Merge branch 'bjorn-notify' into release
[pandora-kernel.git] / fs / gfs2 / rgrp.c
1 /*
2  * Copyright (C) Sistina Software, Inc.  1997-2003 All rights reserved.
3  * Copyright (C) 2004-2008 Red Hat, Inc.  All rights reserved.
4  *
5  * This copyrighted material is made available to anyone wishing to use,
6  * modify, copy, or redistribute it subject to the terms and conditions
7  * of the GNU General Public License version 2.
8  */
9
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/spinlock.h>
12 #include <linux/completion.h>
13 #include <linux/buffer_head.h>
14 #include <linux/fs.h>
15 #include <linux/gfs2_ondisk.h>
16 #include <linux/prefetch.h>
17 #include <linux/blkdev.h>
18
19 #include "gfs2.h"
20 #include "incore.h"
21 #include "glock.h"
22 #include "glops.h"
23 #include "lops.h"
24 #include "meta_io.h"
25 #include "quota.h"
26 #include "rgrp.h"
27 #include "super.h"
28 #include "trans.h"
29 #include "util.h"
30 #include "log.h"
31 #include "inode.h"
32 #include "trace_gfs2.h"
33
34 #define BFITNOENT ((u32)~0)
35 #define NO_BLOCK ((u64)~0)
36
37 #if BITS_PER_LONG == 32
38 #define LBITMASK   (0x55555555UL)
39 #define LBITSKIP55 (0x55555555UL)
40 #define LBITSKIP00 (0x00000000UL)
41 #else
42 #define LBITMASK   (0x5555555555555555UL)
43 #define LBITSKIP55 (0x5555555555555555UL)
44 #define LBITSKIP00 (0x0000000000000000UL)
45 #endif
46
47 /*
48  * These routines are used by the resource group routines (rgrp.c)
49  * to keep track of block allocation.  Each block is represented by two
50  * bits.  So, each byte represents GFS2_NBBY (i.e. 4) blocks.
51  *
52  * 0 = Free
53  * 1 = Used (not metadata)
54  * 2 = Unlinked (still in use) inode
55  * 3 = Used (metadata)
56  */
57
58 static const char valid_change[16] = {
59                 /* current */
60         /* n */ 0, 1, 1, 1,
61         /* e */ 1, 0, 0, 0,
62         /* w */ 0, 0, 0, 1,
63                 1, 0, 0, 0
64 };
65
66 static u32 rgblk_search(struct gfs2_rgrpd *rgd, u32 goal,
67                         unsigned char old_state, unsigned char new_state,
68                         unsigned int *n);
69
70 /**
71  * gfs2_setbit - Set a bit in the bitmaps
72  * @buffer: the buffer that holds the bitmaps
73  * @buflen: the length (in bytes) of the buffer
74  * @block: the block to set
75  * @new_state: the new state of the block
76  *
77  */
78
79 static inline void gfs2_setbit(struct gfs2_rgrpd *rgd, unsigned char *buf1,
80                                unsigned char *buf2, unsigned int offset,
81                                unsigned int buflen, u32 block,
82                                unsigned char new_state)
83 {
84         unsigned char *byte1, *byte2, *end, cur_state;
85         const unsigned int bit = (block % GFS2_NBBY) * GFS2_BIT_SIZE;
86
87         byte1 = buf1 + offset + (block / GFS2_NBBY);
88         end = buf1 + offset + buflen;
89
90         BUG_ON(byte1 >= end);
91
92         cur_state = (*byte1 >> bit) & GFS2_BIT_MASK;
93
94         if (unlikely(!valid_change[new_state * 4 + cur_state])) {
95                 gfs2_consist_rgrpd(rgd);
96                 return;
97         }
98         *byte1 ^= (cur_state ^ new_state) << bit;
99
100         if (buf2) {
101                 byte2 = buf2 + offset + (block / GFS2_NBBY);
102                 cur_state = (*byte2 >> bit) & GFS2_BIT_MASK;
103                 *byte2 ^= (cur_state ^ new_state) << bit;
104         }
105 }
106
107 /**
108  * gfs2_testbit - test a bit in the bitmaps
109  * @buffer: the buffer that holds the bitmaps
110  * @buflen: the length (in bytes) of the buffer
111  * @block: the block to read
112  *
113  */
114
115 static inline unsigned char gfs2_testbit(struct gfs2_rgrpd *rgd,
116                                          const unsigned char *buffer,
117                                          unsigned int buflen, u32 block)
118 {
119         const unsigned char *byte, *end;
120         unsigned char cur_state;
121         unsigned int bit;
122
123         byte = buffer + (block / GFS2_NBBY);
124         bit = (block % GFS2_NBBY) * GFS2_BIT_SIZE;
125         end = buffer + buflen;
126
127         gfs2_assert(rgd->rd_sbd, byte < end);
128
129         cur_state = (*byte >> bit) & GFS2_BIT_MASK;
130
131         return cur_state;
132 }
133
134 /**
135  * gfs2_bit_search
136  * @ptr: Pointer to bitmap data
137  * @mask: Mask to use (normally 0x55555.... but adjusted for search start)
138  * @state: The state we are searching for
139  *
140  * We xor the bitmap data with a patter which is the bitwise opposite
141  * of what we are looking for, this gives rise to a pattern of ones
142  * wherever there is a match. Since we have two bits per entry, we
143  * take this pattern, shift it down by one place and then and it with
144  * the original. All the even bit positions (0,2,4, etc) then represent
145  * successful matches, so we mask with 0x55555..... to remove the unwanted
146  * odd bit positions.
147  *
148  * This allows searching of a whole u64 at once (32 blocks) with a
149  * single test (on 64 bit arches).
150  */
151
152 static inline u64 gfs2_bit_search(const __le64 *ptr, u64 mask, u8 state)
153 {
154         u64 tmp;
155         static const u64 search[] = {
156                 [0] = 0xffffffffffffffffULL,
157                 [1] = 0xaaaaaaaaaaaaaaaaULL,
158                 [2] = 0x5555555555555555ULL,
159                 [3] = 0x0000000000000000ULL,
160         };
161         tmp = le64_to_cpu(*ptr) ^ search[state];
162         tmp &= (tmp >> 1);
163         tmp &= mask;
164         return tmp;
165 }
166
167 /**
168  * gfs2_bitfit - Search an rgrp's bitmap buffer to find a bit-pair representing
169  *       a block in a given allocation state.
170  * @buffer: the buffer that holds the bitmaps
171  * @len: the length (in bytes) of the buffer
172  * @goal: start search at this block's bit-pair (within @buffer)
173  * @state: GFS2_BLKST_XXX the state of the block we're looking for.
174  *
175  * Scope of @goal and returned block number is only within this bitmap buffer,
176  * not entire rgrp or filesystem.  @buffer will be offset from the actual
177  * beginning of a bitmap block buffer, skipping any header structures, but
178  * headers are always a multiple of 64 bits long so that the buffer is
179  * always aligned to a 64 bit boundary.
180  *
181  * The size of the buffer is in bytes, but is it assumed that it is
182  * always ok to to read a complete multiple of 64 bits at the end
183  * of the block in case the end is no aligned to a natural boundary.
184  *
185  * Return: the block number (bitmap buffer scope) that was found
186  */
187
188 static u32 gfs2_bitfit(const u8 *buf, const unsigned int len,
189                        u32 goal, u8 state)
190 {
191         u32 spoint = (goal << 1) & ((8*sizeof(u64)) - 1);
192         const __le64 *ptr = ((__le64 *)buf) + (goal >> 5);
193         const __le64 *end = (__le64 *)(buf + ALIGN(len, sizeof(u64)));
194         u64 tmp;
195         u64 mask = 0x5555555555555555ULL;
196         u32 bit;
197
198         BUG_ON(state > 3);
199
200         /* Mask off bits we don't care about at the start of the search */
201         mask <<= spoint;
202         tmp = gfs2_bit_search(ptr, mask, state);
203         ptr++;
204         while(tmp == 0 && ptr < end) {
205                 tmp = gfs2_bit_search(ptr, 0x5555555555555555ULL, state);
206                 ptr++;
207         }
208         /* Mask off any bits which are more than len bytes from the start */
209         if (ptr == end && (len & (sizeof(u64) - 1)))
210                 tmp &= (((u64)~0) >> (64 - 8*(len & (sizeof(u64) - 1))));
211         /* Didn't find anything, so return */
212         if (tmp == 0)
213                 return BFITNOENT;
214         ptr--;
215         bit = __ffs64(tmp);
216         bit /= 2;       /* two bits per entry in the bitmap */
217         return (((const unsigned char *)ptr - buf) * GFS2_NBBY) + bit;
218 }
219
220 /**
221  * gfs2_bitcount - count the number of bits in a certain state
222  * @buffer: the buffer that holds the bitmaps
223  * @buflen: the length (in bytes) of the buffer
224  * @state: the state of the block we're looking for
225  *
226  * Returns: The number of bits
227  */
228
229 static u32 gfs2_bitcount(struct gfs2_rgrpd *rgd, const u8 *buffer,
230                          unsigned int buflen, u8 state)
231 {
232         const u8 *byte = buffer;
233         const u8 *end = buffer + buflen;
234         const u8 state1 = state << 2;
235         const u8 state2 = state << 4;
236         const u8 state3 = state << 6;
237         u32 count = 0;
238
239         for (; byte < end; byte++) {
240                 if (((*byte) & 0x03) == state)
241                         count++;
242                 if (((*byte) & 0x0C) == state1)
243                         count++;
244                 if (((*byte) & 0x30) == state2)
245                         count++;
246                 if (((*byte) & 0xC0) == state3)
247                         count++;
248         }
249
250         return count;
251 }
252
253 /**
254  * gfs2_rgrp_verify - Verify that a resource group is consistent
255  * @sdp: the filesystem
256  * @rgd: the rgrp
257  *
258  */
259
260 void gfs2_rgrp_verify(struct gfs2_rgrpd *rgd)
261 {
262         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
263         struct gfs2_bitmap *bi = NULL;
264         u32 length = rgd->rd_length;
265         u32 count[4], tmp;
266         int buf, x;
267
268         memset(count, 0, 4 * sizeof(u32));
269
270         /* Count # blocks in each of 4 possible allocation states */
271         for (buf = 0; buf < length; buf++) {
272                 bi = rgd->rd_bits + buf;
273                 for (x = 0; x < 4; x++)
274                         count[x] += gfs2_bitcount(rgd,
275                                                   bi->bi_bh->b_data +
276                                                   bi->bi_offset,
277                                                   bi->bi_len, x);
278         }
279
280         if (count[0] != rgd->rd_free) {
281                 if (gfs2_consist_rgrpd(rgd))
282                         fs_err(sdp, "free data mismatch:  %u != %u\n",
283                                count[0], rgd->rd_free);
284                 return;
285         }
286
287         tmp = rgd->rd_data - rgd->rd_free - rgd->rd_dinodes;
288         if (count[1] + count[2] != tmp) {
289                 if (gfs2_consist_rgrpd(rgd))
290                         fs_err(sdp, "used data mismatch:  %u != %u\n",
291                                count[1], tmp);
292                 return;
293         }
294
295         if (count[3] != rgd->rd_dinodes) {
296                 if (gfs2_consist_rgrpd(rgd))
297                         fs_err(sdp, "used metadata mismatch:  %u != %u\n",
298                                count[3], rgd->rd_dinodes);
299                 return;
300         }
301
302         if (count[2] > count[3]) {
303                 if (gfs2_consist_rgrpd(rgd))
304                         fs_err(sdp, "unlinked inodes > inodes:  %u\n",
305                                count[2]);
306                 return;
307         }
308
309 }
310
311 static inline int rgrp_contains_block(struct gfs2_rgrpd *rgd, u64 block)
312 {
313         u64 first = rgd->rd_data0;
314         u64 last = first + rgd->rd_data;
315         return first <= block && block < last;
316 }
317
318 /**
319  * gfs2_blk2rgrpd - Find resource group for a given data/meta block number
320  * @sdp: The GFS2 superblock
321  * @n: The data block number
322  *
323  * Returns: The resource group, or NULL if not found
324  */
325
326 struct gfs2_rgrpd *gfs2_blk2rgrpd(struct gfs2_sbd *sdp, u64 blk)
327 {
328         struct gfs2_rgrpd *rgd;
329
330         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
331
332         list_for_each_entry(rgd, &sdp->sd_rindex_mru_list, rd_list_mru) {
333                 if (rgrp_contains_block(rgd, blk)) {
334                         list_move(&rgd->rd_list_mru, &sdp->sd_rindex_mru_list);
335                         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
336                         return rgd;
337                 }
338         }
339
340         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
341
342         return NULL;
343 }
344
345 /**
346  * gfs2_rgrpd_get_first - get the first Resource Group in the filesystem
347  * @sdp: The GFS2 superblock
348  *
349  * Returns: The first rgrp in the filesystem
350  */
351
352 struct gfs2_rgrpd *gfs2_rgrpd_get_first(struct gfs2_sbd *sdp)
353 {
354         gfs2_assert(sdp, !list_empty(&sdp->sd_rindex_list));
355         return list_entry(sdp->sd_rindex_list.next, struct gfs2_rgrpd, rd_list);
356 }
357
358 /**
359  * gfs2_rgrpd_get_next - get the next RG
360  * @rgd: A RG
361  *
362  * Returns: The next rgrp
363  */
364
365 struct gfs2_rgrpd *gfs2_rgrpd_get_next(struct gfs2_rgrpd *rgd)
366 {
367         if (rgd->rd_list.next == &rgd->rd_sbd->sd_rindex_list)
368                 return NULL;
369         return list_entry(rgd->rd_list.next, struct gfs2_rgrpd, rd_list);
370 }
371
372 static void clear_rgrpdi(struct gfs2_sbd *sdp)
373 {
374         struct list_head *head;
375         struct gfs2_rgrpd *rgd;
376         struct gfs2_glock *gl;
377
378         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
379         sdp->sd_rindex_forward = NULL;
380         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
381
382         head = &sdp->sd_rindex_list;
383         while (!list_empty(head)) {
384                 rgd = list_entry(head->next, struct gfs2_rgrpd, rd_list);
385                 gl = rgd->rd_gl;
386
387                 list_del(&rgd->rd_list);
388                 list_del(&rgd->rd_list_mru);
389
390                 if (gl) {
391                         gl->gl_object = NULL;
392                         gfs2_glock_put(gl);
393                 }
394
395                 kfree(rgd->rd_bits);
396                 kmem_cache_free(gfs2_rgrpd_cachep, rgd);
397         }
398 }
399
400 void gfs2_clear_rgrpd(struct gfs2_sbd *sdp)
401 {
402         mutex_lock(&sdp->sd_rindex_mutex);
403         clear_rgrpdi(sdp);
404         mutex_unlock(&sdp->sd_rindex_mutex);
405 }
406
407 static void gfs2_rindex_print(const struct gfs2_rgrpd *rgd)
408 {
409         printk(KERN_INFO "  ri_addr = %llu\n", (unsigned long long)rgd->rd_addr);
410         printk(KERN_INFO "  ri_length = %u\n", rgd->rd_length);
411         printk(KERN_INFO "  ri_data0 = %llu\n", (unsigned long long)rgd->rd_data0);
412         printk(KERN_INFO "  ri_data = %u\n", rgd->rd_data);
413         printk(KERN_INFO "  ri_bitbytes = %u\n", rgd->rd_bitbytes);
414 }
415
416 /**
417  * gfs2_compute_bitstructs - Compute the bitmap sizes
418  * @rgd: The resource group descriptor
419  *
420  * Calculates bitmap descriptors, one for each block that contains bitmap data
421  *
422  * Returns: errno
423  */
424
425 static int compute_bitstructs(struct gfs2_rgrpd *rgd)
426 {
427         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
428         struct gfs2_bitmap *bi;
429         u32 length = rgd->rd_length; /* # blocks in hdr & bitmap */
430         u32 bytes_left, bytes;
431         int x;
432
433         if (!length)
434                 return -EINVAL;
435
436         rgd->rd_bits = kcalloc(length, sizeof(struct gfs2_bitmap), GFP_NOFS);
437         if (!rgd->rd_bits)
438                 return -ENOMEM;
439
440         bytes_left = rgd->rd_bitbytes;
441
442         for (x = 0; x < length; x++) {
443                 bi = rgd->rd_bits + x;
444
445                 bi->bi_flags = 0;
446                 /* small rgrp; bitmap stored completely in header block */
447                 if (length == 1) {
448                         bytes = bytes_left;
449                         bi->bi_offset = sizeof(struct gfs2_rgrp);
450                         bi->bi_start = 0;
451                         bi->bi_len = bytes;
452                 /* header block */
453                 } else if (x == 0) {
454                         bytes = sdp->sd_sb.sb_bsize - sizeof(struct gfs2_rgrp);
455                         bi->bi_offset = sizeof(struct gfs2_rgrp);
456                         bi->bi_start = 0;
457                         bi->bi_len = bytes;
458                 /* last block */
459                 } else if (x + 1 == length) {
460                         bytes = bytes_left;
461                         bi->bi_offset = sizeof(struct gfs2_meta_header);
462                         bi->bi_start = rgd->rd_bitbytes - bytes_left;
463                         bi->bi_len = bytes;
464                 /* other blocks */
465                 } else {
466                         bytes = sdp->sd_sb.sb_bsize -
467                                 sizeof(struct gfs2_meta_header);
468                         bi->bi_offset = sizeof(struct gfs2_meta_header);
469                         bi->bi_start = rgd->rd_bitbytes - bytes_left;
470                         bi->bi_len = bytes;
471                 }
472
473                 bytes_left -= bytes;
474         }
475
476         if (bytes_left) {
477                 gfs2_consist_rgrpd(rgd);
478                 return -EIO;
479         }
480         bi = rgd->rd_bits + (length - 1);
481         if ((bi->bi_start + bi->bi_len) * GFS2_NBBY != rgd->rd_data) {
482                 if (gfs2_consist_rgrpd(rgd)) {
483                         gfs2_rindex_print(rgd);
484                         fs_err(sdp, "start=%u len=%u offset=%u\n",
485                                bi->bi_start, bi->bi_len, bi->bi_offset);
486                 }
487                 return -EIO;
488         }
489
490         return 0;
491 }
492
493 /**
494  * gfs2_ri_total - Total up the file system space, according to the rindex.
495  *
496  */
497 u64 gfs2_ri_total(struct gfs2_sbd *sdp)
498 {
499         u64 total_data = 0;     
500         struct inode *inode = sdp->sd_rindex;
501         struct gfs2_inode *ip = GFS2_I(inode);
502         char buf[sizeof(struct gfs2_rindex)];
503         struct file_ra_state ra_state;
504         int error, rgrps;
505
506         mutex_lock(&sdp->sd_rindex_mutex);
507         file_ra_state_init(&ra_state, inode->i_mapping);
508         for (rgrps = 0;; rgrps++) {
509                 loff_t pos = rgrps * sizeof(struct gfs2_rindex);
510
511                 if (pos + sizeof(struct gfs2_rindex) >= ip->i_disksize)
512                         break;
513                 error = gfs2_internal_read(ip, &ra_state, buf, &pos,
514                                            sizeof(struct gfs2_rindex));
515                 if (error != sizeof(struct gfs2_rindex))
516                         break;
517                 total_data += be32_to_cpu(((struct gfs2_rindex *)buf)->ri_data);
518         }
519         mutex_unlock(&sdp->sd_rindex_mutex);
520         return total_data;
521 }
522
523 static void gfs2_rindex_in(struct gfs2_rgrpd *rgd, const void *buf)
524 {
525         const struct gfs2_rindex *str = buf;
526
527         rgd->rd_addr = be64_to_cpu(str->ri_addr);
528         rgd->rd_length = be32_to_cpu(str->ri_length);
529         rgd->rd_data0 = be64_to_cpu(str->ri_data0);
530         rgd->rd_data = be32_to_cpu(str->ri_data);
531         rgd->rd_bitbytes = be32_to_cpu(str->ri_bitbytes);
532 }
533
534 /**
535  * read_rindex_entry - Pull in a new resource index entry from the disk
536  * @gl: The glock covering the rindex inode
537  *
538  * Returns: 0 on success, error code otherwise
539  */
540
541 static int read_rindex_entry(struct gfs2_inode *ip,
542                              struct file_ra_state *ra_state)
543 {
544         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
545         loff_t pos = sdp->sd_rgrps * sizeof(struct gfs2_rindex);
546         char buf[sizeof(struct gfs2_rindex)];
547         int error;
548         struct gfs2_rgrpd *rgd;
549
550         error = gfs2_internal_read(ip, ra_state, buf, &pos,
551                                    sizeof(struct gfs2_rindex));
552         if (!error)
553                 return 0;
554         if (error != sizeof(struct gfs2_rindex)) {
555                 if (error > 0)
556                         error = -EIO;
557                 return error;
558         }
559
560         rgd = kmem_cache_zalloc(gfs2_rgrpd_cachep, GFP_NOFS);
561         error = -ENOMEM;
562         if (!rgd)
563                 return error;
564
565         mutex_init(&rgd->rd_mutex);
566         lops_init_le(&rgd->rd_le, &gfs2_rg_lops);
567         rgd->rd_sbd = sdp;
568
569         list_add_tail(&rgd->rd_list, &sdp->sd_rindex_list);
570         list_add_tail(&rgd->rd_list_mru, &sdp->sd_rindex_mru_list);
571
572         gfs2_rindex_in(rgd, buf);
573         error = compute_bitstructs(rgd);
574         if (error)
575                 return error;
576
577         error = gfs2_glock_get(sdp, rgd->rd_addr,
578                                &gfs2_rgrp_glops, CREATE, &rgd->rd_gl);
579         if (error)
580                 return error;
581
582         rgd->rd_gl->gl_object = rgd;
583         rgd->rd_flags &= ~GFS2_RDF_UPTODATE;
584         return error;
585 }
586
587 /**
588  * gfs2_ri_update - Pull in a new resource index from the disk
589  * @ip: pointer to the rindex inode
590  *
591  * Returns: 0 on successful update, error code otherwise
592  */
593
594 static int gfs2_ri_update(struct gfs2_inode *ip)
595 {
596         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
597         struct inode *inode = &ip->i_inode;
598         struct file_ra_state ra_state;
599         u64 rgrp_count = ip->i_disksize;
600         int error;
601
602         if (do_div(rgrp_count, sizeof(struct gfs2_rindex))) {
603                 gfs2_consist_inode(ip);
604                 return -EIO;
605         }
606
607         clear_rgrpdi(sdp);
608
609         file_ra_state_init(&ra_state, inode->i_mapping);
610         for (sdp->sd_rgrps = 0; sdp->sd_rgrps < rgrp_count; sdp->sd_rgrps++) {
611                 error = read_rindex_entry(ip, &ra_state);
612                 if (error) {
613                         clear_rgrpdi(sdp);
614                         return error;
615                 }
616         }
617
618         sdp->sd_rindex_uptodate = 1;
619         return 0;
620 }
621
622 /**
623  * gfs2_ri_update_special - Pull in a new resource index from the disk
624  *
625  * This is a special version that's safe to call from gfs2_inplace_reserve_i.
626  * In this case we know that we don't have any resource groups in memory yet.
627  *
628  * @ip: pointer to the rindex inode
629  *
630  * Returns: 0 on successful update, error code otherwise
631  */
632 static int gfs2_ri_update_special(struct gfs2_inode *ip)
633 {
634         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
635         struct inode *inode = &ip->i_inode;
636         struct file_ra_state ra_state;
637         int error;
638
639         file_ra_state_init(&ra_state, inode->i_mapping);
640         for (sdp->sd_rgrps = 0;; sdp->sd_rgrps++) {
641                 /* Ignore partials */
642                 if ((sdp->sd_rgrps + 1) * sizeof(struct gfs2_rindex) >
643                     ip->i_disksize)
644                         break;
645                 error = read_rindex_entry(ip, &ra_state);
646                 if (error) {
647                         clear_rgrpdi(sdp);
648                         return error;
649                 }
650         }
651
652         sdp->sd_rindex_uptodate = 1;
653         return 0;
654 }
655
656 /**
657  * gfs2_rindex_hold - Grab a lock on the rindex
658  * @sdp: The GFS2 superblock
659  * @ri_gh: the glock holder
660  *
661  * We grab a lock on the rindex inode to make sure that it doesn't
662  * change whilst we are performing an operation. We keep this lock
663  * for quite long periods of time compared to other locks. This
664  * doesn't matter, since it is shared and it is very, very rarely
665  * accessed in the exclusive mode (i.e. only when expanding the filesystem).
666  *
667  * This makes sure that we're using the latest copy of the resource index
668  * special file, which might have been updated if someone expanded the
669  * filesystem (via gfs2_grow utility), which adds new resource groups.
670  *
671  * Returns: 0 on success, error code otherwise
672  */
673
674 int gfs2_rindex_hold(struct gfs2_sbd *sdp, struct gfs2_holder *ri_gh)
675 {
676         struct gfs2_inode *ip = GFS2_I(sdp->sd_rindex);
677         struct gfs2_glock *gl = ip->i_gl;
678         int error;
679
680         error = gfs2_glock_nq_init(gl, LM_ST_SHARED, 0, ri_gh);
681         if (error)
682                 return error;
683
684         /* Read new copy from disk if we don't have the latest */
685         if (!sdp->sd_rindex_uptodate) {
686                 mutex_lock(&sdp->sd_rindex_mutex);
687                 if (!sdp->sd_rindex_uptodate) {
688                         error = gfs2_ri_update(ip);
689                         if (error)
690                                 gfs2_glock_dq_uninit(ri_gh);
691                 }
692                 mutex_unlock(&sdp->sd_rindex_mutex);
693         }
694
695         return error;
696 }
697
698 static void gfs2_rgrp_in(struct gfs2_rgrpd *rgd, const void *buf)
699 {
700         const struct gfs2_rgrp *str = buf;
701         u32 rg_flags;
702
703         rg_flags = be32_to_cpu(str->rg_flags);
704         rg_flags &= ~GFS2_RDF_MASK;
705         rgd->rd_flags &= GFS2_RDF_MASK;
706         rgd->rd_flags |= rg_flags;
707         rgd->rd_free = be32_to_cpu(str->rg_free);
708         rgd->rd_dinodes = be32_to_cpu(str->rg_dinodes);
709         rgd->rd_igeneration = be64_to_cpu(str->rg_igeneration);
710 }
711
712 static void gfs2_rgrp_out(struct gfs2_rgrpd *rgd, void *buf)
713 {
714         struct gfs2_rgrp *str = buf;
715
716         str->rg_flags = cpu_to_be32(rgd->rd_flags & ~GFS2_RDF_MASK);
717         str->rg_free = cpu_to_be32(rgd->rd_free);
718         str->rg_dinodes = cpu_to_be32(rgd->rd_dinodes);
719         str->__pad = cpu_to_be32(0);
720         str->rg_igeneration = cpu_to_be64(rgd->rd_igeneration);
721         memset(&str->rg_reserved, 0, sizeof(str->rg_reserved));
722 }
723
724 /**
725  * gfs2_rgrp_bh_get - Read in a RG's header and bitmaps
726  * @rgd: the struct gfs2_rgrpd describing the RG to read in
727  *
728  * Read in all of a Resource Group's header and bitmap blocks.
729  * Caller must eventually call gfs2_rgrp_relse() to free the bitmaps.
730  *
731  * Returns: errno
732  */
733
734 int gfs2_rgrp_bh_get(struct gfs2_rgrpd *rgd)
735 {
736         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
737         struct gfs2_glock *gl = rgd->rd_gl;
738         unsigned int length = rgd->rd_length;
739         struct gfs2_bitmap *bi;
740         unsigned int x, y;
741         int error;
742
743         mutex_lock(&rgd->rd_mutex);
744
745         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
746         if (rgd->rd_bh_count) {
747                 rgd->rd_bh_count++;
748                 spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
749                 mutex_unlock(&rgd->rd_mutex);
750                 return 0;
751         }
752         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
753
754         for (x = 0; x < length; x++) {
755                 bi = rgd->rd_bits + x;
756                 error = gfs2_meta_read(gl, rgd->rd_addr + x, 0, &bi->bi_bh);
757                 if (error)
758                         goto fail;
759         }
760
761         for (y = length; y--;) {
762                 bi = rgd->rd_bits + y;
763                 error = gfs2_meta_wait(sdp, bi->bi_bh);
764                 if (error)
765                         goto fail;
766                 if (gfs2_metatype_check(sdp, bi->bi_bh, y ? GFS2_METATYPE_RB :
767                                               GFS2_METATYPE_RG)) {
768                         error = -EIO;
769                         goto fail;
770                 }
771         }
772
773         if (!(rgd->rd_flags & GFS2_RDF_UPTODATE)) {
774                 for (x = 0; x < length; x++)
775                         clear_bit(GBF_FULL, &rgd->rd_bits[x].bi_flags);
776                 gfs2_rgrp_in(rgd, (rgd->rd_bits[0].bi_bh)->b_data);
777                 rgd->rd_flags |= (GFS2_RDF_UPTODATE | GFS2_RDF_CHECK);
778         }
779
780         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
781         rgd->rd_free_clone = rgd->rd_free;
782         rgd->rd_bh_count++;
783         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
784
785         mutex_unlock(&rgd->rd_mutex);
786
787         return 0;
788
789 fail:
790         while (x--) {
791                 bi = rgd->rd_bits + x;
792                 brelse(bi->bi_bh);
793                 bi->bi_bh = NULL;
794                 gfs2_assert_warn(sdp, !bi->bi_clone);
795         }
796         mutex_unlock(&rgd->rd_mutex);
797
798         return error;
799 }
800
801 void gfs2_rgrp_bh_hold(struct gfs2_rgrpd *rgd)
802 {
803         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
804
805         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
806         gfs2_assert_warn(rgd->rd_sbd, rgd->rd_bh_count);
807         rgd->rd_bh_count++;
808         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
809 }
810
811 /**
812  * gfs2_rgrp_bh_put - Release RG bitmaps read in with gfs2_rgrp_bh_get()
813  * @rgd: the struct gfs2_rgrpd describing the RG to read in
814  *
815  */
816
817 void gfs2_rgrp_bh_put(struct gfs2_rgrpd *rgd)
818 {
819         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
820         int x, length = rgd->rd_length;
821
822         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
823         gfs2_assert_warn(rgd->rd_sbd, rgd->rd_bh_count);
824         if (--rgd->rd_bh_count) {
825                 spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
826                 return;
827         }
828
829         for (x = 0; x < length; x++) {
830                 struct gfs2_bitmap *bi = rgd->rd_bits + x;
831                 kfree(bi->bi_clone);
832                 bi->bi_clone = NULL;
833                 brelse(bi->bi_bh);
834                 bi->bi_bh = NULL;
835         }
836
837         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
838 }
839
840 static void gfs2_rgrp_send_discards(struct gfs2_sbd *sdp, u64 offset,
841                                     const struct gfs2_bitmap *bi)
842 {
843         struct super_block *sb = sdp->sd_vfs;
844         struct block_device *bdev = sb->s_bdev;
845         const unsigned int sects_per_blk = sdp->sd_sb.sb_bsize /
846                                            bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
847         u64 blk;
848         sector_t start = 0;
849         sector_t nr_sects = 0;
850         int rv;
851         unsigned int x;
852
853         for (x = 0; x < bi->bi_len; x++) {
854                 const u8 *orig = bi->bi_bh->b_data + bi->bi_offset + x;
855                 const u8 *clone = bi->bi_clone + bi->bi_offset + x;
856                 u8 diff = ~(*orig | (*orig >> 1)) & (*clone | (*clone >> 1));
857                 diff &= 0x55;
858                 if (diff == 0)
859                         continue;
860                 blk = offset + ((bi->bi_start + x) * GFS2_NBBY);
861                 blk *= sects_per_blk; /* convert to sectors */
862                 while(diff) {
863                         if (diff & 1) {
864                                 if (nr_sects == 0)
865                                         goto start_new_extent;
866                                 if ((start + nr_sects) != blk) {
867                                         rv = blkdev_issue_discard(bdev, start,
868                                                             nr_sects, GFP_NOFS);
869                                         if (rv)
870                                                 goto fail;
871                                         nr_sects = 0;
872 start_new_extent:
873                                         start = blk;
874                                 }
875                                 nr_sects += sects_per_blk;
876                         }
877                         diff >>= 2;
878                         blk += sects_per_blk;
879                 }
880         }
881         if (nr_sects) {
882                 rv = blkdev_issue_discard(bdev, start, nr_sects, GFP_NOFS);
883                 if (rv)
884                         goto fail;
885         }
886         return;
887 fail:
888         fs_warn(sdp, "error %d on discard request, turning discards off for this filesystem", rv);
889         sdp->sd_args.ar_discard = 0;
890 }
891
892 void gfs2_rgrp_repolish_clones(struct gfs2_rgrpd *rgd)
893 {
894         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
895         unsigned int length = rgd->rd_length;
896         unsigned int x;
897
898         for (x = 0; x < length; x++) {
899                 struct gfs2_bitmap *bi = rgd->rd_bits + x;
900                 if (!bi->bi_clone)
901                         continue;
902                 if (sdp->sd_args.ar_discard)
903                         gfs2_rgrp_send_discards(sdp, rgd->rd_data0, bi);
904                 clear_bit(GBF_FULL, &bi->bi_flags);
905                 memcpy(bi->bi_clone + bi->bi_offset,
906                        bi->bi_bh->b_data + bi->bi_offset, bi->bi_len);
907         }
908
909         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
910         rgd->rd_free_clone = rgd->rd_free;
911         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
912 }
913
914 /**
915  * gfs2_alloc_get - get the struct gfs2_alloc structure for an inode
916  * @ip: the incore GFS2 inode structure
917  *
918  * Returns: the struct gfs2_alloc
919  */
920
921 struct gfs2_alloc *gfs2_alloc_get(struct gfs2_inode *ip)
922 {
923         BUG_ON(ip->i_alloc != NULL);
924         ip->i_alloc = kzalloc(sizeof(struct gfs2_alloc), GFP_KERNEL);
925         return ip->i_alloc;
926 }
927
928 /**
929  * try_rgrp_fit - See if a given reservation will fit in a given RG
930  * @rgd: the RG data
931  * @al: the struct gfs2_alloc structure describing the reservation
932  *
933  * If there's room for the requested blocks to be allocated from the RG:
934  *   Sets the $al_rgd field in @al.
935  *
936  * Returns: 1 on success (it fits), 0 on failure (it doesn't fit)
937  */
938
939 static int try_rgrp_fit(struct gfs2_rgrpd *rgd, struct gfs2_alloc *al)
940 {
941         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
942         int ret = 0;
943
944         if (rgd->rd_flags & (GFS2_RGF_NOALLOC | GFS2_RDF_ERROR))
945                 return 0;
946
947         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
948         if (rgd->rd_free_clone >= al->al_requested) {
949                 al->al_rgd = rgd;
950                 ret = 1;
951         }
952         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
953
954         return ret;
955 }
956
957 /**
958  * try_rgrp_unlink - Look for any unlinked, allocated, but unused inodes
959  * @rgd: The rgrp
960  *
961  * Returns: The inode, if one has been found
962  */
963
964 static struct inode *try_rgrp_unlink(struct gfs2_rgrpd *rgd, u64 *last_unlinked)
965 {
966         struct inode *inode;
967         u32 goal = 0, block;
968         u64 no_addr;
969         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
970         unsigned int n;
971
972         for(;;) {
973                 if (goal >= rgd->rd_data)
974                         break;
975                 down_write(&sdp->sd_log_flush_lock);
976                 n = 1;
977                 block = rgblk_search(rgd, goal, GFS2_BLKST_UNLINKED,
978                                      GFS2_BLKST_UNLINKED, &n);
979                 up_write(&sdp->sd_log_flush_lock);
980                 if (block == BFITNOENT)
981                         break;
982                 /* rgblk_search can return a block < goal, so we need to
983                    keep it marching forward. */
984                 no_addr = block + rgd->rd_data0;
985                 goal++;
986                 if (*last_unlinked != NO_BLOCK && no_addr <= *last_unlinked)
987                         continue;
988                 *last_unlinked = no_addr;
989                 inode = gfs2_inode_lookup(rgd->rd_sbd->sd_vfs, DT_UNKNOWN,
990                                           no_addr, -1, 1);
991                 if (!IS_ERR(inode))
992                         return inode;
993         }
994
995         rgd->rd_flags &= ~GFS2_RDF_CHECK;
996         return NULL;
997 }
998
999 /**
1000  * recent_rgrp_next - get next RG from "recent" list
1001  * @cur_rgd: current rgrp
1002  *
1003  * Returns: The next rgrp in the recent list
1004  */
1005
1006 static struct gfs2_rgrpd *recent_rgrp_next(struct gfs2_rgrpd *cur_rgd)
1007 {
1008         struct gfs2_sbd *sdp = cur_rgd->rd_sbd;
1009         struct list_head *head;
1010         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1011
1012         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1013         head = &sdp->sd_rindex_mru_list;
1014         if (unlikely(cur_rgd->rd_list_mru.next == head)) {
1015                 spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1016                 return NULL;
1017         }
1018         rgd = list_entry(cur_rgd->rd_list_mru.next, struct gfs2_rgrpd, rd_list_mru);
1019         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1020         return rgd;
1021 }
1022
1023 /**
1024  * forward_rgrp_get - get an rgrp to try next from full list
1025  * @sdp: The GFS2 superblock
1026  *
1027  * Returns: The rgrp to try next
1028  */
1029
1030 static struct gfs2_rgrpd *forward_rgrp_get(struct gfs2_sbd *sdp)
1031 {
1032         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1033         unsigned int journals = gfs2_jindex_size(sdp);
1034         unsigned int rg = 0, x;
1035
1036         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1037
1038         rgd = sdp->sd_rindex_forward;
1039         if (!rgd) {
1040                 if (sdp->sd_rgrps >= journals)
1041                         rg = sdp->sd_rgrps * sdp->sd_jdesc->jd_jid / journals;
1042
1043                 for (x = 0, rgd = gfs2_rgrpd_get_first(sdp); x < rg;
1044                      x++, rgd = gfs2_rgrpd_get_next(rgd))
1045                         /* Do Nothing */;
1046
1047                 sdp->sd_rindex_forward = rgd;
1048         }
1049
1050         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1051
1052         return rgd;
1053 }
1054
1055 /**
1056  * forward_rgrp_set - set the forward rgrp pointer
1057  * @sdp: the filesystem
1058  * @rgd: The new forward rgrp
1059  *
1060  */
1061
1062 static void forward_rgrp_set(struct gfs2_sbd *sdp, struct gfs2_rgrpd *rgd)
1063 {
1064         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1065         sdp->sd_rindex_forward = rgd;
1066         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1067 }
1068
1069 /**
1070  * get_local_rgrp - Choose and lock a rgrp for allocation
1071  * @ip: the inode to reserve space for
1072  * @rgp: the chosen and locked rgrp
1073  *
1074  * Try to acquire rgrp in way which avoids contending with others.
1075  *
1076  * Returns: errno
1077  */
1078
1079 static struct inode *get_local_rgrp(struct gfs2_inode *ip, u64 *last_unlinked)
1080 {
1081         struct inode *inode = NULL;
1082         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1083         struct gfs2_rgrpd *rgd, *begin = NULL;
1084         struct gfs2_alloc *al = ip->i_alloc;
1085         int flags = LM_FLAG_TRY;
1086         int skipped = 0;
1087         int loops = 0;
1088         int error, rg_locked;
1089
1090         rgd = gfs2_blk2rgrpd(sdp, ip->i_goal);
1091
1092         while (rgd) {
1093                 rg_locked = 0;
1094
1095                 if (gfs2_glock_is_locked_by_me(rgd->rd_gl)) {
1096                         rg_locked = 1;
1097                         error = 0;
1098                 } else {
1099                         error = gfs2_glock_nq_init(rgd->rd_gl, LM_ST_EXCLUSIVE,
1100                                                    LM_FLAG_TRY, &al->al_rgd_gh);
1101                 }
1102                 switch (error) {
1103                 case 0:
1104                         if (try_rgrp_fit(rgd, al))
1105                                 goto out;
1106                         if (rgd->rd_flags & GFS2_RDF_CHECK)
1107                                 inode = try_rgrp_unlink(rgd, last_unlinked);
1108                         if (!rg_locked)
1109                                 gfs2_glock_dq_uninit(&al->al_rgd_gh);
1110                         if (inode)
1111                                 return inode;
1112                         /* fall through */
1113                 case GLR_TRYFAILED:
1114                         rgd = recent_rgrp_next(rgd);
1115                         break;
1116
1117                 default:
1118                         return ERR_PTR(error);
1119                 }
1120         }
1121
1122         /* Go through full list of rgrps */
1123
1124         begin = rgd = forward_rgrp_get(sdp);
1125
1126         for (;;) {
1127                 rg_locked = 0;
1128
1129                 if (gfs2_glock_is_locked_by_me(rgd->rd_gl)) {
1130                         rg_locked = 1;
1131                         error = 0;
1132                 } else {
1133                         error = gfs2_glock_nq_init(rgd->rd_gl, LM_ST_EXCLUSIVE, flags,
1134                                                    &al->al_rgd_gh);
1135                 }
1136                 switch (error) {
1137                 case 0:
1138                         if (try_rgrp_fit(rgd, al))
1139                                 goto out;
1140                         if (rgd->rd_flags & GFS2_RDF_CHECK)
1141                                 inode = try_rgrp_unlink(rgd, last_unlinked);
1142                         if (!rg_locked)
1143                                 gfs2_glock_dq_uninit(&al->al_rgd_gh);
1144                         if (inode)
1145                                 return inode;
1146                         break;
1147
1148                 case GLR_TRYFAILED:
1149                         skipped++;
1150                         break;
1151
1152                 default:
1153                         return ERR_PTR(error);
1154                 }
1155
1156                 rgd = gfs2_rgrpd_get_next(rgd);
1157                 if (!rgd)
1158                         rgd = gfs2_rgrpd_get_first(sdp);
1159
1160                 if (rgd == begin) {
1161                         if (++loops >= 3)
1162                                 return ERR_PTR(-ENOSPC);
1163                         if (!skipped)
1164                                 loops++;
1165                         flags = 0;
1166                         if (loops == 2)
1167                                 gfs2_log_flush(sdp, NULL);
1168                 }
1169         }
1170
1171 out:
1172         if (begin) {
1173                 spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1174                 list_move(&rgd->rd_list_mru, &sdp->sd_rindex_mru_list);
1175                 spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1176                 rgd = gfs2_rgrpd_get_next(rgd);
1177                 if (!rgd)
1178                         rgd = gfs2_rgrpd_get_first(sdp);
1179                 forward_rgrp_set(sdp, rgd);
1180         }
1181
1182         return NULL;
1183 }
1184
1185 /**
1186  * gfs2_inplace_reserve_i - Reserve space in the filesystem
1187  * @ip: the inode to reserve space for
1188  *
1189  * Returns: errno
1190  */
1191
1192 int gfs2_inplace_reserve_i(struct gfs2_inode *ip, char *file, unsigned int line)
1193 {
1194         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1195         struct gfs2_alloc *al = ip->i_alloc;
1196         struct inode *inode;
1197         int error = 0;
1198         u64 last_unlinked = NO_BLOCK;
1199
1200         if (gfs2_assert_warn(sdp, al->al_requested))
1201                 return -EINVAL;
1202
1203 try_again:
1204         /* We need to hold the rindex unless the inode we're using is
1205            the rindex itself, in which case it's already held. */
1206         if (ip != GFS2_I(sdp->sd_rindex))
1207                 error = gfs2_rindex_hold(sdp, &al->al_ri_gh);
1208         else if (!sdp->sd_rgrps) /* We may not have the rindex read in, so: */
1209                 error = gfs2_ri_update_special(ip);
1210
1211         if (error)
1212                 return error;
1213
1214         inode = get_local_rgrp(ip, &last_unlinked);
1215         if (inode) {
1216                 if (ip != GFS2_I(sdp->sd_rindex))
1217                         gfs2_glock_dq_uninit(&al->al_ri_gh);
1218                 if (IS_ERR(inode))
1219                         return PTR_ERR(inode);
1220                 iput(inode);
1221                 gfs2_log_flush(sdp, NULL);
1222                 goto try_again;
1223         }
1224
1225         al->al_file = file;
1226         al->al_line = line;
1227
1228         return 0;
1229 }
1230
1231 /**
1232  * gfs2_inplace_release - release an inplace reservation
1233  * @ip: the inode the reservation was taken out on
1234  *
1235  * Release a reservation made by gfs2_inplace_reserve().
1236  */
1237
1238 void gfs2_inplace_release(struct gfs2_inode *ip)
1239 {
1240         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1241         struct gfs2_alloc *al = ip->i_alloc;
1242
1243         if (gfs2_assert_warn(sdp, al->al_alloced <= al->al_requested) == -1)
1244                 fs_warn(sdp, "al_alloced = %u, al_requested = %u "
1245                              "al_file = %s, al_line = %u\n",
1246                              al->al_alloced, al->al_requested, al->al_file,
1247                              al->al_line);
1248
1249         al->al_rgd = NULL;
1250         if (al->al_rgd_gh.gh_gl)
1251                 gfs2_glock_dq_uninit(&al->al_rgd_gh);
1252         if (ip != GFS2_I(sdp->sd_rindex))
1253                 gfs2_glock_dq_uninit(&al->al_ri_gh);
1254 }
1255
1256 /**
1257  * gfs2_get_block_type - Check a block in a RG is of given type
1258  * @rgd: the resource group holding the block
1259  * @block: the block number
1260  *
1261  * Returns: The block type (GFS2_BLKST_*)
1262  */
1263
1264 unsigned char gfs2_get_block_type(struct gfs2_rgrpd *rgd, u64 block)
1265 {
1266         struct gfs2_bitmap *bi = NULL;
1267         u32 length, rgrp_block, buf_block;
1268         unsigned int buf;
1269         unsigned char type;
1270
1271         length = rgd->rd_length;
1272         rgrp_block = block - rgd->rd_data0;
1273
1274         for (buf = 0; buf < length; buf++) {
1275                 bi = rgd->rd_bits + buf;
1276                 if (rgrp_block < (bi->bi_start + bi->bi_len) * GFS2_NBBY)
1277                         break;
1278         }
1279
1280         gfs2_assert(rgd->rd_sbd, buf < length);
1281         buf_block = rgrp_block - bi->bi_start * GFS2_NBBY;
1282
1283         type = gfs2_testbit(rgd, bi->bi_bh->b_data + bi->bi_offset,
1284                            bi->bi_len, buf_block);
1285
1286         return type;
1287 }
1288
1289 /**
1290  * rgblk_search - find a block in @old_state, change allocation
1291  *           state to @new_state
1292  * @rgd: the resource group descriptor
1293  * @goal: the goal block within the RG (start here to search for avail block)
1294  * @old_state: GFS2_BLKST_XXX the before-allocation state to find
1295  * @new_state: GFS2_BLKST_XXX the after-allocation block state
1296  * @n: The extent length
1297  *
1298  * Walk rgrp's bitmap to find bits that represent a block in @old_state.
1299  * Add the found bitmap buffer to the transaction.
1300  * Set the found bits to @new_state to change block's allocation state.
1301  *
1302  * This function never fails, because we wouldn't call it unless we
1303  * know (from reservation results, etc.) that a block is available.
1304  *
1305  * Scope of @goal and returned block is just within rgrp, not the whole
1306  * filesystem.
1307  *
1308  * Returns:  the block number allocated
1309  */
1310
1311 static u32 rgblk_search(struct gfs2_rgrpd *rgd, u32 goal,
1312                         unsigned char old_state, unsigned char new_state,
1313                         unsigned int *n)
1314 {
1315         struct gfs2_bitmap *bi = NULL;
1316         const u32 length = rgd->rd_length;
1317         u32 blk = BFITNOENT;
1318         unsigned int buf, x;
1319         const unsigned int elen = *n;
1320         const u8 *buffer = NULL;
1321
1322         *n = 0;
1323         /* Find bitmap block that contains bits for goal block */
1324         for (buf = 0; buf < length; buf++) {
1325                 bi = rgd->rd_bits + buf;
1326                 /* Convert scope of "goal" from rgrp-wide to within found bit block */
1327                 if (goal < (bi->bi_start + bi->bi_len) * GFS2_NBBY) {
1328                         goal -= bi->bi_start * GFS2_NBBY;
1329                         goto do_search;
1330                 }
1331         }
1332         buf = 0;
1333         goal = 0;
1334
1335 do_search:
1336         /* Search (up to entire) bitmap in this rgrp for allocatable block.
1337            "x <= length", instead of "x < length", because we typically start
1338            the search in the middle of a bit block, but if we can't find an
1339            allocatable block anywhere else, we want to be able wrap around and
1340            search in the first part of our first-searched bit block.  */
1341         for (x = 0; x <= length; x++) {
1342                 bi = rgd->rd_bits + buf;
1343
1344                 if (test_bit(GBF_FULL, &bi->bi_flags) &&
1345                     (old_state == GFS2_BLKST_FREE))
1346                         goto skip;
1347
1348                 /* The GFS2_BLKST_UNLINKED state doesn't apply to the clone
1349                    bitmaps, so we must search the originals for that. */
1350                 buffer = bi->bi_bh->b_data + bi->bi_offset;
1351                 if (old_state != GFS2_BLKST_UNLINKED && bi->bi_clone)
1352                         buffer = bi->bi_clone + bi->bi_offset;
1353
1354                 blk = gfs2_bitfit(buffer, bi->bi_len, goal, old_state);
1355                 if (blk != BFITNOENT)
1356                         break;
1357
1358                 if ((goal == 0) && (old_state == GFS2_BLKST_FREE))
1359                         set_bit(GBF_FULL, &bi->bi_flags);
1360
1361                 /* Try next bitmap block (wrap back to rgrp header if at end) */
1362 skip:
1363                 buf++;
1364                 buf %= length;
1365                 goal = 0;
1366         }
1367
1368         if (blk == BFITNOENT)
1369                 return blk;
1370         *n = 1;
1371         if (old_state == new_state)
1372                 goto out;
1373
1374         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, bi->bi_bh, 1);
1375         gfs2_setbit(rgd, bi->bi_bh->b_data, bi->bi_clone, bi->bi_offset,
1376                     bi->bi_len, blk, new_state);
1377         goal = blk;
1378         while (*n < elen) {
1379                 goal++;
1380                 if (goal >= (bi->bi_len * GFS2_NBBY))
1381                         break;
1382                 if (gfs2_testbit(rgd, buffer, bi->bi_len, goal) !=
1383                     GFS2_BLKST_FREE)
1384                         break;
1385                 gfs2_setbit(rgd, bi->bi_bh->b_data, bi->bi_clone, bi->bi_offset,
1386                             bi->bi_len, goal, new_state);
1387                 (*n)++;
1388         }
1389 out:
1390         return (bi->bi_start * GFS2_NBBY) + blk;
1391 }
1392
1393 /**
1394  * rgblk_free - Change alloc state of given block(s)
1395  * @sdp: the filesystem
1396  * @bstart: the start of a run of blocks to free
1397  * @blen: the length of the block run (all must lie within ONE RG!)
1398  * @new_state: GFS2_BLKST_XXX the after-allocation block state
1399  *
1400  * Returns:  Resource group containing the block(s)
1401  */
1402
1403 static struct gfs2_rgrpd *rgblk_free(struct gfs2_sbd *sdp, u64 bstart,
1404                                      u32 blen, unsigned char new_state)
1405 {
1406         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1407         struct gfs2_bitmap *bi = NULL;
1408         u32 length, rgrp_blk, buf_blk;
1409         unsigned int buf;
1410
1411         rgd = gfs2_blk2rgrpd(sdp, bstart);
1412         if (!rgd) {
1413                 if (gfs2_consist(sdp))
1414                         fs_err(sdp, "block = %llu\n", (unsigned long long)bstart);
1415                 return NULL;
1416         }
1417
1418         length = rgd->rd_length;
1419
1420         rgrp_blk = bstart - rgd->rd_data0;
1421
1422         while (blen--) {
1423                 for (buf = 0; buf < length; buf++) {
1424                         bi = rgd->rd_bits + buf;
1425                         if (rgrp_blk < (bi->bi_start + bi->bi_len) * GFS2_NBBY)
1426                                 break;
1427                 }
1428
1429                 gfs2_assert(rgd->rd_sbd, buf < length);
1430
1431                 buf_blk = rgrp_blk - bi->bi_start * GFS2_NBBY;
1432                 rgrp_blk++;
1433
1434                 if (!bi->bi_clone) {
1435                         bi->bi_clone = kmalloc(bi->bi_bh->b_size,
1436                                                GFP_NOFS | __GFP_NOFAIL);
1437                         memcpy(bi->bi_clone + bi->bi_offset,
1438                                bi->bi_bh->b_data + bi->bi_offset,
1439                                bi->bi_len);
1440                 }
1441                 gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, bi->bi_bh, 1);
1442                 gfs2_setbit(rgd, bi->bi_bh->b_data, NULL, bi->bi_offset,
1443                             bi->bi_len, buf_blk, new_state);
1444         }
1445
1446         return rgd;
1447 }
1448
1449 /**
1450  * gfs2_rgrp_dump - print out an rgrp
1451  * @seq: The iterator
1452  * @gl: The glock in question
1453  *
1454  */
1455
1456 int gfs2_rgrp_dump(struct seq_file *seq, const struct gfs2_glock *gl)
1457 {
1458         const struct gfs2_rgrpd *rgd = gl->gl_object;
1459         if (rgd == NULL)
1460                 return 0;
1461         gfs2_print_dbg(seq, " R: n:%llu f:%02x b:%u/%u i:%u\n",
1462                        (unsigned long long)rgd->rd_addr, rgd->rd_flags,
1463                        rgd->rd_free, rgd->rd_free_clone, rgd->rd_dinodes);
1464         return 0;
1465 }
1466
1467 /**
1468  * gfs2_alloc_block - Allocate one or more blocks
1469  * @ip: the inode to allocate the block for
1470  * @bn: Used to return the starting block number
1471  * @n: requested number of blocks/extent length (value/result)
1472  *
1473  * Returns: 0 or error
1474  */
1475
1476 int gfs2_alloc_block(struct gfs2_inode *ip, u64 *bn, unsigned int *n)
1477 {
1478         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1479         struct buffer_head *dibh;
1480         struct gfs2_alloc *al = ip->i_alloc;
1481         struct gfs2_rgrpd *rgd = al->al_rgd;
1482         u32 goal, blk;
1483         u64 block;
1484         int error;
1485
1486         if (rgrp_contains_block(rgd, ip->i_goal))
1487                 goal = ip->i_goal - rgd->rd_data0;
1488         else
1489                 goal = rgd->rd_last_alloc;
1490
1491         blk = rgblk_search(rgd, goal, GFS2_BLKST_FREE, GFS2_BLKST_USED, n);
1492
1493         /* Since all blocks are reserved in advance, this shouldn't happen */
1494         if (blk == BFITNOENT)
1495                 goto rgrp_error;
1496
1497         rgd->rd_last_alloc = blk;
1498         block = rgd->rd_data0 + blk;
1499         ip->i_goal = block;
1500         error = gfs2_meta_inode_buffer(ip, &dibh);
1501         if (error == 0) {
1502                 struct gfs2_dinode *di = (struct gfs2_dinode *)dibh->b_data;
1503                 gfs2_trans_add_bh(ip->i_gl, dibh, 1);
1504                 di->di_goal_meta = di->di_goal_data = cpu_to_be64(ip->i_goal);
1505                 brelse(dibh);
1506         }
1507         if (rgd->rd_free < *n)
1508                 goto rgrp_error;
1509
1510         rgd->rd_free -= *n;
1511
1512         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1513         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1514
1515         al->al_alloced += *n;
1516
1517         gfs2_statfs_change(sdp, 0, -(s64)*n, 0);
1518         gfs2_quota_change(ip, *n, ip->i_inode.i_uid, ip->i_inode.i_gid);
1519
1520         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1521         rgd->rd_free_clone -= *n;
1522         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1523         trace_gfs2_block_alloc(ip, block, *n, GFS2_BLKST_USED);
1524         *bn = block;
1525         return 0;
1526
1527 rgrp_error:
1528         fs_warn(sdp, "rgrp %llu has an error, marking it readonly until umount\n",
1529                 (unsigned long long)rgd->rd_addr);
1530         fs_warn(sdp, "umount on all nodes and run fsck.gfs2 to fix the error\n");
1531         gfs2_rgrp_dump(NULL, rgd->rd_gl);
1532         rgd->rd_flags |= GFS2_RDF_ERROR;
1533         return -EIO;
1534 }
1535
1536 /**
1537  * gfs2_alloc_di - Allocate a dinode
1538  * @dip: the directory that the inode is going in
1539  *
1540  * Returns: the block allocated
1541  */
1542
1543 u64 gfs2_alloc_di(struct gfs2_inode *dip, u64 *generation)
1544 {
1545         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&dip->i_inode);
1546         struct gfs2_alloc *al = dip->i_alloc;
1547         struct gfs2_rgrpd *rgd = al->al_rgd;
1548         u32 blk;
1549         u64 block;
1550         unsigned int n = 1;
1551
1552         blk = rgblk_search(rgd, rgd->rd_last_alloc,
1553                            GFS2_BLKST_FREE, GFS2_BLKST_DINODE, &n);
1554         BUG_ON(blk == BFITNOENT);
1555
1556         rgd->rd_last_alloc = blk;
1557
1558         block = rgd->rd_data0 + blk;
1559
1560         gfs2_assert_withdraw(sdp, rgd->rd_free);
1561         rgd->rd_free--;
1562         rgd->rd_dinodes++;
1563         *generation = rgd->rd_igeneration++;
1564         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1565         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1566
1567         al->al_alloced++;
1568
1569         gfs2_statfs_change(sdp, 0, -1, +1);
1570         gfs2_trans_add_unrevoke(sdp, block, 1);
1571
1572         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1573         rgd->rd_free_clone--;
1574         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1575         trace_gfs2_block_alloc(dip, block, 1, GFS2_BLKST_DINODE);
1576         return block;
1577 }
1578
1579 /**
1580  * gfs2_free_data - free a contiguous run of data block(s)
1581  * @ip: the inode these blocks are being freed from
1582  * @bstart: first block of a run of contiguous blocks
1583  * @blen: the length of the block run
1584  *
1585  */
1586
1587 void gfs2_free_data(struct gfs2_inode *ip, u64 bstart, u32 blen)
1588 {
1589         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1590         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1591
1592         rgd = rgblk_free(sdp, bstart, blen, GFS2_BLKST_FREE);
1593         if (!rgd)
1594                 return;
1595         trace_gfs2_block_alloc(ip, bstart, blen, GFS2_BLKST_FREE);
1596         rgd->rd_free += blen;
1597
1598         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1599         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1600
1601         gfs2_trans_add_rg(rgd);
1602
1603         gfs2_statfs_change(sdp, 0, +blen, 0);
1604         gfs2_quota_change(ip, -(s64)blen, ip->i_inode.i_uid, ip->i_inode.i_gid);
1605 }
1606
1607 /**
1608  * gfs2_free_meta - free a contiguous run of data block(s)
1609  * @ip: the inode these blocks are being freed from
1610  * @bstart: first block of a run of contiguous blocks
1611  * @blen: the length of the block run
1612  *
1613  */
1614
1615 void gfs2_free_meta(struct gfs2_inode *ip, u64 bstart, u32 blen)
1616 {
1617         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1618         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1619
1620         rgd = rgblk_free(sdp, bstart, blen, GFS2_BLKST_FREE);
1621         if (!rgd)
1622                 return;
1623         trace_gfs2_block_alloc(ip, bstart, blen, GFS2_BLKST_FREE);
1624         rgd->rd_free += blen;
1625
1626         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1627         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1628
1629         gfs2_trans_add_rg(rgd);
1630
1631         gfs2_statfs_change(sdp, 0, +blen, 0);
1632         gfs2_quota_change(ip, -(s64)blen, ip->i_inode.i_uid, ip->i_inode.i_gid);
1633         gfs2_meta_wipe(ip, bstart, blen);
1634 }
1635
1636 void gfs2_unlink_di(struct inode *inode)
1637 {
1638         struct gfs2_inode *ip = GFS2_I(inode);
1639         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(inode);
1640         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1641         u64 blkno = ip->i_no_addr;
1642
1643         rgd = rgblk_free(sdp, blkno, 1, GFS2_BLKST_UNLINKED);
1644         if (!rgd)
1645                 return;
1646         trace_gfs2_block_alloc(ip, blkno, 1, GFS2_BLKST_UNLINKED);
1647         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1648         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1649         gfs2_trans_add_rg(rgd);
1650 }
1651
1652 static void gfs2_free_uninit_di(struct gfs2_rgrpd *rgd, u64 blkno)
1653 {
1654         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
1655         struct gfs2_rgrpd *tmp_rgd;
1656
1657         tmp_rgd = rgblk_free(sdp, blkno, 1, GFS2_BLKST_FREE);
1658         if (!tmp_rgd)
1659                 return;
1660         gfs2_assert_withdraw(sdp, rgd == tmp_rgd);
1661
1662         if (!rgd->rd_dinodes)
1663                 gfs2_consist_rgrpd(rgd);
1664         rgd->rd_dinodes--;
1665         rgd->rd_free++;
1666
1667         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1668         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1669
1670         gfs2_statfs_change(sdp, 0, +1, -1);
1671         gfs2_trans_add_rg(rgd);
1672 }
1673
1674
1675 void gfs2_free_di(struct gfs2_rgrpd *rgd, struct gfs2_inode *ip)
1676 {
1677         gfs2_free_uninit_di(rgd, ip->i_no_addr);
1678         trace_gfs2_block_alloc(ip, ip->i_no_addr, 1, GFS2_BLKST_FREE);
1679         gfs2_quota_change(ip, -1, ip->i_inode.i_uid, ip->i_inode.i_gid);
1680         gfs2_meta_wipe(ip, ip->i_no_addr, 1);
1681 }
1682
1683 /**
1684  * gfs2_rlist_add - add a RG to a list of RGs
1685  * @sdp: the filesystem
1686  * @rlist: the list of resource groups
1687  * @block: the block
1688  *
1689  * Figure out what RG a block belongs to and add that RG to the list
1690  *
1691  * FIXME: Don't use NOFAIL
1692  *
1693  */
1694
1695 void gfs2_rlist_add(struct gfs2_sbd *sdp, struct gfs2_rgrp_list *rlist,
1696                     u64 block)
1697 {
1698         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1699         struct gfs2_rgrpd **tmp;
1700         unsigned int new_space;
1701         unsigned int x;
1702
1703         if (gfs2_assert_warn(sdp, !rlist->rl_ghs))
1704                 return;
1705
1706         rgd = gfs2_blk2rgrpd(sdp, block);
1707         if (!rgd) {
1708                 if (gfs2_consist(sdp))
1709                         fs_err(sdp, "block = %llu\n", (unsigned long long)block);
1710                 return;
1711         }
1712
1713         for (x = 0; x < rlist->rl_rgrps; x++)
1714                 if (rlist->rl_rgd[x] == rgd)
1715                         return;
1716
1717         if (rlist->rl_rgrps == rlist->rl_space) {
1718                 new_space = rlist->rl_space + 10;
1719
1720                 tmp = kcalloc(new_space, sizeof(struct gfs2_rgrpd *),
1721                               GFP_NOFS | __GFP_NOFAIL);
1722
1723                 if (rlist->rl_rgd) {
1724                         memcpy(tmp, rlist->rl_rgd,
1725                                rlist->rl_space * sizeof(struct gfs2_rgrpd *));
1726                         kfree(rlist->rl_rgd);
1727                 }
1728
1729                 rlist->rl_space = new_space;
1730                 rlist->rl_rgd = tmp;
1731         }
1732
1733         rlist->rl_rgd[rlist->rl_rgrps++] = rgd;
1734 }
1735
1736 /**
1737  * gfs2_rlist_alloc - all RGs have been added to the rlist, now allocate
1738  *      and initialize an array of glock holders for them
1739  * @rlist: the list of resource groups
1740  * @state: the lock state to acquire the RG lock in
1741  * @flags: the modifier flags for the holder structures
1742  *
1743  * FIXME: Don't use NOFAIL
1744  *
1745  */
1746
1747 void gfs2_rlist_alloc(struct gfs2_rgrp_list *rlist, unsigned int state)
1748 {
1749         unsigned int x;
1750
1751         rlist->rl_ghs = kcalloc(rlist->rl_rgrps, sizeof(struct gfs2_holder),
1752                                 GFP_NOFS | __GFP_NOFAIL);
1753         for (x = 0; x < rlist->rl_rgrps; x++)
1754                 gfs2_holder_init(rlist->rl_rgd[x]->rd_gl,
1755                                 state, 0,
1756                                 &rlist->rl_ghs[x]);
1757 }
1758
1759 /**
1760  * gfs2_rlist_free - free a resource group list
1761  * @list: the list of resource groups
1762  *
1763  */
1764
1765 void gfs2_rlist_free(struct gfs2_rgrp_list *rlist)
1766 {
1767         unsigned int x;
1768
1769         kfree(rlist->rl_rgd);
1770
1771         if (rlist->rl_ghs) {
1772                 for (x = 0; x < rlist->rl_rgrps; x++)
1773                         gfs2_holder_uninit(&rlist->rl_ghs[x]);
1774                 kfree(rlist->rl_ghs);
1775         }
1776 }
1777