userns: Convert ext4 to user kuid/kgid where appropriate
[linux-3.10.git] / fs / ext4 / ialloc.c
1 /*
2  *  linux/fs/ext4/ialloc.c
3  *
4  * Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995
5  * Remy Card (card@masi.ibp.fr)
6  * Laboratoire MASI - Institut Blaise Pascal
7  * Universite Pierre et Marie Curie (Paris VI)
8  *
9  *  BSD ufs-inspired inode and directory allocation by
10  *  Stephen Tweedie (sct@redhat.com), 1993
11  *  Big-endian to little-endian byte-swapping/bitmaps by
12  *        David S. Miller (davem@caip.rutgers.edu), 1995
13  */
14
15 #include <linux/time.h>
16 #include <linux/fs.h>
17 #include <linux/jbd2.h>
18 #include <linux/stat.h>
19 #include <linux/string.h>
20 #include <linux/quotaops.h>
21 #include <linux/buffer_head.h>
22 #include <linux/random.h>
23 #include <linux/bitops.h>
24 #include <linux/blkdev.h>
25 #include <asm/byteorder.h>
26
27 #include "ext4.h"
28 #include "ext4_jbd2.h"
29 #include "xattr.h"
30 #include "acl.h"
31
32 #include <trace/events/ext4.h>
33
34 /*
35  * ialloc.c contains the inodes allocation and deallocation routines
36  */
37
38 /*
39  * The free inodes are managed by bitmaps.  A file system contains several
40  * blocks groups.  Each group contains 1 bitmap block for blocks, 1 bitmap
41  * block for inodes, N blocks for the inode table and data blocks.
42  *
43  * The file system contains group descriptors which are located after the
44  * super block.  Each descriptor contains the number of the bitmap block and
45  * the free blocks count in the block.
46  */
47
48 /*
49  * To avoid calling the atomic setbit hundreds or thousands of times, we only
50  * need to use it within a single byte (to ensure we get endianness right).
51  * We can use memset for the rest of the bitmap as there are no other users.
52  */
53 void ext4_mark_bitmap_end(int start_bit, int end_bit, char *bitmap)
54 {
55         int i;
56
57         if (start_bit >= end_bit)
58                 return;
59
60         ext4_debug("mark end bits +%d through +%d used\n", start_bit, end_bit);
61         for (i = start_bit; i < ((start_bit + 7) & ~7UL); i++)
62                 ext4_set_bit(i, bitmap);
63         if (i < end_bit)
64                 memset(bitmap + (i >> 3), 0xff, (end_bit - i) >> 3);
65 }
66
67 /* Initializes an uninitialized inode bitmap */
68 static unsigned ext4_init_inode_bitmap(struct super_block *sb,
69                                        struct buffer_head *bh,
70                                        ext4_group_t block_group,
71                                        struct ext4_group_desc *gdp)
72 {
73         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
74
75         J_ASSERT_BH(bh, buffer_locked(bh));
76
77         /* If checksum is bad mark all blocks and inodes use to prevent
78          * allocation, essentially implementing a per-group read-only flag. */
79         if (!ext4_group_desc_csum_verify(sbi, block_group, gdp)) {
80                 ext4_error(sb, "Checksum bad for group %u", block_group);
81                 ext4_free_group_clusters_set(sb, gdp, 0);
82                 ext4_free_inodes_set(sb, gdp, 0);
83                 ext4_itable_unused_set(sb, gdp, 0);
84                 memset(bh->b_data, 0xff, sb->s_blocksize);
85                 return 0;
86         }
87
88         memset(bh->b_data, 0, (EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) + 7) / 8);
89         ext4_mark_bitmap_end(EXT4_INODES_PER_GROUP(sb), sb->s_blocksize * 8,
90                         bh->b_data);
91
92         return EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
93 }
94
95 void ext4_end_bitmap_read(struct buffer_head *bh, int uptodate)
96 {
97         if (uptodate) {
98                 set_buffer_uptodate(bh);
99                 set_bitmap_uptodate(bh);
100         }
101         unlock_buffer(bh);
102         put_bh(bh);
103 }
104
105 /*
106  * Read the inode allocation bitmap for a given block_group, reading
107  * into the specified slot in the superblock's bitmap cache.
108  *
109  * Return buffer_head of bitmap on success or NULL.
110  */
111 static struct buffer_head *
112 ext4_read_inode_bitmap(struct super_block *sb, ext4_group_t block_group)
113 {
114         struct ext4_group_desc *desc;
115         struct buffer_head *bh = NULL;
116         ext4_fsblk_t bitmap_blk;
117
118         desc = ext4_get_group_desc(sb, block_group, NULL);
119         if (!desc)
120                 return NULL;
121
122         bitmap_blk = ext4_inode_bitmap(sb, desc);
123         bh = sb_getblk(sb, bitmap_blk);
124         if (unlikely(!bh)) {
125                 ext4_error(sb, "Cannot read inode bitmap - "
126                             "block_group = %u, inode_bitmap = %llu",
127                             block_group, bitmap_blk);
128                 return NULL;
129         }
130         if (bitmap_uptodate(bh))
131                 return bh;
132
133         lock_buffer(bh);
134         if (bitmap_uptodate(bh)) {
135                 unlock_buffer(bh);
136                 return bh;
137         }
138
139         ext4_lock_group(sb, block_group);
140         if (desc->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_INODE_UNINIT)) {
141                 ext4_init_inode_bitmap(sb, bh, block_group, desc);
142                 set_bitmap_uptodate(bh);
143                 set_buffer_uptodate(bh);
144                 ext4_unlock_group(sb, block_group);
145                 unlock_buffer(bh);
146                 return bh;
147         }
148         ext4_unlock_group(sb, block_group);
149
150         if (buffer_uptodate(bh)) {
151                 /*
152                  * if not uninit if bh is uptodate,
153                  * bitmap is also uptodate
154                  */
155                 set_bitmap_uptodate(bh);
156                 unlock_buffer(bh);
157                 return bh;
158         }
159         /*
160          * submit the buffer_head for reading
161          */
162         trace_ext4_load_inode_bitmap(sb, block_group);
163         bh->b_end_io = ext4_end_bitmap_read;
164         get_bh(bh);
165         submit_bh(READ, bh);
166         wait_on_buffer(bh);
167         if (!buffer_uptodate(bh)) {
168                 put_bh(bh);
169                 ext4_error(sb, "Cannot read inode bitmap - "
170                            "block_group = %u, inode_bitmap = %llu",
171                            block_group, bitmap_blk);
172                 return NULL;
173         }
174         return bh;
175 }
176
177 /*
178  * NOTE! When we get the inode, we're the only people
179  * that have access to it, and as such there are no
180  * race conditions we have to worry about. The inode
181  * is not on the hash-lists, and it cannot be reached
182  * through the filesystem because the directory entry
183  * has been deleted earlier.
184  *
185  * HOWEVER: we must make sure that we get no aliases,
186  * which means that we have to call "clear_inode()"
187  * _before_ we mark the inode not in use in the inode
188  * bitmaps. Otherwise a newly created file might use
189  * the same inode number (not actually the same pointer
190  * though), and then we'd have two inodes sharing the
191  * same inode number and space on the harddisk.
192  */
193 void ext4_free_inode(handle_t *handle, struct inode *inode)
194 {
195         struct super_block *sb = inode->i_sb;
196         int is_directory;
197         unsigned long ino;
198         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
199         struct buffer_head *bh2;
200         ext4_group_t block_group;
201         unsigned long bit;
202         struct ext4_group_desc *gdp;
203         struct ext4_super_block *es;
204         struct ext4_sb_info *sbi;
205         int fatal = 0, err, count, cleared;
206
207         if (!sb) {
208                 printk(KERN_ERR "EXT4-fs: %s:%d: inode on "
209                        "nonexistent device\n", __func__, __LINE__);
210                 return;
211         }
212         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1) {
213                 ext4_msg(sb, KERN_ERR, "%s:%d: inode #%lu: count=%d",
214                          __func__, __LINE__, inode->i_ino,
215                          atomic_read(&inode->i_count));
216                 return;
217         }
218         if (inode->i_nlink) {
219                 ext4_msg(sb, KERN_ERR, "%s:%d: inode #%lu: nlink=%d\n",
220                          __func__, __LINE__, inode->i_ino, inode->i_nlink);
221                 return;
222         }
223         sbi = EXT4_SB(sb);
224
225         ino = inode->i_ino;
226         ext4_debug("freeing inode %lu\n", ino);
227         trace_ext4_free_inode(inode);
228
229         /*
230          * Note: we must free any quota before locking the superblock,
231          * as writing the quota to disk may need the lock as well.
232          */
233         dquot_initialize(inode);
234         ext4_xattr_delete_inode(handle, inode);
235         dquot_free_inode(inode);
236         dquot_drop(inode);
237
238         is_directory = S_ISDIR(inode->i_mode);
239
240         /* Do this BEFORE marking the inode not in use or returning an error */
241         ext4_clear_inode(inode);
242
243         es = EXT4_SB(sb)->s_es;
244         if (ino < EXT4_FIRST_INO(sb) || ino > le32_to_cpu(es->s_inodes_count)) {
245                 ext4_error(sb, "reserved or nonexistent inode %lu", ino);
246                 goto error_return;
247         }
248         block_group = (ino - 1) / EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
249         bit = (ino - 1) % EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
250         bitmap_bh = ext4_read_inode_bitmap(sb, block_group);
251         if (!bitmap_bh)
252                 goto error_return;
253
254         BUFFER_TRACE(bitmap_bh, "get_write_access");
255         fatal = ext4_journal_get_write_access(handle, bitmap_bh);
256         if (fatal)
257                 goto error_return;
258
259         fatal = -ESRCH;
260         gdp = ext4_get_group_desc(sb, block_group, &bh2);
261         if (gdp) {
262                 BUFFER_TRACE(bh2, "get_write_access");
263                 fatal = ext4_journal_get_write_access(handle, bh2);
264         }
265         ext4_lock_group(sb, block_group);
266         cleared = ext4_test_and_clear_bit(bit, bitmap_bh->b_data);
267         if (fatal || !cleared) {
268                 ext4_unlock_group(sb, block_group);
269                 goto out;
270         }
271
272         count = ext4_free_inodes_count(sb, gdp) + 1;
273         ext4_free_inodes_set(sb, gdp, count);
274         if (is_directory) {
275                 count = ext4_used_dirs_count(sb, gdp) - 1;
276                 ext4_used_dirs_set(sb, gdp, count);
277                 percpu_counter_dec(&sbi->s_dirs_counter);
278         }
279         gdp->bg_checksum = ext4_group_desc_csum(sbi, block_group, gdp);
280         ext4_unlock_group(sb, block_group);
281
282         percpu_counter_inc(&sbi->s_freeinodes_counter);
283         if (sbi->s_log_groups_per_flex) {
284                 ext4_group_t f = ext4_flex_group(sbi, block_group);
285
286                 atomic_inc(&sbi->s_flex_groups[f].free_inodes);
287                 if (is_directory)
288                         atomic_dec(&sbi->s_flex_groups[f].used_dirs);
289         }
290         BUFFER_TRACE(bh2, "call ext4_handle_dirty_metadata");
291         fatal = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, bh2);
292 out:
293         if (cleared) {
294                 BUFFER_TRACE(bitmap_bh, "call ext4_handle_dirty_metadata");
295                 err = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, bitmap_bh);
296                 if (!fatal)
297                         fatal = err;
298                 ext4_mark_super_dirty(sb);
299         } else
300                 ext4_error(sb, "bit already cleared for inode %lu", ino);
301
302 error_return:
303         brelse(bitmap_bh);
304         ext4_std_error(sb, fatal);
305 }
306
307 struct orlov_stats {
308         __u32 free_inodes;
309         __u32 free_clusters;
310         __u32 used_dirs;
311 };
312
313 /*
314  * Helper function for Orlov's allocator; returns critical information
315  * for a particular block group or flex_bg.  If flex_size is 1, then g
316  * is a block group number; otherwise it is flex_bg number.
317  */
318 static void get_orlov_stats(struct super_block *sb, ext4_group_t g,
319                             int flex_size, struct orlov_stats *stats)
320 {
321         struct ext4_group_desc *desc;
322         struct flex_groups *flex_group = EXT4_SB(sb)->s_flex_groups;
323
324         if (flex_size > 1) {
325                 stats->free_inodes = atomic_read(&flex_group[g].free_inodes);
326                 stats->free_clusters = atomic_read(&flex_group[g].free_clusters);
327                 stats->used_dirs = atomic_read(&flex_group[g].used_dirs);
328                 return;
329         }
330
331         desc = ext4_get_group_desc(sb, g, NULL);
332         if (desc) {
333                 stats->free_inodes = ext4_free_inodes_count(sb, desc);
334                 stats->free_clusters = ext4_free_group_clusters(sb, desc);
335                 stats->used_dirs = ext4_used_dirs_count(sb, desc);
336         } else {
337                 stats->free_inodes = 0;
338                 stats->free_clusters = 0;
339                 stats->used_dirs = 0;
340         }
341 }
342
343 /*
344  * Orlov's allocator for directories.
345  *
346  * We always try to spread first-level directories.
347  *
348  * If there are blockgroups with both free inodes and free blocks counts
349  * not worse than average we return one with smallest directory count.
350  * Otherwise we simply return a random group.
351  *
352  * For the rest rules look so:
353  *
354  * It's OK to put directory into a group unless
355  * it has too many directories already (max_dirs) or
356  * it has too few free inodes left (min_inodes) or
357  * it has too few free blocks left (min_blocks) or
358  * Parent's group is preferred, if it doesn't satisfy these
359  * conditions we search cyclically through the rest. If none
360  * of the groups look good we just look for a group with more
361  * free inodes than average (starting at parent's group).
362  */
363
364 static int find_group_orlov(struct super_block *sb, struct inode *parent,
365                             ext4_group_t *group, umode_t mode,
366                             const struct qstr *qstr)
367 {
368         ext4_group_t parent_group = EXT4_I(parent)->i_block_group;
369         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
370         ext4_group_t real_ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
371         int inodes_per_group = EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
372         unsigned int freei, avefreei, grp_free;
373         ext4_fsblk_t freeb, avefreec;
374         unsigned int ndirs;
375         int max_dirs, min_inodes;
376         ext4_grpblk_t min_clusters;
377         ext4_group_t i, grp, g, ngroups;
378         struct ext4_group_desc *desc;
379         struct orlov_stats stats;
380         int flex_size = ext4_flex_bg_size(sbi);
381         struct dx_hash_info hinfo;
382
383         ngroups = real_ngroups;
384         if (flex_size > 1) {
385                 ngroups = (real_ngroups + flex_size - 1) >>
386                         sbi->s_log_groups_per_flex;
387                 parent_group >>= sbi->s_log_groups_per_flex;
388         }
389
390         freei = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_freeinodes_counter);
391         avefreei = freei / ngroups;
392         freeb = EXT4_C2B(sbi,
393                 percpu_counter_read_positive(&sbi->s_freeclusters_counter));
394         avefreec = freeb;
395         do_div(avefreec, ngroups);
396         ndirs = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_dirs_counter);
397
398         if (S_ISDIR(mode) &&
399             ((parent == sb->s_root->d_inode) ||
400              (ext4_test_inode_flag(parent, EXT4_INODE_TOPDIR)))) {
401                 int best_ndir = inodes_per_group;
402                 int ret = -1;
403
404                 if (qstr) {
405                         hinfo.hash_version = DX_HASH_HALF_MD4;
406                         hinfo.seed = sbi->s_hash_seed;
407                         ext4fs_dirhash(qstr->name, qstr->len, &hinfo);
408                         grp = hinfo.hash;
409                 } else
410                         get_random_bytes(&grp, sizeof(grp));
411                 parent_group = (unsigned)grp % ngroups;
412                 for (i = 0; i < ngroups; i++) {
413                         g = (parent_group + i) % ngroups;
414                         get_orlov_stats(sb, g, flex_size, &stats);
415                         if (!stats.free_inodes)
416                                 continue;
417                         if (stats.used_dirs >= best_ndir)
418                                 continue;
419                         if (stats.free_inodes < avefreei)
420                                 continue;
421                         if (stats.free_clusters < avefreec)
422                                 continue;
423                         grp = g;
424                         ret = 0;
425                         best_ndir = stats.used_dirs;
426                 }
427                 if (ret)
428                         goto fallback;
429         found_flex_bg:
430                 if (flex_size == 1) {
431                         *group = grp;
432                         return 0;
433                 }
434
435                 /*
436                  * We pack inodes at the beginning of the flexgroup's
437                  * inode tables.  Block allocation decisions will do
438                  * something similar, although regular files will
439                  * start at 2nd block group of the flexgroup.  See
440                  * ext4_ext_find_goal() and ext4_find_near().
441                  */
442                 grp *= flex_size;
443                 for (i = 0; i < flex_size; i++) {
444                         if (grp+i >= real_ngroups)
445                                 break;
446                         desc = ext4_get_group_desc(sb, grp+i, NULL);
447                         if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc)) {
448                                 *group = grp+i;
449                                 return 0;
450                         }
451                 }
452                 goto fallback;
453         }
454
455         max_dirs = ndirs / ngroups + inodes_per_group / 16;
456         min_inodes = avefreei - inodes_per_group*flex_size / 4;
457         if (min_inodes < 1)
458                 min_inodes = 1;
459         min_clusters = avefreec - EXT4_CLUSTERS_PER_GROUP(sb)*flex_size / 4;
460
461         /*
462          * Start looking in the flex group where we last allocated an
463          * inode for this parent directory
464          */
465         if (EXT4_I(parent)->i_last_alloc_group != ~0) {
466                 parent_group = EXT4_I(parent)->i_last_alloc_group;
467                 if (flex_size > 1)
468                         parent_group >>= sbi->s_log_groups_per_flex;
469         }
470
471         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
472                 grp = (parent_group + i) % ngroups;
473                 get_orlov_stats(sb, grp, flex_size, &stats);
474                 if (stats.used_dirs >= max_dirs)
475                         continue;
476                 if (stats.free_inodes < min_inodes)
477                         continue;
478                 if (stats.free_clusters < min_clusters)
479                         continue;
480                 goto found_flex_bg;
481         }
482
483 fallback:
484         ngroups = real_ngroups;
485         avefreei = freei / ngroups;
486 fallback_retry:
487         parent_group = EXT4_I(parent)->i_block_group;
488         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
489                 grp = (parent_group + i) % ngroups;
490                 desc = ext4_get_group_desc(sb, grp, NULL);
491                 grp_free = ext4_free_inodes_count(sb, desc);
492                 if (desc && grp_free && grp_free >= avefreei) {
493                         *group = grp;
494                         return 0;
495                 }
496         }
497
498         if (avefreei) {
499                 /*
500                  * The free-inodes counter is approximate, and for really small
501                  * filesystems the above test can fail to find any blockgroups
502                  */
503                 avefreei = 0;
504                 goto fallback_retry;
505         }
506
507         return -1;
508 }
509
510 static int find_group_other(struct super_block *sb, struct inode *parent,
511                             ext4_group_t *group, umode_t mode)
512 {
513         ext4_group_t parent_group = EXT4_I(parent)->i_block_group;
514         ext4_group_t i, last, ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
515         struct ext4_group_desc *desc;
516         int flex_size = ext4_flex_bg_size(EXT4_SB(sb));
517
518         /*
519          * Try to place the inode is the same flex group as its
520          * parent.  If we can't find space, use the Orlov algorithm to
521          * find another flex group, and store that information in the
522          * parent directory's inode information so that use that flex
523          * group for future allocations.
524          */
525         if (flex_size > 1) {
526                 int retry = 0;
527
528         try_again:
529                 parent_group &= ~(flex_size-1);
530                 last = parent_group + flex_size;
531                 if (last > ngroups)
532                         last = ngroups;
533                 for  (i = parent_group; i < last; i++) {
534                         desc = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
535                         if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc)) {
536                                 *group = i;
537                                 return 0;
538                         }
539                 }
540                 if (!retry && EXT4_I(parent)->i_last_alloc_group != ~0) {
541                         retry = 1;
542                         parent_group = EXT4_I(parent)->i_last_alloc_group;
543                         goto try_again;
544                 }
545                 /*
546                  * If this didn't work, use the Orlov search algorithm
547                  * to find a new flex group; we pass in the mode to
548                  * avoid the topdir algorithms.
549                  */
550                 *group = parent_group + flex_size;
551                 if (*group > ngroups)
552                         *group = 0;
553                 return find_group_orlov(sb, parent, group, mode, NULL);
554         }
555
556         /*
557          * Try to place the inode in its parent directory
558          */
559         *group = parent_group;
560         desc = ext4_get_group_desc(sb, *group, NULL);
561         if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc) &&
562             ext4_free_group_clusters(sb, desc))
563                 return 0;
564
565         /*
566          * We're going to place this inode in a different blockgroup from its
567          * parent.  We want to cause files in a common directory to all land in
568          * the same blockgroup.  But we want files which are in a different
569          * directory which shares a blockgroup with our parent to land in a
570          * different blockgroup.
571          *
572          * So add our directory's i_ino into the starting point for the hash.
573          */
574         *group = (*group + parent->i_ino) % ngroups;
575
576         /*
577          * Use a quadratic hash to find a group with a free inode and some free
578          * blocks.
579          */
580         for (i = 1; i < ngroups; i <<= 1) {
581                 *group += i;
582                 if (*group >= ngroups)
583                         *group -= ngroups;
584                 desc = ext4_get_group_desc(sb, *group, NULL);
585                 if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc) &&
586                     ext4_free_group_clusters(sb, desc))
587                         return 0;
588         }
589
590         /*
591          * That failed: try linear search for a free inode, even if that group
592          * has no free blocks.
593          */
594         *group = parent_group;
595         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
596                 if (++*group >= ngroups)
597                         *group = 0;
598                 desc = ext4_get_group_desc(sb, *group, NULL);
599                 if (desc && ext4_free_inodes_count(sb, desc))
600                         return 0;
601         }
602
603         return -1;
604 }
605
606 /*
607  * There are two policies for allocating an inode.  If the new inode is
608  * a directory, then a forward search is made for a block group with both
609  * free space and a low directory-to-inode ratio; if that fails, then of
610  * the groups with above-average free space, that group with the fewest
611  * directories already is chosen.
612  *
613  * For other inodes, search forward from the parent directory's block
614  * group to find a free inode.
615  */
616 struct inode *ext4_new_inode(handle_t *handle, struct inode *dir, umode_t mode,
617                              const struct qstr *qstr, __u32 goal, uid_t *owner)
618 {
619         struct super_block *sb;
620         struct buffer_head *inode_bitmap_bh = NULL;
621         struct buffer_head *group_desc_bh;
622         ext4_group_t ngroups, group = 0;
623         unsigned long ino = 0;
624         struct inode *inode;
625         struct ext4_group_desc *gdp = NULL;
626         struct ext4_inode_info *ei;
627         struct ext4_sb_info *sbi;
628         int ret2, err = 0;
629         struct inode *ret;
630         ext4_group_t i;
631         ext4_group_t flex_group;
632
633         /* Cannot create files in a deleted directory */
634         if (!dir || !dir->i_nlink)
635                 return ERR_PTR(-EPERM);
636
637         sb = dir->i_sb;
638         ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
639         trace_ext4_request_inode(dir, mode);
640         inode = new_inode(sb);
641         if (!inode)
642                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
643         ei = EXT4_I(inode);
644         sbi = EXT4_SB(sb);
645
646         if (!goal)
647                 goal = sbi->s_inode_goal;
648
649         if (goal && goal <= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_inodes_count)) {
650                 group = (goal - 1) / EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
651                 ino = (goal - 1) % EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
652                 ret2 = 0;
653                 goto got_group;
654         }
655
656         if (S_ISDIR(mode))
657                 ret2 = find_group_orlov(sb, dir, &group, mode, qstr);
658         else
659                 ret2 = find_group_other(sb, dir, &group, mode);
660
661 got_group:
662         EXT4_I(dir)->i_last_alloc_group = group;
663         err = -ENOSPC;
664         if (ret2 == -1)
665                 goto out;
666
667         /*
668          * Normally we will only go through one pass of this loop,
669          * unless we get unlucky and it turns out the group we selected
670          * had its last inode grabbed by someone else.
671          */
672         for (i = 0; i < ngroups; i++, ino = 0) {
673                 err = -EIO;
674
675                 gdp = ext4_get_group_desc(sb, group, &group_desc_bh);
676                 if (!gdp)
677                         goto fail;
678
679                 brelse(inode_bitmap_bh);
680                 inode_bitmap_bh = ext4_read_inode_bitmap(sb, group);
681                 if (!inode_bitmap_bh)
682                         goto fail;
683
684 repeat_in_this_group:
685                 ino = ext4_find_next_zero_bit((unsigned long *)
686                                               inode_bitmap_bh->b_data,
687                                               EXT4_INODES_PER_GROUP(sb), ino);
688                 if (ino >= EXT4_INODES_PER_GROUP(sb)) {
689                         if (++group == ngroups)
690                                 group = 0;
691                         continue;
692                 }
693                 if (group == 0 && (ino+1) < EXT4_FIRST_INO(sb)) {
694                         ext4_error(sb, "reserved inode found cleared - "
695                                    "inode=%lu", ino + 1);
696                         continue;
697                 }
698                 ext4_lock_group(sb, group);
699                 ret2 = ext4_test_and_set_bit(ino, inode_bitmap_bh->b_data);
700                 ext4_unlock_group(sb, group);
701                 ino++;          /* the inode bitmap is zero-based */
702                 if (!ret2)
703                         goto got; /* we grabbed the inode! */
704                 if (ino < EXT4_INODES_PER_GROUP(sb))
705                         goto repeat_in_this_group;
706         }
707         err = -ENOSPC;
708         goto out;
709
710 got:
711         /* We may have to initialize the block bitmap if it isn't already */
712         if (EXT4_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb, EXT4_FEATURE_RO_COMPAT_GDT_CSUM) &&
713             gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_BLOCK_UNINIT)) {
714                 struct buffer_head *block_bitmap_bh;
715
716                 block_bitmap_bh = ext4_read_block_bitmap(sb, group);
717                 BUFFER_TRACE(block_bitmap_bh, "get block bitmap access");
718                 err = ext4_journal_get_write_access(handle, block_bitmap_bh);
719                 if (err) {
720                         brelse(block_bitmap_bh);
721                         goto fail;
722                 }
723
724                 BUFFER_TRACE(block_bitmap_bh, "dirty block bitmap");
725                 err = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, block_bitmap_bh);
726                 brelse(block_bitmap_bh);
727
728                 /* recheck and clear flag under lock if we still need to */
729                 ext4_lock_group(sb, group);
730                 if (gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_BLOCK_UNINIT)) {
731                         gdp->bg_flags &= cpu_to_le16(~EXT4_BG_BLOCK_UNINIT);
732                         ext4_free_group_clusters_set(sb, gdp,
733                                 ext4_free_clusters_after_init(sb, group, gdp));
734                         gdp->bg_checksum = ext4_group_desc_csum(sbi, group,
735                                                                 gdp);
736                 }
737                 ext4_unlock_group(sb, group);
738
739                 if (err)
740                         goto fail;
741         }
742
743         BUFFER_TRACE(inode_bitmap_bh, "get_write_access");
744         err = ext4_journal_get_write_access(handle, inode_bitmap_bh);
745         if (err)
746                 goto fail;
747
748         BUFFER_TRACE(group_desc_bh, "get_write_access");
749         err = ext4_journal_get_write_access(handle, group_desc_bh);
750         if (err)
751                 goto fail;
752
753         /* Update the relevant bg descriptor fields */
754         if (EXT4_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb, EXT4_FEATURE_RO_COMPAT_GDT_CSUM)) {
755                 int free;
756                 struct ext4_group_info *grp = ext4_get_group_info(sb, group);
757
758                 down_read(&grp->alloc_sem); /* protect vs itable lazyinit */
759                 ext4_lock_group(sb, group); /* while we modify the bg desc */
760                 free = EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) -
761                         ext4_itable_unused_count(sb, gdp);
762                 if (gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_INODE_UNINIT)) {
763                         gdp->bg_flags &= cpu_to_le16(~EXT4_BG_INODE_UNINIT);
764                         free = 0;
765                 }
766                 /*
767                  * Check the relative inode number against the last used
768                  * relative inode number in this group. if it is greater
769                  * we need to update the bg_itable_unused count
770                  */
771                 if (ino > free)
772                         ext4_itable_unused_set(sb, gdp,
773                                         (EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) - ino));
774                 up_read(&grp->alloc_sem);
775         }
776         ext4_free_inodes_set(sb, gdp, ext4_free_inodes_count(sb, gdp) - 1);
777         if (S_ISDIR(mode)) {
778                 ext4_used_dirs_set(sb, gdp, ext4_used_dirs_count(sb, gdp) + 1);
779                 if (sbi->s_log_groups_per_flex) {
780                         ext4_group_t f = ext4_flex_group(sbi, group);
781
782                         atomic_inc(&sbi->s_flex_groups[f].used_dirs);
783                 }
784         }
785         if (EXT4_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb, EXT4_FEATURE_RO_COMPAT_GDT_CSUM)) {
786                 gdp->bg_checksum = ext4_group_desc_csum(sbi, group, gdp);
787                 ext4_unlock_group(sb, group);
788         }
789
790         BUFFER_TRACE(inode_bitmap_bh, "call ext4_handle_dirty_metadata");
791         err = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, inode_bitmap_bh);
792         if (err)
793                 goto fail;
794
795         BUFFER_TRACE(group_desc_bh, "call ext4_handle_dirty_metadata");
796         err = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL, group_desc_bh);
797         if (err)
798                 goto fail;
799
800         percpu_counter_dec(&sbi->s_freeinodes_counter);
801         if (S_ISDIR(mode))
802                 percpu_counter_inc(&sbi->s_dirs_counter);
803         ext4_mark_super_dirty(sb);
804
805         if (sbi->s_log_groups_per_flex) {
806                 flex_group = ext4_flex_group(sbi, group);
807                 atomic_dec(&sbi->s_flex_groups[flex_group].free_inodes);
808         }
809         if (owner) {
810                 inode->i_mode = mode;
811                 i_uid_write(inode, owner[0]);
812                 i_gid_write(inode, owner[1]);
813         } else if (test_opt(sb, GRPID)) {
814                 inode->i_mode = mode;
815                 inode->i_uid = current_fsuid();
816                 inode->i_gid = dir->i_gid;
817         } else
818                 inode_init_owner(inode, dir, mode);
819
820         inode->i_ino = ino + group * EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
821         /* This is the optimal IO size (for stat), not the fs block size */
822         inode->i_blocks = 0;
823         inode->i_mtime = inode->i_atime = inode->i_ctime = ei->i_crtime =
824                                                        ext4_current_time(inode);
825
826         memset(ei->i_data, 0, sizeof(ei->i_data));
827         ei->i_dir_start_lookup = 0;
828         ei->i_disksize = 0;
829
830         /* Don't inherit extent flag from directory, amongst others. */
831         ei->i_flags =
832                 ext4_mask_flags(mode, EXT4_I(dir)->i_flags & EXT4_FL_INHERITED);
833         ei->i_file_acl = 0;
834         ei->i_dtime = 0;
835         ei->i_block_group = group;
836         ei->i_last_alloc_group = ~0;
837
838         ext4_set_inode_flags(inode);
839         if (IS_DIRSYNC(inode))
840                 ext4_handle_sync(handle);
841         if (insert_inode_locked(inode) < 0) {
842                 /*
843                  * Likely a bitmap corruption causing inode to be allocated
844                  * twice.
845                  */
846                 err = -EIO;
847                 goto fail;
848         }
849         spin_lock(&sbi->s_next_gen_lock);
850         inode->i_generation = sbi->s_next_generation++;
851         spin_unlock(&sbi->s_next_gen_lock);
852
853         ext4_clear_state_flags(ei); /* Only relevant on 32-bit archs */
854         ext4_set_inode_state(inode, EXT4_STATE_NEW);
855
856         ei->i_extra_isize = EXT4_SB(sb)->s_want_extra_isize;
857
858         ret = inode;
859         dquot_initialize(inode);
860         err = dquot_alloc_inode(inode);
861         if (err)
862                 goto fail_drop;
863
864         err = ext4_init_acl(handle, inode, dir);
865         if (err)
866                 goto fail_free_drop;
867
868         err = ext4_init_security(handle, inode, dir, qstr);
869         if (err)
870                 goto fail_free_drop;
871
872         if (EXT4_HAS_INCOMPAT_FEATURE(sb, EXT4_FEATURE_INCOMPAT_EXTENTS)) {
873                 /* set extent flag only for directory, file and normal symlink*/
874                 if (S_ISDIR(mode) || S_ISREG(mode) || S_ISLNK(mode)) {
875                         ext4_set_inode_flag(inode, EXT4_INODE_EXTENTS);
876                         ext4_ext_tree_init(handle, inode);
877                 }
878         }
879
880         if (ext4_handle_valid(handle)) {
881                 ei->i_sync_tid = handle->h_transaction->t_tid;
882                 ei->i_datasync_tid = handle->h_transaction->t_tid;
883         }
884
885         err = ext4_mark_inode_dirty(handle, inode);
886         if (err) {
887                 ext4_std_error(sb, err);
888                 goto fail_free_drop;
889         }
890
891         ext4_debug("allocating inode %lu\n", inode->i_ino);
892         trace_ext4_allocate_inode(inode, dir, mode);
893         goto really_out;
894 fail:
895         ext4_std_error(sb, err);
896 out:
897         iput(inode);
898         ret = ERR_PTR(err);
899 really_out:
900         brelse(inode_bitmap_bh);
901         return ret;
902
903 fail_free_drop:
904         dquot_free_inode(inode);
905
906 fail_drop:
907         dquot_drop(inode);
908         inode->i_flags |= S_NOQUOTA;
909         clear_nlink(inode);
910         unlock_new_inode(inode);
911         iput(inode);
912         brelse(inode_bitmap_bh);
913         return ERR_PTR(err);
914 }
915
916 /* Verify that we are loading a valid orphan from disk */
917 struct inode *ext4_orphan_get(struct super_block *sb, unsigned long ino)
918 {
919         unsigned long max_ino = le32_to_cpu(EXT4_SB(sb)->s_es->s_inodes_count);
920         ext4_group_t block_group;
921         int bit;
922         struct buffer_head *bitmap_bh;
923         struct inode *inode = NULL;
924         long err = -EIO;
925
926         /* Error cases - e2fsck has already cleaned up for us */
927         if (ino > max_ino) {
928                 ext4_warning(sb, "bad orphan ino %lu!  e2fsck was run?", ino);
929                 goto error;
930         }
931
932         block_group = (ino - 1) / EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
933         bit = (ino - 1) % EXT4_INODES_PER_GROUP(sb);
934         bitmap_bh = ext4_read_inode_bitmap(sb, block_group);
935         if (!bitmap_bh) {
936                 ext4_warning(sb, "inode bitmap error for orphan %lu", ino);
937                 goto error;
938         }
939
940         /* Having the inode bit set should be a 100% indicator that this
941          * is a valid orphan (no e2fsck run on fs).  Orphans also include
942          * inodes that were being truncated, so we can't check i_nlink==0.
943          */
944         if (!ext4_test_bit(bit, bitmap_bh->b_data))
945                 goto bad_orphan;
946
947         inode = ext4_iget(sb, ino);
948         if (IS_ERR(inode))
949                 goto iget_failed;
950
951         /*
952          * If the orphans has i_nlinks > 0 then it should be able to be
953          * truncated, otherwise it won't be removed from the orphan list
954          * during processing and an infinite loop will result.
955          */
956         if (inode->i_nlink && !ext4_can_truncate(inode))
957                 goto bad_orphan;
958
959         if (NEXT_ORPHAN(inode) > max_ino)
960                 goto bad_orphan;
961         brelse(bitmap_bh);
962         return inode;
963
964 iget_failed:
965         err = PTR_ERR(inode);
966         inode = NULL;
967 bad_orphan:
968         ext4_warning(sb, "bad orphan inode %lu!  e2fsck was run?", ino);
969         printk(KERN_NOTICE "ext4_test_bit(bit=%d, block=%llu) = %d\n",
970                bit, (unsigned long long)bitmap_bh->b_blocknr,
971                ext4_test_bit(bit, bitmap_bh->b_data));
972         printk(KERN_NOTICE "inode=%p\n", inode);
973         if (inode) {
974                 printk(KERN_NOTICE "is_bad_inode(inode)=%d\n",
975                        is_bad_inode(inode));
976                 printk(KERN_NOTICE "NEXT_ORPHAN(inode)=%u\n",
977                        NEXT_ORPHAN(inode));
978                 printk(KERN_NOTICE "max_ino=%lu\n", max_ino);
979                 printk(KERN_NOTICE "i_nlink=%u\n", inode->i_nlink);
980                 /* Avoid freeing blocks if we got a bad deleted inode */
981                 if (inode->i_nlink == 0)
982                         inode->i_blocks = 0;
983                 iput(inode);
984         }
985         brelse(bitmap_bh);
986 error:
987         return ERR_PTR(err);
988 }
989
990 unsigned long ext4_count_free_inodes(struct super_block *sb)
991 {
992         unsigned long desc_count;
993         struct ext4_group_desc *gdp;
994         ext4_group_t i, ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
995 #ifdef EXT4FS_DEBUG
996         struct ext4_super_block *es;
997         unsigned long bitmap_count, x;
998         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
999
1000         es = EXT4_SB(sb)->s_es;
1001         desc_count = 0;
1002         bitmap_count = 0;
1003         gdp = NULL;
1004         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
1005                 gdp = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
1006                 if (!gdp)
1007                         continue;
1008                 desc_count += ext4_free_inodes_count(sb, gdp);
1009                 brelse(bitmap_bh);
1010                 bitmap_bh = ext4_read_inode_bitmap(sb, i);
1011                 if (!bitmap_bh)
1012                         continue;
1013
1014                 x = ext4_count_free(bitmap_bh, EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) / 8);
1015                 printk(KERN_DEBUG "group %lu: stored = %d, counted = %lu\n",
1016                         (unsigned long) i, ext4_free_inodes_count(sb, gdp), x);
1017                 bitmap_count += x;
1018         }
1019         brelse(bitmap_bh);
1020         printk(KERN_DEBUG "ext4_count_free_inodes: "
1021                "stored = %u, computed = %lu, %lu\n",
1022                le32_to_cpu(es->s_free_inodes_count), desc_count, bitmap_count);
1023         return desc_count;
1024 #else
1025         desc_count = 0;
1026         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
1027                 gdp = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
1028                 if (!gdp)
1029                         continue;
1030                 desc_count += ext4_free_inodes_count(sb, gdp);
1031                 cond_resched();
1032         }
1033         return desc_count;
1034 #endif
1035 }
1036
1037 /* Called at mount-time, super-block is locked */
1038 unsigned long ext4_count_dirs(struct super_block * sb)
1039 {
1040         unsigned long count = 0;
1041         ext4_group_t i, ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
1042
1043         for (i = 0; i < ngroups; i++) {
1044                 struct ext4_group_desc *gdp = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
1045                 if (!gdp)
1046                         continue;
1047                 count += ext4_used_dirs_count(sb, gdp);
1048         }
1049         return count;
1050 }
1051
1052 /*
1053  * Zeroes not yet zeroed inode table - just write zeroes through the whole
1054  * inode table. Must be called without any spinlock held. The only place
1055  * where it is called from on active part of filesystem is ext4lazyinit
1056  * thread, so we do not need any special locks, however we have to prevent
1057  * inode allocation from the current group, so we take alloc_sem lock, to
1058  * block ext4_new_inode() until we are finished.
1059  */
1060 int ext4_init_inode_table(struct super_block *sb, ext4_group_t group,
1061                                  int barrier)
1062 {
1063         struct ext4_group_info *grp = ext4_get_group_info(sb, group);
1064         struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
1065         struct ext4_group_desc *gdp = NULL;
1066         struct buffer_head *group_desc_bh;
1067         handle_t *handle;
1068         ext4_fsblk_t blk;
1069         int num, ret = 0, used_blks = 0;
1070
1071         /* This should not happen, but just to be sure check this */
1072         if (sb->s_flags & MS_RDONLY) {
1073                 ret = 1;
1074                 goto out;
1075         }
1076
1077         gdp = ext4_get_group_desc(sb, group, &group_desc_bh);
1078         if (!gdp)
1079                 goto out;
1080
1081         /*
1082          * We do not need to lock this, because we are the only one
1083          * handling this flag.
1084          */
1085         if (gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_INODE_ZEROED))
1086                 goto out;
1087
1088         handle = ext4_journal_start_sb(sb, 1);
1089         if (IS_ERR(handle)) {
1090                 ret = PTR_ERR(handle);
1091                 goto out;
1092         }
1093
1094         down_write(&grp->alloc_sem);
1095         /*
1096          * If inode bitmap was already initialized there may be some
1097          * used inodes so we need to skip blocks with used inodes in
1098          * inode table.
1099          */
1100         if (!(gdp->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_INODE_UNINIT)))
1101                 used_blks = DIV_ROUND_UP((EXT4_INODES_PER_GROUP(sb) -
1102                             ext4_itable_unused_count(sb, gdp)),
1103                             sbi->s_inodes_per_block);
1104
1105         if ((used_blks < 0) || (used_blks > sbi->s_itb_per_group)) {
1106                 ext4_error(sb, "Something is wrong with group %u: "
1107                            "used itable blocks: %d; "
1108                            "itable unused count: %u",
1109                            group, used_blks,
1110                            ext4_itable_unused_count(sb, gdp));
1111                 ret = 1;
1112                 goto err_out;
1113         }
1114
1115         blk = ext4_inode_table(sb, gdp) + used_blks;
1116         num = sbi->s_itb_per_group - used_blks;
1117
1118         BUFFER_TRACE(group_desc_bh, "get_write_access");
1119         ret = ext4_journal_get_write_access(handle,
1120                                             group_desc_bh);
1121         if (ret)
1122                 goto err_out;
1123
1124         /*
1125          * Skip zeroout if the inode table is full. But we set the ZEROED
1126          * flag anyway, because obviously, when it is full it does not need
1127          * further zeroing.
1128          */
1129         if (unlikely(num == 0))
1130                 goto skip_zeroout;
1131
1132         ext4_debug("going to zero out inode table in group %d\n",
1133                    group);
1134         ret = sb_issue_zeroout(sb, blk, num, GFP_NOFS);
1135         if (ret < 0)
1136                 goto err_out;
1137         if (barrier)
1138                 blkdev_issue_flush(sb->s_bdev, GFP_NOFS, NULL);
1139
1140 skip_zeroout:
1141         ext4_lock_group(sb, group);
1142         gdp->bg_flags |= cpu_to_le16(EXT4_BG_INODE_ZEROED);
1143         gdp->bg_checksum = ext4_group_desc_csum(sbi, group, gdp);
1144         ext4_unlock_group(sb, group);
1145
1146         BUFFER_TRACE(group_desc_bh,
1147                      "call ext4_handle_dirty_metadata");
1148         ret = ext4_handle_dirty_metadata(handle, NULL,
1149                                          group_desc_bh);
1150
1151 err_out:
1152         up_write(&grp->alloc_sem);
1153         ext4_journal_stop(handle);
1154 out:
1155         return ret;
1156 }