Merge branch 'for-2.6.32' of git://git.kernel.dk/linux-2.6-block
[linux-2.6.git] / fs / gfs2 / rgrp.c
1 /*
2  * Copyright (C) Sistina Software, Inc.  1997-2003 All rights reserved.
3  * Copyright (C) 2004-2008 Red Hat, Inc.  All rights reserved.
4  *
5  * This copyrighted material is made available to anyone wishing to use,
6  * modify, copy, or redistribute it subject to the terms and conditions
7  * of the GNU General Public License version 2.
8  */
9
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/spinlock.h>
12 #include <linux/completion.h>
13 #include <linux/buffer_head.h>
14 #include <linux/fs.h>
15 #include <linux/gfs2_ondisk.h>
16 #include <linux/prefetch.h>
17 #include <linux/blkdev.h>
18
19 #include "gfs2.h"
20 #include "incore.h"
21 #include "glock.h"
22 #include "glops.h"
23 #include "lops.h"
24 #include "meta_io.h"
25 #include "quota.h"
26 #include "rgrp.h"
27 #include "super.h"
28 #include "trans.h"
29 #include "util.h"
30 #include "log.h"
31 #include "inode.h"
32 #include "trace_gfs2.h"
33
34 #define BFITNOENT ((u32)~0)
35 #define NO_BLOCK ((u64)~0)
36
37 #if BITS_PER_LONG == 32
38 #define LBITMASK   (0x55555555UL)
39 #define LBITSKIP55 (0x55555555UL)
40 #define LBITSKIP00 (0x00000000UL)
41 #else
42 #define LBITMASK   (0x5555555555555555UL)
43 #define LBITSKIP55 (0x5555555555555555UL)
44 #define LBITSKIP00 (0x0000000000000000UL)
45 #endif
46
47 /*
48  * These routines are used by the resource group routines (rgrp.c)
49  * to keep track of block allocation.  Each block is represented by two
50  * bits.  So, each byte represents GFS2_NBBY (i.e. 4) blocks.
51  *
52  * 0 = Free
53  * 1 = Used (not metadata)
54  * 2 = Unlinked (still in use) inode
55  * 3 = Used (metadata)
56  */
57
58 static const char valid_change[16] = {
59                 /* current */
60         /* n */ 0, 1, 1, 1,
61         /* e */ 1, 0, 0, 0,
62         /* w */ 0, 0, 0, 1,
63                 1, 0, 0, 0
64 };
65
66 static u32 rgblk_search(struct gfs2_rgrpd *rgd, u32 goal,
67                         unsigned char old_state, unsigned char new_state,
68                         unsigned int *n);
69
70 /**
71  * gfs2_setbit - Set a bit in the bitmaps
72  * @buffer: the buffer that holds the bitmaps
73  * @buflen: the length (in bytes) of the buffer
74  * @block: the block to set
75  * @new_state: the new state of the block
76  *
77  */
78
79 static inline void gfs2_setbit(struct gfs2_rgrpd *rgd, unsigned char *buf1,
80                                unsigned char *buf2, unsigned int offset,
81                                unsigned int buflen, u32 block,
82                                unsigned char new_state)
83 {
84         unsigned char *byte1, *byte2, *end, cur_state;
85         const unsigned int bit = (block % GFS2_NBBY) * GFS2_BIT_SIZE;
86
87         byte1 = buf1 + offset + (block / GFS2_NBBY);
88         end = buf1 + offset + buflen;
89
90         BUG_ON(byte1 >= end);
91
92         cur_state = (*byte1 >> bit) & GFS2_BIT_MASK;
93
94         if (unlikely(!valid_change[new_state * 4 + cur_state])) {
95                 gfs2_consist_rgrpd(rgd);
96                 return;
97         }
98         *byte1 ^= (cur_state ^ new_state) << bit;
99
100         if (buf2) {
101                 byte2 = buf2 + offset + (block / GFS2_NBBY);
102                 cur_state = (*byte2 >> bit) & GFS2_BIT_MASK;
103                 *byte2 ^= (cur_state ^ new_state) << bit;
104         }
105 }
106
107 /**
108  * gfs2_testbit - test a bit in the bitmaps
109  * @buffer: the buffer that holds the bitmaps
110  * @buflen: the length (in bytes) of the buffer
111  * @block: the block to read
112  *
113  */
114
115 static inline unsigned char gfs2_testbit(struct gfs2_rgrpd *rgd,
116                                          const unsigned char *buffer,
117                                          unsigned int buflen, u32 block)
118 {
119         const unsigned char *byte, *end;
120         unsigned char cur_state;
121         unsigned int bit;
122
123         byte = buffer + (block / GFS2_NBBY);
124         bit = (block % GFS2_NBBY) * GFS2_BIT_SIZE;
125         end = buffer + buflen;
126
127         gfs2_assert(rgd->rd_sbd, byte < end);
128
129         cur_state = (*byte >> bit) & GFS2_BIT_MASK;
130
131         return cur_state;
132 }
133
134 /**
135  * gfs2_bit_search
136  * @ptr: Pointer to bitmap data
137  * @mask: Mask to use (normally 0x55555.... but adjusted for search start)
138  * @state: The state we are searching for
139  *
140  * We xor the bitmap data with a patter which is the bitwise opposite
141  * of what we are looking for, this gives rise to a pattern of ones
142  * wherever there is a match. Since we have two bits per entry, we
143  * take this pattern, shift it down by one place and then and it with
144  * the original. All the even bit positions (0,2,4, etc) then represent
145  * successful matches, so we mask with 0x55555..... to remove the unwanted
146  * odd bit positions.
147  *
148  * This allows searching of a whole u64 at once (32 blocks) with a
149  * single test (on 64 bit arches).
150  */
151
152 static inline u64 gfs2_bit_search(const __le64 *ptr, u64 mask, u8 state)
153 {
154         u64 tmp;
155         static const u64 search[] = {
156                 [0] = 0xffffffffffffffffULL,
157                 [1] = 0xaaaaaaaaaaaaaaaaULL,
158                 [2] = 0x5555555555555555ULL,
159                 [3] = 0x0000000000000000ULL,
160         };
161         tmp = le64_to_cpu(*ptr) ^ search[state];
162         tmp &= (tmp >> 1);
163         tmp &= mask;
164         return tmp;
165 }
166
167 /**
168  * gfs2_bitfit - Search an rgrp's bitmap buffer to find a bit-pair representing
169  *       a block in a given allocation state.
170  * @buffer: the buffer that holds the bitmaps
171  * @len: the length (in bytes) of the buffer
172  * @goal: start search at this block's bit-pair (within @buffer)
173  * @state: GFS2_BLKST_XXX the state of the block we're looking for.
174  *
175  * Scope of @goal and returned block number is only within this bitmap buffer,
176  * not entire rgrp or filesystem.  @buffer will be offset from the actual
177  * beginning of a bitmap block buffer, skipping any header structures, but
178  * headers are always a multiple of 64 bits long so that the buffer is
179  * always aligned to a 64 bit boundary.
180  *
181  * The size of the buffer is in bytes, but is it assumed that it is
182  * always ok to to read a complete multiple of 64 bits at the end
183  * of the block in case the end is no aligned to a natural boundary.
184  *
185  * Return: the block number (bitmap buffer scope) that was found
186  */
187
188 static u32 gfs2_bitfit(const u8 *buf, const unsigned int len,
189                        u32 goal, u8 state)
190 {
191         u32 spoint = (goal << 1) & ((8*sizeof(u64)) - 1);
192         const __le64 *ptr = ((__le64 *)buf) + (goal >> 5);
193         const __le64 *end = (__le64 *)(buf + ALIGN(len, sizeof(u64)));
194         u64 tmp;
195         u64 mask = 0x5555555555555555ULL;
196         u32 bit;
197
198         BUG_ON(state > 3);
199
200         /* Mask off bits we don't care about at the start of the search */
201         mask <<= spoint;
202         tmp = gfs2_bit_search(ptr, mask, state);
203         ptr++;
204         while(tmp == 0 && ptr < end) {
205                 tmp = gfs2_bit_search(ptr, 0x5555555555555555ULL, state);
206                 ptr++;
207         }
208         /* Mask off any bits which are more than len bytes from the start */
209         if (ptr == end && (len & (sizeof(u64) - 1)))
210                 tmp &= (((u64)~0) >> (64 - 8*(len & (sizeof(u64) - 1))));
211         /* Didn't find anything, so return */
212         if (tmp == 0)
213                 return BFITNOENT;
214         ptr--;
215         bit = __ffs64(tmp);
216         bit /= 2;       /* two bits per entry in the bitmap */
217         return (((const unsigned char *)ptr - buf) * GFS2_NBBY) + bit;
218 }
219
220 /**
221  * gfs2_bitcount - count the number of bits in a certain state
222  * @buffer: the buffer that holds the bitmaps
223  * @buflen: the length (in bytes) of the buffer
224  * @state: the state of the block we're looking for
225  *
226  * Returns: The number of bits
227  */
228
229 static u32 gfs2_bitcount(struct gfs2_rgrpd *rgd, const u8 *buffer,
230                          unsigned int buflen, u8 state)
231 {
232         const u8 *byte = buffer;
233         const u8 *end = buffer + buflen;
234         const u8 state1 = state << 2;
235         const u8 state2 = state << 4;
236         const u8 state3 = state << 6;
237         u32 count = 0;
238
239         for (; byte < end; byte++) {
240                 if (((*byte) & 0x03) == state)
241                         count++;
242                 if (((*byte) & 0x0C) == state1)
243                         count++;
244                 if (((*byte) & 0x30) == state2)
245                         count++;
246                 if (((*byte) & 0xC0) == state3)
247                         count++;
248         }
249
250         return count;
251 }
252
253 /**
254  * gfs2_rgrp_verify - Verify that a resource group is consistent
255  * @sdp: the filesystem
256  * @rgd: the rgrp
257  *
258  */
259
260 void gfs2_rgrp_verify(struct gfs2_rgrpd *rgd)
261 {
262         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
263         struct gfs2_bitmap *bi = NULL;
264         u32 length = rgd->rd_length;
265         u32 count[4], tmp;
266         int buf, x;
267
268         memset(count, 0, 4 * sizeof(u32));
269
270         /* Count # blocks in each of 4 possible allocation states */
271         for (buf = 0; buf < length; buf++) {
272                 bi = rgd->rd_bits + buf;
273                 for (x = 0; x < 4; x++)
274                         count[x] += gfs2_bitcount(rgd,
275                                                   bi->bi_bh->b_data +
276                                                   bi->bi_offset,
277                                                   bi->bi_len, x);
278         }
279
280         if (count[0] != rgd->rd_free) {
281                 if (gfs2_consist_rgrpd(rgd))
282                         fs_err(sdp, "free data mismatch:  %u != %u\n",
283                                count[0], rgd->rd_free);
284                 return;
285         }
286
287         tmp = rgd->rd_data - rgd->rd_free - rgd->rd_dinodes;
288         if (count[1] != tmp) {
289                 if (gfs2_consist_rgrpd(rgd))
290                         fs_err(sdp, "used data mismatch:  %u != %u\n",
291                                count[1], tmp);
292                 return;
293         }
294
295         if (count[2] + count[3] != rgd->rd_dinodes) {
296                 if (gfs2_consist_rgrpd(rgd))
297                         fs_err(sdp, "used metadata mismatch:  %u != %u\n",
298                                count[2] + count[3], rgd->rd_dinodes);
299                 return;
300         }
301 }
302
303 static inline int rgrp_contains_block(struct gfs2_rgrpd *rgd, u64 block)
304 {
305         u64 first = rgd->rd_data0;
306         u64 last = first + rgd->rd_data;
307         return first <= block && block < last;
308 }
309
310 /**
311  * gfs2_blk2rgrpd - Find resource group for a given data/meta block number
312  * @sdp: The GFS2 superblock
313  * @n: The data block number
314  *
315  * Returns: The resource group, or NULL if not found
316  */
317
318 struct gfs2_rgrpd *gfs2_blk2rgrpd(struct gfs2_sbd *sdp, u64 blk)
319 {
320         struct gfs2_rgrpd *rgd;
321
322         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
323
324         list_for_each_entry(rgd, &sdp->sd_rindex_mru_list, rd_list_mru) {
325                 if (rgrp_contains_block(rgd, blk)) {
326                         list_move(&rgd->rd_list_mru, &sdp->sd_rindex_mru_list);
327                         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
328                         return rgd;
329                 }
330         }
331
332         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
333
334         return NULL;
335 }
336
337 /**
338  * gfs2_rgrpd_get_first - get the first Resource Group in the filesystem
339  * @sdp: The GFS2 superblock
340  *
341  * Returns: The first rgrp in the filesystem
342  */
343
344 struct gfs2_rgrpd *gfs2_rgrpd_get_first(struct gfs2_sbd *sdp)
345 {
346         gfs2_assert(sdp, !list_empty(&sdp->sd_rindex_list));
347         return list_entry(sdp->sd_rindex_list.next, struct gfs2_rgrpd, rd_list);
348 }
349
350 /**
351  * gfs2_rgrpd_get_next - get the next RG
352  * @rgd: A RG
353  *
354  * Returns: The next rgrp
355  */
356
357 struct gfs2_rgrpd *gfs2_rgrpd_get_next(struct gfs2_rgrpd *rgd)
358 {
359         if (rgd->rd_list.next == &rgd->rd_sbd->sd_rindex_list)
360                 return NULL;
361         return list_entry(rgd->rd_list.next, struct gfs2_rgrpd, rd_list);
362 }
363
364 static void clear_rgrpdi(struct gfs2_sbd *sdp)
365 {
366         struct list_head *head;
367         struct gfs2_rgrpd *rgd;
368         struct gfs2_glock *gl;
369
370         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
371         sdp->sd_rindex_forward = NULL;
372         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
373
374         head = &sdp->sd_rindex_list;
375         while (!list_empty(head)) {
376                 rgd = list_entry(head->next, struct gfs2_rgrpd, rd_list);
377                 gl = rgd->rd_gl;
378
379                 list_del(&rgd->rd_list);
380                 list_del(&rgd->rd_list_mru);
381
382                 if (gl) {
383                         gl->gl_object = NULL;
384                         gfs2_glock_put(gl);
385                 }
386
387                 kfree(rgd->rd_bits);
388                 kmem_cache_free(gfs2_rgrpd_cachep, rgd);
389         }
390 }
391
392 void gfs2_clear_rgrpd(struct gfs2_sbd *sdp)
393 {
394         mutex_lock(&sdp->sd_rindex_mutex);
395         clear_rgrpdi(sdp);
396         mutex_unlock(&sdp->sd_rindex_mutex);
397 }
398
399 static void gfs2_rindex_print(const struct gfs2_rgrpd *rgd)
400 {
401         printk(KERN_INFO "  ri_addr = %llu\n", (unsigned long long)rgd->rd_addr);
402         printk(KERN_INFO "  ri_length = %u\n", rgd->rd_length);
403         printk(KERN_INFO "  ri_data0 = %llu\n", (unsigned long long)rgd->rd_data0);
404         printk(KERN_INFO "  ri_data = %u\n", rgd->rd_data);
405         printk(KERN_INFO "  ri_bitbytes = %u\n", rgd->rd_bitbytes);
406 }
407
408 /**
409  * gfs2_compute_bitstructs - Compute the bitmap sizes
410  * @rgd: The resource group descriptor
411  *
412  * Calculates bitmap descriptors, one for each block that contains bitmap data
413  *
414  * Returns: errno
415  */
416
417 static int compute_bitstructs(struct gfs2_rgrpd *rgd)
418 {
419         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
420         struct gfs2_bitmap *bi;
421         u32 length = rgd->rd_length; /* # blocks in hdr & bitmap */
422         u32 bytes_left, bytes;
423         int x;
424
425         if (!length)
426                 return -EINVAL;
427
428         rgd->rd_bits = kcalloc(length, sizeof(struct gfs2_bitmap), GFP_NOFS);
429         if (!rgd->rd_bits)
430                 return -ENOMEM;
431
432         bytes_left = rgd->rd_bitbytes;
433
434         for (x = 0; x < length; x++) {
435                 bi = rgd->rd_bits + x;
436
437                 bi->bi_flags = 0;
438                 /* small rgrp; bitmap stored completely in header block */
439                 if (length == 1) {
440                         bytes = bytes_left;
441                         bi->bi_offset = sizeof(struct gfs2_rgrp);
442                         bi->bi_start = 0;
443                         bi->bi_len = bytes;
444                 /* header block */
445                 } else if (x == 0) {
446                         bytes = sdp->sd_sb.sb_bsize - sizeof(struct gfs2_rgrp);
447                         bi->bi_offset = sizeof(struct gfs2_rgrp);
448                         bi->bi_start = 0;
449                         bi->bi_len = bytes;
450                 /* last block */
451                 } else if (x + 1 == length) {
452                         bytes = bytes_left;
453                         bi->bi_offset = sizeof(struct gfs2_meta_header);
454                         bi->bi_start = rgd->rd_bitbytes - bytes_left;
455                         bi->bi_len = bytes;
456                 /* other blocks */
457                 } else {
458                         bytes = sdp->sd_sb.sb_bsize -
459                                 sizeof(struct gfs2_meta_header);
460                         bi->bi_offset = sizeof(struct gfs2_meta_header);
461                         bi->bi_start = rgd->rd_bitbytes - bytes_left;
462                         bi->bi_len = bytes;
463                 }
464
465                 bytes_left -= bytes;
466         }
467
468         if (bytes_left) {
469                 gfs2_consist_rgrpd(rgd);
470                 return -EIO;
471         }
472         bi = rgd->rd_bits + (length - 1);
473         if ((bi->bi_start + bi->bi_len) * GFS2_NBBY != rgd->rd_data) {
474                 if (gfs2_consist_rgrpd(rgd)) {
475                         gfs2_rindex_print(rgd);
476                         fs_err(sdp, "start=%u len=%u offset=%u\n",
477                                bi->bi_start, bi->bi_len, bi->bi_offset);
478                 }
479                 return -EIO;
480         }
481
482         return 0;
483 }
484
485 /**
486  * gfs2_ri_total - Total up the file system space, according to the rindex.
487  *
488  */
489 u64 gfs2_ri_total(struct gfs2_sbd *sdp)
490 {
491         u64 total_data = 0;     
492         struct inode *inode = sdp->sd_rindex;
493         struct gfs2_inode *ip = GFS2_I(inode);
494         char buf[sizeof(struct gfs2_rindex)];
495         struct file_ra_state ra_state;
496         int error, rgrps;
497
498         mutex_lock(&sdp->sd_rindex_mutex);
499         file_ra_state_init(&ra_state, inode->i_mapping);
500         for (rgrps = 0;; rgrps++) {
501                 loff_t pos = rgrps * sizeof(struct gfs2_rindex);
502
503                 if (pos + sizeof(struct gfs2_rindex) >= ip->i_disksize)
504                         break;
505                 error = gfs2_internal_read(ip, &ra_state, buf, &pos,
506                                            sizeof(struct gfs2_rindex));
507                 if (error != sizeof(struct gfs2_rindex))
508                         break;
509                 total_data += be32_to_cpu(((struct gfs2_rindex *)buf)->ri_data);
510         }
511         mutex_unlock(&sdp->sd_rindex_mutex);
512         return total_data;
513 }
514
515 static void gfs2_rindex_in(struct gfs2_rgrpd *rgd, const void *buf)
516 {
517         const struct gfs2_rindex *str = buf;
518
519         rgd->rd_addr = be64_to_cpu(str->ri_addr);
520         rgd->rd_length = be32_to_cpu(str->ri_length);
521         rgd->rd_data0 = be64_to_cpu(str->ri_data0);
522         rgd->rd_data = be32_to_cpu(str->ri_data);
523         rgd->rd_bitbytes = be32_to_cpu(str->ri_bitbytes);
524 }
525
526 /**
527  * read_rindex_entry - Pull in a new resource index entry from the disk
528  * @gl: The glock covering the rindex inode
529  *
530  * Returns: 0 on success, error code otherwise
531  */
532
533 static int read_rindex_entry(struct gfs2_inode *ip,
534                              struct file_ra_state *ra_state)
535 {
536         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
537         loff_t pos = sdp->sd_rgrps * sizeof(struct gfs2_rindex);
538         char buf[sizeof(struct gfs2_rindex)];
539         int error;
540         struct gfs2_rgrpd *rgd;
541
542         error = gfs2_internal_read(ip, ra_state, buf, &pos,
543                                    sizeof(struct gfs2_rindex));
544         if (!error)
545                 return 0;
546         if (error != sizeof(struct gfs2_rindex)) {
547                 if (error > 0)
548                         error = -EIO;
549                 return error;
550         }
551
552         rgd = kmem_cache_zalloc(gfs2_rgrpd_cachep, GFP_NOFS);
553         error = -ENOMEM;
554         if (!rgd)
555                 return error;
556
557         mutex_init(&rgd->rd_mutex);
558         lops_init_le(&rgd->rd_le, &gfs2_rg_lops);
559         rgd->rd_sbd = sdp;
560
561         list_add_tail(&rgd->rd_list, &sdp->sd_rindex_list);
562         list_add_tail(&rgd->rd_list_mru, &sdp->sd_rindex_mru_list);
563
564         gfs2_rindex_in(rgd, buf);
565         error = compute_bitstructs(rgd);
566         if (error)
567                 return error;
568
569         error = gfs2_glock_get(sdp, rgd->rd_addr,
570                                &gfs2_rgrp_glops, CREATE, &rgd->rd_gl);
571         if (error)
572                 return error;
573
574         rgd->rd_gl->gl_object = rgd;
575         rgd->rd_flags &= ~GFS2_RDF_UPTODATE;
576         return error;
577 }
578
579 /**
580  * gfs2_ri_update - Pull in a new resource index from the disk
581  * @ip: pointer to the rindex inode
582  *
583  * Returns: 0 on successful update, error code otherwise
584  */
585
586 static int gfs2_ri_update(struct gfs2_inode *ip)
587 {
588         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
589         struct inode *inode = &ip->i_inode;
590         struct file_ra_state ra_state;
591         u64 rgrp_count = ip->i_disksize;
592         int error;
593
594         if (do_div(rgrp_count, sizeof(struct gfs2_rindex))) {
595                 gfs2_consist_inode(ip);
596                 return -EIO;
597         }
598
599         clear_rgrpdi(sdp);
600
601         file_ra_state_init(&ra_state, inode->i_mapping);
602         for (sdp->sd_rgrps = 0; sdp->sd_rgrps < rgrp_count; sdp->sd_rgrps++) {
603                 error = read_rindex_entry(ip, &ra_state);
604                 if (error) {
605                         clear_rgrpdi(sdp);
606                         return error;
607                 }
608         }
609
610         sdp->sd_rindex_uptodate = 1;
611         return 0;
612 }
613
614 /**
615  * gfs2_ri_update_special - Pull in a new resource index from the disk
616  *
617  * This is a special version that's safe to call from gfs2_inplace_reserve_i.
618  * In this case we know that we don't have any resource groups in memory yet.
619  *
620  * @ip: pointer to the rindex inode
621  *
622  * Returns: 0 on successful update, error code otherwise
623  */
624 static int gfs2_ri_update_special(struct gfs2_inode *ip)
625 {
626         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
627         struct inode *inode = &ip->i_inode;
628         struct file_ra_state ra_state;
629         int error;
630
631         file_ra_state_init(&ra_state, inode->i_mapping);
632         for (sdp->sd_rgrps = 0;; sdp->sd_rgrps++) {
633                 /* Ignore partials */
634                 if ((sdp->sd_rgrps + 1) * sizeof(struct gfs2_rindex) >
635                     ip->i_disksize)
636                         break;
637                 error = read_rindex_entry(ip, &ra_state);
638                 if (error) {
639                         clear_rgrpdi(sdp);
640                         return error;
641                 }
642         }
643
644         sdp->sd_rindex_uptodate = 1;
645         return 0;
646 }
647
648 /**
649  * gfs2_rindex_hold - Grab a lock on the rindex
650  * @sdp: The GFS2 superblock
651  * @ri_gh: the glock holder
652  *
653  * We grab a lock on the rindex inode to make sure that it doesn't
654  * change whilst we are performing an operation. We keep this lock
655  * for quite long periods of time compared to other locks. This
656  * doesn't matter, since it is shared and it is very, very rarely
657  * accessed in the exclusive mode (i.e. only when expanding the filesystem).
658  *
659  * This makes sure that we're using the latest copy of the resource index
660  * special file, which might have been updated if someone expanded the
661  * filesystem (via gfs2_grow utility), which adds new resource groups.
662  *
663  * Returns: 0 on success, error code otherwise
664  */
665
666 int gfs2_rindex_hold(struct gfs2_sbd *sdp, struct gfs2_holder *ri_gh)
667 {
668         struct gfs2_inode *ip = GFS2_I(sdp->sd_rindex);
669         struct gfs2_glock *gl = ip->i_gl;
670         int error;
671
672         error = gfs2_glock_nq_init(gl, LM_ST_SHARED, 0, ri_gh);
673         if (error)
674                 return error;
675
676         /* Read new copy from disk if we don't have the latest */
677         if (!sdp->sd_rindex_uptodate) {
678                 mutex_lock(&sdp->sd_rindex_mutex);
679                 if (!sdp->sd_rindex_uptodate) {
680                         error = gfs2_ri_update(ip);
681                         if (error)
682                                 gfs2_glock_dq_uninit(ri_gh);
683                 }
684                 mutex_unlock(&sdp->sd_rindex_mutex);
685         }
686
687         return error;
688 }
689
690 static void gfs2_rgrp_in(struct gfs2_rgrpd *rgd, const void *buf)
691 {
692         const struct gfs2_rgrp *str = buf;
693         u32 rg_flags;
694
695         rg_flags = be32_to_cpu(str->rg_flags);
696         rg_flags &= ~GFS2_RDF_MASK;
697         rgd->rd_flags &= GFS2_RDF_MASK;
698         rgd->rd_flags |= rg_flags;
699         rgd->rd_free = be32_to_cpu(str->rg_free);
700         rgd->rd_dinodes = be32_to_cpu(str->rg_dinodes);
701         rgd->rd_igeneration = be64_to_cpu(str->rg_igeneration);
702 }
703
704 static void gfs2_rgrp_out(struct gfs2_rgrpd *rgd, void *buf)
705 {
706         struct gfs2_rgrp *str = buf;
707
708         str->rg_flags = cpu_to_be32(rgd->rd_flags & ~GFS2_RDF_MASK);
709         str->rg_free = cpu_to_be32(rgd->rd_free);
710         str->rg_dinodes = cpu_to_be32(rgd->rd_dinodes);
711         str->__pad = cpu_to_be32(0);
712         str->rg_igeneration = cpu_to_be64(rgd->rd_igeneration);
713         memset(&str->rg_reserved, 0, sizeof(str->rg_reserved));
714 }
715
716 /**
717  * gfs2_rgrp_bh_get - Read in a RG's header and bitmaps
718  * @rgd: the struct gfs2_rgrpd describing the RG to read in
719  *
720  * Read in all of a Resource Group's header and bitmap blocks.
721  * Caller must eventually call gfs2_rgrp_relse() to free the bitmaps.
722  *
723  * Returns: errno
724  */
725
726 int gfs2_rgrp_bh_get(struct gfs2_rgrpd *rgd)
727 {
728         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
729         struct gfs2_glock *gl = rgd->rd_gl;
730         unsigned int length = rgd->rd_length;
731         struct gfs2_bitmap *bi;
732         unsigned int x, y;
733         int error;
734
735         mutex_lock(&rgd->rd_mutex);
736
737         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
738         if (rgd->rd_bh_count) {
739                 rgd->rd_bh_count++;
740                 spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
741                 mutex_unlock(&rgd->rd_mutex);
742                 return 0;
743         }
744         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
745
746         for (x = 0; x < length; x++) {
747                 bi = rgd->rd_bits + x;
748                 error = gfs2_meta_read(gl, rgd->rd_addr + x, 0, &bi->bi_bh);
749                 if (error)
750                         goto fail;
751         }
752
753         for (y = length; y--;) {
754                 bi = rgd->rd_bits + y;
755                 error = gfs2_meta_wait(sdp, bi->bi_bh);
756                 if (error)
757                         goto fail;
758                 if (gfs2_metatype_check(sdp, bi->bi_bh, y ? GFS2_METATYPE_RB :
759                                               GFS2_METATYPE_RG)) {
760                         error = -EIO;
761                         goto fail;
762                 }
763         }
764
765         if (!(rgd->rd_flags & GFS2_RDF_UPTODATE)) {
766                 for (x = 0; x < length; x++)
767                         clear_bit(GBF_FULL, &rgd->rd_bits[x].bi_flags);
768                 gfs2_rgrp_in(rgd, (rgd->rd_bits[0].bi_bh)->b_data);
769                 rgd->rd_flags |= (GFS2_RDF_UPTODATE | GFS2_RDF_CHECK);
770         }
771
772         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
773         rgd->rd_free_clone = rgd->rd_free;
774         rgd->rd_bh_count++;
775         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
776
777         mutex_unlock(&rgd->rd_mutex);
778
779         return 0;
780
781 fail:
782         while (x--) {
783                 bi = rgd->rd_bits + x;
784                 brelse(bi->bi_bh);
785                 bi->bi_bh = NULL;
786                 gfs2_assert_warn(sdp, !bi->bi_clone);
787         }
788         mutex_unlock(&rgd->rd_mutex);
789
790         return error;
791 }
792
793 void gfs2_rgrp_bh_hold(struct gfs2_rgrpd *rgd)
794 {
795         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
796
797         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
798         gfs2_assert_warn(rgd->rd_sbd, rgd->rd_bh_count);
799         rgd->rd_bh_count++;
800         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
801 }
802
803 /**
804  * gfs2_rgrp_bh_put - Release RG bitmaps read in with gfs2_rgrp_bh_get()
805  * @rgd: the struct gfs2_rgrpd describing the RG to read in
806  *
807  */
808
809 void gfs2_rgrp_bh_put(struct gfs2_rgrpd *rgd)
810 {
811         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
812         int x, length = rgd->rd_length;
813
814         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
815         gfs2_assert_warn(rgd->rd_sbd, rgd->rd_bh_count);
816         if (--rgd->rd_bh_count) {
817                 spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
818                 return;
819         }
820
821         for (x = 0; x < length; x++) {
822                 struct gfs2_bitmap *bi = rgd->rd_bits + x;
823                 kfree(bi->bi_clone);
824                 bi->bi_clone = NULL;
825                 brelse(bi->bi_bh);
826                 bi->bi_bh = NULL;
827         }
828
829         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
830 }
831
832 static void gfs2_rgrp_send_discards(struct gfs2_sbd *sdp, u64 offset,
833                                     const struct gfs2_bitmap *bi)
834 {
835         struct super_block *sb = sdp->sd_vfs;
836         struct block_device *bdev = sb->s_bdev;
837         const unsigned int sects_per_blk = sdp->sd_sb.sb_bsize /
838                                            bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
839         u64 blk;
840         sector_t start = 0;
841         sector_t nr_sects = 0;
842         int rv;
843         unsigned int x;
844
845         for (x = 0; x < bi->bi_len; x++) {
846                 const u8 *orig = bi->bi_bh->b_data + bi->bi_offset + x;
847                 const u8 *clone = bi->bi_clone + bi->bi_offset + x;
848                 u8 diff = ~(*orig | (*orig >> 1)) & (*clone | (*clone >> 1));
849                 diff &= 0x55;
850                 if (diff == 0)
851                         continue;
852                 blk = offset + ((bi->bi_start + x) * GFS2_NBBY);
853                 blk *= sects_per_blk; /* convert to sectors */
854                 while(diff) {
855                         if (diff & 1) {
856                                 if (nr_sects == 0)
857                                         goto start_new_extent;
858                                 if ((start + nr_sects) != blk) {
859                                         rv = blkdev_issue_discard(bdev, start,
860                                                             nr_sects, GFP_NOFS,
861                                                             DISCARD_FL_BARRIER);
862                                         if (rv)
863                                                 goto fail;
864                                         nr_sects = 0;
865 start_new_extent:
866                                         start = blk;
867                                 }
868                                 nr_sects += sects_per_blk;
869                         }
870                         diff >>= 2;
871                         blk += sects_per_blk;
872                 }
873         }
874         if (nr_sects) {
875                 rv = blkdev_issue_discard(bdev, start, nr_sects, GFP_NOFS,
876                                          DISCARD_FL_BARRIER);
877                 if (rv)
878                         goto fail;
879         }
880         return;
881 fail:
882         fs_warn(sdp, "error %d on discard request, turning discards off for this filesystem", rv);
883         sdp->sd_args.ar_discard = 0;
884 }
885
886 void gfs2_rgrp_repolish_clones(struct gfs2_rgrpd *rgd)
887 {
888         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
889         unsigned int length = rgd->rd_length;
890         unsigned int x;
891
892         for (x = 0; x < length; x++) {
893                 struct gfs2_bitmap *bi = rgd->rd_bits + x;
894                 if (!bi->bi_clone)
895                         continue;
896                 if (sdp->sd_args.ar_discard)
897                         gfs2_rgrp_send_discards(sdp, rgd->rd_data0, bi);
898                 clear_bit(GBF_FULL, &bi->bi_flags);
899                 memcpy(bi->bi_clone + bi->bi_offset,
900                        bi->bi_bh->b_data + bi->bi_offset, bi->bi_len);
901         }
902
903         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
904         rgd->rd_free_clone = rgd->rd_free;
905         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
906 }
907
908 /**
909  * gfs2_alloc_get - get the struct gfs2_alloc structure for an inode
910  * @ip: the incore GFS2 inode structure
911  *
912  * Returns: the struct gfs2_alloc
913  */
914
915 struct gfs2_alloc *gfs2_alloc_get(struct gfs2_inode *ip)
916 {
917         BUG_ON(ip->i_alloc != NULL);
918         ip->i_alloc = kzalloc(sizeof(struct gfs2_alloc), GFP_KERNEL);
919         return ip->i_alloc;
920 }
921
922 /**
923  * try_rgrp_fit - See if a given reservation will fit in a given RG
924  * @rgd: the RG data
925  * @al: the struct gfs2_alloc structure describing the reservation
926  *
927  * If there's room for the requested blocks to be allocated from the RG:
928  *   Sets the $al_rgd field in @al.
929  *
930  * Returns: 1 on success (it fits), 0 on failure (it doesn't fit)
931  */
932
933 static int try_rgrp_fit(struct gfs2_rgrpd *rgd, struct gfs2_alloc *al)
934 {
935         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
936         int ret = 0;
937
938         if (rgd->rd_flags & (GFS2_RGF_NOALLOC | GFS2_RDF_ERROR))
939                 return 0;
940
941         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
942         if (rgd->rd_free_clone >= al->al_requested) {
943                 al->al_rgd = rgd;
944                 ret = 1;
945         }
946         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
947
948         return ret;
949 }
950
951 /**
952  * try_rgrp_unlink - Look for any unlinked, allocated, but unused inodes
953  * @rgd: The rgrp
954  *
955  * Returns: The inode, if one has been found
956  */
957
958 static struct inode *try_rgrp_unlink(struct gfs2_rgrpd *rgd, u64 *last_unlinked,
959                                      u64 skip)
960 {
961         struct inode *inode;
962         u32 goal = 0, block;
963         u64 no_addr;
964         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
965         unsigned int n;
966
967         for(;;) {
968                 if (goal >= rgd->rd_data)
969                         break;
970                 down_write(&sdp->sd_log_flush_lock);
971                 n = 1;
972                 block = rgblk_search(rgd, goal, GFS2_BLKST_UNLINKED,
973                                      GFS2_BLKST_UNLINKED, &n);
974                 up_write(&sdp->sd_log_flush_lock);
975                 if (block == BFITNOENT)
976                         break;
977                 /* rgblk_search can return a block < goal, so we need to
978                    keep it marching forward. */
979                 no_addr = block + rgd->rd_data0;
980                 goal++;
981                 if (*last_unlinked != NO_BLOCK && no_addr <= *last_unlinked)
982                         continue;
983                 if (no_addr == skip)
984                         continue;
985                 *last_unlinked = no_addr;
986                 inode = gfs2_inode_lookup(rgd->rd_sbd->sd_vfs, DT_UNKNOWN,
987                                           no_addr, -1, 1);
988                 if (!IS_ERR(inode))
989                         return inode;
990         }
991
992         rgd->rd_flags &= ~GFS2_RDF_CHECK;
993         return NULL;
994 }
995
996 /**
997  * recent_rgrp_next - get next RG from "recent" list
998  * @cur_rgd: current rgrp
999  *
1000  * Returns: The next rgrp in the recent list
1001  */
1002
1003 static struct gfs2_rgrpd *recent_rgrp_next(struct gfs2_rgrpd *cur_rgd)
1004 {
1005         struct gfs2_sbd *sdp = cur_rgd->rd_sbd;
1006         struct list_head *head;
1007         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1008
1009         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1010         head = &sdp->sd_rindex_mru_list;
1011         if (unlikely(cur_rgd->rd_list_mru.next == head)) {
1012                 spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1013                 return NULL;
1014         }
1015         rgd = list_entry(cur_rgd->rd_list_mru.next, struct gfs2_rgrpd, rd_list_mru);
1016         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1017         return rgd;
1018 }
1019
1020 /**
1021  * forward_rgrp_get - get an rgrp to try next from full list
1022  * @sdp: The GFS2 superblock
1023  *
1024  * Returns: The rgrp to try next
1025  */
1026
1027 static struct gfs2_rgrpd *forward_rgrp_get(struct gfs2_sbd *sdp)
1028 {
1029         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1030         unsigned int journals = gfs2_jindex_size(sdp);
1031         unsigned int rg = 0, x;
1032
1033         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1034
1035         rgd = sdp->sd_rindex_forward;
1036         if (!rgd) {
1037                 if (sdp->sd_rgrps >= journals)
1038                         rg = sdp->sd_rgrps * sdp->sd_jdesc->jd_jid / journals;
1039
1040                 for (x = 0, rgd = gfs2_rgrpd_get_first(sdp); x < rg;
1041                      x++, rgd = gfs2_rgrpd_get_next(rgd))
1042                         /* Do Nothing */;
1043
1044                 sdp->sd_rindex_forward = rgd;
1045         }
1046
1047         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1048
1049         return rgd;
1050 }
1051
1052 /**
1053  * forward_rgrp_set - set the forward rgrp pointer
1054  * @sdp: the filesystem
1055  * @rgd: The new forward rgrp
1056  *
1057  */
1058
1059 static void forward_rgrp_set(struct gfs2_sbd *sdp, struct gfs2_rgrpd *rgd)
1060 {
1061         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1062         sdp->sd_rindex_forward = rgd;
1063         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1064 }
1065
1066 /**
1067  * get_local_rgrp - Choose and lock a rgrp for allocation
1068  * @ip: the inode to reserve space for
1069  * @rgp: the chosen and locked rgrp
1070  *
1071  * Try to acquire rgrp in way which avoids contending with others.
1072  *
1073  * Returns: errno
1074  */
1075
1076 static struct inode *get_local_rgrp(struct gfs2_inode *ip, u64 *last_unlinked)
1077 {
1078         struct inode *inode = NULL;
1079         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1080         struct gfs2_rgrpd *rgd, *begin = NULL;
1081         struct gfs2_alloc *al = ip->i_alloc;
1082         int flags = LM_FLAG_TRY;
1083         int skipped = 0;
1084         int loops = 0;
1085         int error, rg_locked;
1086
1087         rgd = gfs2_blk2rgrpd(sdp, ip->i_goal);
1088
1089         while (rgd) {
1090                 rg_locked = 0;
1091
1092                 if (gfs2_glock_is_locked_by_me(rgd->rd_gl)) {
1093                         rg_locked = 1;
1094                         error = 0;
1095                 } else {
1096                         error = gfs2_glock_nq_init(rgd->rd_gl, LM_ST_EXCLUSIVE,
1097                                                    LM_FLAG_TRY, &al->al_rgd_gh);
1098                 }
1099                 switch (error) {
1100                 case 0:
1101                         if (try_rgrp_fit(rgd, al))
1102                                 goto out;
1103                         if (rgd->rd_flags & GFS2_RDF_CHECK)
1104                                 inode = try_rgrp_unlink(rgd, last_unlinked, ip->i_no_addr);
1105                         if (!rg_locked)
1106                                 gfs2_glock_dq_uninit(&al->al_rgd_gh);
1107                         if (inode)
1108                                 return inode;
1109                         /* fall through */
1110                 case GLR_TRYFAILED:
1111                         rgd = recent_rgrp_next(rgd);
1112                         break;
1113
1114                 default:
1115                         return ERR_PTR(error);
1116                 }
1117         }
1118
1119         /* Go through full list of rgrps */
1120
1121         begin = rgd = forward_rgrp_get(sdp);
1122
1123         for (;;) {
1124                 rg_locked = 0;
1125
1126                 if (gfs2_glock_is_locked_by_me(rgd->rd_gl)) {
1127                         rg_locked = 1;
1128                         error = 0;
1129                 } else {
1130                         error = gfs2_glock_nq_init(rgd->rd_gl, LM_ST_EXCLUSIVE, flags,
1131                                                    &al->al_rgd_gh);
1132                 }
1133                 switch (error) {
1134                 case 0:
1135                         if (try_rgrp_fit(rgd, al))
1136                                 goto out;
1137                         if (rgd->rd_flags & GFS2_RDF_CHECK)
1138                                 inode = try_rgrp_unlink(rgd, last_unlinked, ip->i_no_addr);
1139                         if (!rg_locked)
1140                                 gfs2_glock_dq_uninit(&al->al_rgd_gh);
1141                         if (inode)
1142                                 return inode;
1143                         break;
1144
1145                 case GLR_TRYFAILED:
1146                         skipped++;
1147                         break;
1148
1149                 default:
1150                         return ERR_PTR(error);
1151                 }
1152
1153                 rgd = gfs2_rgrpd_get_next(rgd);
1154                 if (!rgd)
1155                         rgd = gfs2_rgrpd_get_first(sdp);
1156
1157                 if (rgd == begin) {
1158                         if (++loops >= 3)
1159                                 return ERR_PTR(-ENOSPC);
1160                         if (!skipped)
1161                                 loops++;
1162                         flags = 0;
1163                         if (loops == 2)
1164                                 gfs2_log_flush(sdp, NULL);
1165                 }
1166         }
1167
1168 out:
1169         if (begin) {
1170                 spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1171                 list_move(&rgd->rd_list_mru, &sdp->sd_rindex_mru_list);
1172                 spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1173                 rgd = gfs2_rgrpd_get_next(rgd);
1174                 if (!rgd)
1175                         rgd = gfs2_rgrpd_get_first(sdp);
1176                 forward_rgrp_set(sdp, rgd);
1177         }
1178
1179         return NULL;
1180 }
1181
1182 /**
1183  * gfs2_inplace_reserve_i - Reserve space in the filesystem
1184  * @ip: the inode to reserve space for
1185  *
1186  * Returns: errno
1187  */
1188
1189 int gfs2_inplace_reserve_i(struct gfs2_inode *ip, char *file, unsigned int line)
1190 {
1191         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1192         struct gfs2_alloc *al = ip->i_alloc;
1193         struct inode *inode;
1194         int error = 0;
1195         u64 last_unlinked = NO_BLOCK;
1196
1197         if (gfs2_assert_warn(sdp, al->al_requested))
1198                 return -EINVAL;
1199
1200 try_again:
1201         /* We need to hold the rindex unless the inode we're using is
1202            the rindex itself, in which case it's already held. */
1203         if (ip != GFS2_I(sdp->sd_rindex))
1204                 error = gfs2_rindex_hold(sdp, &al->al_ri_gh);
1205         else if (!sdp->sd_rgrps) /* We may not have the rindex read in, so: */
1206                 error = gfs2_ri_update_special(ip);
1207
1208         if (error)
1209                 return error;
1210
1211         inode = get_local_rgrp(ip, &last_unlinked);
1212         if (inode) {
1213                 if (ip != GFS2_I(sdp->sd_rindex))
1214                         gfs2_glock_dq_uninit(&al->al_ri_gh);
1215                 if (IS_ERR(inode))
1216                         return PTR_ERR(inode);
1217                 iput(inode);
1218                 gfs2_log_flush(sdp, NULL);
1219                 goto try_again;
1220         }
1221
1222         al->al_file = file;
1223         al->al_line = line;
1224
1225         return 0;
1226 }
1227
1228 /**
1229  * gfs2_inplace_release - release an inplace reservation
1230  * @ip: the inode the reservation was taken out on
1231  *
1232  * Release a reservation made by gfs2_inplace_reserve().
1233  */
1234
1235 void gfs2_inplace_release(struct gfs2_inode *ip)
1236 {
1237         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1238         struct gfs2_alloc *al = ip->i_alloc;
1239
1240         if (gfs2_assert_warn(sdp, al->al_alloced <= al->al_requested) == -1)
1241                 fs_warn(sdp, "al_alloced = %u, al_requested = %u "
1242                              "al_file = %s, al_line = %u\n",
1243                              al->al_alloced, al->al_requested, al->al_file,
1244                              al->al_line);
1245
1246         al->al_rgd = NULL;
1247         if (al->al_rgd_gh.gh_gl)
1248                 gfs2_glock_dq_uninit(&al->al_rgd_gh);
1249         if (ip != GFS2_I(sdp->sd_rindex))
1250                 gfs2_glock_dq_uninit(&al->al_ri_gh);
1251 }
1252
1253 /**
1254  * gfs2_get_block_type - Check a block in a RG is of given type
1255  * @rgd: the resource group holding the block
1256  * @block: the block number
1257  *
1258  * Returns: The block type (GFS2_BLKST_*)
1259  */
1260
1261 static unsigned char gfs2_get_block_type(struct gfs2_rgrpd *rgd, u64 block)
1262 {
1263         struct gfs2_bitmap *bi = NULL;
1264         u32 length, rgrp_block, buf_block;
1265         unsigned int buf;
1266         unsigned char type;
1267
1268         length = rgd->rd_length;
1269         rgrp_block = block - rgd->rd_data0;
1270
1271         for (buf = 0; buf < length; buf++) {
1272                 bi = rgd->rd_bits + buf;
1273                 if (rgrp_block < (bi->bi_start + bi->bi_len) * GFS2_NBBY)
1274                         break;
1275         }
1276
1277         gfs2_assert(rgd->rd_sbd, buf < length);
1278         buf_block = rgrp_block - bi->bi_start * GFS2_NBBY;
1279
1280         type = gfs2_testbit(rgd, bi->bi_bh->b_data + bi->bi_offset,
1281                            bi->bi_len, buf_block);
1282
1283         return type;
1284 }
1285
1286 /**
1287  * rgblk_search - find a block in @old_state, change allocation
1288  *           state to @new_state
1289  * @rgd: the resource group descriptor
1290  * @goal: the goal block within the RG (start here to search for avail block)
1291  * @old_state: GFS2_BLKST_XXX the before-allocation state to find
1292  * @new_state: GFS2_BLKST_XXX the after-allocation block state
1293  * @n: The extent length
1294  *
1295  * Walk rgrp's bitmap to find bits that represent a block in @old_state.
1296  * Add the found bitmap buffer to the transaction.
1297  * Set the found bits to @new_state to change block's allocation state.
1298  *
1299  * This function never fails, because we wouldn't call it unless we
1300  * know (from reservation results, etc.) that a block is available.
1301  *
1302  * Scope of @goal and returned block is just within rgrp, not the whole
1303  * filesystem.
1304  *
1305  * Returns:  the block number allocated
1306  */
1307
1308 static u32 rgblk_search(struct gfs2_rgrpd *rgd, u32 goal,
1309                         unsigned char old_state, unsigned char new_state,
1310                         unsigned int *n)
1311 {
1312         struct gfs2_bitmap *bi = NULL;
1313         const u32 length = rgd->rd_length;
1314         u32 blk = BFITNOENT;
1315         unsigned int buf, x;
1316         const unsigned int elen = *n;
1317         const u8 *buffer = NULL;
1318
1319         *n = 0;
1320         /* Find bitmap block that contains bits for goal block */
1321         for (buf = 0; buf < length; buf++) {
1322                 bi = rgd->rd_bits + buf;
1323                 /* Convert scope of "goal" from rgrp-wide to within found bit block */
1324                 if (goal < (bi->bi_start + bi->bi_len) * GFS2_NBBY) {
1325                         goal -= bi->bi_start * GFS2_NBBY;
1326                         goto do_search;
1327                 }
1328         }
1329         buf = 0;
1330         goal = 0;
1331
1332 do_search:
1333         /* Search (up to entire) bitmap in this rgrp for allocatable block.
1334            "x <= length", instead of "x < length", because we typically start
1335            the search in the middle of a bit block, but if we can't find an
1336            allocatable block anywhere else, we want to be able wrap around and
1337            search in the first part of our first-searched bit block.  */
1338         for (x = 0; x <= length; x++) {
1339                 bi = rgd->rd_bits + buf;
1340
1341                 if (test_bit(GBF_FULL, &bi->bi_flags) &&
1342                     (old_state == GFS2_BLKST_FREE))
1343                         goto skip;
1344
1345                 /* The GFS2_BLKST_UNLINKED state doesn't apply to the clone
1346                    bitmaps, so we must search the originals for that. */
1347                 buffer = bi->bi_bh->b_data + bi->bi_offset;
1348                 if (old_state != GFS2_BLKST_UNLINKED && bi->bi_clone)
1349                         buffer = bi->bi_clone + bi->bi_offset;
1350
1351                 blk = gfs2_bitfit(buffer, bi->bi_len, goal, old_state);
1352                 if (blk != BFITNOENT)
1353                         break;
1354
1355                 if ((goal == 0) && (old_state == GFS2_BLKST_FREE))
1356                         set_bit(GBF_FULL, &bi->bi_flags);
1357
1358                 /* Try next bitmap block (wrap back to rgrp header if at end) */
1359 skip:
1360                 buf++;
1361                 buf %= length;
1362                 goal = 0;
1363         }
1364
1365         if (blk == BFITNOENT)
1366                 return blk;
1367         *n = 1;
1368         if (old_state == new_state)
1369                 goto out;
1370
1371         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, bi->bi_bh, 1);
1372         gfs2_setbit(rgd, bi->bi_bh->b_data, bi->bi_clone, bi->bi_offset,
1373                     bi->bi_len, blk, new_state);
1374         goal = blk;
1375         while (*n < elen) {
1376                 goal++;
1377                 if (goal >= (bi->bi_len * GFS2_NBBY))
1378                         break;
1379                 if (gfs2_testbit(rgd, buffer, bi->bi_len, goal) !=
1380                     GFS2_BLKST_FREE)
1381                         break;
1382                 gfs2_setbit(rgd, bi->bi_bh->b_data, bi->bi_clone, bi->bi_offset,
1383                             bi->bi_len, goal, new_state);
1384                 (*n)++;
1385         }
1386 out:
1387         return (bi->bi_start * GFS2_NBBY) + blk;
1388 }
1389
1390 /**
1391  * rgblk_free - Change alloc state of given block(s)
1392  * @sdp: the filesystem
1393  * @bstart: the start of a run of blocks to free
1394  * @blen: the length of the block run (all must lie within ONE RG!)
1395  * @new_state: GFS2_BLKST_XXX the after-allocation block state
1396  *
1397  * Returns:  Resource group containing the block(s)
1398  */
1399
1400 static struct gfs2_rgrpd *rgblk_free(struct gfs2_sbd *sdp, u64 bstart,
1401                                      u32 blen, unsigned char new_state)
1402 {
1403         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1404         struct gfs2_bitmap *bi = NULL;
1405         u32 length, rgrp_blk, buf_blk;
1406         unsigned int buf;
1407
1408         rgd = gfs2_blk2rgrpd(sdp, bstart);
1409         if (!rgd) {
1410                 if (gfs2_consist(sdp))
1411                         fs_err(sdp, "block = %llu\n", (unsigned long long)bstart);
1412                 return NULL;
1413         }
1414
1415         length = rgd->rd_length;
1416
1417         rgrp_blk = bstart - rgd->rd_data0;
1418
1419         while (blen--) {
1420                 for (buf = 0; buf < length; buf++) {
1421                         bi = rgd->rd_bits + buf;
1422                         if (rgrp_blk < (bi->bi_start + bi->bi_len) * GFS2_NBBY)
1423                                 break;
1424                 }
1425
1426                 gfs2_assert(rgd->rd_sbd, buf < length);
1427
1428                 buf_blk = rgrp_blk - bi->bi_start * GFS2_NBBY;
1429                 rgrp_blk++;
1430
1431                 if (!bi->bi_clone) {
1432                         bi->bi_clone = kmalloc(bi->bi_bh->b_size,
1433                                                GFP_NOFS | __GFP_NOFAIL);
1434                         memcpy(bi->bi_clone + bi->bi_offset,
1435                                bi->bi_bh->b_data + bi->bi_offset,
1436                                bi->bi_len);
1437                 }
1438                 gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, bi->bi_bh, 1);
1439                 gfs2_setbit(rgd, bi->bi_bh->b_data, NULL, bi->bi_offset,
1440                             bi->bi_len, buf_blk, new_state);
1441         }
1442
1443         return rgd;
1444 }
1445
1446 /**
1447  * gfs2_rgrp_dump - print out an rgrp
1448  * @seq: The iterator
1449  * @gl: The glock in question
1450  *
1451  */
1452
1453 int gfs2_rgrp_dump(struct seq_file *seq, const struct gfs2_glock *gl)
1454 {
1455         const struct gfs2_rgrpd *rgd = gl->gl_object;
1456         if (rgd == NULL)
1457                 return 0;
1458         gfs2_print_dbg(seq, " R: n:%llu f:%02x b:%u/%u i:%u\n",
1459                        (unsigned long long)rgd->rd_addr, rgd->rd_flags,
1460                        rgd->rd_free, rgd->rd_free_clone, rgd->rd_dinodes);
1461         return 0;
1462 }
1463
1464 static void gfs2_rgrp_error(struct gfs2_rgrpd *rgd)
1465 {
1466         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
1467         fs_warn(sdp, "rgrp %llu has an error, marking it readonly until umount\n",
1468                 (unsigned long long)rgd->rd_addr);
1469         fs_warn(sdp, "umount on all nodes and run fsck.gfs2 to fix the error\n");
1470         gfs2_rgrp_dump(NULL, rgd->rd_gl);
1471         rgd->rd_flags |= GFS2_RDF_ERROR;
1472 }
1473
1474 /**
1475  * gfs2_alloc_block - Allocate one or more blocks
1476  * @ip: the inode to allocate the block for
1477  * @bn: Used to return the starting block number
1478  * @n: requested number of blocks/extent length (value/result)
1479  *
1480  * Returns: 0 or error
1481  */
1482
1483 int gfs2_alloc_block(struct gfs2_inode *ip, u64 *bn, unsigned int *n)
1484 {
1485         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1486         struct buffer_head *dibh;
1487         struct gfs2_alloc *al = ip->i_alloc;
1488         struct gfs2_rgrpd *rgd = al->al_rgd;
1489         u32 goal, blk;
1490         u64 block;
1491         int error;
1492
1493         if (rgrp_contains_block(rgd, ip->i_goal))
1494                 goal = ip->i_goal - rgd->rd_data0;
1495         else
1496                 goal = rgd->rd_last_alloc;
1497
1498         blk = rgblk_search(rgd, goal, GFS2_BLKST_FREE, GFS2_BLKST_USED, n);
1499
1500         /* Since all blocks are reserved in advance, this shouldn't happen */
1501         if (blk == BFITNOENT)
1502                 goto rgrp_error;
1503
1504         rgd->rd_last_alloc = blk;
1505         block = rgd->rd_data0 + blk;
1506         ip->i_goal = block;
1507         error = gfs2_meta_inode_buffer(ip, &dibh);
1508         if (error == 0) {
1509                 struct gfs2_dinode *di = (struct gfs2_dinode *)dibh->b_data;
1510                 gfs2_trans_add_bh(ip->i_gl, dibh, 1);
1511                 di->di_goal_meta = di->di_goal_data = cpu_to_be64(ip->i_goal);
1512                 brelse(dibh);
1513         }
1514         if (rgd->rd_free < *n)
1515                 goto rgrp_error;
1516
1517         rgd->rd_free -= *n;
1518
1519         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1520         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1521
1522         al->al_alloced += *n;
1523
1524         gfs2_statfs_change(sdp, 0, -(s64)*n, 0);
1525         gfs2_quota_change(ip, *n, ip->i_inode.i_uid, ip->i_inode.i_gid);
1526
1527         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1528         rgd->rd_free_clone -= *n;
1529         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1530         trace_gfs2_block_alloc(ip, block, *n, GFS2_BLKST_USED);
1531         *bn = block;
1532         return 0;
1533
1534 rgrp_error:
1535         gfs2_rgrp_error(rgd);
1536         return -EIO;
1537 }
1538
1539 /**
1540  * gfs2_alloc_di - Allocate a dinode
1541  * @dip: the directory that the inode is going in
1542  * @bn: the block number which is allocated
1543  * @generation: the generation number of the inode
1544  *
1545  * Returns: 0 on success or error
1546  */
1547
1548 int gfs2_alloc_di(struct gfs2_inode *dip, u64 *bn, u64 *generation)
1549 {
1550         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&dip->i_inode);
1551         struct gfs2_alloc *al = dip->i_alloc;
1552         struct gfs2_rgrpd *rgd = al->al_rgd;
1553         u32 blk;
1554         u64 block;
1555         unsigned int n = 1;
1556
1557         blk = rgblk_search(rgd, rgd->rd_last_alloc,
1558                            GFS2_BLKST_FREE, GFS2_BLKST_DINODE, &n);
1559
1560         /* Since all blocks are reserved in advance, this shouldn't happen */
1561         if (blk == BFITNOENT)
1562                 goto rgrp_error;
1563
1564         rgd->rd_last_alloc = blk;
1565         block = rgd->rd_data0 + blk;
1566         if (rgd->rd_free == 0)
1567                 goto rgrp_error;
1568
1569         rgd->rd_free--;
1570         rgd->rd_dinodes++;
1571         *generation = rgd->rd_igeneration++;
1572         if (*generation == 0)
1573                 *generation = rgd->rd_igeneration++;
1574         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1575         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1576
1577         al->al_alloced++;
1578
1579         gfs2_statfs_change(sdp, 0, -1, +1);
1580         gfs2_trans_add_unrevoke(sdp, block, 1);
1581
1582         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1583         rgd->rd_free_clone--;
1584         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1585         trace_gfs2_block_alloc(dip, block, 1, GFS2_BLKST_DINODE);
1586         *bn = block;
1587         return 0;
1588
1589 rgrp_error:
1590         gfs2_rgrp_error(rgd);
1591         return -EIO;
1592 }
1593
1594 /**
1595  * gfs2_free_data - free a contiguous run of data block(s)
1596  * @ip: the inode these blocks are being freed from
1597  * @bstart: first block of a run of contiguous blocks
1598  * @blen: the length of the block run
1599  *
1600  */
1601
1602 void gfs2_free_data(struct gfs2_inode *ip, u64 bstart, u32 blen)
1603 {
1604         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1605         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1606
1607         rgd = rgblk_free(sdp, bstart, blen, GFS2_BLKST_FREE);
1608         if (!rgd)
1609                 return;
1610         trace_gfs2_block_alloc(ip, bstart, blen, GFS2_BLKST_FREE);
1611         rgd->rd_free += blen;
1612
1613         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1614         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1615
1616         gfs2_trans_add_rg(rgd);
1617
1618         gfs2_statfs_change(sdp, 0, +blen, 0);
1619         gfs2_quota_change(ip, -(s64)blen, ip->i_inode.i_uid, ip->i_inode.i_gid);
1620 }
1621
1622 /**
1623  * gfs2_free_meta - free a contiguous run of data block(s)
1624  * @ip: the inode these blocks are being freed from
1625  * @bstart: first block of a run of contiguous blocks
1626  * @blen: the length of the block run
1627  *
1628  */
1629
1630 void gfs2_free_meta(struct gfs2_inode *ip, u64 bstart, u32 blen)
1631 {
1632         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1633         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1634
1635         rgd = rgblk_free(sdp, bstart, blen, GFS2_BLKST_FREE);
1636         if (!rgd)
1637                 return;
1638         trace_gfs2_block_alloc(ip, bstart, blen, GFS2_BLKST_FREE);
1639         rgd->rd_free += blen;
1640
1641         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1642         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1643
1644         gfs2_trans_add_rg(rgd);
1645
1646         gfs2_statfs_change(sdp, 0, +blen, 0);
1647         gfs2_quota_change(ip, -(s64)blen, ip->i_inode.i_uid, ip->i_inode.i_gid);
1648         gfs2_meta_wipe(ip, bstart, blen);
1649 }
1650
1651 void gfs2_unlink_di(struct inode *inode)
1652 {
1653         struct gfs2_inode *ip = GFS2_I(inode);
1654         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(inode);
1655         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1656         u64 blkno = ip->i_no_addr;
1657
1658         rgd = rgblk_free(sdp, blkno, 1, GFS2_BLKST_UNLINKED);
1659         if (!rgd)
1660                 return;
1661         trace_gfs2_block_alloc(ip, blkno, 1, GFS2_BLKST_UNLINKED);
1662         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1663         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1664         gfs2_trans_add_rg(rgd);
1665 }
1666
1667 static void gfs2_free_uninit_di(struct gfs2_rgrpd *rgd, u64 blkno)
1668 {
1669         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
1670         struct gfs2_rgrpd *tmp_rgd;
1671
1672         tmp_rgd = rgblk_free(sdp, blkno, 1, GFS2_BLKST_FREE);
1673         if (!tmp_rgd)
1674                 return;
1675         gfs2_assert_withdraw(sdp, rgd == tmp_rgd);
1676
1677         if (!rgd->rd_dinodes)
1678                 gfs2_consist_rgrpd(rgd);
1679         rgd->rd_dinodes--;
1680         rgd->rd_free++;
1681
1682         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1683         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1684
1685         gfs2_statfs_change(sdp, 0, +1, -1);
1686         gfs2_trans_add_rg(rgd);
1687 }
1688
1689
1690 void gfs2_free_di(struct gfs2_rgrpd *rgd, struct gfs2_inode *ip)
1691 {
1692         gfs2_free_uninit_di(rgd, ip->i_no_addr);
1693         trace_gfs2_block_alloc(ip, ip->i_no_addr, 1, GFS2_BLKST_FREE);
1694         gfs2_quota_change(ip, -1, ip->i_inode.i_uid, ip->i_inode.i_gid);
1695         gfs2_meta_wipe(ip, ip->i_no_addr, 1);
1696 }
1697
1698 /**
1699  * gfs2_check_blk_type - Check the type of a block
1700  * @sdp: The superblock
1701  * @no_addr: The block number to check
1702  * @type: The block type we are looking for
1703  *
1704  * Returns: 0 if the block type matches the expected type
1705  *          -ESTALE if it doesn't match
1706  *          or -ve errno if something went wrong while checking
1707  */
1708
1709 int gfs2_check_blk_type(struct gfs2_sbd *sdp, u64 no_addr, unsigned int type)
1710 {
1711         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1712         struct gfs2_holder ri_gh, rgd_gh;
1713         int error;
1714
1715         error = gfs2_rindex_hold(sdp, &ri_gh);
1716         if (error)
1717                 goto fail;
1718
1719         error = -EINVAL;
1720         rgd = gfs2_blk2rgrpd(sdp, no_addr);
1721         if (!rgd)
1722                 goto fail_rindex;
1723
1724         error = gfs2_glock_nq_init(rgd->rd_gl, LM_ST_SHARED, 0, &rgd_gh);
1725         if (error)
1726                 goto fail_rindex;
1727
1728         if (gfs2_get_block_type(rgd, no_addr) != type)
1729                 error = -ESTALE;
1730
1731         gfs2_glock_dq_uninit(&rgd_gh);
1732 fail_rindex:
1733         gfs2_glock_dq_uninit(&ri_gh);
1734 fail:
1735         return error;
1736 }
1737
1738 /**
1739  * gfs2_rlist_add - add a RG to a list of RGs
1740  * @sdp: the filesystem
1741  * @rlist: the list of resource groups
1742  * @block: the block
1743  *
1744  * Figure out what RG a block belongs to and add that RG to the list
1745  *
1746  * FIXME: Don't use NOFAIL
1747  *
1748  */
1749
1750 void gfs2_rlist_add(struct gfs2_sbd *sdp, struct gfs2_rgrp_list *rlist,
1751                     u64 block)
1752 {
1753         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1754         struct gfs2_rgrpd **tmp;
1755         unsigned int new_space;
1756         unsigned int x;
1757
1758         if (gfs2_assert_warn(sdp, !rlist->rl_ghs))
1759                 return;
1760
1761         rgd = gfs2_blk2rgrpd(sdp, block);
1762         if (!rgd) {
1763                 if (gfs2_consist(sdp))
1764                         fs_err(sdp, "block = %llu\n", (unsigned long long)block);
1765                 return;
1766         }
1767
1768         for (x = 0; x < rlist->rl_rgrps; x++)
1769                 if (rlist->rl_rgd[x] == rgd)
1770                         return;
1771
1772         if (rlist->rl_rgrps == rlist->rl_space) {
1773                 new_space = rlist->rl_space + 10;
1774
1775                 tmp = kcalloc(new_space, sizeof(struct gfs2_rgrpd *),
1776                               GFP_NOFS | __GFP_NOFAIL);
1777
1778                 if (rlist->rl_rgd) {
1779                         memcpy(tmp, rlist->rl_rgd,
1780                                rlist->rl_space * sizeof(struct gfs2_rgrpd *));
1781                         kfree(rlist->rl_rgd);
1782                 }
1783
1784                 rlist->rl_space = new_space;
1785                 rlist->rl_rgd = tmp;
1786         }
1787
1788         rlist->rl_rgd[rlist->rl_rgrps++] = rgd;
1789 }
1790
1791 /**
1792  * gfs2_rlist_alloc - all RGs have been added to the rlist, now allocate
1793  *      and initialize an array of glock holders for them
1794  * @rlist: the list of resource groups
1795  * @state: the lock state to acquire the RG lock in
1796  * @flags: the modifier flags for the holder structures
1797  *
1798  * FIXME: Don't use NOFAIL
1799  *
1800  */
1801
1802 void gfs2_rlist_alloc(struct gfs2_rgrp_list *rlist, unsigned int state)
1803 {
1804         unsigned int x;
1805
1806         rlist->rl_ghs = kcalloc(rlist->rl_rgrps, sizeof(struct gfs2_holder),
1807                                 GFP_NOFS | __GFP_NOFAIL);
1808         for (x = 0; x < rlist->rl_rgrps; x++)
1809                 gfs2_holder_init(rlist->rl_rgd[x]->rd_gl,
1810                                 state, 0,
1811                                 &rlist->rl_ghs[x]);
1812 }
1813
1814 /**
1815  * gfs2_rlist_free - free a resource group list
1816  * @list: the list of resource groups
1817  *
1818  */
1819
1820 void gfs2_rlist_free(struct gfs2_rgrp_list *rlist)
1821 {
1822         unsigned int x;
1823
1824         kfree(rlist->rl_rgd);
1825
1826         if (rlist->rl_ghs) {
1827                 for (x = 0; x < rlist->rl_rgrps; x++)
1828                         gfs2_holder_uninit(&rlist->rl_ghs[x]);
1829                 kfree(rlist->rl_ghs);
1830         }
1831 }
1832