/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */

#include <linux/ceph/ceph_debug.h>

#include <linux/math64.h>
#include <linux/slab.h>

#include <linux/ceph/striper.h>
#include <linux/ceph/types.h>

/*
 * Map a file extent to a stripe unit within an object.
 * Fill in objno, offset into object, and object extent length (i.e. the
 * number of bytes mapped, less than or equal to @l->stripe_unit).
 *
 * Example for stripe_count = 3, stripes_per_object = 4:
 *
 * blockno   |  0  3  6  9 |  1  4  7 10 |  2  5  8 11 | 12 15 18 21 | 13 16 19
 * stripeno  |  0  1  2  3 |  0  1  2  3 |  0  1  2  3 |  4  5  6  7 |  4  5  6
 * stripepos |      0      |      1      |      2      |      0      |      1
 * objno     |      0      |      1      |      2      |      3      |      4
 * objsetno  |                    0                    |                    1
 */
void ceph_calc_file_object_mapping(struct ceph_file_layout *l,
       u64 off, u64 len,
       u64 *objno, u64 *objoff, u32 *xlen)
{
 u32 stripes_per_object = l->object_size / l->stripe_unit;
 u64 blockno; /* which su in the file (i.e. globally) */
 u32 blockoff; /* offset into su */
 u64 stripeno; /* which stripe */
 u32 stripepos; /* which su in the stripe,
   which object in the object set */
 u64 objsetno; /* which object set */
 u32 objsetpos; /* which stripe in the object set */

 blockno = div_u64_rem(off, l->stripe_unit, &blockoff);
 stripeno = div_u64_rem(blockno, l->stripe_count, &stripepos);
 objsetno = div_u64_rem(stripeno, stripes_per_object, &objsetpos);

 *objno = objsetno * l->stripe_count + stripepos;
 *objoff = objsetpos * l->stripe_unit + blockoff;
 *xlen = min_t(u64, len, l->stripe_unit - blockoff);
}
EXPORT_SYMBOL(ceph_calc_file_object_mapping);

/*
 * Return the last extent with given objno (@object_extents is sorted
 * by objno).  If not found, return NULL and set @add_pos so that the
 * new extent can be added with list_add(add_pos, new_ex).
 */
static struct ceph_object_extent *
lookup_last(struct list_head *object_extents, u64 objno,
     struct list_head **add_pos)
{
 struct list_head *pos;

 list_for_each_prev(pos, object_extents) {
  struct ceph_object_extent *ex =
      list_entry(pos, typeof(*ex), oe_item);

  if (ex->oe_objno == objno)
   return ex;

  if (ex->oe_objno < objno)
   break;
 }

 *add_pos = pos;
 return NULL;
}

static struct ceph_object_extent *
lookup_containing(struct list_head *object_extents, u64 objno,
    u64 objoff, u32 xlen)
{
 struct ceph_object_extent *ex;

 list_for_each_entry(ex, object_extents, oe_item) {
  if (ex->oe_objno == objno &&
      ex->oe_off <= objoff &&
      ex->oe_off + ex->oe_len >= objoff + xlen) /* paranoia */
   return ex;

  if (ex->oe_objno > objno)
   break;
 }

 return NULL;
}

/*
 * Map a file extent to a sorted list of object extents.
 *
 * We want only one (or as few as possible) object extents per object.
 * Adjacent object extents will be merged together, each returned object
 * extent may reverse map to multiple different file extents.
 *
 * Call @alloc_fn for each new object extent and @action_fn for each
 * mapped stripe unit, whether it was merged into an already allocated
 * object extent or started a new object extent.
 *
 * Newly allocated object extents are added to @object_extents.
 * To keep @object_extents sorted, successive calls to this function
 * must map successive file extents (i.e. the list of file extents that
 * are mapped using the same @object_extents must be sorted).
 *
 * The caller is responsible for @object_extents.
 */
int ceph_file_to_extents(struct ceph_file_layout *l, u64 off, u64 len,
    struct list_head *object_extents,
    struct ceph_object_extent *alloc_fn(void *arg),
    void *alloc_arg,
    ceph_object_extent_fn_t action_fn,
    void *action_arg)
{
 struct ceph_object_extent *last_ex, *ex;

 while (len) {
  struct list_head *add_pos = NULL;
  u64 objno, objoff;
  u32 xlen;

  ceph_calc_file_object_mapping(l, off, len, &objno, &objoff,
           &xlen);

  last_ex = lookup_last(object_extents, objno, &add_pos);
  if (!last_ex || last_ex->oe_off + last_ex->oe_len != objoff) {
   ex = alloc_fn(alloc_arg);
   if (!ex)
    return -ENOMEM;

   ex->oe_objno = objno;
   ex->oe_off = objoff;
   ex->oe_len = xlen;
   if (action_fn)
    action_fn(ex, xlen, action_arg);

   if (!last_ex)
    list_add(&ex->oe_item, add_pos);
   else
    list_add(&ex->oe_item, &last_ex->oe_item);
  } else {
   last_ex->oe_len += xlen;
   if (action_fn)
    action_fn(last_ex, xlen, action_arg);
  }

  off += xlen;
  len -= xlen;
 }

 for (last_ex = list_first_entry(object_extents, typeof(*ex), oe_item),
      ex = list_next_entry(last_ex, oe_item);
      &ex->oe_item != object_extents;
      last_ex = ex, ex = list_next_entry(ex, oe_item)) {
  if (last_ex->oe_objno > ex->oe_objno ||
      (last_ex->oe_objno == ex->oe_objno &&
       last_ex->oe_off + last_ex->oe_len >= ex->oe_off)) {
   WARN(1, "%s: object_extents list not sorted!\n",
        __func__);
   return -EINVAL;
  }
 }

 return 0;
}
EXPORT_SYMBOL(ceph_file_to_extents);

/*
 * A stripped down, non-allocating version of ceph_file_to_extents(),
 * for when @object_extents is already populated.
 */
int ceph_iterate_extents(struct ceph_file_layout *l, u64 off, u64 len,
    struct list_head *object_extents,
    ceph_object_extent_fn_t action_fn,
    void *action_arg)
{
 while (len) {
  struct ceph_object_extent *ex;
  u64 objno, objoff;
  u32 xlen;

  ceph_calc_file_object_mapping(l, off, len, &objno, &objoff,
           &xlen);

  ex = lookup_containing(object_extents, objno, objoff, xlen);
  if (!ex) {
   WARN(1, "%s: objno %llu %llu~%u not found!\n",
        __func__, objno, objoff, xlen);
   return -EINVAL;
  }

  action_fn(ex, xlen, action_arg);

  off += xlen;
  len -= xlen;
 }

 return 0;
}
EXPORT_SYMBOL(ceph_iterate_extents);

/*
 * Reverse map an object extent to a sorted list of file extents.
 *
 * On success, the caller is responsible for:
 *
 *     kfree(file_extents)
 */
int ceph_extent_to_file(struct ceph_file_layout *l,
   u64 objno, u64 objoff, u64 objlen,
   struct ceph_file_extent **file_extents,
   u32 *num_file_extents)
{
 u32 stripes_per_object = l->object_size / l->stripe_unit;
 u64 blockno; /* which su */
 u32 blockoff; /* offset into su */
 u64 stripeno; /* which stripe */
 u32 stripepos; /* which su in the stripe,
   which object in the object set */
 u64 objsetno; /* which object set */
 u32 i = 0;

 if (!objlen) {
  *file_extents = NULL;
  *num_file_extents = 0;
  return 0;
 }

 *num_file_extents = DIV_ROUND_UP_ULL(objoff + objlen, l->stripe_unit) -
         DIV_ROUND_DOWN_ULL(objoff, l->stripe_unit);
 *file_extents = kmalloc_array(*num_file_extents, sizeof(**file_extents),
          GFP_NOIO);
 if (!*file_extents)
  return -ENOMEM;

 div_u64_rem(objoff, l->stripe_unit, &blockoff);
 while (objlen) {
  u64 off, len;

  objsetno = div_u64_rem(objno, l->stripe_count, &stripepos);
  stripeno = div_u64(objoff, l->stripe_unit) +
      objsetno * stripes_per_object;
  blockno = stripeno * l->stripe_count + stripepos;
  off = blockno * l->stripe_unit + blockoff;
  len = min_t(u64, objlen, l->stripe_unit - blockoff);

  (*file_extents)[i].fe_off = off;
  (*file_extents)[i].fe_len = len;

  blockoff = 0;
  objoff += len;
  objlen -= len;
  i++;
 }

 BUG_ON(i != *num_file_extents);
 return 0;
}
EXPORT_SYMBOL(ceph_extent_to_file);

u64 ceph_get_num_objects(struct ceph_file_layout *l, u64 size)
{
 u64 period = (u64)l->stripe_count * l->object_size;
 u64 num_periods = DIV64_U64_ROUND_UP(size, period);
 u64 remainder_bytes;
 u64 remainder_objs = 0;

 div64_u64_rem(size, period, &remainder_bytes);
 if (remainder_bytes > 0 &&
     remainder_bytes < (u64)l->stripe_count * l->stripe_unit)
  remainder_objs = l->stripe_count -
       DIV_ROUND_UP_ULL(remainder_bytes, l->stripe_unit);

 return num_periods * l->stripe_count - remainder_objs;
}
EXPORT_SYMBOL(ceph_get_num_objects);