Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/ecryptfs...
[pandora-kernel.git] / fs / ocfs2 / localalloc.c
1 /* -*- mode: c; c-basic-offset: 8; -*-
2  * vim: noexpandtab sw=8 ts=8 sts=0:
3  *
4  * localalloc.c
5  *
6  * Node local data allocation
7  *
8  * Copyright (C) 2002, 2004 Oracle.  All rights reserved.
9  *
10  * This program is free software; you can redistribute it and/or
11  * modify it under the terms of the GNU General Public
12  * License as published by the Free Software Foundation; either
13  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
14  *
15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
18  * General Public License for more details.
19  *
20  * You should have received a copy of the GNU General Public
21  * License along with this program; if not, write to the
22  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
23  * Boston, MA 021110-1307, USA.
24  */
25
26 #include <linux/fs.h>
27 #include <linux/types.h>
28 #include <linux/slab.h>
29 #include <linux/highmem.h>
30 #include <linux/bitops.h>
31
32 #define MLOG_MASK_PREFIX ML_DISK_ALLOC
33 #include <cluster/masklog.h>
34
35 #include "ocfs2.h"
36
37 #include "alloc.h"
38 #include "blockcheck.h"
39 #include "dlmglue.h"
40 #include "inode.h"
41 #include "journal.h"
42 #include "localalloc.h"
43 #include "suballoc.h"
44 #include "super.h"
45 #include "sysfile.h"
46
47 #include "buffer_head_io.h"
48
49 #define OCFS2_LOCAL_ALLOC(dinode)       (&((dinode)->id2.i_lab))
50
51 static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc);
52
53 static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
54                                              struct ocfs2_dinode *alloc,
55                                              u32 *numbits,
56                                              struct ocfs2_alloc_reservation *resv);
57
58 static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc);
59
60 static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
61                                     handle_t *handle,
62                                     struct ocfs2_dinode *alloc,
63                                     struct inode *main_bm_inode,
64                                     struct buffer_head *main_bm_bh);
65
66 static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
67                                                 struct ocfs2_alloc_context **ac,
68                                                 struct inode **bitmap_inode,
69                                                 struct buffer_head **bitmap_bh);
70
71 static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
72                                         handle_t *handle,
73                                         struct ocfs2_alloc_context *ac);
74
75 static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
76                                           struct inode *local_alloc_inode);
77
78 /*
79  * ocfs2_la_default_mb() - determine a default size, in megabytes of
80  * the local alloc.
81  *
82  * Generally, we'd like to pick as large a local alloc as
83  * possible. Performance on large workloads tends to scale
84  * proportionally to la size. In addition to that, the reservations
85  * code functions more efficiently as it can reserve more windows for
86  * write.
87  *
88  * Some things work against us when trying to choose a large local alloc:
89  *
90  * - We need to ensure our sizing is picked to leave enough space in
91  *   group descriptors for other allocations (such as block groups,
92  *   etc). Picking default sizes which are a multiple of 4 could help
93  *   - block groups are allocated in 2mb and 4mb chunks.
94  *
95  * - Likewise, we don't want to starve other nodes of bits on small
96  *   file systems. This can easily be taken care of by limiting our
97  *   default to a reasonable size (256M) on larger cluster sizes.
98  *
99  * - Some file systems can't support very large sizes - 4k and 8k in
100  *   particular are limited to less than 128 and 256 megabytes respectively.
101  *
102  * The following reference table shows group descriptor and local
103  * alloc maximums at various cluster sizes (4k blocksize)
104  *
105  * csize: 4K    group: 126M     la: 121M
106  * csize: 8K    group: 252M     la: 243M
107  * csize: 16K   group: 504M     la: 486M
108  * csize: 32K   group: 1008M    la: 972M
109  * csize: 64K   group: 2016M    la: 1944M
110  * csize: 128K  group: 4032M    la: 3888M
111  * csize: 256K  group: 8064M    la: 7776M
112  * csize: 512K  group: 16128M   la: 15552M
113  * csize: 1024K group: 32256M   la: 31104M
114  */
115 #define OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB 256
116 #define OCFS2_LA_OLD_DEFAULT    8
117 unsigned int ocfs2_la_default_mb(struct ocfs2_super *osb)
118 {
119         unsigned int la_mb;
120         unsigned int gd_mb;
121         unsigned int la_max_mb;
122         unsigned int megs_per_slot;
123         struct super_block *sb = osb->sb;
124
125         gd_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb,
126                 8 * ocfs2_group_bitmap_size(sb, 0, osb->s_feature_incompat));
127
128         /*
129          * This takes care of files systems with very small group
130          * descriptors - 512 byte blocksize at cluster sizes lower
131          * than 16K and also 1k blocksize with 4k cluster size.
132          */
133         if ((sb->s_blocksize == 512 && osb->s_clustersize <= 8192)
134             || (sb->s_blocksize == 1024 && osb->s_clustersize == 4096))
135                 return OCFS2_LA_OLD_DEFAULT;
136
137         /*
138          * Leave enough room for some block groups and make the final
139          * value we work from a multiple of 4.
140          */
141         gd_mb -= 16;
142         gd_mb &= 0xFFFFFFFB;
143
144         la_mb = gd_mb;
145
146         /*
147          * Keep window sizes down to a reasonable default
148          */
149         if (la_mb > OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB) {
150                 /*
151                  * Some clustersize / blocksize combinations will have
152                  * given us a larger than OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB
153                  * default size, but get poor distribution when
154                  * limited to exactly 256 megabytes.
155                  *
156                  * As an example, 16K clustersize at 4K blocksize
157                  * gives us a cluster group size of 504M. Paring the
158                  * local alloc size down to 256 however, would give us
159                  * only one window and around 200MB left in the
160                  * cluster group. Instead, find the first size below
161                  * 256 which would give us an even distribution.
162                  *
163                  * Larger cluster group sizes actually work out pretty
164                  * well when pared to 256, so we don't have to do this
165                  * for any group that fits more than two
166                  * OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB windows.
167                  */
168                 if (gd_mb > (2 * OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB))
169                         la_mb = 256;
170                 else {
171                         unsigned int gd_mult = gd_mb;
172
173                         while (gd_mult > 256)
174                                 gd_mult = gd_mult >> 1;
175
176                         la_mb = gd_mult;
177                 }
178         }
179
180         megs_per_slot = osb->osb_clusters_at_boot / osb->max_slots;
181         megs_per_slot = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb, megs_per_slot);
182         /* Too many nodes, too few disk clusters. */
183         if (megs_per_slot < la_mb)
184                 la_mb = megs_per_slot;
185
186         /* We can't store more bits than we can in a block. */
187         la_max_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb,
188                                                 ocfs2_local_alloc_size(sb) * 8);
189         if (la_mb > la_max_mb)
190                 la_mb = la_max_mb;
191
192         return la_mb;
193 }
194
195 void ocfs2_la_set_sizes(struct ocfs2_super *osb, int requested_mb)
196 {
197         struct super_block *sb = osb->sb;
198         unsigned int la_default_mb = ocfs2_la_default_mb(osb);
199         unsigned int la_max_mb;
200
201         la_max_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(sb,
202                                                 ocfs2_local_alloc_size(sb) * 8);
203
204         mlog(0, "requested: %dM, max: %uM, default: %uM\n",
205              requested_mb, la_max_mb, la_default_mb);
206
207         if (requested_mb == -1) {
208                 /* No user request - use defaults */
209                 osb->local_alloc_default_bits =
210                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, la_default_mb);
211         } else if (requested_mb > la_max_mb) {
212                 /* Request is too big, we give the maximum available */
213                 osb->local_alloc_default_bits =
214                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, la_max_mb);
215         } else {
216                 osb->local_alloc_default_bits =
217                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, requested_mb);
218         }
219
220         osb->local_alloc_bits = osb->local_alloc_default_bits;
221 }
222
223 static inline int ocfs2_la_state_enabled(struct ocfs2_super *osb)
224 {
225         return (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED ||
226                 osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_ENABLED);
227 }
228
229 void ocfs2_local_alloc_seen_free_bits(struct ocfs2_super *osb,
230                                       unsigned int num_clusters)
231 {
232         spin_lock(&osb->osb_lock);
233         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED ||
234             osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED)
235                 if (num_clusters >= osb->local_alloc_default_bits) {
236                         cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
237                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
238                 }
239         spin_unlock(&osb->osb_lock);
240 }
241
242 void ocfs2_la_enable_worker(struct work_struct *work)
243 {
244         struct ocfs2_super *osb =
245                 container_of(work, struct ocfs2_super,
246                              la_enable_wq.work);
247         spin_lock(&osb->osb_lock);
248         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
249         spin_unlock(&osb->osb_lock);
250 }
251
252 /*
253  * Tell us whether a given allocation should use the local alloc
254  * file. Otherwise, it has to go to the main bitmap.
255  *
256  * This function does semi-dirty reads of local alloc size and state!
257  * This is ok however, as the values are re-checked once under mutex.
258  */
259 int ocfs2_alloc_should_use_local(struct ocfs2_super *osb, u64 bits)
260 {
261         int ret = 0;
262         int la_bits;
263
264         spin_lock(&osb->osb_lock);
265         la_bits = osb->local_alloc_bits;
266
267         if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
268                 goto bail;
269
270         /* la_bits should be at least twice the size (in clusters) of
271          * a new block group. We want to be sure block group
272          * allocations go through the local alloc, so allow an
273          * allocation to take up to half the bitmap. */
274         if (bits > (la_bits / 2))
275                 goto bail;
276
277         ret = 1;
278 bail:
279         mlog(0, "state=%d, bits=%llu, la_bits=%d, ret=%d\n",
280              osb->local_alloc_state, (unsigned long long)bits, la_bits, ret);
281         spin_unlock(&osb->osb_lock);
282         return ret;
283 }
284
285 int ocfs2_load_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
286 {
287         int status = 0;
288         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
289         struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
290         u32 num_used;
291         struct inode *inode = NULL;
292         struct ocfs2_local_alloc *la;
293
294         mlog_entry_void();
295
296         if (osb->local_alloc_bits == 0)
297                 goto bail;
298
299         if (osb->local_alloc_bits >= osb->bitmap_cpg) {
300                 mlog(ML_NOTICE, "Requested local alloc window %d is larger "
301                      "than max possible %u. Using defaults.\n",
302                      osb->local_alloc_bits, (osb->bitmap_cpg - 1));
303                 osb->local_alloc_bits =
304                         ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb,
305                                                     ocfs2_la_default_mb(osb));
306         }
307
308         /* read the alloc off disk */
309         inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb, LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
310                                             osb->slot_num);
311         if (!inode) {
312                 status = -EINVAL;
313                 mlog_errno(status);
314                 goto bail;
315         }
316
317         status = ocfs2_read_inode_block_full(inode, &alloc_bh,
318                                              OCFS2_BH_IGNORE_CACHE);
319         if (status < 0) {
320                 mlog_errno(status);
321                 goto bail;
322         }
323
324         alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
325         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
326
327         if (!(le32_to_cpu(alloc->i_flags) &
328             (OCFS2_LOCAL_ALLOC_FL|OCFS2_BITMAP_FL))) {
329                 mlog(ML_ERROR, "Invalid local alloc inode, %llu\n",
330                      (unsigned long long)OCFS2_I(inode)->ip_blkno);
331                 status = -EINVAL;
332                 goto bail;
333         }
334
335         if ((la->la_size == 0) ||
336             (le16_to_cpu(la->la_size) > ocfs2_local_alloc_size(inode->i_sb))) {
337                 mlog(ML_ERROR, "Local alloc size is invalid (la_size = %u)\n",
338                      le16_to_cpu(la->la_size));
339                 status = -EINVAL;
340                 goto bail;
341         }
342
343         /* do a little verification. */
344         num_used = ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc);
345
346         /* hopefully the local alloc has always been recovered before
347          * we load it. */
348         if (num_used
349             || alloc->id1.bitmap1.i_used
350             || alloc->id1.bitmap1.i_total
351             || la->la_bm_off)
352                 mlog(ML_ERROR, "Local alloc hasn't been recovered!\n"
353                      "found = %u, set = %u, taken = %u, off = %u\n",
354                      num_used, le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
355                      le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
356                      OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off);
357
358         osb->local_alloc_bh = alloc_bh;
359         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
360
361 bail:
362         if (status < 0)
363                 brelse(alloc_bh);
364         if (inode)
365                 iput(inode);
366
367         mlog(0, "Local alloc window bits = %d\n", osb->local_alloc_bits);
368
369         mlog_exit(status);
370         return status;
371 }
372
373 /*
374  * return any unused bits to the bitmap and write out a clean
375  * local_alloc.
376  *
377  * local_alloc_bh is optional. If not passed, we will simply use the
378  * one off osb. If you do pass it however, be warned that it *will* be
379  * returned brelse'd and NULL'd out.*/
380 void ocfs2_shutdown_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
381 {
382         int status;
383         handle_t *handle;
384         struct inode *local_alloc_inode = NULL;
385         struct buffer_head *bh = NULL;
386         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
387         struct inode *main_bm_inode = NULL;
388         struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
389         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
390
391         mlog_entry_void();
392
393         cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
394         flush_workqueue(ocfs2_wq);
395
396         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_UNUSED)
397                 goto out;
398
399         local_alloc_inode =
400                 ocfs2_get_system_file_inode(osb,
401                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
402                                             osb->slot_num);
403         if (!local_alloc_inode) {
404                 status = -ENOENT;
405                 mlog_errno(status);
406                 goto out;
407         }
408
409         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
410
411         ocfs2_resmap_uninit(&osb->osb_la_resmap);
412
413         main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
414                                                     GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
415                                                     OCFS2_INVALID_SLOT);
416         if (!main_bm_inode) {
417                 status = -EINVAL;
418                 mlog_errno(status);
419                 goto out;
420         }
421
422         mutex_lock(&main_bm_inode->i_mutex);
423
424         status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
425         if (status < 0) {
426                 mlog_errno(status);
427                 goto out_mutex;
428         }
429
430         /* WINDOW_MOVE_CREDITS is a bit heavy... */
431         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
432         if (IS_ERR(handle)) {
433                 mlog_errno(PTR_ERR(handle));
434                 handle = NULL;
435                 goto out_unlock;
436         }
437
438         bh = osb->local_alloc_bh;
439         alloc = (struct ocfs2_dinode *) bh->b_data;
440
441         alloc_copy = kmalloc(bh->b_size, GFP_NOFS);
442         if (!alloc_copy) {
443                 status = -ENOMEM;
444                 goto out_commit;
445         }
446         memcpy(alloc_copy, alloc, bh->b_size);
447
448         status = ocfs2_journal_access_di(handle, INODE_CACHE(local_alloc_inode),
449                                          bh, OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
450         if (status < 0) {
451                 mlog_errno(status);
452                 goto out_commit;
453         }
454
455         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
456         ocfs2_journal_dirty(handle, bh);
457
458         brelse(bh);
459         osb->local_alloc_bh = NULL;
460         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_UNUSED;
461
462         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
463                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
464         if (status < 0)
465                 mlog_errno(status);
466
467 out_commit:
468         ocfs2_commit_trans(osb, handle);
469
470 out_unlock:
471         brelse(main_bm_bh);
472
473         ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
474
475 out_mutex:
476         mutex_unlock(&main_bm_inode->i_mutex);
477         iput(main_bm_inode);
478
479 out:
480         if (local_alloc_inode)
481                 iput(local_alloc_inode);
482
483         if (alloc_copy)
484                 kfree(alloc_copy);
485
486         mlog_exit_void();
487 }
488
489 /*
490  * We want to free the bitmap bits outside of any recovery context as
491  * we'll need a cluster lock to do so, but we must clear the local
492  * alloc before giving up the recovered nodes journal. To solve this,
493  * we kmalloc a copy of the local alloc before it's change for the
494  * caller to process with ocfs2_complete_local_alloc_recovery
495  */
496 int ocfs2_begin_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
497                                      int slot_num,
498                                      struct ocfs2_dinode **alloc_copy)
499 {
500         int status = 0;
501         struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
502         struct inode *inode = NULL;
503         struct ocfs2_dinode *alloc;
504
505         mlog_entry("(slot_num = %d)\n", slot_num);
506
507         *alloc_copy = NULL;
508
509         inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
510                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
511                                             slot_num);
512         if (!inode) {
513                 status = -EINVAL;
514                 mlog_errno(status);
515                 goto bail;
516         }
517
518         mutex_lock(&inode->i_mutex);
519
520         status = ocfs2_read_inode_block_full(inode, &alloc_bh,
521                                              OCFS2_BH_IGNORE_CACHE);
522         if (status < 0) {
523                 mlog_errno(status);
524                 goto bail;
525         }
526
527         *alloc_copy = kmalloc(alloc_bh->b_size, GFP_KERNEL);
528         if (!(*alloc_copy)) {
529                 status = -ENOMEM;
530                 goto bail;
531         }
532         memcpy((*alloc_copy), alloc_bh->b_data, alloc_bh->b_size);
533
534         alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
535         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
536
537         ocfs2_compute_meta_ecc(osb->sb, alloc_bh->b_data, &alloc->i_check);
538         status = ocfs2_write_block(osb, alloc_bh, INODE_CACHE(inode));
539         if (status < 0)
540                 mlog_errno(status);
541
542 bail:
543         if ((status < 0) && (*alloc_copy)) {
544                 kfree(*alloc_copy);
545                 *alloc_copy = NULL;
546         }
547
548         brelse(alloc_bh);
549
550         if (inode) {
551                 mutex_unlock(&inode->i_mutex);
552                 iput(inode);
553         }
554
555         mlog_exit(status);
556         return status;
557 }
558
559 /*
560  * Step 2: By now, we've completed the journal recovery, we've stamped
561  * a clean local alloc on disk and dropped the node out of the
562  * recovery map. Dlm locks will no longer stall, so lets clear out the
563  * main bitmap.
564  */
565 int ocfs2_complete_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
566                                         struct ocfs2_dinode *alloc)
567 {
568         int status;
569         handle_t *handle;
570         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
571         struct inode *main_bm_inode;
572
573         mlog_entry_void();
574
575         main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
576                                                     GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
577                                                     OCFS2_INVALID_SLOT);
578         if (!main_bm_inode) {
579                 status = -EINVAL;
580                 mlog_errno(status);
581                 goto out;
582         }
583
584         mutex_lock(&main_bm_inode->i_mutex);
585
586         status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
587         if (status < 0) {
588                 mlog_errno(status);
589                 goto out_mutex;
590         }
591
592         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
593         if (IS_ERR(handle)) {
594                 status = PTR_ERR(handle);
595                 handle = NULL;
596                 mlog_errno(status);
597                 goto out_unlock;
598         }
599
600         /* we want the bitmap change to be recorded on disk asap */
601         handle->h_sync = 1;
602
603         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc,
604                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
605         if (status < 0)
606                 mlog_errno(status);
607
608         ocfs2_commit_trans(osb, handle);
609
610 out_unlock:
611         ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
612
613 out_mutex:
614         mutex_unlock(&main_bm_inode->i_mutex);
615
616         brelse(main_bm_bh);
617
618         iput(main_bm_inode);
619
620 out:
621         if (!status)
622                 ocfs2_init_steal_slots(osb);
623         mlog_exit(status);
624         return status;
625 }
626
627 /*
628  * make sure we've got at least bits_wanted contiguous bits in the
629  * local alloc. You lose them when you drop i_mutex.
630  *
631  * We will add ourselves to the transaction passed in, but may start
632  * our own in order to shift windows.
633  */
634 int ocfs2_reserve_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
635                                    u32 bits_wanted,
636                                    struct ocfs2_alloc_context *ac)
637 {
638         int status;
639         struct ocfs2_dinode *alloc;
640         struct inode *local_alloc_inode;
641         unsigned int free_bits;
642
643         mlog_entry_void();
644
645         BUG_ON(!ac);
646
647         local_alloc_inode =
648                 ocfs2_get_system_file_inode(osb,
649                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
650                                             osb->slot_num);
651         if (!local_alloc_inode) {
652                 status = -ENOENT;
653                 mlog_errno(status);
654                 goto bail;
655         }
656
657         mutex_lock(&local_alloc_inode->i_mutex);
658
659         /*
660          * We must double check state and allocator bits because
661          * another process may have changed them while holding i_mutex.
662          */
663         spin_lock(&osb->osb_lock);
664         if (!ocfs2_la_state_enabled(osb) ||
665             (bits_wanted > osb->local_alloc_bits)) {
666                 spin_unlock(&osb->osb_lock);
667                 status = -ENOSPC;
668                 goto bail;
669         }
670         spin_unlock(&osb->osb_lock);
671
672         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
673
674 #ifdef CONFIG_OCFS2_DEBUG_FS
675         if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) !=
676             ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc)) {
677                 ocfs2_error(osb->sb, "local alloc inode %llu says it has "
678                             "%u free bits, but a count shows %u",
679                             (unsigned long long)le64_to_cpu(alloc->i_blkno),
680                             le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
681                             ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc));
682                 status = -EIO;
683                 goto bail;
684         }
685 #endif
686
687         free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
688                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
689         if (bits_wanted > free_bits) {
690                 /* uhoh, window change time. */
691                 status =
692                         ocfs2_local_alloc_slide_window(osb, local_alloc_inode);
693                 if (status < 0) {
694                         if (status != -ENOSPC)
695                                 mlog_errno(status);
696                         goto bail;
697                 }
698
699                 /*
700                  * Under certain conditions, the window slide code
701                  * might have reduced the number of bits available or
702                  * disabled the the local alloc entirely. Re-check
703                  * here and return -ENOSPC if necessary.
704                  */
705                 status = -ENOSPC;
706                 if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
707                         goto bail;
708
709                 free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
710                         le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
711                 if (bits_wanted > free_bits)
712                         goto bail;
713         }
714
715         if (ac->ac_max_block)
716                 mlog(0, "Calling in_range for max block %llu\n",
717                      (unsigned long long)ac->ac_max_block);
718
719         ac->ac_inode = local_alloc_inode;
720         /* We should never use localalloc from another slot */
721         ac->ac_alloc_slot = osb->slot_num;
722         ac->ac_which = OCFS2_AC_USE_LOCAL;
723         get_bh(osb->local_alloc_bh);
724         ac->ac_bh = osb->local_alloc_bh;
725         status = 0;
726 bail:
727         if (status < 0 && local_alloc_inode) {
728                 mutex_unlock(&local_alloc_inode->i_mutex);
729                 iput(local_alloc_inode);
730         }
731
732         mlog(0, "bits=%d, slot=%d, ret=%d\n", bits_wanted, osb->slot_num,
733              status);
734
735         mlog_exit(status);
736         return status;
737 }
738
739 int ocfs2_claim_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
740                                  handle_t *handle,
741                                  struct ocfs2_alloc_context *ac,
742                                  u32 bits_wanted,
743                                  u32 *bit_off,
744                                  u32 *num_bits)
745 {
746         int status, start;
747         struct inode *local_alloc_inode;
748         void *bitmap;
749         struct ocfs2_dinode *alloc;
750         struct ocfs2_local_alloc *la;
751
752         mlog_entry_void();
753         BUG_ON(ac->ac_which != OCFS2_AC_USE_LOCAL);
754
755         local_alloc_inode = ac->ac_inode;
756         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
757         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
758
759         start = ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(osb, alloc, &bits_wanted,
760                                                   ac->ac_resv);
761         if (start == -1) {
762                 /* TODO: Shouldn't we just BUG here? */
763                 status = -ENOSPC;
764                 mlog_errno(status);
765                 goto bail;
766         }
767
768         bitmap = la->la_bitmap;
769         *bit_off = le32_to_cpu(la->la_bm_off) + start;
770         *num_bits = bits_wanted;
771
772         status = ocfs2_journal_access_di(handle,
773                                          INODE_CACHE(local_alloc_inode),
774                                          osb->local_alloc_bh,
775                                          OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
776         if (status < 0) {
777                 mlog_errno(status);
778                 goto bail;
779         }
780
781         ocfs2_resmap_claimed_bits(&osb->osb_la_resmap, ac->ac_resv, start,
782                                   bits_wanted);
783
784         while(bits_wanted--)
785                 ocfs2_set_bit(start++, bitmap);
786
787         le32_add_cpu(&alloc->id1.bitmap1.i_used, *num_bits);
788         ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
789
790 bail:
791         mlog_exit(status);
792         return status;
793 }
794
795 static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc)
796 {
797         int i;
798         u8 *buffer;
799         u32 count = 0;
800         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
801
802         mlog_entry_void();
803
804         buffer = la->la_bitmap;
805         for (i = 0; i < le16_to_cpu(la->la_size); i++)
806                 count += hweight8(buffer[i]);
807
808         mlog_exit(count);
809         return count;
810 }
811
812 static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
813                                      struct ocfs2_dinode *alloc,
814                                      u32 *numbits,
815                                      struct ocfs2_alloc_reservation *resv)
816 {
817         int numfound, bitoff, left, startoff, lastzero;
818         int local_resv = 0;
819         struct ocfs2_alloc_reservation r;
820         void *bitmap = NULL;
821         struct ocfs2_reservation_map *resmap = &osb->osb_la_resmap;
822
823         mlog_entry("(numbits wanted = %u)\n", *numbits);
824
825         if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
826                 mlog(0, "No bits in my window!\n");
827                 bitoff = -1;
828                 goto bail;
829         }
830
831         if (!resv) {
832                 local_resv = 1;
833                 ocfs2_resv_init_once(&r);
834                 ocfs2_resv_set_type(&r, OCFS2_RESV_FLAG_TMP);
835                 resv = &r;
836         }
837
838         numfound = *numbits;
839         if (ocfs2_resmap_resv_bits(resmap, resv, &bitoff, &numfound) == 0) {
840                 if (numfound < *numbits)
841                         *numbits = numfound;
842                 goto bail;
843         }
844
845         /*
846          * Code error. While reservations are enabled, local
847          * allocation should _always_ go through them.
848          */
849         BUG_ON(osb->osb_resv_level != 0);
850
851         /*
852          * Reservations are disabled. Handle this the old way.
853          */
854
855         bitmap = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap;
856
857         numfound = bitoff = startoff = 0;
858         lastzero = -1;
859         left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
860         while ((bitoff = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, startoff)) != -1) {
861                 if (bitoff == left) {
862                         /* mlog(0, "bitoff (%d) == left", bitoff); */
863                         break;
864                 }
865                 /* mlog(0, "Found a zero: bitoff = %d, startoff = %d, "
866                    "numfound = %d\n", bitoff, startoff, numfound);*/
867
868                 /* Ok, we found a zero bit... is it contig. or do we
869                  * start over?*/
870                 if (bitoff == startoff) {
871                         /* we found a zero */
872                         numfound++;
873                         startoff++;
874                 } else {
875                         /* got a zero after some ones */
876                         numfound = 1;
877                         startoff = bitoff+1;
878                 }
879                 /* we got everything we needed */
880                 if (numfound == *numbits) {
881                         /* mlog(0, "Found it all!\n"); */
882                         break;
883                 }
884         }
885
886         mlog(0, "Exiting loop, bitoff = %d, numfound = %d\n", bitoff,
887              numfound);
888
889         if (numfound == *numbits)
890                 bitoff = startoff - numfound;
891         else
892                 bitoff = -1;
893
894 bail:
895         if (local_resv)
896                 ocfs2_resv_discard(resmap, resv);
897
898         mlog_exit(bitoff);
899         return bitoff;
900 }
901
902 static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc)
903 {
904         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
905         int i;
906         mlog_entry_void();
907
908         alloc->id1.bitmap1.i_total = 0;
909         alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
910         la->la_bm_off = 0;
911         for(i = 0; i < le16_to_cpu(la->la_size); i++)
912                 la->la_bitmap[i] = 0;
913
914         mlog_exit_void();
915 }
916
917 #if 0
918 /* turn this on and uncomment below to aid debugging window shifts. */
919 static void ocfs2_verify_zero_bits(unsigned long *bitmap,
920                                    unsigned int start,
921                                    unsigned int count)
922 {
923         unsigned int tmp = count;
924         while(tmp--) {
925                 if (ocfs2_test_bit(start + tmp, bitmap)) {
926                         printk("ocfs2_verify_zero_bits: start = %u, count = "
927                                "%u\n", start, count);
928                         printk("ocfs2_verify_zero_bits: bit %u is set!",
929                                start + tmp);
930                         BUG();
931                 }
932         }
933 }
934 #endif
935
936 /*
937  * sync the local alloc to main bitmap.
938  *
939  * assumes you've already locked the main bitmap -- the bitmap inode
940  * passed is used for caching.
941  */
942 static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
943                                     handle_t *handle,
944                                     struct ocfs2_dinode *alloc,
945                                     struct inode *main_bm_inode,
946                                     struct buffer_head *main_bm_bh)
947 {
948         int status = 0;
949         int bit_off, left, count, start;
950         u64 la_start_blk;
951         u64 blkno;
952         void *bitmap;
953         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
954
955         mlog_entry("total = %u, used = %u\n",
956                    le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
957                    le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used));
958
959         if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
960                 mlog(0, "nothing to sync!\n");
961                 goto bail;
962         }
963
964         if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) ==
965             le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total)) {
966                 mlog(0, "all bits were taken!\n");
967                 goto bail;
968         }
969
970         la_start_blk = ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
971                                                 le32_to_cpu(la->la_bm_off));
972         bitmap = la->la_bitmap;
973         start = count = bit_off = 0;
974         left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
975
976         while ((bit_off = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, start))
977                != -1) {
978                 if ((bit_off < left) && (bit_off == start)) {
979                         count++;
980                         start++;
981                         continue;
982                 }
983                 if (count) {
984                         blkno = la_start_blk +
985                                 ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
986                                                          start - count);
987
988                         mlog(0, "freeing %u bits starting at local alloc bit "
989                              "%u (la_start_blk = %llu, blkno = %llu)\n",
990                              count, start - count,
991                              (unsigned long long)la_start_blk,
992                              (unsigned long long)blkno);
993
994                         status = ocfs2_release_clusters(handle,
995                                                         main_bm_inode,
996                                                         main_bm_bh, blkno,
997                                                         count);
998                         if (status < 0) {
999                                 mlog_errno(status);
1000                                 goto bail;
1001                         }
1002                 }
1003                 if (bit_off >= left)
1004                         break;
1005                 count = 1;
1006                 start = bit_off + 1;
1007         }
1008
1009 bail:
1010         mlog_exit(status);
1011         return status;
1012 }
1013
1014 enum ocfs2_la_event {
1015         OCFS2_LA_EVENT_SLIDE,           /* Normal window slide. */
1016         OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED,      /* The global bitmap has
1017                                          * enough bits theoretically
1018                                          * free, but a contiguous
1019                                          * allocation could not be
1020                                          * found. */
1021         OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC,          /* Global bitmap doesn't have
1022                                          * enough bits free to satisfy
1023                                          * our request. */
1024 };
1025 #define OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL (30 * HZ)
1026 /*
1027  * Given an event, calculate the size of our next local alloc window.
1028  *
1029  * This should always be called under i_mutex of the local alloc inode
1030  * so that local alloc disabling doesn't race with processes trying to
1031  * use the allocator.
1032  *
1033  * Returns the state which the local alloc was left in. This value can
1034  * be ignored by some paths.
1035  */
1036 static int ocfs2_recalc_la_window(struct ocfs2_super *osb,
1037                                   enum ocfs2_la_event event)
1038 {
1039         unsigned int bits;
1040         int state;
1041
1042         spin_lock(&osb->osb_lock);
1043         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED) {
1044                 WARN_ON_ONCE(osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED);
1045                 goto out_unlock;
1046         }
1047
1048         /*
1049          * ENOSPC and fragmentation are treated similarly for now.
1050          */
1051         if (event == OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC ||
1052             event == OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) {
1053                 /*
1054                  * We ran out of contiguous space in the primary
1055                  * bitmap. Drastically reduce the number of bits used
1056                  * by local alloc until we have to disable it.
1057                  */
1058                 bits = osb->local_alloc_bits >> 1;
1059                 if (bits > ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb, 1)) {
1060                         /*
1061                          * By setting state to THROTTLED, we'll keep
1062                          * the number of local alloc bits used down
1063                          * until an event occurs which would give us
1064                          * reason to assume the bitmap situation might
1065                          * have changed.
1066                          */
1067                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_THROTTLED;
1068                         osb->local_alloc_bits = bits;
1069                 } else {
1070                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
1071                 }
1072                 queue_delayed_work(ocfs2_wq, &osb->la_enable_wq,
1073                                    OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL);
1074                 goto out_unlock;
1075         }
1076
1077         /*
1078          * Don't increase the size of the local alloc window until we
1079          * know we might be able to fulfill the request. Otherwise, we
1080          * risk bouncing around the global bitmap during periods of
1081          * low space.
1082          */
1083         if (osb->local_alloc_state != OCFS2_LA_THROTTLED)
1084                 osb->local_alloc_bits = osb->local_alloc_default_bits;
1085
1086 out_unlock:
1087         state = osb->local_alloc_state;
1088         spin_unlock(&osb->osb_lock);
1089
1090         return state;
1091 }
1092
1093 static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
1094                                                 struct ocfs2_alloc_context **ac,
1095                                                 struct inode **bitmap_inode,
1096                                                 struct buffer_head **bitmap_bh)
1097 {
1098         int status;
1099
1100         *ac = kzalloc(sizeof(struct ocfs2_alloc_context), GFP_KERNEL);
1101         if (!(*ac)) {
1102                 status = -ENOMEM;
1103                 mlog_errno(status);
1104                 goto bail;
1105         }
1106
1107 retry_enospc:
1108         (*ac)->ac_bits_wanted = osb->local_alloc_default_bits;
1109         status = ocfs2_reserve_cluster_bitmap_bits(osb, *ac);
1110         if (status == -ENOSPC) {
1111                 if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC) ==
1112                     OCFS2_LA_DISABLED)
1113                         goto bail;
1114
1115                 ocfs2_free_ac_resource(*ac);
1116                 memset(*ac, 0, sizeof(struct ocfs2_alloc_context));
1117                 goto retry_enospc;
1118         }
1119         if (status < 0) {
1120                 mlog_errno(status);
1121                 goto bail;
1122         }
1123
1124         *bitmap_inode = (*ac)->ac_inode;
1125         igrab(*bitmap_inode);
1126         *bitmap_bh = (*ac)->ac_bh;
1127         get_bh(*bitmap_bh);
1128         status = 0;
1129 bail:
1130         if ((status < 0) && *ac) {
1131                 ocfs2_free_alloc_context(*ac);
1132                 *ac = NULL;
1133         }
1134
1135         mlog_exit(status);
1136         return status;
1137 }
1138
1139 /*
1140  * pass it the bitmap lock in lock_bh if you have it.
1141  */
1142 static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
1143                                         handle_t *handle,
1144                                         struct ocfs2_alloc_context *ac)
1145 {
1146         int status = 0;
1147         u32 cluster_off, cluster_count;
1148         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
1149         struct ocfs2_local_alloc *la;
1150
1151         mlog_entry_void();
1152
1153         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
1154         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
1155
1156         if (alloc->id1.bitmap1.i_total)
1157                 mlog(0, "asking me to alloc a new window over a non-empty "
1158                      "one\n");
1159
1160         mlog(0, "Allocating %u clusters for a new window.\n",
1161              osb->local_alloc_bits);
1162
1163         /* Instruct the allocation code to try the most recently used
1164          * cluster group. We'll re-record the group used this pass
1165          * below. */
1166         ac->ac_last_group = osb->la_last_gd;
1167
1168         /* we used the generic suballoc reserve function, but we set
1169          * everything up nicely, so there's no reason why we can't use
1170          * the more specific cluster api to claim bits. */
1171         status = ocfs2_claim_clusters(handle, ac, osb->local_alloc_bits,
1172                                       &cluster_off, &cluster_count);
1173         if (status == -ENOSPC) {
1174 retry_enospc:
1175                 /*
1176                  * Note: We could also try syncing the journal here to
1177                  * allow use of any free bits which the current
1178                  * transaction can't give us access to. --Mark
1179                  */
1180                 if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) ==
1181                     OCFS2_LA_DISABLED)
1182                         goto bail;
1183
1184                 ac->ac_bits_wanted = osb->local_alloc_default_bits;
1185                 status = ocfs2_claim_clusters(handle, ac,
1186                                               osb->local_alloc_bits,
1187                                               &cluster_off,
1188                                               &cluster_count);
1189                 if (status == -ENOSPC)
1190                         goto retry_enospc;
1191                 /*
1192                  * We only shrunk the *minimum* number of in our
1193                  * request - it's entirely possible that the allocator
1194                  * might give us more than we asked for.
1195                  */
1196                 if (status == 0) {
1197                         spin_lock(&osb->osb_lock);
1198                         osb->local_alloc_bits = cluster_count;
1199                         spin_unlock(&osb->osb_lock);
1200                 }
1201         }
1202         if (status < 0) {
1203                 if (status != -ENOSPC)
1204                         mlog_errno(status);
1205                 goto bail;
1206         }
1207
1208         osb->la_last_gd = ac->ac_last_group;
1209
1210         la->la_bm_off = cpu_to_le32(cluster_off);
1211         alloc->id1.bitmap1.i_total = cpu_to_le32(cluster_count);
1212         /* just in case... In the future when we find space ourselves,
1213          * we don't have to get all contiguous -- but we'll have to
1214          * set all previously used bits in bitmap and update
1215          * la_bits_set before setting the bits in the main bitmap. */
1216         alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
1217         memset(OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap, 0,
1218                le16_to_cpu(la->la_size));
1219
1220         ocfs2_resmap_restart(&osb->osb_la_resmap, cluster_count,
1221                              OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap);
1222
1223         mlog(0, "New window allocated:\n");
1224         mlog(0, "window la_bm_off = %u\n",
1225              OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off);
1226         mlog(0, "window bits = %u\n", le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total));
1227
1228 bail:
1229         mlog_exit(status);
1230         return status;
1231 }
1232
1233 /* Note that we do *NOT* lock the local alloc inode here as
1234  * it's been locked already for us. */
1235 static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
1236                                           struct inode *local_alloc_inode)
1237 {
1238         int status = 0;
1239         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
1240         struct inode *main_bm_inode = NULL;
1241         handle_t *handle = NULL;
1242         struct ocfs2_dinode *alloc;
1243         struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
1244         struct ocfs2_alloc_context *ac = NULL;
1245
1246         mlog_entry_void();
1247
1248         ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_SLIDE);
1249
1250         /* This will lock the main bitmap for us. */
1251         status = ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(osb,
1252                                                       &ac,
1253                                                       &main_bm_inode,
1254                                                       &main_bm_bh);
1255         if (status < 0) {
1256                 if (status != -ENOSPC)
1257                         mlog_errno(status);
1258                 goto bail;
1259         }
1260
1261         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
1262         if (IS_ERR(handle)) {
1263                 status = PTR_ERR(handle);
1264                 handle = NULL;
1265                 mlog_errno(status);
1266                 goto bail;
1267         }
1268
1269         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
1270
1271         /* We want to clear the local alloc before doing anything
1272          * else, so that if we error later during this operation,
1273          * local alloc shutdown won't try to double free main bitmap
1274          * bits. Make a copy so the sync function knows which bits to
1275          * free. */
1276         alloc_copy = kmalloc(osb->local_alloc_bh->b_size, GFP_NOFS);
1277         if (!alloc_copy) {
1278                 status = -ENOMEM;
1279                 mlog_errno(status);
1280                 goto bail;
1281         }
1282         memcpy(alloc_copy, alloc, osb->local_alloc_bh->b_size);
1283
1284         status = ocfs2_journal_access_di(handle,
1285                                          INODE_CACHE(local_alloc_inode),
1286                                          osb->local_alloc_bh,
1287                                          OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
1288         if (status < 0) {
1289                 mlog_errno(status);
1290                 goto bail;
1291         }
1292
1293         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
1294         ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
1295
1296         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
1297                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
1298         if (status < 0) {
1299                 mlog_errno(status);
1300                 goto bail;
1301         }
1302
1303         status = ocfs2_local_alloc_new_window(osb, handle, ac);
1304         if (status < 0) {
1305                 if (status != -ENOSPC)
1306                         mlog_errno(status);
1307                 goto bail;
1308         }
1309
1310         atomic_inc(&osb->alloc_stats.moves);
1311
1312 bail:
1313         if (handle)
1314                 ocfs2_commit_trans(osb, handle);
1315
1316         brelse(main_bm_bh);
1317
1318         if (main_bm_inode)
1319                 iput(main_bm_inode);
1320
1321         if (alloc_copy)
1322                 kfree(alloc_copy);
1323
1324         if (ac)
1325                 ocfs2_free_alloc_context(ac);
1326
1327         mlog_exit(status);
1328         return status;
1329 }
1330