cced2fed9d0f9e9096fc102c8811f9795239d28e
[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  *      Debug code for double-checking block map
30  */
31 /* #define      _JFS_DEBUG_DMAP 1 */
32
33 #ifdef  _JFS_DEBUG_DMAP
34 #define DBINITMAP(size,ipbmap,results) \
35         DBinitmap(size,ipbmap,results)
36 #define DBALLOC(dbmap,mapsize,blkno,nblocks) \
37         DBAlloc(dbmap,mapsize,blkno,nblocks)
38 #define DBFREE(dbmap,mapsize,blkno,nblocks) \
39         DBFree(dbmap,mapsize,blkno,nblocks)
40 #define DBALLOCCK(dbmap,mapsize,blkno,nblocks) \
41         DBAllocCK(dbmap,mapsize,blkno,nblocks)
42 #define DBFREECK(dbmap,mapsize,blkno,nblocks) \
43         DBFreeCK(dbmap,mapsize,blkno,nblocks)
44
45 static void DBinitmap(s64, struct inode *, u32 **);
46 static void DBAlloc(uint *, s64, s64, s64);
47 static void DBFree(uint *, s64, s64, s64);
48 static void DBAllocCK(uint *, s64, s64, s64);
49 static void DBFreeCK(uint *, s64, s64, s64);
50 #else
51 #define DBINITMAP(size,ipbmap,results)
52 #define DBALLOC(dbmap, mapsize, blkno, nblocks)
53 #define DBFREE(dbmap, mapsize, blkno, nblocks)
54 #define DBALLOCCK(dbmap, mapsize, blkno, nblocks)
55 #define DBFREECK(dbmap, mapsize, blkno, nblocks)
56 #endif                          /* _JFS_DEBUG_DMAP */
57
58 /*
59  *      SERIALIZATION of the Block Allocation Map.
60  *
61  *      the working state of the block allocation map is accessed in
62  *      two directions:
63  *      
64  *      1) allocation and free requests that start at the dmap
65  *         level and move up through the dmap control pages (i.e.
66  *         the vast majority of requests).
67  * 
68  *      2) allocation requests that start at dmap control page
69  *         level and work down towards the dmaps.
70  *      
71  *      the serialization scheme used here is as follows. 
72  *
73  *      requests which start at the bottom are serialized against each 
74  *      other through buffers and each requests holds onto its buffers 
75  *      as it works it way up from a single dmap to the required level 
76  *      of dmap control page.
77  *      requests that start at the top are serialized against each other
78  *      and request that start from the bottom by the multiple read/single
79  *      write inode lock of the bmap inode. requests starting at the top
80  *      take this lock in write mode while request starting at the bottom
81  *      take the lock in read mode.  a single top-down request may proceed
82  *      exclusively while multiple bottoms-up requests may proceed 
83  *      simultaneously (under the protection of busy buffers).
84  *      
85  *      in addition to information found in dmaps and dmap control pages,
86  *      the working state of the block allocation map also includes read/
87  *      write information maintained in the bmap descriptor (i.e. total
88  *      free block count, allocation group level free block counts).
89  *      a single exclusive lock (BMAP_LOCK) is used to guard this information
90  *      in the face of multiple-bottoms up requests.
91  *      (lock ordering: IREAD_LOCK, BMAP_LOCK);
92  *      
93  *      accesses to the persistent state of the block allocation map (limited
94  *      to the persistent bitmaps in dmaps) is guarded by (busy) buffers.
95  */
96
97 #define BMAP_LOCK_INIT(bmp)     init_MUTEX(&bmp->db_bmaplock)
98 #define BMAP_LOCK(bmp)          down(&bmp->db_bmaplock)
99 #define BMAP_UNLOCK(bmp)        up(&bmp->db_bmaplock)
100
101 /*
102  * forward references
103  */
104 static void dbAllocBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
105                         int nblocks);
106 static void dbSplit(dmtree_t * tp, int leafno, int splitsz, int newval);
107 static void dbBackSplit(dmtree_t * tp, int leafno);
108 static void dbJoin(dmtree_t * tp, int leafno, int newval);
109 static void dbAdjTree(dmtree_t * tp, int leafno, int newval);
110 static int dbAdjCtl(struct bmap * bmp, s64 blkno, int newval, int alloc,
111                     int level);
112 static int dbAllocAny(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results);
113 static int dbAllocNext(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
114                        int nblocks);
115 static int dbAllocNear(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
116                        int nblocks,
117                        int l2nb, s64 * results);
118 static int dbAllocDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
119                        int nblocks);
120 static int dbAllocDmapLev(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, int nblocks,
121                           int l2nb,
122                           s64 * results);
123 static int dbAllocAG(struct bmap * bmp, int agno, s64 nblocks, int l2nb,
124                      s64 * results);
125 static int dbAllocCtl(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 blkno,
126                       s64 * results);
127 static int dbExtend(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks);
128 static int dbFindBits(u32 word, int l2nb);
129 static int dbFindCtl(struct bmap * bmp, int l2nb, int level, s64 * blkno);
130 static int dbFindLeaf(dmtree_t * tp, int l2nb, int *leafidx);
131 static void dbFreeBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
132                        int nblocks);
133 static int dbFreeDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
134                       int nblocks);
135 static int dbMaxBud(u8 * cp);
136 s64 dbMapFileSizeToMapSize(struct inode *ipbmap);
137 static int blkstol2(s64 nb);
138
139 static int cntlz(u32 value);
140 static int cnttz(u32 word);
141
142 static int dbAllocDmapBU(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
143                          int nblocks);
144 static int dbInitDmap(struct dmap * dp, s64 blkno, int nblocks);
145 static int dbInitDmapTree(struct dmap * dp);
146 static int dbInitTree(struct dmaptree * dtp);
147 static int dbInitDmapCtl(struct dmapctl * dcp, int level, int i);
148 static int dbGetL2AGSize(s64 nblocks);
149
150 /*
151  *      buddy table
152  *
153  * table used for determining buddy sizes within characters of 
154  * dmap bitmap words.  the characters themselves serve as indexes
155  * into the table, with the table elements yielding the maximum
156  * binary buddy of free bits within the character.
157  */
158 static s8 budtab[256] = {
159         3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
160         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
161         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
162         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
163         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
164         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
165         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
166         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
167         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
168         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
169         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
170         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
171         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
172         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
173         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
174         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, -1
175 };
176
177
178 /*
179  * NAME:        dbMount()
180  *
181  * FUNCTION:    initializate the block allocation map.
182  *
183  *              memory is allocated for the in-core bmap descriptor and
184  *              the in-core descriptor is initialized from disk.
185  *
186  * PARAMETERS:
187  *      ipbmap  -  pointer to in-core inode for the block map.
188  *
189  * RETURN VALUES:
190  *      0       - success
191  *      -ENOMEM - insufficient memory
192  *      -EIO    - i/o error
193  */
194 int dbMount(struct inode *ipbmap)
195 {
196         struct bmap *bmp;
197         struct dbmap_disk *dbmp_le;
198         struct metapage *mp;
199         int i;
200
201         /*
202          * allocate/initialize the in-memory bmap descriptor
203          */
204         /* allocate memory for the in-memory bmap descriptor */
205         bmp = kmalloc(sizeof(struct bmap), GFP_KERNEL);
206         if (bmp == NULL)
207                 return -ENOMEM;
208
209         /* read the on-disk bmap descriptor. */
210         mp = read_metapage(ipbmap,
211                            BMAPBLKNO << JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->l2nbperpage,
212                            PSIZE, 0);
213         if (mp == NULL) {
214                 kfree(bmp);
215                 return -EIO;
216         }
217
218         /* copy the on-disk bmap descriptor to its in-memory version. */
219         dbmp_le = (struct dbmap_disk *) mp->data;
220         bmp->db_mapsize = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_mapsize);
221         bmp->db_nfree = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_nfree);
222         bmp->db_l2nbperpage = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_l2nbperpage);
223         bmp->db_numag = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_numag);
224         bmp->db_maxlevel = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_maxlevel);
225         bmp->db_maxag = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_maxag);
226         bmp->db_agpref = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agpref);
227         bmp->db_aglevel = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_aglevel);
228         bmp->db_agheigth = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agheigth);
229         bmp->db_agwidth = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agwidth);
230         bmp->db_agstart = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agstart);
231         bmp->db_agl2size = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agl2size);
232         for (i = 0; i < MAXAG; i++)
233                 bmp->db_agfree[i] = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_agfree[i]);
234         bmp->db_agsize = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_agsize);
235         bmp->db_maxfreebud = dbmp_le->dn_maxfreebud;
236
237         /* release the buffer. */
238         release_metapage(mp);
239
240         /* bind the bmap inode and the bmap descriptor to each other. */
241         bmp->db_ipbmap = ipbmap;
242         JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap = bmp;
243
244         memset(bmp->db_active, 0, sizeof(bmp->db_active));
245         DBINITMAP(bmp->db_mapsize, ipbmap, &bmp->db_DBmap);
246
247         /*
248          * allocate/initialize the bmap lock
249          */
250         BMAP_LOCK_INIT(bmp);
251
252         return (0);
253 }
254
255
256 /*
257  * NAME:        dbUnmount()
258  *
259  * FUNCTION:    terminate the block allocation map in preparation for
260  *              file system unmount.
261  *
262  *              the in-core bmap descriptor is written to disk and
263  *              the memory for this descriptor is freed.
264  *
265  * PARAMETERS:
266  *      ipbmap  -  pointer to in-core inode for the block map.
267  *
268  * RETURN VALUES:
269  *      0       - success
270  *      -EIO    - i/o error
271  */
272 int dbUnmount(struct inode *ipbmap, int mounterror)
273 {
274         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
275
276         if (!(mounterror || isReadOnly(ipbmap)))
277                 dbSync(ipbmap);
278
279         /*
280          * Invalidate the page cache buffers
281          */
282         truncate_inode_pages(ipbmap->i_mapping, 0);
283
284         /* free the memory for the in-memory bmap. */
285         kfree(bmp);
286
287         return (0);
288 }
289
290 /*
291  *      dbSync()
292  */
293 int dbSync(struct inode *ipbmap)
294 {
295         struct dbmap_disk *dbmp_le;
296         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
297         struct metapage *mp;
298         int i;
299
300         /*
301          * write bmap global control page
302          */
303         /* get the buffer for the on-disk bmap descriptor. */
304         mp = read_metapage(ipbmap,
305                            BMAPBLKNO << JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->l2nbperpage,
306                            PSIZE, 0);
307         if (mp == NULL) {
308                 jfs_err("dbSync: read_metapage failed!");
309                 return -EIO;
310         }
311         /* copy the in-memory version of the bmap to the on-disk version */
312         dbmp_le = (struct dbmap_disk *) mp->data;
313         dbmp_le->dn_mapsize = cpu_to_le64(bmp->db_mapsize);
314         dbmp_le->dn_nfree = cpu_to_le64(bmp->db_nfree);
315         dbmp_le->dn_l2nbperpage = cpu_to_le32(bmp->db_l2nbperpage);
316         dbmp_le->dn_numag = cpu_to_le32(bmp->db_numag);
317         dbmp_le->dn_maxlevel = cpu_to_le32(bmp->db_maxlevel);
318         dbmp_le->dn_maxag = cpu_to_le32(bmp->db_maxag);
319         dbmp_le->dn_agpref = cpu_to_le32(bmp->db_agpref);
320         dbmp_le->dn_aglevel = cpu_to_le32(bmp->db_aglevel);
321         dbmp_le->dn_agheigth = cpu_to_le32(bmp->db_agheigth);
322         dbmp_le->dn_agwidth = cpu_to_le32(bmp->db_agwidth);
323         dbmp_le->dn_agstart = cpu_to_le32(bmp->db_agstart);
324         dbmp_le->dn_agl2size = cpu_to_le32(bmp->db_agl2size);
325         for (i = 0; i < MAXAG; i++)
326                 dbmp_le->dn_agfree[i] = cpu_to_le64(bmp->db_agfree[i]);
327         dbmp_le->dn_agsize = cpu_to_le64(bmp->db_agsize);
328         dbmp_le->dn_maxfreebud = bmp->db_maxfreebud;
329
330         /* write the buffer */
331         write_metapage(mp);
332
333         /*
334          * write out dirty pages of bmap
335          */
336         filemap_fdatawrite(ipbmap->i_mapping);
337         filemap_fdatawait(ipbmap->i_mapping);
338
339         ipbmap->i_state |= I_DIRTY;
340         diWriteSpecial(ipbmap, 0);
341
342         return (0);
343 }
344
345
346 /*
347  * NAME:        dbFree()
348  *
349  * FUNCTION:    free the specified block range from the working block
350  *              allocation map.
351  *
352  *              the blocks will be free from the working map one dmap
353  *              at a time.
354  *
355  * PARAMETERS:
356  *      ip      -  pointer to in-core inode;
357  *      blkno   -  starting block number to be freed.
358  *      nblocks -  number of blocks to be freed.
359  *
360  * RETURN VALUES:
361  *      0       - success
362  *      -EIO    - i/o error
363  */
364 int dbFree(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks)
365 {
366         struct metapage *mp;
367         struct dmap *dp;
368         int nb, rc;
369         s64 lblkno, rem;
370         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
371         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
372
373         IREAD_LOCK(ipbmap);
374
375         /* block to be freed better be within the mapsize. */
376         if (unlikely((blkno == 0) || (blkno + nblocks > bmp->db_mapsize))) {
377                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
378                 printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, nblocks = %Lx\n",
379                        (unsigned long long) blkno,
380                        (unsigned long long) nblocks);
381                 jfs_error(ip->i_sb,
382                           "dbFree: block to be freed is outside the map");
383                 return -EIO;
384         }
385
386         /*
387          * free the blocks a dmap at a time.
388          */
389         mp = NULL;
390         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nb, blkno += nb) {
391                 /* release previous dmap if any */
392                 if (mp) {
393                         write_metapage(mp);
394                 }
395
396                 /* get the buffer for the current dmap. */
397                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
398                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
399                 if (mp == NULL) {
400                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
401                         return -EIO;
402                 }
403                 dp = (struct dmap *) mp->data;
404
405                 /* determine the number of blocks to be freed from
406                  * this dmap.
407                  */
408                 nb = min(rem, BPERDMAP - (blkno & (BPERDMAP - 1)));
409
410                 DBALLOCCK(bmp->db_DBmap, bmp->db_mapsize, blkno, nb);
411
412                 /* free the blocks. */
413                 if ((rc = dbFreeDmap(bmp, dp, blkno, nb))) {
414                         release_metapage(mp);
415                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
416                         return (rc);
417                 }
418
419                 DBFREE(bmp->db_DBmap, bmp->db_mapsize, blkno, nb);
420         }
421
422         /* write the last buffer. */
423         write_metapage(mp);
424
425         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
426
427         return (0);
428 }
429
430
431 /*
432  * NAME:        dbUpdatePMap()
433  *
434  * FUNCTION:    update the allocation state (free or allocate) of the
435  *              specified block range in the persistent block allocation map.
436  *              
437  *              the blocks will be updated in the persistent map one
438  *              dmap at a time.
439  *
440  * PARAMETERS:
441  *      ipbmap  -  pointer to in-core inode for the block map.
442  *      free    - TRUE if block range is to be freed from the persistent
443  *                map; FALSE if it is to   be allocated.
444  *      blkno   -  starting block number of the range.
445  *      nblocks -  number of contiguous blocks in the range.
446  *      tblk    -  transaction block;
447  *
448  * RETURN VALUES:
449  *      0       - success
450  *      -EIO    - i/o error
451  */
452 int
453 dbUpdatePMap(struct inode *ipbmap,
454              int free, s64 blkno, s64 nblocks, struct tblock * tblk)
455 {
456         int nblks, dbitno, wbitno, rbits;
457         int word, nbits, nwords;
458         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
459         s64 lblkno, rem, lastlblkno;
460         u32 mask;
461         struct dmap *dp;
462         struct metapage *mp;
463         struct jfs_log *log;
464         int lsn, difft, diffp;
465         unsigned long flags;
466
467         /* the blocks better be within the mapsize. */
468         if (blkno + nblocks > bmp->db_mapsize) {
469                 printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, nblocks = %Lx\n",
470                        (unsigned long long) blkno,
471                        (unsigned long long) nblocks);
472                 jfs_error(ipbmap->i_sb,
473                           "dbUpdatePMap: blocks are outside the map");
474                 return -EIO;
475         }
476
477         /* compute delta of transaction lsn from log syncpt */
478         lsn = tblk->lsn;
479         log = (struct jfs_log *) JFS_SBI(tblk->sb)->log;
480         logdiff(difft, lsn, log);
481
482         /*
483          * update the block state a dmap at a time.
484          */
485         mp = NULL;
486         lastlblkno = 0;
487         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nblks, blkno += nblks) {
488                 /* get the buffer for the current dmap. */
489                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
490                 if (lblkno != lastlblkno) {
491                         if (mp) {
492                                 write_metapage(mp);
493                         }
494
495                         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE,
496                                            0);
497                         if (mp == NULL)
498                                 return -EIO;
499                         metapage_wait_for_io(mp);
500                 }
501                 dp = (struct dmap *) mp->data;
502
503                 /* determine the bit number and word within the dmap of
504                  * the starting block.  also determine how many blocks
505                  * are to be updated within this dmap.
506                  */
507                 dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
508                 word = dbitno >> L2DBWORD;
509                 nblks = min(rem, (s64)BPERDMAP - dbitno);
510
511                 /* update the bits of the dmap words. the first and last
512                  * words may only have a subset of their bits updated. if
513                  * this is the case, we'll work against that word (i.e.
514                  * partial first and/or last) only in a single pass.  a 
515                  * single pass will also be used to update all words that
516                  * are to have all their bits updated.
517                  */
518                 for (rbits = nblks; rbits > 0;
519                      rbits -= nbits, dbitno += nbits) {
520                         /* determine the bit number within the word and
521                          * the number of bits within the word.
522                          */
523                         wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
524                         nbits = min(rbits, DBWORD - wbitno);
525
526                         /* check if only part of the word is to be updated. */
527                         if (nbits < DBWORD) {
528                                 /* update (free or allocate) the bits
529                                  * in this word.
530                                  */
531                                 mask =
532                                     (ONES << (DBWORD - nbits) >> wbitno);
533                                 if (free)
534                                         dp->pmap[word] &=
535                                             cpu_to_le32(~mask);
536                                 else
537                                         dp->pmap[word] |=
538                                             cpu_to_le32(mask);
539
540                                 word += 1;
541                         } else {
542                                 /* one or more words are to have all
543                                  * their bits updated.  determine how
544                                  * many words and how many bits.
545                                  */
546                                 nwords = rbits >> L2DBWORD;
547                                 nbits = nwords << L2DBWORD;
548
549                                 /* update (free or allocate) the bits
550                                  * in these words.
551                                  */
552                                 if (free)
553                                         memset(&dp->pmap[word], 0,
554                                                nwords * 4);
555                                 else
556                                         memset(&dp->pmap[word], (int) ONES,
557                                                nwords * 4);
558
559                                 word += nwords;
560                         }
561                 }
562
563                 /*
564                  * update dmap lsn
565                  */
566                 if (lblkno == lastlblkno)
567                         continue;
568
569                 lastlblkno = lblkno;
570
571                 if (mp->lsn != 0) {
572                         /* inherit older/smaller lsn */
573                         logdiff(diffp, mp->lsn, log);
574                         LOGSYNC_LOCK(log, flags);
575                         if (difft < diffp) {
576                                 mp->lsn = lsn;
577
578                                 /* move bp after tblock in logsync list */
579                                 list_move(&mp->synclist, &tblk->synclist);
580                         }
581
582                         /* inherit younger/larger clsn */
583                         logdiff(difft, tblk->clsn, log);
584                         logdiff(diffp, mp->clsn, log);
585                         if (difft > diffp)
586                                 mp->clsn = tblk->clsn;
587                         LOGSYNC_UNLOCK(log, flags);
588                 } else {
589                         mp->log = log;
590                         mp->lsn = lsn;
591
592                         /* insert bp after tblock in logsync list */
593                         LOGSYNC_LOCK(log, flags);
594
595                         log->count++;
596                         list_add(&mp->synclist, &tblk->synclist);
597
598                         mp->clsn = tblk->clsn;
599                         LOGSYNC_UNLOCK(log, flags);
600                 }
601         }
602
603         /* write the last buffer. */
604         if (mp) {
605                 write_metapage(mp);
606         }
607
608         return (0);
609 }
610
611
612 /*
613  * NAME:        dbNextAG()
614  *
615  * FUNCTION:    find the preferred allocation group for new allocations.
616  *
617  *              Within the allocation groups, we maintain a preferred
618  *              allocation group which consists of a group with at least
619  *              average free space.  It is the preferred group that we target
620  *              new inode allocation towards.  The tie-in between inode
621  *              allocation and block allocation occurs as we allocate the
622  *              first (data) block of an inode and specify the inode (block)
623  *              as the allocation hint for this block.
624  *
625  *              We try to avoid having more than one open file growing in
626  *              an allocation group, as this will lead to fragmentation.
627  *              This differs from the old OS/2 method of trying to keep
628  *              empty ags around for large allocations.
629  *
630  * PARAMETERS:
631  *      ipbmap  -  pointer to in-core inode for the block map.
632  *
633  * RETURN VALUES:
634  *      the preferred allocation group number.
635  */
636 int dbNextAG(struct inode *ipbmap)
637 {
638         s64 avgfree;
639         int agpref;
640         s64 hwm = 0;
641         int i;
642         int next_best = -1;
643         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
644
645         BMAP_LOCK(bmp);
646
647         /* determine the average number of free blocks within the ags. */
648         avgfree = (u32)bmp->db_nfree / bmp->db_numag;
649
650         /*
651          * if the current preferred ag does not have an active allocator
652          * and has at least average freespace, return it
653          */
654         agpref = bmp->db_agpref;
655         if ((atomic_read(&bmp->db_active[agpref]) == 0) &&
656             (bmp->db_agfree[agpref] >= avgfree))
657                 goto unlock;
658
659         /* From the last preferred ag, find the next one with at least
660          * average free space.
661          */
662         for (i = 0 ; i < bmp->db_numag; i++, agpref++) {
663                 if (agpref == bmp->db_numag)
664                         agpref = 0;
665
666                 if (atomic_read(&bmp->db_active[agpref]))
667                         /* open file is currently growing in this ag */
668                         continue;
669                 if (bmp->db_agfree[agpref] >= avgfree) {
670                         /* Return this one */
671                         bmp->db_agpref = agpref;
672                         goto unlock;
673                 } else if (bmp->db_agfree[agpref] > hwm) {
674                         /* Less than avg. freespace, but best so far */
675                         hwm = bmp->db_agfree[agpref];
676                         next_best = agpref;
677                 }
678         }
679
680         /*
681          * If no inactive ag was found with average freespace, use the
682          * next best
683          */
684         if (next_best != -1)
685                 bmp->db_agpref = next_best;
686         /* else leave db_agpref unchanged */
687 unlock:
688         BMAP_UNLOCK(bmp);
689
690         /* return the preferred group.
691          */
692         return (bmp->db_agpref);
693 }
694
695 /*
696  * NAME:        dbAlloc()
697  *
698  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous free
699  *              blocks from the working allocation block map.
700  *
701  *              the block allocation policy uses hints and a multi-step
702  *              approach.
703  *
704  *              for allocation requests smaller than the number of blocks
705  *              per dmap, we first try to allocate the new blocks
706  *              immediately following the hint.  if these blocks are not
707  *              available, we try to allocate blocks near the hint.  if
708  *              no blocks near the hint are available, we next try to 
709  *              allocate within the same dmap as contains the hint.
710  *
711  *              if no blocks are available in the dmap or the allocation
712  *              request is larger than the dmap size, we try to allocate
713  *              within the same allocation group as contains the hint. if
714  *              this does not succeed, we finally try to allocate anywhere
715  *              within the aggregate.
716  *
717  *              we also try to allocate anywhere within the aggregate for
718  *              for allocation requests larger than the allocation group
719  *              size or requests that specify no hint value.
720  *
721  * PARAMETERS:
722  *      ip      -  pointer to in-core inode;
723  *      hint    - allocation hint.
724  *      nblocks - number of contiguous blocks in the range.
725  *      results - on successful return, set to the starting block number
726  *                of the newly allocated contiguous range.
727  *
728  * RETURN VALUES:
729  *      0       - success
730  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
731  *      -EIO    - i/o error
732  */
733 int dbAlloc(struct inode *ip, s64 hint, s64 nblocks, s64 * results)
734 {
735         int rc, agno;
736         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
737         struct bmap *bmp;
738         struct metapage *mp;
739         s64 lblkno, blkno;
740         struct dmap *dp;
741         int l2nb;
742         s64 mapSize;
743         int writers;
744
745         /* assert that nblocks is valid */
746         assert(nblocks > 0);
747
748 #ifdef _STILL_TO_PORT
749         /* DASD limit check                                     F226941 */
750         if (OVER_LIMIT(ip, nblocks))
751                 return -ENOSPC;
752 #endif                          /* _STILL_TO_PORT */
753
754         /* get the log2 number of blocks to be allocated.
755          * if the number of blocks is not a log2 multiple, 
756          * it will be rounded up to the next log2 multiple.
757          */
758         l2nb = BLKSTOL2(nblocks);
759
760         bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
761
762 //retry:        /* serialize w.r.t.extendfs() */
763         mapSize = bmp->db_mapsize;
764
765         /* the hint should be within the map */
766         if (hint >= mapSize) {
767                 jfs_error(ip->i_sb, "dbAlloc: the hint is outside the map");
768                 return -EIO;
769         }
770
771         /* if the number of blocks to be allocated is greater than the
772          * allocation group size, try to allocate anywhere.
773          */
774         if (l2nb > bmp->db_agl2size) {
775                 IWRITE_LOCK(ipbmap);
776
777                 rc = dbAllocAny(bmp, nblocks, l2nb, results);
778                 if (rc == 0) {
779                         DBALLOC(bmp->db_DBmap, bmp->db_mapsize, *results,
780                                 nblocks);
781                 }
782
783                 goto write_unlock;
784         }
785
786         /*
787          * If no hint, let dbNextAG recommend an allocation group
788          */
789         if (hint == 0)
790                 goto pref_ag;
791
792         /* we would like to allocate close to the hint.  adjust the
793          * hint to the block following the hint since the allocators
794          * will start looking for free space starting at this point.
795          */
796         blkno = hint + 1;
797
798         if (blkno >= bmp->db_mapsize)
799                 goto pref_ag;
800
801         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
802
803         /* check if blkno crosses over into a new allocation group.
804          * if so, check if we should allow allocations within this
805          * allocation group.
806          */
807         if ((blkno & (bmp->db_agsize - 1)) == 0)
808                 /* check if the AG is currenly being written to.
809                  * if so, call dbNextAG() to find a non-busy
810                  * AG with sufficient free space.
811                  */
812                 if (atomic_read(&bmp->db_active[agno]))
813                         goto pref_ag;
814
815         /* check if the allocation request size can be satisfied from a
816          * single dmap.  if so, try to allocate from the dmap containing
817          * the hint using a tiered strategy.
818          */
819         if (nblocks <= BPERDMAP) {
820                 IREAD_LOCK(ipbmap);
821
822                 /* get the buffer for the dmap containing the hint.
823                  */
824                 rc = -EIO;
825                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
826                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
827                 if (mp == NULL)
828                         goto read_unlock;
829
830                 dp = (struct dmap *) mp->data;
831
832                 /* first, try to satisfy the allocation request with the
833                  * blocks beginning at the hint.
834                  */
835                 if ((rc = dbAllocNext(bmp, dp, blkno, (int) nblocks))
836                     != -ENOSPC) {
837                         if (rc == 0) {
838                                 *results = blkno;
839                                 DBALLOC(bmp->db_DBmap, bmp->db_mapsize,
840                                         *results, nblocks);
841                                 mark_metapage_dirty(mp);
842                         }
843
844                         release_metapage(mp);
845                         goto read_unlock;
846                 }
847
848                 writers = atomic_read(&bmp->db_active[agno]);
849                 if ((writers > 1) ||
850                     ((writers == 1) && (JFS_IP(ip)->active_ag != agno))) {
851                         /*
852                          * Someone else is writing in this allocation
853                          * group.  To avoid fragmenting, try another ag
854                          */
855                         release_metapage(mp);
856                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
857                         goto pref_ag;
858                 }
859
860                 /* next, try to satisfy the allocation request with blocks
861                  * near the hint.
862                  */
863                 if ((rc =
864                      dbAllocNear(bmp, dp, blkno, (int) nblocks, l2nb, results))
865                     != -ENOSPC) {
866                         if (rc == 0) {
867                                 DBALLOC(bmp->db_DBmap, bmp->db_mapsize,
868                                         *results, nblocks);
869                                 mark_metapage_dirty(mp);
870                         }
871
872                         release_metapage(mp);
873                         goto read_unlock;
874                 }
875
876                 /* try to satisfy the allocation request with blocks within
877                  * the same dmap as the hint.
878                  */
879                 if ((rc = dbAllocDmapLev(bmp, dp, (int) nblocks, l2nb, results))
880                     != -ENOSPC) {
881                         if (rc == 0) {
882                                 DBALLOC(bmp->db_DBmap, bmp->db_mapsize,
883                                         *results, nblocks);
884                                 mark_metapage_dirty(mp);
885                         }
886
887                         release_metapage(mp);
888                         goto read_unlock;
889                 }
890
891                 release_metapage(mp);
892                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
893         }
894
895         /* try to satisfy the allocation request with blocks within
896          * the same allocation group as the hint.
897          */
898         IWRITE_LOCK(ipbmap);
899         if ((rc = dbAllocAG(bmp, agno, nblocks, l2nb, results))
900             != -ENOSPC) {
901                 if (rc == 0)
902                         DBALLOC(bmp->db_DBmap, bmp->db_mapsize,
903                                 *results, nblocks);
904                 goto write_unlock;
905         }
906         IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
907
908
909       pref_ag:
910         /*
911          * Let dbNextAG recommend a preferred allocation group
912          */
913         agno = dbNextAG(ipbmap);
914         IWRITE_LOCK(ipbmap);
915
916         /* Try to allocate within this allocation group.  if that fails, try to
917          * allocate anywhere in the map.
918          */
919         if ((rc = dbAllocAG(bmp, agno, nblocks, l2nb, results)) == -ENOSPC)
920                 rc = dbAllocAny(bmp, nblocks, l2nb, results);
921         if (rc == 0) {
922                 DBALLOC(bmp->db_DBmap, bmp->db_mapsize, *results, nblocks);
923         }
924
925       write_unlock:
926         IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
927
928         return (rc);
929
930       read_unlock:
931         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
932
933         return (rc);
934 }
935
936 #ifdef _NOTYET
937 /*
938  * NAME:        dbAllocExact()
939  *
940  * FUNCTION:    try to allocate the requested extent;
941  *
942  * PARAMETERS:
943  *      ip      - pointer to in-core inode;
944  *      blkno   - extent address;
945  *      nblocks - extent length;
946  *
947  * RETURN VALUES:
948  *      0       - success
949  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
950  *      -EIO    - i/o error
951  */
952 int dbAllocExact(struct inode *ip, s64 blkno, int nblocks)
953 {
954         int rc;
955         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
956         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
957         struct dmap *dp;
958         s64 lblkno;
959         struct metapage *mp;
960
961         IREAD_LOCK(ipbmap);
962
963         /*
964          * validate extent request:
965          *
966          * note: defragfs policy:
967          *  max 64 blocks will be moved.  
968          *  allocation request size must be satisfied from a single dmap.
969          */
970         if (nblocks <= 0 || nblocks > BPERDMAP || blkno >= bmp->db_mapsize) {
971                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
972                 return -EINVAL;
973         }
974
975         if (nblocks > ((s64) 1 << bmp->db_maxfreebud)) {
976                 /* the free space is no longer available */
977                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
978                 return -ENOSPC;
979         }
980
981         /* read in the dmap covering the extent */
982         lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
983         mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
984         if (mp == NULL) {
985                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
986                 return -EIO;
987         }
988         dp = (struct dmap *) mp->data;
989
990         /* try to allocate the requested extent */
991         rc = dbAllocNext(bmp, dp, blkno, nblocks);
992
993         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
994
995         if (rc == 0) {
996                 DBALLOC(bmp->db_DBmap, bmp->db_mapsize, blkno, nblocks);
997                 mark_metapage_dirty(mp);
998         }
999         release_metapage(mp);
1000
1001         return (rc);
1002 }
1003 #endif /* _NOTYET */
1004
1005 /*
1006  * NAME:        dbReAlloc()
1007  *
1008  * FUNCTION:    attempt to extend a current allocation by a specified
1009  *              number of blocks.
1010  *
1011  *              this routine attempts to satisfy the allocation request
1012  *              by first trying to extend the existing allocation in
1013  *              place by allocating the additional blocks as the blocks
1014  *              immediately following the current allocation.  if these
1015  *              blocks are not available, this routine will attempt to
1016  *              allocate a new set of contiguous blocks large enough
1017  *              to cover the existing allocation plus the additional
1018  *              number of blocks required.
1019  *
1020  * PARAMETERS:
1021  *      ip          -  pointer to in-core inode requiring allocation.
1022  *      blkno       -  starting block of the current allocation.
1023  *      nblocks     -  number of contiguous blocks within the current
1024  *                     allocation.
1025  *      addnblocks  -  number of blocks to add to the allocation.
1026  *      results -      on successful return, set to the starting block number
1027  *                     of the existing allocation if the existing allocation
1028  *                     was extended in place or to a newly allocated contiguous
1029  *                     range if the existing allocation could not be extended
1030  *                     in place.
1031  *
1032  * RETURN VALUES:
1033  *      0       - success
1034  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1035  *      -EIO    - i/o error
1036  */
1037 int
1038 dbReAlloc(struct inode *ip,
1039           s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks, s64 * results)
1040 {
1041         int rc;
1042
1043         /* try to extend the allocation in place.
1044          */
1045         if ((rc = dbExtend(ip, blkno, nblocks, addnblocks)) == 0) {
1046                 *results = blkno;
1047                 return (0);
1048         } else {
1049                 if (rc != -ENOSPC)
1050                         return (rc);
1051         }
1052
1053         /* could not extend the allocation in place, so allocate a
1054          * new set of blocks for the entire request (i.e. try to get
1055          * a range of contiguous blocks large enough to cover the
1056          * existing allocation plus the additional blocks.)
1057          */
1058         return (dbAlloc
1059                 (ip, blkno + nblocks - 1, addnblocks + nblocks, results));
1060 }
1061
1062
1063 /*
1064  * NAME:        dbExtend()
1065  *
1066  * FUNCTION:    attempt to extend a current allocation by a specified
1067  *              number of blocks.
1068  *
1069  *              this routine attempts to satisfy the allocation request
1070  *              by first trying to extend the existing allocation in
1071  *              place by allocating the additional blocks as the blocks
1072  *              immediately following the current allocation.
1073  *
1074  * PARAMETERS:
1075  *      ip          -  pointer to in-core inode requiring allocation.
1076  *      blkno       -  starting block of the current allocation.
1077  *      nblocks     -  number of contiguous blocks within the current
1078  *                     allocation.
1079  *      addnblocks  -  number of blocks to add to the allocation.
1080  *
1081  * RETURN VALUES:
1082  *      0       - success
1083  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1084  *      -EIO    - i/o error
1085  */
1086 static int dbExtend(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks)
1087 {
1088         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ip->i_sb);
1089         s64 lblkno, lastblkno, extblkno;
1090         uint rel_block;
1091         struct metapage *mp;
1092         struct dmap *dp;
1093         int rc;
1094         struct inode *ipbmap = sbi->ipbmap;
1095         struct bmap *bmp;
1096
1097         /*
1098          * We don't want a non-aligned extent to cross a page boundary
1099          */
1100         if (((rel_block = blkno & (sbi->nbperpage - 1))) &&
1101             (rel_block + nblocks + addnblocks > sbi->nbperpage))
1102                 return -ENOSPC;
1103
1104         /* get the last block of the current allocation */
1105         lastblkno = blkno + nblocks - 1;
1106
1107         /* determine the block number of the block following
1108          * the existing allocation.
1109          */
1110         extblkno = lastblkno + 1;
1111
1112         IREAD_LOCK(ipbmap);
1113
1114         /* better be within the file system */
1115         bmp = sbi->bmap;
1116         if (lastblkno < 0 || lastblkno >= bmp->db_mapsize) {
1117                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1118                 jfs_error(ip->i_sb,
1119                           "dbExtend: the block is outside the filesystem");
1120                 return -EIO;
1121         }
1122
1123         /* we'll attempt to extend the current allocation in place by
1124          * allocating the additional blocks as the blocks immediately
1125          * following the current allocation.  we only try to extend the
1126          * current allocation in place if the number of additional blocks
1127          * can fit into a dmap, the last block of the current allocation
1128          * is not the last block of the file system, and the start of the
1129          * inplace extension is not on an allocation group boundary.
1130          */
1131         if (addnblocks > BPERDMAP || extblkno >= bmp->db_mapsize ||
1132             (extblkno & (bmp->db_agsize - 1)) == 0) {
1133                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1134                 return -ENOSPC;
1135         }
1136
1137         /* get the buffer for the dmap containing the first block
1138          * of the extension.
1139          */
1140         lblkno = BLKTODMAP(extblkno, bmp->db_l2nbperpage);
1141         mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1142         if (mp == NULL) {
1143                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1144                 return -EIO;
1145         }
1146
1147         DBALLOCCK(bmp->db_DBmap, bmp->db_mapsize, blkno, nblocks);
1148         dp = (struct dmap *) mp->data;
1149
1150         /* try to allocate the blocks immediately following the
1151          * current allocation.
1152          */
1153         rc = dbAllocNext(bmp, dp, extblkno, (int) addnblocks);
1154
1155         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1156
1157         /* were we successful ? */
1158         if (rc == 0) {
1159                 DBALLOC(bmp->db_DBmap, bmp->db_mapsize, extblkno,
1160                         addnblocks);
1161                 write_metapage(mp);
1162         } else
1163                 /* we were not successful */
1164                 release_metapage(mp);
1165
1166
1167         return (rc);
1168 }
1169
1170
1171 /*
1172  * NAME:        dbAllocNext()
1173  *
1174  * FUNCTION:    attempt to allocate the blocks of the specified block
1175  *              range within a dmap.
1176  *
1177  * PARAMETERS:
1178  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1179  *      dp      -  pointer to dmap.
1180  *      blkno   -  starting block number of the range.
1181  *      nblocks -  number of contiguous free blocks of the range.
1182  *
1183  * RETURN VALUES:
1184  *      0       - success
1185  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1186  *      -EIO    - i/o error
1187  *
1188  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1189  */
1190 static int dbAllocNext(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
1191                        int nblocks)
1192 {
1193         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw;
1194         int l2size;
1195         s8 *leaf;
1196         u32 mask;
1197
1198         if (dp->tree.leafidx != cpu_to_le32(LEAFIND)) {
1199                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1200                           "dbAllocNext: Corrupt dmap page");
1201                 return -EIO;
1202         }
1203
1204         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree.
1205          */
1206         leaf = dp->tree.stree + le32_to_cpu(dp->tree.leafidx);
1207
1208         /* determine the bit number and word within the dmap of the
1209          * starting block.
1210          */
1211         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
1212         word = dbitno >> L2DBWORD;
1213
1214         /* check if the specified block range is contained within
1215          * this dmap.
1216          */
1217         if (dbitno + nblocks > BPERDMAP)
1218                 return -ENOSPC;
1219
1220         /* check if the starting leaf indicates that anything
1221          * is free.
1222          */
1223         if (leaf[word] == NOFREE)
1224                 return -ENOSPC;
1225
1226         /* check the dmaps words corresponding to block range to see
1227          * if the block range is free.  not all bits of the first and
1228          * last words may be contained within the block range.  if this
1229          * is the case, we'll work against those words (i.e. partial first
1230          * and/or last) on an individual basis (a single pass) and examine
1231          * the actual bits to determine if they are free.  a single pass
1232          * will be used for all dmap words fully contained within the
1233          * specified range.  within this pass, the leaves of the dmap
1234          * tree will be examined to determine if the blocks are free. a
1235          * single leaf may describe the free space of multiple dmap
1236          * words, so we may visit only a subset of the actual leaves
1237          * corresponding to the dmap words of the block range.
1238          */
1239         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
1240                 /* determine the bit number within the word and
1241                  * the number of bits within the word.
1242                  */
1243                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
1244                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
1245
1246                 /* check if only part of the word is to be examined.
1247                  */
1248                 if (nb < DBWORD) {
1249                         /* check if the bits are free.
1250                          */
1251                         mask = (ONES << (DBWORD - nb) >> wbitno);
1252                         if ((mask & ~le32_to_cpu(dp->wmap[word])) != mask)
1253                                 return -ENOSPC;
1254
1255                         word += 1;
1256                 } else {
1257                         /* one or more dmap words are fully contained
1258                          * within the block range.  determine how many
1259                          * words and how many bits.
1260                          */
1261                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
1262                         nb = nwords << L2DBWORD;
1263
1264                         /* now examine the appropriate leaves to determine
1265                          * if the blocks are free.
1266                          */
1267                         while (nwords > 0) {
1268                                 /* does the leaf describe any free space ?
1269                                  */
1270                                 if (leaf[word] < BUDMIN)
1271                                         return -ENOSPC;
1272
1273                                 /* determine the l2 number of bits provided
1274                                  * by this leaf.
1275                                  */
1276                                 l2size =
1277                                     min((int)leaf[word], NLSTOL2BSZ(nwords));
1278
1279                                 /* determine how many words were handled.
1280                                  */
1281                                 nw = BUDSIZE(l2size, BUDMIN);
1282
1283                                 nwords -= nw;
1284                                 word += nw;
1285                         }
1286                 }
1287         }
1288
1289         /* allocate the blocks.
1290          */
1291         return (dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks));
1292 }
1293
1294
1295 /*
1296  * NAME:        dbAllocNear()
1297  *
1298  * FUNCTION:    attempt to allocate a number of contiguous free blocks near
1299  *              a specified block (hint) within a dmap.
1300  *
1301  *              starting with the dmap leaf that covers the hint, we'll
1302  *              check the next four contiguous leaves for sufficient free
1303  *              space.  if sufficient free space is found, we'll allocate
1304  *              the desired free space.
1305  *
1306  * PARAMETERS:
1307  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1308  *      dp      -  pointer to dmap.
1309  *      blkno   -  block number to allocate near.
1310  *      nblocks -  actual number of contiguous free blocks desired.
1311  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1312  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1313  *                 of the newly allocated range.
1314  *
1315  * RETURN VALUES:
1316  *      0       - success
1317  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1318  *      -EIO    - i/o error
1319  *
1320  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1321  */
1322 static int
1323 dbAllocNear(struct bmap * bmp,
1324             struct dmap * dp, s64 blkno, int nblocks, int l2nb, s64 * results)
1325 {
1326         int word, lword, rc;
1327         s8 *leaf;
1328
1329         if (dp->tree.leafidx != cpu_to_le32(LEAFIND)) {
1330                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1331                           "dbAllocNear: Corrupt dmap page");
1332                 return -EIO;
1333         }
1334
1335         leaf = dp->tree.stree + le32_to_cpu(dp->tree.leafidx);
1336
1337         /* determine the word within the dmap that holds the hint
1338          * (i.e. blkno).  also, determine the last word in the dmap
1339          * that we'll include in our examination.
1340          */
1341         word = (blkno & (BPERDMAP - 1)) >> L2DBWORD;
1342         lword = min(word + 4, LPERDMAP);
1343
1344         /* examine the leaves for sufficient free space.
1345          */
1346         for (; word < lword; word++) {
1347                 /* does the leaf describe sufficient free space ?
1348                  */
1349                 if (leaf[word] < l2nb)
1350                         continue;
1351
1352                 /* determine the block number within the file system
1353                  * of the first block described by this dmap word.
1354                  */
1355                 blkno = le64_to_cpu(dp->start) + (word << L2DBWORD);
1356
1357                 /* if not all bits of the dmap word are free, get the
1358                  * starting bit number within the dmap word of the required
1359                  * string of free bits and adjust the block number with the
1360                  * value.
1361                  */
1362                 if (leaf[word] < BUDMIN)
1363                         blkno +=
1364                             dbFindBits(le32_to_cpu(dp->wmap[word]), l2nb);
1365
1366                 /* allocate the blocks.
1367                  */
1368                 if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks)) == 0)
1369                         *results = blkno;
1370
1371                 return (rc);
1372         }
1373
1374         return -ENOSPC;
1375 }
1376
1377
1378 /*
1379  * NAME:        dbAllocAG()
1380  *
1381  * FUNCTION:    attempt to allocate the specified number of contiguous
1382  *              free blocks within the specified allocation group.
1383  *
1384  *              unless the allocation group size is equal to the number
1385  *              of blocks per dmap, the dmap control pages will be used to
1386  *              find the required free space, if available.  we start the
1387  *              search at the highest dmap control page level which
1388  *              distinctly describes the allocation group's free space
1389  *              (i.e. the highest level at which the allocation group's
1390  *              free space is not mixed in with that of any other group).
1391  *              in addition, we start the search within this level at a
1392  *              height of the dmapctl dmtree at which the nodes distinctly
1393  *              describe the allocation group's free space.  at this height,
1394  *              the allocation group's free space may be represented by 1
1395  *              or two sub-trees, depending on the allocation group size.
1396  *              we search the top nodes of these subtrees left to right for
1397  *              sufficient free space.  if sufficient free space is found,
1398  *              the subtree is searched to find the leftmost leaf that 
1399  *              has free space.  once we have made it to the leaf, we
1400  *              move the search to the next lower level dmap control page
1401  *              corresponding to this leaf.  we continue down the dmap control
1402  *              pages until we find the dmap that contains or starts the
1403  *              sufficient free space and we allocate at this dmap.
1404  *
1405  *              if the allocation group size is equal to the dmap size,
1406  *              we'll start at the dmap corresponding to the allocation
1407  *              group and attempt the allocation at this level.
1408  *
1409  *              the dmap control page search is also not performed if the
1410  *              allocation group is completely free and we go to the first
1411  *              dmap of the allocation group to do the allocation.  this is
1412  *              done because the allocation group may be part (not the first
1413  *              part) of a larger binary buddy system, causing the dmap
1414  *              control pages to indicate no free space (NOFREE) within
1415  *              the allocation group.
1416  *
1417  * PARAMETERS:
1418  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1419  *      agno    - allocation group number.
1420  *      nblocks -  actual number of contiguous free blocks desired.
1421  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1422  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1423  *                 of the newly allocated range.
1424  *
1425  * RETURN VALUES:
1426  *      0       - success
1427  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1428  *      -EIO    - i/o error
1429  *
1430  * note: IWRITE_LOCK(ipmap) held on entry/exit;
1431  */
1432 static int
1433 dbAllocAG(struct bmap * bmp, int agno, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results)
1434 {
1435         struct metapage *mp;
1436         struct dmapctl *dcp;
1437         int rc, ti, i, k, m, n, agperlev;
1438         s64 blkno, lblkno;
1439         int budmin;
1440
1441         /* allocation request should not be for more than the
1442          * allocation group size.
1443          */
1444         if (l2nb > bmp->db_agl2size) {
1445                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1446                           "dbAllocAG: allocation request is larger than the "
1447                           "allocation group size");
1448                 return -EIO;
1449         }
1450
1451         /* determine the starting block number of the allocation
1452          * group.
1453          */
1454         blkno = (s64) agno << bmp->db_agl2size;
1455
1456         /* check if the allocation group size is the minimum allocation
1457          * group size or if the allocation group is completely free. if
1458          * the allocation group size is the minimum size of BPERDMAP (i.e.
1459          * 1 dmap), there is no need to search the dmap control page (below)
1460          * that fully describes the allocation group since the allocation
1461          * group is already fully described by a dmap.  in this case, we
1462          * just call dbAllocCtl() to search the dmap tree and allocate the
1463          * required space if available.  
1464          *
1465          * if the allocation group is completely free, dbAllocCtl() is
1466          * also called to allocate the required space.  this is done for
1467          * two reasons.  first, it makes no sense searching the dmap control
1468          * pages for free space when we know that free space exists.  second,
1469          * the dmap control pages may indicate that the allocation group
1470          * has no free space if the allocation group is part (not the first
1471          * part) of a larger binary buddy system.
1472          */
1473         if (bmp->db_agsize == BPERDMAP
1474             || bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize) {
1475                 rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1476                 if ((rc == -ENOSPC) &&
1477                     (bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize)) {
1478                         printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, blocks = %Lx\n",
1479                                (unsigned long long) blkno,
1480                                (unsigned long long) nblocks);
1481                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1482                                   "dbAllocAG: dbAllocCtl failed in free AG");
1483                 }
1484                 return (rc);
1485         }
1486
1487         /* the buffer for the dmap control page that fully describes the
1488          * allocation group.
1489          */
1490         lblkno = BLKTOCTL(blkno, bmp->db_l2nbperpage, bmp->db_aglevel);
1491         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1492         if (mp == NULL)
1493                 return -EIO;
1494         dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
1495         budmin = dcp->budmin;
1496
1497         if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
1498                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1499                           "dbAllocAG: Corrupt dmapctl page");
1500                 release_metapage(mp);
1501                 return -EIO;
1502         }
1503
1504         /* search the subtree(s) of the dmap control page that describes
1505          * the allocation group, looking for sufficient free space.  to begin,
1506          * determine how many allocation groups are represented in a dmap
1507          * control page at the control page level (i.e. L0, L1, L2) that
1508          * fully describes an allocation group. next, determine the starting
1509          * tree index of this allocation group within the control page.
1510          */
1511         agperlev =
1512             (1 << (L2LPERCTL - (bmp->db_agheigth << 1))) / bmp->db_agwidth;
1513         ti = bmp->db_agstart + bmp->db_agwidth * (agno & (agperlev - 1));
1514
1515         /* dmap control page trees fan-out by 4 and a single allocation 
1516          * group may be described by 1 or 2 subtrees within the ag level
1517          * dmap control page, depending upon the ag size. examine the ag's
1518          * subtrees for sufficient free space, starting with the leftmost
1519          * subtree.
1520          */
1521         for (i = 0; i < bmp->db_agwidth; i++, ti++) {
1522                 /* is there sufficient free space ?
1523                  */
1524                 if (l2nb > dcp->stree[ti])
1525                         continue;
1526
1527                 /* sufficient free space found in a subtree. now search down
1528                  * the subtree to find the leftmost leaf that describes this
1529                  * free space.
1530                  */
1531                 for (k = bmp->db_agheigth; k > 0; k--) {
1532                         for (n = 0, m = (ti << 2) + 1; n < 4; n++) {
1533                                 if (l2nb <= dcp->stree[m + n]) {
1534                                         ti = m + n;
1535                                         break;
1536                                 }
1537                         }
1538                         if (n == 4) {
1539                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1540                                           "dbAllocAG: failed descending stree");
1541                                 release_metapage(mp);
1542                                 return -EIO;
1543                         }
1544                 }
1545
1546                 /* determine the block number within the file system
1547                  * that corresponds to this leaf.
1548                  */
1549                 if (bmp->db_aglevel == 2)
1550                         blkno = 0;
1551                 else if (bmp->db_aglevel == 1)
1552                         blkno &= ~(MAXL1SIZE - 1);
1553                 else            /* bmp->db_aglevel == 0 */
1554                         blkno &= ~(MAXL0SIZE - 1);
1555
1556                 blkno +=
1557                     ((s64) (ti - le32_to_cpu(dcp->leafidx))) << budmin;
1558
1559                 /* release the buffer in preparation for going down
1560                  * the next level of dmap control pages.
1561                  */
1562                 release_metapage(mp);
1563
1564                 /* check if we need to continue to search down the lower
1565                  * level dmap control pages.  we need to if the number of
1566                  * blocks required is less than maximum number of blocks
1567                  * described at the next lower level.
1568                  */
1569                 if (l2nb < budmin) {
1570
1571                         /* search the lower level dmap control pages to get
1572                          * the starting block number of the the dmap that
1573                          * contains or starts off the free space.
1574                          */
1575                         if ((rc =
1576                              dbFindCtl(bmp, l2nb, bmp->db_aglevel - 1,
1577                                        &blkno))) {
1578                                 if (rc == -ENOSPC) {
1579                                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1580                                                   "dbAllocAG: control page "
1581                                                   "inconsistent");
1582                                         return -EIO;
1583                                 }
1584                                 return (rc);
1585                         }
1586                 }
1587
1588                 /* allocate the blocks.
1589                  */
1590                 rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1591                 if (rc == -ENOSPC) {
1592                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1593                                   "dbAllocAG: unable to allocate blocks");
1594                         rc = -EIO;
1595                 }
1596                 return (rc);
1597         }
1598
1599         /* no space in the allocation group.  release the buffer and
1600          * return -ENOSPC.
1601          */
1602         release_metapage(mp);
1603
1604         return -ENOSPC;
1605 }
1606
1607
1608 /*
1609  * NAME:        dbAllocAny()
1610  *
1611  * FUNCTION:    attempt to allocate the specified number of contiguous
1612  *              free blocks anywhere in the file system.
1613  *
1614  *              dbAllocAny() attempts to find the sufficient free space by
1615  *              searching down the dmap control pages, starting with the
1616  *              highest level (i.e. L0, L1, L2) control page.  if free space
1617  *              large enough to satisfy the desired free space is found, the
1618  *              desired free space is allocated.
1619  *
1620  * PARAMETERS:
1621  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1622  *      nblocks  -  actual number of contiguous free blocks desired.
1623  *      l2nb     -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1624  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1625  *                 of the newly allocated range.
1626  *
1627  * RETURN VALUES:
1628  *      0       - success
1629  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1630  *      -EIO    - i/o error
1631  *
1632  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1633  */
1634 static int dbAllocAny(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results)
1635 {
1636         int rc;
1637         s64 blkno = 0;
1638
1639         /* starting with the top level dmap control page, search
1640          * down the dmap control levels for sufficient free space.
1641          * if free space is found, dbFindCtl() returns the starting
1642          * block number of the dmap that contains or starts off the
1643          * range of free space.
1644          */
1645         if ((rc = dbFindCtl(bmp, l2nb, bmp->db_maxlevel, &blkno)))
1646                 return (rc);
1647
1648         /* allocate the blocks.
1649          */
1650         rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1651         if (rc == -ENOSPC) {
1652                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1653                           "dbAllocAny: unable to allocate blocks");
1654                 return -EIO;
1655         }
1656         return (rc);
1657 }
1658
1659
1660 /*
1661  * NAME:        dbFindCtl()
1662  *
1663  * FUNCTION:    starting at a specified dmap control page level and block
1664  *              number, search down the dmap control levels for a range of
1665  *              contiguous free blocks large enough to satisfy an allocation
1666  *              request for the specified number of free blocks.
1667  *
1668  *              if sufficient contiguous free blocks are found, this routine
1669  *              returns the starting block number within a dmap page that
1670  *              contains or starts a range of contiqious free blocks that
1671  *              is sufficient in size.
1672  *
1673  * PARAMETERS:
1674  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1675  *      level   -  starting dmap control page level.
1676  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1677  *      *blkno  -  on entry, starting block number for conducting the search.
1678  *                 on successful return, the first block within a dmap page
1679  *                 that contains or starts a range of contiguous free blocks.
1680  *
1681  * RETURN VALUES:
1682  *      0       - success
1683  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1684  *      -EIO    - i/o error
1685  *
1686  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1687  */
1688 static int dbFindCtl(struct bmap * bmp, int l2nb, int level, s64 * blkno)
1689 {
1690         int rc, leafidx, lev;
1691         s64 b, lblkno;
1692         struct dmapctl *dcp;
1693         int budmin;
1694         struct metapage *mp;
1695
1696         /* starting at the specified dmap control page level and block
1697          * number, search down the dmap control levels for the starting
1698          * block number of a dmap page that contains or starts off 
1699          * sufficient free blocks.
1700          */
1701         for (lev = level, b = *blkno; lev >= 0; lev--) {
1702                 /* get the buffer of the dmap control page for the block
1703                  * number and level (i.e. L0, L1, L2).
1704                  */
1705                 lblkno = BLKTOCTL(b, bmp->db_l2nbperpage, lev);
1706                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1707                 if (mp == NULL)
1708                         return -EIO;
1709                 dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
1710                 budmin = dcp->budmin;
1711
1712                 if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
1713                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1714                                   "dbFindCtl: Corrupt dmapctl page");
1715                         release_metapage(mp);
1716                         return -EIO;
1717                 }
1718
1719                 /* search the tree within the dmap control page for
1720                  * sufficent free space.  if sufficient free space is found,
1721                  * dbFindLeaf() returns the index of the leaf at which
1722                  * free space was found.
1723                  */
1724                 rc = dbFindLeaf((dmtree_t *) dcp, l2nb, &leafidx);
1725
1726                 /* release the buffer.
1727                  */
1728                 release_metapage(mp);
1729
1730                 /* space found ?
1731                  */
1732                 if (rc) {
1733                         if (lev != level) {
1734                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1735                                           "dbFindCtl: dmap inconsistent");
1736                                 return -EIO;
1737                         }
1738                         return -ENOSPC;
1739                 }
1740
1741                 /* adjust the block number to reflect the location within
1742                  * the dmap control page (i.e. the leaf) at which free 
1743                  * space was found.
1744                  */
1745                 b += (((s64) leafidx) << budmin);
1746
1747                 /* we stop the search at this dmap control page level if
1748                  * the number of blocks required is greater than or equal
1749                  * to the maximum number of blocks described at the next
1750                  * (lower) level.
1751                  */
1752                 if (l2nb >= budmin)
1753                         break;
1754         }
1755
1756         *blkno = b;
1757         return (0);
1758 }
1759
1760
1761 /*
1762  * NAME:        dbAllocCtl()
1763  *
1764  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous
1765  *              blocks starting within a specific dmap.  
1766  *              
1767  *              this routine is called by higher level routines that search
1768  *              the dmap control pages above the actual dmaps for contiguous
1769  *              free space.  the result of successful searches by these
1770  *              routines are the starting block numbers within dmaps, with
1771  *              the dmaps themselves containing the desired contiguous free
1772  *              space or starting a contiguous free space of desired size
1773  *              that is made up of the blocks of one or more dmaps. these
1774  *              calls should not fail due to insufficent resources.
1775  *
1776  *              this routine is called in some cases where it is not known
1777  *              whether it will fail due to insufficient resources.  more
1778  *              specifically, this occurs when allocating from an allocation
1779  *              group whose size is equal to the number of blocks per dmap.
1780  *              in this case, the dmap control pages are not examined prior
1781  *              to calling this routine (to save pathlength) and the call
1782  *              might fail.
1783  *
1784  *              for a request size that fits within a dmap, this routine relies
1785  *              upon the dmap's dmtree to find the requested contiguous free
1786  *              space.  for request sizes that are larger than a dmap, the
1787  *              requested free space will start at the first block of the
1788  *              first dmap (i.e. blkno).
1789  *
1790  * PARAMETERS:
1791  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1792  *      nblocks  -  actual number of contiguous free blocks to allocate.
1793  *      l2nb     -  log2 number of contiguous free blocks to allocate.
1794  *      blkno    -  starting block number of the dmap to start the allocation
1795  *                  from.
1796  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1797  *                 of the newly allocated range.
1798  *
1799  * RETURN VALUES:
1800  *      0       - success
1801  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1802  *      -EIO    - i/o error
1803  *
1804  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1805  */
1806 static int
1807 dbAllocCtl(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 blkno, s64 * results)
1808 {
1809         int rc, nb;
1810         s64 b, lblkno, n;
1811         struct metapage *mp;
1812         struct dmap *dp;
1813
1814         /* check if the allocation request is confined to a single dmap.
1815          */
1816         if (l2nb <= L2BPERDMAP) {
1817                 /* get the buffer for the dmap.
1818                  */
1819                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
1820                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1821                 if (mp == NULL)
1822                         return -EIO;
1823                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1824
1825                 /* try to allocate the blocks.
1826                  */
1827                 rc = dbAllocDmapLev(bmp, dp, (int) nblocks, l2nb, results);
1828                 if (rc == 0)
1829                         mark_metapage_dirty(mp);
1830
1831                 release_metapage(mp);
1832
1833                 return (rc);
1834         }
1835
1836         /* allocation request involving multiple dmaps. it must start on
1837          * a dmap boundary.
1838          */
1839         assert((blkno & (BPERDMAP - 1)) == 0);
1840
1841         /* allocate the blocks dmap by dmap.
1842          */
1843         for (n = nblocks, b = blkno; n > 0; n -= nb, b += nb) {
1844                 /* get the buffer for the dmap.
1845                  */
1846                 lblkno = BLKTODMAP(b, bmp->db_l2nbperpage);
1847                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1848                 if (mp == NULL) {
1849                         rc = -EIO;
1850                         goto backout;
1851                 }
1852                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1853
1854                 /* the dmap better be all free.
1855                  */
1856                 if (dp->tree.stree[ROOT] != L2BPERDMAP) {
1857                         release_metapage(mp);
1858                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1859                                   "dbAllocCtl: the dmap is not all free");
1860                         rc = -EIO;
1861                         goto backout;
1862                 }
1863
1864                 /* determine how many blocks to allocate from this dmap.
1865                  */
1866                 nb = min(n, (s64)BPERDMAP);
1867
1868                 /* allocate the blocks from the dmap.
1869                  */
1870                 if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, b, nb))) {
1871                         release_metapage(mp);
1872                         goto backout;
1873                 }
1874
1875                 /* write the buffer.
1876                  */
1877                 write_metapage(mp);
1878         }
1879
1880         /* set the results (starting block number) and return.
1881          */
1882         *results = blkno;
1883         return (0);
1884
1885         /* something failed in handling an allocation request involving
1886          * multiple dmaps.  we'll try to clean up by backing out any
1887          * allocation that has already happened for this request.  if
1888          * we fail in backing out the allocation, we'll mark the file
1889          * system to indicate that blocks have been leaked.
1890          */
1891       backout:
1892
1893         /* try to backout the allocations dmap by dmap.
1894          */
1895         for (n = nblocks - n, b = blkno; n > 0;
1896              n -= BPERDMAP, b += BPERDMAP) {
1897                 /* get the buffer for this dmap.
1898                  */
1899                 lblkno = BLKTODMAP(b, bmp->db_l2nbperpage);
1900                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1901                 if (mp == NULL) {
1902                         /* could not back out.  mark the file system
1903                          * to indicate that we have leaked blocks.
1904                          */
1905                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1906                                   "dbAllocCtl: I/O Error: Block Leakage.");
1907                         continue;
1908                 }
1909                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1910
1911                 /* free the blocks is this dmap.
1912                  */
1913                 if (dbFreeDmap(bmp, dp, b, BPERDMAP)) {
1914                         /* could not back out.  mark the file system
1915                          * to indicate that we have leaked blocks.
1916                          */
1917                         release_metapage(mp);
1918                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1919                                   "dbAllocCtl: Block Leakage.");
1920                         continue;
1921                 }
1922
1923                 /* write the buffer.
1924                  */
1925                 write_metapage(mp);
1926         }
1927
1928         return (rc);
1929 }
1930
1931
1932 /*
1933  * NAME:        dbAllocDmapLev()
1934  *
1935  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous blocks
1936  *              from a specified dmap.
1937  *              
1938  *              this routine checks if the contiguous blocks are available.
1939  *              if so, nblocks of blocks are allocated; otherwise, ENOSPC is
1940  *              returned.
1941  *
1942  * PARAMETERS:
1943  *      mp      -  pointer to bmap descriptor
1944  *      dp      -  pointer to dmap to attempt to allocate blocks from. 
1945  *      l2nb    -  log2 number of contiguous block desired.
1946  *      nblocks -  actual number of contiguous block desired.
1947  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1948  *                 of the newly allocated range.
1949  *
1950  * RETURN VALUES:
1951  *      0       - success
1952  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1953  *      -EIO    - i/o error
1954  *
1955  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap), e.g., from dbAlloc(), or 
1956  *      IWRITE_LOCK(ipbmap), e.g., dbAllocCtl(), held on entry/exit;
1957  */
1958 static int
1959 dbAllocDmapLev(struct bmap * bmp,
1960                struct dmap * dp, int nblocks, int l2nb, s64 * results)
1961 {
1962         s64 blkno;
1963         int leafidx, rc;
1964
1965         /* can't be more than a dmaps worth of blocks */
1966         assert(l2nb <= L2BPERDMAP);
1967
1968         /* search the tree within the dmap page for sufficient
1969          * free space.  if sufficient free space is found, dbFindLeaf()
1970          * returns the index of the leaf at which free space was found.
1971          */
1972         if (dbFindLeaf((dmtree_t *) & dp->tree, l2nb, &leafidx))
1973                 return -ENOSPC;
1974
1975         /* determine the block number within the file system corresponding
1976          * to the leaf at which free space was found.
1977          */
1978         blkno = le64_to_cpu(dp->start) + (leafidx << L2DBWORD);
1979
1980         /* if not all bits of the dmap word are free, get the starting
1981          * bit number within the dmap word of the required string of free
1982          * bits and adjust the block number with this value.
1983          */
1984         if (dp->tree.stree[leafidx + LEAFIND] < BUDMIN)
1985                 blkno += dbFindBits(le32_to_cpu(dp->wmap[leafidx]), l2nb);
1986
1987         /* allocate the blocks */
1988         if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks)) == 0)
1989                 *results = blkno;
1990
1991         return (rc);
1992 }
1993
1994
1995 /*
1996  * NAME:        dbAllocDmap()
1997  *
1998  * FUNCTION:    adjust the disk allocation map to reflect the allocation
1999  *              of a specified block range within a dmap.
2000  *
2001  *              this routine allocates the specified blocks from the dmap
2002  *              through a call to dbAllocBits(). if the allocation of the
2003  *              block range causes the maximum string of free blocks within
2004  *              the dmap to change (i.e. the value of the root of the dmap's
2005  *              dmtree), this routine will cause this change to be reflected
2006  *              up through the appropriate levels of the dmap control pages
2007  *              by a call to dbAdjCtl() for the L0 dmap control page that
2008  *              covers this dmap.
2009  *
2010  * PARAMETERS:
2011  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2012  *      dp      -  pointer to dmap to allocate the block range from.
2013  *      blkno   -  starting block number of the block to be allocated.
2014  *      nblocks -  number of blocks to be allocated.
2015  *
2016  * RETURN VALUES:
2017  *      0       - success
2018  *      -EIO    - i/o error
2019  *
2020  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2021  */
2022 static int dbAllocDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2023                        int nblocks)
2024 {
2025         s8 oldroot;
2026         int rc;
2027
2028         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
2029          * of the dmap tree.
2030          */
2031         oldroot = dp->tree.stree[ROOT];
2032
2033         /* allocate the specified (blocks) bits */
2034         dbAllocBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2035
2036         /* if the root has not changed, done. */
2037         if (dp->tree.stree[ROOT] == oldroot)
2038                 return (0);
2039
2040         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
2041          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
2042          * backout the bit allocation (thus making everything consistent).
2043          */
2044         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, dp->tree.stree[ROOT], 1, 0)))
2045                 dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2046
2047         return (rc);
2048 }
2049
2050
2051 /*
2052  * NAME:        dbFreeDmap()
2053  *
2054  * FUNCTION:    adjust the disk allocation map to reflect the allocation
2055  *              of a specified block range within a dmap.
2056  *
2057  *              this routine frees the specified blocks from the dmap through
2058  *              a call to dbFreeBits(). if the deallocation of the block range
2059  *              causes the maximum string of free blocks within the dmap to
2060  *              change (i.e. the value of the root of the dmap's dmtree), this
2061  *              routine will cause this change to be reflected up through the
2062  *              appropriate levels of the dmap control pages by a call to
2063  *              dbAdjCtl() for the L0 dmap control page that covers this dmap.
2064  *
2065  * PARAMETERS:
2066  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2067  *      dp      -  pointer to dmap to free the block range from.
2068  *      blkno   -  starting block number of the block to be freed.
2069  *      nblocks -  number of blocks to be freed.
2070  *
2071  * RETURN VALUES:
2072  *      0       - success
2073  *      -EIO    - i/o error
2074  *
2075  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2076  */
2077 static int dbFreeDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2078                       int nblocks)
2079 {
2080         s8 oldroot;
2081         int rc, word;
2082
2083         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
2084          * of the dmap tree.
2085          */
2086         oldroot = dp->tree.stree[ROOT];
2087
2088         /* free the specified (blocks) bits */
2089         dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2090
2091         /* if the root has not changed, done. */
2092         if (dp->tree.stree[ROOT] == oldroot)
2093                 return (0);
2094
2095         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
2096          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
2097          * backout the deallocation. 
2098          */
2099         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, dp->tree.stree[ROOT], 0, 0))) {
2100                 word = (blkno & (BPERDMAP - 1)) >> L2DBWORD;
2101
2102                 /* as part of backing out the deallocation, we will have
2103                  * to back split the dmap tree if the deallocation caused
2104                  * the freed blocks to become part of a larger binary buddy
2105                  * system.
2106                  */
2107                 if (dp->tree.stree[word] == NOFREE)
2108                         dbBackSplit((dmtree_t *) & dp->tree, word);
2109
2110                 dbAllocBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2111         }
2112
2113         return (rc);
2114 }
2115
2116
2117 /*
2118  * NAME:        dbAllocBits()
2119  *
2120  * FUNCTION:    allocate a specified block range from a dmap.
2121  *
2122  *              this routine updates the dmap to reflect the working
2123  *              state allocation of the specified block range. it directly
2124  *              updates the bits of the working map and causes the adjustment
2125  *              of the binary buddy system described by the dmap's dmtree
2126  *              leaves to reflect the bits allocated.  it also causes the
2127  *              dmap's dmtree, as a whole, to reflect the allocated range.
2128  *
2129  * PARAMETERS:
2130  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2131  *      dp      -  pointer to dmap to allocate bits from.
2132  *      blkno   -  starting block number of the bits to be allocated.
2133  *      nblocks -  number of bits to be allocated.
2134  *
2135  * RETURN VALUES: none
2136  *
2137  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2138  */
2139 static void dbAllocBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2140                         int nblocks)
2141 {
2142         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw, agno;
2143         dmtree_t *tp = (dmtree_t *) & dp->tree;
2144         int size;
2145         s8 *leaf;
2146
2147         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree */
2148         leaf = dp->tree.stree + LEAFIND;
2149
2150         /* determine the bit number and word within the dmap of the
2151          * starting block.
2152          */
2153         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
2154         word = dbitno >> L2DBWORD;
2155
2156         /* block range better be within the dmap */
2157         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
2158
2159         /* allocate the bits of the dmap's words corresponding to the block
2160          * range. not all bits of the first and last words may be contained
2161          * within the block range.  if this is the case, we'll work against
2162          * those words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
2163          * (a single pass), allocating the bits of interest by hand and
2164          * updating the leaf corresponding to the dmap word. a single pass
2165          * will be used for all dmap words fully contained within the
2166          * specified range.  within this pass, the bits of all fully contained
2167          * dmap words will be marked as free in a single shot and the leaves
2168          * will be updated. a single leaf may describe the free space of
2169          * multiple dmap words, so we may update only a subset of the actual
2170          * leaves corresponding to the dmap words of the block range.
2171          */
2172         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
2173                 /* determine the bit number within the word and
2174                  * the number of bits within the word.
2175                  */
2176                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
2177                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
2178
2179                 /* check if only part of a word is to be allocated.
2180                  */
2181                 if (nb < DBWORD) {
2182                         /* allocate (set to 1) the appropriate bits within
2183                          * this dmap word.
2184                          */
2185                         dp->wmap[word] |= cpu_to_le32(ONES << (DBWORD - nb)
2186                                                       >> wbitno);
2187
2188                         /* update the leaf for this dmap word. in addition
2189                          * to setting the leaf value to the binary buddy max
2190                          * of the updated dmap word, dbSplit() will split
2191                          * the binary system of the leaves if need be.
2192                          */
2193                         dbSplit(tp, word, BUDMIN,
2194                                 dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[word]));
2195
2196                         word += 1;
2197                 } else {
2198                         /* one or more dmap words are fully contained
2199                          * within the block range.  determine how many
2200                          * words and allocate (set to 1) the bits of these
2201                          * words.
2202                          */
2203                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
2204                         memset(&dp->wmap[word], (int) ONES, nwords * 4);
2205
2206                         /* determine how many bits.
2207                          */
2208                         nb = nwords << L2DBWORD;
2209
2210                         /* now update the appropriate leaves to reflect
2211                          * the allocated words.
2212                          */
2213                         for (; nwords > 0; nwords -= nw) {
2214                                 if (leaf[word] < BUDMIN) {
2215                                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2216                                                   "dbAllocBits: leaf page "
2217                                                   "corrupt");
2218                                         break;
2219                                 }
2220
2221                                 /* determine what the leaf value should be
2222                                  * updated to as the minimum of the l2 number
2223                                  * of bits being allocated and the l2 number
2224                                  * of bits currently described by this leaf.
2225                                  */
2226                                 size = min((int)leaf[word], NLSTOL2BSZ(nwords));
2227
2228                                 /* update the leaf to reflect the allocation.
2229                                  * in addition to setting the leaf value to
2230                                  * NOFREE, dbSplit() will split the binary
2231                                  * system of the leaves to reflect the current
2232                                  * allocation (size).
2233                                  */
2234                                 dbSplit(tp, word, size, NOFREE);
2235
2236                                 /* get the number of dmap words handled */
2237                                 nw = BUDSIZE(size, BUDMIN);
2238                                 word += nw;
2239                         }
2240                 }
2241         }
2242
2243         /* update the free count for this dmap */
2244         dp->nfree = cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nfree) - nblocks);
2245
2246         BMAP_LOCK(bmp);
2247
2248         /* if this allocation group is completely free,
2249          * update the maximum allocation group number if this allocation
2250          * group is the new max.
2251          */
2252         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
2253         if (agno > bmp->db_maxag)
2254                 bmp->db_maxag = agno;
2255
2256         /* update the free count for the allocation group and map */
2257         bmp->db_agfree[agno] -= nblocks;
2258         bmp->db_nfree -= nblocks;
2259
2260         BMAP_UNLOCK(bmp);
2261 }
2262
2263
2264 /*
2265  * NAME:        dbFreeBits()
2266  *
2267  * FUNCTION:    free a specified block range from a dmap.
2268  *
2269  *              this routine updates the dmap to reflect the working
2270  *              state allocation of the specified block range. it directly
2271  *              updates the bits of the working map and causes the adjustment
2272  *              of the binary buddy system described by the dmap's dmtree
2273  *              leaves to reflect the bits freed.  it also causes the dmap's
2274  *              dmtree, as a whole, to reflect the deallocated range.
2275  *
2276  * PARAMETERS:
2277  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2278  *      dp      -  pointer to dmap to free bits from.
2279  *      blkno   -  starting block number of the bits to be freed.
2280  *      nblocks -  number of bits to be freed.
2281  *
2282  * RETURN VALUES: none
2283  *
2284  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2285  */
2286 static void dbFreeBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2287                        int nblocks)
2288 {
2289         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw, agno;
2290         dmtree_t *tp = (dmtree_t *) & dp->tree;
2291         int size;
2292
2293         /* determine the bit number and word within the dmap of the
2294          * starting block.
2295          */
2296         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
2297         word = dbitno >> L2DBWORD;
2298
2299         /* block range better be within the dmap.
2300          */
2301         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
2302
2303         /* free the bits of the dmaps words corresponding to the block range.
2304          * not all bits of the first and last words may be contained within
2305          * the block range.  if this is the case, we'll work against those
2306          * words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
2307          * (a single pass), freeing the bits of interest by hand and updating
2308          * the leaf corresponding to the dmap word. a single pass will be used
2309          * for all dmap words fully contained within the specified range.  
2310          * within this pass, the bits of all fully contained dmap words will
2311          * be marked as free in a single shot and the leaves will be updated. a
2312          * single leaf may describe the free space of multiple dmap words,
2313          * so we may update only a subset of the actual leaves corresponding
2314          * to the dmap words of the block range.
2315          *
2316          * dbJoin() is used to update leaf values and will join the binary
2317          * buddy system of the leaves if the new leaf values indicate this
2318          * should be done.
2319          */
2320         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
2321                 /* determine the bit number within the word and
2322                  * the number of bits within the word.
2323                  */
2324                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
2325                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
2326
2327                 /* check if only part of a word is to be freed.
2328                  */
2329                 if (nb < DBWORD) {
2330                         /* free (zero) the appropriate bits within this
2331                          * dmap word. 
2332                          */
2333                         dp->wmap[word] &=
2334                             cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
2335                                           >> wbitno));
2336
2337                         /* update the leaf for this dmap word.
2338                          */
2339                         dbJoin(tp, word,
2340                                dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[word]));
2341
2342                         word += 1;
2343                 } else {
2344                         /* one or more dmap words are fully contained
2345                          * within the block range.  determine how many
2346                          * words and free (zero) the bits of these words.
2347                          */
2348                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
2349                         memset(&dp->wmap[word], 0, nwords * 4);
2350
2351                         /* determine how many bits.
2352                          */
2353                         nb = nwords << L2DBWORD;
2354
2355                         /* now update the appropriate leaves to reflect
2356                          * the freed words.
2357                          */
2358                         for (; nwords > 0; nwords -= nw) {
2359                                 /* determine what the leaf value should be
2360                                  * updated to as the minimum of the l2 number
2361                                  * of bits being freed and the l2 (max) number
2362                                  * of bits that can be described by this leaf.
2363                                  */
2364                                 size =
2365                                     min(LITOL2BSZ
2366                                         (word, L2LPERDMAP, BUDMIN),
2367                                         NLSTOL2BSZ(nwords));
2368
2369                                 /* update the leaf.
2370                                  */
2371                                 dbJoin(tp, word, size);
2372
2373                                 /* get the number of dmap words handled.
2374                                  */
2375                                 nw = BUDSIZE(size, BUDMIN);
2376                                 word += nw;
2377                         }
2378                 }
2379         }
2380
2381         /* update the free count for this dmap.
2382          */
2383         dp->nfree = cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nfree) + nblocks);
2384
2385         BMAP_LOCK(bmp);
2386
2387         /* update the free count for the allocation group and 
2388          * map.
2389          */
2390         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
2391         bmp->db_nfree += nblocks;
2392         bmp->db_agfree[agno] += nblocks;
2393
2394         /* check if this allocation group is not completely free and
2395          * if it is currently the maximum (rightmost) allocation group.
2396          * if so, establish the new maximum allocation group number by
2397          * searching left for the first allocation group with allocation.
2398          */
2399         if ((bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize && agno == bmp->db_maxag) ||
2400             (agno == bmp->db_numag - 1 &&
2401              bmp->db_agfree[agno] == (bmp-> db_mapsize & (BPERDMAP - 1)))) {
2402                 while (bmp->db_maxag > 0) {
2403                         bmp->db_maxag -= 1;
2404                         if (bmp->db_agfree[bmp->db_maxag] !=
2405                             bmp->db_agsize)
2406                                 break;
2407                 }
2408
2409                 /* re-establish the allocation group preference if the
2410                  * current preference is right of the maximum allocation
2411                  * group.
2412                  */
2413                 if (bmp->db_agpref > bmp->db_maxag)
2414                         bmp->db_agpref = bmp->db_maxag;
2415         }
2416
2417         BMAP_UNLOCK(bmp);
2418 }
2419
2420
2421 /*
2422  * NAME:        dbAdjCtl()
2423  *
2424  * FUNCTION:    adjust a dmap control page at a specified level to reflect
2425  *              the change in a lower level dmap or dmap control page's
2426  *              maximum string of free blocks (i.e. a change in the root
2427  *              of the lower level object's dmtree) due to the allocation
2428  *              or deallocation of a range of blocks with a single dmap.
2429  *
2430  *              on entry, this routine is provided with the new value of
2431  *              the lower level dmap or dmap control page root and the
2432  *              starting block number of the block range whose allocation
2433  *              or deallocation resulted in the root change.  this range
2434  *              is respresented by a single leaf of the current dmapctl
2435  *              and the leaf will be updated with this value, possibly
2436  *              causing a binary buddy system within the leaves to be 
2437  *              split or joined.  the update may also cause the dmapctl's
2438  *              dmtree to be updated.
2439  *
2440  *              if the adjustment of the dmap control page, itself, causes its
2441  *              root to change, this change will be bubbled up to the next dmap
2442  *              control level by a recursive call to this routine, specifying
2443  *              the new root value and the next dmap control page level to
2444  *              be adjusted.
2445  * PARAMETERS:
2446  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2447  *      blkno   -  the first block of a block range within a dmap.  it is
2448  *                 the allocation or deallocation of this block range that
2449  *                 requires the dmap control page to be adjusted.
2450  *      newval  -  the new value of the lower level dmap or dmap control
2451  *                 page root.
2452  *      alloc   -  TRUE if adjustment is due to an allocation.
2453  *      level   -  current level of dmap control page (i.e. L0, L1, L2) to
2454  *                 be adjusted.
2455  *
2456  * RETURN VALUES:
2457  *      0       - success
2458  *      -EIO    - i/o error
2459  *
2460  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2461  */
2462 static int
2463 dbAdjCtl(struct bmap * bmp, s64 blkno, int newval, int alloc, int level)
2464 {
2465         struct metapage *mp;
2466         s8 oldroot;
2467         int oldval;
2468         s64 lblkno;
2469         struct dmapctl *dcp;
2470         int rc, leafno, ti;
2471
2472         /* get the buffer for the dmap control page for the specified
2473          * block number and control page level.
2474          */
2475         lblkno = BLKTOCTL(blkno, bmp->db_l2nbperpage, level);
2476         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
2477         if (mp == NULL)
2478                 return -EIO;
2479         dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
2480
2481         if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
2482                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2483                           "dbAdjCtl: Corrupt dmapctl page");
2484                 release_metapage(mp);
2485                 return -EIO;
2486         }
2487
2488         /* determine the leaf number corresponding to the block and
2489          * the index within the dmap control tree.
2490          */
2491         leafno = BLKTOCTLLEAF(blkno, dcp->budmin);
2492         ti = leafno + le32_to_cpu(dcp->leafidx);
2493
2494         /* save the current leaf value and the current root level (i.e.
2495          * maximum l2 free string described by this dmapctl).
2496          */
2497         oldval = dcp->stree[ti];
2498         oldroot = dcp->stree[ROOT];
2499
2500         /* check if this is a control page update for an allocation.
2501          * if so, update the leaf to reflect the new leaf value using
2502          * dbSplit(); otherwise (deallocation), use dbJoin() to udpate
2503          * the leaf with the new value.  in addition to updating the
2504          * leaf, dbSplit() will also split the binary buddy system of
2505          * the leaves, if required, and bubble new values within the
2506          * dmapctl tree, if required.  similarly, dbJoin() will join
2507          * the binary buddy system of leaves and bubble new values up
2508          * the dmapctl tree as required by the new leaf value.
2509          */
2510         if (alloc) {
2511                 /* check if we are in the middle of a binary buddy
2512                  * system.  this happens when we are performing the
2513                  * first allocation out of an allocation group that
2514                  * is part (not the first part) of a larger binary
2515                  * buddy system.  if we are in the middle, back split
2516                  * the system prior to calling dbSplit() which assumes
2517                  * that it is at the front of a binary buddy system.
2518                  */
2519                 if (oldval == NOFREE) {
2520                         dbBackSplit((dmtree_t *) dcp, leafno);
2521                         oldval = dcp->stree[ti];
2522                 }
2523                 dbSplit((dmtree_t *) dcp, leafno, dcp->budmin, newval);
2524         } else {
2525                 dbJoin((dmtree_t *) dcp, leafno, newval);
2526         }
2527
2528         /* check if the root of the current dmap control page changed due
2529          * to the update and if the current dmap control page is not at
2530          * the current top level (i.e. L0, L1, L2) of the map.  if so (i.e.
2531          * root changed and this is not the top level), call this routine
2532          * again (recursion) for the next higher level of the mapping to
2533          * reflect the change in root for the current dmap control page.
2534          */
2535         if (dcp->stree[ROOT] != oldroot) {
2536                 /* are we below the top level of the map.  if so,
2537                  * bubble the root up to the next higher level.
2538                  */
2539                 if (level < bmp->db_maxlevel) {
2540                         /* bubble up the new root of this dmap control page to
2541                          * the next level.
2542                          */
2543                         if ((rc =
2544                              dbAdjCtl(bmp, blkno, dcp->stree[ROOT], alloc,
2545                                       level + 1))) {
2546                                 /* something went wrong in bubbling up the new
2547                                  * root value, so backout the changes to the
2548                                  * current dmap control page.
2549                                  */
2550                                 if (alloc) {
2551                                         dbJoin((dmtree_t *) dcp, leafno,
2552                                                oldval);
2553                                 } else {
2554                                         /* the dbJoin() above might have
2555                                          * caused a larger binary buddy system
2556                                          * to form and we may now be in the
2557                                          * middle of it.  if this is the case,
2558                                          * back split the buddies.
2559                                          */
2560                                         if (dcp->stree[ti] == NOFREE)
2561                                                 dbBackSplit((dmtree_t *)
2562                                                             dcp, leafno);
2563                                         dbSplit((dmtree_t *) dcp, leafno,
2564                                                 dcp->budmin, oldval);
2565                                 }
2566
2567                                 /* release the buffer and return the error.
2568                                  */
2569                                 release_metapage(mp);
2570                                 return (rc);
2571                         }
2572                 } else {
2573                         /* we're at the top level of the map. update
2574                          * the bmap control page to reflect the size
2575                          * of the maximum free buddy system.
2576                          */
2577                         assert(level == bmp->db_maxlevel);
2578                         if (bmp->db_maxfreebud != oldroot) {
2579                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2580                                           "dbAdjCtl: the maximum free buddy is "
2581                                           "not the old root");
2582                         }
2583                         bmp->db_maxfreebud = dcp->stree[ROOT];
2584                 }
2585         }
2586
2587         /* write the buffer.
2588          */
2589         write_metapage(mp);
2590
2591         return (0);
2592 }
2593
2594
2595 /*
2596  * NAME:        dbSplit()
2597  *
2598  * FUNCTION:    update the leaf of a dmtree with a new value, splitting
2599  *              the leaf from the binary buddy system of the dmtree's
2600  *              leaves, as required.
2601  *
2602  * PARAMETERS:
2603  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2604  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2605  *      splitsz - the size the binary buddy system starting at the leaf
2606  *                must be split to, specified as the log2 number of blocks.
2607  *      newval  - the new value for the leaf.
2608  *
2609  * RETURN VALUES: none
2610  *
2611  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2612  */
2613 static void dbSplit(dmtree_t * tp, int leafno, int splitsz, int newval)
2614 {
2615         int budsz;
2616         int cursz;
2617         s8 *leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2618
2619         /* check if the leaf needs to be split.
2620          */
2621         if (leaf[leafno] > tp->dmt_budmin) {
2622                 /* the split occurs by cutting the buddy system in half
2623                  * at the specified leaf until we reach the specified
2624                  * size.  pick up the starting split size (current size
2625                  * - 1 in l2) and the corresponding buddy size.
2626                  */
2627                 cursz = leaf[leafno] - 1;
2628                 budsz = BUDSIZE(cursz, tp->dmt_budmin);
2629
2630                 /* split until we reach the specified size.
2631                  */
2632                 while (cursz >= splitsz) {
2633                         /* update the buddy's leaf with its new value.
2634                          */
2635                         dbAdjTree(tp, leafno ^ budsz, cursz);
2636
2637                         /* on to the next size and buddy.
2638                          */
2639                         cursz -= 1;
2640                         budsz >>= 1;
2641                 }
2642         }
2643
2644         /* adjust the dmap tree to reflect the specified leaf's new 
2645          * value.
2646          */
2647         dbAdjTree(tp, leafno, newval);
2648 }
2649
2650
2651 /*
2652  * NAME:        dbBackSplit()
2653  *
2654  * FUNCTION:    back split the binary buddy system of dmtree leaves
2655  *              that hold a specified leaf until the specified leaf
2656  *              starts its own binary buddy system.
2657  *
2658  *              the allocators typically perform allocations at the start
2659  *              of binary buddy systems and dbSplit() is used to accomplish
2660  *              any required splits.  in some cases, however, allocation
2661  *              may occur in the middle of a binary system and requires a
2662  *              back split, with the split proceeding out from the middle of
2663  *              the system (less efficient) rather than the start of the
2664  *              system (more efficient).  the cases in which a back split
2665  *              is required are rare and are limited to the first allocation
2666  *              within an allocation group which is a part (not first part)
2667  *              of a larger binary buddy system and a few exception cases
2668  *              in which a previous join operation must be backed out.
2669  *
2670  * PARAMETERS:
2671  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2672  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2673  *
2674  * RETURN VALUES: none
2675  *
2676  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2677  */
2678 static void dbBackSplit(dmtree_t * tp, int leafno)
2679 {
2680         int budsz, bud, w, bsz, size;
2681         int cursz;
2682         s8 *leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2683
2684         /* leaf should be part (not first part) of a binary
2685          * buddy system.
2686          */
2687         assert(leaf[leafno] == NOFREE);
2688
2689         /* the back split is accomplished by iteratively finding the leaf
2690          * that starts the buddy system that contains the specified leaf and
2691          * splitting that system in two.  this iteration continues until
2692          * the specified leaf becomes the start of a buddy system. 
2693          *
2694          * determine maximum possible l2 size for the specified leaf.
2695          */
2696         size =
2697             LITOL2BSZ(leafno, le32_to_cpu(tp->dmt_l2nleafs),
2698                       tp->dmt_budmin);
2699
2700         /* determine the number of leaves covered by this size.  this
2701          * is the buddy size that we will start with as we search for
2702          * the buddy system that contains the specified leaf.
2703          */
2704         budsz = BUDSIZE(size, tp->dmt_budmin);
2705
2706         /* back split.
2707          */
2708         while (leaf[leafno] == NOFREE) {
2709                 /* find the leftmost buddy leaf.
2710                  */
2711                 for (w = leafno, bsz = budsz;; bsz <<= 1,
2712                      w = (w < bud) ? w : bud) {
2713                         assert(bsz < le32_to_cpu(tp->dmt_nleafs));
2714
2715                         /* determine the buddy.
2716                          */
2717                         bud = w ^ bsz;
2718
2719                         /* check if this buddy is the start of the system.
2720                          */
2721                         if (leaf[bud] != NOFREE) {
2722                                 /* split the leaf at the start of the
2723                                  * system in two.
2724                                  */
2725                                 cursz = leaf[bud] - 1;
2726                                 dbSplit(tp, bud, cursz, cursz);
2727                                 break;
2728                         }
2729                 }
2730         }
2731
2732         assert(leaf[leafno] == size);
2733 }
2734
2735
2736 /*
2737  * NAME:        dbJoin()
2738  *
2739  * FUNCTION:    update the leaf of a dmtree with a new value, joining
2740  *              the leaf with other leaves of the dmtree into a multi-leaf
2741  *              binary buddy system, as required.
2742  *
2743  * PARAMETERS:
2744  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2745  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2746  *      newval  - the new value for the leaf.
2747  *
2748  * RETURN VALUES: none
2749  */
2750 static void dbJoin(dmtree_t * tp, int leafno, int newval)
2751 {
2752         int budsz, buddy;
2753         s8 *leaf;
2754
2755         /* can the new leaf value require a join with other leaves ?
2756          */
2757         if (newval >= tp->dmt_budmin) {
2758                 /* pickup a pointer to the leaves of the tree.
2759                  */
2760                 leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2761
2762                 /* try to join the specified leaf into a large binary
2763                  * buddy system.  the join proceeds by attempting to join
2764                  * the specified leafno with its buddy (leaf) at new value.
2765                  * if the join occurs, we attempt to join the left leaf
2766                  * of the joined buddies with its buddy at new value + 1.
2767                  * we continue to join until we find a buddy that cannot be
2768                  * joined (does not have a value equal to the size of the
2769                  * last join) or until all leaves have been joined into a
2770                  * single system.
2771                  *
2772                  * get the buddy size (number of words covered) of
2773                  * the new value.
2774                  */
2775                 budsz = BUDSIZE(newval, tp->dmt_budmin);
2776
2777                 /* try to join.
2778                  */
2779                 while (budsz < le32_to_cpu(tp->dmt_nleafs)) {
2780                         /* get the buddy leaf.
2781                          */
2782                         buddy = leafno ^ budsz;
2783
2784                         /* if the leaf's new value is greater than its
2785                          * buddy's value, we join no more.
2786                          */
2787                         if (newval > leaf[buddy])
2788                                 break;
2789
2790                         assert(newval == leaf[buddy]);
2791
2792                         /* check which (leafno or buddy) is the left buddy.
2793                          * the left buddy gets to claim the blocks resulting
2794                          * from the join while the right gets to claim none.
2795                          * the left buddy is also eligable to participate in
2796                          * a join at the next higher level while the right
2797                          * is not.
2798                          *
2799                          */
2800                         if (leafno < buddy) {
2801                                 /* leafno is the left buddy.
2802                                  */
2803                                 dbAdjTree(tp, buddy, NOFREE);
2804                         } else {
2805                                 /* buddy is the left buddy and becomes
2806                                  * leafno.
2807                                  */
2808                                 dbAdjTree(tp, leafno, NOFREE);
2809                                 leafno = buddy;
2810                         }
2811
2812                         /* on to try the next join.
2813                          */
2814                         newval += 1;
2815                         budsz <<= 1;
2816                 }
2817         }
2818
2819         /* update the leaf value.
2820          */
2821         dbAdjTree(tp, leafno, newval);
2822 }
2823
2824
2825 /*
2826  * NAME:        dbAdjTree()
2827  *
2828  * FUNCTION:    update a leaf of a dmtree with a new value, adjusting
2829  *              the dmtree, as required, to reflect the new leaf value.
2830  *              the combination of any buddies must already be done before
2831  *              this is called.
2832  *
2833  * PARAMETERS:
2834  *      tp      - pointer to the tree to be adjusted.
2835  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2836  *      newval  - the new value for the leaf.
2837  *
2838  * RETURN VALUES: none
2839  */
2840 static void dbAdjTree(dmtree_t * tp, int leafno, int newval)
2841 {
2842         int lp, pp, k;
2843         int max;
2844
2845         /* pick up the index of the leaf for this leafno.
2846          */
2847         lp = leafno + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2848
2849         /* is the current value the same as the old value ?  if so,
2850          * there is nothing to do.
2851          */
2852         if (tp->dmt_stree[lp] == newval)
2853                 return;
2854
2855         /* set the new value.
2856          */
2857         tp->dmt_stree[lp] = newval;
2858
2859         /* bubble the new value up the tree as required.
2860          */
2861         for (k = 0; k < le32_to_cpu(tp->dmt_height); k++) {
2862                 /* get the index of the first leaf of the 4 leaf
2863                  * group containing the specified leaf (leafno).
2864                  */
2865                 lp = ((lp - 1) & ~0x03) + 1;
2866
2867                 /* get the index of the parent of this 4 leaf group.
2868                  */
2869                 pp = (lp - 1) >> 2;
2870
2871                 /* determine the maximum of the 4 leaves.
2872                  */
2873                 max = TREEMAX(&tp->dmt_stree[lp]);
2874
2875                 /* if the maximum of the 4 is the same as the
2876                  * parent's value, we're done.
2877                  */
2878                 if (tp->dmt_stree[pp] == max)
2879                         break;
2880
2881                 /* parent gets new value.
2882                  */
2883                 tp->dmt_stree[pp] = max;
2884
2885                 /* parent becomes leaf for next go-round.
2886                  */
2887                 lp = pp;
2888         }
2889 }
2890
2891
2892 /*
2893  * NAME:        dbFindLeaf()
2894  *
2895  * FUNCTION:    search a dmtree_t for sufficient free blocks, returning
2896  *              the index of a leaf describing the free blocks if 
2897  *              sufficient free blocks are found.
2898  *
2899  *              the search starts at the top of the dmtree_t tree and
2900  *              proceeds down the tree to the leftmost leaf with sufficient
2901  *              free space.
2902  *
2903  * PARAMETERS:
2904  *      tp      - pointer to the tree to be searched.
2905  *      l2nb    - log2 number of free blocks to search for.
2906  *      leafidx - return pointer to be set to the index of the leaf
2907  *                describing at least l2nb free blocks if sufficient
2908  *                free blocks are found.
2909  *
2910  * RETURN VALUES:
2911  *      0       - success
2912  *      -ENOSPC - insufficient free blocks. 
2913  */
2914 static int dbFindLeaf(dmtree_t * tp, int l2nb, int *leafidx)
2915 {
2916         int ti, n = 0, k, x = 0;
2917
2918         /* first check the root of the tree to see if there is
2919          * sufficient free space.
2920          */
2921         if (l2nb > tp->dmt_stree[ROOT])
2922                 return -ENOSPC;
2923
2924         /* sufficient free space available. now search down the tree
2925          * starting at the next level for the leftmost leaf that
2926          * describes sufficient free space.
2927          */
2928         for (k = le32_to_cpu(tp->dmt_height), ti = 1;
2929              k > 0; k--, ti = ((ti + n) << 2) + 1) {
2930                 /* search the four nodes at this level, starting from
2931                  * the left.
2932                  */
2933                 for (x = ti, n = 0; n < 4; n++) {
2934                         /* sufficient free space found.  move to the next
2935                          * level (or quit if this is the last level).
2936                          */
2937                         if (l2nb <= tp->dmt_stree[x + n])
2938                                 break;
2939                 }
2940
2941                 /* better have found something since the higher
2942                  * levels of the tree said it was here.
2943                  */
2944                 assert(n < 4);
2945         }
2946
2947         /* set the return to the leftmost leaf describing sufficient
2948          * free space.
2949          */
2950         *leafidx = x + n - le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2951
2952         return (0);
2953 }
2954
2955
2956 /*
2957  * NAME:        dbFindBits()
2958  *
2959  * FUNCTION:    find a specified number of binary buddy free bits within a
2960  *              dmap bitmap word value.
2961  *
2962  *              this routine searches the bitmap value for (1 << l2nb) free
2963  *              bits at (1 << l2nb) alignments within the value.
2964  *
2965  * PARAMETERS:
2966  *      word    -  dmap bitmap word value.
2967  *      l2nb    -  number of free bits specified as a log2 number.
2968  *
2969  * RETURN VALUES:
2970  *      starting bit number of free bits.
2971  */
2972 static int dbFindBits(u32 word, int l2nb)
2973 {
2974         int bitno, nb;
2975         u32 mask;
2976
2977         /* get the number of bits.
2978          */
2979         nb = 1 << l2nb;
2980         assert(nb <= DBWORD);
2981
2982         /* complement the word so we can use a mask (i.e. 0s represent
2983          * free bits) and compute the mask.
2984          */
2985         word = ~word;
2986         mask = ONES << (DBWORD - nb);
2987
2988         /* scan the word for nb free bits at nb alignments.
2989          */
2990         for (bitno = 0; mask != 0; bitno += nb, mask >>= nb) {
2991                 if ((mask & word) == mask)
2992                         break;
2993         }
2994
2995         ASSERT(bitno < 32);
2996
2997         /* return the bit number.
2998          */
2999         return (bitno);
3000 }
3001
3002
3003 /*
3004  * NAME:        dbMaxBud(u8 *cp)
3005  *
3006  * FUNCTION:    determine the largest binary buddy string of free
3007  *              bits within 32-bits of the map.
3008  *
3009  * PARAMETERS:
3010  *      cp      -  pointer to the 32-bit value.
3011  *
3012  * RETURN VALUES:
3013  *      largest binary buddy of free bits within a dmap word.
3014  */
3015 static int dbMaxBud(u8 * cp)
3016 {
3017         signed char tmp1, tmp2;
3018
3019         /* check if the wmap word is all free. if so, the
3020          * free buddy size is BUDMIN.
3021          */
3022         if (*((uint *) cp) == 0)
3023                 return (BUDMIN);
3024
3025         /* check if the wmap word is half free. if so, the
3026          * free buddy size is BUDMIN-1.
3027          */
3028         if (*((u16 *) cp) == 0 || *((u16 *) cp + 1) == 0)
3029                 return (BUDMIN - 1);
3030
3031         /* not all free or half free. determine the free buddy
3032          * size thru table lookup using quarters of the wmap word.
3033          */
3034         tmp1 = max(budtab[cp[2]], budtab[cp[3]]);
3035         tmp2 = max(budtab[cp[0]], budtab[cp[1]]);
3036         return (max(tmp1, tmp2));
3037 }
3038
3039
3040 /*
3041  * NAME:        cnttz(uint word)
3042  *
3043  * FUNCTION:    determine the number of trailing zeros within a 32-bit
3044  *              value.
3045  *
3046  * PARAMETERS:
3047  *      value   -  32-bit value to be examined.
3048  *
3049  * RETURN VALUES:
3050  *      count of trailing zeros
3051  */
3052 static int cnttz(u32 word)
3053 {
3054         int n;
3055
3056         for (n = 0; n < 32; n++, word >>= 1) {
3057                 if (word & 0x01)
3058                         break;
3059         }
3060
3061         return (n);
3062 }
3063
3064
3065 /*
3066  * NAME:        cntlz(u32 value)
3067  *
3068  * FUNCTION:    determine the number of leading zeros within a 32-bit
3069  *              value.
3070  *
3071  * PARAMETERS:
3072  *      value   -  32-bit value to be examined.
3073  *
3074  * RETURN VALUES:
3075  *      count of leading zeros
3076  */
3077 static int cntlz(u32 value)
3078 {
3079         int n;
3080
3081         for (n = 0; n < 32; n++, value <<= 1) {
3082                 if (value & HIGHORDER)
3083                         break;
3084         }
3085         return (n);
3086 }
3087
3088
3089 /*
3090  * NAME:        blkstol2(s64 nb)
3091  *
3092  * FUNCTION:    convert a block count to its log2 value. if the block
3093  *              count is not a l2 multiple, it is rounded up to the next
3094  *              larger l2 multiple.
3095  *
3096  * PARAMETERS:
3097  *      nb      -  number of blocks
3098  *
3099  * RETURN VALUES:
3100  *      log2 number of blocks
3101  */
3102 int blkstol2(s64 nb)
3103 {
3104         int l2nb;
3105         s64 mask;               /* meant to be signed */
3106
3107         mask = (s64) 1 << (64 - 1);
3108
3109         /* count the leading bits.
3110          */
3111         for (l2nb = 0; l2nb < 64; l2nb++, mask >>= 1) {
3112                 /* leading bit found.
3113                  */
3114                 if (nb & mask) {
3115                         /* determine the l2 value.
3116                          */
3117                         l2nb = (64 - 1) - l2nb;
3118
3119                         /* check if we need to round up.
3120                          */
3121                         if (~mask & nb)
3122                                 l2nb++;
3123
3124                         return (l2nb);
3125                 }
3126         }
3127         assert(0);
3128         return 0;               /* fix compiler warning */
3129 }
3130
3131
3132 /*
3133  * NAME:        dbAllocBottomUp()
3134  *
3135  * FUNCTION:    alloc the specified block range from the working block
3136  *              allocation map.
3137  *
3138  *              the blocks will be alloc from the working map one dmap
3139  *              at a time.
3140  *
3141  * PARAMETERS:
3142  *      ip      -  pointer to in-core inode;
3143  *      blkno   -  starting block number to be freed.
3144  *      nblocks -  number of blocks to be freed.
3145  *
3146  * RETURN VALUES:
3147  *      0       - success
3148  *      -EIO    - i/o error
3149  */
3150 int dbAllocBottomUp(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks)
3151 {
3152         struct metapage *mp;
3153         struct dmap *dp;
3154         int nb, rc;
3155         s64 lblkno, rem;
3156         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
3157         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
3158
3159         IREAD_LOCK(ipbmap);
3160
3161         /* block to be allocated better be within the mapsize. */
3162         ASSERT(nblocks <= bmp->db_mapsize - blkno);
3163
3164         /*
3165          * allocate the blocks a dmap at a time.
3166          */
3167         mp = NULL;
3168         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nb, blkno += nb) {
3169                 /* release previous dmap if any */
3170                 if (mp) {
3171                         write_metapage(mp);
3172                 }
3173
3174                 /* get the buffer for the current dmap. */
3175                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
3176                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
3177                 if (mp == NULL) {
3178                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3179                         return -EIO;
3180                 }
3181                 dp = (struct dmap *) mp->data;
3182
3183                 /* determine the number of blocks to be allocated from
3184                  * this dmap.
3185                  */
3186                 nb = min(rem, BPERDMAP - (blkno & (BPERDMAP - 1)));
3187
3188                 DBFREECK(bmp->db_DBmap, bmp->db_mapsize, blkno, nb);
3189
3190                 /* allocate the blocks. */
3191                 if ((rc = dbAllocDmapBU(bmp, dp, blkno, nb))) {
3192                         release_metapage(mp);
3193                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3194                         return (rc);
3195                 }
3196
3197                 DBALLOC(bmp->db_DBmap, bmp->db_mapsize, blkno, nb);
3198         }
3199
3200         /* write the last buffer. */
3201         write_metapage(mp);
3202
3203         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3204
3205         return (0);
3206 }
3207
3208
3209 static int dbAllocDmapBU(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
3210                          int nblocks)
3211 {
3212         int rc;
3213         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, agno;
3214         s8 oldroot, *leaf;
3215         struct dmaptree *tp = (struct dmaptree *) & dp->tree;
3216
3217         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
3218          * of the dmap tree.
3219          */
3220         oldroot = tp->stree[ROOT];
3221
3222         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree */
3223         leaf = tp->stree + LEAFIND;
3224
3225         /* determine the bit number and word within the dmap of the
3226          * starting block.
3227          */
3228         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
3229         word = dbitno >> L2DBWORD;
3230
3231         /* block range better be within the dmap */
3232         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
3233
3234         /* allocate the bits of the dmap's words corresponding to the block
3235          * range. not all bits of the first and last words may be contained
3236          * within the block range.  if this is the case, we'll work against
3237          * those words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
3238          * (a single pass), allocating the bits of interest by hand and
3239          * updating the leaf corresponding to the dmap word. a single pass
3240          * will be used for all dmap words fully contained within the
3241          * specified range.  within this pass, the bits of all fully contained
3242          * dmap words will be marked as free in a single shot and the leaves
3243          * will be updated. a single leaf may describe the free space of
3244          * multiple dmap words, so we may update only a subset of the actual
3245          * leaves corresponding to the dmap words of the block range.
3246          */
3247         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
3248                 /* determine the bit number within the word and
3249                  * the number of bits within the word.
3250                  */
3251                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
3252                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
3253
3254                 /* check if only part of a word is to be allocated.
3255                  */
3256                 if (nb < DBWORD) {
3257                         /* allocate (set to 1) the appropriate bits within
3258                          * this dmap word.
3259                          */
3260                         dp->wmap[word] |= cpu_to_le32(ONES << (DBWORD - nb)
3261                                                       >> wbitno);
3262
3263                         word++;
3264                 } else {
3265                         /* one or more dmap words are fully contained
3266                          * within the block range.  determine how many
3267                          * words and allocate (set to 1) the bits of these
3268                          * words.
3269                          */
3270                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
3271                         memset(&dp->wmap[word], (int) ONES, nwords * 4);
3272
3273                         /* determine how many bits */
3274                         nb = nwords << L2DBWORD;
3275                         word += nwords;
3276                 }
3277         }
3278
3279         /* update the free count for this dmap */
3280         dp->nfree = cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nfree) - nblocks);
3281
3282         /* reconstruct summary tree */
3283         dbInitDmapTree(dp);
3284
3285         BMAP_LOCK(bmp);
3286
3287         /* if this allocation group is completely free,
3288          * update the highest active allocation group number 
3289          * if this allocation group is the new max.
3290          */
3291         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
3292         if (agno > bmp->db_maxag)
3293                 bmp->db_maxag = agno;
3294
3295         /* update the free count for the allocation group and map */
3296         bmp->db_agfree[agno] -= nblocks;
3297         bmp->db_nfree -= nblocks;
3298
3299         BMAP_UNLOCK(bmp);
3300
3301         /* if the root has not changed, done. */
3302         if (tp->stree[ROOT] == oldroot)
3303                 return (0);
3304
3305         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
3306          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
3307          * backout the bit allocation (thus making everything consistent).
3308          */
3309         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, tp->stree[ROOT], 1, 0)))
3310                 dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
3311
3312         return (rc);
3313 }
3314
3315
3316 /*
3317  * NAME:        dbExtendFS()
3318  *
3319  * FUNCTION:    extend bmap from blkno for nblocks;
3320  *              dbExtendFS() updates bmap ready for dbAllocBottomUp();
3321  *
3322  * L2
3323  *  |
3324  *   L1---------------------------------L1
3325  *    |                                  |
3326  *     L0---------L0---------L0           L0---------L0---------L0
3327  *      |          |          |            |          |          |
3328  *       d0,...,dn  d0,...,dn  d0,...,dn    d0,...,dn  d0,...,dn  d0,.,dm;
3329  * L2L1L0d0,...,dnL0d0,...,dnL0d0,...,dnL1L0d0,...,dnL0d0,...,dnL0d0,..dm
3330  *
3331  * <---old---><----------------------------extend----------------------->   
3332  */
3333 int dbExtendFS(struct inode *ipbmap, s64 blkno, s64 nblocks)
3334 {
3335         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ipbmap->i_sb);
3336         int nbperpage = sbi->nbperpage;
3337         int i, i0 = TRUE, j, j0 = TRUE, k, n;
3338         s64 newsize;
3339         s64 p;
3340         struct metapage *mp, *l2mp, *l1mp = NULL, *l0mp = NULL;
3341         struct dmapctl *l2dcp, *l1dcp, *l0dcp;
3342         struct dmap *dp;
3343         s8 *l0leaf, *l1leaf, *l2leaf;
3344         struct bmap *bmp = sbi->bmap;
3345         int agno, l2agsize, oldl2agsize;
3346         s64 ag_rem;
3347
3348         newsize = blkno + nblocks;
3349
3350         jfs_info("dbExtendFS: blkno:%Ld nblocks:%Ld newsize:%Ld",
3351                  (long long) blkno, (long long) nblocks, (long long) newsize);
3352
3353         /*
3354          *      initialize bmap control page.
3355          *
3356          * all the data in bmap control page should exclude
3357          * the mkfs hidden dmap page.
3358          */
3359
3360         /* update mapsize */
3361         bmp->db_mapsize = newsize;
3362         bmp->db_maxlevel = BMAPSZTOLEV(bmp->db_mapsize);
3363
3364         /* compute new AG size */
3365         l2agsize = dbGetL2AGSize(newsize);
3366         oldl2agsize = bmp->db_agl2size;
3367
3368         bmp->db_agl2size = l2agsize;
3369         bmp->db_agsize = 1 << l2agsize;
3370
3371         /* compute new number of AG */
3372         agno = bmp->db_numag;
3373         bmp->db_numag = newsize >> l2agsize;
3374         bmp->db_numag += ((u32) newsize % (u32) bmp->db_agsize) ? 1 : 0;
3375
3376         /*
3377          *      reconfigure db_agfree[] 
3378          * from old AG configuration to new AG configuration;
3379          *
3380          * coalesce contiguous k (newAGSize/oldAGSize) AGs;
3381          * i.e., (AGi, ..., AGj) where i = k*n and j = k*(n+1) - 1 to AGn;
3382          * note: new AG size = old AG size * (2**x).
3383          */
3384         if (l2agsize == oldl2agsize)
3385                 goto extend;
3386         k = 1 << (l2agsize - oldl2agsize);
3387         ag_rem = bmp->db_agfree[0];     /* save agfree[0] */
3388         for (i = 0, n = 0; i < agno; n++) {
3389                 bmp->db_agfree[n] = 0;  /* init collection point */
3390
3391                 /* coalesce cotiguous k AGs; */
3392                 for (j = 0; j < k && i < agno; j++, i++) {
3393                         /* merge AGi to AGn */
3394                         bmp->db_agfree[n] += bmp->db_agfree[i];
3395                 }
3396         }
3397         bmp->db_agfree[0] += ag_rem;    /* restore agfree[0] */
3398
3399         for (; n < MAXAG; n++)
3400                 bmp->db_agfree[n] = 0;
3401
3402         /*
3403          * update highest active ag number
3404          */
3405
3406         bmp->db_maxag = bmp->db_maxag / k;
3407
3408         /*
3409          *      extend bmap
3410          *
3411          * update bit maps and corresponding level control pages;
3412          * global control page db_nfree, db_agfree[agno], db_maxfreebud;
3413          */
3414       extend:
3415         /* get L2 page */
3416         p = BMAPBLKNO + nbperpage;      /* L2 page */
3417         l2mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3418         if (!l2mp) {
3419                 jfs_error(ipbmap->i_sb, "dbExtendFS: L2 page could not be read");
3420                 return -EIO;
3421         }
3422         l2dcp = (struct dmapctl *) l2mp->data;
3423
3424         /* compute start L1 */
3425         k = blkno >> L2MAXL1SIZE;
3426         l2leaf = l2dcp->stree + CTLLEAFIND + k;
3427         p = BLKTOL1(blkno, sbi->l2nbperpage);   /* L1 page */
3428
3429         /*
3430          * extend each L1 in L2
3431          */
3432         for (; k < LPERCTL; k++, p += nbperpage) {
3433                 /* get L1 page */
3434                 if (j0) {
3435                         /* read in L1 page: (blkno & (MAXL1SIZE - 1)) */
3436                         l1mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3437                         if (l1mp == NULL)
3438                                 goto errout;
3439                         l1dcp = (struct dmapctl *) l1mp->data;
3440
3441                         /* compute start L0 */
3442                         j = (blkno & (MAXL1SIZE - 1)) >> L2MAXL0SIZE;
3443                         l1leaf = l1dcp->stree + CTLLEAFIND + j;
3444                         p = BLKTOL0(blkno, sbi->l2nbperpage);
3445                         j0 = FALSE;
3446                 } else {
3447                         /* assign/init L1 page */
3448                         l1mp = get_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3449                         if (l1mp == NULL)
3450                                 goto errout;
3451
3452                         l1dcp = (struct dmapctl *) l1mp->data;
3453
3454                         /* compute start L0 */
3455                         j = 0;
3456                         l1leaf = l1dcp->stree + CTLLEAFIND;
3457                         p += nbperpage; /* 1st L0 of L1.k  */
3458                 }
3459
3460                 /*
3461                  * extend each L0 in L1
3462                  */
3463                 for (; j < LPERCTL; j++) {
3464                         /* get L0 page */
3465                         if (i0) {
3466                                 /* read in L0 page: (blkno & (MAXL0SIZE - 1)) */
3467
3468                                 l0mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3469                                 if (l0mp == NULL)
3470                                         goto errout;
3471                                 l0dcp = (struct dmapctl *) l0mp->data;
3472
3473                                 /* compute start dmap */
3474                                 i = (blkno & (MAXL0SIZE - 1)) >>
3475                                     L2BPERDMAP;
3476                                 l0leaf = l0dcp->stree + CTLLEAFIND + i;
3477                                 p = BLKTODMAP(blkno,
3478                                               sbi->l2nbperpage);
3479                                 i0 = FALSE;
3480                         } else {
3481                                 /* assign/init L0 page */
3482                                 l0mp = get_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3483                                 if (l0mp == NULL)
3484                                         goto errout;
3485
3486                                 l0dcp = (struct dmapctl *) l0mp->data;
3487
3488                                 /* compute start dmap */
3489                                 i = 0;
3490                                 l0leaf = l0dcp->stree + CTLLEAFIND;
3491                                 p += nbperpage; /* 1st dmap of L0.j */
3492                         }
3493
3494                         /*
3495                          * extend each dmap in L0
3496                          */
3497                         for (; i < LPERCTL; i++) {
3498                                 /*
3499                                  * reconstruct the dmap page, and
3500                                  * initialize corresponding parent L0 leaf
3501                                  */
3502                                 if ((n = blkno & (BPERDMAP - 1))) {
3503                                         /* read in dmap page: */
3504                                         mp = read_metapage(ipbmap, p,
3505                                                            PSIZE, 0);
3506                                         if (mp == NULL)
3507                                                 goto errout;
3508                                         n = min(nblocks, (s64)BPERDMAP - n);
3509                                 } else {
3510                                         /* assign/init dmap page */
3511                                         mp = read_metapage(ipbmap, p,
3512                                                            PSIZE, 0);
3513                                         if (mp == NULL)
3514                                                 goto errout;
3515
3516                                         n = min(nblocks, (s64)BPERDMAP);
3517                                 }
3518
3519                                 dp = (struct dmap *) mp->data;
3520                                 *l0leaf = dbInitDmap(dp, blkno, n);
3521
3522                                 bmp->db_nfree += n;
3523                                 agno = le64_to_cpu(dp->start) >> l2agsize;
3524                                 bmp->db_agfree[agno] += n;
3525
3526                                 write_metapage(mp);
3527
3528                                 l0leaf++;
3529                                 p += nbperpage;
3530
3531                                 blkno += n;
3532                                 nblocks -= n;
3533                                 if (nblocks == 0)
3534                                         break;
3535                         }       /* for each dmap in a L0 */
3536
3537                         /*
3538                          * build current L0 page from its leaves, and 
3539                          * initialize corresponding parent L1 leaf
3540                          */
3541                         *l1leaf = dbInitDmapCtl(l0dcp, 0, ++i);
3542                         write_metapage(l0mp);
3543                         l0mp = NULL;
3544
3545                         if (nblocks)
3546                                 l1leaf++;       /* continue for next L0 */
3547                         else {
3548                                 /* more than 1 L0 ? */
3549                                 if (j > 0)
3550                                         break;  /* build L1 page */
3551                                 else {
3552                                         /* summarize in global bmap page */
3553                                         bmp->db_maxfreebud = *l1leaf;
3554                                         release_metapage(l1mp);
3555                                         release_metapage(l2mp);
3556                                         goto finalize;
3557                                 }
3558                         }
3559                 }               /* for each L0 in a L1 */
3560
3561                 /*
3562                  * build current L1 page from its leaves, and 
3563                  * initialize corresponding parent L2 leaf
3564                  */
3565                 *l2leaf = dbInitDmapCtl(l1dcp, 1, ++j);
3566                 write_metapage(l1mp);
3567                 l1mp = NULL;
3568
3569                 if (nblocks)
3570                         l2leaf++;       /* continue for next L1 */
3571                 else {
3572                         /* more than 1 L1 ? */
3573                         if (k > 0)
3574                                 break;  /* build L2 page */
3575                         else {
3576                                 /* summarize in global bmap page */
3577                                 bmp->db_maxfreebud = *l2leaf;
3578                                 release_metapage(l2mp);
3579                                 goto finalize;
3580                         }
3581                 }
3582         }                       /* for each L1 in a L2 */
3583
3584         jfs_error(ipbmap->i_sb,
3585                   "dbExtendFS: function has not returned as expected");
3586 errout:
3587         if (l0mp)
3588                 release_metapage(l0mp);
3589         if (l1mp)
3590                 release_metapage(l1mp);
3591         release_metapage(l2mp);
3592         return -EIO;
3593
3594         /*
3595          *      finalize bmap control page
3596          */
3597 finalize:
3598
3599         return 0;
3600 }
3601
3602
3603 /*
3604  *      dbFinalizeBmap()
3605  */
3606 void dbFinalizeBmap(struct inode *ipbmap)
3607 {
3608         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
3609         int actags, inactags, l2nl;
3610         s64 ag_rem, actfree, inactfree, avgfree;
3611         int i, n;
3612
3613         /*
3614          *      finalize bmap control page
3615          */
3616 //finalize:
3617         /* 
3618          * compute db_agpref: preferred ag to allocate from
3619          * (the leftmost ag with average free space in it);
3620          */
3621 //agpref:
3622         /* get the number of active ags and inacitve ags */
3623         actags = bmp->db_maxag + 1;
3624         inactags = bmp->db_numag - actags;
3625         ag_rem = bmp->db_mapsize & (bmp->db_agsize - 1);        /* ??? */
3626
3627         /* determine how many blocks are in the inactive allocation
3628          * groups. in doing this, we must account for the fact that
3629          * the rightmost group might be a partial group (i.e. file
3630          * system size is not a multiple of the group size).
3631          */
3632         inactfree = (inactags && ag_rem) ?
3633             ((inactags - 1) << bmp->db_agl2size) + ag_rem
3634             : inactags << bmp->db_agl2size;
3635
3636         /* determine how many free blocks are in the active
3637          * allocation groups plus the average number of free blocks
3638          * within the active ags.
3639          */
3640         actfree = bmp->db_nfree - inactfree;
3641         avgfree = (u32) actfree / (u32) actags;
3642
3643         /* if the preferred allocation group has not average free space.
3644          * re-establish the preferred group as the leftmost
3645          * group with average free space.
3646          */
3647         if (bmp->db_agfree[bmp->db_agpref] < avgfree) {
3648                 for (bmp->db_agpref = 0; bmp->db_agpref < actags;
3649                      bmp->db_agpref++) {
3650                         if (bmp->db_agfree[bmp->db_agpref] >= avgfree)
3651                                 break;
3652                 }
3653                 if (bmp->db_agpref >= bmp->db_numag) {
3654                         jfs_error(ipbmap->i_sb,
3655                                   "cannot find ag with average freespace");
3656                 }
3657         }
3658
3659         /*
3660          * compute db_aglevel, db_agheigth, db_width, db_agstart:
3661          * an ag is covered in aglevel dmapctl summary tree, 
3662          * at agheight level height (from leaf) with agwidth number of nodes 
3663          * each, which starts at agstart index node of the smmary tree node 
3664          * array;
3665          */
3666         bmp->db_aglevel = BMAPSZTOLEV(bmp->db_agsize);
3667         l2nl =
3668             bmp->db_agl2size - (L2BPERDMAP + bmp->db_aglevel * L2LPERCTL);
3669         bmp->db_agheigth = l2nl >> 1;
3670         bmp->db_agwidth = 1 << (l2nl - (bmp->db_agheigth << 1));
3671         for (i = 5 - bmp->db_agheigth, bmp->db_agstart = 0, n = 1; i > 0;
3672              i--) {
3673                 bmp->db_agstart += n;
3674                 n <<= 2;
3675         }
3676
3677 }
3678
3679
3680 /*
3681  * NAME:        dbInitDmap()/ujfs_idmap_page()
3682  *                                                                    
3683  * FUNCTION:    initialize working/persistent bitmap of the dmap page
3684  *              for the specified number of blocks:
3685  *                                                                    
3686  *              at entry, the bitmaps had been initialized as free (ZEROS);
3687  *              The number of blocks will only account for the actually 
3688  *              existing blocks. Blocks which don't actually exist in 
3689  *              the aggregate will be marked as allocated (ONES);
3690  *
3691  * PARAMETERS:
3692  *      dp      - pointer to page of map
3693  *      nblocks - number of blocks this page
3694  *