fs/ocfs2/localalloc.c

   1 /* -*- mode: c; c-basic-offset: 8; -*-
   2  * vim: noexpandtab sw=8 ts=8 sts=0:
   3  *
   4  * localalloc.c
   5  *
   6  * Node local data allocation
   7  *
   8  * Copyright (C) 2002, 2004 Oracle.  All rights reserved.
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  11  * modify it under the terms of the GNU General Public
  12  * License as published by the Free Software Foundation; either
  13  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  14  *
  15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18  * General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public
  21  * License along with this program; if not, write to the
  22  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  23  * Boston, MA 021110-1307, USA.
  24  */
  25
  26 #include <linux/fs.h>
  27 #include <linux/types.h>
  28 #include <linux/slab.h>
  29 #include <linux/highmem.h>
  30 #include <linux/bitops.h>
  31
  32 #define MLOG_MASK_PREFIX ML_DISK_ALLOC
  33 #include <cluster/masklog.h>
  34
  35 #include "ocfs2.h"
  36
  37 #include "alloc.h"
  38 #include "blockcheck.h"
  39 #include "dlmglue.h"
  40 #include "inode.h"
  41 #include "journal.h"
  42 #include "localalloc.h"
  43 #include "suballoc.h"
  44 #include "super.h"
  45 #include "sysfile.h"
  46
  47 #include "buffer_head_io.h"
  48
  49 #define OCFS2_LOCAL_ALLOC(dinode)       (&((dinode)->id2.i_lab))
  50
  51 static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc);
  52
  53 static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
  54                                              struct ocfs2_dinode *alloc,
  55                                              u32 *numbits,
  56                                              struct ocfs2_alloc_reservation *resv);
  57
  58 static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc);
  59
  60 static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
  61                                     handle_t *handle,
  62                                     struct ocfs2_dinode *alloc,
  63                                     struct inode *main_bm_inode,
  64                                     struct buffer_head *main_bm_bh);
  65
  66 static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
  67                                                 struct ocfs2_alloc_context **ac,
  68                                                 struct inode **bitmap_inode,
  69                                                 struct buffer_head **bitmap_bh);
  70
  71 static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
  72                                         handle_t *handle,
  73                                         struct ocfs2_alloc_context *ac);
  74
  75 static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
  76                                           struct inode *local_alloc_inode);
  77
  78 static inline int ocfs2_la_state_enabled(struct ocfs2_super *osb)
  79 {
  80         return (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED ||
  81                 osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_ENABLED);
  82 }
  83
  84 void ocfs2_local_alloc_seen_free_bits(struct ocfs2_super *osb,
  85                                       unsigned int num_clusters)
  86 {
  87         spin_lock(&osb->osb_lock);
  88         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED ||
  89             osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED)
  90                 if (num_clusters >= osb->local_alloc_default_bits) {
  91                         cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
  92                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
  93                 }
  94         spin_unlock(&osb->osb_lock);
  95 }
  96
  97 void ocfs2_la_enable_worker(struct work_struct *work)
  98 {
  99         struct ocfs2_super *osb =
 100                 container_of(work, struct ocfs2_super,
 101                              la_enable_wq.work);
 102         spin_lock(&osb->osb_lock);
 103         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
 104         spin_unlock(&osb->osb_lock);
 105 }
 106
 107 /*
 108  * Tell us whether a given allocation should use the local alloc
 109  * file. Otherwise, it has to go to the main bitmap.
 110  *
 111  * This function does semi-dirty reads of local alloc size and state!
 112  * This is ok however, as the values are re-checked once under mutex.
 113  */
 114 int ocfs2_alloc_should_use_local(struct ocfs2_super *osb, u64 bits)
 115 {
 116         int ret = 0;
 117         int la_bits;
 118
 119         spin_lock(&osb->osb_lock);
 120         la_bits = osb->local_alloc_bits;
 121
 122         if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
 123                 goto bail;
 124
 125         /* la_bits should be at least twice the size (in clusters) of
 126          * a new block group. We want to be sure block group
 127          * allocations go through the local alloc, so allow an
 128          * allocation to take up to half the bitmap. */
 129         if (bits > (la_bits / 2))
 130                 goto bail;
 131
 132         ret = 1;
 133 bail:
 134         mlog(0, "state=%d, bits=%llu, la_bits=%d, ret=%d\n",
 135              osb->local_alloc_state, (unsigned long long)bits, la_bits, ret);
 136         spin_unlock(&osb->osb_lock);
 137         return ret;
 138 }
 139
 140 int ocfs2_load_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
 141 {
 142         int status = 0;
 143         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
 144         struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
 145         u32 num_used;
 146         struct inode *inode = NULL;
 147         struct ocfs2_local_alloc *la;
 148
 149         mlog_entry_void();
 150
 151         if (osb->local_alloc_bits == 0)
 152                 goto bail;
 153
 154         if (osb->local_alloc_bits >= osb->bitmap_cpg) {
 155                 mlog(ML_NOTICE, "Requested local alloc window %d is larger "
 156                      "than max possible %u. Using defaults.\n",
 157                      osb->local_alloc_bits, (osb->bitmap_cpg - 1));
 158                 osb->local_alloc_bits =
 159                         ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb,
 160                                                     OCFS2_DEFAULT_LOCAL_ALLOC_SIZE);
 161         }
 162
 163         /* read the alloc off disk */
 164         inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb, LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
 165                                             osb->slot_num);
 166         if (!inode) {
 167                 status = -EINVAL;
 168                 mlog_errno(status);
 169                 goto bail;
 170         }
 171
 172         status = ocfs2_read_inode_block_full(inode, &alloc_bh,
 173                                              OCFS2_BH_IGNORE_CACHE);
 174         if (status < 0) {
 175                 mlog_errno(status);
 176                 goto bail;
 177         }
 178
 179         alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
 180         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
 181
 182         if (!(le32_to_cpu(alloc->i_flags) &
 183             (OCFS2_LOCAL_ALLOC_FL|OCFS2_BITMAP_FL))) {
 184                 mlog(ML_ERROR, "Invalid local alloc inode, %llu\n",
 185                      (unsigned long long)OCFS2_I(inode)->ip_blkno);
 186                 status = -EINVAL;
 187                 goto bail;
 188         }
 189
 190         if ((la->la_size == 0) ||
 191             (le16_to_cpu(la->la_size) > ocfs2_local_alloc_size(inode->i_sb))) {
 192                 mlog(ML_ERROR, "Local alloc size is invalid (la_size = %u)\n",
 193                      le16_to_cpu(la->la_size));
 194                 status = -EINVAL;
 195                 goto bail;
 196         }
 197
 198         /* do a little verification. */
 199         num_used = ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc);
 200
 201         /* hopefully the local alloc has always been recovered before
 202          * we load it. */
 203         if (num_used
 204             || alloc->id1.bitmap1.i_used
 205             || alloc->id1.bitmap1.i_total
 206             || la->la_bm_off)
 207                 mlog(ML_ERROR, "Local alloc hasn't been recovered!\n"
 208                      "found = %u, set = %u, taken = %u, off = %u\n",
 209                      num_used, le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
 210                      le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
 211                      OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off);
 212
 213         osb->local_alloc_bh = alloc_bh;
 214         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
 215
 216 bail:
 217         if (status < 0)
 218                 brelse(alloc_bh);
 219         if (inode)
 220                 iput(inode);
 221
 222         mlog(0, "Local alloc window bits = %d\n", osb->local_alloc_bits);
 223
 224         mlog_exit(status);
 225         return status;
 226 }
 227
 228 /*
 229  * return any unused bits to the bitmap and write out a clean
 230  * local_alloc.
 231  *
 232  * local_alloc_bh is optional. If not passed, we will simply use the
 233  * one off osb. If you do pass it however, be warned that it *will* be
 234  * returned brelse'd and NULL'd out.*/
 235 void ocfs2_shutdown_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
 236 {
 237         int status;
 238         handle_t *handle;
 239         struct inode *local_alloc_inode = NULL;
 240         struct buffer_head *bh = NULL;
 241         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
 242         struct inode *main_bm_inode = NULL;
 243         struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
 244         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
 245
 246         mlog_entry_void();
 247
 248         cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
 249         flush_workqueue(ocfs2_wq);
 250
 251         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_UNUSED)
 252                 goto out;
 253
 254         local_alloc_inode =
 255                 ocfs2_get_system_file_inode(osb,
 256                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
 257                                             osb->slot_num);
 258         if (!local_alloc_inode) {
 259                 status = -ENOENT;
 260                 mlog_errno(status);
 261                 goto out;
 262         }
 263
 264         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
 265
 266         ocfs2_resmap_uninit(&osb->osb_la_resmap);
 267
 268         main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
 269                                                     GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
 270                                                     OCFS2_INVALID_SLOT);
 271         if (!main_bm_inode) {
 272                 status = -EINVAL;
 273                 mlog_errno(status);
 274                 goto out;
 275         }
 276
 277         mutex_lock(&main_bm_inode->i_mutex);
 278
 279         status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
 280         if (status < 0) {
 281                 mlog_errno(status);
 282                 goto out_mutex;
 283         }
 284
 285         /* WINDOW_MOVE_CREDITS is a bit heavy... */
 286         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
 287         if (IS_ERR(handle)) {
 288                 mlog_errno(PTR_ERR(handle));
 289                 handle = NULL;
 290                 goto out_unlock;
 291         }
 292
 293         bh = osb->local_alloc_bh;
 294         alloc = (struct ocfs2_dinode *) bh->b_data;
 295
 296         alloc_copy = kmalloc(bh->b_size, GFP_NOFS);
 297         if (!alloc_copy) {
 298                 status = -ENOMEM;
 299                 goto out_commit;
 300         }
 301         memcpy(alloc_copy, alloc, bh->b_size);
 302
 303         status = ocfs2_journal_access_di(handle, INODE_CACHE(local_alloc_inode),
 304                                          bh, OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
 305         if (status < 0) {
 306                 mlog_errno(status);
 307                 goto out_commit;
 308         }
 309
 310         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
 311         ocfs2_journal_dirty(handle, bh);
 312
 313         brelse(bh);
 314         osb->local_alloc_bh = NULL;
 315         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_UNUSED;
 316
 317         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
 318                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
 319         if (status < 0)
 320                 mlog_errno(status);
 321
 322 out_commit:
 323         ocfs2_commit_trans(osb, handle);
 324
 325 out_unlock:
 326         brelse(main_bm_bh);
 327
 328         ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
 329
 330 out_mutex:
 331         mutex_unlock(&main_bm_inode->i_mutex);
 332         iput(main_bm_inode);
 333
 334 out:
 335         if (local_alloc_inode)
 336                 iput(local_alloc_inode);
 337
 338         if (alloc_copy)
 339                 kfree(alloc_copy);
 340
 341         mlog_exit_void();
 342 }
 343
 344 /*
 345  * We want to free the bitmap bits outside of any recovery context as
 346  * we'll need a cluster lock to do so, but we must clear the local
 347  * alloc before giving up the recovered nodes journal. To solve this,
 348  * we kmalloc a copy of the local alloc before it's change for the
 349  * caller to process with ocfs2_complete_local_alloc_recovery
 350  */
 351 int ocfs2_begin_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
 352                                      int slot_num,
 353                                      struct ocfs2_dinode **alloc_copy)
 354 {
 355         int status = 0;
 356         struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
 357         struct inode *inode = NULL;
 358         struct ocfs2_dinode *alloc;
 359
 360         mlog_entry("(slot_num = %d)\n", slot_num);
 361
 362         *alloc_copy = NULL;
 363
 364         inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
 365                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
 366                                             slot_num);
 367         if (!inode) {
 368                 status = -EINVAL;
 369                 mlog_errno(status);
 370                 goto bail;
 371         }
 372
 373         mutex_lock(&inode->i_mutex);
 374
 375         status = ocfs2_read_inode_block_full(inode, &alloc_bh,
 376                                              OCFS2_BH_IGNORE_CACHE);
 377         if (status < 0) {
 378                 mlog_errno(status);
 379                 goto bail;
 380         }
 381
 382         *alloc_copy = kmalloc(alloc_bh->b_size, GFP_KERNEL);
 383         if (!(*alloc_copy)) {
 384                 status = -ENOMEM;
 385                 goto bail;
 386         }
 387         memcpy((*alloc_copy), alloc_bh->b_data, alloc_bh->b_size);
 388
 389         alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
 390         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
 391
 392         ocfs2_compute_meta_ecc(osb->sb, alloc_bh->b_data, &alloc->i_check);
 393         status = ocfs2_write_block(osb, alloc_bh, INODE_CACHE(inode));
 394         if (status < 0)
 395                 mlog_errno(status);
 396
 397 bail:
 398         if ((status < 0) && (*alloc_copy)) {
 399                 kfree(*alloc_copy);
 400                 *alloc_copy = NULL;
 401         }
 402
 403         brelse(alloc_bh);
 404
 405         if (inode) {
 406                 mutex_unlock(&inode->i_mutex);
 407                 iput(inode);
 408         }
 409
 410         mlog_exit(status);
 411         return status;
 412 }
 413
 414 /*
 415  * Step 2: By now, we've completed the journal recovery, we've stamped
 416  * a clean local alloc on disk and dropped the node out of the
 417  * recovery map. Dlm locks will no longer stall, so lets clear out the
 418  * main bitmap.
 419  */
 420 int ocfs2_complete_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
 421                                         struct ocfs2_dinode *alloc)
 422 {
 423         int status;
 424         handle_t *handle;
 425         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
 426         struct inode *main_bm_inode;
 427
 428         mlog_entry_void();
 429
 430         main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
 431                                                     GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
 432                                                     OCFS2_INVALID_SLOT);
 433         if (!main_bm_inode) {
 434                 status = -EINVAL;
 435                 mlog_errno(status);
 436                 goto out;
 437         }
 438
 439         mutex_lock(&main_bm_inode->i_mutex);
 440
 441         status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
 442         if (status < 0) {
 443                 mlog_errno(status);
 444                 goto out_mutex;
 445         }
 446
 447         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
 448         if (IS_ERR(handle)) {
 449                 status = PTR_ERR(handle);
 450                 handle = NULL;
 451                 mlog_errno(status);
 452                 goto out_unlock;
 453         }
 454
 455         /* we want the bitmap change to be recorded on disk asap */
 456         handle->h_sync = 1;
 457
 458         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc,
 459                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
 460         if (status < 0)
 461                 mlog_errno(status);
 462
 463         ocfs2_commit_trans(osb, handle);
 464
 465 out_unlock:
 466         ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
 467
 468 out_mutex:
 469         mutex_unlock(&main_bm_inode->i_mutex);
 470
 471         brelse(main_bm_bh);
 472
 473         iput(main_bm_inode);
 474
 475 out:
 476         if (!status)
 477                 ocfs2_init_steal_slots(osb);
 478         mlog_exit(status);
 479         return status;
 480 }
 481
 482 /*
 483  * make sure we've got at least bits_wanted contiguous bits in the
 484  * local alloc. You lose them when you drop i_mutex.
 485  *
 486  * We will add ourselves to the transaction passed in, but may start
 487  * our own in order to shift windows.
 488  */
 489 int ocfs2_reserve_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
 490                                    u32 bits_wanted,
 491                                    struct ocfs2_alloc_context *ac)
 492 {
 493         int status;
 494         struct ocfs2_dinode *alloc;
 495         struct inode *local_alloc_inode;
 496         unsigned int free_bits;
 497
 498         mlog_entry_void();
 499
 500         BUG_ON(!ac);
 501
 502         local_alloc_inode =
 503                 ocfs2_get_system_file_inode(osb,
 504                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
 505                                             osb->slot_num);
 506         if (!local_alloc_inode) {
 507                 status = -ENOENT;
 508                 mlog_errno(status);
 509                 goto bail;
 510         }
 511
 512         mutex_lock(&local_alloc_inode->i_mutex);
 513
 514         /*
 515          * We must double check state and allocator bits because
 516          * another process may have changed them while holding i_mutex.
 517          */
 518         spin_lock(&osb->osb_lock);
 519         if (!ocfs2_la_state_enabled(osb) ||
 520             (bits_wanted > osb->local_alloc_bits)) {
 521                 spin_unlock(&osb->osb_lock);
 522                 status = -ENOSPC;
 523                 goto bail;
 524         }
 525         spin_unlock(&osb->osb_lock);
 526
 527         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
 528
 529 #ifdef CONFIG_OCFS2_DEBUG_FS
 530         if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) !=
 531             ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc)) {
 532                 ocfs2_error(osb->sb, "local alloc inode %llu says it has "
 533                             "%u free bits, but a count shows %u",
 534                             (unsigned long long)le64_to_cpu(alloc->i_blkno),
 535                             le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
 536                             ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc));
 537                 status = -EIO;
 538                 goto bail;
 539         }
 540 #endif
 541
 542         free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
 543                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
 544         if (bits_wanted > free_bits) {
 545                 /* uhoh, window change time. */
 546                 status =
 547                         ocfs2_local_alloc_slide_window(osb, local_alloc_inode);
 548                 if (status < 0) {
 549                         if (status != -ENOSPC)
 550                                 mlog_errno(status);
 551                         goto bail;
 552                 }
 553
 554                 /*
 555                  * Under certain conditions, the window slide code
 556                  * might have reduced the number of bits available or
 557                  * disabled the the local alloc entirely. Re-check
 558                  * here and return -ENOSPC if necessary.
 559                  */
 560                 status = -ENOSPC;
 561                 if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
 562                         goto bail;
 563
 564                 free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
 565                         le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
 566                 if (bits_wanted > free_bits)
 567                         goto bail;
 568         }
 569
 570         if (ac->ac_max_block)
 571                 mlog(0, "Calling in_range for max block %llu\n",
 572                      (unsigned long long)ac->ac_max_block);
 573
 574         ac->ac_inode = local_alloc_inode;
 575         /* We should never use localalloc from another slot */
 576         ac->ac_alloc_slot = osb->slot_num;
 577         ac->ac_which = OCFS2_AC_USE_LOCAL;
 578         get_bh(osb->local_alloc_bh);
 579         ac->ac_bh = osb->local_alloc_bh;
 580         status = 0;
 581 bail:
 582         if (status < 0 && local_alloc_inode) {
 583                 mutex_unlock(&local_alloc_inode->i_mutex);
 584                 iput(local_alloc_inode);
 585         }
 586
 587         mlog(0, "bits=%d, slot=%d, ret=%d\n", bits_wanted, osb->slot_num,
 588              status);
 589
 590         mlog_exit(status);
 591         return status;
 592 }
 593
 594 int ocfs2_claim_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
 595                                  handle_t *handle,
 596                                  struct ocfs2_alloc_context *ac,
 597                                  u32 bits_wanted,
 598                                  u32 *bit_off,
 599                                  u32 *num_bits)
 600 {
 601         int status, start;
 602         struct inode *local_alloc_inode;
 603         void *bitmap;
 604         struct ocfs2_dinode *alloc;
 605         struct ocfs2_local_alloc *la;
 606
 607         mlog_entry_void();
 608         BUG_ON(ac->ac_which != OCFS2_AC_USE_LOCAL);
 609
 610         local_alloc_inode = ac->ac_inode;
 611         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
 612         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
 613
 614         start = ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(osb, alloc, &bits_wanted,
 615                                                   ac->ac_resv);
 616         if (start == -1) {
 617                 /* TODO: Shouldn't we just BUG here? */
 618                 status = -ENOSPC;
 619                 mlog_errno(status);
 620                 goto bail;
 621         }
 622
 623         bitmap = la->la_bitmap;
 624         *bit_off = le32_to_cpu(la->la_bm_off) + start;
 625         *num_bits = bits_wanted;
 626
 627         status = ocfs2_journal_access_di(handle,
 628                                          INODE_CACHE(local_alloc_inode),
 629                                          osb->local_alloc_bh,
 630                                          OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
 631         if (status < 0) {
 632                 mlog_errno(status);
 633                 goto bail;
 634         }
 635
 636         ocfs2_resmap_claimed_bits(&osb->osb_la_resmap, ac->ac_resv, start,
 637                                   bits_wanted);
 638
 639         while(bits_wanted--)
 640                 ocfs2_set_bit(start++, bitmap);
 641
 642         le32_add_cpu(&alloc->id1.bitmap1.i_used, *num_bits);
 643         ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
 644
 645 bail:
 646         mlog_exit(status);
 647         return status;
 648 }
 649
 650 static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc)
 651 {
 652         int i;
 653         u8 *buffer;
 654         u32 count = 0;
 655         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
 656
 657         mlog_entry_void();
 658
 659         buffer = la->la_bitmap;
 660         for (i = 0; i < le16_to_cpu(la->la_size); i++)
 661                 count += hweight8(buffer[i]);
 662
 663         mlog_exit(count);
 664         return count;
 665 }
 666
 667 static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
 668                                      struct ocfs2_dinode *alloc,
 669                                      u32 *numbits,
 670                                      struct ocfs2_alloc_reservation *resv)
 671 {
 672         int numfound, bitoff, left, startoff, lastzero;
 673         int local_resv = 0;
 674         struct ocfs2_alloc_reservation r;
 675         void *bitmap = NULL;
 676         struct ocfs2_reservation_map *resmap = &osb->osb_la_resmap;
 677
 678         mlog_entry("(numbits wanted = %u)\n", *numbits);
 679
 680         if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
 681                 mlog(0, "No bits in my window!\n");
 682                 bitoff = -1;
 683                 goto bail;
 684         }
 685
 686         if (!resv) {
 687                 local_resv = 1;
 688                 ocfs2_resv_init_once(&r);
 689                 ocfs2_resv_set_type(&r, OCFS2_RESV_FLAG_TMP);
 690                 resv = &r;
 691         }
 692
 693         numfound = *numbits;
 694         if (ocfs2_resmap_resv_bits(resmap, resv, &bitoff, &numfound) == 0) {
 695                 if (numfound < *numbits)
 696                         *numbits = numfound;
 697                 goto bail;
 698         }
 699
 700         /*
 701          * Code error. While reservations are enabled, local
 702          * allocation should _always_ go through them.
 703          */
 704         BUG_ON(osb->osb_resv_level != 0);
 705
 706         /*
 707          * Reservations are disabled. Handle this the old way.
 708          */
 709
 710         bitmap = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap;
 711
 712         numfound = bitoff = startoff = 0;
 713         lastzero = -1;
 714         left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
 715         while ((bitoff = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, startoff)) != -1) {
 716                 if (bitoff == left) {
 717                         /* mlog(0, "bitoff (%d) == left", bitoff); */
 718                         break;
 719                 }
 720                 /* mlog(0, "Found a zero: bitoff = %d, startoff = %d, "
 721                    "numfound = %d\n", bitoff, startoff, numfound);*/
 722
 723                 /* Ok, we found a zero bit... is it contig. or do we
 724                  * start over?*/
 725                 if (bitoff == startoff) {
 726                         /* we found a zero */
 727                         numfound++;
 728                         startoff++;
 729                 } else {
 730                         /* got a zero after some ones */
 731                         numfound = 1;
 732                         startoff = bitoff+1;
 733                 }
 734                 /* we got everything we needed */
 735                 if (numfound == *numbits) {
 736                         /* mlog(0, "Found it all!\n"); */
 737                         break;
 738                 }
 739         }
 740
 741         mlog(0, "Exiting loop, bitoff = %d, numfound = %d\n", bitoff,
 742              numfound);
 743
 744         if (numfound == *numbits) {
 745                 bitoff = startoff - numfound;
 746                 *numbits = numfound;
 747         } else {
 748                 numfound = 0;
 749                 bitoff = -1;
 750         }
 751
 752 bail:
 753         if (local_resv)
 754                 ocfs2_resv_discard(resmap, resv);
 755
 756         mlog_exit(bitoff);
 757         return bitoff;
 758 }
 759
 760 static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc)
 761 {
 762         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
 763         int i;
 764         mlog_entry_void();
 765
 766         alloc->id1.bitmap1.i_total = 0;
 767         alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
 768         la->la_bm_off = 0;
 769         for(i = 0; i < le16_to_cpu(la->la_size); i++)
 770                 la->la_bitmap[i] = 0;
 771
 772         mlog_exit_void();
 773 }
 774
 775 #if 0
 776 /* turn this on and uncomment below to aid debugging window shifts. */
 777 static void ocfs2_verify_zero_bits(unsigned long *bitmap,
 778                                    unsigned int start,
 779                                    unsigned int count)
 780 {
 781         unsigned int tmp = count;
 782         while(tmp--) {
 783                 if (ocfs2_test_bit(start + tmp, bitmap)) {
 784                         printk("ocfs2_verify_zero_bits: start = %u, count = "
 785                                "%u\n", start, count);
 786                         printk("ocfs2_verify_zero_bits: bit %u is set!",
 787                                start + tmp);
 788                         BUG();
 789                 }
 790         }
 791 }
 792 #endif
 793
 794 /*
 795  * sync the local alloc to main bitmap.
 796  *
 797  * assumes you've already locked the main bitmap -- the bitmap inode
 798  * passed is used for caching.
 799  */
 800 static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
 801                                     handle_t *handle,
 802                                     struct ocfs2_dinode *alloc,
 803                                     struct inode *main_bm_inode,
 804                                     struct buffer_head *main_bm_bh)
 805 {
 806         int status = 0;
 807         int bit_off, left, count, start;
 808         u64 la_start_blk;
 809         u64 blkno;
 810         void *bitmap;
 811         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
 812
 813         mlog_entry("total = %u, used = %u\n",
 814                    le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
 815                    le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used));
 816
 817         if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
 818                 mlog(0, "nothing to sync!\n");
 819                 goto bail;
 820         }
 821
 822         if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) ==
 823             le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total)) {
 824                 mlog(0, "all bits were taken!\n");
 825                 goto bail;
 826         }
 827
 828         la_start_blk = ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
 829                                                 le32_to_cpu(la->la_bm_off));
 830         bitmap = la->la_bitmap;
 831         start = count = bit_off = 0;
 832         left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
 833
 834         while ((bit_off = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, start))
 835                != -1) {
 836                 if ((bit_off < left) && (bit_off == start)) {
 837                         count++;
 838                         start++;
 839                         continue;
 840                 }
 841                 if (count) {
 842                         blkno = la_start_blk +
 843                                 ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
 844                                                          start - count);
 845
 846                         mlog(0, "freeing %u bits starting at local alloc bit "
 847                              "%u (la_start_blk = %llu, blkno = %llu)\n",
 848                              count, start - count,
 849                              (unsigned long long)la_start_blk,
 850                              (unsigned long long)blkno);
 851
 852                         status = ocfs2_release_clusters(handle,
 853                                                         main_bm_inode,
 854                                                         main_bm_bh, blkno,
 855                                                         count);
 856                         if (status < 0) {
 857                                 mlog_errno(status);
 858                                 goto bail;
 859                         }
 860                 }
 861                 if (bit_off >= left)
 862                         break;
 863                 count = 1;
 864                 start = bit_off + 1;
 865         }
 866
 867 bail:
 868         mlog_exit(status);
 869         return status;
 870 }
 871
 872 enum ocfs2_la_event {
 873         OCFS2_LA_EVENT_SLIDE,           /* Normal window slide. */
 874         OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED,      /* The global bitmap has
 875                                          * enough bits theoretically
 876                                          * free, but a contiguous
 877                                          * allocation could not be
 878                                          * found. */
 879         OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC,          /* Global bitmap doesn't have
 880                                          * enough bits free to satisfy
 881                                          * our request. */
 882 };
 883 #define OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL (30 * HZ)
 884 /*
 885  * Given an event, calculate the size of our next local alloc window.
 886  *
 887  * This should always be called under i_mutex of the local alloc inode
 888  * so that local alloc disabling doesn't race with processes trying to
 889  * use the allocator.
 890  *
 891  * Returns the state which the local alloc was left in. This value can
 892  * be ignored by some paths.
 893  */
 894 static int ocfs2_recalc_la_window(struct ocfs2_super *osb,
 895                                   enum ocfs2_la_event event)
 896 {
 897         unsigned int bits;
 898         int state;
 899
 900         spin_lock(&osb->osb_lock);
 901         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED) {
 902                 WARN_ON_ONCE(osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED);
 903                 goto out_unlock;
 904         }
 905
 906         /*
 907          * ENOSPC and fragmentation are treated similarly for now.
 908          */
 909         if (event == OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC ||
 910             event == OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) {
 911                 /*
 912                  * We ran out of contiguous space in the primary
 913                  * bitmap. Drastically reduce the number of bits used
 914                  * by local alloc until we have to disable it.
 915                  */
 916                 bits = osb->local_alloc_bits >> 1;
 917                 if (bits > ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb, 1)) {
 918                         /*
 919                          * By setting state to THROTTLED, we'll keep
 920                          * the number of local alloc bits used down
 921                          * until an event occurs which would give us
 922                          * reason to assume the bitmap situation might
 923                          * have changed.
 924                          */
 925                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_THROTTLED;
 926                         osb->local_alloc_bits = bits;
 927                 } else {
 928                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
 929                 }
 930                 queue_delayed_work(ocfs2_wq, &osb->la_enable_wq,
 931                                    OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL);
 932                 goto out_unlock;
 933         }
 934
 935         /*
 936          * Don't increase the size of the local alloc window until we
 937          * know we might be able to fulfill the request. Otherwise, we
 938          * risk bouncing around the global bitmap during periods of
 939          * low space.
 940          */
 941         if (osb->local_alloc_state != OCFS2_LA_THROTTLED)
 942                 osb->local_alloc_bits = osb->local_alloc_default_bits;
 943
 944 out_unlock:
 945         state = osb->local_alloc_state;
 946         spin_unlock(&osb->osb_lock);
 947
 948         return state;
 949 }
 950
 951 static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
 952                                                 struct ocfs2_alloc_context **ac,
 953                                                 struct inode **bitmap_inode,
 954                                                 struct buffer_head **bitmap_bh)
 955 {
 956         int status;
 957
 958         *ac = kzalloc(sizeof(struct ocfs2_alloc_context), GFP_KERNEL);
 959         if (!(*ac)) {
 960                 status = -ENOMEM;
 961                 mlog_errno(status);
 962                 goto bail;
 963         }
 964
 965 retry_enospc:
 966         (*ac)->ac_bits_wanted = osb->local_alloc_default_bits;
 967         status = ocfs2_reserve_cluster_bitmap_bits(osb, *ac);
 968         if (status == -ENOSPC) {
 969                 if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC) ==
 970                     OCFS2_LA_DISABLED)
 971                         goto bail;
 972
 973                 ocfs2_free_ac_resource(*ac);
 974                 memset(*ac, 0, sizeof(struct ocfs2_alloc_context));
 975                 goto retry_enospc;
 976         }
 977         if (status < 0) {
 978                 mlog_errno(status);
 979                 goto bail;
 980         }
 981
 982         *bitmap_inode = (*ac)->ac_inode;
 983         igrab(*bitmap_inode);
 984         *bitmap_bh = (*ac)->ac_bh;
 985         get_bh(*bitmap_bh);
 986         status = 0;
 987 bail:
 988         if ((status < 0) && *ac) {
 989                 ocfs2_free_alloc_context(*ac);
 990                 *ac = NULL;
 991         }
 992
 993         mlog_exit(status);
 994         return status;
 995 }
 996
 997 /*
 998  * pass it the bitmap lock in lock_bh if you have it.
 999  */
1000 static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
1001                                         handle_t *handle,
1002                                         struct ocfs2_alloc_context *ac)
1003 {
1004         int status = 0;
1005         u32 cluster_off, cluster_count;
1006         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
1007         struct ocfs2_local_alloc *la;
1008
1009         mlog_entry_void();
1010
1011         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
1012         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
1013
1014         if (alloc->id1.bitmap1.i_total)
1015                 mlog(0, "asking me to alloc a new window over a non-empty "
1016                      "one\n");
1017
1018         mlog(0, "Allocating %u clusters for a new window.\n",
1019              osb->local_alloc_bits);
1020
1021         /* Instruct the allocation code to try the most recently used
1022          * cluster group. We'll re-record the group used this pass
1023          * below. */
1024         ac->ac_last_group = osb->la_last_gd;
1025
1026         /* we used the generic suballoc reserve function, but we set
1027          * everything up nicely, so there's no reason why we can't use
1028          * the more specific cluster api to claim bits. */
1029         status = ocfs2_claim_clusters(osb, handle, ac, osb->local_alloc_bits,
1030                                       &cluster_off, &cluster_count);
1031         if (status == -ENOSPC) {
1032 retry_enospc:
1033                 /*
1034                  * Note: We could also try syncing the journal here to
1035                  * allow use of any free bits which the current
1036                  * transaction can't give us access to. --Mark
1037                  */
1038                 if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) ==
1039                     OCFS2_LA_DISABLED)
1040                         goto bail;
1041
1042                 ac->ac_bits_wanted = osb->local_alloc_default_bits;
1043                 status = ocfs2_claim_clusters(osb, handle, ac,
1044                                               osb->local_alloc_bits,
1045                                               &cluster_off,
1046                                               &cluster_count);
1047                 if (status == -ENOSPC)
1048                         goto retry_enospc;
1049                 /*
1050                  * We only shrunk the *minimum* number of in our
1051                  * request - it's entirely possible that the allocator
1052                  * might give us more than we asked for.
1053                  */
1054                 if (status == 0) {
1055                         spin_lock(&osb->osb_lock);
1056                         osb->local_alloc_bits = cluster_count;
1057                         spin_unlock(&osb->osb_lock);
1058                 }
1059         }
1060         if (status < 0) {
1061                 if (status != -ENOSPC)
1062                         mlog_errno(status);
1063                 goto bail;
1064         }
1065
1066         osb->la_last_gd = ac->ac_last_group;
1067
1068         la->la_bm_off = cpu_to_le32(cluster_off);
1069         alloc->id1.bitmap1.i_total = cpu_to_le32(cluster_count);
1070         /* just in case... In the future when we find space ourselves,
1071          * we don't have to get all contiguous -- but we'll have to
1072          * set all previously used bits in bitmap and update
1073          * la_bits_set before setting the bits in the main bitmap. */
1074         alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
1075         memset(OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap, 0,
1076                le16_to_cpu(la->la_size));
1077
1078         ocfs2_resmap_restart(&osb->osb_la_resmap, cluster_count,
1079                              OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap);
1080
1081         mlog(0, "New window allocated:\n");
1082         mlog(0, "window la_bm_off = %u\n",
1083              OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off);
1084         mlog(0, "window bits = %u\n", le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total));
1085
1086 bail:
1087         mlog_exit(status);
1088         return status;
1089 }
1090
1091 /* Note that we do *NOT* lock the local alloc inode here as
1092  * it's been locked already for us. */
1093 static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
1094                                           struct inode *local_alloc_inode)
1095 {
1096         int status = 0;
1097         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
1098         struct inode *main_bm_inode = NULL;
1099         handle_t *handle = NULL;
1100         struct ocfs2_dinode *alloc;
1101         struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
1102         struct ocfs2_alloc_context *ac = NULL;
1103
1104         mlog_entry_void();
1105
1106         ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_SLIDE);
1107
1108         /* This will lock the main bitmap for us. */
1109         status = ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(osb,
1110                                                       &ac,
1111                                                       &main_bm_inode,
1112                                                       &main_bm_bh);
1113         if (status < 0) {
1114                 if (status != -ENOSPC)
1115                         mlog_errno(status);
1116                 goto bail;
1117         }
1118
1119         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
1120         if (IS_ERR(handle)) {
1121                 status = PTR_ERR(handle);
1122                 handle = NULL;
1123                 mlog_errno(status);
1124                 goto bail;
1125         }
1126
1127         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
1128
1129         /* We want to clear the local alloc before doing anything
1130          * else, so that if we error later during this operation,
1131          * local alloc shutdown won't try to double free main bitmap
1132          * bits. Make a copy so the sync function knows which bits to
1133          * free. */
1134         alloc_copy = kmalloc(osb->local_alloc_bh->b_size, GFP_NOFS);
1135         if (!alloc_copy) {
1136                 status = -ENOMEM;
1137                 mlog_errno(status);
1138                 goto bail;
1139         }
1140         memcpy(alloc_copy, alloc, osb->local_alloc_bh->b_size);
1141
1142         status = ocfs2_journal_access_di(handle,
1143                                          INODE_CACHE(local_alloc_inode),
1144                                          osb->local_alloc_bh,
1145                                          OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
1146         if (status < 0) {
1147                 mlog_errno(status);
1148                 goto bail;
1149         }
1150
1151         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
1152         ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
1153
1154         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
1155                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
1156         if (status < 0) {
1157                 mlog_errno(status);
1158                 goto bail;
1159         }
1160
1161         status = ocfs2_local_alloc_new_window(osb, handle, ac);
1162         if (status < 0) {
1163                 if (status != -ENOSPC)
1164                         mlog_errno(status);
1165                 goto bail;
1166         }
1167
1168         atomic_inc(&osb->alloc_stats.moves);
1169
1170 bail:
1171         if (handle)
1172                 ocfs2_commit_trans(osb, handle);
1173
1174         brelse(main_bm_bh);
1175
1176         if (main_bm_inode)
1177                 iput(main_bm_inode);
1178
1179         if (alloc_copy)
1180                 kfree(alloc_copy);
1181
1182         if (ac)
1183                 ocfs2_free_alloc_context(ac);
1184
1185         mlog_exit(status);
1186         return status;
1187 }
1188