
     439                 :            : {
     440                 :          7 :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = (struct ftl_nv_cache_chunk *)ctx;
     441                 :            : 
     442         [ +  - ]:          7 :         if (spdk_likely(!status)) {
     443                 :          7 :                 struct ftl_nv_cache *nv_cache = chunk->nv_cache;
     444                 :            : 
     445                 :          7 :                 nv_cache->chunk_free_persist_count--;
     446                 :          7 :                 TAILQ_INSERT_TAIL(&nv_cache->chunk_free_list, chunk, entry);
     447                 :          7 :                 nv_cache->chunk_free_count++;
     448                 :          7 :                 nv_cache->chunk_full_count--;
     449                 :          7 :                 chunk->md->state = FTL_CHUNK_STATE_FREE;
     450                 :          7 :                 chunk->md->close_seq_id = 0;
     451                 :          7 :                 ftl_chunk_free_chunk_free_entry(chunk);
     452                 :            :         } else {
     453                 :            : #ifdef SPDK_FTL_RETRY_ON_ERROR
     454                 :            :                 ftl_md_persist_entry_retry(&chunk->md_persist_entry_ctx);
     455                 :            : #else
     456                 :          0 :                 ftl_abort();
     457                 :            : #endif
     458                 :            :         }
     459                 :          7 : }
     460                 :            : 
     461                 :            : static void
     462                 :   14515147 : ftl_chunk_persist_free_state(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
     463                 :            : {
     464                 :            :         int rc;
     465                 :   14515147 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
     466                 :            :         struct ftl_p2l_map *p2l_map;
     467                 :   14515147 :         struct ftl_md *md = dev->layout.md[FTL_LAYOUT_REGION_TYPE_NVC_MD];
     468                 :   14515147 :         struct ftl_layout_region *region = ftl_layout_region_get(dev, FTL_LAYOUT_REGION_TYPE_NVC_MD);
     469                 :   14515147 :         struct ftl_nv_cache_chunk *tchunk, *chunk = NULL;
     470                 :            : 
     471         [ +  + ]:   14515154 :         TAILQ_FOREACH_SAFE(chunk, &nv_cache->needs_free_persist_list, entry, tchunk) {
     472                 :          7 :                 p2l_map = &chunk->p2l_map;
     473                 :          7 :                 rc = ftl_chunk_alloc_chunk_free_entry(chunk);
     474         [ -  + ]:          7 :                 if (rc) {
     475                 :          0 :                         break;
     476                 :            :                 }
     477                 :            : 
     478         [ -  + ]:          7 :                 TAILQ_REMOVE(&nv_cache->needs_free_persist_list, chunk, entry);
     479                 :            : 
     480   [ -  +  -  + ]:          7 :                 memcpy(p2l_map->chunk_dma_md, chunk->md, region->entry_size * FTL_BLOCK_SIZE);
     481                 :          7 :                 p2l_map->chunk_dma_md->state = FTL_CHUNK_STATE_FREE;
     482                 :          7 :                 p2l_map->chunk_dma_md->close_seq_id = 0;
     483                 :          7 :                 p2l_map->chunk_dma_md->p2l_map_checksum = 0;
     484                 :            : 
     485                 :          7 :                 ftl_md_persist_entry(md, get_chunk_idx(chunk), p2l_map->chunk_dma_md, NULL,
     486                 :            :                                      chunk_free_cb, chunk, &chunk->md_persist_entry_ctx);
     487                 :            :         }
     488                 :   14515147 : }
     489                 :            : 
     490                 :            : static void
     491                 :          7 : compaction_stats_update(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
     492                 :            : {
     493                 :          7 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = chunk->nv_cache;
     494                 :          7 :         struct compaction_bw_stats *compaction_bw = &nv_cache->compaction_recent_bw;
     495                 :            :         double *ptr;
     496                 :            : 
     497         [ +  + ]:          7 :         if (spdk_unlikely(chunk->compaction_length_tsc == 0)) {
     498                 :          1 :                 return;
     499                 :            :         }
     500                 :            : 
     501         [ -  + ]:          6 :         if (spdk_likely(compaction_bw->count == FTL_NV_CACHE_COMPACTION_SMA_N)) {
     502                 :          0 :                 ptr = compaction_bw->buf + compaction_bw->first;
     503                 :          0 :                 compaction_bw->first++;
     504         [ #  # ]:          0 :                 if (compaction_bw->first == FTL_NV_CACHE_COMPACTION_SMA_N) {
     505                 :          0 :                         compaction_bw->first = 0;
     506                 :            :                 }
     507                 :          0 :                 compaction_bw->sum -= *ptr;
     508                 :            :         } else {
     509                 :          6 :                 ptr = compaction_bw->buf + compaction_bw->count;
     510                 :          6 :                 compaction_bw->count++;
     511                 :            :         }
     512                 :            : 
     513                 :          6 :         *ptr = (double)chunk->md->blocks_compacted * FTL_BLOCK_SIZE / chunk->compaction_length_tsc;
     514                 :          6 :         chunk->compaction_length_tsc = 0;
     515                 :            : 
     516                 :          6 :         compaction_bw->sum += *ptr;
     517                 :          6 :         nv_cache->compaction_sma = compaction_bw->sum / compaction_bw->count;
     518                 :            : }
     519                 :            : 
     520                 :            : static void
     521                 :     922884 : chunk_compaction_advance(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk, uint64_t num_blocks)
     522                 :            : {
     523                 :     922884 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = chunk->nv_cache;
     524                 :     922884 :         uint64_t tsc = spdk_thread_get_last_tsc(spdk_get_thread());
     525                 :            : 
     526                 :     922884 :         chunk->compaction_length_tsc += tsc - chunk->compaction_start_tsc;
     527                 :     922884 :         chunk->compaction_start_tsc = tsc;
     528                 :            : 
     529                 :     922884 :         chunk->md->blocks_compacted += num_blocks;
     530         [ -  + ]:     922884 :         assert(chunk->md->blocks_compacted <= chunk_user_blocks_written(chunk));
     531         [ +  + ]:     922884 :         if (!is_chunk_compacted(chunk)) {
     532                 :     922877 :                 return;
     533                 :            :         }
     534                 :            : 
     535                 :            :         /* Remove chunk from compacted list */
     536         [ +  + ]:          7 :         TAILQ_REMOVE(&nv_cache->chunk_comp_list, chunk, entry);
     537                 :          7 :         nv_cache->chunk_comp_count--;
     538                 :            : 
     539                 :          7 :         compaction_stats_update(chunk);
     540                 :            : 
     541                 :          7 :         ftl_chunk_free(chunk);
     542                 :            : }
     543                 :            : 
     544                 :            : static bool
     545                 :     240571 : is_compaction_required_for_upgrade(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
     546                 :            : {
     547                 :     240571 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
     548                 :            : 
     549   [ -  +  +  + ]:     240571 :         if (dev->conf.prep_upgrade_on_shutdown) {
     550   [ +  +  -  + ]:     237985 :                 if (nv_cache->chunk_full_count || nv_cache->chunk_open_count) {
     551                 :       5560 :                         return true;
     552                 :            :                 }
     553                 :            :         }
     554                 :            : 
     555                 :     235011 :         return false;
     556                 :            : }
     557                 :            : 
     558                 :            : static bool
     559                 :   14515147 : is_compaction_required(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
     560                 :            : {
     561   [ -  +  +  + ]:   14515147 :         if (spdk_unlikely(nv_cache->halt)) {
     562                 :     123933 :                 return is_compaction_required_for_upgrade(nv_cache);
     563                 :            :         }
     564                 :            : 
     565         [ +  + ]:   14391214 :         if (nv_cache->chunk_full_count >= nv_cache->chunk_compaction_threshold) {
     566                 :       1753 :                 return true;
     567                 :            :         }
     568                 :            : 
     569                 :   14389461 :         return false;
     570                 :            : }
     571                 :            : 
     572                 :            : static void compaction_process_finish_read(struct ftl_nv_cache_compactor *compactor);
     573                 :            : static void compaction_process_pin_lba(struct ftl_nv_cache_compactor *comp);
     574                 :            : 
     575                 :            : static void
     576                 :          0 : _compaction_process_pin_lba(void *_comp)
     577                 :            : {
     578                 :          0 :         struct ftl_nv_cache_compactor *comp = _comp;
     579                 :            : 
     580                 :          0 :         compaction_process_pin_lba(comp);
     581                 :          0 : }
     582                 :            : 
     583                 :            : static void
     584                 :     922880 : compaction_process_pin_lba_cb(struct spdk_ftl_dev *dev, int status, struct ftl_l2p_pin_ctx *pin_ctx)
     585                 :            : {
     586                 :     922880 :         struct ftl_nv_cache_compactor *comp = pin_ctx->cb_ctx;
     587                 :     922880 :         struct ftl_rq *rq = comp->rq;
     588                 :            : 
     589         [ -  + ]:     922880 :         if (status) {
     590                 :          0 :                 rq->iter.status = status;
     591                 :          0 :                 pin_ctx->lba = FTL_LBA_INVALID;
     592                 :            :         }
     593                 :            : 
     594         [ +  + ]:     922880 :         if (--rq->iter.remaining == 0) {
     595         [ -  + ]:       3605 :                 if (rq->iter.status) {
     596                 :            :                         /* unpin and try again */
     597                 :          0 :                         ftl_rq_unpin(rq);
     598                 :          0 :                         spdk_thread_send_msg(spdk_get_thread(), _compaction_process_pin_lba, comp);
     599                 :          0 :                         return;
     600                 :            :                 }
     601                 :            : 
     602                 :       3605 :                 compaction_process_finish_read(comp);
     603                 :            :         }
     604                 :            : }
     605                 :            : 
     606                 :            : static void
     607                 :       3605 : compaction_process_pin_lba(struct ftl_nv_cache_compactor *comp)
     608                 :            : {
     609                 :       3605 :         struct ftl_rq *rq = comp->rq;
     610                 :       3605 :         struct spdk_ftl_dev *dev = rq->dev;
     611                 :            :         struct ftl_rq_entry *entry;
     612                 :            : 
     613         [ -  + ]:       3605 :         assert(rq->iter.count);
     614                 :       3605 :         rq->iter.remaining = rq->iter.count;
     615                 :       3605 :         rq->iter.status = 0;
     616                 :            : 
     617   [ +  +  +  - ]:     926485 :         FTL_RQ_ENTRY_LOOP(rq, entry, rq->iter.count) {
     618                 :     922880 :                 struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = entry->owner.priv;
     619                 :     922880 :                 struct ftl_l2p_pin_ctx *pin_ctx = &entry->l2p_pin_ctx;
     620                 :     922880 :                 union ftl_md_vss *md = entry->io_md;
     621                 :            : 
     622   [ +  -  -  + ]:     922880 :                 if (md->nv_cache.lba == FTL_LBA_INVALID || md->nv_cache.seq_id != chunk->md->seq_id) {
     623                 :          0 :                         ftl_l2p_pin_skip(dev, compaction_process_pin_lba_cb, comp, pin_ctx);
     624                 :            :                 } else {
     625                 :     922880 :                         ftl_l2p_pin(dev, md->nv_cache.lba, 1, compaction_process_pin_lba_cb, comp, pin_ctx);
     626                 :            :                 }
     627                 :            :         }
     628                 :       3605 : }
     629                 :            : 
     630                 :            : static void
     631                 :       3605 : compaction_process_read_entry_cb(struct spdk_bdev_io *bdev_io, bool success, void *arg)
     632                 :            : {
     633                 :       3605 :         struct ftl_rq_entry *entry = arg;
     634                 :       3605 :         struct ftl_rq *rq = ftl_rq_from_entry(entry);
     635                 :       3605 :         struct spdk_ftl_dev *dev = rq->dev;
     636                 :       3605 :         struct ftl_nv_cache_compactor *compactor = rq->owner.priv;
     637                 :            : 
     638                 :       3605 :         ftl_stats_bdev_io_completed(dev, FTL_STATS_TYPE_CMP, bdev_io);
     639                 :            : 
     640                 :       3605 :         spdk_bdev_free_io(bdev_io);
     641                 :            : 
     642         [ -  + ]:       3605 :         if (!success) {
     643                 :            :                 /* retry */
     644                 :          0 :                 spdk_thread_send_msg(spdk_get_thread(), compaction_process_read_entry, entry);
     645                 :          0 :                 return;
     646                 :            :         }
     647                 :            : 
     648         [ -  + ]:       3605 :         assert(rq->iter.remaining >= entry->bdev_io.num_blocks);
     649                 :       3605 :         rq->iter.remaining -= entry->bdev_io.num_blocks;
     650         [ +  - ]:       3605 :         if (0 == rq->iter.remaining) {
     651                 :            :                 /* All IOs processed, go to next phase - pining */
     652                 :       3605 :                 compaction_process_pin_lba(compactor);
     653                 :            :         }
     654                 :            : }
     655                 :            : 
     656                 :            : static void
     657                 :       3605 : compaction_process_read_entry(void *arg)
     658                 :            : {
     659                 :       3605 :         struct ftl_rq_entry *entry = arg;
     660                 :       3605 :         struct ftl_rq *rq = ftl_rq_from_entry(entry);
     661                 :       3605 :         struct spdk_ftl_dev *dev = rq->dev;
     662                 :            : 
     663                 :       3605 :         int rc = ftl_nv_cache_bdev_read_blocks_with_md(dev, dev->nv_cache.bdev_desc,
     664                 :            :                         dev->nv_cache.cache_ioch, entry->io_payload, entry->io_md,
     665                 :            :                         entry->bdev_io.offset_blocks, entry->bdev_io.num_blocks,
     666                 :            :                         compaction_process_read_entry_cb, entry);
     667                 :            : 
     668         [ -  + ]:       3605 :         if (spdk_unlikely(rc)) {
     669         [ #  # ]:          0 :                 if (rc == -ENOMEM) {
     670                 :          0 :                         struct spdk_bdev *bdev = spdk_bdev_desc_get_bdev(dev->nv_cache.bdev_desc);
     671                 :          0 :                         entry->bdev_io.wait_entry.bdev = bdev;
     672                 :          0 :                         entry->bdev_io.wait_entry.cb_fn = compaction_process_read_entry;
     673                 :          0 :                         entry->bdev_io.wait_entry.cb_arg = entry;
     674                 :          0 :                         spdk_bdev_queue_io_wait(bdev, dev->nv_cache.cache_ioch, &entry->bdev_io.wait_entry);
     675                 :            :                 } else {
     676                 :          0 :                         ftl_abort();
     677                 :            :                 }
     678                 :            :         }
     679                 :            : 
     680                 :       3605 :         dev->stats.io_activity_total += entry->bdev_io.num_blocks;
     681                 :       3605 : }
     682                 :            : 
     683                 :            : static bool
     684                 :     922885 : is_chunk_to_read(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
     685                 :            : {
     686         [ -  + ]:     922885 :         assert(chunk->md->blocks_written != 0);
     687                 :            : 
     688         [ +  + ]:     922885 :         if (chunk_user_blocks_written(chunk) == chunk->md->read_pointer) {
     689                 :         14 :                 return false;
     690                 :            :         }
     691                 :            : 
     692                 :     922871 :         return true;
     693                 :            : }
     694                 :            : 
     695                 :            : static struct ftl_nv_cache_chunk *
     696                 :     922895 : get_chunk_for_compaction(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
     697                 :            : {
     698                 :     922895 :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = NULL;
     699                 :            : 
     700         [ +  + ]:     922895 :         if (!TAILQ_EMPTY(&nv_cache->chunk_comp_list)) {
     701                 :     922885 :                 chunk = TAILQ_FIRST(&nv_cache->chunk_comp_list);
     702         [ +  + ]:     922885 :                 if (is_chunk_to_read(chunk)) {
     703                 :     922871 :                         return chunk;
     704                 :            :                 }
     705                 :            :         }
     706                 :            : 
     707         [ +  + ]:         24 :         if (!TAILQ_EMPTY(&nv_cache->chunk_full_list)) {
     708                 :         11 :                 chunk = TAILQ_FIRST(&nv_cache->chunk_full_list);
     709         [ +  + ]:         11 :                 TAILQ_REMOVE(&nv_cache->chunk_full_list, chunk, entry);
     710                 :            : 
     711         [ -  + ]:         11 :                 assert(chunk->md->write_pointer);
     712                 :            :         } else {
     713                 :         13 :                 return NULL;
     714                 :            :         }
     715                 :            : 
     716         [ +  - ]:         11 :         if (spdk_likely(chunk)) {
     717         [ -  + ]:         11 :                 assert(chunk->md->write_pointer != 0);
     718         [ +  + ]:         11 :                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nv_cache->chunk_comp_list, chunk, entry);
     719                 :         11 :                 nv_cache->chunk_comp_count++;
     720                 :            :         }
     721                 :            : 
     722                 :         11 :         return chunk;
     723                 :            : }
     724                 :            : 
     725                 :            : static uint64_t
     726                 :     922882 : chunk_blocks_to_read(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
     727                 :            : {
     728                 :            :         uint64_t blocks_written;
     729                 :            :         uint64_t blocks_to_read;
     730                 :            : 
     731         [ -  + ]:     922882 :         assert(chunk->md->blocks_written >= chunk->md->blocks_skipped);
     732                 :     922882 :         blocks_written = chunk_user_blocks_written(chunk);
     733                 :            : 
     734         [ -  + ]:     922882 :         assert(blocks_written >= chunk->md->read_pointer);
     735                 :     922882 :         blocks_to_read = blocks_written - chunk->md->read_pointer;
     736                 :            : 
     737                 :     922882 :         return blocks_to_read;
     738                 :            : }
     739                 :            : 
     740                 :            : static void
     741                 :       3618 : compactor_deactivate(struct ftl_nv_cache_compactor *compactor)
     742                 :            : {
     743                 :       3618 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = compactor->nv_cache;
     744                 :            : 
     745                 :       3618 :         compactor->rq->iter.count = 0;
     746         [ -  + ]:       3618 :         assert(nv_cache->compaction_active_count);
     747                 :       3618 :         nv_cache->compaction_active_count--;
     748                 :       3618 :         TAILQ_INSERT_TAIL(&nv_cache->compactor_list, compactor, entry);
     749                 :       3618 : }
     750                 :            : 
     751                 :            : static void
     752                 :     971264 : compaction_process_invalidate_entry(struct ftl_rq_entry *entry)
     753                 :            : {
     754                 :     971264 :         entry->addr = FTL_ADDR_INVALID;
     755                 :     971264 :         entry->lba = FTL_LBA_INVALID;
     756                 :     971264 :         entry->seq_id = 0;
     757                 :     971264 :         entry->owner.priv = NULL;
     758                 :     971264 : }
     759                 :            : 
     760                 :            : static void
     761                 :         13 : compaction_process_pad(struct ftl_nv_cache_compactor *compactor, uint64_t idx)
     762                 :            : {
     763                 :         13 :         struct ftl_rq *rq = compactor->rq;
     764                 :            :         struct ftl_rq_entry *entry;
     765                 :            : 
     766         [ -  + ]:         13 :         assert(idx < rq->num_blocks);
     767   [ +  +  +  - ]:       3341 :         FTL_RQ_ENTRY_LOOP_FROM(rq, &rq->entries[idx], entry, rq->num_blocks) {
     768                 :       3328 :                 compaction_process_invalidate_entry(entry);
     769                 :            :         }
     770                 :         13 : }
     771                 :            : 
     772                 :            : static void
     773                 :       3605 : compaction_process_read(struct ftl_nv_cache_compactor *compactor)
     774                 :            : {
     775                 :       3605 :         struct ftl_rq *rq = compactor->rq;
     776                 :       3605 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = compactor->nv_cache;
     777                 :       3605 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
     778                 :            :         struct ftl_rq_entry *entry, *io;
     779                 :            : 
     780         [ -  + ]:       3605 :         assert(rq->iter.count);
     781                 :       3605 :         rq->iter.remaining = rq->iter.count;
     782                 :            : 
     783                 :       3605 :         io = rq->entries;
     784                 :       3605 :         io->bdev_io.num_blocks = 1;
     785                 :       3605 :         io->bdev_io.offset_blocks = ftl_addr_to_nvc_offset(dev, io->addr);
     786   [ +  +  +  - ]:     922880 :         FTL_RQ_ENTRY_LOOP_FROM(rq, &rq->entries[1], entry,  rq->iter.count) {
     787         [ +  - ]:     919275 :                 if (entry->addr == io->addr + io->bdev_io.num_blocks) {
     788                 :     919275 :                         io->bdev_io.num_blocks++;
     789                 :            :                 } else {
     790                 :          0 :                         compaction_process_read_entry(io);
     791                 :          0 :                         io = entry;
     792                 :          0 :                         io->bdev_io.num_blocks = 1;
     793                 :          0 :                         io->bdev_io.offset_blocks = ftl_addr_to_nvc_offset(dev, io->addr);
     794                 :            :                 }
     795                 :            :         }
     796                 :       3605 :         compaction_process_read_entry(io);
     797                 :       3605 : }
     798                 :            : 
     799                 :            : static ftl_addr
     800                 :     922882 : compaction_chunk_read_pos(struct spdk_ftl_dev *dev, struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
     801                 :            : {
     802                 :            :         ftl_addr start, pos;
     803                 :     922882 :         uint64_t skip, to_read = chunk_blocks_to_read(chunk);
     804                 :            : 
     805         [ -  + ]:     922882 :         if (0 == to_read) {
     806                 :          0 :                 return FTL_ADDR_INVALID;
     807                 :            :         }
     808                 :            : 
     809                 :     922882 :         start = ftl_addr_from_nvc_offset(dev, chunk->offset + chunk->md->read_pointer);
     810                 :     922882 :         pos = ftl_bitmap_find_first_set(dev->valid_map, start, start + to_read - 1);
     811                 :            : 
     812         [ +  + ]:     922882 :         if (pos == UINT64_MAX) {
     813                 :          2 :                 chunk->md->read_pointer += to_read;
     814                 :          2 :                 chunk_compaction_advance(chunk, to_read);
     815                 :          2 :                 return FTL_ADDR_INVALID;
     816                 :            :         }
     817                 :            : 
     818         [ -  + ]:     922880 :         assert(pos >= start);
     819                 :     922880 :         skip = pos - start;
     820         [ +  + ]:     922880 :         if (skip) {
     821                 :          2 :                 chunk->md->read_pointer += skip;
     822                 :          2 :                 chunk_compaction_advance(chunk, skip);
     823                 :            :         }
     824                 :            : 
     825                 :     922880 :         return pos;
     826                 :            : }
     827                 :            : 
     828                 :            : static bool
     829                 :     922893 : compaction_entry_read_pos(struct ftl_nv_cache *nv_cache, struct ftl_rq_entry *entry)
     830                 :            : {
     831                 :     922893 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
     832                 :     922893 :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = NULL;
     833                 :     922893 :         ftl_addr addr = FTL_ADDR_INVALID;
     834                 :            : 
     835         [ +  + ]:    1845775 :         while (!chunk) {
     836                 :            :                 /* Get currently handled chunk */
     837                 :     922895 :                 chunk = get_chunk_for_compaction(nv_cache);
     838         [ +  + ]:     922895 :                 if (!chunk) {
     839                 :         13 :                         return false;
     840                 :            :                 }
     841                 :     922882 :                 chunk->compaction_start_tsc = spdk_thread_get_last_tsc(spdk_get_thread());
     842                 :            : 
     843                 :            :                 /* Get next read position in chunk */
     844                 :     922882 :                 addr = compaction_chunk_read_pos(dev, chunk);
     845         [ +  + ]:     922882 :                 if (FTL_ADDR_INVALID == addr) {
     846                 :          2 :                         chunk = NULL;
     847                 :            :                 }
     848                 :            :         }
     849                 :            : 
     850         [ -  + ]:     922880 :         assert(FTL_ADDR_INVALID != addr);
     851                 :            : 
     852                 :            :         /* Set entry address info and chunk */
     853                 :     922880 :         entry->addr = addr;
     854                 :     922880 :         entry->owner.priv = chunk;
     855                 :            : 
     856                 :            :         /* Move read pointer in the chunk */
     857                 :     922880 :         chunk->md->read_pointer++;
     858                 :            : 
     859                 :     922880 :         return true;
     860                 :            : }
     861                 :            : 
     862                 :            : static void
     863                 :       3618 : compaction_process_start(struct ftl_nv_cache_compactor *compactor)
     864                 :            : {
     865                 :       3618 :         struct ftl_rq *rq = compactor->rq;
     866                 :       3618 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = compactor->nv_cache;
     867                 :            :         struct ftl_rq_entry *entry;
     868                 :            : 
     869         [ -  + ]:       3618 :         assert(0 == compactor->rq->iter.count);
     870   [ +  +  +  - ]:     926498 :         FTL_RQ_ENTRY_LOOP(rq, entry, rq->num_blocks) {
     871         [ +  + ]:     922893 :                 if (!compaction_entry_read_pos(nv_cache, entry)) {
     872                 :         13 :                         compaction_process_pad(compactor, entry->index);
     873                 :         13 :                         break;
     874                 :            :                 }
     875                 :     922880 :                 rq->iter.count++;
     876                 :            :         }
     877                 :            : 
     878         [ +  + ]:       3618 :         if (rq->iter.count) {
     879                 :            :                 /* Schedule Read IOs */
     880                 :       3605 :                 compaction_process_read(compactor);
     881                 :            :         } else {
     882                 :         13 :                 compactor_deactivate(compactor);
     883                 :            :         }
     884                 :       3618 : }
     885                 :            : 
     886                 :            : static void
     887                 :   14515147 : compaction_process(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
     888                 :            : {
     889                 :   14515147 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
     890                 :            :         struct ftl_nv_cache_compactor *compactor;
     891                 :            : 
     892         [ +  + ]:   14515147 :         if (!is_compaction_required(nv_cache)) {
     893                 :   14507839 :                 return;
     894                 :            :         }
     895                 :            : 
     896                 :       7308 :         compactor = TAILQ_FIRST(&nv_cache->compactor_list);
     897         [ +  + ]:       7308 :         if (!compactor) {
     898                 :       3690 :                 return;
     899                 :            :         }
     900                 :            : 
     901         [ +  + ]:       3618 :         TAILQ_REMOVE(&nv_cache->compactor_list, compactor, entry);
     902                 :       3618 :         compactor->nv_cache->compaction_active_count++;
     903                 :       3618 :         compaction_process_start(compactor);
     904                 :       3618 :         ftl_add_io_activity(dev);
     905                 :            : }
     906                 :            : 
     907                 :            : static void
     908                 :       3605 : compaction_process_ftl_done(struct ftl_rq *rq)
     909                 :            : {
     910                 :       3605 :         struct spdk_ftl_dev *dev = rq->dev;
     911                 :       3605 :         struct ftl_nv_cache_compactor *compactor = rq->owner.priv;
     912                 :       3605 :         struct ftl_band *band = rq->io.band;
     913                 :            :         struct ftl_rq_entry *entry;
     914                 :            :         ftl_addr addr;
     915                 :            : 
     916   [ -  +  -  + ]:       3605 :         if (spdk_unlikely(false == rq->success)) {
     917                 :            :                 /* IO error retry writing */
     918                 :            : #ifdef SPDK_FTL_RETRY_ON_ERROR
     919                 :            :                 ftl_writer_queue_rq(&dev->writer_user, rq);
     920                 :            :                 return;
     921                 :            : #else
     922                 :          0 :                 ftl_abort();
     923                 :            : #endif
     924                 :            :         }
     925                 :            : 
     926         [ -  + ]:       3605 :         assert(rq->iter.count);
     927                 :            : 
     928                 :            :         /* Update L2P table */
     929                 :       3605 :         addr = rq->io.addr;
     930   [ +  +  +  - ]:     926485 :         FTL_RQ_ENTRY_LOOP(rq, entry, rq->iter.count) {
     931                 :     922880 :                 struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = entry->owner.priv;
     932                 :            : 
     933         [ +  - ]:     922880 :                 if (entry->lba != FTL_LBA_INVALID) {
     934                 :     922880 :                         ftl_l2p_update_base(dev, entry->lba, addr, entry->addr);
     935                 :     922880 :                         ftl_l2p_unpin(dev, entry->lba, 1);
     936                 :     922880 :                         chunk_compaction_advance(chunk, 1);
     937                 :            :                 } else {
     938         [ #  # ]:          0 :                         assert(entry->addr == FTL_ADDR_INVALID);
     939                 :            :                 }
     940                 :            : 
     941                 :     922880 :                 addr = ftl_band_next_addr(band, addr, 1);
     942                 :     922880 :                 compaction_process_invalidate_entry(entry);
     943                 :            :         }
     944                 :            : 
     945                 :       3605 :         compactor_deactivate(compactor);
     946                 :       3605 : }
     947                 :            : 
     948                 :            : static void
     949                 :       3605 : compaction_process_finish_read(struct ftl_nv_cache_compactor *compactor)
     950                 :            : {
     951                 :       3605 :         struct ftl_rq *rq = compactor->rq;
     952                 :       3605 :         struct spdk_ftl_dev *dev = rq->dev;
     953                 :            :         struct ftl_rq_entry *entry;
     954                 :            :         ftl_addr current_addr;
     955                 :       3605 :         uint64_t skip = 0;
     956                 :            : 
     957   [ +  +  +  - ]:     926485 :         FTL_RQ_ENTRY_LOOP(rq, entry, rq->iter.count) {
     958                 :     922880 :                 struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = entry->owner.priv;
     959                 :     922880 :                 union ftl_md_vss *md = entry->io_md;
     960                 :            : 
     961   [ +  -  -  + ]:     922880 :                 if (md->nv_cache.lba == FTL_LBA_INVALID || md->nv_cache.seq_id != chunk->md->seq_id) {
     962                 :          0 :                         skip++;
     963                 :          0 :                         compaction_process_invalidate_entry(entry);
     964                 :          0 :                         chunk_compaction_advance(chunk, 1);
     965                 :          0 :                         continue;
     966                 :            :                 }
     967                 :            : 
     968                 :     922880 :                 current_addr = ftl_l2p_get(dev, md->nv_cache.lba);
     969         [ +  - ]:     922880 :                 if (current_addr == entry->addr) {
     970                 :     922880 :                         entry->lba = md->nv_cache.lba;
     971                 :     922880 :                         entry->seq_id = chunk->md->seq_id;
     972                 :            :                 } else {
     973                 :            :                         /* This address already invalidated, just omit this block */
     974                 :          0 :                         chunk_compaction_advance(chunk, 1);
     975                 :          0 :                         ftl_l2p_unpin(dev, md->nv_cache.lba, 1);
     976                 :          0 :                         compaction_process_invalidate_entry(entry);
     977                 :          0 :                         skip++;
     978                 :            :                 }
     979                 :            :         }
     980                 :            : 
     981         [ +  - ]:       3605 :         if (skip < rq->iter.count) {
     982                 :            :                 /*
     983                 :            :                  * Request contains data to be placed on FTL, compact it
     984                 :            :                  */
     985                 :       3605 :                 ftl_writer_queue_rq(&dev->writer_user, rq);
     986                 :            :         } else {
     987                 :          0 :                 compactor_deactivate(compactor);
     988                 :            :         }
     989                 :       3605 : }
     990                 :            : 
     991                 :            : static void
     992                 :        176 : compactor_free(struct spdk_ftl_dev *dev, struct ftl_nv_cache_compactor *compactor)
     993                 :            : {
     994         [ -  + ]:        176 :         if (!compactor) {
     995                 :          0 :                 return;
     996                 :            :         }
     997                 :            : 
     998                 :        176 :         ftl_rq_del(compactor->rq);
     999                 :        176 :         free(compactor);
    1000                 :            : }
    1001                 :            : 
    1002                 :            : static struct ftl_nv_cache_compactor *
    1003                 :        176 : compactor_alloc(struct spdk_ftl_dev *dev)
    1004                 :            : {
    1005                 :            :         struct ftl_nv_cache_compactor *compactor;
    1006                 :            :         struct ftl_rq_entry *entry;
    1007                 :            : 
    1008                 :        176 :         compactor = calloc(1, sizeof(*compactor));
    1009         [ -  + ]:        176 :         if (!compactor) {
    1010                 :          0 :                 goto error;
    1011                 :            :         }
    1012                 :            : 
    1013                 :            :         /* Allocate help request for reading */
    1014                 :        176 :         compactor->rq = ftl_rq_new(dev, dev->nv_cache.md_size);
    1015         [ -  + ]:        176 :         if (!compactor->rq) {
    1016                 :          0 :                 goto error;
    1017                 :            :         }
    1018                 :            : 
    1019                 :        176 :         compactor->nv_cache = &dev->nv_cache;
    1020                 :        176 :         compactor->rq->owner.priv = compactor;
    1021                 :        176 :         compactor->rq->owner.cb = compaction_process_ftl_done;
    1022                 :        176 :         compactor->rq->owner.compaction = true;
    1023                 :            : 
    1024   [ +  +  +  - ]:      45232 :         FTL_RQ_ENTRY_LOOP(compactor->rq, entry, compactor->rq->num_blocks) {
    1025                 :      45056 :                 compaction_process_invalidate_entry(entry);
    1026                 :            :         }
    1027                 :            : 
    1028                 :        176 :         return compactor;
    1029                 :            : 
    1030                 :          0 : error:
    1031                 :          0 :         compactor_free(dev, compactor);
    1032                 :          0 :         return NULL;
    1033                 :            : }
    1034                 :            : 
    1035                 :            : static void
    1036                 :    1124495 : ftl_nv_cache_submit_cb_done(struct ftl_io *io)
    1037                 :            : {
    1038                 :    1124495 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = &io->dev->nv_cache;
    1039                 :            : 
    1040                 :    1124495 :         chunk_advance_blocks(nv_cache, io->nv_cache_chunk, io->num_blocks);
    1041                 :    1124495 :         io->nv_cache_chunk = NULL;
    1042                 :            : 
    1043                 :    1124495 :         ftl_mempool_put(nv_cache->md_pool, io->md);
    1044                 :    1124495 :         ftl_io_complete(io);
    1045                 :    1124495 : }
    1046                 :            : 
    1047                 :            : static void
    1048                 :    1124495 : ftl_nv_cache_l2p_update(struct ftl_io *io)
    1049                 :            : {
    1050                 :    1124495 :         struct spdk_ftl_dev *dev = io->dev;
    1051                 :    1124495 :         ftl_addr next_addr = io->addr;
    1052                 :            :         size_t i;
    1053                 :            : 
    1054         [ +  + ]:    2948184 :         for (i = 0; i < io->num_blocks; ++i, ++next_addr) {
    1055                 :    1823689 :                 ftl_l2p_update_cache(dev, ftl_io_get_lba(io, i), next_addr, io->map[i]);
    1056                 :            :         }
    1057                 :            : 
    1058                 :    1124495 :         ftl_l2p_unpin(dev, io->lba, io->num_blocks);
    1059                 :    1124495 :         ftl_nv_cache_submit_cb_done(io);
    1060                 :    1124495 : }
    1061                 :            : 
    1062                 :            : static void
    1063                 :    1124495 : ftl_nv_cache_submit_cb(struct spdk_bdev_io *bdev_io, bool success, void *cb_arg)
    1064                 :            : {
    1065                 :    1124495 :         struct ftl_io *io = cb_arg;
    1066                 :            : 
    1067                 :    1124495 :         ftl_stats_bdev_io_completed(io->dev, FTL_STATS_TYPE_USER, bdev_io);
    1068                 :            : 
    1069                 :    1124495 :         spdk_bdev_free_io(bdev_io);
    1070                 :            : 
    1071         [ -  + ]:    1124495 :         if (spdk_unlikely(!success)) {
    1072         [ #  # ]:          0 :                 FTL_ERRLOG(io->dev, "Non-volatile cache write failed at %"PRIx64"\n",
    1073                 :            :                            io->addr);
    1074                 :          0 :                 io->status = -EIO;
    1075                 :          0 :                 ftl_nv_cache_submit_cb_done(io);
    1076                 :            :         } else {
    1077                 :    1124495 :                 ftl_nv_cache_l2p_update(io);
    1078                 :            :         }
    1079                 :    1124495 : }
    1080                 :            : 
    1081                 :            : static void
    1082                 :    1124495 : nv_cache_write(void *_io)
    1083                 :            : {
    1084                 :    1124495 :         struct ftl_io *io = _io;
    1085                 :    1124495 :         struct spdk_ftl_dev *dev = io->dev;
    1086                 :    1124495 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = &dev->nv_cache;
    1087                 :            :         int rc;
    1088                 :            : 
    1089                 :    2248990 :         rc = spdk_bdev_writev_blocks_with_md(nv_cache->bdev_desc, nv_cache->cache_ioch,
    1090                 :    1124495 :                                              io->iov, io->iov_cnt, io->md,
    1091                 :            :                                              ftl_addr_to_nvc_offset(dev, io->addr), io->num_blocks,
    1092                 :            :                                              ftl_nv_cache_submit_cb, io);
    1093         [ -  + ]:    1124495 :         if (spdk_unlikely(rc)) {
    1094         [ #  # ]:          0 :                 if (rc == -ENOMEM) {
    1095                 :          0 :                         struct spdk_bdev *bdev = spdk_bdev_desc_get_bdev(nv_cache->bdev_desc);
    1096                 :          0 :                         io->bdev_io_wait.bdev = bdev;
    1097                 :          0 :                         io->bdev_io_wait.cb_fn = nv_cache_write;
    1098                 :          0 :                         io->bdev_io_wait.cb_arg = io;
    1099                 :          0 :                         spdk_bdev_queue_io_wait(bdev, nv_cache->cache_ioch, &io->bdev_io_wait);
    1100                 :            :                 } else {
    1101                 :          0 :                         ftl_abort();
    1102                 :            :                 }
    1103                 :            :         }
    1104                 :    1124495 : }
    1105                 :            : 
    1106                 :            : static void
    1107                 :    1124495 : ftl_nv_cache_pin_cb(struct spdk_ftl_dev *dev, int status, struct ftl_l2p_pin_ctx *pin_ctx)
    1108                 :            : {
    1109                 :    1124495 :         struct ftl_io *io = pin_ctx->cb_ctx;
    1110                 :            :         size_t i;
    1111                 :            : 
    1112         [ -  + ]:    1124495 :         if (spdk_unlikely(status != 0)) {
    1113                 :            :                 /* Retry on the internal L2P fault */
    1114         [ #  # ]:          0 :                 FTL_ERRLOG(dev, "Cannot PIN LBA for NV cache write failed at %"PRIx64"\n",
    1115                 :            :                            io->addr);
    1116                 :          0 :                 io->status = -EAGAIN;
    1117                 :          0 :                 ftl_nv_cache_submit_cb_done(io);
    1118                 :          0 :                 return;
    1119                 :            :         }
    1120                 :            : 
    1121                 :            :         /* Remember previous l2p mapping to resolve conflicts in case of outstanding write-after-write */
    1122         [ +  + ]:    2948184 :         for (i = 0; i < io->num_blocks; ++i) {
    1123                 :    1823689 :                 io->map[i] = ftl_l2p_get(dev, ftl_io_get_lba(io, i));
    1124                 :            :         }
    1125                 :            : 
    1126         [ -  + ]:    1124495 :         assert(io->iov_pos == 0);
    1127                 :            : 
    1128                 :    1124495 :         ftl_trace_submission(io->dev, io, io->addr, io->num_blocks);
    1129                 :            : 
    1130                 :    1124495 :         nv_cache_write(io);
    1131                 :            : }
    1132                 :            : 
    1133                 :            : bool
    1134                 :    1124495 : ftl_nv_cache_write(struct ftl_io *io)
    1135                 :            : {
    1136                 :    1124495 :         struct spdk_ftl_dev *dev = io->dev;
    1137                 :            :         uint64_t cache_offset;
    1138                 :            : 
    1139                 :    1124495 :         io->md = ftl_mempool_get(dev->nv_cache.md_pool);
    1140         [ -  + ]:    1124495 :         if (spdk_unlikely(!io->md)) {
    1141                 :          0 :                 return false;
    1142                 :            :         }
    1143                 :            : 
    1144                 :            :         /* Reserve area on the write buffer cache */
    1145                 :    1124495 :         cache_offset = ftl_nv_cache_get_wr_buffer(&dev->nv_cache, io);
    1146         [ -  + ]:    1124495 :         if (cache_offset == FTL_LBA_INVALID) {
    1147                 :            :                 /* No free space in NV cache, resubmit request */
    1148                 :          0 :                 ftl_mempool_put(dev->nv_cache.md_pool, io->md);
    1149                 :          0 :                 return false;
    1150                 :            :         }
    1151                 :    1124495 :         io->addr = ftl_addr_from_nvc_offset(dev, cache_offset);
    1152                 :    1124495 :         io->nv_cache_chunk = dev->nv_cache.chunk_current;
    1153                 :            : 
    1154                 :    1124495 :         ftl_nv_cache_fill_md(io);
    1155                 :    1124495 :         ftl_l2p_pin(io->dev, io->lba, io->num_blocks,
    1156                 :            :                     ftl_nv_cache_pin_cb, io,
    1157                 :            :                     &io->l2p_pin_ctx);
    1158                 :            : 
    1159                 :    1124495 :         dev->nv_cache.throttle.blocks_submitted += io->num_blocks;
    1160                 :            : 
    1161                 :    1124495 :         return true;
    1162                 :            : }
    1163                 :            : 
    1164                 :            : int
    1165                 :    1143893 : ftl_nv_cache_read(struct ftl_io *io, ftl_addr addr, uint32_t num_blocks,
    1166                 :            :                   spdk_bdev_io_completion_cb cb, void *cb_arg)
    1167                 :            : {
    1168                 :            :         int rc;
    1169                 :    1143893 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = &io->dev->nv_cache;
    1170                 :            : 
    1171         [ -  + ]:    1143893 :         assert(ftl_addr_in_nvc(io->dev, addr));
    1172                 :            : 
    1173                 :    1143893 :         rc = ftl_nv_cache_bdev_read_blocks_with_md(io->dev, nv_cache->bdev_desc, nv_cache->cache_ioch,
    1174                 :    1143893 :                         ftl_io_iovec_addr(io), NULL, ftl_addr_to_nvc_offset(io->dev, addr),
    1175                 :            :                         num_blocks, cb, cb_arg);
    1176                 :            : 
    1177                 :    1143893 :         return rc;
    1178                 :            : }
    1179                 :            : 
    1180                 :            : bool
    1181                 :     122945 : ftl_nv_cache_is_halted(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
    1182                 :            : {
    1183         [ +  + ]:     122945 :         if (nv_cache->compaction_active_count) {
    1184                 :       5595 :                 return false;
    1185                 :            :         }
    1186                 :            : 
    1187         [ +  + ]:     117350 :         if (nv_cache->chunk_open_count > 0) {
    1188                 :        712 :                 return false;
    1189                 :            :         }
    1190                 :            : 
    1191         [ +  + ]:     116638 :         if (is_compaction_required_for_upgrade(nv_cache)) {
    1192                 :          5 :                 return false;
    1193                 :            :         }
    1194                 :            : 
    1195                 :     116633 :         return true;
    1196                 :            : }
    1197                 :            : 
    1198                 :            : void
    1199                 :    2347465 : ftl_chunk_map_set_lba(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk,
    1200                 :            :                       uint64_t offset, uint64_t lba)
    1201                 :            : {
    1202                 :    2347465 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(chunk->nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
    1203                 :    2347465 :         struct ftl_p2l_map *p2l_map = &chunk->p2l_map;
    1204                 :            : 
    1205                 :    2347465 :         ftl_lba_store(dev, p2l_map->chunk_map, offset, lba);
    1206                 :    2347465 : }
    1207                 :            : 
    1208                 :            : uint64_t
    1209                 :          0 : ftl_chunk_map_get_lba(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk, uint64_t offset)
    1210                 :            : {
    1211                 :          0 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(chunk->nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
    1212                 :          0 :         struct ftl_p2l_map *p2l_map = &chunk->p2l_map;
    1213                 :            : 
    1214                 :          0 :         return ftl_lba_load(dev, p2l_map->chunk_map, offset);
    1215                 :            : }
    1216                 :            : 
    1217                 :            : static void
    1218                 :    2347465 : ftl_chunk_set_addr(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk, uint64_t lba, ftl_addr addr)
    1219                 :            : {
    1220                 :    2347465 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(chunk->nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
    1221                 :    2347465 :         uint64_t cache_offset = ftl_addr_to_nvc_offset(dev, addr);
    1222                 :            :         uint64_t offset;
    1223                 :            : 
    1224         [ -  + ]:    2347465 :         offset = (cache_offset - chunk->offset) % chunk->nv_cache->chunk_blocks;
    1225                 :    2347465 :         ftl_chunk_map_set_lba(chunk, offset, lba);
    1226                 :    2347465 : }
    1227                 :            : 
    1228                 :            : struct ftl_nv_cache_chunk *
    1229                 :    3467775 : ftl_nv_cache_get_chunk_from_addr(struct spdk_ftl_dev *dev, ftl_addr addr)
    1230                 :            : {
    1231                 :    3467775 :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = dev->nv_cache.chunks;
    1232                 :            :         uint64_t chunk_idx;
    1233                 :    3467775 :         uint64_t cache_offset = ftl_addr_to_nvc_offset(dev, addr);
    1234                 :            : 
    1235         [ -  + ]:    3467775 :         assert(chunk != NULL);
    1236         [ -  + ]:    3467775 :         chunk_idx = (cache_offset - chunk->offset) / chunk->nv_cache->chunk_blocks;
    1237                 :    3467775 :         chunk += chunk_idx;
    1238                 :            : 
    1239                 :    3467775 :         return chunk;
    1240                 :            : }
    1241                 :            : 
    1242                 :            : void
    1243                 :    1823689 : ftl_nv_cache_set_addr(struct spdk_ftl_dev *dev, uint64_t lba, ftl_addr addr)
    1244                 :            : {
    1245                 :            :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk;
    1246                 :            : 
    1247                 :    1823689 :         chunk = ftl_nv_cache_get_chunk_from_addr(dev, addr);
    1248                 :            : 
    1249         [ -  + ]:    1823689 :         assert(lba != FTL_LBA_INVALID);
    1250                 :            : 
    1251                 :    1823689 :         ftl_chunk_set_addr(chunk, lba, addr);
    1252                 :    1823689 :         ftl_bitmap_set(dev->valid_map, addr);
    1253                 :    1823689 : }
    1254                 :            : 
    1255                 :            : static void
    1256                 :      20095 : ftl_nv_cache_throttle_update(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
    1257                 :            : {
    1258                 :            :         double err;
    1259                 :            :         double modifier;
    1260                 :            : 
    1261                 :      20095 :         err = ((double)nv_cache->chunk_free_count - nv_cache->chunk_free_target) / nv_cache->chunk_count;
    1262                 :      20095 :         modifier = FTL_NV_CACHE_THROTTLE_MODIFIER_KP * err;
    1263                 :            : 
    1264         [ +  + ]:      20095 :         if (modifier < FTL_NV_CACHE_THROTTLE_MODIFIER_MIN) {
    1265                 :      13711 :                 modifier = FTL_NV_CACHE_THROTTLE_MODIFIER_MIN;
    1266         [ +  + ]:       6384 :         } else if (modifier > FTL_NV_CACHE_THROTTLE_MODIFIER_MAX) {
    1267                 :       3702 :                 modifier = FTL_NV_CACHE_THROTTLE_MODIFIER_MAX;
    1268                 :            :         }
    1269                 :            : 
    1270   [ +  +  +  + ]:      20095 :         if (spdk_unlikely(nv_cache->compaction_sma == 0 || nv_cache->compaction_active_count == 0)) {
    1271                 :      19910 :                 nv_cache->throttle.blocks_submitted_limit = UINT64_MAX;
    1272                 :            :         } else {
    1273                 :        185 :                 double blocks_per_interval = nv_cache->compaction_sma * nv_cache->throttle.interval_tsc /
    1274                 :            :                                              FTL_BLOCK_SIZE;
    1275                 :        185 :                 nv_cache->throttle.blocks_submitted_limit = blocks_per_interval * (1.0 + modifier);
    1276                 :            :         }
    1277                 :      20095 : }
    1278                 :            : 
    1279                 :            : static void
    1280                 :   14515147 : ftl_nv_cache_process_throttle(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
    1281                 :            : {
    1282                 :   14515147 :         uint64_t tsc = spdk_thread_get_last_tsc(spdk_get_thread());
    1283                 :            : 
    1284         [ +  + ]:   14515147 :         if (spdk_unlikely(!nv_cache->throttle.start_tsc)) {
    1285                 :         22 :                 nv_cache->throttle.start_tsc = tsc;
    1286         [ +  + ]:   14515125 :         } else if (tsc - nv_cache->throttle.start_tsc >= nv_cache->throttle.interval_tsc) {
    1287                 :      20095 :                 ftl_nv_cache_throttle_update(nv_cache);
    1288                 :      20095 :                 nv_cache->throttle.start_tsc = tsc;
    1289                 :      20095 :                 nv_cache->throttle.blocks_submitted = 0;
    1290                 :            :         }
    1291                 :   14515147 : }
    1292                 :            : 
    1293                 :            : static void ftl_chunk_open(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk);
    1294                 :            : 
    1295                 :            : void
    1296                 :   14515147 : ftl_nv_cache_process(struct spdk_ftl_dev *dev)
    1297                 :            : {
    1298                 :   14515147 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = &dev->nv_cache;
    1299                 :            : 
    1300         [ -  + ]:   14515147 :         assert(dev->nv_cache.bdev_desc);
    1301                 :            : 
    1302   [ +  +  -  +  :   14515147 :         if (nv_cache->chunk_open_count < FTL_MAX_OPEN_CHUNKS && spdk_likely(!nv_cache->halt) &&
                   +  + ]
    1303         [ +  + ]:       1798 :             !TAILQ_EMPTY(&nv_cache->chunk_free_list)) {
    1304                 :         47 :                 struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = TAILQ_FIRST(&nv_cache->chunk_free_list);
    1305         [ +  + ]:         47 :                 TAILQ_REMOVE(&nv_cache->chunk_free_list, chunk, entry);
    1306                 :         47 :                 TAILQ_INSERT_TAIL(&nv_cache->chunk_open_list, chunk, entry);
    1307                 :         47 :                 nv_cache->chunk_free_count--;
    1308                 :         47 :                 chunk->md->seq_id = ftl_get_next_seq_id(dev);
    1309                 :         47 :                 ftl_chunk_open(chunk);
    1310                 :         47 :                 ftl_add_io_activity(dev);
    1311                 :            :         }
    1312                 :            : 
    1313                 :   14515147 :         compaction_process(nv_cache);
    1314                 :   14515147 :         ftl_chunk_persist_free_state(nv_cache);
    1315                 :   14515147 :         ftl_nv_cache_process_throttle(nv_cache);
    1316                 :   14515147 : }
    1317                 :            : 
    1318                 :            : static bool
    1319                 :    1124495 : ftl_nv_cache_full(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
    1320                 :            : {
    1321   [ -  +  -  - ]:    1124495 :         if (0 == nv_cache->chunk_open_count && NULL == nv_cache->chunk_current) {
    1322                 :          0 :                 return true;
    1323                 :            :         } else {
    1324                 :    1124495 :                 return false;
    1325                 :            :         }
    1326                 :            : }
    1327                 :            : 
    1328                 :            : bool
    1329                 :    1126131 : ftl_nv_cache_throttle(struct spdk_ftl_dev *dev)
    1330                 :            : {
    1331                 :    1126131 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = &dev->nv_cache;
    1332                 :            : 
    1333   [ +  +  -  + ]:    2250626 :         if (dev->nv_cache.throttle.blocks_submitted >= nv_cache->throttle.blocks_submitted_limit ||
    1334                 :    1124495 :             ftl_nv_cache_full(nv_cache)) {
    1335                 :       1636 :                 return true;
    1336                 :            :         }
    1337                 :            : 
    1338                 :    1124495 :         return false;
    1339                 :            : }
    1340                 :            : 
    1341                 :            : static void
    1342                 :         49 : chunk_free_p2l_map(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
    1343                 :            : {
    1344                 :            : 
    1345                 :         49 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = chunk->nv_cache;
    1346                 :         49 :         struct ftl_p2l_map *p2l_map = &chunk->p2l_map;
    1347                 :            : 
    1348                 :         49 :         ftl_mempool_put(nv_cache->p2l_pool, p2l_map->chunk_map);
    1349                 :         49 :         p2l_map->chunk_map = NULL;
    1350                 :            : 
    1351                 :         49 :         ftl_chunk_free_md_entry(chunk);
    1352                 :         49 : }
    1353                 :            : 
    1354                 :            : int
    1355                 :         27 : ftl_nv_cache_save_state(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
    1356                 :            : {
    1357                 :         27 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
    1358                 :            :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk;
    1359                 :         27 :         int status = 0;
    1360                 :            :         uint64_t i;
    1361                 :            : 
    1362         [ -  + ]:         27 :         assert(nv_cache->chunk_open_count == 0);
    1363                 :            : 
    1364         [ -  + ]:         27 :         if (nv_cache->compaction_active_count) {
    1365         [ #  # ]:          0 :                 FTL_ERRLOG(dev, "Cannot save NV cache state, compaction in progress\n");
    1366                 :          0 :                 return -EINVAL;
    1367                 :            :         }
    1368                 :            : 
    1369                 :         27 :         chunk = nv_cache->chunks;
    1370         [ -  + ]:         27 :         if (!chunk) {
    1371         [ #  # ]:          0 :                 FTL_ERRLOG(dev, "Cannot save NV cache state, no NV cache metadata\n");
    1372                 :          0 :                 return -ENOMEM;
    1373                 :            :         }
    1374                 :            : 
    1375         [ +  + ]:        135 :         for (i = 0; i < nv_cache->chunk_count; i++, chunk++) {
    1376                 :        108 :                 nvc_validate_md(nv_cache, chunk->md);
    1377                 :            : 
    1378         [ +  + ]:        108 :                 if (chunk->md->read_pointer)  {
    1379                 :            :                         /* Only full chunks can be compacted */
    1380         [ -  + ]:          4 :                         if (chunk->md->blocks_written != nv_cache->chunk_blocks) {
    1381                 :          0 :                                 assert(0);
    1382                 :            :                                 status = -EINVAL;
    1383                 :            :                                 break;
    1384                 :            :                         }
    1385                 :            : 
    1386                 :            :                         /*
    1387                 :            :                          * Chunk in the middle of compaction, start over after
    1388                 :            :                          * load
    1389                 :            :                          */
    1390                 :          4 :                         chunk->md->read_pointer = chunk->md->blocks_compacted = 0;
    1391         [ +  + ]:        104 :                 } else if (chunk->md->blocks_written == nv_cache->chunk_blocks) {
    1392                 :            :                         /* Full chunk */
    1393         [ -  + ]:         72 :                 } else if (0 == chunk->md->blocks_written) {
    1394                 :            :                         /* Empty chunk */
    1395                 :            :                 } else {
    1396                 :          0 :                         assert(0);
    1397                 :            :                         status = -EINVAL;
    1398                 :            :                         break;
    1399                 :            :                 }
    1400                 :            :         }
    1401                 :            : 
    1402         [ -  + ]:         27 :         if (status) {
    1403         [ #  # ]:          0 :                 FTL_ERRLOG(dev, "Cannot save NV cache state, inconsistent NV cache"
    1404                 :            :                            "metadata\n");
    1405                 :            :         }
    1406                 :            : 
    1407                 :         27 :         return status;
    1408                 :            : }
    1409                 :            : 
    1410                 :            : static int
    1411                 :         30 : sort_chunks_cmp(const void *a, const void *b)
    1412                 :            : {
    1413                 :         30 :         struct ftl_nv_cache_chunk *a_chunk = *(struct ftl_nv_cache_chunk **)a;
    1414                 :         30 :         struct ftl_nv_cache_chunk *b_chunk = *(struct ftl_nv_cache_chunk **)b;
    1415                 :            : 
    1416                 :         30 :         return a_chunk->md->seq_id - b_chunk->md->seq_id;
    1417                 :            : }
    1418                 :            : 
    1419                 :            : static int
    1420                 :         17 : sort_chunks(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
    1421                 :            : {
    1422                 :            :         struct ftl_nv_cache_chunk **chunks_list;
    1423                 :            :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk;
    1424                 :            :         uint32_t i;
    1425                 :            : 
    1426         [ +  + ]:         17 :         if (TAILQ_EMPTY(&nv_cache->chunk_full_list)) {
    1427                 :          3 :                 return 0;
    1428                 :            :         }
    1429                 :            : 
    1430                 :         14 :         chunks_list = calloc(nv_cache->chunk_full_count,
    1431                 :            :                              sizeof(chunks_list[0]));
    1432         [ -  + ]:         14 :         if (!chunks_list) {
    1433                 :          0 :                 return -ENOMEM;
    1434                 :            :         }
    1435                 :            : 
    1436                 :         14 :         i = 0;
    1437         [ +  + ]:         42 :         TAILQ_FOREACH(chunk, &nv_cache->chunk_full_list, entry) {
    1438                 :         28 :                 chunks_list[i] = chunk;
    1439                 :         28 :                 i++;
    1440                 :            :         }
    1441         [ -  + ]:         14 :         assert(i == nv_cache->chunk_full_count);
    1442                 :            : 
    1443   [ -  +  -  + ]:         14 :         qsort(chunks_list, nv_cache->chunk_full_count, sizeof(chunks_list[0]),
    1444                 :            :               sort_chunks_cmp);
    1445                 :            : 
    1446                 :         14 :         TAILQ_INIT(&nv_cache->chunk_full_list);
    1447         [ +  + ]:         42 :         for (i = 0; i < nv_cache->chunk_full_count; i++) {
    1448                 :         28 :                 chunk = chunks_list[i];
    1449                 :         28 :                 TAILQ_INSERT_TAIL(&nv_cache->chunk_full_list, chunk, entry);
    1450                 :            :         }
    1451                 :            : 
    1452                 :         14 :         free(chunks_list);
    1453                 :         14 :         return 0;
    1454                 :            : }
    1455                 :            : 
    1456                 :            : static int
    1457                 :         49 : chunk_alloc_p2l_map(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
    1458                 :            : {
    1459                 :         49 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = chunk->nv_cache;
    1460                 :         49 :         struct ftl_p2l_map *p2l_map = &chunk->p2l_map;
    1461                 :            : 
    1462         [ -  + ]:         49 :         assert(p2l_map->ref_cnt == 0);
    1463         [ -  + ]:         49 :         assert(p2l_map->chunk_map == NULL);
    1464                 :            : 
    1465                 :         49 :         p2l_map->chunk_map = ftl_mempool_get(nv_cache->p2l_pool);
    1466                 :            : 
    1467         [ -  + ]:         49 :         if (!p2l_map->chunk_map) {
    1468                 :          0 :                 return -ENOMEM;
    1469                 :            :         }
    1470                 :            : 
    1471         [ -  + ]:         49 :         if (ftl_chunk_alloc_md_entry(chunk)) {
    1472                 :          0 :                 ftl_mempool_put(nv_cache->p2l_pool, p2l_map->chunk_map);
    1473                 :          0 :                 p2l_map->chunk_map = NULL;
    1474                 :          0 :                 return -ENOMEM;
    1475                 :            :         }
    1476                 :            : 
    1477                 :            :         /* Set the P2L to FTL_LBA_INVALID */
    1478         [ -  + ]:         49 :         memset(p2l_map->chunk_map, -1, FTL_BLOCK_SIZE * nv_cache->tail_md_chunk_blocks);
    1479                 :            : 
    1480                 :         49 :         return 0;
    1481                 :            : }
    1482                 :            : 
    1483                 :            : int
    1484                 :         17 : ftl_nv_cache_load_state(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
    1485                 :            : {
    1486                 :            :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk;
    1487                 :            :         uint64_t chunks_number, offset, i;
    1488                 :         17 :         int status = 0;
    1489                 :         17 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
    1490                 :            : 
    1491                 :         17 :         nv_cache->chunk_current = NULL;
    1492                 :         17 :         TAILQ_INIT(&nv_cache->chunk_free_list);
    1493                 :         17 :         TAILQ_INIT(&nv_cache->chunk_full_list);
    1494                 :         17 :         nv_cache->chunk_full_count = nv_cache->chunk_free_count = 0;
    1495                 :            : 
    1496         [ -  + ]:         17 :         assert(nv_cache->chunk_open_count == 0);
    1497                 :         17 :         offset = nvc_data_offset(nv_cache);
    1498                 :         17 :         chunk = nv_cache->chunks;
    1499         [ -  + ]:         17 :         if (!chunk) {
    1500         [ #  # ]:          0 :                 FTL_ERRLOG(dev, "No NV cache metadata\n");
    1501                 :          0 :                 return -1;
    1502                 :            :         }
    1503                 :            : 
    1504         [ +  + ]:         85 :         for (i = 0; i < nv_cache->chunk_count; i++, chunk++) {
    1505                 :         68 :                 chunk->nv_cache = nv_cache;
    1506                 :         68 :                 nvc_validate_md(nv_cache, chunk->md);
    1507                 :            : 
    1508         [ -  + ]:         68 :                 if (offset != chunk->offset) {
    1509                 :          0 :                         status = -EINVAL;
    1510                 :          0 :                         goto error;
    1511                 :            :                 }
    1512                 :            : 
    1513         [ +  + ]:         68 :                 if (chunk->md->blocks_written == nv_cache->chunk_blocks) {
    1514                 :            :                         /* Chunk full, move it on full list */
    1515                 :         28 :                         TAILQ_INSERT_TAIL(&nv_cache->chunk_full_list, chunk, entry);
    1516                 :         28 :                         nv_cache->chunk_full_count++;
    1517         [ +  - ]:         40 :                 } else if (0 == chunk->md->blocks_written) {
    1518                 :            :                         /* Chunk empty, move it on empty list */
    1519                 :         40 :                         TAILQ_INSERT_TAIL(&nv_cache->chunk_free_list, chunk, entry);
    1520                 :         40 :                         nv_cache->chunk_free_count++;
    1521                 :            :                 } else {
    1522                 :          0 :                         status = -EINVAL;
    1523                 :          0 :                         goto error;
    1524                 :            :                 }
    1525                 :            : 
    1526                 :         68 :                 offset += nv_cache->chunk_blocks;
    1527                 :            :         }
    1528                 :            : 
    1529                 :         17 :         chunks_number = nv_cache->chunk_free_count + nv_cache->chunk_full_count;
    1530         [ -  + ]:         17 :         assert(nv_cache->chunk_current == NULL);
    1531                 :            : 
    1532         [ -  + ]:         17 :         if (chunks_number != nv_cache->chunk_count) {
    1533         [ #  # ]:          0 :                 FTL_ERRLOG(dev, "Inconsistent NV cache metadata\n");
    1534                 :          0 :                 status = -EINVAL;
    1535                 :          0 :                 goto error;
    1536                 :            :         }
    1537                 :            : 
    1538                 :         17 :         status = sort_chunks(nv_cache);
    1539         [ -  + ]:         17 :         if (status) {
    1540         [ #  # ]:          0 :                 FTL_ERRLOG(dev, "FTL NV Cache: sorting chunks ERROR\n");
    1541                 :            :         }
    1542                 :            : 
    1543         [ +  - ]:         17 :         FTL_NOTICELOG(dev, "FTL NV Cache: full chunks = %lu, empty chunks = %lu\n",
    1544                 :            :                       nv_cache->chunk_full_count, nv_cache->chunk_free_count);
    1545                 :            : 
    1546         [ +  - ]:         17 :         if (0 == status) {
    1547         [ +  - ]:         17 :                 FTL_NOTICELOG(dev, "FTL NV Cache: state loaded successfully\n");
    1548                 :            :         } else {
    1549         [ #  # ]:          0 :                 FTL_ERRLOG(dev, "FTL NV Cache: loading state ERROR\n");
    1550                 :            :         }
    1551                 :            : 
    1552                 :         17 : error:
    1553                 :         17 :         return status;
    1554                 :            : }
    1555                 :            : 
    1556                 :            : void
    1557                 :         23 : ftl_nv_cache_get_max_seq_id(struct ftl_nv_cache *nv_cache, uint64_t *open_seq_id,
    1558                 :            :                             uint64_t *close_seq_id)
    1559                 :            : {
    1560                 :         23 :         uint64_t i, o_seq_id = 0, c_seq_id = 0;
    1561                 :            :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk;
    1562                 :            : 
    1563                 :         23 :         chunk = nv_cache->chunks;
    1564         [ -  + ]:         23 :         assert(chunk);
    1565                 :            : 
    1566                 :            :         /* Iterate over chunks and get their max open and close seq id */
    1567         [ +  + ]:        115 :         for (i = 0; i < nv_cache->chunk_count; i++, chunk++) {
    1568                 :         92 :                 o_seq_id = spdk_max(o_seq_id, chunk->md->seq_id);
    1569                 :         92 :                 c_seq_id = spdk_max(c_seq_id, chunk->md->close_seq_id);
    1570                 :            :         }
    1571                 :            : 
    1572                 :         23 :         *open_seq_id = o_seq_id;
    1573                 :         23 :         *close_seq_id = c_seq_id;
    1574                 :         23 : }
    1575                 :            : 
    1576                 :            : typedef void (*ftl_chunk_ops_cb)(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk, void *cntx, bool status);
    1577                 :            : 
    1578                 :            : static void
    1579                 :         17 : write_brq_end(struct spdk_bdev_io *bdev_io, bool success, void *arg)
    1580                 :            : {
    1581                 :         17 :         struct ftl_basic_rq *brq = arg;
    1582                 :         17 :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = brq->io.chunk;
    1583                 :            : 
    1584                 :         17 :         ftl_stats_bdev_io_completed(brq->dev, FTL_STATS_TYPE_MD_NV_CACHE, bdev_io);
    1585                 :            : 
    1586                 :         17 :         brq->success = success;
    1587         [ +  - ]:         17 :         if (spdk_likely(success)) {
    1588                 :         17 :                 chunk_advance_blocks(chunk->nv_cache, chunk, brq->num_blocks);
    1589                 :            :         }
    1590                 :            : 
    1591                 :         17 :         spdk_bdev_free_io(bdev_io);
    1592                 :         17 :         brq->owner.cb(brq);
    1593                 :         17 : }
    1594                 :            : 
    1595                 :            : static void
    1596                 :         17 : _ftl_chunk_basic_rq_write(void *_brq)
    1597                 :            : {
    1598                 :         17 :         struct ftl_basic_rq *brq = _brq;
    1599                 :         17 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = brq->io.chunk->nv_cache;
    1600                 :         17 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
    1601                 :            :         int rc;
    1602                 :            : 
    1603                 :         17 :         rc = ftl_nv_cache_bdev_write_blocks_with_md(dev, nv_cache->bdev_desc, nv_cache->cache_ioch,
    1604                 :            :                         brq->io_payload, NULL, brq->io.addr,
    1605                 :            :                         brq->num_blocks, write_brq_end, brq);
    1606         [ -  + ]:         17 :         if (spdk_unlikely(rc)) {
    1607         [ #  # ]:          0 :                 if (rc == -ENOMEM) {
    1608                 :          0 :                         struct spdk_bdev *bdev = spdk_bdev_desc_get_bdev(nv_cache->bdev_desc);
    1609                 :          0 :                         brq->io.bdev_io_wait.bdev = bdev;
    1610                 :          0 :                         brq->io.bdev_io_wait.cb_fn = _ftl_chunk_basic_rq_write;
    1611                 :          0 :                         brq->io.bdev_io_wait.cb_arg = brq;
    1612                 :          0 :                         spdk_bdev_queue_io_wait(bdev, nv_cache->cache_ioch, &brq->io.bdev_io_wait);
    1613                 :            :                 } else {
    1614                 :          0 :                         ftl_abort();
    1615                 :            :                 }
    1616                 :            :         }
    1617                 :         17 : }
    1618                 :            : 
    1619                 :            : static void
    1620                 :         17 : ftl_chunk_basic_rq_write(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk, struct ftl_basic_rq *brq)
    1621                 :            : {
    1622                 :         17 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = chunk->nv_cache;
    1623                 :         17 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
    1624                 :            : 
    1625                 :         17 :         brq->io.chunk = chunk;
    1626                 :         17 :         brq->success = false;
    1627                 :            : 
    1628                 :         17 :         _ftl_chunk_basic_rq_write(brq);
    1629                 :            : 
    1630                 :         17 :         chunk->md->write_pointer += brq->num_blocks;
    1631                 :         17 :         dev->stats.io_activity_total += brq->num_blocks;
    1632                 :         17 : }
    1633                 :            : 
    1634                 :            : static void
    1635                 :          0 : read_brq_end(struct spdk_bdev_io *bdev_io, bool success, void *arg)
    1636                 :            : {
    1637                 :          0 :         struct ftl_basic_rq *brq = arg;
    1638                 :            : 
    1639                 :          0 :         ftl_stats_bdev_io_completed(brq->dev, FTL_STATS_TYPE_MD_NV_CACHE, bdev_io);
    1640                 :            : 
    1641                 :          0 :         brq->success = success;
    1642                 :            : 
    1643                 :          0 :         brq->owner.cb(brq);
    1644                 :          0 :         spdk_bdev_free_io(bdev_io);
    1645                 :          0 : }
    1646                 :            : 
    1647                 :            : static int
    1648                 :          0 : ftl_chunk_basic_rq_read(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk, struct ftl_basic_rq *brq)
    1649                 :            : {
    1650                 :          0 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = chunk->nv_cache;
    1651                 :          0 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
    1652                 :            :         int rc;
    1653                 :            : 
    1654                 :          0 :         brq->io.chunk = chunk;
    1655                 :          0 :         brq->success = false;
    1656                 :            : 
    1657                 :          0 :         rc = ftl_nv_cache_bdev_read_blocks_with_md(dev, nv_cache->bdev_desc, nv_cache->cache_ioch,
    1658                 :            :                         brq->io_payload, NULL, brq->io.addr, brq->num_blocks, read_brq_end, brq);
    1659                 :            : 
    1660         [ #  # ]:          0 :         if (spdk_likely(!rc)) {
    1661                 :          0 :                 dev->stats.io_activity_total += brq->num_blocks;
    1662                 :            :         }
    1663                 :            : 
    1664                 :          0 :         return rc;
    1665                 :            : }
    1666                 :            : 
    1667                 :            : static void
    1668                 :         47 : chunk_open_cb(int status, void *ctx)
    1669                 :            : {
    1670                 :         47 :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = (struct ftl_nv_cache_chunk *)ctx;
    1671                 :            : 
    1672         [ -  + ]:         47 :         if (spdk_unlikely(status)) {
    1673                 :            : #ifdef SPDK_FTL_RETRY_ON_ERROR
    1674                 :            :                 ftl_md_persist_entry_retry(&chunk->md_persist_entry_ctx);
    1675                 :            :                 return;
    1676                 :            : #else
    1677                 :          0 :                 ftl_abort();
    1678                 :            : #endif
    1679                 :            :         }
    1680                 :            : 
    1681                 :         47 :         chunk->md->state = FTL_CHUNK_STATE_OPEN;
    1682                 :         47 : }
    1683                 :            : 
    1684                 :            : static void
    1685                 :         47 : ftl_chunk_open(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
    1686                 :            : {
    1687                 :         47 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(chunk->nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
    1688                 :         47 :         struct ftl_p2l_map *p2l_map = &chunk->p2l_map;
    1689                 :         47 :         struct ftl_layout_region *region = ftl_layout_region_get(dev, FTL_LAYOUT_REGION_TYPE_NVC_MD);
    1690                 :         47 :         struct ftl_md *md = dev->layout.md[FTL_LAYOUT_REGION_TYPE_NVC_MD];
    1691                 :            : 
    1692         [ -  + ]:         47 :         if (chunk_alloc_p2l_map(chunk)) {
    1693                 :          0 :                 assert(0);
    1694                 :            :                 /*
    1695                 :            :                  * We control number of opening chunk and it shall be consistent with size of chunk
    1696                 :            :                  * P2L map pool
    1697                 :            :                  */
    1698                 :            :                 ftl_abort();
    1699                 :            :                 return;
    1700                 :            :         }
    1701                 :            : 
    1702                 :         47 :         chunk->nv_cache->chunk_open_count++;
    1703                 :            : 
    1704         [ -  + ]:         47 :         assert(chunk->md->write_pointer == 0);
    1705         [ -  + ]:         47 :         assert(chunk->md->blocks_written == 0);
    1706                 :            : 
    1707   [ -  +  -  + ]:         47 :         memcpy(p2l_map->chunk_dma_md, chunk->md, region->entry_size * FTL_BLOCK_SIZE);
    1708                 :         47 :         p2l_map->chunk_dma_md->state = FTL_CHUNK_STATE_OPEN;
    1709                 :         47 :         p2l_map->chunk_dma_md->p2l_map_checksum = 0;
    1710                 :            : 
    1711                 :         47 :         ftl_md_persist_entry(md, get_chunk_idx(chunk), p2l_map->chunk_dma_md,
    1712                 :            :                              NULL, chunk_open_cb, chunk,
    1713                 :            :                              &chunk->md_persist_entry_ctx);
    1714                 :            : }
    1715                 :            : 
    1716                 :            : static void
    1717                 :         15 : chunk_close_cb(int status, void *ctx)
    1718                 :            : {
    1719                 :         15 :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = (struct ftl_nv_cache_chunk *)ctx;
    1720                 :            : 
    1721         [ -  + ]:         15 :         assert(chunk->md->write_pointer == chunk->nv_cache->chunk_blocks);
    1722                 :            : 
    1723         [ +  - ]:         15 :         if (spdk_likely(!status)) {
    1724                 :         15 :                 chunk->md->p2l_map_checksum = chunk->p2l_map.chunk_dma_md->p2l_map_checksum;
    1725                 :         15 :                 chunk_free_p2l_map(chunk);
    1726                 :            : 
    1727         [ -  + ]:         15 :                 assert(chunk->nv_cache->chunk_open_count > 0);
    1728                 :         15 :                 chunk->nv_cache->chunk_open_count--;
    1729                 :            : 
    1730                 :            :                 /* Chunk full move it on full list */
    1731                 :         15 :                 TAILQ_INSERT_TAIL(&chunk->nv_cache->chunk_full_list, chunk, entry);
    1732                 :         15 :                 chunk->nv_cache->chunk_full_count++;
    1733                 :            : 
    1734                 :         15 :                 chunk->nv_cache->last_seq_id = chunk->md->close_seq_id;
    1735                 :            : 
    1736                 :         15 :                 chunk->md->state = FTL_CHUNK_STATE_CLOSED;
    1737                 :            :         } else {
    1738                 :            : #ifdef SPDK_FTL_RETRY_ON_ERROR
    1739                 :            :                 ftl_md_persist_entry_retry(&chunk->md_persist_entry_ctx);
    1740                 :            : #else
    1741                 :          0 :                 ftl_abort();
    1742                 :            : #endif
    1743                 :            :         }
    1744                 :         15 : }
    1745                 :            : 
    1746                 :            : static void
    1747                 :         15 : chunk_map_write_cb(struct ftl_basic_rq *brq)
    1748                 :            : {
    1749                 :         15 :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = brq->io.chunk;
    1750                 :         15 :         struct ftl_p2l_map *p2l_map = &chunk->p2l_map;
    1751                 :         15 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(chunk->nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
    1752                 :         15 :         struct ftl_layout_region *region = ftl_layout_region_get(dev, FTL_LAYOUT_REGION_TYPE_NVC_MD);
    1753                 :         15 :         struct ftl_md *md = dev->layout.md[FTL_LAYOUT_REGION_TYPE_NVC_MD];
    1754                 :            :         uint32_t chunk_map_crc;
    1755                 :            : 
    1756   [ -  +  +  - ]:         15 :         if (spdk_likely(brq->success)) {
    1757                 :         15 :                 chunk_map_crc = spdk_crc32c_update(p2l_map->chunk_map,
    1758                 :         15 :                                                    chunk->nv_cache->tail_md_chunk_blocks * FTL_BLOCK_SIZE, 0);
    1759   [ -  +  -  + ]:         15 :                 memcpy(p2l_map->chunk_dma_md, chunk->md, region->entry_size * FTL_BLOCK_SIZE);
    1760                 :         15 :                 p2l_map->chunk_dma_md->state = FTL_CHUNK_STATE_CLOSED;
    1761                 :         15 :                 p2l_map->chunk_dma_md->p2l_map_checksum = chunk_map_crc;
    1762                 :         15 :                 ftl_md_persist_entry(md, get_chunk_idx(chunk), chunk->p2l_map.chunk_dma_md,
    1763                 :            :                                      NULL, chunk_close_cb, chunk,
    1764                 :            :                                      &chunk->md_persist_entry_ctx);
    1765                 :            :         } else {
    1766                 :            : #ifdef SPDK_FTL_RETRY_ON_ERROR
    1767                 :            :                 /* retry */
    1768                 :            :                 chunk->md->write_pointer -= brq->num_blocks;
    1769                 :            :                 ftl_chunk_basic_rq_write(chunk, brq);
    1770                 :            : #else
    1771                 :          0 :                 ftl_abort();
    1772                 :            : #endif
    1773                 :            :         }
    1774                 :         15 : }
    1775                 :            : 
    1776                 :            : static void
    1777                 :         15 : ftl_chunk_close(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
    1778                 :            : {
    1779                 :         15 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(chunk->nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
    1780                 :         15 :         struct ftl_basic_rq *brq = &chunk->metadata_rq;
    1781                 :         15 :         void *metadata = chunk->p2l_map.chunk_map;
    1782                 :            : 
    1783                 :         15 :         chunk->md->close_seq_id = ftl_get_next_seq_id(dev);
    1784                 :         15 :         ftl_basic_rq_init(dev, brq, metadata, chunk->nv_cache->tail_md_chunk_blocks);
    1785                 :         15 :         ftl_basic_rq_set_owner(brq, chunk_map_write_cb, chunk);
    1786                 :            : 
    1787         [ -  + ]:         15 :         assert(chunk->md->write_pointer == chunk_tail_md_offset(chunk->nv_cache));
    1788                 :         15 :         brq->io.addr = chunk->offset + chunk->md->write_pointer;
    1789                 :            : 
    1790                 :         15 :         ftl_chunk_basic_rq_write(chunk, brq);
    1791                 :         15 : }
    1792                 :            : 
    1793                 :            : static int ftl_chunk_read_tail_md(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk, struct ftl_basic_rq *brq,
    1794                 :            :                                   void (*cb)(struct ftl_basic_rq *brq), void *cb_ctx);
    1795                 :            : static void read_tail_md_cb(struct ftl_basic_rq *brq);
    1796                 :            : static void recover_open_chunk_cb(struct ftl_basic_rq *brq);
    1797                 :            : 
    1798                 :            : static void
    1799                 :          2 : restore_chunk_close_cb(int status, void *ctx)
    1800                 :            : {
    1801                 :          2 :         struct ftl_basic_rq *parent = (struct ftl_basic_rq *)ctx;
    1802                 :          2 :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = parent->io.chunk;
    1803                 :          2 :         struct ftl_p2l_map *p2l_map = &chunk->p2l_map;
    1804                 :            : 
    1805         [ -  + ]:          2 :         if (spdk_unlikely(status)) {
    1806                 :          0 :                 parent->success = false;
    1807                 :            :         } else {
    1808                 :          2 :                 chunk->md->p2l_map_checksum = p2l_map->chunk_dma_md->p2l_map_checksum;
    1809                 :          2 :                 chunk->md->state = FTL_CHUNK_STATE_CLOSED;
    1810                 :            :         }
    1811                 :            : 
    1812                 :          2 :         read_tail_md_cb(parent);
    1813                 :          2 : }
    1814                 :            : 
    1815                 :            : static void
    1816                 :          2 : restore_fill_p2l_map_cb(struct ftl_basic_rq *parent)
    1817                 :            : {
    1818                 :          2 :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = parent->io.chunk;
    1819                 :          2 :         struct ftl_p2l_map *p2l_map = &chunk->p2l_map;
    1820                 :          2 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(chunk->nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
    1821                 :          2 :         struct ftl_md *md = dev->layout.md[FTL_LAYOUT_REGION_TYPE_NVC_MD];
    1822                 :          2 :         struct ftl_layout_region *region = ftl_layout_region_get(dev, FTL_LAYOUT_REGION_TYPE_NVC_MD);
    1823                 :            :         uint32_t chunk_map_crc;
    1824                 :            : 
    1825                 :            :         /* Set original callback */
    1826                 :          2 :         ftl_basic_rq_set_owner(parent, recover_open_chunk_cb, parent->owner.priv);
    1827                 :            : 
    1828   [ -  +  -  + ]:          2 :         if (spdk_unlikely(!parent->success)) {
    1829                 :          0 :                 read_tail_md_cb(parent);
    1830                 :          0 :                 return;
    1831                 :            :         }
    1832                 :            : 
    1833                 :          2 :         chunk_map_crc = spdk_crc32c_update(p2l_map->chunk_map,
    1834                 :          2 :                                            chunk->nv_cache->tail_md_chunk_blocks * FTL_BLOCK_SIZE, 0);
    1835   [ -  +  -  + ]:          2 :         memcpy(p2l_map->chunk_dma_md, chunk->md, region->entry_size * FTL_BLOCK_SIZE);
    1836                 :          2 :         p2l_map->chunk_dma_md->state = FTL_CHUNK_STATE_CLOSED;
    1837                 :          2 :         p2l_map->chunk_dma_md->write_pointer = chunk->nv_cache->chunk_blocks;
    1838                 :          2 :         p2l_map->chunk_dma_md->blocks_written = chunk->nv_cache->chunk_blocks;
    1839                 :          2 :         p2l_map->chunk_dma_md->p2l_map_checksum = chunk_map_crc;
    1840                 :            : 
    1841                 :          2 :         ftl_md_persist_entry(md, get_chunk_idx(chunk), p2l_map->chunk_dma_md, NULL,
    1842                 :            :                              restore_chunk_close_cb, parent, &chunk->md_persist_entry_ctx);
    1843                 :            : }
    1844                 :            : 
    1845                 :            : static void
    1846                 :          2 : restore_fill_tail_md(struct ftl_basic_rq *parent, struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
    1847                 :            : {
    1848                 :          2 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(chunk->nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
    1849                 :            :         void *metadata;
    1850                 :            : 
    1851                 :          2 :         chunk->md->close_seq_id = ftl_get_next_seq_id(dev);
    1852                 :            : 
    1853                 :          2 :         metadata = chunk->p2l_map.chunk_map;
    1854                 :          2 :         ftl_basic_rq_init(dev, parent, metadata, chunk->nv_cache->tail_md_chunk_blocks);
    1855                 :          2 :         ftl_basic_rq_set_owner(parent, restore_fill_p2l_map_cb, parent->owner.priv);
    1856                 :            : 
    1857                 :          2 :         parent->io.addr = chunk->offset + chunk_tail_md_offset(chunk->nv_cache);
    1858                 :          2 :         parent->io.chunk = chunk;
    1859                 :            : 
    1860                 :          2 :         ftl_chunk_basic_rq_write(chunk, parent);
    1861                 :          2 : }
    1862                 :            : 
    1863                 :            : static void
    1864                 :       2046 : read_open_chunk_cb(struct spdk_bdev_io *bdev_io, bool success, void *cb_arg)
    1865                 :            : {
    1866                 :       2046 :         struct ftl_rq *rq = (struct ftl_rq *)cb_arg;
    1867                 :       2046 :         struct ftl_basic_rq *parent = (struct ftl_basic_rq *)rq->owner.priv;
    1868                 :       2046 :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = parent->io.chunk;
    1869                 :       2046 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = chunk->nv_cache;
    1870                 :       2046 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(chunk->nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
    1871                 :            :         union ftl_md_vss *md;
    1872                 :       2046 :         uint64_t cache_offset = bdev_io->u.bdev.offset_blocks;
    1873                 :       2046 :         uint64_t len = bdev_io->u.bdev.num_blocks;
    1874                 :       2046 :         ftl_addr addr = ftl_addr_from_nvc_offset(dev, cache_offset);
    1875                 :            :         int rc;
    1876                 :            : 
    1877                 :       2046 :         ftl_stats_bdev_io_completed(dev, FTL_STATS_TYPE_USER, bdev_io);
    1878                 :            : 
    1879                 :       2046 :         spdk_bdev_free_io(bdev_io);
    1880                 :            : 
    1881         [ -  + ]:       2046 :         if (!success) {
    1882                 :          0 :                 parent->success = false;
    1883                 :          0 :                 read_tail_md_cb(parent);
    1884                 :          0 :                 return;
    1885                 :            :         }
    1886                 :            : 
    1887         [ +  + ]:     525822 :         while (rq->iter.idx < rq->iter.count) {
    1888                 :            :                 /* Get metadata */
    1889                 :     523776 :                 md = rq->entries[rq->iter.idx].io_md;
    1890         [ +  - ]:     523776 :                 if (md->nv_cache.seq_id != chunk->md->seq_id) {
    1891                 :     523776 :                         md->nv_cache.lba = FTL_LBA_INVALID;
    1892                 :            :                 }
    1893                 :            :                 /*
    1894                 :            :                  * The p2l map contains effectively random data at this point (since it contains arbitrary
    1895                 :            :                  * blocks from potentially not even filled tail md), so even LBA_INVALID needs to be set explicitly
    1896                 :            :                  */
    1897                 :            : 
    1898                 :     523776 :                 ftl_chunk_set_addr(chunk,  md->nv_cache.lba, addr + rq->iter.idx);
    1899                 :     523776 :                 rq->iter.idx++;
    1900                 :            :         }
    1901                 :            : 
    1902         [ +  + ]:       2046 :         if (cache_offset + len < chunk->offset + chunk_tail_md_offset(nv_cache)) {
    1903                 :       2044 :                 cache_offset += len;
    1904         [ +  + ]:       2044 :                 len = spdk_min(dev->xfer_size, chunk->offset + chunk_tail_md_offset(nv_cache) - cache_offset);
    1905                 :       2044 :                 rq->iter.idx = 0;
    1906                 :       2044 :                 rq->iter.count = len;
    1907                 :            : 
    1908                 :       2044 :                 rc = ftl_nv_cache_bdev_read_blocks_with_md(dev, nv_cache->bdev_desc,
    1909                 :            :                                 nv_cache->cache_ioch,
    1910                 :            :                                 rq->io_payload,
    1911                 :            :                                 rq->io_md,
    1912                 :            :                                 cache_offset, len,
    1913                 :            :                                 read_open_chunk_cb,
    1914                 :            :                                 rq);
    1915                 :            : 
    1916         [ -  + ]:       2044 :                 if (rc) {
    1917                 :          0 :                         ftl_rq_del(rq);
    1918                 :          0 :                         parent->success = false;
    1919                 :          0 :                         read_tail_md_cb(parent);
    1920                 :          0 :                         return;
    1921                 :            :                 }
    1922                 :            :         } else {
    1923                 :          2 :                 ftl_rq_del(rq);
    1924                 :          2 :                 restore_fill_tail_md(parent, chunk);
    1925                 :            :         }
    1926                 :            : }
    1927                 :            : 
    1928                 :            : static void
    1929                 :          2 : restore_open_chunk(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk, struct ftl_basic_rq *parent)
    1930                 :            : {
    1931                 :          2 :         struct ftl_nv_cache *nv_cache = chunk->nv_cache;
    1932                 :          2 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
    1933                 :            :         struct ftl_rq *rq;
    1934                 :            :         uint64_t addr;
    1935                 :          2 :         uint64_t len = dev->xfer_size;
    1936                 :            :         int rc;
    1937                 :            : 
    1938                 :            :         /*
    1939                 :            :          * We've just read the p2l map, prefill it with INVALID LBA
    1940                 :            :          * TODO we need to do this because tail md blocks (p2l map) are also represented in the p2l map, instead of just user data region
    1941                 :            :          */
    1942         [ -  + ]:          2 :         memset(chunk->p2l_map.chunk_map, -1, FTL_BLOCK_SIZE * nv_cache->tail_md_chunk_blocks);
    1943                 :            : 
    1944                 :            :         /* Need to read user data, recalculate chunk's P2L and write tail md with it */
    1945                 :          2 :         rq = ftl_rq_new(dev, dev->nv_cache.md_size);
    1946         [ -  + ]:          2 :         if (!rq) {
    1947                 :          0 :                 parent->success = false;
    1948                 :          0 :                 read_tail_md_cb(parent);
    1949                 :          0 :                 return;
    1950                 :            :         }
    1951                 :            : 
    1952                 :          2 :         rq->owner.priv = parent;
    1953                 :          2 :         rq->iter.idx = 0;
    1954                 :          2 :         rq->iter.count = len;
    1955                 :            : 
    1956                 :          2 :         addr = chunk->offset;
    1957                 :            : 
    1958         [ +  - ]:          2 :         len = spdk_min(dev->xfer_size, chunk->offset + chunk_tail_md_offset(nv_cache) - addr);
    1959                 :            : 
    1960                 :          2 :         rc = ftl_nv_cache_bdev_read_blocks_with_md(dev, nv_cache->bdev_desc,
    1961                 :            :                         nv_cache->cache_ioch,
    1962                 :            :                         rq->io_payload,
    1963                 :            :                         rq->io_md,
    1964                 :            :                         addr, len,
    1965                 :            :                         read_open_chunk_cb,
    1966                 :            :                         rq);
    1967                 :            : 
    1968         [ -  + ]:          2 :         if (rc) {
    1969                 :          0 :                 ftl_rq_del(rq);
    1970                 :          0 :                 parent->success = false;
    1971                 :          0 :                 read_tail_md_cb(parent);
    1972                 :            :         }
    1973                 :            : }
    1974                 :            : 
    1975                 :            : static void
    1976                 :          2 : read_tail_md_cb(struct ftl_basic_rq *brq)
    1977                 :            : {
    1978                 :          2 :         brq->owner.cb(brq);
    1979                 :          2 : }
    1980                 :            : 
    1981                 :            : static int
    1982                 :          0 : ftl_chunk_read_tail_md(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk, struct ftl_basic_rq *brq,
    1983                 :            :                        void (*cb)(struct ftl_basic_rq *brq), void *cb_ctx)
    1984                 :            : {
    1985                 :          0 :         struct spdk_ftl_dev *dev = SPDK_CONTAINEROF(chunk->nv_cache, struct spdk_ftl_dev, nv_cache);
    1986                 :            :         void *metadata;
    1987                 :            :         int rc;
    1988                 :            : 
    1989                 :          0 :         metadata = chunk->p2l_map.chunk_map;
    1990                 :          0 :         ftl_basic_rq_init(dev, brq, metadata, chunk->nv_cache->tail_md_chunk_blocks);
    1991                 :          0 :         ftl_basic_rq_set_owner(brq, cb, cb_ctx);
    1992                 :            : 
    1993                 :          0 :         brq->io.addr = chunk->offset + chunk_tail_md_offset(chunk->nv_cache);
    1994                 :          0 :         rc = ftl_chunk_basic_rq_read(chunk, brq);
    1995                 :            : 
    1996                 :          0 :         return rc;
    1997                 :            : }
    1998                 :            : 
    1999                 :            : struct restore_chunk_md_ctx {
    2000                 :            :         ftl_chunk_md_cb cb;
    2001                 :            :         void *cb_ctx;
    2002                 :            :         int status;
    2003                 :            :         uint64_t qd;
    2004                 :            :         uint64_t id;
    2005                 :            : };
    2006                 :            : 
    2007                 :            : static inline bool
    2008                 :          1 : is_chunk_count_valid(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
    2009                 :            : {
    2010                 :          1 :         uint64_t chunk_count = 0;
    2011                 :            : 
    2012                 :          1 :         chunk_count += nv_cache->chunk_open_count;
    2013                 :          1 :         chunk_count += nv_cache->chunk_free_count;
    2014                 :          1 :         chunk_count += nv_cache->chunk_full_count;
    2015                 :          1 :         chunk_count += nv_cache->chunk_comp_count;
    2016                 :            : 
    2017                 :          1 :         return chunk_count == nv_cache->chunk_count;
    2018                 :            : }
    2019                 :            : 
    2020                 :            : static void
    2021                 :          0 : walk_tail_md_cb(struct ftl_basic_rq *brq)
    2022                 :            : {
    2023                 :          0 :         struct ftl_mngt_process *mngt = brq->owner.priv;
    2024                 :          0 :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = brq->io.chunk;
    2025                 :          0 :         struct restore_chunk_md_ctx *ctx = ftl_mngt_get_step_ctx(mngt);
    2026                 :          0 :         int rc = 0;
    2027                 :            : 
    2028   [ #  #  #  # ]:          0 :         if (brq->success) {
    2029                 :          0 :                 rc = ctx->cb(chunk, ctx->cb_ctx);
    2030                 :            :         } else {
    2031                 :          0 :                 rc = -EIO;
    2032                 :            :         }
    2033                 :            : 
    2034         [ #  # ]:          0 :         if (rc) {
    2035                 :          0 :                 ctx->status = rc;
    2036                 :            :         }
    2037                 :          0 :         ctx->qd--;
    2038                 :          0 :         chunk_free_p2l_map(chunk);
    2039                 :          0 :         ftl_mngt_continue_step(mngt);
    2040                 :          0 : }
    2041                 :            : 
    2042                 :            : static void
    2043                 :          0 : ftl_mngt_nv_cache_walk_tail_md(struct spdk_ftl_dev *dev, struct ftl_mngt_process *mngt,
    2044                 :            :                                uint64_t seq_id, ftl_chunk_md_cb cb, void *cb_ctx)
    2045                 :            : {
    2046                 :          0 :         struct ftl_nv_cache *nvc = &dev->nv_cache;
    2047                 :            :         struct restore_chunk_md_ctx *ctx;
    2048                 :            : 
    2049                 :          0 :         ctx = ftl_mngt_get_step_ctx(mngt);
    2050         [ #  # ]:          0 :         if (!ctx) {
    2051         [ #  # ]:          0 :                 if (ftl_mngt_alloc_step_ctx(mngt, sizeof(*ctx))) {
    2052                 :          0 :                         ftl_mngt_fail_step(mngt);
    2053                 :          0 :                         return;
    2054                 :            :                 }
    2055                 :          0 :                 ctx = ftl_mngt_get_step_ctx(mngt);
    2056         [ #  # ]:          0 :                 assert(ctx);
    2057                 :            : 
    2058                 :          0 :                 ctx->cb = cb;
    2059                 :          0 :                 ctx->cb_ctx = cb_ctx;
    2060                 :            :         }
    2061                 :            : 
    2062                 :            :         /*
    2063                 :            :          * This function generates a high queue depth and will utilize ftl_mngt_continue_step during completions to make sure all chunks
    2064                 :            :          * are processed before returning an error (if any were found) or continuing on.
    2065                 :            :          */
    2066   [ #  #  #  # ]:          0 :         if (0 == ctx->qd && ctx->id == nvc->chunk_count) {
    2067         [ #  # ]:          0 :                 if (!is_chunk_count_valid(nvc)) {
    2068         [ #  # ]:          0 :                         FTL_ERRLOG(dev, "Recovery ERROR, invalid number of chunk\n");
    2069                 :          0 :                         assert(false);
    2070                 :            :                         ctx->status = -EINVAL;
    2071                 :            :                 }
    2072                 :            : 
    2073         [ #  # ]:          0 :                 if (ctx->status) {
    2074                 :          0 :                         ftl_mngt_fail_step(mngt);
    2075                 :            :                 } else {
    2076                 :          0 :                         ftl_mngt_next_step(mngt);
    2077                 :            :                 }
    2078                 :          0 :                 return;
    2079                 :            :         }
    2080                 :            : 
    2081         [ #  # ]:          0 :         while (ctx->id < nvc->chunk_count) {
    2082                 :          0 :                 struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = &nvc->chunks[ctx->id];
    2083                 :            :                 int rc;
    2084                 :            : 
    2085   [ #  #  #  # ]:          0 :                 if (!chunk->recovery) {
    2086                 :            :                         /* This chunk is empty and not used in recovery */
    2087                 :          0 :                         ctx->id++;
    2088                 :          0 :                         continue;
    2089                 :            :                 }
    2090                 :            : 
    2091   [ #  #  #  # ]:          0 :                 if (seq_id && (chunk->md->close_seq_id <= seq_id)) {
    2092                 :          0 :                         ctx->id++;
    2093                 :          0 :                         continue;
    2094                 :            :                 }
    2095                 :            : 
    2096         [ #  # ]:          0 :                 if (chunk_alloc_p2l_map(chunk)) {
    2097                 :            :                         /* No more free P2L map, break and continue later */
    2098                 :          0 :                         break;
    2099                 :            :                 }
    2100                 :          0 :                 ctx->id++;
    2101                 :            : 
    2102                 :          0 :                 rc = ftl_chunk_read_tail_md(chunk, &chunk->metadata_rq, walk_tail_md_cb, mngt);
    2103                 :            : 
    2104         [ #  # ]:          0 :                 if (0 == rc) {
    2105                 :          0 :                         ctx->qd++;
    2106                 :            :                 } else {
    2107                 :          0 :                         chunk_free_p2l_map(chunk);
    2108                 :          0 :                         ctx->status = rc;
    2109                 :            :                 }
    2110                 :            :         }
    2111                 :            : 
    2112         [ #  # ]:          0 :         if (0 == ctx->qd) {
    2113                 :            :                 /*
    2114                 :            :                  * No QD could happen due to all leftover chunks being in free state.
    2115                 :            :                  * Additionally ftl_chunk_read_tail_md could fail starting with the first IO in a given patch.
    2116                 :            :                  * For streamlining of all potential error handling (since many chunks are reading P2L at the same time),
    2117                 :            :                  * we're using ftl_mngt_continue_step to arrive at the same spot of checking for mngt step end (see beginning of function).
    2118                 :            :                  */
    2119                 :          0 :                 ftl_mngt_continue_step(mngt);
    2120                 :            :         }
    2121                 :            : 
    2122                 :            : }
    2123                 :            : 
    2124                 :            : void
    2125                 :          0 : ftl_mngt_nv_cache_restore_l2p(struct spdk_ftl_dev *dev, struct ftl_mngt_process *mngt,
    2126                 :            :                               ftl_chunk_md_cb cb, void *cb_ctx)
    2127                 :            : {
    2128                 :          0 :         ftl_mngt_nv_cache_walk_tail_md(dev, mngt, dev->sb->ckpt_seq_id, cb, cb_ctx);
    2129                 :          0 : }
    2130                 :            : 
    2131                 :            : static void
    2132                 :          1 : restore_chunk_state_cb(struct spdk_ftl_dev *dev, struct ftl_md *md, int status)
    2133                 :            : {
    2134                 :          1 :         struct ftl_mngt_process *mngt = md->owner.cb_ctx;
    2135                 :          1 :         struct ftl_nv_cache *nvc = &dev->nv_cache;
    2136                 :            :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk;
    2137                 :            :         uint64_t i;
    2138                 :            : 
    2139         [ -  + ]:          1 :         if (status) {
    2140                 :            :                 /* Restore error, end step */
    2141                 :          0 :                 ftl_mngt_fail_step(mngt);
    2142                 :          0 :                 return;
    2143                 :            :         }
    2144                 :            : 
    2145         [ +  + ]:          5 :         for (i = 0; i < nvc->chunk_count; i++) {
    2146                 :          4 :                 chunk = &nvc->chunks[i];
    2147                 :            : 
    2148   [ +  +  -  - ]:          4 :                 switch (chunk->md->state) {
    2149                 :          2 :                 case FTL_CHUNK_STATE_FREE:
    2150                 :          2 :                         break;
    2151                 :          2 :                 case FTL_CHUNK_STATE_OPEN:
    2152         [ +  - ]:          2 :                         TAILQ_REMOVE(&nvc->chunk_free_list, chunk, entry);
    2153                 :          2 :                         nvc->chunk_free_count--;
    2154                 :            : 
    2155                 :          2 :                         TAILQ_INSERT_TAIL(&nvc->chunk_open_list, chunk, entry);
    2156                 :          2 :                         nvc->chunk_open_count++;
    2157                 :            : 
    2158                 :            :                         /* Chunk is not empty, mark it to be recovered */
    2159                 :          2 :                         chunk->recovery = true;
    2160                 :          2 :                         break;
    2161                 :          0 :                 case FTL_CHUNK_STATE_CLOSED:
    2162         [ #  # ]:          0 :                         TAILQ_REMOVE(&nvc->chunk_free_list, chunk, entry);
    2163                 :          0 :                         nvc->chunk_free_count--;
    2164                 :            : 
    2165                 :          0 :                         TAILQ_INSERT_TAIL(&nvc->chunk_full_list, chunk, entry);
    2166                 :          0 :                         nvc->chunk_full_count++;
    2167                 :            : 
    2168                 :            :                         /* Chunk is not empty, mark it to be recovered */
    2169                 :          0 :                         chunk->recovery = true;
    2170                 :          0 :                         break;
    2171                 :          0 :                 default:
    2172                 :          0 :                         status = -EINVAL;
    2173                 :            :                 }
    2174                 :            :         }
    2175                 :            : 
    2176         [ -  + ]:          1 :         if (status) {
    2177                 :          0 :                 ftl_mngt_fail_step(mngt);
    2178                 :            :         } else {
    2179                 :          1 :                 ftl_mngt_next_step(mngt);
    2180                 :            :         }
    2181                 :            : }
    2182                 :            : 
    2183                 :            : void
    2184                 :          1 : ftl_mngt_nv_cache_restore_chunk_state(struct spdk_ftl_dev *dev, struct ftl_mngt_process *mngt)
    2185                 :            : {
    2186                 :          1 :         struct ftl_md *md = dev->layout.md[FTL_LAYOUT_REGION_TYPE_NVC_MD];
    2187                 :            : 
    2188                 :          1 :         md->owner.cb_ctx = mngt;
    2189                 :          1 :         md->cb = restore_chunk_state_cb;
    2190                 :          1 :         ftl_md_restore(md);
    2191                 :          1 : }
    2192                 :            : 
    2193                 :            : static void
    2194                 :          2 : recover_open_chunk_cb(struct ftl_basic_rq *brq)
    2195                 :            : {
    2196                 :          2 :         struct ftl_mngt_process *mngt = brq->owner.priv;
    2197                 :          2 :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = brq->io.chunk;
    2198                 :          2 :         struct ftl_nv_cache *nvc = chunk->nv_cache;
    2199                 :          2 :         struct spdk_ftl_dev *dev = ftl_mngt_get_dev(mngt);
    2200                 :            : 
    2201                 :          2 :         chunk_free_p2l_map(chunk);
    2202                 :            : 
    2203   [ -  +  -  + ]:          2 :         if (!brq->success) {
    2204         [ #  # ]:          0 :                 FTL_ERRLOG(dev, "Recovery chunk ERROR, offset = %"PRIu64", seq id %"PRIu64"\n", chunk->offset,
    2205                 :            :                            chunk->md->seq_id);
    2206                 :          0 :                 ftl_mngt_fail_step(mngt);
    2207                 :          0 :                 return;
    2208                 :            :         }
    2209                 :            : 
    2210         [ +  - ]:          2 :         FTL_NOTICELOG(dev, "Recovered chunk, offset = %"PRIu64", seq id %"PRIu64"\n", chunk->offset,
    2211                 :            :                       chunk->md->seq_id);
    2212                 :            : 
    2213         [ +  + ]:          2 :         TAILQ_REMOVE(&nvc->chunk_open_list, chunk, entry);
    2214                 :          2 :         nvc->chunk_open_count--;
    2215                 :            : 
    2216                 :          2 :         TAILQ_INSERT_TAIL(&nvc->chunk_full_list, chunk, entry);
    2217                 :          2 :         nvc->chunk_full_count++;
    2218                 :            : 
    2219                 :            :         /* This is closed chunk */
    2220                 :          2 :         chunk->md->write_pointer = nvc->chunk_blocks;
    2221                 :          2 :         chunk->md->blocks_written = nvc->chunk_blocks;
    2222                 :            : 
    2223                 :          2 :         ftl_mngt_continue_step(mngt);
    2224                 :            : }
    2225                 :            : 
    2226                 :            : void
    2227                 :          3 : ftl_mngt_nv_cache_recover_open_chunk(struct spdk_ftl_dev *dev, struct ftl_mngt_process *mngt)
    2228                 :            : {
    2229                 :          3 :         struct ftl_nv_cache *nvc = &dev->nv_cache;
    2230                 :            :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk;
    2231                 :          3 :         struct ftl_basic_rq *brq = ftl_mngt_get_step_ctx(mngt);
    2232                 :            : 
    2233         [ +  + ]:          3 :         if (!brq) {
    2234         [ -  + ]:          1 :                 if (TAILQ_EMPTY(&nvc->chunk_open_list)) {
    2235         [ #  # ]:          0 :                         FTL_NOTICELOG(dev, "No open chunks to recover P2L\n");
    2236                 :          0 :                         ftl_mngt_next_step(mngt);
    2237                 :          0 :                         return;
    2238                 :            :                 }
    2239                 :            : 
    2240         [ -  + ]:          1 :                 if (ftl_mngt_alloc_step_ctx(mngt, sizeof(*brq))) {
    2241                 :          0 :                         ftl_mngt_fail_step(mngt);
    2242                 :          0 :                         return;
    2243                 :            :                 }
    2244                 :          1 :                 brq = ftl_mngt_get_step_ctx(mngt);
    2245                 :          1 :                 ftl_basic_rq_set_owner(brq, recover_open_chunk_cb, mngt);
    2246                 :            :         }
    2247                 :            : 
    2248         [ +  + ]:          3 :         if (TAILQ_EMPTY(&nvc->chunk_open_list)) {
    2249         [ -  + ]:          1 :                 if (!is_chunk_count_valid(nvc)) {
    2250         [ #  # ]:          0 :                         FTL_ERRLOG(dev, "Recovery ERROR, invalid number of chunk\n");
    2251                 :          0 :                         ftl_mngt_fail_step(mngt);
    2252                 :          0 :                         return;
    2253                 :            :                 }
    2254                 :            : 
    2255                 :            :                 /*
    2256                 :            :                  * Now all chunks loaded and closed, do final step of restoring
    2257                 :            :                  * chunks state
    2258                 :            :                  */
    2259         [ -  + ]:          1 :                 if (ftl_nv_cache_load_state(nvc)) {
    2260                 :          0 :                         ftl_mngt_fail_step(mngt);
    2261                 :            :                 } else {
    2262                 :          1 :                         ftl_mngt_next_step(mngt);
    2263                 :            :                 }
    2264                 :            :         } else {
    2265                 :          2 :                 chunk = TAILQ_FIRST(&nvc->chunk_open_list);
    2266         [ -  + ]:          2 :                 if (chunk_alloc_p2l_map(chunk)) {
    2267                 :          0 :                         ftl_mngt_fail_step(mngt);
    2268                 :          0 :                         return;
    2269                 :            :                 }
    2270                 :            : 
    2271                 :          2 :                 brq->io.chunk = chunk;
    2272                 :            : 
    2273         [ +  - ]:          2 :                 FTL_NOTICELOG(dev, "Start recovery open chunk, offset = %"PRIu64", seq id %"PRIu64"\n",
    2274                 :            :                               chunk->offset, chunk->md->seq_id);
    2275                 :          2 :                 restore_open_chunk(chunk, brq);
    2276                 :            :         }
    2277                 :            : }
    2278                 :            : 
    2279                 :            : int
    2280                 :       1053 : ftl_nv_cache_chunks_busy(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
    2281                 :            : {
    2282                 :            :         /* chunk_current is migrating to closed status when closing, any others should already be
    2283                 :            :          * moved to free chunk list. Also need to wait for free md requests */
    2284   [ +  -  +  - ]:       1053 :         return nv_cache->chunk_open_count == 0 && nv_cache->chunk_free_persist_count == 0;
    2285                 :            : }
    2286                 :            : 
    2287                 :            : void
    2288                 :       6312 : ftl_nv_cache_halt(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
    2289                 :            : {
    2290                 :            :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk;
    2291                 :            :         uint64_t free_space;
    2292                 :            : 
    2293                 :       6312 :         nv_cache->halt = true;
    2294                 :            : 
    2295                 :            :         /* Set chunks on open list back to free state since no user data has been written to it */
    2296         [ +  + ]:       6344 :         while (!TAILQ_EMPTY(&nv_cache->chunk_open_list)) {
    2297                 :         32 :                 chunk = TAILQ_FIRST(&nv_cache->chunk_open_list);
    2298                 :            : 
    2299                 :            :                 /* Chunks are moved between lists on metadata update submission, but state is changed
    2300                 :            :                  * on completion. Breaking early in such a case to make sure all the necessary resources
    2301                 :            :                  * will be freed (during next pass(es) of ftl_nv_cache_halt).
    2302                 :            :                  */
    2303         [ -  + ]:         32 :                 if (chunk->md->state != FTL_CHUNK_STATE_OPEN) {
    2304                 :          0 :                         break;
    2305                 :            :                 }
    2306                 :            : 
    2307         [ +  + ]:         32 :                 TAILQ_REMOVE(&nv_cache->chunk_open_list, chunk, entry);
    2308                 :         32 :                 chunk_free_p2l_map(chunk);
    2309         [ -  + ]:         32 :                 memset(chunk->md, 0, sizeof(*chunk->md));
    2310         [ -  + ]:         32 :                 assert(nv_cache->chunk_open_count > 0);
    2311                 :         32 :                 nv_cache->chunk_open_count--;
    2312                 :            :         }
    2313                 :            : 
    2314                 :            :         /* Close current chunk by skipping all not written blocks */
    2315                 :       6312 :         chunk = nv_cache->chunk_current;
    2316         [ +  + ]:       6312 :         if (chunk != NULL) {
    2317                 :         10 :                 nv_cache->chunk_current = NULL;
    2318         [ -  + ]:         10 :                 if (chunk_is_closed(chunk)) {
    2319                 :          0 :                         return;
    2320                 :            :                 }
    2321                 :            : 
    2322                 :         10 :                 free_space = chunk_get_free_space(nv_cache, chunk);
    2323                 :         10 :                 chunk->md->blocks_skipped = free_space;
    2324                 :         10 :                 chunk->md->blocks_written += free_space;
    2325                 :         10 :                 chunk->md->write_pointer += free_space;
    2326                 :         10 :                 ftl_chunk_close(chunk);
    2327                 :            :         }
    2328                 :            : }
    2329                 :            : 
    2330                 :            : uint64_t
    2331                 :          4 : ftl_nv_cache_acquire_trim_seq_id(struct ftl_nv_cache *nv_cache)
    2332                 :            : {
    2333                 :          4 :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk = nv_cache->chunk_current;
    2334                 :            :         uint64_t seq_id, free_space;
    2335                 :            : 
    2336         [ +  - ]:          4 :         if (!chunk) {
    2337                 :          4 :                 chunk = TAILQ_FIRST(&nv_cache->chunk_open_list);
    2338   [ +  -  +  - ]:          4 :                 if (chunk && chunk->md->state == FTL_CHUNK_STATE_OPEN) {
    2339                 :          4 :                         return chunk->md->seq_id;
    2340                 :            :                 } else {
    2341                 :          0 :                         return 0;
    2342                 :            :                 }
    2343                 :            :         }
    2344                 :            : 
    2345         [ #  # ]:          0 :         if (chunk_is_closed(chunk)) {
    2346                 :          0 :                 return 0;
    2347                 :            :         }
    2348                 :            : 
    2349                 :          0 :         seq_id = nv_cache->chunk_current->md->seq_id;
    2350                 :          0 :         free_space = chunk_get_free_space(nv_cache, chunk);
    2351                 :            : 
    2352                 :          0 :         chunk->md->blocks_skipped = free_space;
    2353                 :          0 :         chunk->md->blocks_written += free_space;
    2354                 :          0 :         chunk->md->write_pointer += free_space;
    2355         [ #  # ]:          0 :         if (chunk->md->blocks_written == chunk_tail_md_offset(nv_cache)) {
    2356                 :          0 :                 ftl_chunk_close(chunk);
    2357                 :            :         }
    2358                 :          0 :         nv_cache->chunk_current = NULL;
    2359                 :            : 
    2360                 :          0 :         seq_id++;
    2361                 :          0 :         return seq_id;
    2362                 :            : }
    2363                 :            : 
    2364                 :            : static double
    2365                 :         12 : ftl_nv_cache_get_chunk_utilization(struct ftl_nv_cache *nv_cache,
    2366                 :            :                                    struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
    2367                 :            : {
    2368                 :         12 :         double capacity = nv_cache->chunk_blocks;
    2369                 :         12 :         double used = chunk->md->blocks_written + chunk->md->blocks_skipped;
    2370                 :            : 
    2371                 :         12 :         return used / capacity;
    2372                 :            : }
    2373                 :            : 
    2374                 :            : static const char *
    2375                 :         12 : ftl_nv_cache_get_chunk_state_name(struct ftl_nv_cache_chunk *chunk)
    2376                 :            : {
    2377                 :            :         static const char *names[] = {
    2378                 :            :                 "FREE", "OPEN", "CLOSED",
    2379                 :            :         };
    2380                 :            : 
    2381         [ -  + ]:         12 :         assert(chunk->md->state < SPDK_COUNTOF(names));
    2382         [ +  - ]:         12 :         if (chunk->md->state < SPDK_COUNTOF(names)) {
    2383                 :         12 :                 return names[chunk->md->state];
    2384                 :            :         } else {
    2385                 :          0 :                 assert(false);
    2386                 :            :                 return "?";
    2387                 :            :         }
    2388                 :            : }
    2389                 :            : 
    2390                 :            : static void
    2391                 :          3 : ftl_property_dump_cache_dev(struct spdk_ftl_dev *dev, const struct ftl_property *property,
    2392                 :            :                             struct spdk_json_write_ctx *w)
    2393                 :            : {
    2394                 :            :         uint64_t i;
    2395                 :            :         struct ftl_nv_cache_chunk *chunk;
    2396                 :            : 
    2397                 :          3 :         spdk_json_write_named_string(w, "type", dev->nv_cache.nvc_desc->name);
    2398                 :          3 :         spdk_json_write_named_array_begin(w, "chunks");
    2399         [ +  + ]:         15 :         for (i = 0, chunk = dev->nv_cache.chunks; i < dev->nv_cache.chunk_count; i++, chunk++) {
    2400                 :         12 :                 spdk_json_write_object_begin(w);
    2401                 :         12 :                 spdk_json_write_named_uint64(w, "id", i);
    2402                 :         12 :                 spdk_json_write_named_string(w, "state", ftl_nv_cache_get_chunk_state_name(chunk));
    2403                 :         12 :                 spdk_json_write_named_double(w, "utilization",
    2404                 :            :                                              ftl_nv_cache_get_chunk_utilization(&dev->nv_cache, chunk));
    2405                 :         12 :                 spdk_json_write_object_end(w);
    2406                 :            :         }
    2407                 :          3 :         spdk_json_write_array_end(w);
    2408                 :          3 : }

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