Merge branch 'core-iommu-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[pandora-kernel.git] / fs / ubifs / budget.c
1 /*
2  * This file is part of UBIFS.
3  *
4  * Copyright (C) 2006-2008 Nokia Corporation.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
7  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published by
8  * the Free Software Foundation.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
11  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
12  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
13  * more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU General Public License along with
16  * this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 51
17  * Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
18  *
19  * Authors: Adrian Hunter
20  *          Artem Bityutskiy (Битюцкий Артём)
21  */
22
23 /*
24  * This file implements the budgeting sub-system which is responsible for UBIFS
25  * space management.
26  *
27  * Factors such as compression, wasted space at the ends of LEBs, space in other
28  * journal heads, the effect of updates on the index, and so on, make it
29  * impossible to accurately predict the amount of space needed. Consequently
30  * approximations are used.
31  */
32
33 #include "ubifs.h"
34 #include <linux/writeback.h>
35 #include <linux/math64.h>
36
37 /*
38  * When pessimistic budget calculations say that there is no enough space,
39  * UBIFS starts writing back dirty inodes and pages, doing garbage collection,
40  * or committing. The below constant defines maximum number of times UBIFS
41  * repeats the operations.
42  */
43 #define MAX_MKSPC_RETRIES 3
44
45 /*
46  * The below constant defines amount of dirty pages which should be written
47  * back at when trying to shrink the liability.
48  */
49 #define NR_TO_WRITE 16
50
51 /**
52  * shrink_liability - write-back some dirty pages/inodes.
53  * @c: UBIFS file-system description object
54  * @nr_to_write: how many dirty pages to write-back
55  *
56  * This function shrinks UBIFS liability by means of writing back some amount
57  * of dirty inodes and their pages. Returns the amount of pages which were
58  * written back. The returned value does not include dirty inodes which were
59  * synchronized.
60  *
61  * Note, this function synchronizes even VFS inodes which are locked
62  * (@i_mutex) by the caller of the budgeting function, because write-back does
63  * not touch @i_mutex.
64  */
65 static int shrink_liability(struct ubifs_info *c, int nr_to_write)
66 {
67         int nr_written;
68
69         nr_written = writeback_inodes_sb(c->vfs_sb);
70         if (!nr_written) {
71                 /*
72                  * Re-try again but wait on pages/inodes which are being
73                  * written-back concurrently (e.g., by pdflush).
74                  */
75                 nr_written = sync_inodes_sb(c->vfs_sb);
76         }
77
78         dbg_budg("%d pages were written back", nr_written);
79         return nr_written;
80 }
81
82 /**
83  * run_gc - run garbage collector.
84  * @c: UBIFS file-system description object
85  *
86  * This function runs garbage collector to make some more free space. Returns
87  * zero if a free LEB has been produced, %-EAGAIN if commit is required, and a
88  * negative error code in case of failure.
89  */
90 static int run_gc(struct ubifs_info *c)
91 {
92         int err, lnum;
93
94         /* Make some free space by garbage-collecting dirty space */
95         down_read(&c->commit_sem);
96         lnum = ubifs_garbage_collect(c, 1);
97         up_read(&c->commit_sem);
98         if (lnum < 0)
99                 return lnum;
100
101         /* GC freed one LEB, return it to lprops */
102         dbg_budg("GC freed LEB %d", lnum);
103         err = ubifs_return_leb(c, lnum);
104         if (err)
105                 return err;
106         return 0;
107 }
108
109 /**
110  * get_liability - calculate current liability.
111  * @c: UBIFS file-system description object
112  *
113  * This function calculates and returns current UBIFS liability, i.e. the
114  * amount of bytes UBIFS has "promised" to write to the media.
115  */
116 static long long get_liability(struct ubifs_info *c)
117 {
118         long long liab;
119
120         spin_lock(&c->space_lock);
121         liab = c->budg_idx_growth + c->budg_data_growth + c->budg_dd_growth;
122         spin_unlock(&c->space_lock);
123         return liab;
124 }
125
126 /**
127  * make_free_space - make more free space on the file-system.
128  * @c: UBIFS file-system description object
129  *
130  * This function is called when an operation cannot be budgeted because there
131  * is supposedly no free space. But in most cases there is some free space:
132  *   o budgeting is pessimistic, so it always budgets more than it is actually
133  *     needed, so shrinking the liability is one way to make free space - the
134  *     cached data will take less space then it was budgeted for;
135  *   o GC may turn some dark space into free space (budgeting treats dark space
136  *     as not available);
137  *   o commit may free some LEB, i.e., turn freeable LEBs into free LEBs.
138  *
139  * So this function tries to do the above. Returns %-EAGAIN if some free space
140  * was presumably made and the caller has to re-try budgeting the operation.
141  * Returns %-ENOSPC if it couldn't do more free space, and other negative error
142  * codes on failures.
143  */
144 static int make_free_space(struct ubifs_info *c)
145 {
146         int err, retries = 0;
147         long long liab1, liab2;
148
149         do {
150                 liab1 = get_liability(c);
151                 /*
152                  * We probably have some dirty pages or inodes (liability), try
153                  * to write them back.
154                  */
155                 dbg_budg("liability %lld, run write-back", liab1);
156                 shrink_liability(c, NR_TO_WRITE);
157
158                 liab2 = get_liability(c);
159                 if (liab2 < liab1)
160                         return -EAGAIN;
161
162                 dbg_budg("new liability %lld (not shrinked)", liab2);
163
164                 /* Liability did not shrink again, try GC */
165                 dbg_budg("Run GC");
166                 err = run_gc(c);
167                 if (!err)
168                         return -EAGAIN;
169
170                 if (err != -EAGAIN && err != -ENOSPC)
171                         /* Some real error happened */
172                         return err;
173
174                 dbg_budg("Run commit (retries %d)", retries);
175                 err = ubifs_run_commit(c);
176                 if (err)
177                         return err;
178         } while (retries++ < MAX_MKSPC_RETRIES);
179
180         return -ENOSPC;
181 }
182
183 /**
184  * ubifs_calc_min_idx_lebs - calculate amount of LEBs for the index.
185  * @c: UBIFS file-system description object
186  *
187  * This function calculates and returns the number of LEBs which should be kept
188  * for index usage.
189  */
190 int ubifs_calc_min_idx_lebs(struct ubifs_info *c)
191 {
192         int idx_lebs;
193         long long idx_size;
194
195         idx_size = c->old_idx_sz + c->budg_idx_growth + c->budg_uncommitted_idx;
196         /* And make sure we have thrice the index size of space reserved */
197         idx_size += idx_size << 1;
198         /*
199          * We do not maintain 'old_idx_size' as 'old_idx_lebs'/'old_idx_bytes'
200          * pair, nor similarly the two variables for the new index size, so we
201          * have to do this costly 64-bit division on fast-path.
202          */
203         idx_lebs = div_u64(idx_size + c->idx_leb_size - 1, c->idx_leb_size);
204         /*
205          * The index head is not available for the in-the-gaps method, so add an
206          * extra LEB to compensate.
207          */
208         idx_lebs += 1;
209         if (idx_lebs < MIN_INDEX_LEBS)
210                 idx_lebs = MIN_INDEX_LEBS;
211         return idx_lebs;
212 }
213
214 /**
215  * ubifs_calc_available - calculate available FS space.
216  * @c: UBIFS file-system description object
217  * @min_idx_lebs: minimum number of LEBs reserved for the index
218  *
219  * This function calculates and returns amount of FS space available for use.
220  */
221 long long ubifs_calc_available(const struct ubifs_info *c, int min_idx_lebs)
222 {
223         int subtract_lebs;
224         long long available;
225
226         available = c->main_bytes - c->lst.total_used;
227
228         /*
229          * Now 'available' contains theoretically available flash space
230          * assuming there is no index, so we have to subtract the space which
231          * is reserved for the index.
232          */
233         subtract_lebs = min_idx_lebs;
234
235         /* Take into account that GC reserves one LEB for its own needs */
236         subtract_lebs += 1;
237
238         /*
239          * The GC journal head LEB is not really accessible. And since
240          * different write types go to different heads, we may count only on
241          * one head's space.
242          */
243         subtract_lebs += c->jhead_cnt - 1;
244
245         /* We also reserve one LEB for deletions, which bypass budgeting */
246         subtract_lebs += 1;
247
248         available -= (long long)subtract_lebs * c->leb_size;
249
250         /* Subtract the dead space which is not available for use */
251         available -= c->lst.total_dead;
252
253         /*
254          * Subtract dark space, which might or might not be usable - it depends
255          * on the data which we have on the media and which will be written. If
256          * this is a lot of uncompressed or not-compressible data, the dark
257          * space cannot be used.
258          */
259         available -= c->lst.total_dark;
260
261         /*
262          * However, there is more dark space. The index may be bigger than
263          * @min_idx_lebs. Those extra LEBs are assumed to be available, but
264          * their dark space is not included in total_dark, so it is subtracted
265          * here.
266          */
267         if (c->lst.idx_lebs > min_idx_lebs) {
268                 subtract_lebs = c->lst.idx_lebs - min_idx_lebs;
269                 available -= subtract_lebs * c->dark_wm;
270         }
271
272         /* The calculations are rough and may end up with a negative number */
273         return available > 0 ? available : 0;
274 }
275
276 /**
277  * can_use_rp - check whether the user is allowed to use reserved pool.
278  * @c: UBIFS file-system description object
279  *
280  * UBIFS has so-called "reserved pool" which is flash space reserved
281  * for the superuser and for uses whose UID/GID is recorded in UBIFS superblock.
282  * This function checks whether current user is allowed to use reserved pool.
283  * Returns %1  current user is allowed to use reserved pool and %0 otherwise.
284  */
285 static int can_use_rp(struct ubifs_info *c)
286 {
287         if (current_fsuid() == c->rp_uid || capable(CAP_SYS_RESOURCE) ||
288             (c->rp_gid != 0 && in_group_p(c->rp_gid)))
289                 return 1;
290         return 0;
291 }
292
293 /**
294  * do_budget_space - reserve flash space for index and data growth.
295  * @c: UBIFS file-system description object
296  *
297  * This function makes sure UBIFS has enough free LEBs for index growth and
298  * data.
299  *
300  * When budgeting index space, UBIFS reserves thrice as many LEBs as the index
301  * would take if it was consolidated and written to the flash. This guarantees
302  * that the "in-the-gaps" commit method always succeeds and UBIFS will always
303  * be able to commit dirty index. So this function basically adds amount of
304  * budgeted index space to the size of the current index, multiplies this by 3,
305  * and makes sure this does not exceed the amount of free LEBs.
306  *
307  * Notes about @c->min_idx_lebs and @c->lst.idx_lebs variables:
308  * o @c->lst.idx_lebs is the number of LEBs the index currently uses. It might
309  *    be large, because UBIFS does not do any index consolidation as long as
310  *    there is free space. IOW, the index may take a lot of LEBs, but the LEBs
311  *    will contain a lot of dirt.
312  * o @c->min_idx_lebs is the number of LEBS the index presumably takes. IOW,
313  *    the index may be consolidated to take up to @c->min_idx_lebs LEBs.
314  *
315  * This function returns zero in case of success, and %-ENOSPC in case of
316  * failure.
317  */
318 static int do_budget_space(struct ubifs_info *c)
319 {
320         long long outstanding, available;
321         int lebs, rsvd_idx_lebs, min_idx_lebs;
322
323         /* First budget index space */
324         min_idx_lebs = ubifs_calc_min_idx_lebs(c);
325
326         /* Now 'min_idx_lebs' contains number of LEBs to reserve */
327         if (min_idx_lebs > c->lst.idx_lebs)
328                 rsvd_idx_lebs = min_idx_lebs - c->lst.idx_lebs;
329         else
330                 rsvd_idx_lebs = 0;
331
332         /*
333          * The number of LEBs that are available to be used by the index is:
334          *
335          *    @c->lst.empty_lebs + @c->freeable_cnt + @c->idx_gc_cnt -
336          *    @c->lst.taken_empty_lebs
337          *
338          * @c->lst.empty_lebs are available because they are empty.
339          * @c->freeable_cnt are available because they contain only free and
340          * dirty space, @c->idx_gc_cnt are available because they are index
341          * LEBs that have been garbage collected and are awaiting the commit
342          * before they can be used. And the in-the-gaps method will grab these
343          * if it needs them. @c->lst.taken_empty_lebs are empty LEBs that have
344          * already been allocated for some purpose.
345          *
346          * Note, @c->idx_gc_cnt is included to both @c->lst.empty_lebs (because
347          * these LEBs are empty) and to @c->lst.taken_empty_lebs (because they
348          * are taken until after the commit).
349          *
350          * Note, @c->lst.taken_empty_lebs may temporarily be higher by one
351          * because of the way we serialize LEB allocations and budgeting. See a
352          * comment in 'ubifs_find_free_space()'.
353          */
354         lebs = c->lst.empty_lebs + c->freeable_cnt + c->idx_gc_cnt -
355                c->lst.taken_empty_lebs;
356         if (unlikely(rsvd_idx_lebs > lebs)) {
357                 dbg_budg("out of indexing space: min_idx_lebs %d (old %d), "
358                          "rsvd_idx_lebs %d", min_idx_lebs, c->min_idx_lebs,
359                          rsvd_idx_lebs);
360                 return -ENOSPC;
361         }
362
363         available = ubifs_calc_available(c, min_idx_lebs);
364         outstanding = c->budg_data_growth + c->budg_dd_growth;
365
366         if (unlikely(available < outstanding)) {
367                 dbg_budg("out of data space: available %lld, outstanding %lld",
368                          available, outstanding);
369                 return -ENOSPC;
370         }
371
372         if (available - outstanding <= c->rp_size && !can_use_rp(c))
373                 return -ENOSPC;
374
375         c->min_idx_lebs = min_idx_lebs;
376         return 0;
377 }
378
379 /**
380  * calc_idx_growth - calculate approximate index growth from budgeting request.
381  * @c: UBIFS file-system description object
382  * @req: budgeting request
383  *
384  * For now we assume each new node adds one znode. But this is rather poor
385  * approximation, though.
386  */
387 static int calc_idx_growth(const struct ubifs_info *c,
388                            const struct ubifs_budget_req *req)
389 {
390         int znodes;
391
392         znodes = req->new_ino + (req->new_page << UBIFS_BLOCKS_PER_PAGE_SHIFT) +
393                  req->new_dent;
394         return znodes * c->max_idx_node_sz;
395 }
396
397 /**
398  * calc_data_growth - calculate approximate amount of new data from budgeting
399  * request.
400  * @c: UBIFS file-system description object
401  * @req: budgeting request
402  */
403 static int calc_data_growth(const struct ubifs_info *c,
404                             const struct ubifs_budget_req *req)
405 {
406         int data_growth;
407
408         data_growth = req->new_ino  ? c->inode_budget : 0;
409         if (req->new_page)
410                 data_growth += c->page_budget;
411         if (req->new_dent)
412                 data_growth += c->dent_budget;
413         data_growth += req->new_ino_d;
414         return data_growth;
415 }
416
417 /**
418  * calc_dd_growth - calculate approximate amount of data which makes other data
419  * dirty from budgeting request.
420  * @c: UBIFS file-system description object
421  * @req: budgeting request
422  */
423 static int calc_dd_growth(const struct ubifs_info *c,
424                           const struct ubifs_budget_req *req)
425 {
426         int dd_growth;
427
428         dd_growth = req->dirtied_page ? c->page_budget : 0;
429
430         if (req->dirtied_ino)
431                 dd_growth += c->inode_budget << (req->dirtied_ino - 1);
432         if (req->mod_dent)
433                 dd_growth += c->dent_budget;
434         dd_growth += req->dirtied_ino_d;
435         return dd_growth;
436 }
437
438 /**
439  * ubifs_budget_space - ensure there is enough space to complete an operation.
440  * @c: UBIFS file-system description object
441  * @req: budget request
442  *
443  * This function allocates budget for an operation. It uses pessimistic
444  * approximation of how much flash space the operation needs. The goal of this
445  * function is to make sure UBIFS always has flash space to flush all dirty
446  * pages, dirty inodes, and dirty znodes (liability). This function may force
447  * commit, garbage-collection or write-back. Returns zero in case of success,
448  * %-ENOSPC if there is no free space and other negative error codes in case of
449  * failures.
450  */
451 int ubifs_budget_space(struct ubifs_info *c, struct ubifs_budget_req *req)
452 {
453         int uninitialized_var(cmt_retries), uninitialized_var(wb_retries);
454         int err, idx_growth, data_growth, dd_growth, retried = 0;
455
456         ubifs_assert(req->new_page <= 1);
457         ubifs_assert(req->dirtied_page <= 1);
458         ubifs_assert(req->new_dent <= 1);
459         ubifs_assert(req->mod_dent <= 1);
460         ubifs_assert(req->new_ino <= 1);
461         ubifs_assert(req->new_ino_d <= UBIFS_MAX_INO_DATA);
462         ubifs_assert(req->dirtied_ino <= 4);
463         ubifs_assert(req->dirtied_ino_d <= UBIFS_MAX_INO_DATA * 4);
464         ubifs_assert(!(req->new_ino_d & 7));
465         ubifs_assert(!(req->dirtied_ino_d & 7));
466
467         data_growth = calc_data_growth(c, req);
468         dd_growth = calc_dd_growth(c, req);
469         if (!data_growth && !dd_growth)
470                 return 0;
471         idx_growth = calc_idx_growth(c, req);
472
473 again:
474         spin_lock(&c->space_lock);
475         ubifs_assert(c->budg_idx_growth >= 0);
476         ubifs_assert(c->budg_data_growth >= 0);
477         ubifs_assert(c->budg_dd_growth >= 0);
478
479         if (unlikely(c->nospace) && (c->nospace_rp || !can_use_rp(c))) {
480                 dbg_budg("no space");
481                 spin_unlock(&c->space_lock);
482                 return -ENOSPC;
483         }
484
485         c->budg_idx_growth += idx_growth;
486         c->budg_data_growth += data_growth;
487         c->budg_dd_growth += dd_growth;
488
489         err = do_budget_space(c);
490         if (likely(!err)) {
491                 req->idx_growth = idx_growth;
492                 req->data_growth = data_growth;
493                 req->dd_growth = dd_growth;
494                 spin_unlock(&c->space_lock);
495                 return 0;
496         }
497
498         /* Restore the old values */
499         c->budg_idx_growth -= idx_growth;
500         c->budg_data_growth -= data_growth;
501         c->budg_dd_growth -= dd_growth;
502         spin_unlock(&c->space_lock);
503
504         if (req->fast) {
505                 dbg_budg("no space for fast budgeting");
506                 return err;
507         }
508
509         err = make_free_space(c);
510         cond_resched();
511         if (err == -EAGAIN) {
512                 dbg_budg("try again");
513                 goto again;
514         } else if (err == -ENOSPC) {
515                 if (!retried) {
516                         retried = 1;
517                         dbg_budg("-ENOSPC, but anyway try once again");
518                         goto again;
519                 }
520                 dbg_budg("FS is full, -ENOSPC");
521                 c->nospace = 1;
522                 if (can_use_rp(c) || c->rp_size == 0)
523                         c->nospace_rp = 1;
524                 smp_wmb();
525         } else
526                 ubifs_err("cannot budget space, error %d", err);
527         return err;
528 }
529
530 /**
531  * ubifs_release_budget - release budgeted free space.
532  * @c: UBIFS file-system description object
533  * @req: budget request
534  *
535  * This function releases the space budgeted by 'ubifs_budget_space()'. Note,
536  * since the index changes (which were budgeted for in @req->idx_growth) will
537  * only be written to the media on commit, this function moves the index budget
538  * from @c->budg_idx_growth to @c->budg_uncommitted_idx. The latter will be
539  * zeroed by the commit operation.
540  */
541 void ubifs_release_budget(struct ubifs_info *c, struct ubifs_budget_req *req)
542 {
543         ubifs_assert(req->new_page <= 1);
544         ubifs_assert(req->dirtied_page <= 1);
545         ubifs_assert(req->new_dent <= 1);
546         ubifs_assert(req->mod_dent <= 1);
547         ubifs_assert(req->new_ino <= 1);
548         ubifs_assert(req->new_ino_d <= UBIFS_MAX_INO_DATA);
549         ubifs_assert(req->dirtied_ino <= 4);
550         ubifs_assert(req->dirtied_ino_d <= UBIFS_MAX_INO_DATA * 4);
551         ubifs_assert(!(req->new_ino_d & 7));
552         ubifs_assert(!(req->dirtied_ino_d & 7));
553         if (!req->recalculate) {
554                 ubifs_assert(req->idx_growth >= 0);
555                 ubifs_assert(req->data_growth >= 0);
556                 ubifs_assert(req->dd_growth >= 0);
557         }
558
559         if (req->recalculate) {
560                 req->data_growth = calc_data_growth(c, req);
561                 req->dd_growth = calc_dd_growth(c, req);
562                 req->idx_growth = calc_idx_growth(c, req);
563         }
564
565         if (!req->data_growth && !req->dd_growth)
566                 return;
567
568         c->nospace = c->nospace_rp = 0;
569         smp_wmb();
570
571         spin_lock(&c->space_lock);
572         c->budg_idx_growth -= req->idx_growth;
573         c->budg_uncommitted_idx += req->idx_growth;
574         c->budg_data_growth -= req->data_growth;
575         c->budg_dd_growth -= req->dd_growth;
576         c->min_idx_lebs = ubifs_calc_min_idx_lebs(c);
577
578         ubifs_assert(c->budg_idx_growth >= 0);
579         ubifs_assert(c->budg_data_growth >= 0);
580         ubifs_assert(c->budg_dd_growth >= 0);
581         ubifs_assert(c->min_idx_lebs < c->main_lebs);
582         ubifs_assert(!(c->budg_idx_growth & 7));
583         ubifs_assert(!(c->budg_data_growth & 7));
584         ubifs_assert(!(c->budg_dd_growth & 7));
585         spin_unlock(&c->space_lock);
586 }
587
588 /**
589  * ubifs_convert_page_budget - convert budget of a new page.
590  * @c: UBIFS file-system description object
591  *
592  * This function converts budget which was allocated for a new page of data to
593  * the budget of changing an existing page of data. The latter is smaller than
594  * the former, so this function only does simple re-calculation and does not
595  * involve any write-back.
596  */
597 void ubifs_convert_page_budget(struct ubifs_info *c)
598 {
599         spin_lock(&c->space_lock);
600         /* Release the index growth reservation */
601         c->budg_idx_growth -= c->max_idx_node_sz << UBIFS_BLOCKS_PER_PAGE_SHIFT;
602         /* Release the data growth reservation */
603         c->budg_data_growth -= c->page_budget;
604         /* Increase the dirty data growth reservation instead */
605         c->budg_dd_growth += c->page_budget;
606         /* And re-calculate the indexing space reservation */
607         c->min_idx_lebs = ubifs_calc_min_idx_lebs(c);
608         spin_unlock(&c->space_lock);
609 }
610
611 /**
612  * ubifs_release_dirty_inode_budget - release dirty inode budget.
613  * @c: UBIFS file-system description object
614  * @ui: UBIFS inode to release the budget for
615  *
616  * This function releases budget corresponding to a dirty inode. It is usually
617  * called when after the inode has been written to the media and marked as
618  * clean. It also causes the "no space" flags to be cleared.
619  */
620 void ubifs_release_dirty_inode_budget(struct ubifs_info *c,
621                                       struct ubifs_inode *ui)
622 {
623         struct ubifs_budget_req req;
624
625         memset(&req, 0, sizeof(struct ubifs_budget_req));
626         /* The "no space" flags will be cleared because dd_growth is > 0 */
627         req.dd_growth = c->inode_budget + ALIGN(ui->data_len, 8);
628         ubifs_release_budget(c, &req);
629 }
630
631 /**
632  * ubifs_reported_space - calculate reported free space.
633  * @c: the UBIFS file-system description object
634  * @free: amount of free space
635  *
636  * This function calculates amount of free space which will be reported to
637  * user-space. User-space application tend to expect that if the file-system
638  * (e.g., via the 'statfs()' call) reports that it has N bytes available, they
639  * are able to write a file of size N. UBIFS attaches node headers to each data
640  * node and it has to write indexing nodes as well. This introduces additional
641  * overhead, and UBIFS has to report slightly less free space to meet the above
642  * expectations.
643  *
644  * This function assumes free space is made up of uncompressed data nodes and
645  * full index nodes (one per data node, tripled because we always allow enough
646  * space to write the index thrice).
647  *
648  * Note, the calculation is pessimistic, which means that most of the time
649  * UBIFS reports less space than it actually has.
650  */
651 long long ubifs_reported_space(const struct ubifs_info *c, long long free)
652 {
653         int divisor, factor, f;
654
655         /*
656          * Reported space size is @free * X, where X is UBIFS block size
657          * divided by UBIFS block size + all overhead one data block
658          * introduces. The overhead is the node header + indexing overhead.
659          *
660          * Indexing overhead calculations are based on the following formula:
661          * I = N/(f - 1) + 1, where I - number of indexing nodes, N - number
662          * of data nodes, f - fanout. Because effective UBIFS fanout is twice
663          * as less than maximum fanout, we assume that each data node
664          * introduces 3 * @c->max_idx_node_sz / (@c->fanout/2 - 1) bytes.
665          * Note, the multiplier 3 is because UBIFS reserves thrice as more space
666          * for the index.
667          */
668         f = c->fanout > 3 ? c->fanout >> 1 : 2;
669         factor = UBIFS_BLOCK_SIZE;
670         divisor = UBIFS_MAX_DATA_NODE_SZ;
671         divisor += (c->max_idx_node_sz * 3) / (f - 1);
672         free *= factor;
673         return div_u64(free, divisor);
674 }
675
676 /**
677  * ubifs_get_free_space_nolock - return amount of free space.
678  * @c: UBIFS file-system description object
679  *
680  * This function calculates amount of free space to report to user-space.
681  *
682  * Because UBIFS may introduce substantial overhead (the index, node headers,
683  * alignment, wastage at the end of LEBs, etc), it cannot report real amount of
684  * free flash space it has (well, because not all dirty space is reclaimable,
685  * UBIFS does not actually know the real amount). If UBIFS did so, it would
686  * bread user expectations about what free space is. Users seem to accustomed
687  * to assume that if the file-system reports N bytes of free space, they would
688  * be able to fit a file of N bytes to the FS. This almost works for
689  * traditional file-systems, because they have way less overhead than UBIFS.
690  * So, to keep users happy, UBIFS tries to take the overhead into account.
691  */
692 long long ubifs_get_free_space_nolock(struct ubifs_info *c)
693 {
694         int rsvd_idx_lebs, lebs;
695         long long available, outstanding, free;
696
697         ubifs_assert(c->min_idx_lebs == ubifs_calc_min_idx_lebs(c));
698         outstanding = c->budg_data_growth + c->budg_dd_growth;
699         available = ubifs_calc_available(c, c->min_idx_lebs);
700
701         /*
702          * When reporting free space to user-space, UBIFS guarantees that it is
703          * possible to write a file of free space size. This means that for
704          * empty LEBs we may use more precise calculations than
705          * 'ubifs_calc_available()' is using. Namely, we know that in empty
706          * LEBs we would waste only @c->leb_overhead bytes, not @c->dark_wm.
707          * Thus, amend the available space.
708          *
709          * Note, the calculations below are similar to what we have in
710          * 'do_budget_space()', so refer there for comments.
711          */
712         if (c->min_idx_lebs > c->lst.idx_lebs)
713                 rsvd_idx_lebs = c->min_idx_lebs - c->lst.idx_lebs;
714         else
715                 rsvd_idx_lebs = 0;
716         lebs = c->lst.empty_lebs + c->freeable_cnt + c->idx_gc_cnt -
717                c->lst.taken_empty_lebs;
718         lebs -= rsvd_idx_lebs;
719         available += lebs * (c->dark_wm - c->leb_overhead);
720
721         if (available > outstanding)
722                 free = ubifs_reported_space(c, available - outstanding);
723         else
724                 free = 0;
725         return free;
726 }
727
728 /**
729  * ubifs_get_free_space - return amount of free space.
730  * @c: UBIFS file-system description object
731  *
732  * This function calculates and retuns amount of free space to report to
733  * user-space.
734  */
735 long long ubifs_get_free_space(struct ubifs_info *c)
736 {
737         long long free;
738
739         spin_lock(&c->space_lock);
740         free = ubifs_get_free_space_nolock(c);
741         spin_unlock(&c->space_lock);
742
743         return free;
744 }