Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.dk/linux-block
[linux-2.6.git] / fs / ext4 / ialloc.c
1 /*
2  *  linux/fs/ext4/ialloc.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  *  BSD ufs-inspired inode and directory allocation by
10  *  Stephen Tweedie (sct@redhat.com), 1993
11  *  Big-endian to little-endian byte-swapping/bitmaps by
12  *        David S. Miller (davem@caip.rutgers.edu), 1995
13  */
14
15 #include <linux/time.h>
16 #include <linux/fs.h>
17 #include <linux/jbd2.h>
18 #include <linux/stat.h>
19 #include <linux/string.h>
20 #include <linux/quotaops.h>
21 #include <linux/buffer_head.h>
22 #include <linux/random.h>
23 #include <linux/bitops.h>
24 #include <linux/blkdev.h>
25 #include <asm/byteorder.h>
26
27 #include "ext4.h"
28 #include "ext4_jbd2.h"
29 #include "xattr.h"
30 #include "acl.h"
31
32 #include <trace/events/ext4.h>
33
34 /*
35  * ialloc.c contains the inodes allocation and deallocation routines
36  */
37
38 /*
39  * The free inodes are managed by bitmaps.  A file system contains several
40  * blocks groups.  Each group contains 1 bitmap block for blocks, 1 bitmap
41  * block for inodes, N blocks for the inode table and data blocks.
42  *
43  * The file system contains group descriptors which are located after the
44  * super block.  Each descriptor contains the number of the bitmap block and
45  * the free blocks count in the block.
46  */
47
48 /*
49  * To avoid calling the atomic setbit hundreds or thousands of times, we only
50  * need to use it within a single byte (to ensure we get endianness right).
51  * We can use memset for the rest of the bitmap as there are no other users.
52  */
53 void ext4_mark_bitmap_end(int start_bit, int end_bit, char *bitmap)
54 {
55         int i;
56
57         if (start_bit >= end_bit)
58                 return;
59
60         ext4_debug("mark end bits +%d through +%d used\n", start_bit, end_bit);
61         for (i = start_bit; i < ((start_bit + 7) & ~7UL); i++)
62                 ext4_set_bit(i, bitmap);
63         if (i < end_bit)
64                 memset(bitmap + (i >> 3), 0xff, (end_bit - i) >> 3);
65 }
66
67 /* Initializes an uninitialized inode bitmap */
68 static unsigned ext4_init_inode_bitmap(struct super_block *sb,
69                                        struct buffer_head *bh,
70                                        ext4_group_t block_group,
71                                        struct ext4_group_desc *gdp)
72 {
73         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
74
75         J_ASSERT_BH(bh, buffer_locked(bh));
76
77         /* If checksum is bad mark all blocks and inodes use to prevent
78          * allocation, essentially implementing a per-group read-only flag. */
79         if (!ext4_group_desc_csum_verify(sbi, block_group, gdp)) {
80                 ext4_error(sb, "Checksum bad for group %u", block_group);
81                 ext4_free_group_clusters_set(sb, gdp, 0);
82                 ext4_free_inodes_set(sb, gdp, 0);
83                 ext4_itable_unused_set(sb, gdp, 0);
84                 memset(bh->b_data, 0xff, sb->s_blocksize);
85                 return 0;
86         }
87
88         memset(bh->b_data, 0, (EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) + 7) / 8);
89         ext4_mark_bitmap_end(EXT4_INODES_PER_GROUP(sb), sb->s_blocksize * 8,
90                         bh->b_data);
91
92         return EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
93 }
94
95 /*
96  * Read the inode allocation bitmap for a given block_group, reading
97  * into the specified slot in the superblock's bitmap cache.
98  *
99  * Return buffer_head of bitmap on success or NULL.
100  */
101 static struct buffer_head *
102 ext4_read_inode_bitmap(struct super_block *sb, ext4_group_t block_group)
103 {
104         struct ext4_group_desc *desc;
105         struct buffer_head *bh = NULL;
106         ext4_fsblk_t bitmap_blk;
107
108         desc = ext4_get_group_desc(sb, block_group, NULL);
109         if (!desc)
110                 return NULL;
111
112         bitmap_blk = ext4_inode_bitmap(sb, desc);
113         bh = sb_getblk(sb, bitmap_blk);
114         if (unlikely(!bh)) {
115                 ext4_error(sb, "Cannot read inode bitmap - "
116                             "block_group = %u, inode_bitmap = %llu",
117                             block_group, bitmap_blk);
118                 return NULL;
119         }
120         if (bitmap_uptodate(bh))
121                 return bh;
122
123         lock_buffer(bh);
124         if (bitmap_uptodate(bh)) {
125                 unlock_buffer(bh);
126                 return bh;
127         }
128
129         ext4_lock_group(sb, block_group);
130         if (desc->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_INODE_UNINIT)) {
131                 ext4_init_inode_bitmap(sb, bh, block_group, desc);
132                 set_bitmap_uptodate(bh);
133                 set_buffer_uptodate(bh);
134                 ext4_unlock_group(sb, block_group);
135                 unlock_buffer(bh);
136                 return bh;
137         }
138         ext4_unlock_group(sb, block_group);
139
140         if (buffer_uptodate(bh)) {
141                 /*
142                  * if not uninit if bh is uptodate,
143                  * bitmap is also uptodate
144                  */
145                 set_bitmap_uptodate(bh);
146                 unlock_buffer(bh);
147                 return bh;
148         }
149         /*
150          * submit the buffer_head for read. We can
151          * safely mark the bitmap as uptodate now.
152          * We do it here so the bitmap uptodate bit
153          * get set with buffer lock held.
154          */
155         trace_ext4_load_inode_bitmap(sb, block_group);
156         set_bitmap_uptodate(bh);
157         if (bh_submit_read(bh) < 0) {
158                 put_bh(bh);
159                 ext4_error(sb, "Cannot read inode bitmap - "
160                             "block_group = %u, inode_bitmap = %llu",
161                             block_group, bitmap_blk);
162                 return NULL;
163         }
164         return bh;
165 }
166
167 /*
168  * NOTE! When we get the inode, we're the only people
169  * that have access to it, and as such there are no
170  * race conditions we have to worry about. The inode
171  * is not on the hash-lists, and it cannot be reached
172  * through the filesystem because the directory entry
173  * has been deleted earlier.
174  *
175  * HOWEVER: we must make sure that we get no aliases,
176  * which means that we have to call "clear_inode()"
177  * _before_ we mark the inode not in use in the inode
178  * bitmaps. Otherwise a newly created file might use
179  * the same inode number (not actually the same pointer
180  * though), and then we'd have two inodes sharing the
181  * same inode number and space on the harddisk.
182  */
183 void ext4_free_inode(handle_t *handle, struct inode *inode)
184 {
185         struct super_block *sb = inode->i_sb;
186         int is_directory;
187         unsigned long ino;
188         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
189         struct buffer_head *bh2;
190         ext4_group_t block_group;
191         unsigned long bit;
192         struct ext4_group_desc *gdp;
193         struct ext4_super_block *es;
194         struct ext4_sb_info *sbi;
195         int fatal = 0, err, count, cleared;
196
197         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1) {
198                 printk(KERN_ERR "ext4_free_inode: inode has count=%d\n",
199                        atomic_read(&inode->i_count));
200                 return;
201         }
202         if (inode->i_nlink) {
203                 printk(KERN_ERR "ext4_free_inode: inode has nlink=%d\n",
204                        inode->i_nlink);
205                 return;
206         }
207         if (!sb) {
208                 printk(KERN_ERR "ext4_free_inode: inode on "
209                        "nonexistent device\n");
210                 return;
211         }
212         sbi = EXT4_SB(sb);
213
214         ino = inode->i_ino;
215         ext4_debug("freeing inode %lu\n", ino);
216         trace_ext4_free_inode(inode);
217
218         /*
219          * Note: we must free any quota before locking the superblock,
220          * as writing the quota to disk may need the lock as well.
221          */
222         dquot_initialize(inode);
223         ext4_xattr_delete_inode(handle, inode);
224         dquot_free_inode(inode);
225         dquot_drop(inode);
226
227         is_directory = S_ISDIR(inode->i_mode);
228
229         /* Do this BEFORE marking the inode not in use or returning an error */
230         ext4_clear_inode(inode);
231
232         es = EXT4_SB(sb)->s_es;
233         if (ino < EXT4_FIRST_INO(sb) || ino > le32_to_cpu(es->s_inodes_count)) {
234                 ext4_error(sb, "reserved or nonexistent inode %lu", ino);
235                 goto error_return;
236         }
237         block_group = (ino - 1) / EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
238         bit = (ino - 1) % EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
239         bitmap_bh = ext4_read_inode_bitmap(sb, block_group);
240         if (!bitmap_bh)
241                 goto error_return;
242
243         BUFFER_TRACE(bitmap_bh, "get_write_access");
244         fatal = ext4_journal_get_write_access(handle, bitmap_bh);
245         if (fatal)
246                 goto error_return;
247
248         fatal = -ESRCH;
249         gdp = ext4_get_group_desc(sb, block_group, &bh2);
250         if (gdp) {
251                 BUFFER_TRACE(bh2, "get_write_access");
252                 fatal = ext4_journal_get_write_access(handle, bh2);
253         }
254         ext4_lock_group(sb, block_group);
255         cleared = ext4_test_and_clear_bit(bit, bitmap_bh->b_data);
256         if (fatal || !cleared) {
257                 ext4_unlock_group(sb, block_group);
258                 goto out;
259         }
260
261         count = ext4_free_inodes_count(sb, gdp) + 1;
262         ext4_free_inodes_set(sb, gdp, count);
263         if (is_directory) {
264                 count = ext4_used_dirs_count(sb, gdp) - 1;
265                 ext4_used_dirs_set(sb, gdp, count);
266                 percpu_counter_dec(&sbi->s_dirs_counter);
267         }
268         gdp->bg_checksum = ext4_group_desc_csum(sbi, block_group, gdp);
269         ext4_unlock_group(sb, block_group);
270
271         percpu_counter_inc(&sbi->s_freeinodes_counter);
272         if (sbi->s_log_groups_per_flex) {
273                 ext4_group_t f = ext4_flex_group(sbi, block_group);
274
275                 atomic_inc(&sbi->s_flex_groups[f].free_inodes);
276                 if (is_directory)
277                         atomic_dec(&sbi->s_flex_groups[f].used_dirs);
278         }
279         BUFFER_TRACE(bh2, "call ext4_handle_dirty_metadata");
280         fatal = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, bh2);
281 out:
282         if (cleared) {
283                 BUFFER_TRACE(bitmap_bh, "call ext4_handle_dirty_metadata");
284                 err = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, bitmap_bh);
285                 if (!fatal)
286                         fatal = err;
287                 ext4_mark_super_dirty(sb);
288         } else
289                 ext4_error(sb, "bit already cleared for inode %lu", ino);
290
291 error_return:
292         brelse(bitmap_bh);
293         ext4_std_error(sb, fatal);
294 }
295
296 struct orlov_stats {
297         __u32 free_inodes;
298         __u32 free_clusters;
299         __u32 used_dirs;
300 };
301
302 /*
303  * Helper function for Orlov's allocator; returns critical information
304  * for a particular block group or flex_bg.  If flex_size is 1, then g
305  * is a block group number; otherwise it is flex_bg number.
306  */
307 static void get_orlov_stats(struct super_block *sb, ext4_group_t g,
308                             int flex_size, struct orlov_stats *stats)
309 {
310         struct ext4_group_desc *desc;
311         struct flex_groups *flex_group = EXT4_SB(sb)->s_flex_groups;
312
313         if (flex_size > 1) {
314                 stats->free_inodes = atomic_read(&flex_group[g].free_inodes);
315                 stats->free_clusters = atomic_read(&flex_group[g].free_clusters);
316                 stats->used_dirs = atomic_read(&flex_group[g].used_dirs);
317                 return;
318         }
319
320         desc = ext4_get_group_desc(sb, g, NULL);
321         if (desc) {
322                 stats->free_inodes = ext4_free_inodes_count(sb, desc);
323                 stats->free_clusters = ext4_free_group_clusters(sb, desc);
324                 stats->used_dirs = ext4_used_dirs_count(sb, desc);
325         } else {
326                 stats->free_inodes = 0;
327                 stats->free_clusters = 0;
328                 stats->used_dirs = 0;
329         }
330 }
331
332 /*
333  * Orlov's allocator for directories.
334  *
335  * We always try to spread first-level directories.
336  *
337  * If there are blockgroups with both free inodes and free blocks counts
338  * not worse than average we return one with smallest directory count.
339  * Otherwise we simply return a random group.
340  *
341  * For the rest rules look so:
342  *
343  * It's OK to put directory into a group unless
344  * it has too many directories already (max_dirs) or
345  * it has too few free inodes left (min_inodes) or
346  * it has too few free blocks left (min_blocks) or
347  * Parent's group is preferred, if it doesn't satisfy these
348  * conditions we search cyclically through the rest. If none
349  * of the groups look good we just look for a group with more
350  * free inodes than average (starting at parent's group).
351  */
352
353 static int find_group_orlov(struct super_block *sb, struct inode *parent,
354                             ext4_group_t *group, umode_t mode,
355                             const struct qstr *qstr)
356 {
357         ext4_group_t parent_group = EXT4_I(parent)->i_block_group;
358         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
359         ext4_group_t real_ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
360         int inodes_per_group = EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
361         unsigned int freei, avefreei, grp_free;
362         ext4_fsblk_t freeb, avefreec;
363         unsigned int ndirs;
364         int max_dirs, min_inodes;
365         ext4_grpblk_t min_clusters;
366         ext4_group_t i, grp, g, ngroups;
367         struct ext4_group_desc *desc;
368         struct orlov_stats stats;
369         int flex_size = ext4_flex_bg_size(sbi);
370         struct dx_hash_info hinfo;
371
372         ngroups = real_ngroups;
373         if (flex_size > 1) {
374                 ngroups = (real_ngroups + flex_size - 1) >>
375                         sbi->s_log_groups_per_flex;
376                 parent_group >>= sbi->s_log_groups_per_flex;
377         }
378
379         freei = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_freeinodes_counter);
380         avefreei = freei / ngroups;
381         freeb = EXT4_C2B(sbi,
382                 percpu_counter_read_positive(&sbi->s_freeclusters_counter));
383         avefreec = freeb;
384         do_div(avefreec, ngroups);
385         ndirs = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_dirs_counter);
386
387         if (S_ISDIR(mode) &&
388             ((parent == sb->s_root->d_inode) ||
389              (ext4_test_inode_flag(parent, EXT4_INODE_TOPDIR)))) {
390                 int best_ndir = inodes_per_group;
391                 int ret = -1;
392
393                 if (qstr) {
394                         hinfo.hash_version = DX_HASH_HALF_MD4;
395                         hinfo.seed = sbi->s_hash_seed;
396                         ext4fs_dirhash(qstr->name, qstr->len, &hinfo);
397                         grp = hinfo.hash;
398                 } else
399                         get_random_bytes(&grp, sizeof(grp));
400                 parent_group = (unsigned)grp % ngroups;
401                 for (i = 0; i < ngroups; i++) {
402                         g = (parent_group + i) % ngroups;
403                         get_orlov_stats(sb, g, flex_size, &stats);
404                         if (!stats.free_inodes)
405                                 continue;
406                         if (stats.used_dirs >= best_ndir)
407                                 continue;
408                         if (stats.free_inodes < avefreei)
409                                 continue;
410                         if (stats.free_clusters < avefreec)
411                                 continue;
412                         grp = g;
413                         ret = 0;
414                         best_ndir = stats.used_dirs;
415                 }
416                 if (ret)
417                         goto fallback;
418         found_flex_bg:
419                 if (flex_size == 1) {
420                         *group = grp;
421                         return 0;
422                 }
423
424                 /*
425                  * We pack inodes at the beginning of the flexgroup's
426                  * inode tables.  Block allocation decisions will do
427                  * something similar, although regular files will
428                  * start at 2nd block group of the flexgroup.  See
429                  * ext4_ext_find_goal() and ext4_find_near().
430                  */
431                 grp *= flex_size;
432                 for (i = 0; i < flex_size; i++) {
433                         if (grp+i >= real_ngroups)
434                                 break;
435                         desc = ext4_get_group_desc(sb, grp+i, NULL);
436                         if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc)) {
437                                 *group = grp+i;
438                                 return 0;
439                         }
440                 }
441                 goto fallback;
442         }
443
444         max_dirs = ndirs / ngroups + inodes_per_group / 16;
445         min_inodes = avefreei - inodes_per_group*flex_size / 4;
446         if (min_inodes < 1)
447                 min_inodes = 1;
448         min_clusters = avefreec - EXT4_CLUSTERS_PER_GROUP(sb)*flex_size / 4;
449
450         /*
451          * Start looking in the flex group where we last allocated an
452          * inode for this parent directory
453          */
454         if (EXT4_I(parent)->i_last_alloc_group != ~0) {
455                 parent_group = EXT4_I(parent)->i_last_alloc_group;
456                 if (flex_size > 1)
457                         parent_group >>= sbi->s_log_groups_per_flex;
458         }
459
460         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
461                 grp = (parent_group + i) % ngroups;
462                 get_orlov_stats(sb, grp, flex_size, &stats);
463                 if (stats.used_dirs >= max_dirs)
464                         continue;
465                 if (stats.free_inodes < min_inodes)
466                         continue;
467                 if (stats.free_clusters < min_clusters)
468                         continue;
469                 goto found_flex_bg;
470         }
471
472 fallback:
473         ngroups = real_ngroups;
474         avefreei = freei / ngroups;
475 fallback_retry:
476         parent_group = EXT4_I(parent)->i_block_group;
477         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
478                 grp = (parent_group + i) % ngroups;
479                 desc = ext4_get_group_desc(sb, grp, NULL);
480                 grp_free = ext4_free_inodes_count(sb, desc);
481                 if (desc && grp_free && grp_free >= avefreei) {
482                         *group = grp;
483                         return 0;
484                 }
485         }
486
487         if (avefreei) {
488                 /*
489                  * The free-inodes counter is approximate, and for really small
490                  * filesystems the above test can fail to find any blockgroups
491                  */
492                 avefreei = 0;
493                 goto fallback_retry;
494         }
495
496         return -1;
497 }
498
499 static int find_group_other(struct super_block *sb, struct inode *parent,
500                             ext4_group_t *group, umode_t mode)
501 {
502         ext4_group_t parent_group = EXT4_I(parent)->i_block_group;
503         ext4_group_t i, last, ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
504         struct ext4_group_desc *desc;
505         int flex_size = ext4_flex_bg_size(EXT4_SB(sb));
506
507         /*
508          * Try to place the inode is the same flex group as its
509          * parent.  If we can't find space, use the Orlov algorithm to
510          * find another flex group, and store that information in the
511          * parent directory's inode information so that use that flex
512          * group for future allocations.
513          */
514         if (flex_size > 1) {
515                 int retry = 0;
516
517         try_again:
518                 parent_group &= ~(flex_size-1);
519                 last = parent_group + flex_size;
520                 if (last > ngroups)
521                         last = ngroups;
522                 for  (i = parent_group; i < last; i++) {
523                         desc = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
524                         if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc)) {
525                                 *group = i;
526                                 return 0;
527                         }
528                 }
529                 if (!retry && EXT4_I(parent)->i_last_alloc_group != ~0) {
530                         retry = 1;
531                         parent_group = EXT4_I(parent)->i_last_alloc_group;
532                         goto try_again;
533                 }
534                 /*
535                  * If this didn't work, use the Orlov search algorithm
536                  * to find a new flex group; we pass in the mode to
537                  * avoid the topdir algorithms.
538                  */
539                 *group = parent_group + flex_size;
540                 if (*group > ngroups)
541                         *group = 0;
542                 return find_group_orlov(sb, parent, group, mode, NULL);
543         }
544
545         /*
546          * Try to place the inode in its parent directory
547          */
548         *group = parent_group;
549         desc = ext4_get_group_desc(sb, *group, NULL);
550         if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc) &&
551             ext4_free_group_clusters(sb, desc))
552                 return 0;
553
554         /*
555          * We're going to place this inode in a different blockgroup from its
556          * parent.  We want to cause files in a common directory to all land in
557          * the same blockgroup.  But we want files which are in a different
558          * directory which shares a blockgroup with our parent to land in a
559          * different blockgroup.
560          *
561          * So add our directory's i_ino into the starting point for the hash.
562          */
563         *group = (*group + parent->i_ino) % ngroups;
564
565         /*
566          * Use a quadratic hash to find a group with a free inode and some free
567          * blocks.
568          */
569         for (i = 1; i < ngroups; i <<= 1) {
570                 *group += i;
571                 if (*group >= ngroups)
572                         *group -= ngroups;
573                 desc = ext4_get_group_desc(sb, *group, NULL);
574                 if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc) &&
575                     ext4_free_group_clusters(sb, desc))
576                         return 0;
577         }
578
579         /*
580          * That failed: try linear search for a free inode, even if that group
581          * has no free blocks.
582          */
583         *group = parent_group;
584         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
585                 if (++*group >= ngroups)
586                         *group = 0;
587                 desc = ext4_get_group_desc(sb, *group, NULL);
588                 if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc))
589                         return 0;
590         }
591
592         return -1;
593 }
594
595 /*
596  * claim the inode from the inode bitmap. If the group
597  * is uninit we need to take the groups's ext4_group_lock
598  * and clear the uninit flag. The inode bitmap update
599  * and group desc uninit flag clear should be done
600  * after holding ext4_group_lock so that ext4_read_inode_bitmap
601  * doesn't race with the ext4_claim_inode
602  */
603 static int ext4_claim_inode(struct super_block *sb,
604                         struct buffer_head *inode_bitmap_bh,
605                         unsigned long ino, ext4_group_t group, umode_t mode)
606 {
607         int free = 0, retval = 0, count;
608         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
609         struct ext4_group_info *grp = ext4_get_group_info(sb, group);
610         struct ext4_group_desc *gdp = ext4_get_group_desc(sb, group, NULL);
611
612         /*
613          * We have to be sure that new inode allocation does not race with
614          * inode table initialization, because otherwise we may end up
615          * allocating and writing new inode right before sb_issue_zeroout
616          * takes place and overwriting our new inode with zeroes. So we
617          * take alloc_sem to prevent it.
618          */
619         down_read(&grp->alloc_sem);
620         ext4_lock_group(sb, group);
621         if (ext4_test_and_set_bit(ino, inode_bitmap_bh->b_data)) {
622                 /* not a free inode */
623                 retval = 1;
624                 goto err_ret;
625         }
626         ino++;
627         if ((group == 0 && ino < EXT4_FIRST_INO(sb)) ||
628                         ino > EXT4_INODES_PER_GROUP(sb)) {
629                 ext4_unlock_group(sb, group);
630                 up_read(&grp->alloc_sem);
631                 ext4_error(sb, "reserved inode or inode > inodes count - "
632                            "block_group = %u, inode=%lu", group,
633                            ino + group * EXT4_INODES_PER_GROUP(sb));
634                 return 1;
635         }
636         /* If we didn't allocate from within the initialized part of the inode
637          * table then we need to initialize up to this inode. */
638         if (EXT4_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb, EXT4_FEATURE_RO_COMPAT_GDT_CSUM)) {
639
640                 if (gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_INODE_UNINIT)) {
641                         gdp->bg_flags &= cpu_to_le16(~EXT4_BG_INODE_UNINIT);
642                         /* When marking the block group with
643                          * ~EXT4_BG_INODE_UNINIT we don't want to depend
644                          * on the value of bg_itable_unused even though
645                          * mke2fs could have initialized the same for us.
646                          * Instead we calculated the value below
647                          */
648
649                         free = 0;
650                 } else {
651                         free = EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) -
652                                 ext4_itable_unused_count(sb, gdp);
653                 }
654
655                 /*
656                  * Check the relative inode number against the last used
657                  * relative inode number in this group. if it is greater
658                  * we need to  update the bg_itable_unused count
659                  *
660                  */
661                 if (ino > free)
662                         ext4_itable_unused_set(sb, gdp,
663                                         (EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) - ino));
664         }
665         count = ext4_free_inodes_count(sb, gdp) - 1;
666         ext4_free_inodes_set(sb, gdp, count);
667         if (S_ISDIR(mode)) {
668                 count = ext4_used_dirs_count(sb, gdp) + 1;
669                 ext4_used_dirs_set(sb, gdp, count);
670                 if (sbi->s_log_groups_per_flex) {
671                         ext4_group_t f = ext4_flex_group(sbi, group);
672
673                         atomic_inc(&sbi->s_flex_groups[f].used_dirs);
674                 }
675         }
676         gdp->bg_checksum = ext4_group_desc_csum(sbi, group, gdp);
677 err_ret:
678         ext4_unlock_group(sb, group);
679         up_read(&grp->alloc_sem);
680         return retval;
681 }
682
683 /*
684  * There are two policies for allocating an inode.  If the new inode is
685  * a directory, then a forward search is made for a block group with both
686  * free space and a low directory-to-inode ratio; if that fails, then of
687  * the groups with above-average free space, that group with the fewest
688  * directories already is chosen.
689  *
690  * For other inodes, search forward from the parent directory's block
691  * group to find a free inode.
692  */
693 struct inode *ext4_new_inode(handle_t *handle, struct inode *dir, umode_t mode,
694                              const struct qstr *qstr, __u32 goal, uid_t *owner)
695 {
696         struct super_block *sb;
697         struct buffer_head *inode_bitmap_bh = NULL;
698         struct buffer_head *group_desc_bh;
699         ext4_group_t ngroups, group = 0;
700         unsigned long ino = 0;
701         struct inode *inode;
702         struct ext4_group_desc *gdp = NULL;
703         struct ext4_inode_info *ei;
704         struct ext4_sb_info *sbi;
705         int ret2, err = 0;
706         struct inode *ret;
707         ext4_group_t i;
708         ext4_group_t flex_group;
709
710         /* Cannot create files in a deleted directory */
711         if (!dir || !dir->i_nlink)
712                 return ERR_PTR(-EPERM);
713
714         sb = dir->i_sb;
715         ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
716         trace_ext4_request_inode(dir, mode);
717         inode = new_inode(sb);
718         if (!inode)
719                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
720         ei = EXT4_I(inode);
721         sbi = EXT4_SB(sb);
722
723         if (!goal)
724                 goal = sbi->s_inode_goal;
725
726         if (goal && goal <= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_inodes_count)) {
727                 group = (goal - 1) / EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
728                 ino = (goal - 1) % EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
729                 ret2 = 0;
730                 goto got_group;
731         }
732
733         if (S_ISDIR(mode))
734                 ret2 = find_group_orlov(sb, dir, &group, mode, qstr);
735         else
736                 ret2 = find_group_other(sb, dir, &group, mode);
737
738 got_group:
739         EXT4_I(dir)->i_last_alloc_group = group;
740         err = -ENOSPC;
741         if (ret2 == -1)
742                 goto out;
743
744         for (i = 0; i < ngroups; i++, ino = 0) {
745                 err = -EIO;
746
747                 gdp = ext4_get_group_desc(sb, group, &group_desc_bh);
748                 if (!gdp)
749                         goto fail;
750
751                 brelse(inode_bitmap_bh);
752                 inode_bitmap_bh = ext4_read_inode_bitmap(sb, group);
753                 if (!inode_bitmap_bh)
754                         goto fail;
755
756 repeat_in_this_group:
757                 ino = ext4_find_next_zero_bit((unsigned long *)
758                                               inode_bitmap_bh->b_data,
759                                               EXT4_INODES_PER_GROUP(sb), ino);
760
761                 if (ino < EXT4_INODES_PER_GROUP(sb)) {
762
763                         BUFFER_TRACE(inode_bitmap_bh, "get_write_access");
764                         err = ext4_journal_get_write_access(handle,
765                                                             inode_bitmap_bh);
766                         if (err)
767                                 goto fail;
768
769                         BUFFER_TRACE(group_desc_bh, "get_write_access");
770                         err = ext4_journal_get_write_access(handle,
771                                                                 group_desc_bh);
772                         if (err)
773                                 goto fail;
774                         if (!ext4_claim_inode(sb, inode_bitmap_bh,
775                                                 ino, group, mode)) {
776                                 /* we won it */
777                                 BUFFER_TRACE(inode_bitmap_bh,
778                                         "call ext4_handle_dirty_metadata");
779                                 err = ext4_handle_dirty_metadata(handle,
780                                                                  NULL,
781                                                         inode_bitmap_bh);
782                                 if (err)
783                                         goto fail;
784                                 /* zero bit is inode number 1*/
785                                 ino++;
786                                 goto got;
787                         }
788                         /* we lost it */
789                         ext4_handle_release_buffer(handle, inode_bitmap_bh);
790                         ext4_handle_release_buffer(handle, group_desc_bh);
791
792                         if (++ino < EXT4_INODES_PER_GROUP(sb))
793                                 goto repeat_in_this_group;
794                 }
795
796                 /*
797                  * This case is possible in concurrent environment.  It is very
798                  * rare.  We cannot repeat the find_group_xxx() call because
799                  * that will simply return the same blockgroup, because the
800                  * group descriptor metadata has not yet been updated.
801                  * So we just go onto the next blockgroup.
802                  */
803                 if (++group == ngroups)
804                         group = 0;
805         }
806         err = -ENOSPC;
807         goto out;
808
809 got:
810         /* We may have to initialize the block bitmap if it isn't already */
811         if (EXT4_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb, EXT4_FEATURE_RO_COMPAT_GDT_CSUM) &&
812             gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_BLOCK_UNINIT)) {
813                 struct buffer_head *block_bitmap_bh;
814
815                 block_bitmap_bh = ext4_read_block_bitmap(sb, group);
816                 BUFFER_TRACE(block_bitmap_bh, "get block bitmap access");
817                 err = ext4_journal_get_write_access(handle, block_bitmap_bh);
818                 if (err) {
819                         brelse(block_bitmap_bh);
820                         goto fail;
821                 }
822
823                 BUFFER_TRACE(block_bitmap_bh, "dirty block bitmap");
824                 err = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, block_bitmap_bh);
825                 brelse(block_bitmap_bh);
826
827                 /* recheck and clear flag under lock if we still need to */
828                 ext4_lock_group(sb, group);
829                 if (gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_BLOCK_UNINIT)) {
830                         gdp->bg_flags &= cpu_to_le16(~EXT4_BG_BLOCK_UNINIT);
831                         ext4_free_group_clusters_set(sb, gdp,
832                                 ext4_free_clusters_after_init(sb, group, gdp));
833                         gdp->bg_checksum = ext4_group_desc_csum(sbi, group,
834                                                                 gdp);
835                 }
836                 ext4_unlock_group(sb, group);
837
838                 if (err)
839                         goto fail;
840         }
841         BUFFER_TRACE(group_desc_bh, "call ext4_handle_dirty_metadata");
842         err = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, group_desc_bh);
843         if (err)
844                 goto fail;
845
846         percpu_counter_dec(&sbi->s_freeinodes_counter);
847         if (S_ISDIR(mode))
848                 percpu_counter_inc(&sbi->s_dirs_counter);
849         ext4_mark_super_dirty(sb);
850
851         if (sbi->s_log_groups_per_flex) {
852                 flex_group = ext4_flex_group(sbi, group);
853                 atomic_dec(&sbi->s_flex_groups[flex_group].free_inodes);
854         }
855         if (owner) {
856                 inode->i_mode = mode;
857                 inode->i_uid = owner[0];
858                 inode->i_gid = owner[1];
859         } else if (test_opt(sb, GRPID)) {
860                 inode->i_mode = mode;
861                 inode->i_uid = current_fsuid();
862                 inode->i_gid = dir->i_gid;
863         } else
864                 inode_init_owner(inode, dir, mode);
865
866         inode->i_ino = ino + group * EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
867         /* This is the optimal IO size (for stat), not the fs block size */
868         inode->i_blocks = 0;
869         inode->i_mtime = inode->i_atime = inode->i_ctime = ei->i_crtime =
870                                                        ext4_current_time(inode);
871
872         memset(ei->i_data, 0, sizeof(ei->i_data));
873         ei->i_dir_start_lookup = 0;
874         ei->i_disksize = 0;
875
876         /* Don't inherit extent flag from directory, amongst others. */
877         ei->i_flags =
878                 ext4_mask_flags(mode, EXT4_I(dir)->i_flags & EXT4_FL_INHERITED);
879         ei->i_file_acl = 0;
880         ei->i_dtime = 0;
881         ei->i_block_group = group;
882         ei->i_last_alloc_group = ~0;
883
884         ext4_set_inode_flags(inode);
885         if (IS_DIRSYNC(inode))
886                 ext4_handle_sync(handle);
887         if (insert_inode_locked(inode) < 0) {
888                 /*
889                  * Likely a bitmap corruption causing inode to be allocated
890                  * twice.
891                  */
892                 err = -EIO;
893                 goto fail;
894         }
895         spin_lock(&sbi->s_next_gen_lock);
896         inode->i_generation = sbi->s_next_generation++;
897         spin_unlock(&sbi->s_next_gen_lock);
898
899         ext4_clear_state_flags(ei); /* Only relevant on 32-bit archs */
900         ext4_set_inode_state(inode, EXT4_STATE_NEW);
901
902         ei->i_extra_isize = EXT4_SB(sb)->s_want_extra_isize;
903
904         ret = inode;
905         dquot_initialize(inode);
906         err = dquot_alloc_inode(inode);
907         if (err)
908                 goto fail_drop;
909
910         err = ext4_init_acl(handle, inode, dir);
911         if (err)
912                 goto fail_free_drop;
913
914         err = ext4_init_security(handle, inode, dir, qstr);
915         if (err)
916                 goto fail_free_drop;
917
918         if (EXT4_HAS_INCOMPAT_FEATURE(sb, EXT4_FEATURE_INCOMPAT_EXTENTS)) {
919                 /* set extent flag only for directory, file and normal symlink*/
920                 if (S_ISDIR(mode) || S_ISREG(mode) || S_ISLNK(mode)) {
921                         ext4_set_inode_flag(inode, EXT4_INODE_EXTENTS);
922                         ext4_ext_tree_init(handle, inode);
923                 }
924         }
925
926         if (ext4_handle_valid(handle)) {
927                 ei->i_sync_tid = handle->h_transaction->t_tid;
928                 ei->i_datasync_tid = handle->h_transaction->t_tid;
929         }
930
931         err = ext4_mark_inode_dirty(handle, inode);
932         if (err) {
933                 ext4_std_error(sb, err);
934                 goto fail_free_drop;
935         }
936
937         ext4_debug("allocating inode %lu\n", inode->i_ino);
938         trace_ext4_allocate_inode(inode, dir, mode);
939         goto really_out;
940 fail:
941         ext4_std_error(sb, err);
942 out:
943         iput(inode);
944         ret = ERR_PTR(err);
945 really_out:
946         brelse(inode_bitmap_bh);
947         return ret;
948
949 fail_free_drop:
950         dquot_free_inode(inode);
951
952 fail_drop:
953         dquot_drop(inode);
954         inode->i_flags |= S_NOQUOTA;
955         clear_nlink(inode);
956         unlock_new_inode(inode);
957         iput(inode);
958         brelse(inode_bitmap_bh);
959         return ERR_PTR(err);
960 }
961
962 /* Verify that we are loading a valid orphan from disk */
963 struct inode *ext4_orphan_get(struct super_block *sb, unsigned long ino)
964 {
965         unsigned long max_ino = le32_to_cpu(EXT4_SB(sb)->s_es->s_inodes_count);
966         ext4_group_t block_group;
967         int bit;
968         struct buffer_head *bitmap_bh;
969         struct inode *inode = NULL;
970         long err = -EIO;
971
972         /* Error cases - e2fsck has already cleaned up for us */
973         if (ino > max_ino) {
974                 ext4_warning(sb, "bad orphan ino %lu!  e2fsck was run?", ino);
975                 goto error;
976         }
977
978         block_group = (ino - 1) / EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
979         bit = (ino - 1) % EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
980         bitmap_bh = ext4_read_inode_bitmap(sb, block_group);
981         if (!bitmap_bh) {
982                 ext4_warning(sb, "inode bitmap error for orphan %lu", ino);
983                 goto error;
984         }
985
986         /* Having the inode bit set should be a 100% indicator that this
987          * is a valid orphan (no e2fsck run on fs).  Orphans also include
988          * inodes that were being truncated, so we can't check i_nlink==0.
989          */
990         if (!ext4_test_bit(bit, bitmap_bh->b_data))
991                 goto bad_orphan;
992
993         inode = ext4_iget(sb, ino);
994         if (IS_ERR(inode))
995                 goto iget_failed;
996
997         /*
998          * If the orphans has i_nlinks > 0 then it should be able to be
999          * truncated, otherwise it won't be removed from the orphan list
1000          * during processing and an infinite loop will result.
1001          */
1002         if (inode->i_nlink && !ext4_can_truncate(inode))
1003                 goto bad_orphan;
1004
1005         if (NEXT_ORPHAN(inode) > max_ino)
1006                 goto bad_orphan;
1007         brelse(bitmap_bh);
1008         return inode;
1009
1010 iget_failed:
1011         err = PTR_ERR(inode);
1012         inode = NULL;
1013 bad_orphan:
1014         ext4_warning(sb, "bad orphan inode %lu!  e2fsck was run?", ino);
1015         printk(KERN_NOTICE "ext4_test_bit(bit=%d, block=%llu) = %d\n",
1016                bit, (unsigned long long)bitmap_bh->b_blocknr,
1017                ext4_test_bit(bit, bitmap_bh->b_data));
1018         printk(KERN_NOTICE "inode=%p\n", inode);
1019         if (inode) {
1020                 printk(KERN_NOTICE "is_bad_inode(inode)=%d\n",
1021                        is_bad_inode(inode));
1022                 printk(KERN_NOTICE "NEXT_ORPHAN(inode)=%u\n",
1023                        NEXT_ORPHAN(inode));
1024                 printk(KERN_NOTICE "max_ino=%lu\n", max_ino);
1025                 printk(KERN_NOTICE "i_nlink=%u\n", inode->i_nlink);
1026                 /* Avoid freeing blocks if we got a bad deleted inode */
1027                 if (inode->i_nlink == 0)
1028                         inode->i_blocks = 0;
1029                 iput(inode);
1030         }
1031         brelse(bitmap_bh);
1032 error:
1033         return ERR_PTR(err);
1034 }
1035
1036 unsigned long ext4_count_free_inodes(struct super_block *sb)
1037 {
1038         unsigned long desc_count;
1039         struct ext4_group_desc *gdp;
1040         ext4_group_t i, ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
1041 #ifdef EXT4FS_DEBUG
1042         struct ext4_super_block *es;
1043         unsigned long bitmap_count, x;
1044         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
1045
1046         es = EXT4_SB(sb)->s_es;
1047         desc_count = 0;
1048         bitmap_count = 0;
1049         gdp = NULL;
1050         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
1051                 gdp = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
1052                 if (!gdp)
1053                         continue;
1054                 desc_count += ext4_free_inodes_count(sb, gdp);
1055                 brelse(bitmap_bh);
1056                 bitmap_bh = ext4_read_inode_bitmap(sb, i);
1057                 if (!bitmap_bh)
1058                         continue;
1059
1060                 x = ext4_count_free(bitmap_bh, EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) / 8);
1061                 printk(KERN_DEBUG "group %lu: stored = %d, counted = %lu\n",
1062                         (unsigned long) i, ext4_free_inodes_count(sb, gdp), x);
1063                 bitmap_count += x;
1064         }
1065         brelse(bitmap_bh);
1066         printk(KERN_DEBUG "ext4_count_free_inodes: "
1067                "stored = %u, computed = %lu, %lu\n",
1068                le32_to_cpu(es->s_free_inodes_count), desc_count, bitmap_count);
1069         return desc_count;
1070 #else
1071         desc_count = 0;
1072         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
1073                 gdp = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
1074                 if (!gdp)
1075                         continue;
1076                 desc_count += ext4_free_inodes_count(sb, gdp);
1077                 cond_resched();
1078         }
1079         return desc_count;
1080 #endif
1081 }
1082
1083 /* Called at mount-time, super-block is locked */
1084 unsigned long ext4_count_dirs(struct super_block * sb)
1085 {
1086         unsigned long count = 0;
1087         ext4_group_t i, ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
1088
1089         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
1090                 struct ext4_group_desc *gdp = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
1091                 if (!gdp)
1092                         continue;
1093                 count += ext4_used_dirs_count(sb, gdp);
1094         }
1095         return count;
1096 }
1097
1098 /*
1099  * Zeroes not yet zeroed inode table - just write zeroes through the whole
1100  * inode table. Must be called without any spinlock held. The only place
1101  * where it is called from on active part of filesystem is ext4lazyinit
1102  * thread, so we do not need any special locks, however we have to prevent
1103  * inode allocation from the current group, so we take alloc_sem lock, to
1104  * block ext4_claim_inode until we are finished.
1105  */
1106 int ext4_init_inode_table(struct super_block *sb, ext4_group_t group,
1107                                  int barrier)
1108 {
1109         struct ext4_group_info *grp = ext4_get_group_info(sb, group);
1110         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
1111         struct ext4_group_desc *gdp = NULL;
1112         struct buffer_head *group_desc_bh;
1113         handle_t *handle;
1114         ext4_fsblk_t blk;
1115         int num, ret = 0, used_blks = 0;
1116
1117         /* This should not happen, but just to be sure check this */
1118         if (sb->s_flags & MS_RDONLY) {
1119                 ret = 1;
1120                 goto out;
1121         }
1122
1123         gdp = ext4_get_group_desc(sb, group, &group_desc_bh);
1124         if (!gdp)
1125                 goto out;
1126
1127         /*
1128          * We do not need to lock this, because we are the only one
1129          * handling this flag.
1130          */
1131         if (gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_INODE_ZEROED))
1132                 goto out;
1133
1134         handle = ext4_journal_start_sb(sb, 1);
1135         if (IS_ERR(handle)) {
1136                 ret = PTR_ERR(handle);
1137                 goto out;
1138         }
1139
1140         down_write(&grp->alloc_sem);
1141         /*
1142          * If inode bitmap was already initialized there may be some
1143          * used inodes so we need to skip blocks with used inodes in
1144          * inode table.
1145          */
1146         if (!(gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_INODE_UNINIT)))
1147                 used_blks = DIV_ROUND_UP((EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) -
1148                             ext4_itable_unused_count(sb, gdp)),
1149                             sbi->s_inodes_per_block);
1150
1151         if ((used_blks < 0) || (used_blks > sbi->s_itb_per_group)) {
1152                 ext4_error(sb, "Something is wrong with group %u\n"
1153                            "Used itable blocks: %d"
1154                            "itable unused count: %u\n",
1155                            group, used_blks,
1156                            ext4_itable_unused_count(sb, gdp));
1157                 ret = 1;
1158                 goto err_out;
1159         }
1160
1161         blk = ext4_inode_table(sb, gdp) + used_blks;
1162         num = sbi->s_itb_per_group - used_blks;
1163
1164         BUFFER_TRACE(group_desc_bh, "get_write_access");
1165         ret = ext4_journal_get_write_access(handle,
1166                                             group_desc_bh);
1167         if (ret)
1168                 goto err_out;
1169
1170         /*
1171          * Skip zeroout if the inode table is full. But we set the ZEROED
1172          * flag anyway, because obviously, when it is full it does not need
1173          * further zeroing.
1174          */
1175         if (unlikely(num == 0))
1176                 goto skip_zeroout;
1177
1178         ext4_debug("going to zero out inode table in group %d\n",
1179                    group);
1180         ret = sb_issue_zeroout(sb, blk, num, GFP_NOFS);
1181         if (ret < 0)
1182                 goto err_out;
1183         if (barrier)
1184                 blkdev_issue_flush(sb->s_bdev, GFP_NOFS, NULL);
1185
1186 skip_zeroout:
1187         ext4_lock_group(sb, group);
1188         gdp->bg_flags |= cpu_to_le16(EXT4_BG_INODE_ZEROED);
1189         gdp->bg_checksum = ext4_group_desc_csum(sbi, group, gdp);
1190         ext4_unlock_group(sb, group);
1191
1192         BUFFER_TRACE(group_desc_bh,
1193                      "call ext4_handle_dirty_metadata");
1194         ret = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL,
1195                                          group_desc_bh);
1196
1197 err_out:
1198         up_write(&grp->alloc_sem);
1199         ext4_journal_stop(handle);
1200 out:
1201         return ret;
1202 }