ext4: move __func__ into a macro for ext4_warning, ext4_error
[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 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 unsigned ext4_init_inode_bitmap(struct super_block *sb, struct buffer_head *bh,
69                                 ext4_group_t block_group,
70                                 struct ext4_group_desc *gdp)
71 {
72         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
73
74         J_ASSERT_BH(bh, buffer_locked(bh));
75
76         /* If checksum is bad mark all blocks and inodes use to prevent
77          * allocation, essentially implementing a per-group read-only flag. */
78         if (!ext4_group_desc_csum_verify(sbi, block_group, gdp)) {
79                 ext4_error(sb, "Checksum bad for group %u", block_group);
80                 ext4_free_blks_set(sb, gdp, 0);
81                 ext4_free_inodes_set(sb, gdp, 0);
82                 ext4_itable_unused_set(sb, gdp, 0);
83                 memset(bh->b_data, 0xff, sb->s_blocksize);
84                 return 0;
85         }
86
87         memset(bh->b_data, 0, (EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) + 7) / 8);
88         mark_bitmap_end(EXT4_INODES_PER_GROUP(sb), sb->s_blocksize * 8,
89                         bh->b_data);
90
91         return EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
92 }
93
94 /*
95  * Read the inode allocation bitmap for a given block_group, reading
96  * into the specified slot in the superblock's bitmap cache.
97  *
98  * Return buffer_head of bitmap on success or NULL.
99  */
100 static struct buffer_head *
101 ext4_read_inode_bitmap(struct super_block *sb, ext4_group_t block_group)
102 {
103         struct ext4_group_desc *desc;
104         struct buffer_head *bh = NULL;
105         ext4_fsblk_t bitmap_blk;
106
107         desc = ext4_get_group_desc(sb, block_group, NULL);
108         if (!desc)
109                 return NULL;
110         bitmap_blk = ext4_inode_bitmap(sb, desc);
111         bh = sb_getblk(sb, bitmap_blk);
112         if (unlikely(!bh)) {
113                 ext4_error(sb, "Cannot read inode bitmap - "
114                             "block_group = %u, inode_bitmap = %llu",
115                             block_group, bitmap_blk);
116                 return NULL;
117         }
118         if (bitmap_uptodate(bh))
119                 return bh;
120
121         lock_buffer(bh);
122         if (bitmap_uptodate(bh)) {
123                 unlock_buffer(bh);
124                 return bh;
125         }
126         ext4_lock_group(sb, block_group);
127         if (desc->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_INODE_UNINIT)) {
128                 ext4_init_inode_bitmap(sb, bh, block_group, desc);
129                 set_bitmap_uptodate(bh);
130                 set_buffer_uptodate(bh);
131                 ext4_unlock_group(sb, block_group);
132                 unlock_buffer(bh);
133                 return bh;
134         }
135         ext4_unlock_group(sb, block_group);
136         if (buffer_uptodate(bh)) {
137                 /*
138                  * if not uninit if bh is uptodate,
139                  * bitmap is also uptodate
140                  */
141                 set_bitmap_uptodate(bh);
142                 unlock_buffer(bh);
143                 return bh;
144         }
145         /*
146          * submit the buffer_head for read. We can
147          * safely mark the bitmap as uptodate now.
148          * We do it here so the bitmap uptodate bit
149          * get set with buffer lock held.
150          */
151         set_bitmap_uptodate(bh);
152         if (bh_submit_read(bh) < 0) {
153                 put_bh(bh);
154                 ext4_error(sb, "Cannot read inode bitmap - "
155                             "block_group = %u, inode_bitmap = %llu",
156                             block_group, bitmap_blk);
157                 return NULL;
158         }
159         return bh;
160 }
161
162 /*
163  * NOTE! When we get the inode, we're the only people
164  * that have access to it, and as such there are no
165  * race conditions we have to worry about. The inode
166  * is not on the hash-lists, and it cannot be reached
167  * through the filesystem because the directory entry
168  * has been deleted earlier.
169  *
170  * HOWEVER: we must make sure that we get no aliases,
171  * which means that we have to call "clear_inode()"
172  * _before_ we mark the inode not in use in the inode
173  * bitmaps. Otherwise a newly created file might use
174  * the same inode number (not actually the same pointer
175  * though), and then we'd have two inodes sharing the
176  * same inode number and space on the harddisk.
177  */
178 void ext4_free_inode(handle_t *handle, struct inode *inode)
179 {
180         struct super_block *sb = inode->i_sb;
181         int is_directory;
182         unsigned long ino;
183         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
184         struct buffer_head *bh2;
185         ext4_group_t block_group;
186         unsigned long bit;
187         struct ext4_group_desc *gdp;
188         struct ext4_super_block *es;
189         struct ext4_sb_info *sbi;
190         int fatal = 0, err, count, cleared;
191
192         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1) {
193                 printk(KERN_ERR "ext4_free_inode: inode has count=%d\n",
194                        atomic_read(&inode->i_count));
195                 return;
196         }
197         if (inode->i_nlink) {
198                 printk(KERN_ERR "ext4_free_inode: inode has nlink=%d\n",
199                        inode->i_nlink);
200                 return;
201         }
202         if (!sb) {
203                 printk(KERN_ERR "ext4_free_inode: inode on "
204                        "nonexistent device\n");
205                 return;
206         }
207         sbi = EXT4_SB(sb);
208
209         ino = inode->i_ino;
210         ext4_debug("freeing inode %lu\n", ino);
211         trace_ext4_free_inode(inode);
212
213         /*
214          * Note: we must free any quota before locking the superblock,
215          * as writing the quota to disk may need the lock as well.
216          */
217         vfs_dq_init(inode);
218         ext4_xattr_delete_inode(handle, inode);
219         vfs_dq_free_inode(inode);
220         vfs_dq_drop(inode);
221
222         is_directory = S_ISDIR(inode->i_mode);
223
224         /* Do this BEFORE marking the inode not in use or returning an error */
225         clear_inode(inode);
226
227         es = EXT4_SB(sb)->s_es;
228         if (ino < EXT4_FIRST_INO(sb) || ino > le32_to_cpu(es->s_inodes_count)) {
229                 ext4_error(sb, "reserved or nonexistent inode %lu", ino);
230                 goto error_return;
231         }
232         block_group = (ino - 1) / EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
233         bit = (ino - 1) % EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
234         bitmap_bh = ext4_read_inode_bitmap(sb, block_group);
235         if (!bitmap_bh)
236                 goto error_return;
237
238         BUFFER_TRACE(bitmap_bh, "get_write_access");
239         fatal = ext4_journal_get_write_access(handle, bitmap_bh);
240         if (fatal)
241                 goto error_return;
242
243         /* Ok, now we can actually update the inode bitmaps.. */
244         cleared = ext4_clear_bit_atomic(ext4_group_lock_ptr(sb, block_group),
245                                         bit, bitmap_bh->b_data);
246         if (!cleared)
247                 ext4_error(sb, "bit already cleared for inode %lu", ino);
248         else {
249                 gdp = ext4_get_group_desc(sb, block_group, &bh2);
250
251                 BUFFER_TRACE(bh2, "get_write_access");
252                 fatal = ext4_journal_get_write_access(handle, bh2);
253                 if (fatal) goto error_return;
254
255                 if (gdp) {
256                         ext4_lock_group(sb, block_group);
257                         count = ext4_free_inodes_count(sb, gdp) + 1;
258                         ext4_free_inodes_set(sb, gdp, count);
259                         if (is_directory) {
260                                 count = ext4_used_dirs_count(sb, gdp) - 1;
261                                 ext4_used_dirs_set(sb, gdp, count);
262                                 if (sbi->s_log_groups_per_flex) {
263                                         ext4_group_t f;
264
265                                         f = ext4_flex_group(sbi, block_group);
266                                         atomic_dec(&sbi->s_flex_groups[f].free_inodes);
267                                 }
268
269                         }
270                         gdp->bg_checksum = ext4_group_desc_csum(sbi,
271                                                         block_group, gdp);
272                         ext4_unlock_group(sb, block_group);
273                         percpu_counter_inc(&sbi->s_freeinodes_counter);
274                         if (is_directory)
275                                 percpu_counter_dec(&sbi->s_dirs_counter);
276
277                         if (sbi->s_log_groups_per_flex) {
278                                 ext4_group_t f;
279
280                                 f = ext4_flex_group(sbi, block_group);
281                                 atomic_inc(&sbi->s_flex_groups[f].free_inodes);
282                         }
283                 }
284                 BUFFER_TRACE(bh2, "call ext4_handle_dirty_metadata");
285                 err = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, bh2);
286                 if (!fatal) fatal = err;
287         }
288         BUFFER_TRACE(bitmap_bh, "call ext4_handle_dirty_metadata");
289         err = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, bitmap_bh);
290         if (!fatal)
291                 fatal = err;
292         sb->s_dirt = 1;
293 error_return:
294         brelse(bitmap_bh);
295         ext4_std_error(sb, fatal);
296 }
297
298 /*
299  * There are two policies for allocating an inode.  If the new inode is
300  * a directory, then a forward search is made for a block group with both
301  * free space and a low directory-to-inode ratio; if that fails, then of
302  * the groups with above-average free space, that group with the fewest
303  * directories already is chosen.
304  *
305  * For other inodes, search forward from the parent directory\'s block
306  * group to find a free inode.
307  */
308 static int find_group_dir(struct super_block *sb, struct inode *parent,
309                                 ext4_group_t *best_group)
310 {
311         ext4_group_t ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
312         unsigned int freei, avefreei;
313         struct ext4_group_desc *desc, *best_desc = NULL;
314         ext4_group_t group;
315         int ret = -1;
316
317         freei = percpu_counter_read_positive(&EXT4_SB(sb)->s_freeinodes_counter);
318         avefreei = freei / ngroups;
319
320         for (group = 0; group < ngroups; group++) {
321                 desc = ext4_get_group_desc(sb, group, NULL);
322                 if (!desc || !ext4_free_inodes_count(sb, desc))
323                         continue;
324                 if (ext4_free_inodes_count(sb, desc) < avefreei)
325                         continue;
326                 if (!best_desc ||
327                     (ext4_free_blks_count(sb, desc) >
328                      ext4_free_blks_count(sb, best_desc))) {
329                         *best_group = group;
330                         best_desc = desc;
331                         ret = 0;
332                 }
333         }
334         return ret;
335 }
336
337 #define free_block_ratio 10
338
339 static int find_group_flex(struct super_block *sb, struct inode *parent,
340                            ext4_group_t *best_group)
341 {
342         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
343         struct ext4_group_desc *desc;
344         struct flex_groups *flex_group = sbi->s_flex_groups;
345         ext4_group_t parent_group = EXT4_I(parent)->i_block_group;
346         ext4_group_t parent_fbg_group = ext4_flex_group(sbi, parent_group);
347         ext4_group_t ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
348         int flex_size = ext4_flex_bg_size(sbi);
349         ext4_group_t best_flex = parent_fbg_group;
350         int blocks_per_flex = sbi->s_blocks_per_group * flex_size;
351         int flexbg_free_blocks;
352         int flex_freeb_ratio;
353         ext4_group_t n_fbg_groups;
354         ext4_group_t i;
355
356         n_fbg_groups = (ngroups + flex_size - 1) >>
357                 sbi->s_log_groups_per_flex;
358
359 find_close_to_parent:
360         flexbg_free_blocks = atomic_read(&flex_group[best_flex].free_blocks);
361         flex_freeb_ratio = flexbg_free_blocks * 100 / blocks_per_flex;
362         if (atomic_read(&flex_group[best_flex].free_inodes) &&
363             flex_freeb_ratio > free_block_ratio)
364                 goto found_flexbg;
365
366         if (best_flex && best_flex == parent_fbg_group) {
367                 best_flex--;
368                 goto find_close_to_parent;
369         }
370
371         for (i = 0; i < n_fbg_groups; i++) {
372                 if (i == parent_fbg_group || i == parent_fbg_group - 1)
373                         continue;
374
375                 flexbg_free_blocks = atomic_read(&flex_group[i].free_blocks);
376                 flex_freeb_ratio = flexbg_free_blocks * 100 / blocks_per_flex;
377
378                 if (flex_freeb_ratio > free_block_ratio &&
379                     (atomic_read(&flex_group[i].free_inodes))) {
380                         best_flex = i;
381                         goto found_flexbg;
382                 }
383
384                 if ((atomic_read(&flex_group[best_flex].free_inodes) == 0) ||
385                     ((atomic_read(&flex_group[i].free_blocks) >
386                       atomic_read(&flex_group[best_flex].free_blocks)) &&
387                      atomic_read(&flex_group[i].free_inodes)))
388                         best_flex = i;
389         }
390
391         if (!atomic_read(&flex_group[best_flex].free_inodes) ||
392             !atomic_read(&flex_group[best_flex].free_blocks))
393                 return -1;
394
395 found_flexbg:
396         for (i = best_flex * flex_size; i < ngroups &&
397                      i < (best_flex + 1) * flex_size; i++) {
398                 desc = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
399                 if (ext4_free_inodes_count(sb, desc)) {
400                         *best_group = i;
401                         goto out;
402                 }
403         }
404
405         return -1;
406 out:
407         return 0;
408 }
409
410 struct orlov_stats {
411         __u32 free_inodes;
412         __u32 free_blocks;
413         __u32 used_dirs;
414 };
415
416 /*
417  * Helper function for Orlov's allocator; returns critical information
418  * for a particular block group or flex_bg.  If flex_size is 1, then g
419  * is a block group number; otherwise it is flex_bg number.
420  */
421 void get_orlov_stats(struct super_block *sb, ext4_group_t g,
422                        int flex_size, struct orlov_stats *stats)
423 {
424         struct ext4_group_desc *desc;
425         struct flex_groups *flex_group = EXT4_SB(sb)->s_flex_groups;
426
427         if (flex_size > 1) {
428                 stats->free_inodes = atomic_read(&flex_group[g].free_inodes);
429                 stats->free_blocks = atomic_read(&flex_group[g].free_blocks);
430                 stats->used_dirs = atomic_read(&flex_group[g].used_dirs);
431                 return;
432         }
433
434         desc = ext4_get_group_desc(sb, g, NULL);
435         if (desc) {
436                 stats->free_inodes = ext4_free_inodes_count(sb, desc);
437                 stats->free_blocks = ext4_free_blks_count(sb, desc);
438                 stats->used_dirs = ext4_used_dirs_count(sb, desc);
439         } else {
440                 stats->free_inodes = 0;
441                 stats->free_blocks = 0;
442                 stats->used_dirs = 0;
443         }
444 }
445
446 /*
447  * Orlov's allocator for directories.
448  *
449  * We always try to spread first-level directories.
450  *
451  * If there are blockgroups with both free inodes and free blocks counts
452  * not worse than average we return one with smallest directory count.
453  * Otherwise we simply return a random group.
454  *
455  * For the rest rules look so:
456  *
457  * It's OK to put directory into a group unless
458  * it has too many directories already (max_dirs) or
459  * it has too few free inodes left (min_inodes) or
460  * it has too few free blocks left (min_blocks) or
461  * Parent's group is preferred, if it doesn't satisfy these
462  * conditions we search cyclically through the rest. If none
463  * of the groups look good we just look for a group with more
464  * free inodes than average (starting at parent's group).
465  */
466
467 static int find_group_orlov(struct super_block *sb, struct inode *parent,
468                             ext4_group_t *group, int mode,
469                             const struct qstr *qstr)
470 {
471         ext4_group_t parent_group = EXT4_I(parent)->i_block_group;
472         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
473         ext4_group_t real_ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
474         int inodes_per_group = EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
475         unsigned int freei, avefreei;
476         ext4_fsblk_t freeb, avefreeb;
477         unsigned int ndirs;
478         int max_dirs, min_inodes;
479         ext4_grpblk_t min_blocks;
480         ext4_group_t i, grp, g, ngroups;
481         struct ext4_group_desc *desc;
482         struct orlov_stats stats;
483         int flex_size = ext4_flex_bg_size(sbi);
484         struct dx_hash_info hinfo;
485
486         ngroups = real_ngroups;
487         if (flex_size > 1) {
488                 ngroups = (real_ngroups + flex_size - 1) >>
489                         sbi->s_log_groups_per_flex;
490                 parent_group >>= sbi->s_log_groups_per_flex;
491         }
492
493         freei = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_freeinodes_counter);
494         avefreei = freei / ngroups;
495         freeb = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_freeblocks_counter);
496         avefreeb = freeb;
497         do_div(avefreeb, ngroups);
498         ndirs = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_dirs_counter);
499
500         if (S_ISDIR(mode) &&
501             ((parent == sb->s_root->d_inode) ||
502              (EXT4_I(parent)->i_flags & EXT4_TOPDIR_FL))) {
503                 int best_ndir = inodes_per_group;
504                 int ret = -1;
505
506                 if (qstr) {
507                         hinfo.hash_version = DX_HASH_HALF_MD4;
508                         hinfo.seed = sbi->s_hash_seed;
509                         ext4fs_dirhash(qstr->name, qstr->len, &hinfo);
510                         grp = hinfo.hash;
511                 } else
512                         get_random_bytes(&grp, sizeof(grp));
513                 parent_group = (unsigned)grp % ngroups;
514                 for (i = 0; i < ngroups; i++) {
515                         g = (parent_group + i) % ngroups;
516                         get_orlov_stats(sb, g, flex_size, &stats);
517                         if (!stats.free_inodes)
518                                 continue;
519                         if (stats.used_dirs >= best_ndir)
520                                 continue;
521                         if (stats.free_inodes < avefreei)
522                                 continue;
523                         if (stats.free_blocks < avefreeb)
524                                 continue;
525                         grp = g;
526                         ret = 0;
527                         best_ndir = stats.used_dirs;
528                 }
529                 if (ret)
530                         goto fallback;
531         found_flex_bg:
532                 if (flex_size == 1) {
533                         *group = grp;
534                         return 0;
535                 }
536
537                 /*
538                  * We pack inodes at the beginning of the flexgroup's
539                  * inode tables.  Block allocation decisions will do
540                  * something similar, although regular files will
541                  * start at 2nd block group of the flexgroup.  See
542                  * ext4_ext_find_goal() and ext4_find_near().
543                  */
544                 grp *= flex_size;
545                 for (i = 0; i < flex_size; i++) {
546                         if (grp+i >= real_ngroups)
547                                 break;
548                         desc = ext4_get_group_desc(sb, grp+i, NULL);
549                         if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc)) {
550                                 *group = grp+i;
551                                 return 0;
552                         }
553                 }
554                 goto fallback;
555         }
556
557         max_dirs = ndirs / ngroups + inodes_per_group / 16;
558         min_inodes = avefreei - inodes_per_group*flex_size / 4;
559         if (min_inodes < 1)
560                 min_inodes = 1;
561         min_blocks = avefreeb - EXT4_BLOCKS_PER_GROUP(sb)*flex_size / 4;
562
563         /*
564          * Start looking in the flex group where we last allocated an
565          * inode for this parent directory
566          */
567         if (EXT4_I(parent)->i_last_alloc_group != ~0) {
568                 parent_group = EXT4_I(parent)->i_last_alloc_group;
569                 if (flex_size > 1)
570                         parent_group >>= sbi->s_log_groups_per_flex;
571         }
572
573         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
574                 grp = (parent_group + i) % ngroups;
575                 get_orlov_stats(sb, grp, flex_size, &stats);
576                 if (stats.used_dirs >= max_dirs)
577                         continue;
578                 if (stats.free_inodes < min_inodes)
579                         continue;
580                 if (stats.free_blocks < min_blocks)
581                         continue;
582                 goto found_flex_bg;
583         }
584
585 fallback:
586         ngroups = real_ngroups;
587         avefreei = freei / ngroups;
588 fallback_retry:
589         parent_group = EXT4_I(parent)->i_block_group;
590         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
591                 grp = (parent_group + i) % ngroups;
592                 desc = ext4_get_group_desc(sb, grp, NULL);
593                 if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc) &&
594                     ext4_free_inodes_count(sb, desc) >= avefreei) {
595                         *group = grp;
596                         return 0;
597                 }
598         }
599
600         if (avefreei) {
601                 /*
602                  * The free-inodes counter is approximate, and for really small
603                  * filesystems the above test can fail to find any blockgroups
604                  */
605                 avefreei = 0;
606                 goto fallback_retry;
607         }
608
609         return -1;
610 }
611
612 static int find_group_other(struct super_block *sb, struct inode *parent,
613                             ext4_group_t *group, int mode)
614 {
615         ext4_group_t parent_group = EXT4_I(parent)->i_block_group;
616         ext4_group_t i, last, ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
617         struct ext4_group_desc *desc;
618         int flex_size = ext4_flex_bg_size(EXT4_SB(sb));
619
620         /*
621          * Try to place the inode is the same flex group as its
622          * parent.  If we can't find space, use the Orlov algorithm to
623          * find another flex group, and store that information in the
624          * parent directory's inode information so that use that flex
625          * group for future allocations.
626          */
627         if (flex_size > 1) {
628                 int retry = 0;
629
630         try_again:
631                 parent_group &= ~(flex_size-1);
632                 last = parent_group + flex_size;
633                 if (last > ngroups)
634                         last = ngroups;
635                 for  (i = parent_group; i < last; i++) {
636                         desc = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
637                         if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc)) {
638                                 *group = i;
639                                 return 0;
640                         }
641                 }
642                 if (!retry && EXT4_I(parent)->i_last_alloc_group != ~0) {
643                         retry = 1;
644                         parent_group = EXT4_I(parent)->i_last_alloc_group;
645                         goto try_again;
646                 }
647                 /*
648                  * If this didn't work, use the Orlov search algorithm
649                  * to find a new flex group; we pass in the mode to
650                  * avoid the topdir algorithms.
651                  */
652                 *group = parent_group + flex_size;
653                 if (*group > ngroups)
654                         *group = 0;
655                 return find_group_orlov(sb, parent, group, mode, 0);
656         }
657
658         /*
659          * Try to place the inode in its parent directory
660          */
661         *group = parent_group;
662         desc = ext4_get_group_desc(sb, *group, NULL);
663         if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc) &&
664                         ext4_free_blks_count(sb, desc))
665                 return 0;
666
667         /*
668          * We're going to place this inode in a different blockgroup from its
669          * parent.  We want to cause files in a common directory to all land in
670          * the same blockgroup.  But we want files which are in a different
671          * directory which shares a blockgroup with our parent to land in a
672          * different blockgroup.
673          *
674          * So add our directory's i_ino into the starting point for the hash.
675          */
676         *group = (*group + parent->i_ino) % ngroups;
677
678         /*
679          * Use a quadratic hash to find a group with a free inode and some free
680          * blocks.
681          */
682         for (i = 1; i < ngroups; i <<= 1) {
683                 *group += i;
684                 if (*group >= ngroups)
685                         *group -= ngroups;
686                 desc = ext4_get_group_desc(sb, *group, NULL);
687                 if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc) &&
688                                 ext4_free_blks_count(sb, desc))
689                         return 0;
690         }
691
692         /*
693          * That failed: try linear search for a free inode, even if that group
694          * has no free blocks.
695          */
696         *group = parent_group;
697         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
698                 if (++*group >= ngroups)
699                         *group = 0;
700                 desc = ext4_get_group_desc(sb, *group, NULL);
701                 if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc))
702                         return 0;
703         }
704
705         return -1;
706 }
707
708 /*
709  * claim the inode from the inode bitmap. If the group
710  * is uninit we need to take the groups's ext4_group_lock
711  * and clear the uninit flag. The inode bitmap update
712  * and group desc uninit flag clear should be done
713  * after holding ext4_group_lock so that ext4_read_inode_bitmap
714  * doesn't race with the ext4_claim_inode
715  */
716 static int ext4_claim_inode(struct super_block *sb,
717                         struct buffer_head *inode_bitmap_bh,
718                         unsigned long ino, ext4_group_t group, int mode)
719 {
720         int free = 0, retval = 0, count;
721         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
722         struct ext4_group_desc *gdp = ext4_get_group_desc(sb, group, NULL);
723
724         ext4_lock_group(sb, group);
725         if (ext4_set_bit(ino, inode_bitmap_bh->b_data)) {
726                 /* not a free inode */
727                 retval = 1;
728                 goto err_ret;
729         }
730         ino++;
731         if ((group == 0 && ino < EXT4_FIRST_INO(sb)) ||
732                         ino > EXT4_INODES_PER_GROUP(sb)) {
733                 ext4_unlock_group(sb, group);
734                 ext4_error(sb, "reserved inode or inode > inodes count - "
735                            "block_group = %u, inode=%lu", group,
736                            ino + group * EXT4_INODES_PER_GROUP(sb));
737                 return 1;
738         }
739         /* If we didn't allocate from within the initialized part of the inode
740          * table then we need to initialize up to this inode. */
741         if (EXT4_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb, EXT4_FEATURE_RO_COMPAT_GDT_CSUM)) {
742
743                 if (gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_INODE_UNINIT)) {
744                         gdp->bg_flags &= cpu_to_le16(~EXT4_BG_INODE_UNINIT);
745                         /* When marking the block group with
746                          * ~EXT4_BG_INODE_UNINIT we don't want to depend
747                          * on the value of bg_itable_unused even though
748                          * mke2fs could have initialized the same for us.
749                          * Instead we calculated the value below
750                          */
751
752                         free = 0;
753                 } else {
754                         free = EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) -
755                                 ext4_itable_unused_count(sb, gdp);
756                 }
757
758                 /*
759                  * Check the relative inode number against the last used
760                  * relative inode number in this group. if it is greater
761                  * we need to  update the bg_itable_unused count
762                  *
763                  */
764                 if (ino > free)
765                         ext4_itable_unused_set(sb, gdp,
766                                         (EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) - ino));
767         }
768         count = ext4_free_inodes_count(sb, gdp) - 1;
769         ext4_free_inodes_set(sb, gdp, count);
770         if (S_ISDIR(mode)) {
771                 count = ext4_used_dirs_count(sb, gdp) + 1;
772                 ext4_used_dirs_set(sb, gdp, count);
773                 if (sbi->s_log_groups_per_flex) {
774                         ext4_group_t f = ext4_flex_group(sbi, group);
775
776                         atomic_inc(&sbi->s_flex_groups[f].free_inodes);
777                 }
778         }
779         gdp->bg_checksum = ext4_group_desc_csum(sbi, group, gdp);
780 err_ret:
781         ext4_unlock_group(sb, group);
782         return retval;
783 }
784
785 /*
786  * There are two policies for allocating an inode.  If the new inode is
787  * a directory, then a forward search is made for a block group with both
788  * free space and a low directory-to-inode ratio; if that fails, then of
789  * the groups with above-average free space, that group with the fewest
790  * directories already is chosen.
791  *
792  * For other inodes, search forward from the parent directory's block
793  * group to find a free inode.
794  */
795 struct inode *ext4_new_inode(handle_t *handle, struct inode *dir, int mode,
796                              const struct qstr *qstr, __u32 goal)
797 {
798         struct super_block *sb;
799         struct buffer_head *inode_bitmap_bh = NULL;
800         struct buffer_head *group_desc_bh;
801         ext4_group_t ngroups, group = 0;
802         unsigned long ino = 0;
803         struct inode *inode;
804         struct ext4_group_desc *gdp = NULL;
805         struct ext4_inode_info *ei;
806         struct ext4_sb_info *sbi;
807         int ret2, err = 0;
808         struct inode *ret;
809         ext4_group_t i;
810         int free = 0;
811         static int once = 1;
812         ext4_group_t flex_group;
813
814         /* Cannot create files in a deleted directory */
815         if (!dir || !dir->i_nlink)
816                 return ERR_PTR(-EPERM);
817
818         sb = dir->i_sb;
819         ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
820         trace_ext4_request_inode(dir, mode);
821         inode = new_inode(sb);
822         if (!inode)
823                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
824         ei = EXT4_I(inode);
825         sbi = EXT4_SB(sb);
826
827         if (!goal)
828                 goal = sbi->s_inode_goal;
829
830         if (goal && goal <= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_inodes_count)) {
831                 group = (goal - 1) / EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
832                 ino = (goal - 1) % EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
833                 ret2 = 0;
834                 goto got_group;
835         }
836
837         if (sbi->s_log_groups_per_flex && test_opt(sb, OLDALLOC)) {
838                 ret2 = find_group_flex(sb, dir, &group);
839                 if (ret2 == -1) {
840                         ret2 = find_group_other(sb, dir, &group, mode);
841                         if (ret2 == 0 && once) {
842                                 once = 0;
843                                 printk(KERN_NOTICE "ext4: find_group_flex "
844                                        "failed, fallback succeeded dir %lu\n",
845                                        dir->i_ino);
846                         }
847                 }
848                 goto got_group;
849         }
850
851         if (S_ISDIR(mode)) {
852                 if (test_opt(sb, OLDALLOC))
853                         ret2 = find_group_dir(sb, dir, &group);
854                 else
855                         ret2 = find_group_orlov(sb, dir, &group, mode, qstr);
856         } else
857                 ret2 = find_group_other(sb, dir, &group, mode);
858
859 got_group:
860         EXT4_I(dir)->i_last_alloc_group = group;
861         err = -ENOSPC;
862         if (ret2 == -1)
863                 goto out;
864
865         for (i = 0; i < ngroups; i++, ino = 0) {
866                 err = -EIO;
867
868                 gdp = ext4_get_group_desc(sb, group, &group_desc_bh);
869                 if (!gdp)
870                         goto fail;
871
872                 brelse(inode_bitmap_bh);
873                 inode_bitmap_bh = ext4_read_inode_bitmap(sb, group);
874                 if (!inode_bitmap_bh)
875                         goto fail;
876
877 repeat_in_this_group:
878                 ino = ext4_find_next_zero_bit((unsigned long *)
879                                               inode_bitmap_bh->b_data,
880                                               EXT4_INODES_PER_GROUP(sb), ino);
881
882                 if (ino < EXT4_INODES_PER_GROUP(sb)) {
883
884                         BUFFER_TRACE(inode_bitmap_bh, "get_write_access");
885                         err = ext4_journal_get_write_access(handle,
886                                                             inode_bitmap_bh);
887                         if (err)
888                                 goto fail;
889
890                         BUFFER_TRACE(group_desc_bh, "get_write_access");
891                         err = ext4_journal_get_write_access(handle,
892                                                                 group_desc_bh);
893                         if (err)
894                                 goto fail;
895                         if (!ext4_claim_inode(sb, inode_bitmap_bh,
896                                                 ino, group, mode)) {
897                                 /* we won it */
898                                 BUFFER_TRACE(inode_bitmap_bh,
899                                         "call ext4_handle_dirty_metadata");
900                                 err = ext4_handle_dirty_metadata(handle,
901                                                                  inode,
902                                                         inode_bitmap_bh);
903                                 if (err)
904                                         goto fail;
905                                 /* zero bit is inode number 1*/
906                                 ino++;
907                                 goto got;
908                         }
909                         /* we lost it */
910                         ext4_handle_release_buffer(handle, inode_bitmap_bh);
911                         ext4_handle_release_buffer(handle, group_desc_bh);
912
913                         if (++ino < EXT4_INODES_PER_GROUP(sb))
914                                 goto repeat_in_this_group;
915                 }
916
917                 /*
918                  * This case is possible in concurrent environment.  It is very
919                  * rare.  We cannot repeat the find_group_xxx() call because
920                  * that will simply return the same blockgroup, because the
921                  * group descriptor metadata has not yet been updated.
922                  * So we just go onto the next blockgroup.
923                  */
924                 if (++group == ngroups)
925                         group = 0;
926         }
927         err = -ENOSPC;
928         goto out;
929
930 got:
931         /* We may have to initialize the block bitmap if it isn't already */
932         if (EXT4_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb, EXT4_FEATURE_RO_COMPAT_GDT_CSUM) &&
933             gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_BLOCK_UNINIT)) {
934                 struct buffer_head *block_bitmap_bh;
935
936                 block_bitmap_bh = ext4_read_block_bitmap(sb, group);
937                 BUFFER_TRACE(block_bitmap_bh, "get block bitmap access");
938                 err = ext4_journal_get_write_access(handle, block_bitmap_bh);
939                 if (err) {
940                         brelse(block_bitmap_bh);
941                         goto fail;
942                 }
943
944                 free = 0;
945                 ext4_lock_group(sb, group);
946                 /* recheck and clear flag under lock if we still need to */
947                 if (gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_BLOCK_UNINIT)) {
948                         free = ext4_free_blocks_after_init(sb, group, gdp);
949                         gdp->bg_flags &= cpu_to_le16(~EXT4_BG_BLOCK_UNINIT);
950                         ext4_free_blks_set(sb, gdp, free);
951                         gdp->bg_checksum = ext4_group_desc_csum(sbi, group,
952                                                                 gdp);
953                 }
954                 ext4_unlock_group(sb, group);
955
956                 /* Don't need to dirty bitmap block if we didn't change it */
957                 if (free) {
958                         BUFFER_TRACE(block_bitmap_bh, "dirty block bitmap");
959                         err = ext4_handle_dirty_metadata(handle,
960                                                         NULL, block_bitmap_bh);
961                 }
962
963                 brelse(block_bitmap_bh);
964                 if (err)
965                         goto fail;
966         }
967         BUFFER_TRACE(group_desc_bh, "call ext4_handle_dirty_metadata");
968         err = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, group_desc_bh);
969         if (err)
970                 goto fail;
971
972         percpu_counter_dec(&sbi->s_freeinodes_counter);
973         if (S_ISDIR(mode))
974                 percpu_counter_inc(&sbi->s_dirs_counter);
975         sb->s_dirt = 1;
976
977         if (sbi->s_log_groups_per_flex) {
978                 flex_group = ext4_flex_group(sbi, group);
979                 atomic_dec(&sbi->s_flex_groups[flex_group].free_inodes);
980         }
981
982         inode->i_uid = current_fsuid();
983         if (test_opt(sb, GRPID))
984                 inode->i_gid = dir->i_gid;
985         else if (dir->i_mode & S_ISGID) {
986                 inode->i_gid = dir->i_gid;
987                 if (S_ISDIR(mode))
988                         mode |= S_ISGID;
989         } else
990                 inode->i_gid = current_fsgid();
991         inode->i_mode = mode;
992
993         inode->i_ino = ino + group * EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
994         /* This is the optimal IO size (for stat), not the fs block size */
995         inode->i_blocks = 0;
996         inode->i_mtime = inode->i_atime = inode->i_ctime = ei->i_crtime =
997                                                        ext4_current_time(inode);
998
999         memset(ei->i_data, 0, sizeof(ei->i_data));
1000         ei->i_dir_start_lookup = 0;
1001         ei->i_disksize = 0;
1002
1003         /*
1004          * Don't inherit extent flag from directory, amongst others. We set
1005          * extent flag on newly created directory and file only if -o extent
1006          * mount option is specified
1007          */
1008         ei->i_flags =
1009                 ext4_mask_flags(mode, EXT4_I(dir)->i_flags & EXT4_FL_INHERITED);
1010         ei->i_file_acl = 0;
1011         ei->i_dtime = 0;
1012         ei->i_block_group = group;
1013         ei->i_last_alloc_group = ~0;
1014
1015         ext4_set_inode_flags(inode);
1016         if (IS_DIRSYNC(inode))
1017                 ext4_handle_sync(handle);
1018         if (insert_inode_locked(inode) < 0) {
1019                 err = -EINVAL;
1020                 goto fail_drop;
1021         }
1022         spin_lock(&sbi->s_next_gen_lock);
1023         inode->i_generation = sbi->s_next_generation++;
1024         spin_unlock(&sbi->s_next_gen_lock);
1025
1026         ei->i_state_flags = 0;
1027         ext4_set_inode_state(inode, EXT4_STATE_NEW);
1028
1029         ei->i_extra_isize = EXT4_SB(sb)->s_want_extra_isize;
1030
1031         ret = inode;
1032         if (vfs_dq_alloc_inode(inode)) {
1033                 err = -EDQUOT;
1034                 goto fail_drop;
1035         }
1036
1037         err = ext4_init_acl(handle, inode, dir);
1038         if (err)
1039                 goto fail_free_drop;
1040
1041         err = ext4_init_security(handle, inode, dir);
1042         if (err)
1043                 goto fail_free_drop;
1044
1045         if (EXT4_HAS_INCOMPAT_FEATURE(sb, EXT4_FEATURE_INCOMPAT_EXTENTS)) {
1046                 /* set extent flag only for directory, file and normal symlink*/
1047                 if (S_ISDIR(mode) || S_ISREG(mode) || S_ISLNK(mode)) {
1048                         EXT4_I(inode)->i_flags |= EXT4_EXTENTS_FL;
1049                         ext4_ext_tree_init(handle, inode);
1050                 }
1051         }
1052
1053         err = ext4_mark_inode_dirty(handle, inode);
1054         if (err) {
1055                 ext4_std_error(sb, err);
1056                 goto fail_free_drop;
1057         }
1058
1059         ext4_debug("allocating inode %lu\n", inode->i_ino);
1060         trace_ext4_allocate_inode(inode, dir, mode);
1061         goto really_out;
1062 fail:
1063         ext4_std_error(sb, err);
1064 out:
1065         iput(inode);
1066         ret = ERR_PTR(err);
1067 really_out:
1068         brelse(inode_bitmap_bh);
1069         return ret;
1070
1071 fail_free_drop:
1072         vfs_dq_free_inode(inode);
1073
1074 fail_drop:
1075         vfs_dq_drop(inode);
1076         inode->i_flags |= S_NOQUOTA;
1077         inode->i_nlink = 0;
1078         unlock_new_inode(inode);
1079         iput(inode);
1080         brelse(inode_bitmap_bh);
1081         return ERR_PTR(err);
1082 }
1083
1084 /* Verify that we are loading a valid orphan from disk */
1085 struct inode *ext4_orphan_get(struct super_block *sb, unsigned long ino)
1086 {
1087         unsigned long max_ino = le32_to_cpu(EXT4_SB(sb)->s_es->s_inodes_count);
1088         ext4_group_t block_group;
1089         int bit;
1090         struct buffer_head *bitmap_bh;
1091         struct inode *inode = NULL;
1092         long err = -EIO;
1093
1094         /* Error cases - e2fsck has already cleaned up for us */
1095         if (ino > max_ino) {
1096                 ext4_warning(sb, "bad orphan ino %lu!  e2fsck was run?", ino);
1097                 goto error;
1098         }
1099
1100         block_group = (ino - 1) / EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
1101         bit = (ino - 1) % EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
1102         bitmap_bh = ext4_read_inode_bitmap(sb, block_group);
1103         if (!bitmap_bh) {
1104                 ext4_warning(sb, "inode bitmap error for orphan %lu", ino);
1105                 goto error;
1106         }
1107
1108         /* Having the inode bit set should be a 100% indicator that this
1109          * is a valid orphan (no e2fsck run on fs).  Orphans also include
1110          * inodes that were being truncated, so we can't check i_nlink==0.
1111          */
1112         if (!ext4_test_bit(bit, bitmap_bh->b_data))
1113                 goto bad_orphan;
1114
1115         inode = ext4_iget(sb, ino);
1116         if (IS_ERR(inode))
1117                 goto iget_failed;
1118
1119         /*
1120          * If the orphans has i_nlinks > 0 then it should be able to be
1121          * truncated, otherwise it won't be removed from the orphan list
1122          * during processing and an infinite loop will result.
1123          */
1124         if (inode->i_nlink && !ext4_can_truncate(inode))
1125                 goto bad_orphan;
1126
1127         if (NEXT_ORPHAN(inode) > max_ino)
1128                 goto bad_orphan;
1129         brelse(bitmap_bh);
1130         return inode;
1131
1132 iget_failed:
1133         err = PTR_ERR(inode);
1134         inode = NULL;
1135 bad_orphan:
1136         ext4_warning(sb, "bad orphan inode %lu!  e2fsck was run?", ino);
1137         printk(KERN_NOTICE "ext4_test_bit(bit=%d, block=%llu) = %d\n",
1138                bit, (unsigned long long)bitmap_bh->b_blocknr,
1139                ext4_test_bit(bit, bitmap_bh->b_data));
1140         printk(KERN_NOTICE "inode=%p\n", inode);
1141         if (inode) {
1142                 printk(KERN_NOTICE "is_bad_inode(inode)=%d\n",
1143                        is_bad_inode(inode));
1144                 printk(KERN_NOTICE "NEXT_ORPHAN(inode)=%u\n",
1145                        NEXT_ORPHAN(inode));
1146                 printk(KERN_NOTICE "max_ino=%lu\n", max_ino);
1147                 printk(KERN_NOTICE "i_nlink=%u\n", inode->i_nlink);
1148                 /* Avoid freeing blocks if we got a bad deleted inode */
1149                 if (inode->i_nlink == 0)
1150                         inode->i_blocks = 0;
1151                 iput(inode);
1152         }
1153         brelse(bitmap_bh);
1154 error:
1155         return ERR_PTR(err);
1156 }
1157
1158 unsigned long ext4_count_free_inodes(struct super_block *sb)
1159 {
1160         unsigned long desc_count;
1161         struct ext4_group_desc *gdp;
1162         ext4_group_t i, ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
1163 #ifdef EXT4FS_DEBUG
1164         struct ext4_super_block *es;
1165         unsigned long bitmap_count, x;
1166         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
1167
1168         es = EXT4_SB(sb)->s_es;
1169         desc_count = 0;
1170         bitmap_count = 0;
1171         gdp = NULL;
1172         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
1173                 gdp = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
1174                 if (!gdp)
1175                         continue;
1176                 desc_count += ext4_free_inodes_count(sb, gdp);
1177                 brelse(bitmap_bh);
1178                 bitmap_bh = ext4_read_inode_bitmap(sb, i);
1179                 if (!bitmap_bh)
1180                         continue;
1181
1182                 x = ext4_count_free(bitmap_bh, EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) / 8);
1183                 printk(KERN_DEBUG "group %lu: stored = %d, counted = %lu\n",
1184                         (unsigned long) i, ext4_free_inodes_count(sb, gdp), x);
1185                 bitmap_count += x;
1186         }
1187         brelse(bitmap_bh);
1188         printk(KERN_DEBUG "ext4_count_free_inodes: "
1189                "stored = %u, computed = %lu, %lu\n",
1190                le32_to_cpu(es->s_free_inodes_count), desc_count, bitmap_count);
1191         return desc_count;
1192 #else
1193         desc_count = 0;
1194         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
1195                 gdp = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
1196                 if (!gdp)
1197                         continue;
1198                 desc_count += ext4_free_inodes_count(sb, gdp);
1199                 cond_resched();
1200         }
1201         return desc_count;
1202 #endif
1203 }
1204
1205 /* Called at mount-time, super-block is locked */
1206 unsigned long ext4_count_dirs(struct super_block * sb)
1207 {
1208         unsigned long count = 0;
1209         ext4_group_t i, ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
1210
1211         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
1212                 struct ext4_group_desc *gdp = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
1213                 if (!gdp)
1214                         continue;
1215                 count += ext4_used_dirs_count(sb, gdp);
1216         }
1217         return count;
1218 }