more low-hanging fruits - kernel, fs, lib signedness
[linux-2.6.git] / fs / jfs / jfs_dmap.c
1 /*
2  *   Copyright (C) International Business Machines Corp., 2000-2004
3  *
4  *   This program is free software;  you can redistribute it and/or modify
5  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  *   (at your option) any later version.
8  *
9  *   This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  *   but WITHOUT ANY WARRANTY;  without even the implied warranty of
11  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See
12  *   the GNU General Public License for more details.
13  *
14  *   You should have received a copy of the GNU General Public License
15  *   along with this program;  if not, write to the Free Software
16  *   Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
17  */
18
19 #include <linux/fs.h>
20 #include "jfs_incore.h"
21 #include "jfs_superblock.h"
22 #include "jfs_dmap.h"
23 #include "jfs_imap.h"
24 #include "jfs_lock.h"
25 #include "jfs_metapage.h"
26 #include "jfs_debug.h"
27
28 /*
29  *      SERIALIZATION of the Block Allocation Map.
30  *
31  *      the working state of the block allocation map is accessed in
32  *      two directions:
33  *
34  *      1) allocation and free requests that start at the dmap
35  *         level and move up through the dmap control pages (i.e.
36  *         the vast majority of requests).
37  *
38  *      2) allocation requests that start at dmap control page
39  *         level and work down towards the dmaps.
40  *
41  *      the serialization scheme used here is as follows.
42  *
43  *      requests which start at the bottom are serialized against each
44  *      other through buffers and each requests holds onto its buffers
45  *      as it works it way up from a single dmap to the required level
46  *      of dmap control page.
47  *      requests that start at the top are serialized against each other
48  *      and request that start from the bottom by the multiple read/single
49  *      write inode lock of the bmap inode. requests starting at the top
50  *      take this lock in write mode while request starting at the bottom
51  *      take the lock in read mode.  a single top-down request may proceed
52  *      exclusively while multiple bottoms-up requests may proceed
53  *      simultaneously (under the protection of busy buffers).
54  *
55  *      in addition to information found in dmaps and dmap control pages,
56  *      the working state of the block allocation map also includes read/
57  *      write information maintained in the bmap descriptor (i.e. total
58  *      free block count, allocation group level free block counts).
59  *      a single exclusive lock (BMAP_LOCK) is used to guard this information
60  *      in the face of multiple-bottoms up requests.
61  *      (lock ordering: IREAD_LOCK, BMAP_LOCK);
62  *
63  *      accesses to the persistent state of the block allocation map (limited
64  *      to the persistent bitmaps in dmaps) is guarded by (busy) buffers.
65  */
66
67 #define BMAP_LOCK_INIT(bmp)     mutex_init(&bmp->db_bmaplock)
68 #define BMAP_LOCK(bmp)          mutex_lock(&bmp->db_bmaplock)
69 #define BMAP_UNLOCK(bmp)        mutex_unlock(&bmp->db_bmaplock)
70
71 /*
72  * forward references
73  */
74 static void dbAllocBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
75                         int nblocks);
76 static void dbSplit(dmtree_t * tp, int leafno, int splitsz, int newval);
77 static int dbBackSplit(dmtree_t * tp, int leafno);
78 static int dbJoin(dmtree_t * tp, int leafno, int newval);
79 static void dbAdjTree(dmtree_t * tp, int leafno, int newval);
80 static int dbAdjCtl(struct bmap * bmp, s64 blkno, int newval, int alloc,
81                     int level);
82 static int dbAllocAny(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results);
83 static int dbAllocNext(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
84                        int nblocks);
85 static int dbAllocNear(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
86                        int nblocks,
87                        int l2nb, s64 * results);
88 static int dbAllocDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
89                        int nblocks);
90 static int dbAllocDmapLev(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, int nblocks,
91                           int l2nb,
92                           s64 * results);
93 static int dbAllocAG(struct bmap * bmp, int agno, s64 nblocks, int l2nb,
94                      s64 * results);
95 static int dbAllocCtl(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 blkno,
96                       s64 * results);
97 static int dbExtend(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks);
98 static int dbFindBits(u32 word, int l2nb);
99 static int dbFindCtl(struct bmap * bmp, int l2nb, int level, s64 * blkno);
100 static int dbFindLeaf(dmtree_t * tp, int l2nb, int *leafidx);
101 static int dbFreeBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
102                       int nblocks);
103 static int dbFreeDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
104                       int nblocks);
105 static int dbMaxBud(u8 * cp);
106 s64 dbMapFileSizeToMapSize(struct inode *ipbmap);
107 static int blkstol2(s64 nb);
108
109 static int cntlz(u32 value);
110 static int cnttz(u32 word);
111
112 static int dbAllocDmapBU(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
113                          int nblocks);
114 static int dbInitDmap(struct dmap * dp, s64 blkno, int nblocks);
115 static int dbInitDmapTree(struct dmap * dp);
116 static int dbInitTree(struct dmaptree * dtp);
117 static int dbInitDmapCtl(struct dmapctl * dcp, int level, int i);
118 static int dbGetL2AGSize(s64 nblocks);
119
120 /*
121  *      buddy table
122  *
123  * table used for determining buddy sizes within characters of
124  * dmap bitmap words.  the characters themselves serve as indexes
125  * into the table, with the table elements yielding the maximum
126  * binary buddy of free bits within the character.
127  */
128 static const s8 budtab[256] = {
129         3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
130         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
131         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
132         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
133         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
134         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
135         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
136         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
137         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
138         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
139         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
140         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
141         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
142         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
143         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
144         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, -1
145 };
146
147
148 /*
149  * NAME:        dbMount()
150  *
151  * FUNCTION:    initializate the block allocation map.
152  *
153  *              memory is allocated for the in-core bmap descriptor and
154  *              the in-core descriptor is initialized from disk.
155  *
156  * PARAMETERS:
157  *      ipbmap  - pointer to in-core inode for the block map.
158  *
159  * RETURN VALUES:
160  *      0       - success
161  *      -ENOMEM - insufficient memory
162  *      -EIO    - i/o error
163  */
164 int dbMount(struct inode *ipbmap)
165 {
166         struct bmap *bmp;
167         struct dbmap_disk *dbmp_le;
168         struct metapage *mp;
169         int i;
170
171         /*
172          * allocate/initialize the in-memory bmap descriptor
173          */
174         /* allocate memory for the in-memory bmap descriptor */
175         bmp = kmalloc(sizeof(struct bmap), GFP_KERNEL);
176         if (bmp == NULL)
177                 return -ENOMEM;
178
179         /* read the on-disk bmap descriptor. */
180         mp = read_metapage(ipbmap,
181                            BMAPBLKNO << JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->l2nbperpage,
182                            PSIZE, 0);
183         if (mp == NULL) {
184                 kfree(bmp);
185                 return -EIO;
186         }
187
188         /* copy the on-disk bmap descriptor to its in-memory version. */
189         dbmp_le = (struct dbmap_disk *) mp->data;
190         bmp->db_mapsize = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_mapsize);
191         bmp->db_nfree = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_nfree);
192         bmp->db_l2nbperpage = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_l2nbperpage);
193         bmp->db_numag = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_numag);
194         bmp->db_maxlevel = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_maxlevel);
195         bmp->db_maxag = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_maxag);
196         bmp->db_agpref = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agpref);
197         bmp->db_aglevel = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_aglevel);
198         bmp->db_agheigth = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agheigth);
199         bmp->db_agwidth = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agwidth);
200         bmp->db_agstart = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agstart);
201         bmp->db_agl2size = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agl2size);
202         for (i = 0; i < MAXAG; i++)
203                 bmp->db_agfree[i] = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_agfree[i]);
204         bmp->db_agsize = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_agsize);
205         bmp->db_maxfreebud = dbmp_le->dn_maxfreebud;
206
207         /* release the buffer. */
208         release_metapage(mp);
209
210         /* bind the bmap inode and the bmap descriptor to each other. */
211         bmp->db_ipbmap = ipbmap;
212         JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap = bmp;
213
214         memset(bmp->db_active, 0, sizeof(bmp->db_active));
215
216         /*
217          * allocate/initialize the bmap lock
218          */
219         BMAP_LOCK_INIT(bmp);
220
221         return (0);
222 }
223
224
225 /*
226  * NAME:        dbUnmount()
227  *
228  * FUNCTION:    terminate the block allocation map in preparation for
229  *              file system unmount.
230  *
231  *              the in-core bmap descriptor is written to disk and
232  *              the memory for this descriptor is freed.
233  *
234  * PARAMETERS:
235  *      ipbmap  - pointer to in-core inode for the block map.
236  *
237  * RETURN VALUES:
238  *      0       - success
239  *      -EIO    - i/o error
240  */
241 int dbUnmount(struct inode *ipbmap, int mounterror)
242 {
243         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
244
245         if (!(mounterror || isReadOnly(ipbmap)))
246                 dbSync(ipbmap);
247
248         /*
249          * Invalidate the page cache buffers
250          */
251         truncate_inode_pages(ipbmap->i_mapping, 0);
252
253         /* free the memory for the in-memory bmap. */
254         kfree(bmp);
255
256         return (0);
257 }
258
259 /*
260  *      dbSync()
261  */
262 int dbSync(struct inode *ipbmap)
263 {
264         struct dbmap_disk *dbmp_le;
265         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
266         struct metapage *mp;
267         int i;
268
269         /*
270          * write bmap global control page
271          */
272         /* get the buffer for the on-disk bmap descriptor. */
273         mp = read_metapage(ipbmap,
274                            BMAPBLKNO << JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->l2nbperpage,
275                            PSIZE, 0);
276         if (mp == NULL) {
277                 jfs_err("dbSync: read_metapage failed!");
278                 return -EIO;
279         }
280         /* copy the in-memory version of the bmap to the on-disk version */
281         dbmp_le = (struct dbmap_disk *) mp->data;
282         dbmp_le->dn_mapsize = cpu_to_le64(bmp->db_mapsize);
283         dbmp_le->dn_nfree = cpu_to_le64(bmp->db_nfree);
284         dbmp_le->dn_l2nbperpage = cpu_to_le32(bmp->db_l2nbperpage);
285         dbmp_le->dn_numag = cpu_to_le32(bmp->db_numag);
286         dbmp_le->dn_maxlevel = cpu_to_le32(bmp->db_maxlevel);
287         dbmp_le->dn_maxag = cpu_to_le32(bmp->db_maxag);
288         dbmp_le->dn_agpref = cpu_to_le32(bmp->db_agpref);
289         dbmp_le->dn_aglevel = cpu_to_le32(bmp->db_aglevel);
290         dbmp_le->dn_agheigth = cpu_to_le32(bmp->db_agheigth);
291         dbmp_le->dn_agwidth = cpu_to_le32(bmp->db_agwidth);
292         dbmp_le->dn_agstart = cpu_to_le32(bmp->db_agstart);
293         dbmp_le->dn_agl2size = cpu_to_le32(bmp->db_agl2size);
294         for (i = 0; i < MAXAG; i++)
295                 dbmp_le->dn_agfree[i] = cpu_to_le64(bmp->db_agfree[i]);
296         dbmp_le->dn_agsize = cpu_to_le64(bmp->db_agsize);
297         dbmp_le->dn_maxfreebud = bmp->db_maxfreebud;
298
299         /* write the buffer */
300         write_metapage(mp);
301
302         /*
303          * write out dirty pages of bmap
304          */
305         filemap_write_and_wait(ipbmap->i_mapping);
306
307         diWriteSpecial(ipbmap, 0);
308
309         return (0);
310 }
311
312
313 /*
314  * NAME:        dbFree()
315  *
316  * FUNCTION:    free the specified block range from the working block
317  *              allocation map.
318  *
319  *              the blocks will be free from the working map one dmap
320  *              at a time.
321  *
322  * PARAMETERS:
323  *      ip      - pointer to in-core inode;
324  *      blkno   - starting block number to be freed.
325  *      nblocks - number of blocks to be freed.
326  *
327  * RETURN VALUES:
328  *      0       - success
329  *      -EIO    - i/o error
330  */
331 int dbFree(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks)
332 {
333         struct metapage *mp;
334         struct dmap *dp;
335         int nb, rc;
336         s64 lblkno, rem;
337         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
338         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
339
340         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
341
342         /* block to be freed better be within the mapsize. */
343         if (unlikely((blkno == 0) || (blkno + nblocks > bmp->db_mapsize))) {
344                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
345                 printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, nblocks = %Lx\n",
346                        (unsigned long long) blkno,
347                        (unsigned long long) nblocks);
348                 jfs_error(ip->i_sb,
349                           "dbFree: block to be freed is outside the map");
350                 return -EIO;
351         }
352
353         /*
354          * free the blocks a dmap at a time.
355          */
356         mp = NULL;
357         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nb, blkno += nb) {
358                 /* release previous dmap if any */
359                 if (mp) {
360                         write_metapage(mp);
361                 }
362
363                 /* get the buffer for the current dmap. */
364                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
365                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
366                 if (mp == NULL) {
367                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
368                         return -EIO;
369                 }
370                 dp = (struct dmap *) mp->data;
371
372                 /* determine the number of blocks to be freed from
373                  * this dmap.
374                  */
375                 nb = min(rem, BPERDMAP - (blkno & (BPERDMAP - 1)));
376
377                 /* free the blocks. */
378                 if ((rc = dbFreeDmap(bmp, dp, blkno, nb))) {
379                         jfs_error(ip->i_sb, "dbFree: error in block map\n");
380                         release_metapage(mp);
381                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
382                         return (rc);
383                 }
384         }
385
386         /* write the last buffer. */
387         write_metapage(mp);
388
389         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
390
391         return (0);
392 }
393
394
395 /*
396  * NAME:        dbUpdatePMap()
397  *
398  * FUNCTION:    update the allocation state (free or allocate) of the
399  *              specified block range in the persistent block allocation map.
400  *
401  *              the blocks will be updated in the persistent map one
402  *              dmap at a time.
403  *
404  * PARAMETERS:
405  *      ipbmap  - pointer to in-core inode for the block map.
406  *      free    - 'true' if block range is to be freed from the persistent
407  *                map; 'false' if it is to be allocated.
408  *      blkno   - starting block number of the range.
409  *      nblocks - number of contiguous blocks in the range.
410  *      tblk    - transaction block;
411  *
412  * RETURN VALUES:
413  *      0       - success
414  *      -EIO    - i/o error
415  */
416 int
417 dbUpdatePMap(struct inode *ipbmap,
418              int free, s64 blkno, s64 nblocks, struct tblock * tblk)
419 {
420         int nblks, dbitno, wbitno, rbits;
421         int word, nbits, nwords;
422         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
423         s64 lblkno, rem, lastlblkno;
424         u32 mask;
425         struct dmap *dp;
426         struct metapage *mp;
427         struct jfs_log *log;
428         int lsn, difft, diffp;
429         unsigned long flags;
430
431         /* the blocks better be within the mapsize. */
432         if (blkno + nblocks > bmp->db_mapsize) {
433                 printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, nblocks = %Lx\n",
434                        (unsigned long long) blkno,
435                        (unsigned long long) nblocks);
436                 jfs_error(ipbmap->i_sb,
437                           "dbUpdatePMap: blocks are outside the map");
438                 return -EIO;
439         }
440
441         /* compute delta of transaction lsn from log syncpt */
442         lsn = tblk->lsn;
443         log = (struct jfs_log *) JFS_SBI(tblk->sb)->log;
444         logdiff(difft, lsn, log);
445
446         /*
447          * update the block state a dmap at a time.
448          */
449         mp = NULL;
450         lastlblkno = 0;
451         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nblks, blkno += nblks) {
452                 /* get the buffer for the current dmap. */
453                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
454                 if (lblkno != lastlblkno) {
455                         if (mp) {
456                                 write_metapage(mp);
457                         }
458
459                         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE,
460                                            0);
461                         if (mp == NULL)
462                                 return -EIO;
463                         metapage_wait_for_io(mp);
464                 }
465                 dp = (struct dmap *) mp->data;
466
467                 /* determine the bit number and word within the dmap of
468                  * the starting block.  also determine how many blocks
469                  * are to be updated within this dmap.
470                  */
471                 dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
472                 word = dbitno >> L2DBWORD;
473                 nblks = min(rem, (s64)BPERDMAP - dbitno);
474
475                 /* update the bits of the dmap words. the first and last
476                  * words may only have a subset of their bits updated. if
477                  * this is the case, we'll work against that word (i.e.
478                  * partial first and/or last) only in a single pass.  a
479                  * single pass will also be used to update all words that
480                  * are to have all their bits updated.
481                  */
482                 for (rbits = nblks; rbits > 0;
483                      rbits -= nbits, dbitno += nbits) {
484                         /* determine the bit number within the word and
485                          * the number of bits within the word.
486                          */
487                         wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
488                         nbits = min(rbits, DBWORD - wbitno);
489
490                         /* check if only part of the word is to be updated. */
491                         if (nbits < DBWORD) {
492                                 /* update (free or allocate) the bits
493                                  * in this word.
494                                  */
495                                 mask =
496                                     (ONES << (DBWORD - nbits) >> wbitno);
497                                 if (free)
498                                         dp->pmap[word] &=
499                                             cpu_to_le32(~mask);
500                                 else
501                                         dp->pmap[word] |=
502                                             cpu_to_le32(mask);
503
504                                 word += 1;
505                         } else {
506                                 /* one or more words are to have all
507                                  * their bits updated.  determine how
508                                  * many words and how many bits.
509                                  */
510                                 nwords = rbits >> L2DBWORD;
511                                 nbits = nwords << L2DBWORD;
512
513                                 /* update (free or allocate) the bits
514                                  * in these words.
515                                  */
516                                 if (free)
517                                         memset(&dp->pmap[word], 0,
518                                                nwords * 4);
519                                 else
520                                         memset(&dp->pmap[word], (int) ONES,
521                                                nwords * 4);
522
523                                 word += nwords;
524                         }
525                 }
526
527                 /*
528                  * update dmap lsn
529                  */
530                 if (lblkno == lastlblkno)
531                         continue;
532
533                 lastlblkno = lblkno;
534
535                 LOGSYNC_LOCK(log, flags);
536                 if (mp->lsn != 0) {
537                         /* inherit older/smaller lsn */
538                         logdiff(diffp, mp->lsn, log);
539                         if (difft < diffp) {
540                                 mp->lsn = lsn;
541
542                                 /* move bp after tblock in logsync list */
543                                 list_move(&mp->synclist, &tblk->synclist);
544                         }
545
546                         /* inherit younger/larger clsn */
547                         logdiff(difft, tblk->clsn, log);
548                         logdiff(diffp, mp->clsn, log);
549                         if (difft > diffp)
550                                 mp->clsn = tblk->clsn;
551                 } else {
552                         mp->log = log;
553                         mp->lsn = lsn;
554
555                         /* insert bp after tblock in logsync list */
556                         log->count++;
557                         list_add(&mp->synclist, &tblk->synclist);
558
559                         mp->clsn = tblk->clsn;
560                 }
561                 LOGSYNC_UNLOCK(log, flags);
562         }
563
564         /* write the last buffer. */
565         if (mp) {
566                 write_metapage(mp);
567         }
568
569         return (0);
570 }
571
572
573 /*
574  * NAME:        dbNextAG()
575  *
576  * FUNCTION:    find the preferred allocation group for new allocations.
577  *
578  *              Within the allocation groups, we maintain a preferred
579  *              allocation group which consists of a group with at least
580  *              average free space.  It is the preferred group that we target
581  *              new inode allocation towards.  The tie-in between inode
582  *              allocation and block allocation occurs as we allocate the
583  *              first (data) block of an inode and specify the inode (block)
584  *              as the allocation hint for this block.
585  *
586  *              We try to avoid having more than one open file growing in
587  *              an allocation group, as this will lead to fragmentation.
588  *              This differs from the old OS/2 method of trying to keep
589  *              empty ags around for large allocations.
590  *
591  * PARAMETERS:
592  *      ipbmap  - pointer to in-core inode for the block map.
593  *
594  * RETURN VALUES:
595  *      the preferred allocation group number.
596  */
597 int dbNextAG(struct inode *ipbmap)
598 {
599         s64 avgfree;
600         int agpref;
601         s64 hwm = 0;
602         int i;
603         int next_best = -1;
604         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
605
606         BMAP_LOCK(bmp);
607
608         /* determine the average number of free blocks within the ags. */
609         avgfree = (u32)bmp->db_nfree / bmp->db_numag;
610
611         /*
612          * if the current preferred ag does not have an active allocator
613          * and has at least average freespace, return it
614          */
615         agpref = bmp->db_agpref;
616         if ((atomic_read(&bmp->db_active[agpref]) == 0) &&
617             (bmp->db_agfree[agpref] >= avgfree))
618                 goto unlock;
619
620         /* From the last preferred ag, find the next one with at least
621          * average free space.
622          */
623         for (i = 0 ; i < bmp->db_numag; i++, agpref++) {
624                 if (agpref == bmp->db_numag)
625                         agpref = 0;
626
627                 if (atomic_read(&bmp->db_active[agpref]))
628                         /* open file is currently growing in this ag */
629                         continue;
630                 if (bmp->db_agfree[agpref] >= avgfree) {
631                         /* Return this one */
632                         bmp->db_agpref = agpref;
633                         goto unlock;
634                 } else if (bmp->db_agfree[agpref] > hwm) {
635                         /* Less than avg. freespace, but best so far */
636                         hwm = bmp->db_agfree[agpref];
637                         next_best = agpref;
638                 }
639         }
640
641         /*
642          * If no inactive ag was found with average freespace, use the
643          * next best
644          */
645         if (next_best != -1)
646                 bmp->db_agpref = next_best;
647         /* else leave db_agpref unchanged */
648 unlock:
649         BMAP_UNLOCK(bmp);
650
651         /* return the preferred group.
652          */
653         return (bmp->db_agpref);
654 }
655
656 /*
657  * NAME:        dbAlloc()
658  *
659  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous free
660  *              blocks from the working allocation block map.
661  *
662  *              the block allocation policy uses hints and a multi-step
663  *              approach.
664  *
665  *              for allocation requests smaller than the number of blocks
666  *              per dmap, we first try to allocate the new blocks
667  *              immediately following the hint.  if these blocks are not
668  *              available, we try to allocate blocks near the hint.  if
669  *              no blocks near the hint are available, we next try to
670  *              allocate within the same dmap as contains the hint.
671  *
672  *              if no blocks are available in the dmap or the allocation
673  *              request is larger than the dmap size, we try to allocate
674  *              within the same allocation group as contains the hint. if
675  *              this does not succeed, we finally try to allocate anywhere
676  *              within the aggregate.
677  *
678  *              we also try to allocate anywhere within the aggregate for
679  *              for allocation requests larger than the allocation group
680  *              size or requests that specify no hint value.
681  *
682  * PARAMETERS:
683  *      ip      - pointer to in-core inode;
684  *      hint    - allocation hint.
685  *      nblocks - number of contiguous blocks in the range.
686  *      results - on successful return, set to the starting block number
687  *                of the newly allocated contiguous range.
688  *
689  * RETURN VALUES:
690  *      0       - success
691  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
692  *      -EIO    - i/o error
693  */
694 int dbAlloc(struct inode *ip, s64 hint, s64 nblocks, s64 * results)
695 {
696         int rc, agno;
697         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
698         struct bmap *bmp;
699         struct metapage *mp;
700         s64 lblkno, blkno;
701         struct dmap *dp;
702         int l2nb;
703         s64 mapSize;
704         int writers;
705
706         /* assert that nblocks is valid */
707         assert(nblocks > 0);
708
709         /* get the log2 number of blocks to be allocated.
710          * if the number of blocks is not a log2 multiple,
711          * it will be rounded up to the next log2 multiple.
712          */
713         l2nb = BLKSTOL2(nblocks);
714
715         bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
716
717         mapSize = bmp->db_mapsize;
718
719         /* the hint should be within the map */
720         if (hint >= mapSize) {
721                 jfs_error(ip->i_sb, "dbAlloc: the hint is outside the map");
722                 return -EIO;
723         }
724
725         /* if the number of blocks to be allocated is greater than the
726          * allocation group size, try to allocate anywhere.
727          */
728         if (l2nb > bmp->db_agl2size) {
729                 IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
730
731                 rc = dbAllocAny(bmp, nblocks, l2nb, results);
732
733                 goto write_unlock;
734         }
735
736         /*
737          * If no hint, let dbNextAG recommend an allocation group
738          */
739         if (hint == 0)
740                 goto pref_ag;
741
742         /* we would like to allocate close to the hint.  adjust the
743          * hint to the block following the hint since the allocators
744          * will start looking for free space starting at this point.
745          */
746         blkno = hint + 1;
747
748         if (blkno >= bmp->db_mapsize)
749                 goto pref_ag;
750
751         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
752
753         /* check if blkno crosses over into a new allocation group.
754          * if so, check if we should allow allocations within this
755          * allocation group.
756          */
757         if ((blkno & (bmp->db_agsize - 1)) == 0)
758                 /* check if the AG is currenly being written to.
759                  * if so, call dbNextAG() to find a non-busy
760                  * AG with sufficient free space.
761                  */
762                 if (atomic_read(&bmp->db_active[agno]))
763                         goto pref_ag;
764
765         /* check if the allocation request size can be satisfied from a
766          * single dmap.  if so, try to allocate from the dmap containing
767          * the hint using a tiered strategy.
768          */
769         if (nblocks <= BPERDMAP) {
770                 IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
771
772                 /* get the buffer for the dmap containing the hint.
773                  */
774                 rc = -EIO;
775                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
776                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
777                 if (mp == NULL)
778                         goto read_unlock;
779
780                 dp = (struct dmap *) mp->data;
781
782                 /* first, try to satisfy the allocation request with the
783                  * blocks beginning at the hint.
784                  */
785                 if ((rc = dbAllocNext(bmp, dp, blkno, (int) nblocks))
786                     != -ENOSPC) {
787                         if (rc == 0) {
788                                 *results = blkno;
789                                 mark_metapage_dirty(mp);
790                         }
791
792                         release_metapage(mp);
793                         goto read_unlock;
794                 }
795
796                 writers = atomic_read(&bmp->db_active[agno]);
797                 if ((writers > 1) ||
798                     ((writers == 1) && (JFS_IP(ip)->active_ag != agno))) {
799                         /*
800                          * Someone else is writing in this allocation
801                          * group.  To avoid fragmenting, try another ag
802                          */
803                         release_metapage(mp);
804                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
805                         goto pref_ag;
806                 }
807
808                 /* next, try to satisfy the allocation request with blocks
809                  * near the hint.
810                  */
811                 if ((rc =
812                      dbAllocNear(bmp, dp, blkno, (int) nblocks, l2nb, results))
813                     != -ENOSPC) {
814                         if (rc == 0)
815                                 mark_metapage_dirty(mp);
816
817                         release_metapage(mp);
818                         goto read_unlock;
819                 }
820
821                 /* try to satisfy the allocation request with blocks within
822                  * the same dmap as the hint.
823                  */
824                 if ((rc = dbAllocDmapLev(bmp, dp, (int) nblocks, l2nb, results))
825                     != -ENOSPC) {
826                         if (rc == 0)
827                                 mark_metapage_dirty(mp);
828
829                         release_metapage(mp);
830                         goto read_unlock;
831                 }
832
833                 release_metapage(mp);
834                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
835         }
836
837         /* try to satisfy the allocation request with blocks within
838          * the same allocation group as the hint.
839          */
840         IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
841         if ((rc = dbAllocAG(bmp, agno, nblocks, l2nb, results)) != -ENOSPC)
842                 goto write_unlock;
843
844         IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
845
846
847       pref_ag:
848         /*
849          * Let dbNextAG recommend a preferred allocation group
850          */
851         agno = dbNextAG(ipbmap);
852         IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
853
854         /* Try to allocate within this allocation group.  if that fails, try to
855          * allocate anywhere in the map.
856          */
857         if ((rc = dbAllocAG(bmp, agno, nblocks, l2nb, results)) == -ENOSPC)
858                 rc = dbAllocAny(bmp, nblocks, l2nb, results);
859
860       write_unlock:
861         IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
862
863         return (rc);
864
865       read_unlock:
866         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
867
868         return (rc);
869 }
870
871 #ifdef _NOTYET
872 /*
873  * NAME:        dbAllocExact()
874  *
875  * FUNCTION:    try to allocate the requested extent;
876  *
877  * PARAMETERS:
878  *      ip      - pointer to in-core inode;
879  *      blkno   - extent address;
880  *      nblocks - extent length;
881  *
882  * RETURN VALUES:
883  *      0       - success
884  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
885  *      -EIO    - i/o error
886  */
887 int dbAllocExact(struct inode *ip, s64 blkno, int nblocks)
888 {
889         int rc;
890         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
891         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
892         struct dmap *dp;
893         s64 lblkno;
894         struct metapage *mp;
895
896         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
897
898         /*
899          * validate extent request:
900          *
901          * note: defragfs policy:
902          *  max 64 blocks will be moved.
903          *  allocation request size must be satisfied from a single dmap.
904          */
905         if (nblocks <= 0 || nblocks > BPERDMAP || blkno >= bmp->db_mapsize) {
906                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
907                 return -EINVAL;
908         }
909
910         if (nblocks > ((s64) 1 << bmp->db_maxfreebud)) {
911                 /* the free space is no longer available */
912                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
913                 return -ENOSPC;
914         }
915
916         /* read in the dmap covering the extent */
917         lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
918         mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
919         if (mp == NULL) {
920                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
921                 return -EIO;
922         }
923         dp = (struct dmap *) mp->data;
924
925         /* try to allocate the requested extent */
926         rc = dbAllocNext(bmp, dp, blkno, nblocks);
927
928         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
929
930         if (rc == 0)
931                 mark_metapage_dirty(mp);
932
933         release_metapage(mp);
934
935         return (rc);
936 }
937 #endif /* _NOTYET */
938
939 /*
940  * NAME:        dbReAlloc()
941  *
942  * FUNCTION:    attempt to extend a current allocation by a specified
943  *              number of blocks.
944  *
945  *              this routine attempts to satisfy the allocation request
946  *              by first trying to extend the existing allocation in
947  *              place by allocating the additional blocks as the blocks
948  *              immediately following the current allocation.  if these
949  *              blocks are not available, this routine will attempt to
950  *              allocate a new set of contiguous blocks large enough
951  *              to cover the existing allocation plus the additional
952  *              number of blocks required.
953  *
954  * PARAMETERS:
955  *      ip          -  pointer to in-core inode requiring allocation.
956  *      blkno       -  starting block of the current allocation.
957  *      nblocks     -  number of contiguous blocks within the current
958  *                     allocation.
959  *      addnblocks  -  number of blocks to add to the allocation.
960  *      results -      on successful return, set to the starting block number
961  *                     of the existing allocation if the existing allocation
962  *                     was extended in place or to a newly allocated contiguous
963  *                     range if the existing allocation could not be extended
964  *                     in place.
965  *
966  * RETURN VALUES:
967  *      0       - success
968  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
969  *      -EIO    - i/o error
970  */
971 int
972 dbReAlloc(struct inode *ip,
973           s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks, s64 * results)
974 {
975         int rc;
976
977         /* try to extend the allocation in place.
978          */
979         if ((rc = dbExtend(ip, blkno, nblocks, addnblocks)) == 0) {
980                 *results = blkno;
981                 return (0);
982         } else {
983                 if (rc != -ENOSPC)
984                         return (rc);
985         }
986
987         /* could not extend the allocation in place, so allocate a
988          * new set of blocks for the entire request (i.e. try to get
989          * a range of contiguous blocks large enough to cover the
990          * existing allocation plus the additional blocks.)
991          */
992         return (dbAlloc
993                 (ip, blkno + nblocks - 1, addnblocks + nblocks, results));
994 }
995
996
997 /*
998  * NAME:        dbExtend()
999  *
1000  * FUNCTION:    attempt to extend a current allocation by a specified
1001  *              number of blocks.
1002  *
1003  *              this routine attempts to satisfy the allocation request
1004  *              by first trying to extend the existing allocation in
1005  *              place by allocating the additional blocks as the blocks
1006  *              immediately following the current allocation.
1007  *
1008  * PARAMETERS:
1009  *      ip          -  pointer to in-core inode requiring allocation.
1010  *      blkno       -  starting block of the current allocation.
1011  *      nblocks     -  number of contiguous blocks within the current
1012  *                     allocation.
1013  *      addnblocks  -  number of blocks to add to the allocation.
1014  *
1015  * RETURN VALUES:
1016  *      0       - success
1017  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1018  *      -EIO    - i/o error
1019  */
1020 static int dbExtend(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks)
1021 {
1022         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ip->i_sb);
1023         s64 lblkno, lastblkno, extblkno;
1024         uint rel_block;
1025         struct metapage *mp;
1026         struct dmap *dp;
1027         int rc;
1028         struct inode *ipbmap = sbi->ipbmap;
1029         struct bmap *bmp;
1030
1031         /*
1032          * We don't want a non-aligned extent to cross a page boundary
1033          */
1034         if (((rel_block = blkno & (sbi->nbperpage - 1))) &&
1035             (rel_block + nblocks + addnblocks > sbi->nbperpage))
1036                 return -ENOSPC;
1037
1038         /* get the last block of the current allocation */
1039         lastblkno = blkno + nblocks - 1;
1040
1041         /* determine the block number of the block following
1042          * the existing allocation.
1043          */
1044         extblkno = lastblkno + 1;
1045
1046         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
1047
1048         /* better be within the file system */
1049         bmp = sbi->bmap;
1050         if (lastblkno < 0 || lastblkno >= bmp->db_mapsize) {
1051                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1052                 jfs_error(ip->i_sb,
1053                           "dbExtend: the block is outside the filesystem");
1054                 return -EIO;
1055         }
1056
1057         /* we'll attempt to extend the current allocation in place by
1058          * allocating the additional blocks as the blocks immediately
1059          * following the current allocation.  we only try to extend the
1060          * current allocation in place if the number of additional blocks
1061          * can fit into a dmap, the last block of the current allocation
1062          * is not the last block of the file system, and the start of the
1063          * inplace extension is not on an allocation group boundary.
1064          */
1065         if (addnblocks > BPERDMAP || extblkno >= bmp->db_mapsize ||
1066             (extblkno & (bmp->db_agsize - 1)) == 0) {
1067                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1068                 return -ENOSPC;
1069         }
1070
1071         /* get the buffer for the dmap containing the first block
1072          * of the extension.
1073          */
1074         lblkno = BLKTODMAP(extblkno, bmp->db_l2nbperpage);
1075         mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1076         if (mp == NULL) {
1077                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1078                 return -EIO;
1079         }
1080
1081         dp = (struct dmap *) mp->data;
1082
1083         /* try to allocate the blocks immediately following the
1084          * current allocation.
1085          */
1086         rc = dbAllocNext(bmp, dp, extblkno, (int) addnblocks);
1087
1088         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1089
1090         /* were we successful ? */
1091         if (rc == 0)
1092                 write_metapage(mp);
1093         else
1094                 /* we were not successful */
1095                 release_metapage(mp);
1096
1097
1098         return (rc);
1099 }
1100
1101
1102 /*
1103  * NAME:        dbAllocNext()
1104  *
1105  * FUNCTION:    attempt to allocate the blocks of the specified block
1106  *              range within a dmap.
1107  *
1108  * PARAMETERS:
1109  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1110  *      dp      -  pointer to dmap.
1111  *      blkno   -  starting block number of the range.
1112  *      nblocks -  number of contiguous free blocks of the range.
1113  *
1114  * RETURN VALUES:
1115  *      0       - success
1116  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1117  *      -EIO    - i/o error
1118  *
1119  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1120  */
1121 static int dbAllocNext(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
1122                        int nblocks)
1123 {
1124         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw;
1125         int l2size;
1126         s8 *leaf;
1127         u32 mask;
1128
1129         if (dp->tree.leafidx != cpu_to_le32(LEAFIND)) {
1130                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1131                           "dbAllocNext: Corrupt dmap page");
1132                 return -EIO;
1133         }
1134
1135         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree.
1136          */
1137         leaf = dp->tree.stree + le32_to_cpu(dp->tree.leafidx);
1138
1139         /* determine the bit number and word within the dmap of the
1140          * starting block.
1141          */
1142         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
1143         word = dbitno >> L2DBWORD;
1144
1145         /* check if the specified block range is contained within
1146          * this dmap.
1147          */
1148         if (dbitno + nblocks > BPERDMAP)
1149                 return -ENOSPC;
1150
1151         /* check if the starting leaf indicates that anything
1152          * is free.
1153          */
1154         if (leaf[word] == NOFREE)
1155                 return -ENOSPC;
1156
1157         /* check the dmaps words corresponding to block range to see
1158          * if the block range is free.  not all bits of the first and
1159          * last words may be contained within the block range.  if this
1160          * is the case, we'll work against those words (i.e. partial first
1161          * and/or last) on an individual basis (a single pass) and examine
1162          * the actual bits to determine if they are free.  a single pass
1163          * will be used for all dmap words fully contained within the
1164          * specified range.  within this pass, the leaves of the dmap
1165          * tree will be examined to determine if the blocks are free. a
1166          * single leaf may describe the free space of multiple dmap
1167          * words, so we may visit only a subset of the actual leaves
1168          * corresponding to the dmap words of the block range.
1169          */
1170         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
1171                 /* determine the bit number within the word and
1172                  * the number of bits within the word.
1173                  */
1174                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
1175                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
1176
1177                 /* check if only part of the word is to be examined.
1178                  */
1179                 if (nb < DBWORD) {
1180                         /* check if the bits are free.
1181                          */
1182                         mask = (ONES << (DBWORD - nb) >> wbitno);
1183                         if ((mask & ~le32_to_cpu(dp->wmap[word])) != mask)
1184                                 return -ENOSPC;
1185
1186                         word += 1;
1187                 } else {
1188                         /* one or more dmap words are fully contained
1189                          * within the block range.  determine how many
1190                          * words and how many bits.
1191                          */
1192                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
1193                         nb = nwords << L2DBWORD;
1194
1195                         /* now examine the appropriate leaves to determine
1196                          * if the blocks are free.
1197                          */
1198                         while (nwords > 0) {
1199                                 /* does the leaf describe any free space ?
1200                                  */
1201                                 if (leaf[word] < BUDMIN)
1202                                         return -ENOSPC;
1203
1204                                 /* determine the l2 number of bits provided
1205                                  * by this leaf.
1206                                  */
1207                                 l2size =
1208                                     min((int)leaf[word], NLSTOL2BSZ(nwords));
1209
1210                                 /* determine how many words were handled.
1211                                  */
1212                                 nw = BUDSIZE(l2size, BUDMIN);
1213
1214                                 nwords -= nw;
1215                                 word += nw;
1216                         }
1217                 }
1218         }
1219
1220         /* allocate the blocks.
1221          */
1222         return (dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks));
1223 }
1224
1225
1226 /*
1227  * NAME:        dbAllocNear()
1228  *
1229  * FUNCTION:    attempt to allocate a number of contiguous free blocks near
1230  *              a specified block (hint) within a dmap.
1231  *
1232  *              starting with the dmap leaf that covers the hint, we'll
1233  *              check the next four contiguous leaves for sufficient free
1234  *              space.  if sufficient free space is found, we'll allocate
1235  *              the desired free space.
1236  *
1237  * PARAMETERS:
1238  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1239  *      dp      -  pointer to dmap.
1240  *      blkno   -  block number to allocate near.
1241  *      nblocks -  actual number of contiguous free blocks desired.
1242  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1243  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1244  *                 of the newly allocated range.
1245  *
1246  * RETURN VALUES:
1247  *      0       - success
1248  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1249  *      -EIO    - i/o error
1250  *
1251  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1252  */
1253 static int
1254 dbAllocNear(struct bmap * bmp,
1255             struct dmap * dp, s64 blkno, int nblocks, int l2nb, s64 * results)
1256 {
1257         int word, lword, rc;
1258         s8 *leaf;
1259
1260         if (dp->tree.leafidx != cpu_to_le32(LEAFIND)) {
1261                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1262                           "dbAllocNear: Corrupt dmap page");
1263                 return -EIO;
1264         }
1265
1266         leaf = dp->tree.stree + le32_to_cpu(dp->tree.leafidx);
1267
1268         /* determine the word within the dmap that holds the hint
1269          * (i.e. blkno).  also, determine the last word in the dmap
1270          * that we'll include in our examination.
1271          */
1272         word = (blkno & (BPERDMAP - 1)) >> L2DBWORD;
1273         lword = min(word + 4, LPERDMAP);
1274
1275         /* examine the leaves for sufficient free space.
1276          */
1277         for (; word < lword; word++) {
1278                 /* does the leaf describe sufficient free space ?
1279                  */
1280                 if (leaf[word] < l2nb)
1281                         continue;
1282
1283                 /* determine the block number within the file system
1284                  * of the first block described by this dmap word.
1285                  */
1286                 blkno = le64_to_cpu(dp->start) + (word << L2DBWORD);
1287
1288                 /* if not all bits of the dmap word are free, get the
1289                  * starting bit number within the dmap word of the required
1290                  * string of free bits and adjust the block number with the
1291                  * value.
1292                  */
1293                 if (leaf[word] < BUDMIN)
1294                         blkno +=
1295                             dbFindBits(le32_to_cpu(dp->wmap[word]), l2nb);
1296
1297                 /* allocate the blocks.
1298                  */
1299                 if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks)) == 0)
1300                         *results = blkno;
1301
1302                 return (rc);
1303         }
1304
1305         return -ENOSPC;
1306 }
1307
1308
1309 /*
1310  * NAME:        dbAllocAG()
1311  *
1312  * FUNCTION:    attempt to allocate the specified number of contiguous
1313  *              free blocks within the specified allocation group.
1314  *
1315  *              unless the allocation group size is equal to the number
1316  *              of blocks per dmap, the dmap control pages will be used to
1317  *              find the required free space, if available.  we start the
1318  *              search at the highest dmap control page level which
1319  *              distinctly describes the allocation group's free space
1320  *              (i.e. the highest level at which the allocation group's
1321  *              free space is not mixed in with that of any other group).
1322  *              in addition, we start the search within this level at a
1323  *              height of the dmapctl dmtree at which the nodes distinctly
1324  *              describe the allocation group's free space.  at this height,
1325  *              the allocation group's free space may be represented by 1
1326  *              or two sub-trees, depending on the allocation group size.
1327  *              we search the top nodes of these subtrees left to right for
1328  *              sufficient free space.  if sufficient free space is found,
1329  *              the subtree is searched to find the leftmost leaf that
1330  *              has free space.  once we have made it to the leaf, we
1331  *              move the search to the next lower level dmap control page
1332  *              corresponding to this leaf.  we continue down the dmap control
1333  *              pages until we find the dmap that contains or starts the
1334  *              sufficient free space and we allocate at this dmap.
1335  *
1336  *              if the allocation group size is equal to the dmap size,
1337  *              we'll start at the dmap corresponding to the allocation
1338  *              group and attempt the allocation at this level.
1339  *
1340  *              the dmap control page search is also not performed if the
1341  *              allocation group is completely free and we go to the first
1342  *              dmap of the allocation group to do the allocation.  this is
1343  *              done because the allocation group may be part (not the first
1344  *              part) of a larger binary buddy system, causing the dmap
1345  *              control pages to indicate no free space (NOFREE) within
1346  *              the allocation group.
1347  *
1348  * PARAMETERS:
1349  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1350  *      agno    - allocation group number.
1351  *      nblocks -  actual number of contiguous free blocks desired.
1352  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1353  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1354  *                 of the newly allocated range.
1355  *
1356  * RETURN VALUES:
1357  *      0       - success
1358  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1359  *      -EIO    - i/o error
1360  *
1361  * note: IWRITE_LOCK(ipmap) held on entry/exit;
1362  */
1363 static int
1364 dbAllocAG(struct bmap * bmp, int agno, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results)
1365 {
1366         struct metapage *mp;
1367         struct dmapctl *dcp;
1368         int rc, ti, i, k, m, n, agperlev;
1369         s64 blkno, lblkno;
1370         int budmin;
1371
1372         /* allocation request should not be for more than the
1373          * allocation group size.
1374          */
1375         if (l2nb > bmp->db_agl2size) {
1376                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1377                           "dbAllocAG: allocation request is larger than the "
1378                           "allocation group size");
1379                 return -EIO;
1380         }
1381
1382         /* determine the starting block number of the allocation
1383          * group.
1384          */
1385         blkno = (s64) agno << bmp->db_agl2size;
1386
1387         /* check if the allocation group size is the minimum allocation
1388          * group size or if the allocation group is completely free. if
1389          * the allocation group size is the minimum size of BPERDMAP (i.e.
1390          * 1 dmap), there is no need to search the dmap control page (below)
1391          * that fully describes the allocation group since the allocation
1392          * group is already fully described by a dmap.  in this case, we
1393          * just call dbAllocCtl() to search the dmap tree and allocate the
1394          * required space if available.
1395          *
1396          * if the allocation group is completely free, dbAllocCtl() is
1397          * also called to allocate the required space.  this is done for
1398          * two reasons.  first, it makes no sense searching the dmap control
1399          * pages for free space when we know that free space exists.  second,
1400          * the dmap control pages may indicate that the allocation group
1401          * has no free space if the allocation group is part (not the first
1402          * part) of a larger binary buddy system.
1403          */
1404         if (bmp->db_agsize == BPERDMAP
1405             || bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize) {
1406                 rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1407                 if ((rc == -ENOSPC) &&
1408                     (bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize)) {
1409                         printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, blocks = %Lx\n",
1410                                (unsigned long long) blkno,
1411                                (unsigned long long) nblocks);
1412                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1413                                   "dbAllocAG: dbAllocCtl failed in free AG");
1414                 }
1415                 return (rc);
1416         }
1417
1418         /* the buffer for the dmap control page that fully describes the
1419          * allocation group.
1420          */
1421         lblkno = BLKTOCTL(blkno, bmp->db_l2nbperpage, bmp->db_aglevel);
1422         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1423         if (mp == NULL)
1424                 return -EIO;
1425         dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
1426         budmin = dcp->budmin;
1427
1428         if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
1429                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1430                           "dbAllocAG: Corrupt dmapctl page");
1431                 release_metapage(mp);
1432                 return -EIO;
1433         }
1434
1435         /* search the subtree(s) of the dmap control page that describes
1436          * the allocation group, looking for sufficient free space.  to begin,
1437          * determine how many allocation groups are represented in a dmap
1438          * control page at the control page level (i.e. L0, L1, L2) that
1439          * fully describes an allocation group. next, determine the starting
1440          * tree index of this allocation group within the control page.
1441          */
1442         agperlev =
1443             (1 << (L2LPERCTL - (bmp->db_agheigth << 1))) / bmp->db_agwidth;
1444         ti = bmp->db_agstart + bmp->db_agwidth * (agno & (agperlev - 1));
1445
1446         /* dmap control page trees fan-out by 4 and a single allocation
1447          * group may be described by 1 or 2 subtrees within the ag level
1448          * dmap control page, depending upon the ag size. examine the ag's
1449          * subtrees for sufficient free space, starting with the leftmost
1450          * subtree.
1451          */
1452         for (i = 0; i < bmp->db_agwidth; i++, ti++) {
1453                 /* is there sufficient free space ?
1454                  */
1455                 if (l2nb > dcp->stree[ti])
1456                         continue;
1457
1458                 /* sufficient free space found in a subtree. now search down
1459                  * the subtree to find the leftmost leaf that describes this
1460                  * free space.
1461                  */
1462                 for (k = bmp->db_agheigth; k > 0; k--) {
1463                         for (n = 0, m = (ti << 2) + 1; n < 4; n++) {
1464                                 if (l2nb <= dcp->stree[m + n]) {
1465                                         ti = m + n;
1466                                         break;
1467                                 }
1468                         }
1469                         if (n == 4) {
1470                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1471                                           "dbAllocAG: failed descending stree");
1472                                 release_metapage(mp);
1473                                 return -EIO;
1474                         }
1475                 }
1476
1477                 /* determine the block number within the file system
1478                  * that corresponds to this leaf.
1479                  */
1480                 if (bmp->db_aglevel == 2)
1481                         blkno = 0;
1482                 else if (bmp->db_aglevel == 1)
1483                         blkno &= ~(MAXL1SIZE - 1);
1484                 else            /* bmp->db_aglevel == 0 */
1485                         blkno &= ~(MAXL0SIZE - 1);
1486
1487                 blkno +=
1488                     ((s64) (ti - le32_to_cpu(dcp->leafidx))) << budmin;
1489
1490                 /* release the buffer in preparation for going down
1491                  * the next level of dmap control pages.
1492                  */
1493                 release_metapage(mp);
1494
1495                 /* check if we need to continue to search down the lower
1496                  * level dmap control pages.  we need to if the number of
1497                  * blocks required is less than maximum number of blocks
1498                  * described at the next lower level.
1499                  */
1500                 if (l2nb < budmin) {
1501
1502                         /* search the lower level dmap control pages to get
1503                          * the starting block number of the dmap that
1504                          * contains or starts off the free space.
1505                          */
1506                         if ((rc =
1507                              dbFindCtl(bmp, l2nb, bmp->db_aglevel - 1,
1508                                        &blkno))) {
1509                                 if (rc == -ENOSPC) {
1510                                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1511                                                   "dbAllocAG: control page "
1512                                                   "inconsistent");
1513                                         return -EIO;
1514                                 }
1515                                 return (rc);
1516                         }
1517                 }
1518
1519                 /* allocate the blocks.
1520                  */
1521                 rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1522                 if (rc == -ENOSPC) {
1523                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1524                                   "dbAllocAG: unable to allocate blocks");
1525                         rc = -EIO;
1526                 }
1527                 return (rc);
1528         }
1529
1530         /* no space in the allocation group.  release the buffer and
1531          * return -ENOSPC.
1532          */
1533         release_metapage(mp);
1534
1535         return -ENOSPC;
1536 }
1537
1538
1539 /*
1540  * NAME:        dbAllocAny()
1541  *
1542  * FUNCTION:    attempt to allocate the specified number of contiguous
1543  *              free blocks anywhere in the file system.
1544  *
1545  *              dbAllocAny() attempts to find the sufficient free space by
1546  *              searching down the dmap control pages, starting with the
1547  *              highest level (i.e. L0, L1, L2) control page.  if free space
1548  *              large enough to satisfy the desired free space is found, the
1549  *              desired free space is allocated.
1550  *
1551  * PARAMETERS:
1552  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1553  *      nblocks  -  actual number of contiguous free blocks desired.
1554  *      l2nb     -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1555  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1556  *                 of the newly allocated range.
1557  *
1558  * RETURN VALUES:
1559  *      0       - success
1560  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1561  *      -EIO    - i/o error
1562  *
1563  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1564  */
1565 static int dbAllocAny(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results)
1566 {
1567         int rc;
1568         s64 blkno = 0;
1569
1570         /* starting with the top level dmap control page, search
1571          * down the dmap control levels for sufficient free space.
1572          * if free space is found, dbFindCtl() returns the starting
1573          * block number of the dmap that contains or starts off the
1574          * range of free space.
1575          */
1576         if ((rc = dbFindCtl(bmp, l2nb, bmp->db_maxlevel, &blkno)))
1577                 return (rc);
1578
1579         /* allocate the blocks.
1580          */
1581         rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1582         if (rc == -ENOSPC) {
1583                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1584                           "dbAllocAny: unable to allocate blocks");
1585                 return -EIO;
1586         }
1587         return (rc);
1588 }
1589
1590
1591 /*
1592  * NAME:        dbFindCtl()
1593  *
1594  * FUNCTION:    starting at a specified dmap control page level and block
1595  *              number, search down the dmap control levels for a range of
1596  *              contiguous free blocks large enough to satisfy an allocation
1597  *              request for the specified number of free blocks.
1598  *
1599  *              if sufficient contiguous free blocks are found, this routine
1600  *              returns the starting block number within a dmap page that
1601  *              contains or starts a range of contiqious free blocks that
1602  *              is sufficient in size.
1603  *
1604  * PARAMETERS:
1605  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1606  *      level   -  starting dmap control page level.
1607  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1608  *      *blkno  -  on entry, starting block number for conducting the search.
1609  *                 on successful return, the first block within a dmap page
1610  *                 that contains or starts a range of contiguous free blocks.
1611  *
1612  * RETURN VALUES:
1613  *      0       - success
1614  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1615  *      -EIO    - i/o error
1616  *
1617  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1618  */
1619 static int dbFindCtl(struct bmap * bmp, int l2nb, int level, s64 * blkno)
1620 {
1621         int rc, leafidx, lev;
1622         s64 b, lblkno;
1623         struct dmapctl *dcp;
1624         int budmin;
1625         struct metapage *mp;
1626
1627         /* starting at the specified dmap control page level and block
1628          * number, search down the dmap control levels for the starting
1629          * block number of a dmap page that contains or starts off
1630          * sufficient free blocks.
1631          */
1632         for (lev = level, b = *blkno; lev >= 0; lev--) {
1633                 /* get the buffer of the dmap control page for the block
1634                  * number and level (i.e. L0, L1, L2).
1635                  */
1636                 lblkno = BLKTOCTL(b, bmp->db_l2nbperpage, lev);
1637                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1638                 if (mp == NULL)
1639                         return -EIO;
1640                 dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
1641                 budmin = dcp->budmin;
1642
1643                 if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
1644                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1645                                   "dbFindCtl: Corrupt dmapctl page");
1646                         release_metapage(mp);
1647                         return -EIO;
1648                 }
1649
1650                 /* search the tree within the dmap control page for
1651                  * sufficent free space.  if sufficient free space is found,
1652                  * dbFindLeaf() returns the index of the leaf at which
1653                  * free space was found.
1654                  */
1655                 rc = dbFindLeaf((dmtree_t *) dcp, l2nb, &leafidx);
1656
1657                 /* release the buffer.
1658                  */
1659                 release_metapage(mp);
1660
1661                 /* space found ?
1662                  */
1663                 if (rc) {
1664                         if (lev != level) {
1665                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1666                                           "dbFindCtl: dmap inconsistent");
1667                                 return -EIO;
1668                         }
1669                         return -ENOSPC;
1670                 }
1671
1672                 /* adjust the block number to reflect the location within
1673                  * the dmap control page (i.e. the leaf) at which free
1674                  * space was found.
1675                  */
1676                 b += (((s64) leafidx) << budmin);
1677
1678                 /* we stop the search at this dmap control page level if
1679                  * the number of blocks required is greater than or equal
1680                  * to the maximum number of blocks described at the next
1681                  * (lower) level.
1682                  */
1683                 if (l2nb >= budmin)
1684                         break;
1685         }
1686
1687         *blkno = b;
1688         return (0);
1689 }
1690
1691
1692 /*
1693  * NAME:        dbAllocCtl()
1694  *
1695  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous
1696  *              blocks starting within a specific dmap.
1697  *
1698  *              this routine is called by higher level routines that search
1699  *              the dmap control pages above the actual dmaps for contiguous
1700  *              free space.  the result of successful searches by these
1701  *              routines are the starting block numbers within dmaps, with
1702  *              the dmaps themselves containing the desired contiguous free
1703  *              space or starting a contiguous free space of desired size
1704  *              that is made up of the blocks of one or more dmaps. these
1705  *              calls should not fail due to insufficent resources.
1706  *
1707  *              this routine is called in some cases where it is not known
1708  *              whether it will fail due to insufficient resources.  more
1709  *              specifically, this occurs when allocating from an allocation
1710  *              group whose size is equal to the number of blocks per dmap.
1711  *              in this case, the dmap control pages are not examined prior
1712  *              to calling this routine (to save pathlength) and the call
1713  *              might fail.
1714  *
1715  *              for a request size that fits within a dmap, this routine relies
1716  *              upon the dmap's dmtree to find the requested contiguous free
1717  *              space.  for request sizes that are larger than a dmap, the
1718  *              requested free space will start at the first block of the
1719  *              first dmap (i.e. blkno).
1720  *
1721  * PARAMETERS:
1722  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1723  *      nblocks  -  actual number of contiguous free blocks to allocate.
1724  *      l2nb     -  log2 number of contiguous free blocks to allocate.
1725  *      blkno    -  starting block number of the dmap to start the allocation
1726  *                  from.
1727  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1728  *                 of the newly allocated range.
1729  *
1730  * RETURN VALUES:
1731  *      0       - success
1732  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1733  *      -EIO    - i/o error
1734  *
1735  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1736  */
1737 static int
1738 dbAllocCtl(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 blkno, s64 * results)
1739 {
1740         int rc, nb;
1741         s64 b, lblkno, n;
1742         struct metapage *mp;
1743         struct dmap *dp;
1744
1745         /* check if the allocation request is confined to a single dmap.
1746          */
1747         if (l2nb <= L2BPERDMAP) {
1748                 /* get the buffer for the dmap.
1749                  */
1750                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
1751                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1752                 if (mp == NULL)
1753                         return -EIO;
1754                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1755
1756                 /* try to allocate the blocks.
1757                  */
1758                 rc = dbAllocDmapLev(bmp, dp, (int) nblocks, l2nb, results);
1759                 if (rc == 0)
1760                         mark_metapage_dirty(mp);
1761
1762                 release_metapage(mp);
1763
1764                 return (rc);
1765         }
1766
1767         /* allocation request involving multiple dmaps. it must start on
1768          * a dmap boundary.
1769          */
1770         assert((blkno & (BPERDMAP - 1)) == 0);
1771
1772         /* allocate the blocks dmap by dmap.
1773          */
1774         for (n = nblocks, b = blkno; n > 0; n -= nb, b += nb) {
1775                 /* get the buffer for the dmap.
1776                  */
1777                 lblkno = BLKTODMAP(b, bmp->db_l2nbperpage);
1778                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1779                 if (mp == NULL) {
1780                         rc = -EIO;
1781                         goto backout;
1782                 }
1783                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1784
1785                 /* the dmap better be all free.
1786                  */
1787                 if (dp->tree.stree[ROOT] != L2BPERDMAP) {
1788                         release_metapage(mp);
1789                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1790                                   "dbAllocCtl: the dmap is not all free");
1791                         rc = -EIO;
1792                         goto backout;
1793                 }
1794
1795                 /* determine how many blocks to allocate from this dmap.
1796                  */
1797                 nb = min(n, (s64)BPERDMAP);
1798
1799                 /* allocate the blocks from the dmap.
1800                  */
1801                 if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, b, nb))) {
1802                         release_metapage(mp);
1803                         goto backout;
1804                 }
1805
1806                 /* write the buffer.
1807                  */
1808                 write_metapage(mp);
1809         }
1810
1811         /* set the results (starting block number) and return.
1812          */
1813         *results = blkno;
1814         return (0);
1815
1816         /* something failed in handling an allocation request involving
1817          * multiple dmaps.  we'll try to clean up by backing out any
1818          * allocation that has already happened for this request.  if
1819          * we fail in backing out the allocation, we'll mark the file
1820          * system to indicate that blocks have been leaked.
1821          */
1822       backout:
1823
1824         /* try to backout the allocations dmap by dmap.
1825          */
1826         for (n = nblocks - n, b = blkno; n > 0;
1827              n -= BPERDMAP, b += BPERDMAP) {
1828                 /* get the buffer for this dmap.
1829                  */
1830                 lblkno = BLKTODMAP(b, bmp->db_l2nbperpage);
1831                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1832                 if (mp == NULL) {
1833                         /* could not back out.  mark the file system
1834                          * to indicate that we have leaked blocks.
1835                          */
1836                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1837                                   "dbAllocCtl: I/O Error: Block Leakage.");
1838                         continue;
1839                 }
1840                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1841
1842                 /* free the blocks is this dmap.
1843                  */
1844                 if (dbFreeDmap(bmp, dp, b, BPERDMAP)) {
1845                         /* could not back out.  mark the file system
1846                          * to indicate that we have leaked blocks.
1847                          */
1848                         release_metapage(mp);
1849                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1850                                   "dbAllocCtl: Block Leakage.");
1851                         continue;
1852                 }
1853
1854                 /* write the buffer.
1855                  */
1856                 write_metapage(mp);
1857         }
1858
1859         return (rc);
1860 }
1861
1862
1863 /*
1864  * NAME:        dbAllocDmapLev()
1865  *
1866  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous blocks
1867  *              from a specified dmap.
1868  *
1869  *              this routine checks if the contiguous blocks are available.
1870  *              if so, nblocks of blocks are allocated; otherwise, ENOSPC is
1871  *              returned.
1872  *
1873  * PARAMETERS:
1874  *      mp      -  pointer to bmap descriptor
1875  *      dp      -  pointer to dmap to attempt to allocate blocks from.
1876  *      l2nb    -  log2 number of contiguous block desired.
1877  *      nblocks -  actual number of contiguous block desired.
1878  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1879  *                 of the newly allocated range.
1880  *
1881  * RETURN VALUES:
1882  *      0       - success
1883  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1884  *      -EIO    - i/o error
1885  *
1886  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap), e.g., from dbAlloc(), or
1887  *      IWRITE_LOCK(ipbmap), e.g., dbAllocCtl(), held on entry/exit;
1888  */
1889 static int
1890 dbAllocDmapLev(struct bmap * bmp,
1891                struct dmap * dp, int nblocks, int l2nb, s64 * results)
1892 {
1893         s64 blkno;
1894         int leafidx, rc;
1895
1896         /* can't be more than a dmaps worth of blocks */
1897         assert(l2nb <= L2BPERDMAP);
1898
1899         /* search the tree within the dmap page for sufficient
1900          * free space.  if sufficient free space is found, dbFindLeaf()
1901          * returns the index of the leaf at which free space was found.
1902          */
1903         if (dbFindLeaf((dmtree_t *) & dp->tree, l2nb, &leafidx))
1904                 return -ENOSPC;
1905
1906         /* determine the block number within the file system corresponding
1907          * to the leaf at which free space was found.
1908          */
1909         blkno = le64_to_cpu(dp->start) + (leafidx << L2DBWORD);
1910
1911         /* if not all bits of the dmap word are free, get the starting
1912          * bit number within the dmap word of the required string of free
1913          * bits and adjust the block number with this value.
1914          */
1915         if (dp->tree.stree[leafidx + LEAFIND] < BUDMIN)
1916                 blkno += dbFindBits(le32_to_cpu(dp->wmap[leafidx]), l2nb);
1917
1918         /* allocate the blocks */
1919         if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks)) == 0)
1920                 *results = blkno;
1921
1922         return (rc);
1923 }
1924
1925
1926 /*
1927  * NAME:        dbAllocDmap()
1928  *
1929  * FUNCTION:    adjust the disk allocation map to reflect the allocation
1930  *              of a specified block range within a dmap.
1931  *
1932  *              this routine allocates the specified blocks from the dmap
1933  *              through a call to dbAllocBits(). if the allocation of the
1934  *              block range causes the maximum string of free blocks within
1935  *              the dmap to change (i.e. the value of the root of the dmap's
1936  *              dmtree), this routine will cause this change to be reflected
1937  *              up through the appropriate levels of the dmap control pages
1938  *              by a call to dbAdjCtl() for the L0 dmap control page that
1939  *              covers this dmap.
1940  *
1941  * PARAMETERS:
1942  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1943  *      dp      -  pointer to dmap to allocate the block range from.
1944  *      blkno   -  starting block number of the block to be allocated.
1945  *      nblocks -  number of blocks to be allocated.
1946  *
1947  * RETURN VALUES:
1948  *      0       - success
1949  *      -EIO    - i/o error
1950  *
1951  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1952  */
1953 static int dbAllocDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
1954                        int nblocks)
1955 {
1956         s8 oldroot;
1957         int rc;
1958
1959         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
1960          * of the dmap tree.
1961          */
1962         oldroot = dp->tree.stree[ROOT];
1963
1964         /* allocate the specified (blocks) bits */
1965         dbAllocBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
1966
1967         /* if the root has not changed, done. */
1968         if (dp->tree.stree[ROOT] == oldroot)
1969                 return (0);
1970
1971         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
1972          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
1973          * backout the bit allocation (thus making everything consistent).
1974          */
1975         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, dp->tree.stree[ROOT], 1, 0)))
1976                 dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
1977
1978         return (rc);
1979 }
1980
1981
1982 /*
1983  * NAME:        dbFreeDmap()
1984  *
1985  * FUNCTION:    adjust the disk allocation map to reflect the allocation
1986  *              of a specified block range within a dmap.
1987  *
1988  *              this routine frees the specified blocks from the dmap through
1989  *              a call to dbFreeBits(). if the deallocation of the block range
1990  *              causes the maximum string of free blocks within the dmap to
1991  *              change (i.e. the value of the root of the dmap's dmtree), this
1992  *              routine will cause this change to be reflected up through the
1993  *              appropriate levels of the dmap control pages by a call to
1994  *              dbAdjCtl() for the L0 dmap control page that covers this dmap.
1995  *
1996  * PARAMETERS:
1997  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1998  *      dp      -  pointer to dmap to free the block range from.
1999  *      blkno   -  starting block number of the block to be freed.
2000  *      nblocks -  number of blocks to be freed.
2001  *
2002  * RETURN VALUES:
2003  *      0       - success
2004  *      -EIO    - i/o error
2005  *
2006  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2007  */
2008 static int dbFreeDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2009                       int nblocks)
2010 {
2011         s8 oldroot;
2012         int rc = 0, word;
2013
2014         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
2015          * of the dmap tree.
2016          */
2017         oldroot = dp->tree.stree[ROOT];
2018
2019         /* free the specified (blocks) bits */
2020         rc = dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2021
2022         /* if error or the root has not changed, done. */
2023         if (rc || (dp->tree.stree[ROOT] == oldroot))
2024                 return (rc);
2025
2026         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
2027          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
2028          * backout the deallocation.
2029          */
2030         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, dp->tree.stree[ROOT], 0, 0))) {
2031                 word = (blkno & (BPERDMAP - 1)) >> L2DBWORD;
2032
2033                 /* as part of backing out the deallocation, we will have
2034                  * to back split the dmap tree if the deallocation caused
2035                  * the freed blocks to become part of a larger binary buddy
2036                  * system.
2037                  */
2038                 if (dp->tree.stree[word] == NOFREE)
2039                         dbBackSplit((dmtree_t *) & dp->tree, word);
2040
2041                 dbAllocBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2042         }
2043
2044         return (rc);
2045 }
2046
2047
2048 /*
2049  * NAME:        dbAllocBits()
2050  *
2051  * FUNCTION:    allocate a specified block range from a dmap.
2052  *
2053  *              this routine updates the dmap to reflect the working
2054  *              state allocation of the specified block range. it directly
2055  *              updates the bits of the working map and causes the adjustment
2056  *              of the binary buddy system described by the dmap's dmtree
2057  *              leaves to reflect the bits allocated.  it also causes the
2058  *              dmap's dmtree, as a whole, to reflect the allocated range.
2059  *
2060  * PARAMETERS:
2061  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2062  *      dp      -  pointer to dmap to allocate bits from.
2063  *      blkno   -  starting block number of the bits to be allocated.
2064  *      nblocks -  number of bits to be allocated.
2065  *
2066  * RETURN VALUES: none
2067  *
2068  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2069  */
2070 static void dbAllocBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2071                         int nblocks)
2072 {
2073         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw, agno;
2074         dmtree_t *tp = (dmtree_t *) & dp->tree;
2075         int size;
2076         s8 *leaf;
2077
2078         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree */
2079         leaf = dp->tree.stree + LEAFIND;
2080
2081         /* determine the bit number and word within the dmap of the
2082          * starting block.
2083          */
2084         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
2085         word = dbitno >> L2DBWORD;
2086
2087         /* block range better be within the dmap */
2088         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
2089
2090         /* allocate the bits of the dmap's words corresponding to the block
2091          * range. not all bits of the first and last words may be contained
2092          * within the block range.  if this is the case, we'll work against
2093          * those words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
2094          * (a single pass), allocating the bits of interest by hand and
2095          * updating the leaf corresponding to the dmap word. a single pass
2096          * will be used for all dmap words fully contained within the
2097          * specified range.  within this pass, the bits of all fully contained
2098          * dmap words will be marked as free in a single shot and the leaves
2099          * will be updated. a single leaf may describe the free space of
2100          * multiple dmap words, so we may update only a subset of the actual
2101          * leaves corresponding to the dmap words of the block range.
2102          */
2103         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
2104                 /* determine the bit number within the word and
2105                  * the number of bits within the word.
2106                  */
2107                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
2108                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
2109
2110                 /* check if only part of a word is to be allocated.
2111                  */
2112                 if (nb < DBWORD) {
2113                         /* allocate (set to 1) the appropriate bits within
2114                          * this dmap word.
2115                          */
2116                         dp->wmap[word] |= cpu_to_le32(ONES << (DBWORD - nb)
2117                                                       >> wbitno);
2118
2119                         /* update the leaf for this dmap word. in addition
2120                          * to setting the leaf value to the binary buddy max
2121                          * of the updated dmap word, dbSplit() will split
2122                          * the binary system of the leaves if need be.
2123                          */
2124                         dbSplit(tp, word, BUDMIN,
2125                                 dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[word]));
2126
2127                         word += 1;
2128                 } else {
2129                         /* one or more dmap words are fully contained
2130                          * within the block range.  determine how many
2131                          * words and allocate (set to 1) the bits of these
2132                          * words.
2133                          */
2134                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
2135                         memset(&dp->wmap[word], (int) ONES, nwords * 4);
2136
2137                         /* determine how many bits.
2138                          */
2139                         nb = nwords << L2DBWORD;
2140
2141                         /* now update the appropriate leaves to reflect
2142                          * the allocated words.
2143                          */
2144                         for (; nwords > 0; nwords -= nw) {
2145                                 if (leaf[word] < BUDMIN) {
2146                                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2147                                                   "dbAllocBits: leaf page "
2148                                                   "corrupt");
2149                                         break;
2150                                 }
2151
2152                                 /* determine what the leaf value should be
2153                                  * updated to as the minimum of the l2 number
2154                                  * of bits being allocated and the l2 number
2155                                  * of bits currently described by this leaf.
2156                                  */
2157                                 size = min((int)leaf[word], NLSTOL2BSZ(nwords));
2158
2159                                 /* update the leaf to reflect the allocation.
2160                                  * in addition to setting the leaf value to
2161                                  * NOFREE, dbSplit() will split the binary
2162                                  * system of the leaves to reflect the current
2163                                  * allocation (size).
2164                                  */
2165                                 dbSplit(tp, word, size, NOFREE);
2166
2167                                 /* get the number of dmap words handled */
2168                                 nw = BUDSIZE(size, BUDMIN);
2169                                 word += nw;
2170                         }
2171                 }
2172         }
2173
2174         /* update the free count for this dmap */
2175         dp->nfree = cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nfree) - nblocks);
2176
2177         BMAP_LOCK(bmp);
2178
2179         /* if this allocation group is completely free,
2180          * update the maximum allocation group number if this allocation
2181          * group is the new max.
2182          */
2183         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
2184         if (agno > bmp->db_maxag)
2185                 bmp->db_maxag = agno;
2186
2187         /* update the free count for the allocation group and map */
2188         bmp->db_agfree[agno] -= nblocks;
2189         bmp->db_nfree -= nblocks;
2190
2191         BMAP_UNLOCK(bmp);
2192 }
2193
2194
2195 /*
2196  * NAME:        dbFreeBits()
2197  *
2198  * FUNCTION:    free a specified block range from a dmap.
2199  *
2200  *              this routine updates the dmap to reflect the working
2201  *              state allocation of the specified block range. it directly
2202  *              updates the bits of the working map and causes the adjustment
2203  *              of the binary buddy system described by the dmap's dmtree
2204  *              leaves to reflect the bits freed.  it also causes the dmap's
2205  *              dmtree, as a whole, to reflect the deallocated range.
2206  *
2207  * PARAMETERS:
2208  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2209  *      dp      -  pointer to dmap to free bits from.
2210  *      blkno   -  starting block number of the bits to be freed.
2211  *      nblocks -  number of bits to be freed.
2212  *
2213  * RETURN VALUES: 0 for success
2214  *
2215  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2216  */
2217 static int dbFreeBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2218                        int nblocks)
2219 {
2220         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw, agno;
2221         dmtree_t *tp = (dmtree_t *) & dp->tree;
2222         int rc = 0;
2223         int size;
2224
2225         /* determine the bit number and word within the dmap of the
2226          * starting block.
2227          */
2228         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
2229         word = dbitno >> L2DBWORD;
2230
2231         /* block range better be within the dmap.
2232          */
2233         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
2234
2235         /* free the bits of the dmaps words corresponding to the block range.
2236          * not all bits of the first and last words may be contained within
2237          * the block range.  if this is the case, we'll work against those
2238          * words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
2239          * (a single pass), freeing the bits of interest by hand and updating
2240          * the leaf corresponding to the dmap word. a single pass will be used
2241          * for all dmap words fully contained within the specified range.
2242          * within this pass, the bits of all fully contained dmap words will
2243          * be marked as free in a single shot and the leaves will be updated. a
2244          * single leaf may describe the free space of multiple dmap words,
2245          * so we may update only a subset of the actual leaves corresponding
2246          * to the dmap words of the block range.
2247          *
2248          * dbJoin() is used to update leaf values and will join the binary
2249          * buddy system of the leaves if the new leaf values indicate this
2250          * should be done.
2251          */
2252         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
2253                 /* determine the bit number within the word and
2254                  * the number of bits within the word.
2255                  */
2256                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
2257                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
2258
2259                 /* check if only part of a word is to be freed.
2260                  */
2261                 if (nb < DBWORD) {
2262                         /* free (zero) the appropriate bits within this
2263                          * dmap word.
2264                          */
2265                         dp->wmap[word] &=
2266                             cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
2267                                           >> wbitno));
2268
2269                         /* update the leaf for this dmap word.
2270                          */
2271                         rc = dbJoin(tp, word,
2272                                     dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[word]));
2273                         if (rc)
2274                                 return rc;
2275
2276                         word += 1;
2277                 } else {
2278                         /* one or more dmap words are fully contained
2279                          * within the block range.  determine how many
2280                          * words and free (zero) the bits of these words.
2281                          */
2282                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
2283                         memset(&dp->wmap[word], 0, nwords * 4);
2284
2285                         /* determine how many bits.
2286                          */
2287                         nb = nwords << L2DBWORD;
2288
2289                         /* now update the appropriate leaves to reflect
2290                          * the freed words.
2291                          */
2292                         for (; nwords > 0; nwords -= nw) {
2293                                 /* determine what the leaf value should be
2294                                  * updated to as the minimum of the l2 number
2295                                  * of bits being freed and the l2 (max) number
2296                                  * of bits that can be described by this leaf.
2297                                  */
2298                                 size =
2299                                     min(LITOL2BSZ
2300                                         (word, L2LPERDMAP, BUDMIN),
2301                                         NLSTOL2BSZ(nwords));
2302
2303                                 /* update the leaf.
2304                                  */
2305                                 rc = dbJoin(tp, word, size);
2306                                 if (rc)
2307                                         return rc;
2308
2309                                 /* get the number of dmap words handled.
2310                                  */
2311                                 nw = BUDSIZE(size, BUDMIN);
2312                                 word += nw;
2313                         }
2314                 }
2315         }
2316
2317         /* update the free count for this dmap.
2318          */
2319         dp->nfree = cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nfree) + nblocks);
2320
2321         BMAP_LOCK(bmp);
2322
2323         /* update the free count for the allocation group and
2324          * map.
2325          */
2326         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
2327         bmp->db_nfree += nblocks;
2328         bmp->db_agfree[agno] += nblocks;
2329
2330         /* check if this allocation group is not completely free and
2331          * if it is currently the maximum (rightmost) allocation group.
2332          * if so, establish the new maximum allocation group number by
2333          * searching left for the first allocation group with allocation.
2334          */
2335         if ((bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize && agno == bmp->db_maxag) ||
2336             (agno == bmp->db_numag - 1 &&
2337              bmp->db_agfree[agno] == (bmp-> db_mapsize & (BPERDMAP - 1)))) {
2338                 while (bmp->db_maxag > 0) {
2339                         bmp->db_maxag -= 1;
2340                         if (bmp->db_agfree[bmp->db_maxag] !=
2341                             bmp->db_agsize)
2342                                 break;
2343                 }
2344
2345                 /* re-establish the allocation group preference if the
2346                  * current preference is right of the maximum allocation
2347                  * group.
2348                  */
2349                 if (bmp->db_agpref > bmp->db_maxag)
2350                         bmp->db_agpref = bmp->db_maxag;
2351         }
2352
2353         BMAP_UNLOCK(bmp);
2354
2355         return 0;
2356 }
2357
2358
2359 /*
2360  * NAME:        dbAdjCtl()
2361  *
2362  * FUNCTION:    adjust a dmap control page at a specified level to reflect
2363  *              the change in a lower level dmap or dmap control page's
2364  *              maximum string of free blocks (i.e. a change in the root
2365  *              of the lower level object's dmtree) due to the allocation
2366  *              or deallocation of a range of blocks with a single dmap.
2367  *
2368  *              on entry, this routine is provided with the new value of
2369  *              the lower level dmap or dmap control page root and the
2370  *              starting block number of the block range whose allocation
2371  *              or deallocation resulted in the root change.  this range
2372  *              is respresented by a single leaf of the current dmapctl
2373  *              and the leaf will be updated with this value, possibly
2374  *              causing a binary buddy system within the leaves to be
2375  *              split or joined.  the update may also cause the dmapctl's
2376  *              dmtree to be updated.
2377  *
2378  *              if the adjustment of the dmap control page, itself, causes its
2379  *              root to change, this change will be bubbled up to the next dmap
2380  *              control level by a recursive call to this routine, specifying
2381  *              the new root value and the next dmap control page level to
2382  *              be adjusted.
2383  * PARAMETERS:
2384  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2385  *      blkno   -  the first block of a block range within a dmap.  it is
2386  *                 the allocation or deallocation of this block range that
2387  *                 requires the dmap control page to be adjusted.
2388  *      newval  -  the new value of the lower level dmap or dmap control
2389  *                 page root.
2390  *      alloc   -  'true' if adjustment is due to an allocation.
2391  *      level   -  current level of dmap control page (i.e. L0, L1, L2) to
2392  *                 be adjusted.
2393  *
2394  * RETURN VALUES:
2395  *      0       - success
2396  *      -EIO    - i/o error
2397  *
2398  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2399  */
2400 static int
2401 dbAdjCtl(struct bmap * bmp, s64 blkno, int newval, int alloc, int level)
2402 {
2403         struct metapage *mp;
2404         s8 oldroot;
2405         int oldval;
2406         s64 lblkno;
2407         struct dmapctl *dcp;
2408         int rc, leafno, ti;
2409
2410         /* get the buffer for the dmap control page for the specified
2411          * block number and control page level.
2412          */
2413         lblkno = BLKTOCTL(blkno, bmp->db_l2nbperpage, level);
2414         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
2415         if (mp == NULL)
2416                 return -EIO;
2417         dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
2418
2419         if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
2420                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2421                           "dbAdjCtl: Corrupt dmapctl page");
2422                 release_metapage(mp);
2423                 return -EIO;
2424         }
2425
2426         /* determine the leaf number corresponding to the block and
2427          * the index within the dmap control tree.
2428          */
2429         leafno = BLKTOCTLLEAF(blkno, dcp->budmin);
2430         ti = leafno + le32_to_cpu(dcp->leafidx);
2431
2432         /* save the current leaf value and the current root level (i.e.
2433          * maximum l2 free string described by this dmapctl).
2434          */
2435         oldval = dcp->stree[ti];
2436         oldroot = dcp->stree[ROOT];
2437
2438         /* check if this is a control page update for an allocation.
2439          * if so, update the leaf to reflect the new leaf value using
2440          * dbSplit(); otherwise (deallocation), use dbJoin() to udpate
2441          * the leaf with the new value.  in addition to updating the
2442          * leaf, dbSplit() will also split the binary buddy system of
2443          * the leaves, if required, and bubble new values within the
2444          * dmapctl tree, if required.  similarly, dbJoin() will join
2445          * the binary buddy system of leaves and bubble new values up
2446          * the dmapctl tree as required by the new leaf value.
2447          */
2448         if (alloc) {
2449                 /* check if we are in the middle of a binary buddy
2450                  * system.  this happens when we are performing the
2451                  * first allocation out of an allocation group that
2452                  * is part (not the first part) of a larger binary
2453                  * buddy system.  if we are in the middle, back split
2454                  * the system prior to calling dbSplit() which assumes
2455                  * that it is at the front of a binary buddy system.
2456                  */
2457                 if (oldval == NOFREE) {
2458                         rc = dbBackSplit((dmtree_t *) dcp, leafno);
2459                         if (rc)
2460                                 return rc;
2461                         oldval = dcp->stree[ti];
2462                 }
2463                 dbSplit((dmtree_t *) dcp, leafno, dcp->budmin, newval);
2464         } else {
2465                 rc = dbJoin((dmtree_t *) dcp, leafno, newval);
2466                 if (rc)
2467                         return rc;
2468         }
2469
2470         /* check if the root of the current dmap control page changed due
2471          * to the update and if the current dmap control page is not at
2472          * the current top level (i.e. L0, L1, L2) of the map.  if so (i.e.
2473          * root changed and this is not the top level), call this routine
2474          * again (recursion) for the next higher level of the mapping to
2475          * reflect the change in root for the current dmap control page.
2476          */
2477         if (dcp->stree[ROOT] != oldroot) {
2478                 /* are we below the top level of the map.  if so,
2479                  * bubble the root up to the next higher level.
2480                  */
2481                 if (level < bmp->db_maxlevel) {
2482                         /* bubble up the new root of this dmap control page to
2483                          * the next level.
2484                          */
2485                         if ((rc =
2486                              dbAdjCtl(bmp, blkno, dcp->stree[ROOT], alloc,
2487                                       level + 1))) {
2488                                 /* something went wrong in bubbling up the new
2489                                  * root value, so backout the changes to the
2490                                  * current dmap control page.
2491                                  */
2492                                 if (alloc) {
2493                                         dbJoin((dmtree_t *) dcp, leafno,
2494                                                oldval);
2495                                 } else {
2496                                         /* the dbJoin() above might have
2497                                          * caused a larger binary buddy system
2498                                          * to form and we may now be in the
2499                                          * middle of it.  if this is the case,
2500                                          * back split the buddies.
2501                                          */
2502                                         if (dcp->stree[ti] == NOFREE)
2503                                                 dbBackSplit((dmtree_t *)
2504                                                             dcp, leafno);
2505                                         dbSplit((dmtree_t *) dcp, leafno,
2506                                                 dcp->budmin, oldval);
2507                                 }
2508
2509                                 /* release the buffer and return the error.
2510                                  */
2511                                 release_metapage(mp);
2512                                 return (rc);
2513                         }
2514                 } else {
2515                         /* we're at the top level of the map. update
2516                          * the bmap control page to reflect the size
2517                          * of the maximum free buddy system.
2518                          */
2519                         assert(level == bmp->db_maxlevel);
2520                         if (bmp->db_maxfreebud != oldroot) {
2521                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2522                                           "dbAdjCtl: the maximum free buddy is "
2523                                           "not the old root");
2524                         }
2525                         bmp->db_maxfreebud = dcp->stree[ROOT];
2526                 }
2527         }
2528
2529         /* write the buffer.
2530          */
2531         write_metapage(mp);
2532
2533         return (0);
2534 }
2535
2536
2537 /*
2538  * NAME:        dbSplit()
2539  *
2540  * FUNCTION:    update the leaf of a dmtree with a new value, splitting
2541  *              the leaf from the binary buddy system of the dmtree's
2542  *              leaves, as required.
2543  *
2544  * PARAMETERS:
2545  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2546  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2547  *      splitsz - the size the binary buddy system starting at the leaf
2548  *                must be split to, specified as the log2 number of blocks.
2549  *      newval  - the new value for the leaf.
2550  *
2551  * RETURN VALUES: none
2552  *
2553  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2554  */
2555 static void dbSplit(dmtree_t * tp, int leafno, int splitsz, int newval)
2556 {
2557         int budsz;
2558         int cursz;
2559         s8 *leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2560
2561         /* check if the leaf needs to be split.
2562          */
2563         if (leaf[leafno] > tp->dmt_budmin) {
2564                 /* the split occurs by cutting the buddy system in half
2565                  * at the specified leaf until we reach the specified
2566                  * size.  pick up the starting split size (current size
2567                  * - 1 in l2) and the corresponding buddy size.
2568                  */
2569                 cursz = leaf[leafno] - 1;
2570                 budsz = BUDSIZE(cursz, tp->dmt_budmin);
2571
2572                 /* split until we reach the specified size.
2573                  */
2574                 while (cursz >= splitsz) {
2575                         /* update the buddy's leaf with its new value.
2576                          */
2577                         dbAdjTree(tp, leafno ^ budsz, cursz);
2578
2579                         /* on to the next size and buddy.
2580                          */
2581                         cursz -= 1;
2582                         budsz >>= 1;
2583                 }
2584         }
2585
2586         /* adjust the dmap tree to reflect the specified leaf's new
2587          * value.
2588          */
2589         dbAdjTree(tp, leafno, newval);
2590 }
2591
2592
2593 /*
2594  * NAME:        dbBackSplit()
2595  *
2596  * FUNCTION:    back split the binary buddy system of dmtree leaves
2597  *              that hold a specified leaf until the specified leaf
2598  *              starts its own binary buddy system.
2599  *
2600  *              the allocators typically perform allocations at the start
2601  *              of binary buddy systems and dbSplit() is used to accomplish
2602  *              any required splits.  in some cases, however, allocation
2603  *              may occur in the middle of a binary system and requires a
2604  *              back split, with the split proceeding out from the middle of
2605  *              the system (less efficient) rather than the start of the
2606  *              system (more efficient).  the cases in which a back split
2607  *              is required are rare and are limited to the first allocation
2608  *              within an allocation group which is a part (not first part)
2609  *              of a larger binary buddy system and a few exception cases
2610  *              in which a previous join operation must be backed out.
2611  *
2612  * PARAMETERS:
2613  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2614  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2615  *
2616  * RETURN VALUES: none
2617  *
2618  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2619  */
2620 static int dbBackSplit(dmtree_t * tp, int leafno)
2621 {
2622         int budsz, bud, w, bsz, size;
2623         int cursz;
2624         s8 *leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2625
2626         /* leaf should be part (not first part) of a binary
2627          * buddy system.
2628          */
2629         assert(leaf[leafno] == NOFREE);
2630
2631         /* the back split is accomplished by iteratively finding the leaf
2632          * that starts the buddy system that contains the specified leaf and
2633          * splitting that system in two.  this iteration continues until
2634          * the specified leaf becomes the start of a buddy system.
2635          *
2636          * determine maximum possible l2 size for the specified leaf.
2637          */
2638         size =
2639             LITOL2BSZ(leafno, le32_to_cpu(tp->dmt_l2nleafs),
2640                       tp->dmt_budmin);
2641
2642         /* determine the number of leaves covered by this size.  this
2643          * is the buddy size that we will start with as we search for
2644          * the buddy system that contains the specified leaf.
2645          */
2646         budsz = BUDSIZE(size, tp->dmt_budmin);
2647
2648         /* back split.
2649          */
2650         while (leaf[leafno] == NOFREE) {
2651                 /* find the leftmost buddy leaf.
2652                  */
2653                 for (w = leafno, bsz = budsz;; bsz <<= 1,
2654                      w = (w < bud) ? w : bud) {
2655                         if (bsz >= le32_to_cpu(tp->dmt_nleafs)) {
2656                                 jfs_err("JFS: block map error in dbBackSplit");
2657                                 return -EIO;
2658                         }
2659
2660                         /* determine the buddy.
2661                          */
2662                         bud = w ^ bsz;
2663
2664                         /* check if this buddy is the start of the system.
2665                          */
2666                         if (leaf[bud] != NOFREE) {
2667                                 /* split the leaf at the start of the
2668                                  * system in two.
2669                                  */
2670                                 cursz = leaf[bud] - 1;
2671                                 dbSplit(tp, bud, cursz, cursz);
2672                                 break;
2673                         }
2674                 }
2675         }
2676
2677         if (leaf[leafno] != size) {
2678                 jfs_err("JFS: wrong leaf value in dbBackSplit");
2679                 return -EIO;
2680         }
2681         return 0;
2682 }
2683
2684
2685 /*
2686  * NAME:        dbJoin()
2687  *
2688  * FUNCTION:    update the leaf of a dmtree with a new value, joining
2689  *              the leaf with other leaves of the dmtree into a multi-leaf
2690  *              binary buddy system, as required.
2691  *
2692  * PARAMETERS:
2693  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2694  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2695  *      newval  - the new value for the leaf.
2696  *
2697  * RETURN VALUES: none
2698  */
2699 static int dbJoin(dmtree_t * tp, int leafno, int newval)
2700 {
2701         int budsz, buddy;
2702         s8 *leaf;
2703
2704         /* can the new leaf value require a join with other leaves ?
2705          */
2706         if (newval >= tp->dmt_budmin) {
2707                 /* pickup a pointer to the leaves of the tree.
2708                  */
2709                 leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2710
2711                 /* try to join the specified leaf into a large binary
2712                  * buddy system.  the join proceeds by attempting to join
2713                  * the specified leafno with its buddy (leaf) at new value.
2714                  * if the join occurs, we attempt to join the left leaf
2715                  * of the joined buddies with its buddy at new value + 1.
2716                  * we continue to join until we find a buddy that cannot be
2717                  * joined (does not have a value equal to the size of the
2718                  * last join) or until all leaves have been joined into a
2719                  * single system.
2720                  *
2721                  * get the buddy size (number of words covered) of
2722                  * the new value.
2723                  */
2724                 budsz = BUDSIZE(newval, tp->dmt_budmin);
2725
2726                 /* try to join.
2727                  */
2728                 while (budsz < le32_to_cpu(tp->dmt_nleafs)) {
2729                         /* get the buddy leaf.
2730                          */
2731                         buddy = leafno ^ budsz;
2732
2733                         /* if the leaf's new value is greater than its
2734                          * buddy's value, we join no more.
2735                          */
2736                         if (newval > leaf[buddy])
2737                                 break;
2738
2739                         /* It shouldn't be less */
2740                         if (newval < leaf[buddy])
2741                                 return -EIO;
2742
2743                         /* check which (leafno or buddy) is the left buddy.
2744                          * the left buddy gets to claim the blocks resulting
2745                          * from the join while the right gets to claim none.
2746                          * the left buddy is also eligable to participate in
2747                          * a join at the next higher level while the right
2748                          * is not.
2749                          *
2750                          */
2751                         if (leafno < buddy) {
2752                                 /* leafno is the left buddy.
2753                                  */
2754                                 dbAdjTree(tp, buddy, NOFREE);
2755                         } else {
2756                                 /* buddy is the left buddy and becomes
2757                                  * leafno.
2758                                  */
2759                                 dbAdjTree(tp, leafno, NOFREE);
2760                                 leafno = buddy;
2761                         }
2762
2763                         /* on to try the next join.
2764                          */
2765                         newval += 1;
2766                         budsz <<= 1;
2767                 }
2768         }
2769
2770         /* update the leaf value.
2771          */
2772         dbAdjTree(tp, leafno, newval);
2773
2774         return 0;
2775 }
2776
2777
2778 /*
2779  * NAME:        dbAdjTree()
2780  *
2781  * FUNCTION:    update a leaf of a dmtree with a new value, adjusting
2782  *              the dmtree, as required, to reflect the new leaf value.
2783  *              the combination of any buddies must already be done before
2784  *              this is called.
2785  *
2786  * PARAMETERS:
2787  *      tp      - pointer to the tree to be adjusted.
2788  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2789  *      newval  - the new value for the leaf.
2790  *
2791  * RETURN VALUES: none
2792  */
2793 static void dbAdjTree(dmtree_t * tp, int leafno, int newval)
2794 {
2795         int lp, pp, k;
2796         int max;
2797
2798         /* pick up the index of the leaf for this leafno.
2799          */
2800         lp = leafno + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2801
2802         /* is the current value the same as the old value ?  if so,
2803          * there is nothing to do.
2804          */
2805         if (tp->dmt_stree[lp] == newval)
2806                 return;
2807
2808         /* set the new value.
2809          */
2810         tp->dmt_stree[lp] = newval;
2811
2812         /* bubble the new value up the tree as required.
2813          */
2814         for (k = 0; k < le32_to_cpu(tp->dmt_height); k++) {
2815                 /* get the index of the first leaf of the 4 leaf
2816                  * group containing the specified leaf (leafno).
2817                  */
2818                 lp = ((lp - 1) & ~0x03) + 1;
2819
2820                 /* get the index of the parent of this 4 leaf group.
2821                  */
2822                 pp = (lp - 1) >> 2;
2823
2824                 /* determine the maximum of the 4 leaves.
2825                  */
2826                 max = TREEMAX(&tp->dmt_stree[lp]);
2827
2828                 /* if the maximum of the 4 is the same as the
2829                  * parent's value, we're done.
2830                  */
2831                 if (tp->dmt_stree[pp] == max)
2832                         break;
2833
2834                 /* parent gets new value.
2835                  */
2836                 tp->dmt_stree[pp] = max;
2837
2838                 /* parent becomes leaf for next go-round.
2839                  */
2840                 lp = pp;
2841         }
2842 }
2843
2844
2845 /*
2846  * NAME:        dbFindLeaf()
2847  *
2848  * FUNCTION:    search a dmtree_t for sufficient free blocks, returning
2849  *              the index of a leaf describing the free blocks if
2850  *              sufficient free blocks are found.
2851  *
2852  *              the search starts at the top of the dmtree_t tree and
2853  *              proceeds down the tree to the leftmost leaf with sufficient
2854  *              free space.
2855  *
2856  * PARAMETERS:
2857  *      tp      - pointer to the tree to be searched.
2858  *      l2nb    - log2 number of free blocks to search for.
2859  *      leafidx - return pointer to be set to the index of the leaf
2860  *                describing at least l2nb free blocks if sufficient
2861  *                free blocks are found.
2862  *
2863  * RETURN VALUES:
2864  *      0       - success
2865  *      -ENOSPC - insufficient free blocks.
2866  */
2867 static int dbFindLeaf(dmtree_t * tp, int l2nb, int *leafidx)
2868 {
2869         int ti, n = 0, k, x = 0;
2870
2871         /* first check the root of the tree to see if there is
2872          * sufficient free space.
2873          */
2874         if (l2nb > tp->dmt_stree[ROOT])
2875                 return -ENOSPC;
2876
2877         /* sufficient free space available. now search down the tree
2878          * starting at the next level for the leftmost leaf that
2879          * describes sufficient free space.
2880          */
2881         for (k = le32_to_cpu(tp->dmt_height), ti = 1;
2882              k > 0; k--, ti = ((ti + n) << 2) + 1) {
2883                 /* search the four nodes at this level, starting from
2884                  * the left.
2885                  */
2886                 for (x = ti, n = 0; n < 4; n++) {
2887                         /* sufficient free space found.  move to the next
2888                          * level (or quit if this is the last level).
2889                          */
2890                         if (l2nb <= tp->dmt_stree[x + n])
2891                                 break;
2892                 }
2893
2894                 /* better have found something since the higher
2895                  * levels of the tree said it was here.
2896                  */
2897                 assert(n < 4);
2898         }
2899
2900         /* set the return to the leftmost leaf describing sufficient
2901          * free space.
2902          */
2903         *leafidx = x + n - le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2904
2905         return (0);
2906 }
2907
2908
2909 /*
2910  * NAME:        dbFindBits()
2911  *
2912  * FUNCTION:    find a specified number of binary buddy free bits within a
2913  *              dmap bitmap word value.
2914  *
2915  *              this routine searches the bitmap value for (1 << l2nb) free
2916  *              bits at (1 << l2nb) alignments within the value.
2917  *
2918  * PARAMETERS:
2919  *      word    -  dmap bitmap word value.
2920  *      l2nb    -  number of free bits specified as a log2 number.
2921  *
2922  * RETURN VALUES:
2923  *      starting bit number of free bits.
2924  */
2925 static int dbFindBits(u32 word, int l2nb)
2926 {
2927         int bitno, nb;
2928         u32 mask;
2929
2930         /* get the number of bits.
2931          */
2932         nb = 1 << l2nb;
2933         assert(nb <= DBWORD);
2934
2935         /* complement the word so we can use a mask (i.e. 0s represent
2936          * free bits) and compute the mask.
2937          */
2938         word = ~word;
2939         mask = ONES << (DBWORD - nb);
2940
2941         /* scan the word for nb free bits at nb alignments.
2942          */
2943         for (bitno = 0; mask != 0; bitno += nb, mask >>= nb) {
2944                 if ((mask & word) == mask)
2945                         break;
2946         }
2947
2948         ASSERT(bitno < 32);
2949
2950         /* return the bit number.
2951          */
2952         return (bitno);
2953 }
2954
2955
2956 /*
2957  * NAME:        dbMaxBud(u8 *cp)
2958  *
2959  * FUNCTION:    determine the largest binary buddy string of free
2960  *              bits within 32-bits of the map.
2961  *
2962  * PARAMETERS:
2963  *      cp      -  pointer to the 32-bit value.
2964  *
2965  * RETURN VALUES:
2966  *      largest binary buddy of free bits within a dmap word.
2967  */
2968 static int dbMaxBud(u8 * cp)
2969 {
2970         signed char tmp1, tmp2;
2971
2972         /* check if the wmap word is all free. if so, the
2973          * free buddy size is BUDMIN.
2974          */
2975         if (*((uint *) cp) == 0)
2976                 return (BUDMIN);
2977
2978         /* check if the wmap word is half free. if so, the
2979          * free buddy size is BUDMIN-1.
2980          */
2981         if (*((u16 *) cp) == 0 || *((u16 *) cp + 1) == 0)
2982                 return (BUDMIN - 1);
2983
2984         /* not all free or half free. determine the free buddy
2985          * size thru table lookup using quarters of the wmap word.
2986          */
2987         tmp1 = max(budtab[cp[2]], budtab[cp[3]]);
2988         tmp2 = max(budtab[cp[0]], budtab[cp[1]]);
2989         return (max(tmp1, tmp2));
2990 }
2991
2992
2993 /*
2994  * NAME:        cnttz(uint word)
2995  *
2996  * FUNCTION:    determine the number of trailing zeros within a 32-bit
2997  *              value.
2998  *
2999  * PARAMETERS:
3000  *      value   -  32-bit value to be examined.
3001  *
3002  * RETURN VALUES:
3003  *      count of trailing zeros
3004  */
3005 static int cnttz(u32 word)
3006 {
3007         int n;
3008
3009         for (n = 0; n < 32; n++, word >>= 1) {
3010                 if (word & 0x01)
3011                         break;
3012         }
3013
3014         return (n);
3015 }
3016
3017
3018 /*
3019  * NAME:        cntlz(u32 value)
3020  *
3021  * FUNCTION:    determine the number of leading zeros within a 32-bit
3022  *              value.
3023  *
3024  * PARAMETERS:
3025  *      value   -  32-bit value to be examined.
3026  *
3027  * RETURN VALUES:
3028  *      count of leading zeros
3029  */
3030 static int cntlz(u32 value)
3031 {
3032         int n;
3033
3034         for (n = 0; n < 32; n++, value <<= 1) {
3035                 if (value & HIGHORDER)
3036                         break;
3037         }
3038         return (n);
3039 }
3040
3041
3042 /*
3043  * NAME:        blkstol2(s64 nb)
3044  *
3045  * FUNCTION:    convert a block count to its log2 value. if the block
3046  *              count is not a l2 multiple, it is rounded up to the next
3047  *              larger l2 multiple.
3048  *
3049  * PARAMETERS:
3050  *      nb      -  number of blocks
3051  *
3052  * RETURN VALUES:
3053  *      log2 number of blocks
3054  */
3055 static int blkstol2(s64 nb)
3056 {
3057         int l2nb;
3058         s64 mask;               /* meant to be signed */
3059
3060         mask = (s64) 1 << (64 - 1);
3061
3062         /* count the leading bits.
3063          */
3064         for (l2nb = 0; l2nb < 64; l2nb++, mask >>= 1) {
3065                 /* leading bit found.
3066                  */
3067                 if (nb & mask) {
3068                         /* determine the l2 value.
3069                          */
3070                         l2nb = (64 - 1) - l2nb;
3071
3072                         /* check if we need to round up.
3073                          */
3074                         if (~mask & nb)
3075                                 l2nb++;
3076
3077                         return (l2nb);
3078                 }
3079         }
3080         assert(0);
3081         return 0;               /* fix compiler warning */
3082 }
3083
3084
3085 /*
3086  * NAME:        dbAllocBottomUp()
3087  *
3088  * FUNCTION:    alloc the specified block range from the working block
3089  *              allocation map.
3090  *
3091  *              the blocks will be alloc from the working map one dmap
3092  *              at a time.
3093  *
3094  * PARAMETERS:
3095  *      ip      -  pointer to in-core inode;
3096  *      blkno   -  starting block number to be freed.
3097  *      nblocks -  number of blocks to be freed.
3098  *
3099  * RETURN VALUES:
3100  *      0       - success
3101  *      -EIO    - i/o error
3102  */
3103 int dbAllocBottomUp(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks)
3104 {
3105         struct metapage *mp;
3106         struct dmap *dp;
3107         int nb, rc;
3108         s64 lblkno, rem;
3109         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
3110         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
3111
3112         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
3113
3114         /* block to be allocated better be within the mapsize. */
3115         ASSERT(nblocks <= bmp->db_mapsize - blkno);
3116
3117         /*
3118          * allocate the blocks a dmap at a time.
3119          */
3120         mp = NULL;
3121         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nb, blkno += nb) {
3122                 /* release previous dmap if any */
3123                 if (mp) {
3124                         write_metapage(mp);
3125                 }
3126
3127                 /* get the buffer for the current dmap. */
3128                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
3129                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
3130                 if (mp == NULL) {
3131                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3132                         return -EIO;
3133                 }
3134                 dp = (struct dmap *) mp->data;
3135
3136                 /* determine the number of blocks to be allocated from
3137                  * this dmap.
3138                  */
3139                 nb = min(rem, BPERDMAP - (blkno & (BPERDMAP - 1)));
3140
3141                 /* allocate the blocks. */
3142                 if ((rc = dbAllocDmapBU(bmp, dp, blkno, nb))) {
3143                         release_metapage(mp);
3144                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3145                         return (rc);
3146                 }
3147         }
3148
3149         /* write the last buffer. */
3150         write_metapage(mp);
3151
3152         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3153
3154         return (0);
3155 }
3156
3157
3158 static int dbAllocDmapBU(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
3159                          int nblocks)
3160 {
3161         int rc;
3162         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, agno;
3163         s8 oldroot, *leaf;
3164         struct dmaptree *tp = (struct dmaptree *) & dp->tree;
3165
3166         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
3167          * of the dmap tree.
3168          */
3169         oldroot = tp->stree[ROOT];
3170
3171         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree */
3172         leaf = tp->stree + LEAFIND;
3173
3174         /* determine the bit number and word within the dmap of the
3175          * starting block.
3176          */
3177         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
3178         word = dbitno >> L2DBWORD;
3179
3180         /* block range better be within the dmap */
3181         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
3182
3183         /* allocate the bits of the dmap's words corresponding to the block
3184          * range. not all bits of the first and last words may be contained
3185          * within the block range.  if this is the case, we'll work against
3186          * those words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
3187          * (a single pass), allocating the bits of interest by hand and
3188          * updating the leaf corresponding to the dmap word. a single pass
3189          * will be used for all dmap words fully contained within the
3190          * specified range.  within this pass, the bits of all fully contained
3191          * dmap words will be marked as free in a single shot and the leaves
3192          * will be updated. a single leaf may describe the free space of
3193          * multiple dmap words, so we may update only a subset of the actual
3194          * leaves corresponding to the dmap words of the block range.
3195          */
3196         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
3197                 /* determine the bit number within the word and
3198                  * the number of bits within the word.
3199                  */
3200                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
3201                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
3202
3203                 /* check if only part of a word is to be allocated.
3204                  */
3205                 if (nb < DBWORD) {
3206                         /* allocate (set to 1) the appropriate bits within
3207                          * this dmap word.
3208                          */
3209                         dp->wmap[word] |= cpu_to_le32(ONES << (DBWORD - nb)
3210                                                       >> wbitno);
3211
3212                         word++;
3213                 } else {
3214                         /* one or more dmap words are fully contained
3215                          * within the block range.  determine how many
3216                          * words and allocate (set to 1) the bits of these
3217                          * words.
3218                          */
3219                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
3220                         memset(&dp->wmap[word], (int) ONES, nwords * 4);
3221
3222                         /* determine how many bits */
3223                         nb = nwords << L2DBWORD;
3224                         word += nwords;
3225                 }
3226         }
3227
3228         /* update the free count for this dmap */
3229         dp->nfree = cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nfree) - nblocks);
3230
3231         /* reconstruct summary tree */
3232         dbInitDmapTree(dp);
3233
3234         BMAP_LOCK(bmp);
3235
3236         /* if this allocation group is completely free,
3237          * update the highest active allocation group number
3238          * if this allocation group is the new max.
3239          */
3240         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
3241         if (agno > bmp->db_maxag)
3242                 bmp->db_maxag = agno;
3243
3244         /* update the free count for the allocation group and map */
3245         bmp->db_agfree[agno] -= nblocks;
3246         bmp->db_nfree -= nblocks;
3247
3248         BMAP_UNLOCK(bmp);
3249
3250         /* if the root has not changed, done. */
3251         if (tp->stree[ROOT] == oldroot)
3252                 return (0);
3253
3254         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
3255          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
3256          * backout the bit allocation (thus making everything consistent).
3257          */
3258         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, tp->stree[ROOT], 1, 0)))
3259                 dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
3260
3261         return (rc);
3262 }
3263
3264
3265 /*
3266  * NAME:        dbExtendFS()
3267  *
3268  * FUNCTION:    extend bmap from blkno for nblocks;
3269  *              dbExtendFS() updates bmap ready for dbAllocBottomUp();
3270  *
3271  * L2
3272  *  |
3273  *   L1---------------------------------L1
3274  *    |                                  |
3275  *     L0---------L0---------L0           L0---------L0---------L0
3276  *      |          |          |            |          |          |
3277  *       d0,...,dn  d0,...,dn  d0,...,dn    d0,...,dn  d0,...,dn  d0,.,dm;
3278  * L2L1L0d0,...,dnL0d0,...,dnL0d0,...,dnL1L0d0,...,dnL0d0,...,dnL0d0,..dm
3279  *
3280  * <---old---><----------------------------extend----------------------->
3281  */
3282 int dbExtendFS(struct inode *ipbmap, s64 blkno, s64 nblocks)
3283 {
3284         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ipbmap->i_sb);
3285         int nbperpage = sbi->nbperpage;
3286         int i, i0 = true, j, j0 = true, k, n;
3287         s64 newsize;
3288         s64 p;
3289         struct metapage *mp, *l2mp, *l1mp = NULL, *l0mp = NULL;
3290         struct dmapctl *l2dcp, *l1dcp, *l0dcp;
3291         struct dmap *dp;
3292         s8 *l0leaf, *l1leaf, *l2leaf;
3293         struct bmap *bmp = sbi->bmap;
3294         int agno, l2agsize, oldl2agsize;
3295         s64 ag_rem;
3296
3297         newsize = blkno + nblocks;
3298
3299         jfs_info("dbExtendFS: blkno:%Ld nblocks:%Ld newsize:%Ld",
3300                  (long long) blkno, (long long) nblocks, (long long) newsize);
3301
3302         /*
3303          *      initialize bmap control page.
3304          *
3305          * all the data in bmap control page should exclude
3306          * the mkfs hidden dmap page.
3307          */
3308
3309         /* update mapsize */
3310         bmp->db_mapsize = newsize;
3311         bmp->db_maxlevel = BMAPSZTOLEV(bmp->db_mapsize);
3312
3313         /* compute new AG size */
3314         l2agsize = dbGetL2AGSize(newsize);
3315         oldl2agsize = bmp->db_agl2size;
3316
3317         bmp->db_agl2size = l2agsize;
3318         bmp->db_agsize = 1 << l2agsize;
3319
3320         /* compute new number of AG */
3321         agno = bmp->db_numag;
3322         bmp->db_numag = newsize >> l2agsize;
3323         bmp->db_numag += ((u32) newsize % (u32) bmp->db_agsize) ? 1 : 0;
3324
3325         /*
3326          *      reconfigure db_agfree[]
3327          * from old AG configuration to new AG configuration;
3328          *
3329          * coalesce contiguous k (newAGSize/oldAGSize) AGs;
3330          * i.e., (AGi, ..., AGj) where i = k*n and j = k*(n+1) - 1 to AGn;
3331          * note: new AG size = old AG size * (2**x).
3332          */
3333         if (l2agsize == oldl2agsize)
3334                 goto extend;
3335         k = 1 << (l2agsize - oldl2agsize);
3336         ag_rem = bmp->db_agfree[0];     /* save agfree[0] */
3337         for (i = 0, n = 0; i < agno; n++) {
3338                 bmp->db_agfree[n] = 0;  /* init collection point */
3339
3340                 /* coalesce cotiguous k AGs; */
3341                 for (j = 0; j < k && i < agno; j++, i++) {
3342                         /* merge AGi to AGn */
3343                         bmp->db_agfree[n] += bmp->db_agfree[i];
3344                 }
3345         }
3346         bmp->db_agfree[0] += ag_rem;    /* restore agfree[0] */
3347
3348         for (; n < MAXAG; n++)
3349                 bmp->db_agfree[n] = 0;
3350
3351         /*
3352          * update highest active ag number
3353          */
3354
3355         bmp->db_maxag = bmp->db_maxag / k;
3356
3357         /*
3358          *      extend bmap
3359          *
3360          * update bit maps and corresponding level control pages;
3361          * global control page db_nfree, db_agfree[agno], db_maxfreebud;
3362          */
3363       extend:
3364         /* get L2 page */
3365         p = BMAPBLKNO + nbperpage;      /* L2 page */
3366         l2mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3367         if (!l2mp) {
3368                 jfs_error(ipbmap->i_sb, "dbExtendFS: L2 page could not be read");
3369                 return -EIO;
3370         }
3371         l2dcp = (struct dmapctl *) l2mp->data;
3372
3373         /* compute start L1 */
3374         k = blkno >> L2MAXL1SIZE;
3375         l2leaf = l2dcp->stree + CTLLEAFIND + k;
3376         p = BLKTOL1(blkno, sbi->l2nbperpage);   /* L1 page */
3377
3378         /*
3379          * extend each L1 in L2
3380          */
3381         for (; k < LPERCTL; k++, p += nbperpage) {
3382                 /* get L1 page */
3383                 if (j0) {
3384                         /* read in L1 page: (blkno & (MAXL1SIZE - 1)) */
3385                         l1mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3386                         if (l1mp == NULL)
3387                                 goto errout;
3388                         l1dcp = (struct dmapctl *) l1mp->data;
3389
3390                         /* compute start L0 */
3391                         j = (blkno & (MAXL1SIZE - 1)) >> L2MAXL0SIZE;
3392                         l1leaf = l1dcp->stree + CTLLEAFIND + j;
3393                         p = BLKTOL0(blkno, sbi->l2nbperpage);
3394                         j0 = false;
3395                 } else {
3396                         /* assign/init L1 page */
3397                         l1mp = get_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3398                         if (l1mp == NULL)
3399                                 goto errout;
3400
3401                         l1dcp = (struct dmapctl *) l1mp->data;
3402
3403                         /* compute start L0 */
3404                         j = 0;
3405                         l1leaf = l1dcp->stree + CTLLEAFIND;
3406                         p += nbperpage; /* 1st L0 of L1.k */
3407                 }
3408
3409                 /*
3410                  * extend each L0 in L1
3411                  */
3412                 for (; j < LPERCTL; j++) {
3413                         /* get L0 page */
3414                         if (i0) {
3415                                 /* read in L0 page: (blkno & (MAXL0SIZE - 1)) */
3416
3417                                 l0mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3418                                 if (l0mp == NULL)
3419                                         goto errout;
3420                                 l0dcp = (struct dmapctl *) l0mp->data;
3421
3422                                 /* compute start dmap */
3423                                 i = (blkno & (MAXL0SIZE - 1)) >>
3424                                     L2BPERDMAP;
3425                                 l0leaf = l0dcp->stree + CTLLEAFIND + i;
3426                                 p = BLKTODMAP(blkno,
3427                                               sbi->l2nbperpage);
3428                                 i0 = false;
3429                         } else {
3430                                 /* assign/init L0 page */
3431                                 l0mp = get_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3432                                 if (l0mp == NULL)
3433                                         goto errout;
3434
3435                                 l0dcp = (struct dmapctl *) l0mp->data;
3436
3437                                 /* compute start dmap */
3438                                 i = 0;
3439                                 l0leaf = l0dcp->stree + CTLLEAFIND;
3440                                 p += nbperpage; /* 1st dmap of L0.j */
3441                         }
3442
3443                         /*
3444                          * extend each dmap in L0
3445                          */
3446                         for (; i < LPERCTL; i++) {
3447                                 /*
3448                                  * reconstruct the dmap page, and
3449                                  * initialize corresponding parent L0 leaf
3450                                  */
3451                                 if ((n = blkno & (BPERDMAP - 1))) {
3452                                         /* read in dmap page: */
3453                                         mp = read_metapage(ipbmap, p,
3454                                                            PSIZE, 0);
3455                                         if (mp == NULL)
3456                                                 goto errout;
3457                                         n = min(nblocks, (s64)BPERDMAP - n);
3458                                 } else {
3459                                         /* assign/init dmap page */
3460                                         mp = read_metapage(ipbmap, p,
3461                                                            PSIZE, 0);
3462                                         if (mp == NULL)
3463                                                 goto errout;
3464
3465                                         n = min(nblocks, (s64)BPERDMAP);
3466                                 }
3467
3468                                 dp = (struct dmap *) mp->data;
3469                                 *l0leaf = dbInitDmap(dp, blkno, n);
3470
3471                                 bmp->db_nfree += n;
3472                                 agno = le64_to_cpu(dp->start) >> l2agsize;
3473                                 bmp->db_agfree[agno] += n;
3474
3475                                 write_metapage(mp);
3476
3477                                 l0leaf++;
3478                                 p += nbperpage;
3479
3480                                 blkno += n;
3481                                 nblocks -= n;
3482                                 if (nblocks == 0)
3483                                         break;
3484                         }       /* for each dmap in a L0 */
3485
3486                         /*
3487                          * build current L0 page from its leaves, and
3488                          * initialize corresponding parent L1 leaf
3489                          */
3490                         *l1leaf = dbInitDmapCtl(l0dcp, 0, ++i);
3491                         write_metapage(l0mp);
3492                         l0mp = NULL;
3493
3494                         if (nblocks)
3495                                 l1leaf++;       /* continue for next L0 */
3496                         else {
3497                                 /* more than 1 L0 ? */
3498                                 if (j > 0)
3499                                         break;  /* build L1 page */
3500                                 else {
3501                                         /* summarize in global bmap page */
3502                                         bmp->db_maxfreebud = *l1leaf;
3503                                         release_metapage(l1mp);
3504                                         release_metapage(l2mp);
3505                                         goto finalize;
3506                                 }
3507                         }
3508                 }               /* for each L0 in a L1 */
3509
3510                 /*
3511                  * build current L1 page from its leaves, and
3512                  * initialize corresponding parent L2 leaf
3513                  */
3514                 *l2leaf = dbInitDmapCtl(l1dcp, 1, ++j);
3515                 write_metapage(l1mp);
3516                 l1mp = NULL;
3517
3518                 if (nblocks)
3519                         l2leaf++;       /* continue for next L1 */
3520                 else {
3521                         /* more than 1 L1 ? */
3522                         if (k > 0)
3523                                 break;  /* build L2 page */
3524                         else {
3525                                 /* summarize in global bmap page */
3526                                 bmp->db_maxfreebud = *l2leaf;
3527                                 release_metapage(l2mp);
3528                                 goto finalize;
3529                         }
3530                 }
3531         }                       /* for each L1 in a L2 */
3532
3533         jfs_error(ipbmap->i_sb,
3534                   "dbExtendFS: function has not returned as expected");
3535 errout:
3536         if (l0mp)
3537                 release_metapage(l0mp);
3538         if (l1mp)
3539                 release_metapage(l1mp);
3540         release_metapage(l2mp);
3541         return -EIO;
3542
3543         /*
3544          *      finalize bmap control page
3545          */
3546 finalize:
3547
3548         return 0;
3549 }
3550
3551
3552 /*
3553  *      dbFinalizeBmap()
3554  */
3555 void dbFinalizeBmap(struct inode *ipbmap)
3556 {
3557         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
3558         int actags, inactags, l2nl;
3559         s64 ag_rem, actfree, inactfree, avgfree;
3560         int i, n;
3561
3562         /*
3563          *      finalize bmap control page
3564          */
3565 //finalize:
3566         /*
3567          * compute db_agpref: preferred ag to allocate from
3568          * (the leftmost ag with average free space in it);
3569          */
3570 //agpref:
3571         /* get the number of active ags and inacitve ags */
3572         actags = bmp->db_maxag + 1;
3573         inactags = bmp->db_numag - actags;
3574         ag_rem = bmp->db_mapsize & (bmp->db_agsize - 1);        /* ??? */
3575
3576         /* determine how many blocks are in the inactive allocation
3577          * groups. in doing this, we must account for the fact that
3578          * the rightmost group might be a partial group (i.e. file
3579          * system size is not a multiple of the group size).
3580          */
3581         inactfree = (inactags && ag_rem) ?
3582             ((inactags - 1) << bmp->db_agl2size) + ag_rem
3583             : inactags << bmp->db_agl2size;
3584
3585         /* determine how many free blocks are in the active
3586          * allocation groups plus the average number of free blocks
3587          * within the active ags.
3588          */
3589         actfree = bmp->db_nfree - inactfree;
3590         avgfree = (u32) actfree / (u32) actags;
3591
3592         /* if the preferred allocation group has not average free space.
3593          * re-establish the preferred group as the leftmost
3594          * group with average free space.
3595          */
3596         if (bmp->db_agfree[bmp->db_agpref] < avgfree) {
3597                 for (bmp->db_agpref = 0; bmp->db_agpref < actags;
3598                      bmp->db_agpref++) {
3599                         if (bmp->db_agfree[bmp->db_agpref] >= avgfree)
3600                                 break;
3601                 }
3602                 if (bmp->db_agpref >= bmp->db_numag) {
3603                         jfs_error(ipbmap->i_sb,
3604                                   "cannot find ag with average freespace");
3605                 }
3606         }
3607
3608         /*
3609          * compute db_aglevel, db_agheigth, db_width, db_agstart:
3610          * an ag is covered in aglevel dmapctl summary tree,
3611          * at agheight level height (from leaf) with agwidth number of nodes
3612          * each, which starts at agstart index node of the smmary tree node
3613          * array;
3614          */
3615         bmp->db_aglevel = BMAPSZTOLEV(bmp->db_agsize);
3616         l2nl =
3617             bmp->db_agl2size - (L2BPERDMAP + bmp->db_aglevel * L2LPERCTL);
3618         bmp->db_agheigth = l2nl >> 1;
3619         bmp->db_agwidth = 1 << (l2nl - (bmp->db_agheigth << 1));
3620         for (i = 5 - bmp->db_agheigth, bmp->db_agstart = 0, n = 1; i > 0;
3621              i--) {
3622                 bmp->db_agstart += n;
3623                 n <<= 2;
3624         }
3625
3626 }
3627
3628
3629 /*
3630  * NAME:        dbInitDmap()/ujfs_idmap_page()
3631  *
3632  * FUNCTION:    initialize working/persistent bitmap of the dmap page
3633  *              for the specified number of blocks:
3634  *
3635  *              at entry, the bitmaps had been initialized as free (ZEROS);
3636  *              The number of blocks will only account for the actually
3637  *              existing blocks. Blocks which don't actually exist in
3638  *              the aggregate will be marked as allocated (ONES);
3639  *
3640  * PARAMETERS:
3641  *      dp      - pointer to page of map
3642  *      nblocks - number of blocks this page
3643  *
3644  * RETURNS: NONE
3645  */
3646 static int dbInitDmap(struct dmap * dp, s64 Blkno, int nblocks)
3647 {
3648         int blkno, w, b, r, nw, nb, i;
3649
3650         /* starting block number within the dmap */
3651         blkno = Blkno & (BPERDMAP - 1);
3652
3653         if (blkno == 0) {
3654                 dp->nblocks = dp->nfree = cpu_to_le32(nblocks);
3655                 dp->start = cpu_to_le64(Blkno);
3656
3657                 if (nblocks == BPERDMAP) {
3658                         memset(&dp->wmap[0], 0, LPERDMAP * 4);
3659                         memset(&dp->pmap[0], 0, LPERDMAP * 4);
3660                         goto initTree;
3661                 }
3662         } else {
3663                 dp->nblocks =
3664                     cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nblocks) + nblocks);
3665                 dp->nfree = cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nfree) + nblocks);
3666         }
3667
3668         /* word number containing start block number */
3669         w = blkno >> L2DBWORD;
3670
3671         /*
3672          * free the bits corresponding to the block range (ZEROS):
3673          * note: not all bits of the first and last words may be contained
3674          * within the block range.
3675          */
3676         for (r = nblocks; r > 0; r -= nb, blkno += nb) {
3677                 /* number of bits preceding range to be freed in the word */
3678                 b = blkno & (DBWORD - 1);
3679                 /* number of bits to free in the word */
3680                 nb = min(r, DBWORD - b);
3681
3682                 /* is partial word to be freed ? */
3683                 if (nb < DBWORD) {
3684                         /* free (set to 0) from the bitmap word */
3685                         dp->wmap[w] &= cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
3686                                                      >> b));
3687                         dp->pmap[w] &= cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
3688                                                      >> b));
3689
3690                         /* skip the word freed */
3691                         w++;
3692                 } else {
3693                         /* free (set to 0) contiguous bitmap words */
3694                         nw = r >> L2DBWORD;
3695                         memset(&dp->wmap[w], 0, nw * 4);
3696                         memset(&dp->pmap[w], 0, nw * 4);
3697
3698                         /* skip the words freed */
3699                         nb = nw << L2DBWORD;
3700                         w += nw;
3701                 }
3702         }
3703
3704         /*
3705          * mark bits following the range to be freed (non-existing
3706          * blocks) as allocated (ONES)
3707          */
3708
3709         if (blkno == BPERDMAP)
3710                 goto initTree;
3711
3712         /* the first word beyond the end of existing blocks */
3713         w = blkno >> L2DBWORD;
3714
3715         /* does nblocks fall on a 32-bit boundary ? */
3716         b = blkno & (DBWORD - 1);
3717         if (b) {
3718                 /* mark a partial word allocated */
3719                 dp->wmap[w] = dp->pmap[w] = cpu_to_le32(ONES >> b);
3720                 w++;
3721         }
3722
3723         /* set the rest of the words in the page to allocated (ONES) */
3724         for (i = w; i < LPERDMAP; i++)
3725                 dp->pmap[i] = dp->wmap[i] = cpu_to_le32(ONES);
3726
3727         /*
3728          * init tree
3729          */
3730       initTree:
3731         return (dbInitDmapTree(dp));
3732 }
3733
3734
3735 /*
3736  * NAME:        dbInitDmapTree()/ujfs_complete_dmap()
3737  *
3738  * FUNCTION:    initialize summary tree of the specified dmap:
3739  *
3740  *              at entry, bitmap of the dmap has been initialized;
3741  *
3742  * PARAMETERS:
3743  *      dp      - dmap to complete
3744  *      blkno   - starting block number for this dmap
3745  *      treemax - will be filled in with max free for this dmap
3746  *
3747  * RETURNS:     max free string at the root of the tree
3748  */
3749 static int dbInitDmapTree(struct dmap * dp)
3750 {
3751         struct dmaptree *tp;
3752         s8 *cp;
3753         int i;
3754
3755         /* init fixed info of tree */
3756         tp = &dp->tree;
3757         tp->nleafs = cpu_to_le32(LPERDMAP);
3758         tp->l2nleafs = cpu_to_le32(L2LPERDMAP);
3759         tp->leafidx = cpu_to_le32(LEAFIND);
3760         tp->height = cpu_to_le32(4);
3761         tp->budmin = BUDMIN;
3762
3763         /* init each leaf from corresponding wmap word:
3764          * note: leaf is set to NOFREE(-1) if all blocks of corresponding
3765          * bitmap word are allocated.
3766          */
3767         cp = tp->stree + le32_to_cpu(tp->leafidx);
3768         for (i = 0; i < LPERDMAP; i++)
3769                 *cp++ = dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[i]);
3770
3771         /* build the dmap's binary buddy summary tree */
3772         return (dbInitTree(tp));
3773 }
3774
3775
3776 /*
3777  * NAME:        dbInitTree()/ujfs_adjtree()
3778  *
3779  * FUNCTION:    initialize binary buddy summary tree of a dmap or dmapctl.
3780  *
3781  *              at entry, the leaves of the tree has been initialized
3782  *              from corresponding bitmap word or root of summary tree
3783  *              of the child control page;
3784  *              configure binary buddy system at the leaf level, then
3785  *              bubble up the values of the leaf nodes up the tree.
3786  *
3787  * PARAMETERS:
3788  *      cp      - Pointer to the root of the tree
3789  *      l2leaves- Number of leaf nodes as a power of 2
3790  *      l2min   - Number of blocks that can be covered by a leaf
3791  *                as a power of 2
3792  *
3793  * RETURNS: max free string at the root of the tree
3794  */
3795 static int dbInitTree(struct dmaptree * dtp)
3796 {
3797         int l2max, l2free, bsize, nextb, i;
3798         int child, parent, nparent;
3799         s8 *tp, *cp, *cp1;
3800
3801         tp = dtp->stree;
3802
3803         /* Determine the maximum free string possible for the leaves */
3804         l2max = le32_to_cpu(dtp->l2nleafs) + dtp->budmin;
3805
3806         /*
3807          * configure the leaf levevl into binary buddy system
3808          *
3809          * Try to combine buddies starting with a buddy size of 1
3810          * (i.e. two leaves). At a buddy size of 1 two buddy leaves
3811          * can be combined if both buddies have a maximum free of l2min;
3812          * the combination will result in the left-most buddy leaf having
3813          * a maximum free of l2min+1.
3814          * After processing all buddies for a given size, process buddies
3815          * at the next higher buddy size (i.e. current size * 2) and
3816          * the next maximum free (current free + 1).
3817          * This continues until the maximum possible buddy combination
3818          * yields maximum free.
3819          */
3820         for (l2free = dtp->budmin, bsize = 1; l2free < l2max;
3821              l2free++, bsize = nextb) {
3822                 /* get next buddy size == current buddy pair size */
3823                 nextb = bsize << 1;
3824
3825                 /* scan each adjacent buddy pair at current buddy size */
3826                 for (i = 0, cp = tp + le32_to_cpu(dtp->leafidx);
3827                      i < le32_to_cpu(dtp->nleafs);
3828                      i += nextb, cp += nextb) {
3829                         /* coalesce if both adjacent buddies are max free */
3830                         if (*cp == l2free && *(cp + bsize) == l2free) {
3831                                 *cp = l2free + 1;       /* left take right */
3832                                 *(cp + bsize) = -1;     /* right give left */
3833                         }
3834                 }
3835         }
3836
3837         /*
3838          * bubble summary information of leaves up the tree.
3839          *
3840          * Starting at the leaf node level, the four nodes described by
3841          * the higher level parent node are compared for a maximum free and
3842          * this maximum becomes the value of the parent node.
3843          * when all lower level nodes are processed in this fashion then
3844          * move up to the next level (parent becomes a lower level node) and
3845          * continue the process for that level.
3846          */
3847         for (child = le32_to_cpu(dtp->leafidx),
3848              nparent = le32_to_cpu(dtp->nleafs) >> 2;
3849              nparent > 0; nparent >>= 2, child = parent) {
3850                 /* get index of 1st node of parent level */
3851                 parent = (child - 1) >> 2;
3852
3853                 /* set the value of the parent node as the maximum
3854                  * of the four nodes of the current level.
3855                  */
3856                 for (i = 0, cp = tp + child, cp1 = tp + parent;
3857                      i < nparent; i++, cp += 4, cp1++)
3858                         *cp1 = TREEMAX(cp);
3859         }
3860
3861         return (*tp);
3862 }
3863
3864
3865 /*
3866  *      dbInitDmapCtl()
3867  *
3868  * function: initialize dmapctl page
3869  */
3870 static int dbInitDmapCtl(struct dmapctl * dcp, int level, int i)
3871 {                               /* start leaf index not covered by range */
3872         s8 *cp;
3873
3874         dcp->nleafs = cpu_to_le32(LPERCTL);
3875         dcp->l2nleafs = cpu_to_le32(L2LPERCTL);
3876         dcp->leafidx = cpu_to_le32(CTLLEAFIND);
3877         dcp->height = cpu_to_le32(5);
3878         dcp->budmin = L2BPERDMAP + L2LPERCTL * level;
3879
3880         /*
3881          * initialize the leaves of current level that were not covered
3882          * by the specified input block range (i.e. the leaves have no
3883          * low level dmapctl or dmap).
3884          */
3885         cp = &dcp->stree[CTLLEAFIND + i];
3886         for (; i < LPERCTL; i++)
3887                 *cp++ = NOFREE;
3888
3889         /* build the dmap's binary buddy summary tree */
3890         return (dbInitTree((struct dmaptree *) dcp));
3891 }
3892
3893
3894 /*
3895  * NAME:        dbGetL2AGSize()/ujfs_getagl2size()
3896  *
3897  * FUNCTION:    Determine log2(allocation group size) from aggregate size
3898  *
3899  * PARAMETERS:
3900  *      nblocks - Number of blocks in aggregate
3901  *
3902  * RETURNS: log2(allocation group size) in aggregate blocks
3903  */
3904 static int dbGetL2AGSize(s64 nblocks)
3905 {
3906         s64 sz;
3907         s64 m;
3908         int l2sz;
3909
3910         if (nblocks < BPERDMAP * MAXAG)
3911                 return (L2BPERDMAP);
3912
3913         /* round up aggregate size to power of 2 */
3914         m = ((u64) 1 << (64 - 1));
3915         for (l2sz = 64; l2sz >= 0; l2sz--, m >>= 1) {
3916                 if (m & nblocks)
3917                         break;
3918         }
3919
3920         sz = (s64) 1 << l2sz;
3921         if (sz < nblocks)
3922                 l2sz += 1;
3923
3924         /* agsize = roundupSize/max_number_of_ag */
3925         return (l2sz - L2MAXAG);
3926 }
3927
3928
3929 /*
3930  * NAME:        dbMapFileSizeToMapSize()
3931  *
3932  * FUNCTION:    compute number of blocks the block allocation map file
3933  *              can cover from the map file size;
3934  *
3935  * RETURNS:     Number of blocks which can be covered by this block map file;
3936  */
3937
3938 /*
3939  * maximum number of map pages at each level including control pages
3940  */
3941 #define MAXL0PAGES      (1 + LPERCTL)
3942 #define MAXL1PAGES      (1 + LPERCTL * MAXL0PAGES)
3943 #define MAXL2PAGES      (1 + LPERCTL * MAXL1PAGES)
3944
3945 /*
3946  * convert number of map pages to the zero origin top dmapctl level
3947  */
3948 #define BMAPPGTOLEV(npages)     \
3949         (((npages) <= 3 + MAXL0PAGES) ? 0 : \
3950          ((npages) <= 2 + MAXL1PAGES) ? 1 : 2)
3951
3952 s64 dbMapFileSizeToMapSize(struct inode * ipbmap)
3953 {
3954         struct super_block *sb = ipbmap->i_sb;
3955         s64 nblocks;
3956         s64 npages, ndmaps;
3957         int level, i;
3958         int complete, factor;
3959
3960         nblocks = ipbmap->i_size >> JFS_SBI(sb)->l2bsize;
3961         npages = nblocks >> JFS_SBI(sb)->l2nbperpage;
3962         level = BMAPPGTOLEV(npages);
3963
3964         /* At each level, accumulate the number of dmap pages covered by
3965          * the number of full child levels below it;
3966          * repeat for the last incomplete child level.
3967          */
3968         ndmaps = 0;
3969         npages--;               /* skip the first global control page */
3970         /* skip higher level control pages above top level covered by map */
3971         npages -= (2 - level);
3972         npages--;               /* skip top level's control page */
3973         for (i = level; i >= 0; i--) {
3974                 factor =
3975                     (i == 2) ? MAXL1PAGES : ((i == 1) ? MAXL0PAGES : 1);
3976                 complete = (u32) npages / factor;
3977                 ndmaps += complete * ((i == 2) ? LPERCTL * LPERCTL :
3978                                       ((i == 1) ? LPERCTL : 1));
3979
3980                 /* pages in last/incomplete child */
3981                 npages = (u32) npages % factor;
3982                 /* skip incomplete child's level control page */
3983                 npages--;
3984         }
3985
3986         /* convert the number of dmaps into the number of blocks
3987          * which can be covered by the dmaps;
3988          */
3989         nblocks = ndmaps << L2BPERDMAP;
3990
3991         return (nblocks);
3992 }