Take dirtying the inode to callers of ext2_free_blocks()
[linux-2.6.git] / fs / ext2 / balloc.c
1 /*
2  *  linux/fs/ext2/balloc.c
3  *
4  * Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995
5  * Remy Card (card@masi.ibp.fr)
6  * Laboratoire MASI - Institut Blaise Pascal
7  * Universite Pierre et Marie Curie (Paris VI)
8  *
9  *  Enhanced block allocation by Stephen Tweedie (sct@redhat.com), 1993
10  *  Big-endian to little-endian byte-swapping/bitmaps by
11  *        David S. Miller (davem@caip.rutgers.edu), 1995
12  */
13
14 #include "ext2.h"
15 #include <linux/quotaops.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/sched.h>
18 #include <linux/buffer_head.h>
19 #include <linux/capability.h>
20
21 /*
22  * balloc.c contains the blocks allocation and deallocation routines
23  */
24
25 /*
26  * The free blocks are managed by bitmaps.  A file system contains several
27  * blocks groups.  Each group contains 1 bitmap block for blocks, 1 bitmap
28  * block for inodes, N blocks for the inode table and data blocks.
29  *
30  * The file system contains group descriptors which are located after the
31  * super block.  Each descriptor contains the number of the bitmap block and
32  * the free blocks count in the block.  The descriptors are loaded in memory
33  * when a file system is mounted (see ext2_fill_super).
34  */
35
36
37 #define in_range(b, first, len) ((b) >= (first) && (b) <= (first) + (len) - 1)
38
39 struct ext2_group_desc * ext2_get_group_desc(struct super_block * sb,
40                                              unsigned int block_group,
41                                              struct buffer_head ** bh)
42 {
43         unsigned long group_desc;
44         unsigned long offset;
45         struct ext2_group_desc * desc;
46         struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
47
48         if (block_group >= sbi->s_groups_count) {
49                 ext2_error (sb, "ext2_get_group_desc",
50                             "block_group >= groups_count - "
51                             "block_group = %d, groups_count = %lu",
52                             block_group, sbi->s_groups_count);
53
54                 return NULL;
55         }
56
57         group_desc = block_group >> EXT2_DESC_PER_BLOCK_BITS(sb);
58         offset = block_group & (EXT2_DESC_PER_BLOCK(sb) - 1);
59         if (!sbi->s_group_desc[group_desc]) {
60                 ext2_error (sb, "ext2_get_group_desc",
61                             "Group descriptor not loaded - "
62                             "block_group = %d, group_desc = %lu, desc = %lu",
63                              block_group, group_desc, offset);
64                 return NULL;
65         }
66
67         desc = (struct ext2_group_desc *) sbi->s_group_desc[group_desc]->b_data;
68         if (bh)
69                 *bh = sbi->s_group_desc[group_desc];
70         return desc + offset;
71 }
72
73 static int ext2_valid_block_bitmap(struct super_block *sb,
74                                         struct ext2_group_desc *desc,
75                                         unsigned int block_group,
76                                         struct buffer_head *bh)
77 {
78         ext2_grpblk_t offset;
79         ext2_grpblk_t next_zero_bit;
80         ext2_fsblk_t bitmap_blk;
81         ext2_fsblk_t group_first_block;
82
83         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, block_group);
84
85         /* check whether block bitmap block number is set */
86         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap);
87         offset = bitmap_blk - group_first_block;
88         if (!ext2_test_bit(offset, bh->b_data))
89                 /* bad block bitmap */
90                 goto err_out;
91
92         /* check whether the inode bitmap block number is set */
93         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_inode_bitmap);
94         offset = bitmap_blk - group_first_block;
95         if (!ext2_test_bit(offset, bh->b_data))
96                 /* bad block bitmap */
97                 goto err_out;
98
99         /* check whether the inode table block number is set */
100         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_inode_table);
101         offset = bitmap_blk - group_first_block;
102         next_zero_bit = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data,
103                                 offset + EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group,
104                                 offset);
105         if (next_zero_bit >= offset + EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group)
106                 /* good bitmap for inode tables */
107                 return 1;
108
109 err_out:
110         ext2_error(sb, __func__,
111                         "Invalid block bitmap - "
112                         "block_group = %d, block = %lu",
113                         block_group, bitmap_blk);
114         return 0;
115 }
116
117 /*
118  * Read the bitmap for a given block_group,and validate the
119  * bits for block/inode/inode tables are set in the bitmaps
120  *
121  * Return buffer_head on success or NULL in case of failure.
122  */
123 static struct buffer_head *
124 read_block_bitmap(struct super_block *sb, unsigned int block_group)
125 {
126         struct ext2_group_desc * desc;
127         struct buffer_head * bh = NULL;
128         ext2_fsblk_t bitmap_blk;
129
130         desc = ext2_get_group_desc(sb, block_group, NULL);
131         if (!desc)
132                 return NULL;
133         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap);
134         bh = sb_getblk(sb, bitmap_blk);
135         if (unlikely(!bh)) {
136                 ext2_error(sb, __func__,
137                             "Cannot read block bitmap - "
138                             "block_group = %d, block_bitmap = %u",
139                             block_group, le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap));
140                 return NULL;
141         }
142         if (likely(bh_uptodate_or_lock(bh)))
143                 return bh;
144
145         if (bh_submit_read(bh) < 0) {
146                 brelse(bh);
147                 ext2_error(sb, __func__,
148                             "Cannot read block bitmap - "
149                             "block_group = %d, block_bitmap = %u",
150                             block_group, le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap));
151                 return NULL;
152         }
153
154         ext2_valid_block_bitmap(sb, desc, block_group, bh);
155         /*
156          * file system mounted not to panic on error, continue with corrupt
157          * bitmap
158          */
159         return bh;
160 }
161
162 static void release_blocks(struct super_block *sb, int count)
163 {
164         if (count) {
165                 struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
166
167                 percpu_counter_add(&sbi->s_freeblocks_counter, count);
168                 sb->s_dirt = 1;
169         }
170 }
171
172 static void group_adjust_blocks(struct super_block *sb, int group_no,
173         struct ext2_group_desc *desc, struct buffer_head *bh, int count)
174 {
175         if (count) {
176                 struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
177                 unsigned free_blocks;
178
179                 spin_lock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
180                 free_blocks = le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
181                 desc->bg_free_blocks_count = cpu_to_le16(free_blocks + count);
182                 spin_unlock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
183                 sb->s_dirt = 1;
184                 mark_buffer_dirty(bh);
185         }
186 }
187
188 /*
189  * The reservation window structure operations
190  * --------------------------------------------
191  * Operations include:
192  * dump, find, add, remove, is_empty, find_next_reservable_window, etc.
193  *
194  * We use a red-black tree to represent per-filesystem reservation
195  * windows.
196  *
197  */
198
199 /**
200  * __rsv_window_dump() -- Dump the filesystem block allocation reservation map
201  * @rb_root:            root of per-filesystem reservation rb tree
202  * @verbose:            verbose mode
203  * @fn:                 function which wishes to dump the reservation map
204  *
205  * If verbose is turned on, it will print the whole block reservation
206  * windows(start, end). Otherwise, it will only print out the "bad" windows,
207  * those windows that overlap with their immediate neighbors.
208  */
209 #if 1
210 static void __rsv_window_dump(struct rb_root *root, int verbose,
211                               const char *fn)
212 {
213         struct rb_node *n;
214         struct ext2_reserve_window_node *rsv, *prev;
215         int bad;
216
217 restart:
218         n = rb_first(root);
219         bad = 0;
220         prev = NULL;
221
222         printk("Block Allocation Reservation Windows Map (%s):\n", fn);
223         while (n) {
224                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
225                 if (verbose)
226                         printk("reservation window 0x%p "
227                                 "start: %lu, end: %lu\n",
228                                 rsv, rsv->rsv_start, rsv->rsv_end);
229                 if (rsv->rsv_start && rsv->rsv_start >= rsv->rsv_end) {
230                         printk("Bad reservation %p (start >= end)\n",
231                                rsv);
232                         bad = 1;
233                 }
234                 if (prev && prev->rsv_end >= rsv->rsv_start) {
235                         printk("Bad reservation %p (prev->end >= start)\n",
236                                rsv);
237                         bad = 1;
238                 }
239                 if (bad) {
240                         if (!verbose) {
241                                 printk("Restarting reservation walk in verbose mode\n");
242                                 verbose = 1;
243                                 goto restart;
244                         }
245                 }
246                 n = rb_next(n);
247                 prev = rsv;
248         }
249         printk("Window map complete.\n");
250         BUG_ON(bad);
251 }
252 #define rsv_window_dump(root, verbose) \
253         __rsv_window_dump((root), (verbose), __func__)
254 #else
255 #define rsv_window_dump(root, verbose) do {} while (0)
256 #endif
257
258 /**
259  * goal_in_my_reservation()
260  * @rsv:                inode's reservation window
261  * @grp_goal:           given goal block relative to the allocation block group
262  * @group:              the current allocation block group
263  * @sb:                 filesystem super block
264  *
265  * Test if the given goal block (group relative) is within the file's
266  * own block reservation window range.
267  *
268  * If the reservation window is outside the goal allocation group, return 0;
269  * grp_goal (given goal block) could be -1, which means no specific
270  * goal block. In this case, always return 1.
271  * If the goal block is within the reservation window, return 1;
272  * otherwise, return 0;
273  */
274 static int
275 goal_in_my_reservation(struct ext2_reserve_window *rsv, ext2_grpblk_t grp_goal,
276                         unsigned int group, struct super_block * sb)
277 {
278         ext2_fsblk_t group_first_block, group_last_block;
279
280         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
281         group_last_block = group_first_block + EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb) - 1;
282
283         if ((rsv->_rsv_start > group_last_block) ||
284             (rsv->_rsv_end < group_first_block))
285                 return 0;
286         if ((grp_goal >= 0) && ((grp_goal + group_first_block < rsv->_rsv_start)
287                 || (grp_goal + group_first_block > rsv->_rsv_end)))
288                 return 0;
289         return 1;
290 }
291
292 /**
293  * search_reserve_window()
294  * @rb_root:            root of reservation tree
295  * @goal:               target allocation block
296  *
297  * Find the reserved window which includes the goal, or the previous one
298  * if the goal is not in any window.
299  * Returns NULL if there are no windows or if all windows start after the goal.
300  */
301 static struct ext2_reserve_window_node *
302 search_reserve_window(struct rb_root *root, ext2_fsblk_t goal)
303 {
304         struct rb_node *n = root->rb_node;
305         struct ext2_reserve_window_node *rsv;
306
307         if (!n)
308                 return NULL;
309
310         do {
311                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
312
313                 if (goal < rsv->rsv_start)
314                         n = n->rb_left;
315                 else if (goal > rsv->rsv_end)
316                         n = n->rb_right;
317                 else
318                         return rsv;
319         } while (n);
320         /*
321          * We've fallen off the end of the tree: the goal wasn't inside
322          * any particular node.  OK, the previous node must be to one
323          * side of the interval containing the goal.  If it's the RHS,
324          * we need to back up one.
325          */
326         if (rsv->rsv_start > goal) {
327                 n = rb_prev(&rsv->rsv_node);
328                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
329         }
330         return rsv;
331 }
332
333 /*
334  * ext2_rsv_window_add() -- Insert a window to the block reservation rb tree.
335  * @sb:                 super block
336  * @rsv:                reservation window to add
337  *
338  * Must be called with rsv_lock held.
339  */
340 void ext2_rsv_window_add(struct super_block *sb,
341                     struct ext2_reserve_window_node *rsv)
342 {
343         struct rb_root *root = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root;
344         struct rb_node *node = &rsv->rsv_node;
345         ext2_fsblk_t start = rsv->rsv_start;
346
347         struct rb_node ** p = &root->rb_node;
348         struct rb_node * parent = NULL;
349         struct ext2_reserve_window_node *this;
350
351         while (*p)
352         {
353                 parent = *p;
354                 this = rb_entry(parent, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
355
356                 if (start < this->rsv_start)
357                         p = &(*p)->rb_left;
358                 else if (start > this->rsv_end)
359                         p = &(*p)->rb_right;
360                 else {
361                         rsv_window_dump(root, 1);
362                         BUG();
363                 }
364         }
365
366         rb_link_node(node, parent, p);
367         rb_insert_color(node, root);
368 }
369
370 /**
371  * rsv_window_remove() -- unlink a window from the reservation rb tree
372  * @sb:                 super block
373  * @rsv:                reservation window to remove
374  *
375  * Mark the block reservation window as not allocated, and unlink it
376  * from the filesystem reservation window rb tree. Must be called with
377  * rsv_lock held.
378  */
379 static void rsv_window_remove(struct super_block *sb,
380                               struct ext2_reserve_window_node *rsv)
381 {
382         rsv->rsv_start = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
383         rsv->rsv_end = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
384         rsv->rsv_alloc_hit = 0;
385         rb_erase(&rsv->rsv_node, &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root);
386 }
387
388 /*
389  * rsv_is_empty() -- Check if the reservation window is allocated.
390  * @rsv:                given reservation window to check
391  *
392  * returns 1 if the end block is EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED.
393  */
394 static inline int rsv_is_empty(struct ext2_reserve_window *rsv)
395 {
396         /* a valid reservation end block could not be 0 */
397         return (rsv->_rsv_end == EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED);
398 }
399
400 /**
401  * ext2_init_block_alloc_info()
402  * @inode:              file inode structure
403  *
404  * Allocate and initialize the  reservation window structure, and
405  * link the window to the ext2 inode structure at last
406  *
407  * The reservation window structure is only dynamically allocated
408  * and linked to ext2 inode the first time the open file
409  * needs a new block. So, before every ext2_new_block(s) call, for
410  * regular files, we should check whether the reservation window
411  * structure exists or not. In the latter case, this function is called.
412  * Fail to do so will result in block reservation being turned off for that
413  * open file.
414  *
415  * This function is called from ext2_get_blocks_handle(), also called
416  * when setting the reservation window size through ioctl before the file
417  * is open for write (needs block allocation).
418  *
419  * Needs truncate_mutex protection prior to calling this function.
420  */
421 void ext2_init_block_alloc_info(struct inode *inode)
422 {
423         struct ext2_inode_info *ei = EXT2_I(inode);
424         struct ext2_block_alloc_info *block_i = ei->i_block_alloc_info;
425         struct super_block *sb = inode->i_sb;
426
427         block_i = kmalloc(sizeof(*block_i), GFP_NOFS);
428         if (block_i) {
429                 struct ext2_reserve_window_node *rsv = &block_i->rsv_window_node;
430
431                 rsv->rsv_start = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
432                 rsv->rsv_end = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
433
434                 /*
435                  * if filesystem is mounted with NORESERVATION, the goal
436                  * reservation window size is set to zero to indicate
437                  * block reservation is off
438                  */
439                 if (!test_opt(sb, RESERVATION))
440                         rsv->rsv_goal_size = 0;
441                 else
442                         rsv->rsv_goal_size = EXT2_DEFAULT_RESERVE_BLOCKS;
443                 rsv->rsv_alloc_hit = 0;
444                 block_i->last_alloc_logical_block = 0;
445                 block_i->last_alloc_physical_block = 0;
446         }
447         ei->i_block_alloc_info = block_i;
448 }
449
450 /**
451  * ext2_discard_reservation()
452  * @inode:              inode
453  *
454  * Discard(free) block reservation window on last file close, or truncate
455  * or at last iput().
456  *
457  * It is being called in three cases:
458  *      ext2_release_file(): last writer closes the file
459  *      ext2_clear_inode(): last iput(), when nobody links to this file.
460  *      ext2_truncate(): when the block indirect map is about to change.
461  */
462 void ext2_discard_reservation(struct inode *inode)
463 {
464         struct ext2_inode_info *ei = EXT2_I(inode);
465         struct ext2_block_alloc_info *block_i = ei->i_block_alloc_info;
466         struct ext2_reserve_window_node *rsv;
467         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(inode->i_sb)->s_rsv_window_lock;
468
469         if (!block_i)
470                 return;
471
472         rsv = &block_i->rsv_window_node;
473         if (!rsv_is_empty(&rsv->rsv_window)) {
474                 spin_lock(rsv_lock);
475                 if (!rsv_is_empty(&rsv->rsv_window))
476                         rsv_window_remove(inode->i_sb, rsv);
477                 spin_unlock(rsv_lock);
478         }
479 }
480
481 /**
482  * ext2_free_blocks_sb() -- Free given blocks and update quota and i_blocks
483  * @inode:              inode
484  * @block:              start physcial block to free
485  * @count:              number of blocks to free
486  */
487 void ext2_free_blocks (struct inode * inode, unsigned long block,
488                        unsigned long count)
489 {
490         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
491         struct buffer_head * bh2;
492         unsigned long block_group;
493         unsigned long bit;
494         unsigned long i;
495         unsigned long overflow;
496         struct super_block * sb = inode->i_sb;
497         struct ext2_sb_info * sbi = EXT2_SB(sb);
498         struct ext2_group_desc * desc;
499         struct ext2_super_block * es = sbi->s_es;
500         unsigned freed = 0, group_freed;
501
502         if (block < le32_to_cpu(es->s_first_data_block) ||
503             block + count < block ||
504             block + count > le32_to_cpu(es->s_blocks_count)) {
505                 ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
506                             "Freeing blocks not in datazone - "
507                             "block = %lu, count = %lu", block, count);
508                 goto error_return;
509         }
510
511         ext2_debug ("freeing block(s) %lu-%lu\n", block, block + count - 1);
512
513 do_more:
514         overflow = 0;
515         block_group = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) /
516                       EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
517         bit = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
518                       EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
519         /*
520          * Check to see if we are freeing blocks across a group
521          * boundary.
522          */
523         if (bit + count > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)) {
524                 overflow = bit + count - EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
525                 count -= overflow;
526         }
527         brelse(bitmap_bh);
528         bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, block_group);
529         if (!bitmap_bh)
530                 goto error_return;
531
532         desc = ext2_get_group_desc (sb, block_group, &bh2);
533         if (!desc)
534                 goto error_return;
535
536         if (in_range (le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap), block, count) ||
537             in_range (le32_to_cpu(desc->bg_inode_bitmap), block, count) ||
538             in_range (block, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
539                       sbi->s_itb_per_group) ||
540             in_range (block + count - 1, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
541                       sbi->s_itb_per_group)) {
542                 ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
543                             "Freeing blocks in system zones - "
544                             "Block = %lu, count = %lu",
545                             block, count);
546                 goto error_return;
547         }
548
549         for (i = 0, group_freed = 0; i < count; i++) {
550                 if (!ext2_clear_bit_atomic(sb_bgl_lock(sbi, block_group),
551                                                 bit + i, bitmap_bh->b_data)) {
552                         ext2_error(sb, __func__,
553                                 "bit already cleared for block %lu", block + i);
554                 } else {
555                         group_freed++;
556                 }
557         }
558
559         mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
560         if (sb->s_flags & MS_SYNCHRONOUS)
561                 sync_dirty_buffer(bitmap_bh);
562
563         group_adjust_blocks(sb, block_group, desc, bh2, group_freed);
564         freed += group_freed;
565
566         if (overflow) {
567                 block += count;
568                 count = overflow;
569                 goto do_more;
570         }
571 error_return:
572         brelse(bitmap_bh);
573         release_blocks(sb, freed);
574         dquot_free_block_nodirty(inode, freed);
575 }
576
577 /**
578  * bitmap_search_next_usable_block()
579  * @start:              the starting block (group relative) of the search
580  * @bh:                 bufferhead contains the block group bitmap
581  * @maxblocks:          the ending block (group relative) of the reservation
582  *
583  * The bitmap search --- search forward through the actual bitmap on disk until
584  * we find a bit free.
585  */
586 static ext2_grpblk_t
587 bitmap_search_next_usable_block(ext2_grpblk_t start, struct buffer_head *bh,
588                                         ext2_grpblk_t maxblocks)
589 {
590         ext2_grpblk_t next;
591
592         next = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data, maxblocks, start);
593         if (next >= maxblocks)
594                 return -1;
595         return next;
596 }
597
598 /**
599  * find_next_usable_block()
600  * @start:              the starting block (group relative) to find next
601  *                      allocatable block in bitmap.
602  * @bh:                 bufferhead contains the block group bitmap
603  * @maxblocks:          the ending block (group relative) for the search
604  *
605  * Find an allocatable block in a bitmap.  We perform the "most
606  * appropriate allocation" algorithm of looking for a free block near
607  * the initial goal; then for a free byte somewhere in the bitmap;
608  * then for any free bit in the bitmap.
609  */
610 static ext2_grpblk_t
611 find_next_usable_block(int start, struct buffer_head *bh, int maxblocks)
612 {
613         ext2_grpblk_t here, next;
614         char *p, *r;
615
616         if (start > 0) {
617                 /*
618                  * The goal was occupied; search forward for a free 
619                  * block within the next XX blocks.
620                  *
621                  * end_goal is more or less random, but it has to be
622                  * less than EXT2_BLOCKS_PER_GROUP. Aligning up to the
623                  * next 64-bit boundary is simple..
624                  */
625                 ext2_grpblk_t end_goal = (start + 63) & ~63;
626                 if (end_goal > maxblocks)
627                         end_goal = maxblocks;
628                 here = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data, end_goal, start);
629                 if (here < end_goal)
630                         return here;
631                 ext2_debug("Bit not found near goal\n");
632         }
633
634         here = start;
635         if (here < 0)
636                 here = 0;
637
638         p = ((char *)bh->b_data) + (here >> 3);
639         r = memscan(p, 0, ((maxblocks + 7) >> 3) - (here >> 3));
640         next = (r - ((char *)bh->b_data)) << 3;
641
642         if (next < maxblocks && next >= here)
643                 return next;
644
645         here = bitmap_search_next_usable_block(here, bh, maxblocks);
646         return here;
647 }
648
649 /*
650  * ext2_try_to_allocate()
651  * @sb:                 superblock
652  * @handle:             handle to this transaction
653  * @group:              given allocation block group
654  * @bitmap_bh:          bufferhead holds the block bitmap
655  * @grp_goal:           given target block within the group
656  * @count:              target number of blocks to allocate
657  * @my_rsv:             reservation window
658  *
659  * Attempt to allocate blocks within a give range. Set the range of allocation
660  * first, then find the first free bit(s) from the bitmap (within the range),
661  * and at last, allocate the blocks by claiming the found free bit as allocated.
662  *
663  * To set the range of this allocation:
664  *      if there is a reservation window, only try to allocate block(s)
665  *      from the file's own reservation window;
666  *      Otherwise, the allocation range starts from the give goal block,
667  *      ends at the block group's last block.
668  *
669  * If we failed to allocate the desired block then we may end up crossing to a
670  * new bitmap.
671  */
672 static int
673 ext2_try_to_allocate(struct super_block *sb, int group,
674                         struct buffer_head *bitmap_bh, ext2_grpblk_t grp_goal,
675                         unsigned long *count,
676                         struct ext2_reserve_window *my_rsv)
677 {
678         ext2_fsblk_t group_first_block;
679         ext2_grpblk_t start, end;
680         unsigned long num = 0;
681
682         /* we do allocation within the reservation window if we have a window */
683         if (my_rsv) {
684                 group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
685                 if (my_rsv->_rsv_start >= group_first_block)
686                         start = my_rsv->_rsv_start - group_first_block;
687                 else
688                         /* reservation window cross group boundary */
689                         start = 0;
690                 end = my_rsv->_rsv_end - group_first_block + 1;
691                 if (end > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb))
692                         /* reservation window crosses group boundary */
693                         end = EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
694                 if ((start <= grp_goal) && (grp_goal < end))
695                         start = grp_goal;
696                 else
697                         grp_goal = -1;
698         } else {
699                 if (grp_goal > 0)
700                         start = grp_goal;
701                 else
702                         start = 0;
703                 end = EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
704         }
705
706         BUG_ON(start > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb));
707
708 repeat:
709         if (grp_goal < 0) {
710                 grp_goal = find_next_usable_block(start, bitmap_bh, end);
711                 if (grp_goal < 0)
712                         goto fail_access;
713                 if (!my_rsv) {
714                         int i;
715
716                         for (i = 0; i < 7 && grp_goal > start &&
717                                         !ext2_test_bit(grp_goal - 1,
718                                                         bitmap_bh->b_data);
719                                         i++, grp_goal--)
720                                 ;
721                 }
722         }
723         start = grp_goal;
724
725         if (ext2_set_bit_atomic(sb_bgl_lock(EXT2_SB(sb), group), grp_goal,
726                                                         bitmap_bh->b_data)) {
727                 /*
728                  * The block was allocated by another thread, or it was
729                  * allocated and then freed by another thread
730                  */
731                 start++;
732                 grp_goal++;
733                 if (start >= end)
734                         goto fail_access;
735                 goto repeat;
736         }
737         num++;
738         grp_goal++;
739         while (num < *count && grp_goal < end
740                 && !ext2_set_bit_atomic(sb_bgl_lock(EXT2_SB(sb), group),
741                                         grp_goal, bitmap_bh->b_data)) {
742                 num++;
743                 grp_goal++;
744         }
745         *count = num;
746         return grp_goal - num;
747 fail_access:
748         *count = num;
749         return -1;
750 }
751
752 /**
753  *      find_next_reservable_window():
754  *              find a reservable space within the given range.
755  *              It does not allocate the reservation window for now:
756  *              alloc_new_reservation() will do the work later.
757  *
758  *      @search_head: the head of the searching list;
759  *              This is not necessarily the list head of the whole filesystem
760  *
761  *              We have both head and start_block to assist the search
762  *              for the reservable space. The list starts from head,
763  *              but we will shift to the place where start_block is,
764  *              then start from there, when looking for a reservable space.
765  *
766  *      @size: the target new reservation window size
767  *
768  *      @group_first_block: the first block we consider to start
769  *                      the real search from
770  *
771  *      @last_block:
772  *              the maximum block number that our goal reservable space
773  *              could start from. This is normally the last block in this
774  *              group. The search will end when we found the start of next
775  *              possible reservable space is out of this boundary.
776  *              This could handle the cross boundary reservation window
777  *              request.
778  *
779  *      basically we search from the given range, rather than the whole
780  *      reservation double linked list, (start_block, last_block)
781  *      to find a free region that is of my size and has not
782  *      been reserved.
783  *
784  */
785 static int find_next_reservable_window(
786                                 struct ext2_reserve_window_node *search_head,
787                                 struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
788                                 struct super_block * sb,
789                                 ext2_fsblk_t start_block,
790                                 ext2_fsblk_t last_block)
791 {
792         struct rb_node *next;
793         struct ext2_reserve_window_node *rsv, *prev;
794         ext2_fsblk_t cur;
795         int size = my_rsv->rsv_goal_size;
796
797         /* TODO: make the start of the reservation window byte-aligned */
798         /* cur = *start_block & ~7;*/
799         cur = start_block;
800         rsv = search_head;
801         if (!rsv)
802                 return -1;
803
804         while (1) {
805                 if (cur <= rsv->rsv_end)
806                         cur = rsv->rsv_end + 1;
807
808                 /* TODO?
809                  * in the case we could not find a reservable space
810                  * that is what is expected, during the re-search, we could
811                  * remember what's the largest reservable space we could have
812                  * and return that one.
813                  *
814                  * For now it will fail if we could not find the reservable
815                  * space with expected-size (or more)...
816                  */
817                 if (cur > last_block)
818                         return -1;              /* fail */
819
820                 prev = rsv;
821                 next = rb_next(&rsv->rsv_node);
822                 rsv = rb_entry(next,struct ext2_reserve_window_node,rsv_node);
823
824                 /*
825                  * Reached the last reservation, we can just append to the
826                  * previous one.
827                  */
828                 if (!next)
829                         break;
830
831                 if (cur + size <= rsv->rsv_start) {
832                         /*
833                          * Found a reserveable space big enough.  We could
834                          * have a reservation across the group boundary here
835                          */
836                         break;
837                 }
838         }
839         /*
840          * we come here either :
841          * when we reach the end of the whole list,
842          * and there is empty reservable space after last entry in the list.
843          * append it to the end of the list.
844          *
845          * or we found one reservable space in the middle of the list,
846          * return the reservation window that we could append to.
847          * succeed.
848          */
849
850         if ((prev != my_rsv) && (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)))
851                 rsv_window_remove(sb, my_rsv);
852
853         /*
854          * Let's book the whole avaliable window for now.  We will check the
855          * disk bitmap later and then, if there are free blocks then we adjust
856          * the window size if it's larger than requested.
857          * Otherwise, we will remove this node from the tree next time
858          * call find_next_reservable_window.
859          */
860         my_rsv->rsv_start = cur;
861         my_rsv->rsv_end = cur + size - 1;
862         my_rsv->rsv_alloc_hit = 0;
863
864         if (prev != my_rsv)
865                 ext2_rsv_window_add(sb, my_rsv);
866
867         return 0;
868 }
869
870 /**
871  *      alloc_new_reservation()--allocate a new reservation window
872  *
873  *              To make a new reservation, we search part of the filesystem
874  *              reservation list (the list that inside the group). We try to
875  *              allocate a new reservation window near the allocation goal,
876  *              or the beginning of the group, if there is no goal.
877  *
878  *              We first find a reservable space after the goal, then from
879  *              there, we check the bitmap for the first free block after
880  *              it. If there is no free block until the end of group, then the
881  *              whole group is full, we failed. Otherwise, check if the free
882  *              block is inside the expected reservable space, if so, we
883  *              succeed.
884  *              If the first free block is outside the reservable space, then
885  *              start from the first free block, we search for next available
886  *              space, and go on.
887  *
888  *      on succeed, a new reservation will be found and inserted into the list
889  *      It contains at least one free block, and it does not overlap with other
890  *      reservation windows.
891  *
892  *      failed: we failed to find a reservation window in this group
893  *
894  *      @rsv: the reservation
895  *
896  *      @grp_goal: The goal (group-relative).  It is where the search for a
897  *              free reservable space should start from.
898  *              if we have a goal(goal >0 ), then start from there,
899  *              no goal(goal = -1), we start from the first block
900  *              of the group.
901  *
902  *      @sb: the super block
903  *      @group: the group we are trying to allocate in
904  *      @bitmap_bh: the block group block bitmap
905  *
906  */
907 static int alloc_new_reservation(struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
908                 ext2_grpblk_t grp_goal, struct super_block *sb,
909                 unsigned int group, struct buffer_head *bitmap_bh)
910 {
911         struct ext2_reserve_window_node *search_head;
912         ext2_fsblk_t group_first_block, group_end_block, start_block;
913         ext2_grpblk_t first_free_block;
914         struct rb_root *fs_rsv_root = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root;
915         unsigned long size;
916         int ret;
917         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_lock;
918
919         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
920         group_end_block = group_first_block + (EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb) - 1);
921
922         if (grp_goal < 0)
923                 start_block = group_first_block;
924         else
925                 start_block = grp_goal + group_first_block;
926
927         size = my_rsv->rsv_goal_size;
928
929         if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)) {
930                 /*
931                  * if the old reservation is cross group boundary
932                  * and if the goal is inside the old reservation window,
933                  * we will come here when we just failed to allocate from
934                  * the first part of the window. We still have another part
935                  * that belongs to the next group. In this case, there is no
936                  * point to discard our window and try to allocate a new one
937                  * in this group(which will fail). we should
938                  * keep the reservation window, just simply move on.
939                  *
940                  * Maybe we could shift the start block of the reservation
941                  * window to the first block of next group.
942                  */
943
944                 if ((my_rsv->rsv_start <= group_end_block) &&
945                                 (my_rsv->rsv_end > group_end_block) &&
946                                 (start_block >= my_rsv->rsv_start))
947                         return -1;
948
949                 if ((my_rsv->rsv_alloc_hit >
950                      (my_rsv->rsv_end - my_rsv->rsv_start + 1) / 2)) {
951                         /*
952                          * if the previously allocation hit ratio is
953                          * greater than 1/2, then we double the size of
954                          * the reservation window the next time,
955                          * otherwise we keep the same size window
956                          */
957                         size = size * 2;
958                         if (size > EXT2_MAX_RESERVE_BLOCKS)
959                                 size = EXT2_MAX_RESERVE_BLOCKS;
960                         my_rsv->rsv_goal_size= size;
961                 }
962         }
963
964         spin_lock(rsv_lock);
965         /*
966          * shift the search start to the window near the goal block
967          */
968         search_head = search_reserve_window(fs_rsv_root, start_block);
969
970         /*
971          * find_next_reservable_window() simply finds a reservable window
972          * inside the given range(start_block, group_end_block).
973          *
974          * To make sure the reservation window has a free bit inside it, we
975          * need to check the bitmap after we found a reservable window.
976          */
977 retry:
978         ret = find_next_reservable_window(search_head, my_rsv, sb,
979                                                 start_block, group_end_block);
980
981         if (ret == -1) {
982                 if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window))
983                         rsv_window_remove(sb, my_rsv);
984                 spin_unlock(rsv_lock);
985                 return -1;
986         }
987
988         /*
989          * On success, find_next_reservable_window() returns the
990          * reservation window where there is a reservable space after it.
991          * Before we reserve this reservable space, we need
992          * to make sure there is at least a free block inside this region.
993          *
994          * Search the first free bit on the block bitmap.  Search starts from
995          * the start block of the reservable space we just found.
996          */
997         spin_unlock(rsv_lock);
998         first_free_block = bitmap_search_next_usable_block(
999                         my_rsv->rsv_start - group_first_block,
1000                         bitmap_bh, group_end_block - group_first_block + 1);
1001
1002         if (first_free_block < 0) {
1003                 /*
1004                  * no free block left on the bitmap, no point
1005                  * to reserve the space. return failed.
1006                  */
1007                 spin_lock(rsv_lock);
1008                 if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window))
1009                         rsv_window_remove(sb, my_rsv);
1010                 spin_unlock(rsv_lock);
1011                 return -1;              /* failed */
1012         }
1013
1014         start_block = first_free_block + group_first_block;
1015         /*
1016          * check if the first free block is within the
1017          * free space we just reserved
1018          */
1019         if (start_block >= my_rsv->rsv_start && start_block <= my_rsv->rsv_end)
1020                 return 0;               /* success */
1021         /*
1022          * if the first free bit we found is out of the reservable space
1023          * continue search for next reservable space,
1024          * start from where the free block is,
1025          * we also shift the list head to where we stopped last time
1026          */
1027         search_head = my_rsv;
1028         spin_lock(rsv_lock);
1029         goto retry;
1030 }
1031
1032 /**
1033  * try_to_extend_reservation()
1034  * @my_rsv:             given reservation window
1035  * @sb:                 super block
1036  * @size:               the delta to extend
1037  *
1038  * Attempt to expand the reservation window large enough to have
1039  * required number of free blocks
1040  *
1041  * Since ext2_try_to_allocate() will always allocate blocks within
1042  * the reservation window range, if the window size is too small,
1043  * multiple blocks allocation has to stop at the end of the reservation
1044  * window. To make this more efficient, given the total number of
1045  * blocks needed and the current size of the window, we try to
1046  * expand the reservation window size if necessary on a best-effort
1047  * basis before ext2_new_blocks() tries to allocate blocks.
1048  */
1049 static void try_to_extend_reservation(struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
1050                         struct super_block *sb, int size)
1051 {
1052         struct ext2_reserve_window_node *next_rsv;
1053         struct rb_node *next;
1054         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_lock;
1055
1056         if (!spin_trylock(rsv_lock))
1057                 return;
1058
1059         next = rb_next(&my_rsv->rsv_node);
1060
1061         if (!next)
1062                 my_rsv->rsv_end += size;
1063         else {
1064                 next_rsv = rb_entry(next, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
1065
1066                 if ((next_rsv->rsv_start - my_rsv->rsv_end - 1) >= size)
1067                         my_rsv->rsv_end += size;
1068                 else
1069                         my_rsv->rsv_end = next_rsv->rsv_start - 1;
1070         }
1071         spin_unlock(rsv_lock);
1072 }
1073
1074 /**
1075  * ext2_try_to_allocate_with_rsv()
1076  * @sb:                 superblock
1077  * @group:              given allocation block group
1078  * @bitmap_bh:          bufferhead holds the block bitmap
1079  * @grp_goal:           given target block within the group
1080  * @count:              target number of blocks to allocate
1081  * @my_rsv:             reservation window
1082  *
1083  * This is the main function used to allocate a new block and its reservation
1084  * window.
1085  *
1086  * Each time when a new block allocation is need, first try to allocate from
1087  * its own reservation.  If it does not have a reservation window, instead of
1088  * looking for a free bit on bitmap first, then look up the reservation list to
1089  * see if it is inside somebody else's reservation window, we try to allocate a
1090  * reservation window for it starting from the goal first. Then do the block
1091  * allocation within the reservation window.
1092  *
1093  * This will avoid keeping on searching the reservation list again and
1094  * again when somebody is looking for a free block (without
1095  * reservation), and there are lots of free blocks, but they are all
1096  * being reserved.
1097  *
1098  * We use a red-black tree for the per-filesystem reservation list.
1099  */
1100 static ext2_grpblk_t
1101 ext2_try_to_allocate_with_rsv(struct super_block *sb, unsigned int group,
1102                         struct buffer_head *bitmap_bh, ext2_grpblk_t grp_goal,
1103                         struct ext2_reserve_window_node * my_rsv,
1104                         unsigned long *count)
1105 {
1106         ext2_fsblk_t group_first_block, group_last_block;
1107         ext2_grpblk_t ret = 0;
1108         unsigned long num = *count;
1109
1110         /*
1111          * we don't deal with reservation when
1112          * filesystem is mounted without reservation
1113          * or the file is not a regular file
1114          * or last attempt to allocate a block with reservation turned on failed
1115          */
1116         if (my_rsv == NULL) {
1117                 return ext2_try_to_allocate(sb, group, bitmap_bh,
1118                                                 grp_goal, count, NULL);
1119         }
1120         /*
1121          * grp_goal is a group relative block number (if there is a goal)
1122          * 0 <= grp_goal < EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)
1123          * first block is a filesystem wide block number
1124          * first block is the block number of the first block in this group
1125          */
1126         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
1127         group_last_block = group_first_block + (EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb) - 1);
1128
1129         /*
1130          * Basically we will allocate a new block from inode's reservation
1131          * window.
1132          *
1133          * We need to allocate a new reservation window, if:
1134          * a) inode does not have a reservation window; or
1135          * b) last attempt to allocate a block from existing reservation
1136          *    failed; or
1137          * c) we come here with a goal and with a reservation window
1138          *
1139          * We do not need to allocate a new reservation window if we come here
1140          * at the beginning with a goal and the goal is inside the window, or
1141          * we don't have a goal but already have a reservation window.
1142          * then we could go to allocate from the reservation window directly.
1143          */
1144         while (1) {
1145                 if (rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window) || (ret < 0) ||
1146                         !goal_in_my_reservation(&my_rsv->rsv_window,
1147                                                 grp_goal, group, sb)) {
1148                         if (my_rsv->rsv_goal_size < *count)
1149                                 my_rsv->rsv_goal_size = *count;
1150                         ret = alloc_new_reservation(my_rsv, grp_goal, sb,
1151                                                         group, bitmap_bh);
1152                         if (ret < 0)
1153                                 break;                  /* failed */
1154
1155                         if (!goal_in_my_reservation(&my_rsv->rsv_window,
1156                                                         grp_goal, group, sb))
1157                                 grp_goal = -1;
1158                 } else if (grp_goal >= 0) {
1159                         int curr = my_rsv->rsv_end -
1160                                         (grp_goal + group_first_block) + 1;
1161
1162                         if (curr < *count)
1163                                 try_to_extend_reservation(my_rsv, sb,
1164                                                         *count - curr);
1165                 }
1166
1167                 if ((my_rsv->rsv_start > group_last_block) ||
1168                                 (my_rsv->rsv_end < group_first_block)) {
1169                         rsv_window_dump(&EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root, 1);
1170                         BUG();
1171                 }
1172                 ret = ext2_try_to_allocate(sb, group, bitmap_bh, grp_goal,
1173                                            &num, &my_rsv->rsv_window);
1174                 if (ret >= 0) {
1175                         my_rsv->rsv_alloc_hit += num;
1176                         *count = num;
1177                         break;                          /* succeed */
1178                 }
1179                 num = *count;
1180         }
1181         return ret;
1182 }
1183
1184 /**
1185  * ext2_has_free_blocks()
1186  * @sbi:                in-core super block structure.
1187  *
1188  * Check if filesystem has at least 1 free block available for allocation.
1189  */
1190 static int ext2_has_free_blocks(struct ext2_sb_info *sbi)
1191 {
1192         ext2_fsblk_t free_blocks, root_blocks;
1193
1194         free_blocks = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_freeblocks_counter);
1195         root_blocks = le32_to_cpu(sbi->s_es->s_r_blocks_count);
1196         if (free_blocks < root_blocks + 1 && !capable(CAP_SYS_RESOURCE) &&
1197                 sbi->s_resuid != current_fsuid() &&
1198                 (sbi->s_resgid == 0 || !in_group_p (sbi->s_resgid))) {
1199                 return 0;
1200         }
1201         return 1;
1202 }
1203
1204 /*
1205  * ext2_new_blocks() -- core block(s) allocation function
1206  * @inode:              file inode
1207  * @goal:               given target block(filesystem wide)
1208  * @count:              target number of blocks to allocate
1209  * @errp:               error code
1210  *
1211  * ext2_new_blocks uses a goal block to assist allocation.  If the goal is
1212  * free, or there is a free block within 32 blocks of the goal, that block
1213  * is allocated.  Otherwise a forward search is made for a free block; within 
1214  * each block group the search first looks for an entire free byte in the block
1215  * bitmap, and then for any free bit if that fails.
1216  * This function also updates quota and i_blocks field.
1217  */
1218 ext2_fsblk_t ext2_new_blocks(struct inode *inode, ext2_fsblk_t goal,
1219                     unsigned long *count, int *errp)
1220 {
1221         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
1222         struct buffer_head *gdp_bh;
1223         int group_no;
1224         int goal_group;
1225         ext2_grpblk_t grp_target_blk;   /* blockgroup relative goal block */
1226         ext2_grpblk_t grp_alloc_blk;    /* blockgroup-relative allocated block*/
1227         ext2_fsblk_t ret_block;         /* filesyetem-wide allocated block */
1228         int bgi;                        /* blockgroup iteration index */
1229         int performed_allocation = 0;
1230         ext2_grpblk_t free_blocks;      /* number of free blocks in a group */
1231         struct super_block *sb;
1232         struct ext2_group_desc *gdp;
1233         struct ext2_super_block *es;
1234         struct ext2_sb_info *sbi;
1235         struct ext2_reserve_window_node *my_rsv = NULL;
1236         struct ext2_block_alloc_info *block_i;
1237         unsigned short windowsz = 0;
1238         unsigned long ngroups;
1239         unsigned long num = *count;
1240         int ret;
1241
1242         *errp = -ENOSPC;
1243         sb = inode->i_sb;
1244         if (!sb) {
1245                 printk("ext2_new_blocks: nonexistent device");
1246                 return 0;
1247         }
1248
1249         /*
1250          * Check quota for allocation of this block.
1251          */
1252         ret = dquot_alloc_block(inode, num);
1253         if (ret) {
1254                 *errp = ret;
1255                 return 0;
1256         }
1257
1258         sbi = EXT2_SB(sb);
1259         es = EXT2_SB(sb)->s_es;
1260         ext2_debug("goal=%lu.\n", goal);
1261         /*
1262          * Allocate a block from reservation only when
1263          * filesystem is mounted with reservation(default,-o reservation), and
1264          * it's a regular file, and
1265          * the desired window size is greater than 0 (One could use ioctl
1266          * command EXT2_IOC_SETRSVSZ to set the window size to 0 to turn off
1267          * reservation on that particular file)
1268          */
1269         block_i = EXT2_I(inode)->i_block_alloc_info;
1270         if (block_i) {
1271                 windowsz = block_i->rsv_window_node.rsv_goal_size;
1272                 if (windowsz > 0)
1273                         my_rsv = &block_i->rsv_window_node;
1274         }
1275
1276         if (!ext2_has_free_blocks(sbi)) {
1277                 *errp = -ENOSPC;
1278                 goto out;
1279         }
1280
1281         /*
1282          * First, test whether the goal block is free.
1283          */
1284         if (goal < le32_to_cpu(es->s_first_data_block) ||
1285             goal >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count))
1286                 goal = le32_to_cpu(es->s_first_data_block);
1287         group_no = (goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) /
1288                         EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
1289         goal_group = group_no;
1290 retry_alloc:
1291         gdp = ext2_get_group_desc(sb, group_no, &gdp_bh);
1292         if (!gdp)
1293                 goto io_error;
1294
1295         free_blocks = le16_to_cpu(gdp->bg_free_blocks_count);
1296         /*
1297          * if there is not enough free blocks to make a new resevation
1298          * turn off reservation for this allocation
1299          */
1300         if (my_rsv && (free_blocks < windowsz)
1301                 && (free_blocks > 0)
1302                 && (rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)))
1303                 my_rsv = NULL;
1304
1305         if (free_blocks > 0) {
1306                 grp_target_blk = ((goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
1307                                 EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb));
1308                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
1309                 if (!bitmap_bh)
1310                         goto io_error;
1311                 grp_alloc_blk = ext2_try_to_allocate_with_rsv(sb, group_no,
1312                                         bitmap_bh, grp_target_blk,
1313                                         my_rsv, &num);
1314                 if (grp_alloc_blk >= 0)
1315                         goto allocated;
1316         }
1317
1318         ngroups = EXT2_SB(sb)->s_groups_count;
1319         smp_rmb();
1320
1321         /*
1322          * Now search the rest of the groups.  We assume that
1323          * group_no and gdp correctly point to the last group visited.
1324          */
1325         for (bgi = 0; bgi < ngroups; bgi++) {
1326                 group_no++;
1327                 if (group_no >= ngroups)
1328                         group_no = 0;
1329                 gdp = ext2_get_group_desc(sb, group_no, &gdp_bh);
1330                 if (!gdp)
1331                         goto io_error;
1332
1333                 free_blocks = le16_to_cpu(gdp->bg_free_blocks_count);
1334                 /*
1335                  * skip this group (and avoid loading bitmap) if there
1336                  * are no free blocks
1337                  */
1338                 if (!free_blocks)
1339                         continue;
1340                 /*
1341                  * skip this group if the number of
1342                  * free blocks is less than half of the reservation
1343                  * window size.
1344                  */
1345                 if (my_rsv && (free_blocks <= (windowsz/2)))
1346                         continue;
1347
1348                 brelse(bitmap_bh);
1349                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
1350                 if (!bitmap_bh)
1351                         goto io_error;
1352                 /*
1353                  * try to allocate block(s) from this group, without a goal(-1).
1354                  */
1355                 grp_alloc_blk = ext2_try_to_allocate_with_rsv(sb, group_no,
1356                                         bitmap_bh, -1, my_rsv, &num);
1357                 if (grp_alloc_blk >= 0)
1358                         goto allocated;
1359         }
1360         /*
1361          * We may end up a bogus ealier ENOSPC error due to
1362          * filesystem is "full" of reservations, but
1363          * there maybe indeed free blocks avaliable on disk
1364          * In this case, we just forget about the reservations
1365          * just do block allocation as without reservations.
1366          */
1367         if (my_rsv) {
1368                 my_rsv = NULL;
1369                 windowsz = 0;
1370                 group_no = goal_group;
1371                 goto retry_alloc;
1372         }
1373         /* No space left on the device */
1374         *errp = -ENOSPC;
1375         goto out;
1376
1377 allocated:
1378
1379         ext2_debug("using block group %d(%d)\n",
1380                         group_no, gdp->bg_free_blocks_count);
1381
1382         ret_block = grp_alloc_blk + ext2_group_first_block_no(sb, group_no);
1383
1384         if (in_range(le32_to_cpu(gdp->bg_block_bitmap), ret_block, num) ||
1385             in_range(le32_to_cpu(gdp->bg_inode_bitmap), ret_block, num) ||
1386             in_range(ret_block, le32_to_cpu(gdp->bg_inode_table),
1387                       EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group) ||
1388             in_range(ret_block + num - 1, le32_to_cpu(gdp->bg_inode_table),
1389                       EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group)) {
1390                 ext2_error(sb, "ext2_new_blocks",
1391                             "Allocating block in system zone - "
1392                             "blocks from "E2FSBLK", length %lu",
1393                             ret_block, num);
1394                 /*
1395                  * ext2_try_to_allocate marked the blocks we allocated as in
1396                  * use.  So we may want to selectively mark some of the blocks
1397                  * as free
1398                  */
1399                 goto retry_alloc;
1400         }
1401
1402         performed_allocation = 1;
1403
1404         if (ret_block + num - 1 >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count)) {
1405                 ext2_error(sb, "ext2_new_blocks",
1406                             "block("E2FSBLK") >= blocks count(%d) - "
1407                             "block_group = %d, es == %p ", ret_block,
1408                         le32_to_cpu(es->s_blocks_count), group_no, es);
1409                 goto out;
1410         }
1411
1412         group_adjust_blocks(sb, group_no, gdp, gdp_bh, -num);
1413         percpu_counter_sub(&sbi->s_freeblocks_counter, num);
1414
1415         mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
1416         if (sb->s_flags & MS_SYNCHRONOUS)
1417                 sync_dirty_buffer(bitmap_bh);
1418
1419         *errp = 0;
1420         brelse(bitmap_bh);
1421         dquot_free_block_nodirty(inode, *count-num);
1422         mark_inode_dirty(inode);
1423         *count = num;
1424         return ret_block;
1425
1426 io_error:
1427         *errp = -EIO;
1428 out:
1429         /*
1430          * Undo the block allocation
1431          */
1432         if (!performed_allocation) {
1433                 dquot_free_block_nodirty(inode, *count);
1434                 mark_inode_dirty(inode);
1435         }
1436         brelse(bitmap_bh);
1437         return 0;
1438 }
1439
1440 ext2_fsblk_t ext2_new_block(struct inode *inode, unsigned long goal, int *errp)
1441 {
1442         unsigned long count = 1;
1443
1444         return ext2_new_blocks(inode, goal, &count, errp);
1445 }
1446
1447 #ifdef EXT2FS_DEBUG
1448
1449 static const int nibblemap[] = {4, 3, 3, 2, 3, 2, 2, 1, 3, 2, 2, 1, 2, 1, 1, 0};
1450
1451 unsigned long ext2_count_free (struct buffer_head * map, unsigned int numchars)
1452 {
1453         unsigned int i;
1454         unsigned long sum = 0;
1455
1456         if (!map)
1457                 return (0);
1458         for (i = 0; i < numchars; i++)
1459                 sum += nibblemap[map->b_data[i] & 0xf] +
1460                         nibblemap[(map->b_data[i] >> 4) & 0xf];
1461         return (sum);
1462 }
1463
1464 #endif  /*  EXT2FS_DEBUG  */
1465
1466 unsigned long ext2_count_free_blocks (struct super_block * sb)
1467 {
1468         struct ext2_group_desc * desc;
1469         unsigned long desc_count = 0;
1470         int i;
1471 #ifdef EXT2FS_DEBUG
1472         unsigned long bitmap_count, x;
1473         struct ext2_super_block *es;
1474
1475         es = EXT2_SB(sb)->s_es;
1476         desc_count = 0;
1477         bitmap_count = 0;
1478         desc = NULL;
1479         for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
1480                 struct buffer_head *bitmap_bh;
1481                 desc = ext2_get_group_desc (sb, i, NULL);
1482                 if (!desc)
1483                         continue;
1484                 desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
1485                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, i);
1486                 if (!bitmap_bh)
1487                         continue;
1488                 
1489                 x = ext2_count_free(bitmap_bh, sb->s_blocksize);
1490                 printk ("group %d: stored = %d, counted = %lu\n",
1491                         i, le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count), x);
1492                 bitmap_count += x;
1493                 brelse(bitmap_bh);
1494         }
1495         printk("ext2_count_free_blocks: stored = %lu, computed = %lu, %lu\n",
1496                 (long)le32_to_cpu(es->s_free_blocks_count),
1497                 desc_count, bitmap_count);
1498         return bitmap_count;
1499 #else
1500         for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
1501                 desc = ext2_get_group_desc (sb, i, NULL);
1502                 if (!desc)
1503                         continue;
1504                 desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
1505         }
1506         return desc_count;
1507 #endif
1508 }
1509
1510 static inline int test_root(int a, int b)
1511 {
1512         int num = b;
1513
1514         while (a > num)
1515                 num *= b;
1516         return num == a;
1517 }
1518
1519 static int ext2_group_sparse(int group)
1520 {
1521         if (group <= 1)
1522                 return 1;
1523         return (test_root(group, 3) || test_root(group, 5) ||
1524                 test_root(group, 7));
1525 }
1526
1527 /**
1528  *      ext2_bg_has_super - number of blocks used by the superblock in group
1529  *      @sb: superblock for filesystem
1530  *      @group: group number to check
1531  *
1532  *      Return the number of blocks used by the superblock (primary or backup)
1533  *      in this group.  Currently this will be only 0 or 1.
1534  */
1535 int ext2_bg_has_super(struct super_block *sb, int group)
1536 {
1537         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb,EXT2_FEATURE_RO_COMPAT_SPARSE_SUPER)&&
1538             !ext2_group_sparse(group))
1539                 return 0;
1540         return 1;
1541 }
1542
1543 /**
1544  *      ext2_bg_num_gdb - number of blocks used by the group table in group
1545  *      @sb: superblock for filesystem
1546  *      @group: group number to check
1547  *
1548  *      Return the number of blocks used by the group descriptor table
1549  *      (primary or backup) in this group.  In the future there may be a
1550  *      different number of descriptor blocks in each group.
1551  */
1552 unsigned long ext2_bg_num_gdb(struct super_block *sb, int group)
1553 {
1554         return ext2_bg_has_super(sb, group) ? EXT2_SB(sb)->s_gdb_count : 0;
1555 }
1556