Fix memory ordering bug in page reclaim
[linux-2.6.git] / fs / ntfs / mft.c
1 /**
2  * mft.c - NTFS kernel mft record operations. Part of the Linux-NTFS project.
3  *
4  * Copyright (c) 2001-2005 Anton Altaparmakov
5  * Copyright (c) 2002 Richard Russon
6  *
7  * This program/include file is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU General Public License as published
9  * by the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10  * (at your option) any later version.
11  *
12  * This program/include file is distributed in the hope that it will be
13  * useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
14  * of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15  * GNU General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
18  * along with this program (in the main directory of the Linux-NTFS
19  * distribution in the file COPYING); if not, write to the Free Software
20  * Foundation,Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
21  */
22
23 #include <linux/buffer_head.h>
24 #include <linux/swap.h>
25
26 #include "attrib.h"
27 #include "aops.h"
28 #include "bitmap.h"
29 #include "debug.h"
30 #include "dir.h"
31 #include "lcnalloc.h"
32 #include "malloc.h"
33 #include "mft.h"
34 #include "ntfs.h"
35
36 /**
37  * map_mft_record_page - map the page in which a specific mft record resides
38  * @ni:         ntfs inode whose mft record page to map
39  *
40  * This maps the page in which the mft record of the ntfs inode @ni is situated
41  * and returns a pointer to the mft record within the mapped page.
42  *
43  * Return value needs to be checked with IS_ERR() and if that is true PTR_ERR()
44  * contains the negative error code returned.
45  */
46 static inline MFT_RECORD *map_mft_record_page(ntfs_inode *ni)
47 {
48         loff_t i_size;
49         ntfs_volume *vol = ni->vol;
50         struct inode *mft_vi = vol->mft_ino;
51         struct page *page;
52         unsigned long index, ofs, end_index;
53
54         BUG_ON(ni->page);
55         /*
56          * The index into the page cache and the offset within the page cache
57          * page of the wanted mft record. FIXME: We need to check for
58          * overflowing the unsigned long, but I don't think we would ever get
59          * here if the volume was that big...
60          */
61         index = (u64)ni->mft_no << vol->mft_record_size_bits >>
62                         PAGE_CACHE_SHIFT;
63         ofs = (ni->mft_no << vol->mft_record_size_bits) & ~PAGE_CACHE_MASK;
64
65         i_size = i_size_read(mft_vi);
66         /* The maximum valid index into the page cache for $MFT's data. */
67         end_index = i_size >> PAGE_CACHE_SHIFT;
68
69         /* If the wanted index is out of bounds the mft record doesn't exist. */
70         if (unlikely(index >= end_index)) {
71                 if (index > end_index || (i_size & ~PAGE_CACHE_MASK) < ofs +
72                                 vol->mft_record_size) {
73                         page = ERR_PTR(-ENOENT);
74                         ntfs_error(vol->sb, "Attemt to read mft record 0x%lx, "
75                                         "which is beyond the end of the mft.  "
76                                         "This is probably a bug in the ntfs "
77                                         "driver.", ni->mft_no);
78                         goto err_out;
79                 }
80         }
81         /* Read, map, and pin the page. */
82         page = ntfs_map_page(mft_vi->i_mapping, index);
83         if (likely(!IS_ERR(page))) {
84                 /* Catch multi sector transfer fixup errors. */
85                 if (likely(ntfs_is_mft_recordp((le32*)(page_address(page) +
86                                 ofs)))) {
87                         ni->page = page;
88                         ni->page_ofs = ofs;
89                         return page_address(page) + ofs;
90                 }
91                 ntfs_error(vol->sb, "Mft record 0x%lx is corrupt.  "
92                                 "Run chkdsk.", ni->mft_no);
93                 ntfs_unmap_page(page);
94                 page = ERR_PTR(-EIO);
95         }
96 err_out:
97         ni->page = NULL;
98         ni->page_ofs = 0;
99         return (void*)page;
100 }
101
102 /**
103  * map_mft_record - map, pin and lock an mft record
104  * @ni:         ntfs inode whose MFT record to map
105  *
106  * First, take the mrec_lock semaphore. We might now be sleeping, while waiting
107  * for the semaphore if it was already locked by someone else.
108  *
109  * The page of the record is mapped using map_mft_record_page() before being
110  * returned to the caller.
111  *
112  * This in turn uses ntfs_map_page() to get the page containing the wanted mft
113  * record (it in turn calls read_cache_page() which reads it in from disk if
114  * necessary, increments the use count on the page so that it cannot disappear
115  * under us and returns a reference to the page cache page).
116  *
117  * If read_cache_page() invokes ntfs_readpage() to load the page from disk, it
118  * sets PG_locked and clears PG_uptodate on the page. Once I/O has completed
119  * and the post-read mst fixups on each mft record in the page have been
120  * performed, the page gets PG_uptodate set and PG_locked cleared (this is done
121  * in our asynchronous I/O completion handler end_buffer_read_mft_async()).
122  * ntfs_map_page() waits for PG_locked to become clear and checks if
123  * PG_uptodate is set and returns an error code if not. This provides
124  * sufficient protection against races when reading/using the page.
125  *
126  * However there is the write mapping to think about. Doing the above described
127  * checking here will be fine, because when initiating the write we will set
128  * PG_locked and clear PG_uptodate making sure nobody is touching the page
129  * contents. Doing the locking this way means that the commit to disk code in
130  * the page cache code paths is automatically sufficiently locked with us as
131  * we will not touch a page that has been locked or is not uptodate. The only
132  * locking problem then is them locking the page while we are accessing it.
133  *
134  * So that code will end up having to own the mrec_lock of all mft
135  * records/inodes present in the page before I/O can proceed. In that case we
136  * wouldn't need to bother with PG_locked and PG_uptodate as nobody will be
137  * accessing anything without owning the mrec_lock semaphore. But we do need
138  * to use them because of the read_cache_page() invocation and the code becomes
139  * so much simpler this way that it is well worth it.
140  *
141  * The mft record is now ours and we return a pointer to it. You need to check
142  * the returned pointer with IS_ERR() and if that is true, PTR_ERR() will return
143  * the error code.
144  *
145  * NOTE: Caller is responsible for setting the mft record dirty before calling
146  * unmap_mft_record(). This is obviously only necessary if the caller really
147  * modified the mft record...
148  * Q: Do we want to recycle one of the VFS inode state bits instead?
149  * A: No, the inode ones mean we want to change the mft record, not we want to
150  * write it out.
151  */
152 MFT_RECORD *map_mft_record(ntfs_inode *ni)
153 {
154         MFT_RECORD *m;
155
156         ntfs_debug("Entering for mft_no 0x%lx.", ni->mft_no);
157
158         /* Make sure the ntfs inode doesn't go away. */
159         atomic_inc(&ni->count);
160
161         /* Serialize access to this mft record. */
162         down(&ni->mrec_lock);
163
164         m = map_mft_record_page(ni);
165         if (likely(!IS_ERR(m)))
166                 return m;
167
168         up(&ni->mrec_lock);
169         atomic_dec(&ni->count);
170         ntfs_error(ni->vol->sb, "Failed with error code %lu.", -PTR_ERR(m));
171         return m;
172 }
173
174 /**
175  * unmap_mft_record_page - unmap the page in which a specific mft record resides
176  * @ni:         ntfs inode whose mft record page to unmap
177  *
178  * This unmaps the page in which the mft record of the ntfs inode @ni is
179  * situated and returns. This is a NOOP if highmem is not configured.
180  *
181  * The unmap happens via ntfs_unmap_page() which in turn decrements the use
182  * count on the page thus releasing it from the pinned state.
183  *
184  * We do not actually unmap the page from memory of course, as that will be
185  * done by the page cache code itself when memory pressure increases or
186  * whatever.
187  */
188 static inline void unmap_mft_record_page(ntfs_inode *ni)
189 {
190         BUG_ON(!ni->page);
191
192         // TODO: If dirty, blah...
193         ntfs_unmap_page(ni->page);
194         ni->page = NULL;
195         ni->page_ofs = 0;
196         return;
197 }
198
199 /**
200  * unmap_mft_record - release a mapped mft record
201  * @ni:         ntfs inode whose MFT record to unmap
202  *
203  * We release the page mapping and the mrec_lock mutex which unmaps the mft
204  * record and releases it for others to get hold of. We also release the ntfs
205  * inode by decrementing the ntfs inode reference count.
206  *
207  * NOTE: If caller has modified the mft record, it is imperative to set the mft
208  * record dirty BEFORE calling unmap_mft_record().
209  */
210 void unmap_mft_record(ntfs_inode *ni)
211 {
212         struct page *page = ni->page;
213
214         BUG_ON(!page);
215
216         ntfs_debug("Entering for mft_no 0x%lx.", ni->mft_no);
217
218         unmap_mft_record_page(ni);
219         up(&ni->mrec_lock);
220         atomic_dec(&ni->count);
221         /*
222          * If pure ntfs_inode, i.e. no vfs inode attached, we leave it to
223          * ntfs_clear_extent_inode() in the extent inode case, and to the
224          * caller in the non-extent, yet pure ntfs inode case, to do the actual
225          * tear down of all structures and freeing of all allocated memory.
226          */
227         return;
228 }
229
230 /**
231  * map_extent_mft_record - load an extent inode and attach it to its base
232  * @base_ni:    base ntfs inode
233  * @mref:       mft reference of the extent inode to load
234  * @ntfs_ino:   on successful return, pointer to the ntfs_inode structure
235  *
236  * Load the extent mft record @mref and attach it to its base inode @base_ni.
237  * Return the mapped extent mft record if IS_ERR(result) is false.  Otherwise
238  * PTR_ERR(result) gives the negative error code.
239  *
240  * On successful return, @ntfs_ino contains a pointer to the ntfs_inode
241  * structure of the mapped extent inode.
242  */
243 MFT_RECORD *map_extent_mft_record(ntfs_inode *base_ni, MFT_REF mref,
244                 ntfs_inode **ntfs_ino)
245 {
246         MFT_RECORD *m;
247         ntfs_inode *ni = NULL;
248         ntfs_inode **extent_nis = NULL;
249         int i;
250         unsigned long mft_no = MREF(mref);
251         u16 seq_no = MSEQNO(mref);
252         BOOL destroy_ni = FALSE;
253
254         ntfs_debug("Mapping extent mft record 0x%lx (base mft record 0x%lx).",
255                         mft_no, base_ni->mft_no);
256         /* Make sure the base ntfs inode doesn't go away. */
257         atomic_inc(&base_ni->count);
258         /*
259          * Check if this extent inode has already been added to the base inode,
260          * in which case just return it. If not found, add it to the base
261          * inode before returning it.
262          */
263         down(&base_ni->extent_lock);
264         if (base_ni->nr_extents > 0) {
265                 extent_nis = base_ni->ext.extent_ntfs_inos;
266                 for (i = 0; i < base_ni->nr_extents; i++) {
267                         if (mft_no != extent_nis[i]->mft_no)
268                                 continue;
269                         ni = extent_nis[i];
270                         /* Make sure the ntfs inode doesn't go away. */
271                         atomic_inc(&ni->count);
272                         break;
273                 }
274         }
275         if (likely(ni != NULL)) {
276                 up(&base_ni->extent_lock);
277                 atomic_dec(&base_ni->count);
278                 /* We found the record; just have to map and return it. */
279                 m = map_mft_record(ni);
280                 /* map_mft_record() has incremented this on success. */
281                 atomic_dec(&ni->count);
282                 if (likely(!IS_ERR(m))) {
283                         /* Verify the sequence number. */
284                         if (likely(le16_to_cpu(m->sequence_number) == seq_no)) {
285                                 ntfs_debug("Done 1.");
286                                 *ntfs_ino = ni;
287                                 return m;
288                         }
289                         unmap_mft_record(ni);
290                         ntfs_error(base_ni->vol->sb, "Found stale extent mft "
291                                         "reference! Corrupt filesystem. "
292                                         "Run chkdsk.");
293                         return ERR_PTR(-EIO);
294                 }
295 map_err_out:
296                 ntfs_error(base_ni->vol->sb, "Failed to map extent "
297                                 "mft record, error code %ld.", -PTR_ERR(m));
298                 return m;
299         }
300         /* Record wasn't there. Get a new ntfs inode and initialize it. */
301         ni = ntfs_new_extent_inode(base_ni->vol->sb, mft_no);
302         if (unlikely(!ni)) {
303                 up(&base_ni->extent_lock);
304                 atomic_dec(&base_ni->count);
305                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
306         }
307         ni->vol = base_ni->vol;
308         ni->seq_no = seq_no;
309         ni->nr_extents = -1;
310         ni->ext.base_ntfs_ino = base_ni;
311         /* Now map the record. */
312         m = map_mft_record(ni);
313         if (IS_ERR(m)) {
314                 up(&base_ni->extent_lock);
315                 atomic_dec(&base_ni->count);
316                 ntfs_clear_extent_inode(ni);
317                 goto map_err_out;
318         }
319         /* Verify the sequence number if it is present. */
320         if (seq_no && (le16_to_cpu(m->sequence_number) != seq_no)) {
321                 ntfs_error(base_ni->vol->sb, "Found stale extent mft "
322                                 "reference! Corrupt filesystem. Run chkdsk.");
323                 destroy_ni = TRUE;
324                 m = ERR_PTR(-EIO);
325                 goto unm_err_out;
326         }
327         /* Attach extent inode to base inode, reallocating memory if needed. */
328         if (!(base_ni->nr_extents & 3)) {
329                 ntfs_inode **tmp;
330                 int new_size = (base_ni->nr_extents + 4) * sizeof(ntfs_inode *);
331
332                 tmp = (ntfs_inode **)kmalloc(new_size, GFP_NOFS);
333                 if (unlikely(!tmp)) {
334                         ntfs_error(base_ni->vol->sb, "Failed to allocate "
335                                         "internal buffer.");
336                         destroy_ni = TRUE;
337                         m = ERR_PTR(-ENOMEM);
338                         goto unm_err_out;
339                 }
340                 if (base_ni->nr_extents) {
341                         BUG_ON(!base_ni->ext.extent_ntfs_inos);
342                         memcpy(tmp, base_ni->ext.extent_ntfs_inos, new_size -
343                                         4 * sizeof(ntfs_inode *));
344                         kfree(base_ni->ext.extent_ntfs_inos);
345                 }
346                 base_ni->ext.extent_ntfs_inos = tmp;
347         }
348         base_ni->ext.extent_ntfs_inos[base_ni->nr_extents++] = ni;
349         up(&base_ni->extent_lock);
350         atomic_dec(&base_ni->count);
351         ntfs_debug("Done 2.");
352         *ntfs_ino = ni;
353         return m;
354 unm_err_out:
355         unmap_mft_record(ni);
356         up(&base_ni->extent_lock);
357         atomic_dec(&base_ni->count);
358         /*
359          * If the extent inode was not attached to the base inode we need to
360          * release it or we will leak memory.
361          */
362         if (destroy_ni)
363                 ntfs_clear_extent_inode(ni);
364         return m;
365 }
366
367 #ifdef NTFS_RW
368
369 /**
370  * __mark_mft_record_dirty - set the mft record and the page containing it dirty
371  * @ni:         ntfs inode describing the mapped mft record
372  *
373  * Internal function.  Users should call mark_mft_record_dirty() instead.
374  *
375  * Set the mapped (extent) mft record of the (base or extent) ntfs inode @ni,
376  * as well as the page containing the mft record, dirty.  Also, mark the base
377  * vfs inode dirty.  This ensures that any changes to the mft record are
378  * written out to disk.
379  *
380  * NOTE:  We only set I_DIRTY_SYNC and I_DIRTY_DATASYNC (and not I_DIRTY_PAGES)
381  * on the base vfs inode, because even though file data may have been modified,
382  * it is dirty in the inode meta data rather than the data page cache of the
383  * inode, and thus there are no data pages that need writing out.  Therefore, a
384  * full mark_inode_dirty() is overkill.  A mark_inode_dirty_sync(), on the
385  * other hand, is not sufficient, because I_DIRTY_DATASYNC needs to be set to
386  * ensure ->write_inode is called from generic_osync_inode() and this needs to
387  * happen or the file data would not necessarily hit the device synchronously,
388  * even though the vfs inode has the O_SYNC flag set.  Also, I_DIRTY_DATASYNC
389  * simply "feels" better than just I_DIRTY_SYNC, since the file data has not
390  * actually hit the block device yet, which is not what I_DIRTY_SYNC on its own
391  * would suggest.
392  */
393 void __mark_mft_record_dirty(ntfs_inode *ni)
394 {
395         ntfs_inode *base_ni;
396
397         ntfs_debug("Entering for inode 0x%lx.", ni->mft_no);
398         BUG_ON(NInoAttr(ni));
399         mark_ntfs_record_dirty(ni->page, ni->page_ofs);
400         /* Determine the base vfs inode and mark it dirty, too. */
401         down(&ni->extent_lock);
402         if (likely(ni->nr_extents >= 0))
403                 base_ni = ni;
404         else
405                 base_ni = ni->ext.base_ntfs_ino;
406         up(&ni->extent_lock);
407         __mark_inode_dirty(VFS_I(base_ni), I_DIRTY_SYNC | I_DIRTY_DATASYNC);
408 }
409
410 static const char *ntfs_please_email = "Please email "
411                 "linux-ntfs-dev@lists.sourceforge.net and say that you saw "
412                 "this message.  Thank you.";
413
414 /**
415  * ntfs_sync_mft_mirror_umount - synchronise an mft record to the mft mirror
416  * @vol:        ntfs volume on which the mft record to synchronize resides
417  * @mft_no:     mft record number of mft record to synchronize
418  * @m:          mapped, mst protected (extent) mft record to synchronize
419  *
420  * Write the mapped, mst protected (extent) mft record @m with mft record
421  * number @mft_no to the mft mirror ($MFTMirr) of the ntfs volume @vol,
422  * bypassing the page cache and the $MFTMirr inode itself.
423  *
424  * This function is only for use at umount time when the mft mirror inode has
425  * already been disposed off.  We BUG() if we are called while the mft mirror
426  * inode is still attached to the volume.
427  *
428  * On success return 0.  On error return -errno.
429  *
430  * NOTE:  This function is not implemented yet as I am not convinced it can
431  * actually be triggered considering the sequence of commits we do in super.c::
432  * ntfs_put_super().  But just in case we provide this place holder as the
433  * alternative would be either to BUG() or to get a NULL pointer dereference
434  * and Oops.
435  */
436 static int ntfs_sync_mft_mirror_umount(ntfs_volume *vol,
437                 const unsigned long mft_no, MFT_RECORD *m)
438 {
439         BUG_ON(vol->mftmirr_ino);
440         ntfs_error(vol->sb, "Umount time mft mirror syncing is not "
441                         "implemented yet.  %s", ntfs_please_email);
442         return -EOPNOTSUPP;
443 }
444
445 /**
446  * ntfs_sync_mft_mirror - synchronize an mft record to the mft mirror
447  * @vol:        ntfs volume on which the mft record to synchronize resides
448  * @mft_no:     mft record number of mft record to synchronize
449  * @m:          mapped, mst protected (extent) mft record to synchronize
450  * @sync:       if true, wait for i/o completion
451  *
452  * Write the mapped, mst protected (extent) mft record @m with mft record
453  * number @mft_no to the mft mirror ($MFTMirr) of the ntfs volume @vol.
454  *
455  * On success return 0.  On error return -errno and set the volume errors flag
456  * in the ntfs volume @vol.
457  *
458  * NOTE:  We always perform synchronous i/o and ignore the @sync parameter.
459  *
460  * TODO:  If @sync is false, want to do truly asynchronous i/o, i.e. just
461  * schedule i/o via ->writepage or do it via kntfsd or whatever.
462  */
463 int ntfs_sync_mft_mirror(ntfs_volume *vol, const unsigned long mft_no,
464                 MFT_RECORD *m, int sync)
465 {
466         struct page *page;
467         unsigned int blocksize = vol->sb->s_blocksize;
468         int max_bhs = vol->mft_record_size / blocksize;
469         struct buffer_head *bhs[max_bhs];
470         struct buffer_head *bh, *head;
471         u8 *kmirr;
472         runlist_element *rl;
473         unsigned int block_start, block_end, m_start, m_end, page_ofs;
474         int i_bhs, nr_bhs, err = 0;
475         unsigned char blocksize_bits = vol->mftmirr_ino->i_blkbits;
476
477         ntfs_debug("Entering for inode 0x%lx.", mft_no);
478         BUG_ON(!max_bhs);
479         if (unlikely(!vol->mftmirr_ino)) {
480                 /* This could happen during umount... */
481                 err = ntfs_sync_mft_mirror_umount(vol, mft_no, m);
482                 if (likely(!err))
483                         return err;
484                 goto err_out;
485         }
486         /* Get the page containing the mirror copy of the mft record @m. */
487         page = ntfs_map_page(vol->mftmirr_ino->i_mapping, mft_no >>
488                         (PAGE_CACHE_SHIFT - vol->mft_record_size_bits));
489         if (IS_ERR(page)) {
490                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft mirror page.");
491                 err = PTR_ERR(page);
492                 goto err_out;
493         }
494         lock_page(page);
495         BUG_ON(!PageUptodate(page));
496         ClearPageUptodate(page);
497         /* Offset of the mft mirror record inside the page. */
498         page_ofs = (mft_no << vol->mft_record_size_bits) & ~PAGE_CACHE_MASK;
499         /* The address in the page of the mirror copy of the mft record @m. */
500         kmirr = page_address(page) + page_ofs;
501         /* Copy the mst protected mft record to the mirror. */
502         memcpy(kmirr, m, vol->mft_record_size);
503         /* Create uptodate buffers if not present. */
504         if (unlikely(!page_has_buffers(page))) {
505                 struct buffer_head *tail;
506
507                 bh = head = alloc_page_buffers(page, blocksize, 1);
508                 do {
509                         set_buffer_uptodate(bh);
510                         tail = bh;
511                         bh = bh->b_this_page;
512                 } while (bh);
513                 tail->b_this_page = head;
514                 attach_page_buffers(page, head);
515         }
516         bh = head = page_buffers(page);
517         BUG_ON(!bh);
518         rl = NULL;
519         nr_bhs = 0;
520         block_start = 0;
521         m_start = kmirr - (u8*)page_address(page);
522         m_end = m_start + vol->mft_record_size;
523         do {
524                 block_end = block_start + blocksize;
525                 /* If the buffer is outside the mft record, skip it. */
526                 if (block_end <= m_start)
527                         continue;
528                 if (unlikely(block_start >= m_end))
529                         break;
530                 /* Need to map the buffer if it is not mapped already. */
531                 if (unlikely(!buffer_mapped(bh))) {
532                         VCN vcn;
533                         LCN lcn;
534                         unsigned int vcn_ofs;
535
536                         bh->b_bdev = vol->sb->s_bdev;
537                         /* Obtain the vcn and offset of the current block. */
538                         vcn = ((VCN)mft_no << vol->mft_record_size_bits) +
539                                         (block_start - m_start);
540                         vcn_ofs = vcn & vol->cluster_size_mask;
541                         vcn >>= vol->cluster_size_bits;
542                         if (!rl) {
543                                 down_read(&NTFS_I(vol->mftmirr_ino)->
544                                                 runlist.lock);
545                                 rl = NTFS_I(vol->mftmirr_ino)->runlist.rl;
546                                 /*
547                                  * $MFTMirr always has the whole of its runlist
548                                  * in memory.
549                                  */
550                                 BUG_ON(!rl);
551                         }
552                         /* Seek to element containing target vcn. */
553                         while (rl->length && rl[1].vcn <= vcn)
554                                 rl++;
555                         lcn = ntfs_rl_vcn_to_lcn(rl, vcn);
556                         /* For $MFTMirr, only lcn >= 0 is a successful remap. */
557                         if (likely(lcn >= 0)) {
558                                 /* Setup buffer head to correct block. */
559                                 bh->b_blocknr = ((lcn <<
560                                                 vol->cluster_size_bits) +
561                                                 vcn_ofs) >> blocksize_bits;
562                                 set_buffer_mapped(bh);
563                         } else {
564                                 bh->b_blocknr = -1;
565                                 ntfs_error(vol->sb, "Cannot write mft mirror "
566                                                 "record 0x%lx because its "
567                                                 "location on disk could not "
568                                                 "be determined (error code "
569                                                 "%lli).", mft_no,
570                                                 (long long)lcn);
571                                 err = -EIO;
572                         }
573                 }
574                 BUG_ON(!buffer_uptodate(bh));
575                 BUG_ON(!nr_bhs && (m_start != block_start));
576                 BUG_ON(nr_bhs >= max_bhs);
577                 bhs[nr_bhs++] = bh;
578                 BUG_ON((nr_bhs >= max_bhs) && (m_end != block_end));
579         } while (block_start = block_end, (bh = bh->b_this_page) != head);
580         if (unlikely(rl))
581                 up_read(&NTFS_I(vol->mftmirr_ino)->runlist.lock);
582         if (likely(!err)) {
583                 /* Lock buffers and start synchronous write i/o on them. */
584                 for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++) {
585                         struct buffer_head *tbh = bhs[i_bhs];
586
587                         if (unlikely(test_set_buffer_locked(tbh)))
588                                 BUG();
589                         BUG_ON(!buffer_uptodate(tbh));
590                         clear_buffer_dirty(tbh);
591                         get_bh(tbh);
592                         tbh->b_end_io = end_buffer_write_sync;
593                         submit_bh(WRITE, tbh);
594                 }
595                 /* Wait on i/o completion of buffers. */
596                 for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++) {
597                         struct buffer_head *tbh = bhs[i_bhs];
598
599                         wait_on_buffer(tbh);
600                         if (unlikely(!buffer_uptodate(tbh))) {
601                                 err = -EIO;
602                                 /*
603                                  * Set the buffer uptodate so the page and
604                                  * buffer states do not become out of sync.
605                                  */
606                                 set_buffer_uptodate(tbh);
607                         }
608                 }
609         } else /* if (unlikely(err)) */ {
610                 /* Clean the buffers. */
611                 for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++)
612                         clear_buffer_dirty(bhs[i_bhs]);
613         }
614         /* Current state: all buffers are clean, unlocked, and uptodate. */
615         /* Remove the mst protection fixups again. */
616         post_write_mst_fixup((NTFS_RECORD*)kmirr);
617         flush_dcache_page(page);
618         SetPageUptodate(page);
619         unlock_page(page);
620         ntfs_unmap_page(page);
621         if (likely(!err)) {
622                 ntfs_debug("Done.");
623         } else {
624                 ntfs_error(vol->sb, "I/O error while writing mft mirror "
625                                 "record 0x%lx!", mft_no);
626 err_out:
627                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to synchronize $MFTMirr (error "
628                                 "code %i).  Volume will be left marked dirty "
629                                 "on umount.  Run ntfsfix on the partition "
630                                 "after umounting to correct this.", -err);
631                 NVolSetErrors(vol);
632         }
633         return err;
634 }
635
636 /**
637  * write_mft_record_nolock - write out a mapped (extent) mft record
638  * @ni:         ntfs inode describing the mapped (extent) mft record
639  * @m:          mapped (extent) mft record to write
640  * @sync:       if true, wait for i/o completion
641  *
642  * Write the mapped (extent) mft record @m described by the (regular or extent)
643  * ntfs inode @ni to backing store.  If the mft record @m has a counterpart in
644  * the mft mirror, that is also updated.
645  *
646  * We only write the mft record if the ntfs inode @ni is dirty and the first
647  * buffer belonging to its mft record is dirty, too.  We ignore the dirty state
648  * of subsequent buffers because we could have raced with
649  * fs/ntfs/aops.c::mark_ntfs_record_dirty().
650  *
651  * On success, clean the mft record and return 0.  On error, leave the mft
652  * record dirty and return -errno.  The caller should call make_bad_inode() on
653  * the base inode to ensure no more access happens to this inode.  We do not do
654  * it here as the caller may want to finish writing other extent mft records
655  * first to minimize on-disk metadata inconsistencies.
656  *
657  * NOTE:  We always perform synchronous i/o and ignore the @sync parameter.
658  * However, if the mft record has a counterpart in the mft mirror and @sync is
659  * true, we write the mft record, wait for i/o completion, and only then write
660  * the mft mirror copy.  This ensures that if the system crashes either the mft
661  * or the mft mirror will contain a self-consistent mft record @m.  If @sync is
662  * false on the other hand, we start i/o on both and then wait for completion
663  * on them.  This provides a speedup but no longer guarantees that you will end
664  * up with a self-consistent mft record in the case of a crash but if you asked
665  * for asynchronous writing you probably do not care about that anyway.
666  *
667  * TODO:  If @sync is false, want to do truly asynchronous i/o, i.e. just
668  * schedule i/o via ->writepage or do it via kntfsd or whatever.
669  */
670 int write_mft_record_nolock(ntfs_inode *ni, MFT_RECORD *m, int sync)
671 {
672         ntfs_volume *vol = ni->vol;
673         struct page *page = ni->page;
674         unsigned char blocksize_bits = vol->mft_ino->i_blkbits;
675         unsigned int blocksize = 1 << blocksize_bits;
676         int max_bhs = vol->mft_record_size / blocksize;
677         struct buffer_head *bhs[max_bhs];
678         struct buffer_head *bh, *head;
679         runlist_element *rl;
680         unsigned int block_start, block_end, m_start, m_end;
681         int i_bhs, nr_bhs, err = 0;
682
683         ntfs_debug("Entering for inode 0x%lx.", ni->mft_no);
684         BUG_ON(NInoAttr(ni));
685         BUG_ON(!max_bhs);
686         BUG_ON(!PageLocked(page));
687         /*
688          * If the ntfs_inode is clean no need to do anything.  If it is dirty,
689          * mark it as clean now so that it can be redirtied later on if needed.
690          * There is no danger of races since the caller is holding the locks
691          * for the mft record @m and the page it is in.
692          */
693         if (!NInoTestClearDirty(ni))
694                 goto done;
695         bh = head = page_buffers(page);
696         BUG_ON(!bh);
697         rl = NULL;
698         nr_bhs = 0;
699         block_start = 0;
700         m_start = ni->page_ofs;
701         m_end = m_start + vol->mft_record_size;
702         do {
703                 block_end = block_start + blocksize;
704                 /* If the buffer is outside the mft record, skip it. */
705                 if (block_end <= m_start)
706                         continue;
707                 if (unlikely(block_start >= m_end))
708                         break;
709                 /*
710                  * If this block is not the first one in the record, we ignore
711                  * the buffer's dirty state because we could have raced with a
712                  * parallel mark_ntfs_record_dirty().
713                  */
714                 if (block_start == m_start) {
715                         /* This block is the first one in the record. */
716                         if (!buffer_dirty(bh)) {
717                                 BUG_ON(nr_bhs);
718                                 /* Clean records are not written out. */
719                                 break;
720                         }
721                 }
722                 /* Need to map the buffer if it is not mapped already. */
723                 if (unlikely(!buffer_mapped(bh))) {
724                         VCN vcn;
725                         LCN lcn;
726                         unsigned int vcn_ofs;
727
728                         bh->b_bdev = vol->sb->s_bdev;
729                         /* Obtain the vcn and offset of the current block. */
730                         vcn = ((VCN)ni->mft_no << vol->mft_record_size_bits) +
731                                         (block_start - m_start);
732                         vcn_ofs = vcn & vol->cluster_size_mask;
733                         vcn >>= vol->cluster_size_bits;
734                         if (!rl) {
735                                 down_read(&NTFS_I(vol->mft_ino)->runlist.lock);
736                                 rl = NTFS_I(vol->mft_ino)->runlist.rl;
737                                 BUG_ON(!rl);
738                         }
739                         /* Seek to element containing target vcn. */
740                         while (rl->length && rl[1].vcn <= vcn)
741                                 rl++;
742                         lcn = ntfs_rl_vcn_to_lcn(rl, vcn);
743                         /* For $MFT, only lcn >= 0 is a successful remap. */
744                         if (likely(lcn >= 0)) {
745                                 /* Setup buffer head to correct block. */
746                                 bh->b_blocknr = ((lcn <<
747                                                 vol->cluster_size_bits) +
748                                                 vcn_ofs) >> blocksize_bits;
749                                 set_buffer_mapped(bh);
750                         } else {
751                                 bh->b_blocknr = -1;
752                                 ntfs_error(vol->sb, "Cannot write mft record "
753                                                 "0x%lx because its location "
754                                                 "on disk could not be "
755                                                 "determined (error code %lli).",
756                                                 ni->mft_no, (long long)lcn);
757                                 err = -EIO;
758                         }
759                 }
760                 BUG_ON(!buffer_uptodate(bh));
761                 BUG_ON(!nr_bhs && (m_start != block_start));
762                 BUG_ON(nr_bhs >= max_bhs);
763                 bhs[nr_bhs++] = bh;
764                 BUG_ON((nr_bhs >= max_bhs) && (m_end != block_end));
765         } while (block_start = block_end, (bh = bh->b_this_page) != head);
766         if (unlikely(rl))
767                 up_read(&NTFS_I(vol->mft_ino)->runlist.lock);
768         if (!nr_bhs)
769                 goto done;
770         if (unlikely(err))
771                 goto cleanup_out;
772         /* Apply the mst protection fixups. */
773         err = pre_write_mst_fixup((NTFS_RECORD*)m, vol->mft_record_size);
774         if (err) {
775                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to apply mst fixups!");
776                 goto cleanup_out;
777         }
778         flush_dcache_mft_record_page(ni);
779         /* Lock buffers and start synchronous write i/o on them. */
780         for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++) {
781                 struct buffer_head *tbh = bhs[i_bhs];
782
783                 if (unlikely(test_set_buffer_locked(tbh)))
784                         BUG();
785                 BUG_ON(!buffer_uptodate(tbh));
786                 clear_buffer_dirty(tbh);
787                 get_bh(tbh);
788                 tbh->b_end_io = end_buffer_write_sync;
789                 submit_bh(WRITE, tbh);
790         }
791         /* Synchronize the mft mirror now if not @sync. */
792         if (!sync && ni->mft_no < vol->mftmirr_size)
793                 ntfs_sync_mft_mirror(vol, ni->mft_no, m, sync);
794         /* Wait on i/o completion of buffers. */
795         for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++) {
796                 struct buffer_head *tbh = bhs[i_bhs];
797
798                 wait_on_buffer(tbh);
799                 if (unlikely(!buffer_uptodate(tbh))) {
800                         err = -EIO;
801                         /*
802                          * Set the buffer uptodate so the page and buffer
803                          * states do not become out of sync.
804                          */
805                         if (PageUptodate(page))
806                                 set_buffer_uptodate(tbh);
807                 }
808         }
809         /* If @sync, now synchronize the mft mirror. */
810         if (sync && ni->mft_no < vol->mftmirr_size)
811                 ntfs_sync_mft_mirror(vol, ni->mft_no, m, sync);
812         /* Remove the mst protection fixups again. */
813         post_write_mst_fixup((NTFS_RECORD*)m);
814         flush_dcache_mft_record_page(ni);
815         if (unlikely(err)) {
816                 /* I/O error during writing.  This is really bad! */
817                 ntfs_error(vol->sb, "I/O error while writing mft record "
818                                 "0x%lx!  Marking base inode as bad.  You "
819                                 "should unmount the volume and run chkdsk.",
820                                 ni->mft_no);
821                 goto err_out;
822         }
823 done:
824         ntfs_debug("Done.");
825         return 0;
826 cleanup_out:
827         /* Clean the buffers. */
828         for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++)
829                 clear_buffer_dirty(bhs[i_bhs]);
830 err_out:
831         /*
832          * Current state: all buffers are clean, unlocked, and uptodate.
833          * The caller should mark the base inode as bad so that no more i/o
834          * happens.  ->clear_inode() will still be invoked so all extent inodes
835          * and other allocated memory will be freed.
836          */
837         if (err == -ENOMEM) {
838                 ntfs_error(vol->sb, "Not enough memory to write mft record.  "
839                                 "Redirtying so the write is retried later.");
840                 mark_mft_record_dirty(ni);
841                 err = 0;
842         } else
843                 NVolSetErrors(vol);
844         return err;
845 }
846
847 /**
848  * ntfs_may_write_mft_record - check if an mft record may be written out
849  * @vol:        [IN]  ntfs volume on which the mft record to check resides
850  * @mft_no:     [IN]  mft record number of the mft record to check
851  * @m:          [IN]  mapped mft record to check
852  * @locked_ni:  [OUT] caller has to unlock this ntfs inode if one is returned
853  *
854  * Check if the mapped (base or extent) mft record @m with mft record number
855  * @mft_no belonging to the ntfs volume @vol may be written out.  If necessary
856  * and possible the ntfs inode of the mft record is locked and the base vfs
857  * inode is pinned.  The locked ntfs inode is then returned in @locked_ni.  The
858  * caller is responsible for unlocking the ntfs inode and unpinning the base
859  * vfs inode.
860  *
861  * Return TRUE if the mft record may be written out and FALSE if not.
862  *
863  * The caller has locked the page and cleared the uptodate flag on it which
864  * means that we can safely write out any dirty mft records that do not have
865  * their inodes in icache as determined by ilookup5() as anyone
866  * opening/creating such an inode would block when attempting to map the mft
867  * record in read_cache_page() until we are finished with the write out.
868  *
869  * Here is a description of the tests we perform:
870  *
871  * If the inode is found in icache we know the mft record must be a base mft
872  * record.  If it is dirty, we do not write it and return FALSE as the vfs
873  * inode write paths will result in the access times being updated which would
874  * cause the base mft record to be redirtied and written out again.  (We know
875  * the access time update will modify the base mft record because Windows
876  * chkdsk complains if the standard information attribute is not in the base
877  * mft record.)
878  *
879  * If the inode is in icache and not dirty, we attempt to lock the mft record
880  * and if we find the lock was already taken, it is not safe to write the mft
881  * record and we return FALSE.
882  *
883  * If we manage to obtain the lock we have exclusive access to the mft record,
884  * which also allows us safe writeout of the mft record.  We then set
885  * @locked_ni to the locked ntfs inode and return TRUE.
886  *
887  * Note we cannot just lock the mft record and sleep while waiting for the lock
888  * because this would deadlock due to lock reversal (normally the mft record is
889  * locked before the page is locked but we already have the page locked here
890  * when we try to lock the mft record).
891  *
892  * If the inode is not in icache we need to perform further checks.
893  *
894  * If the mft record is not a FILE record or it is a base mft record, we can
895  * safely write it and return TRUE.
896  *
897  * We now know the mft record is an extent mft record.  We check if the inode
898  * corresponding to its base mft record is in icache and obtain a reference to
899  * it if it is.  If it is not, we can safely write it and return TRUE.
900  *
901  * We now have the base inode for the extent mft record.  We check if it has an
902  * ntfs inode for the extent mft record attached and if not it is safe to write
903  * the extent mft record and we return TRUE.
904  *
905  * The ntfs inode for the extent mft record is attached to the base inode so we
906  * attempt to lock the extent mft record and if we find the lock was already
907  * taken, it is not safe to write the extent mft record and we return FALSE.
908  *
909  * If we manage to obtain the lock we have exclusive access to the extent mft
910  * record, which also allows us safe writeout of the extent mft record.  We
911  * set the ntfs inode of the extent mft record clean and then set @locked_ni to
912  * the now locked ntfs inode and return TRUE.
913  *
914  * Note, the reason for actually writing dirty mft records here and not just
915  * relying on the vfs inode dirty code paths is that we can have mft records
916  * modified without them ever having actual inodes in memory.  Also we can have
917  * dirty mft records with clean ntfs inodes in memory.  None of the described
918  * cases would result in the dirty mft records being written out if we only
919  * relied on the vfs inode dirty code paths.  And these cases can really occur
920  * during allocation of new mft records and in particular when the
921  * initialized_size of the $MFT/$DATA attribute is extended and the new space
922  * is initialized using ntfs_mft_record_format().  The clean inode can then
923  * appear if the mft record is reused for a new inode before it got written
924  * out.
925  */
926 BOOL ntfs_may_write_mft_record(ntfs_volume *vol, const unsigned long mft_no,
927                 const MFT_RECORD *m, ntfs_inode **locked_ni)
928 {
929         struct super_block *sb = vol->sb;
930         struct inode *mft_vi = vol->mft_ino;
931         struct inode *vi;
932         ntfs_inode *ni, *eni, **extent_nis;
933         int i;
934         ntfs_attr na;
935
936         ntfs_debug("Entering for inode 0x%lx.", mft_no);
937         /*
938          * Normally we do not return a locked inode so set @locked_ni to NULL.
939          */
940         BUG_ON(!locked_ni);
941         *locked_ni = NULL;
942         /*
943          * Check if the inode corresponding to this mft record is in the VFS
944          * inode cache and obtain a reference to it if it is.
945          */
946         ntfs_debug("Looking for inode 0x%lx in icache.", mft_no);
947         na.mft_no = mft_no;
948         na.name = NULL;
949         na.name_len = 0;
950         na.type = AT_UNUSED;
951         /*
952          * Optimize inode 0, i.e. $MFT itself, since we have it in memory and
953          * we get here for it rather often.
954          */
955         if (!mft_no) {
956                 /* Balance the below iput(). */
957                 vi = igrab(mft_vi);
958                 BUG_ON(vi != mft_vi);
959         } else {
960                 /*
961                  * Have to use ilookup5_nowait() since ilookup5() waits for the
962                  * inode lock which causes ntfs to deadlock when a concurrent
963                  * inode write via the inode dirty code paths and the page
964                  * dirty code path of the inode dirty code path when writing
965                  * $MFT occurs.
966                  */
967                 vi = ilookup5_nowait(sb, mft_no, (test_t)ntfs_test_inode, &na);
968         }
969         if (vi) {
970                 ntfs_debug("Base inode 0x%lx is in icache.", mft_no);
971                 /* The inode is in icache. */
972                 ni = NTFS_I(vi);
973                 /* Take a reference to the ntfs inode. */
974                 atomic_inc(&ni->count);
975                 /* If the inode is dirty, do not write this record. */
976                 if (NInoDirty(ni)) {
977                         ntfs_debug("Inode 0x%lx is dirty, do not write it.",
978                                         mft_no);
979                         atomic_dec(&ni->count);
980                         iput(vi);
981                         return FALSE;
982                 }
983                 ntfs_debug("Inode 0x%lx is not dirty.", mft_no);
984                 /* The inode is not dirty, try to take the mft record lock. */
985                 if (unlikely(down_trylock(&ni->mrec_lock))) {
986                         ntfs_debug("Mft record 0x%lx is already locked, do "
987                                         "not write it.", mft_no);
988                         atomic_dec(&ni->count);
989                         iput(vi);
990                         return FALSE;
991                 }
992                 ntfs_debug("Managed to lock mft record 0x%lx, write it.",
993                                 mft_no);
994                 /*
995                  * The write has to occur while we hold the mft record lock so
996                  * return the locked ntfs inode.
997                  */
998                 *locked_ni = ni;
999                 return TRUE;
1000         }
1001         ntfs_debug("Inode 0x%lx is not in icache.", mft_no);
1002         /* The inode is not in icache. */
1003         /* Write the record if it is not a mft record (type "FILE"). */
1004         if (!ntfs_is_mft_record(m->magic)) {
1005                 ntfs_debug("Mft record 0x%lx is not a FILE record, write it.",
1006                                 mft_no);
1007                 return TRUE;
1008         }
1009         /* Write the mft record if it is a base inode. */
1010         if (!m->base_mft_record) {
1011                 ntfs_debug("Mft record 0x%lx is a base record, write it.",
1012                                 mft_no);
1013                 return TRUE;
1014         }
1015         /*
1016          * This is an extent mft record.  Check if the inode corresponding to
1017          * its base mft record is in icache and obtain a reference to it if it
1018          * is.
1019          */
1020         na.mft_no = MREF_LE(m->base_mft_record);
1021         ntfs_debug("Mft record 0x%lx is an extent record.  Looking for base "
1022                         "inode 0x%lx in icache.", mft_no, na.mft_no);
1023         if (!na.mft_no) {
1024                 /* Balance the below iput(). */
1025                 vi = igrab(mft_vi);
1026                 BUG_ON(vi != mft_vi);
1027         } else
1028                 vi = ilookup5_nowait(sb, na.mft_no, (test_t)ntfs_test_inode,
1029                                 &na);
1030         if (!vi) {
1031                 /*
1032                  * The base inode is not in icache, write this extent mft
1033                  * record.
1034                  */
1035                 ntfs_debug("Base inode 0x%lx is not in icache, write the "
1036                                 "extent record.", na.mft_no);
1037                 return TRUE;
1038         }
1039         ntfs_debug("Base inode 0x%lx is in icache.", na.mft_no);
1040         /*
1041          * The base inode is in icache.  Check if it has the extent inode
1042          * corresponding to this extent mft record attached.
1043          */
1044         ni = NTFS_I(vi);
1045         down(&ni->extent_lock);
1046         if (ni->nr_extents <= 0) {
1047                 /*
1048                  * The base inode has no attached extent inodes, write this
1049                  * extent mft record.
1050                  */
1051                 up(&ni->extent_lock);
1052                 iput(vi);
1053                 ntfs_debug("Base inode 0x%lx has no attached extent inodes, "
1054                                 "write the extent record.", na.mft_no);
1055                 return TRUE;
1056         }
1057         /* Iterate over the attached extent inodes. */
1058         extent_nis = ni->ext.extent_ntfs_inos;
1059         for (eni = NULL, i = 0; i < ni->nr_extents; ++i) {
1060                 if (mft_no == extent_nis[i]->mft_no) {
1061                         /*
1062                          * Found the extent inode corresponding to this extent
1063                          * mft record.
1064                          */
1065                         eni = extent_nis[i];
1066                         break;
1067                 }
1068         }
1069         /*
1070          * If the extent inode was not attached to the base inode, write this
1071          * extent mft record.
1072          */
1073         if (!eni) {
1074                 up(&ni->extent_lock);
1075                 iput(vi);
1076                 ntfs_debug("Extent inode 0x%lx is not attached to its base "
1077                                 "inode 0x%lx, write the extent record.",
1078                                 mft_no, na.mft_no);
1079                 return TRUE;
1080         }
1081         ntfs_debug("Extent inode 0x%lx is attached to its base inode 0x%lx.",
1082                         mft_no, na.mft_no);
1083         /* Take a reference to the extent ntfs inode. */
1084         atomic_inc(&eni->count);
1085         up(&ni->extent_lock);
1086         /*
1087          * Found the extent inode coresponding to this extent mft record.
1088          * Try to take the mft record lock.
1089          */
1090         if (unlikely(down_trylock(&eni->mrec_lock))) {
1091                 atomic_dec(&eni->count);
1092                 iput(vi);
1093                 ntfs_debug("Extent mft record 0x%lx is already locked, do "
1094                                 "not write it.", mft_no);
1095                 return FALSE;
1096         }
1097         ntfs_debug("Managed to lock extent mft record 0x%lx, write it.",
1098                         mft_no);
1099         if (NInoTestClearDirty(eni))
1100                 ntfs_debug("Extent inode 0x%lx is dirty, marking it clean.",
1101                                 mft_no);
1102         /*
1103          * The write has to occur while we hold the mft record lock so return
1104          * the locked extent ntfs inode.
1105          */
1106         *locked_ni = eni;
1107         return TRUE;
1108 }
1109
1110 static const char *es = "  Leaving inconsistent metadata.  Unmount and run "
1111                 "chkdsk.";
1112
1113 /**
1114  * ntfs_mft_bitmap_find_and_alloc_free_rec_nolock - see name
1115  * @vol:        volume on which to search for a free mft record
1116  * @base_ni:    open base inode if allocating an extent mft record or NULL
1117  *
1118  * Search for a free mft record in the mft bitmap attribute on the ntfs volume
1119  * @vol.
1120  *
1121  * If @base_ni is NULL start the search at the default allocator position.
1122  *
1123  * If @base_ni is not NULL start the search at the mft record after the base
1124  * mft record @base_ni.
1125  *
1126  * Return the free mft record on success and -errno on error.  An error code of
1127  * -ENOSPC means that there are no free mft records in the currently
1128  * initialized mft bitmap.
1129  *
1130  * Locking: Caller must hold vol->mftbmp_lock for writing.
1131  */
1132 static int ntfs_mft_bitmap_find_and_alloc_free_rec_nolock(ntfs_volume *vol,
1133                 ntfs_inode *base_ni)
1134 {
1135         s64 pass_end, ll, data_pos, pass_start, ofs, bit;
1136         unsigned long flags;
1137         struct address_space *mftbmp_mapping;
1138         u8 *buf, *byte;
1139         struct page *page;
1140         unsigned int page_ofs, size;
1141         u8 pass, b;
1142
1143         ntfs_debug("Searching for free mft record in the currently "
1144                         "initialized mft bitmap.");
1145         mftbmp_mapping = vol->mftbmp_ino->i_mapping;
1146         /*
1147          * Set the end of the pass making sure we do not overflow the mft
1148          * bitmap.
1149          */
1150         read_lock_irqsave(&NTFS_I(vol->mft_ino)->size_lock, flags);
1151         pass_end = NTFS_I(vol->mft_ino)->allocated_size >>
1152                         vol->mft_record_size_bits;
1153         read_unlock_irqrestore(&NTFS_I(vol->mft_ino)->size_lock, flags);
1154         read_lock_irqsave(&NTFS_I(vol->mftbmp_ino)->size_lock, flags);
1155         ll = NTFS_I(vol->mftbmp_ino)->initialized_size << 3;
1156         read_unlock_irqrestore(&NTFS_I(vol->mftbmp_ino)->size_lock, flags);
1157         if (pass_end > ll)
1158                 pass_end = ll;
1159         pass = 1;
1160         if (!base_ni)
1161                 data_pos = vol->mft_data_pos;
1162         else
1163                 data_pos = base_ni->mft_no + 1;
1164         if (data_pos < 24)
1165                 data_pos = 24;
1166         if (data_pos >= pass_end) {
1167                 data_pos = 24;
1168                 pass = 2;
1169                 /* This happens on a freshly formatted volume. */
1170                 if (data_pos >= pass_end)
1171                         return -ENOSPC;
1172         }
1173         pass_start = data_pos;
1174         ntfs_debug("Starting bitmap search: pass %u, pass_start 0x%llx, "
1175                         "pass_end 0x%llx, data_pos 0x%llx.", pass,
1176                         (long long)pass_start, (long long)pass_end,
1177                         (long long)data_pos);
1178         /* Loop until a free mft record is found. */
1179         for (; pass <= 2;) {
1180                 /* Cap size to pass_end. */
1181                 ofs = data_pos >> 3;
1182                 page_ofs = ofs & ~PAGE_CACHE_MASK;
1183                 size = PAGE_CACHE_SIZE - page_ofs;
1184                 ll = ((pass_end + 7) >> 3) - ofs;
1185                 if (size > ll)
1186                         size = ll;
1187                 size <<= 3;
1188                 /*
1189                  * If we are still within the active pass, search the next page
1190                  * for a zero bit.
1191                  */
1192                 if (size) {
1193                         page = ntfs_map_page(mftbmp_mapping,
1194                                         ofs >> PAGE_CACHE_SHIFT);
1195                         if (unlikely(IS_ERR(page))) {
1196                                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to read mft "
1197                                                 "bitmap, aborting.");
1198                                 return PTR_ERR(page);
1199                         }
1200                         buf = (u8*)page_address(page) + page_ofs;
1201                         bit = data_pos & 7;
1202                         data_pos &= ~7ull;
1203                         ntfs_debug("Before inner for loop: size 0x%x, "
1204                                         "data_pos 0x%llx, bit 0x%llx", size,
1205                                         (long long)data_pos, (long long)bit);
1206                         for (; bit < size && data_pos + bit < pass_end;
1207                                         bit &= ~7ull, bit += 8) {
1208                                 byte = buf + (bit >> 3);
1209                                 if (*byte == 0xff)
1210                                         continue;
1211                                 b = ffz((unsigned long)*byte);
1212                                 if (b < 8 && b >= (bit & 7)) {
1213                                         ll = data_pos + (bit & ~7ull) + b;
1214                                         if (unlikely(ll > (1ll << 32))) {
1215                                                 ntfs_unmap_page(page);
1216                                                 return -ENOSPC;
1217                                         }
1218                                         *byte |= 1 << b;
1219                                         flush_dcache_page(page);
1220                                         set_page_dirty(page);
1221                                         ntfs_unmap_page(page);
1222                                         ntfs_debug("Done.  (Found and "
1223                                                         "allocated mft record "
1224                                                         "0x%llx.)",
1225                                                         (long long)ll);
1226                                         return ll;
1227                                 }
1228                         }
1229                         ntfs_debug("After inner for loop: size 0x%x, "
1230                                         "data_pos 0x%llx, bit 0x%llx", size,
1231                                         (long long)data_pos, (long long)bit);
1232                         data_pos += size;
1233                         ntfs_unmap_page(page);
1234                         /*
1235                          * If the end of the pass has not been reached yet,
1236                          * continue searching the mft bitmap for a zero bit.
1237                          */
1238                         if (data_pos < pass_end)
1239                                 continue;
1240                 }
1241                 /* Do the next pass. */
1242                 if (++pass == 2) {
1243                         /*
1244                          * Starting the second pass, in which we scan the first
1245                          * part of the zone which we omitted earlier.
1246                          */
1247                         pass_end = pass_start;
1248                         data_pos = pass_start = 24;
1249                         ntfs_debug("pass %i, pass_start 0x%llx, pass_end "
1250                                         "0x%llx.", pass, (long long)pass_start,
1251                                         (long long)pass_end);
1252                         if (data_pos >= pass_end)
1253                                 break;
1254                 }
1255         }
1256         /* No free mft records in currently initialized mft bitmap. */
1257         ntfs_debug("Done.  (No free mft records left in currently initialized "
1258                         "mft bitmap.)");
1259         return -ENOSPC;
1260 }
1261
1262 /**
1263  * ntfs_mft_bitmap_extend_allocation_nolock - extend mft bitmap by a cluster
1264  * @vol:        volume on which to extend the mft bitmap attribute
1265  *
1266  * Extend the mft bitmap attribute on the ntfs volume @vol by one cluster.
1267  *
1268  * Note: Only changes allocated_size, i.e. does not touch initialized_size or
1269  * data_size.
1270  *
1271  * Return 0 on success and -errno on error.
1272  *
1273  * Locking: - Caller must hold vol->mftbmp_lock for writing.
1274  *          - This function takes NTFS_I(vol->mftbmp_ino)->runlist.lock for
1275  *            writing and releases it before returning.
1276  *          - This function takes vol->lcnbmp_lock for writing and releases it
1277  *            before returning.
1278  */
1279 static int ntfs_mft_bitmap_extend_allocation_nolock(ntfs_volume *vol)
1280 {
1281         LCN lcn;
1282         s64 ll;
1283         unsigned long flags;
1284         struct page *page;
1285         ntfs_inode *mft_ni, *mftbmp_ni;
1286         runlist_element *rl, *rl2 = NULL;
1287         ntfs_attr_search_ctx *ctx = NULL;
1288         MFT_RECORD *mrec;
1289         ATTR_RECORD *a = NULL;
1290         int ret, mp_size;
1291         u32 old_alen = 0;
1292         u8 *b, tb;
1293         struct {
1294                 u8 added_cluster:1;
1295                 u8 added_run:1;
1296                 u8 mp_rebuilt:1;
1297         } status = { 0, 0, 0 };
1298
1299         ntfs_debug("Extending mft bitmap allocation.");
1300         mft_ni = NTFS_I(vol->mft_ino);
1301         mftbmp_ni = NTFS_I(vol->mftbmp_ino);
1302         /*
1303          * Determine the last lcn of the mft bitmap.  The allocated size of the
1304          * mft bitmap cannot be zero so we are ok to do this.
1305          */
1306         down_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1307         read_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1308         ll = mftbmp_ni->allocated_size;
1309         read_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1310         rl = ntfs_attr_find_vcn_nolock(mftbmp_ni,
1311                         (ll - 1) >> vol->cluster_size_bits, TRUE);
1312         if (unlikely(IS_ERR(rl) || !rl->length || rl->lcn < 0)) {
1313                 up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1314                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to determine last allocated "
1315                                 "cluster of mft bitmap attribute.");
1316                 if (!IS_ERR(rl))
1317                         ret = -EIO;
1318                 else
1319                         ret = PTR_ERR(rl);
1320                 return ret;
1321         }
1322         lcn = rl->lcn + rl->length;
1323         ntfs_debug("Last lcn of mft bitmap attribute is 0x%llx.",
1324                         (long long)lcn);
1325         /*
1326          * Attempt to get the cluster following the last allocated cluster by
1327          * hand as it may be in the MFT zone so the allocator would not give it
1328          * to us.
1329          */
1330         ll = lcn >> 3;
1331         page = ntfs_map_page(vol->lcnbmp_ino->i_mapping,
1332                         ll >> PAGE_CACHE_SHIFT);
1333         if (IS_ERR(page)) {
1334                 up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1335                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to read from lcn bitmap.");
1336                 return PTR_ERR(page);
1337         }
1338         b = (u8*)page_address(page) + (ll & ~PAGE_CACHE_MASK);
1339         tb = 1 << (lcn & 7ull);
1340         down_write(&vol->lcnbmp_lock);
1341         if (*b != 0xff && !(*b & tb)) {
1342                 /* Next cluster is free, allocate it. */
1343                 *b |= tb;
1344                 flush_dcache_page(page);
1345                 set_page_dirty(page);
1346                 up_write(&vol->lcnbmp_lock);
1347                 ntfs_unmap_page(page);
1348                 /* Update the mft bitmap runlist. */
1349                 rl->length++;
1350                 rl[1].vcn++;
1351                 status.added_cluster = 1;
1352                 ntfs_debug("Appending one cluster to mft bitmap.");
1353         } else {
1354                 up_write(&vol->lcnbmp_lock);
1355                 ntfs_unmap_page(page);
1356                 /* Allocate a cluster from the DATA_ZONE. */
1357                 rl2 = ntfs_cluster_alloc(vol, rl[1].vcn, 1, lcn, DATA_ZONE);
1358                 if (IS_ERR(rl2)) {
1359                         up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1360                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to allocate a cluster for "
1361                                         "the mft bitmap.");
1362                         return PTR_ERR(rl2);
1363                 }
1364                 rl = ntfs_runlists_merge(mftbmp_ni->runlist.rl, rl2);
1365                 if (IS_ERR(rl)) {
1366                         up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1367                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to merge runlists for mft "
1368                                         "bitmap.");
1369                         if (ntfs_cluster_free_from_rl(vol, rl2)) {
1370                                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to dealocate "
1371                                                 "allocated cluster.%s", es);
1372                                 NVolSetErrors(vol);
1373                         }
1374                         ntfs_free(rl2);
1375                         return PTR_ERR(rl);
1376                 }
1377                 mftbmp_ni->runlist.rl = rl;
1378                 status.added_run = 1;
1379                 ntfs_debug("Adding one run to mft bitmap.");
1380                 /* Find the last run in the new runlist. */
1381                 for (; rl[1].length; rl++)
1382                         ;
1383         }
1384         /*
1385          * Update the attribute record as well.  Note: @rl is the last
1386          * (non-terminator) runlist element of mft bitmap.
1387          */
1388         mrec = map_mft_record(mft_ni);
1389         if (IS_ERR(mrec)) {
1390                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft record.");
1391                 ret = PTR_ERR(mrec);
1392                 goto undo_alloc;
1393         }
1394         ctx = ntfs_attr_get_search_ctx(mft_ni, mrec);
1395         if (unlikely(!ctx)) {
1396                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to get search context.");
1397                 ret = -ENOMEM;
1398                 goto undo_alloc;
1399         }
1400         ret = ntfs_attr_lookup(mftbmp_ni->type, mftbmp_ni->name,
1401                         mftbmp_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, rl[1].vcn, NULL,
1402                         0, ctx);
1403         if (unlikely(ret)) {
1404                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find last attribute extent of "
1405                                 "mft bitmap attribute.");
1406                 if (ret == -ENOENT)
1407                         ret = -EIO;
1408                 goto undo_alloc;
1409         }
1410         a = ctx->attr;
1411         ll = sle64_to_cpu(a->data.non_resident.lowest_vcn);
1412         /* Search back for the previous last allocated cluster of mft bitmap. */
1413         for (rl2 = rl; rl2 > mftbmp_ni->runlist.rl; rl2--) {
1414                 if (ll >= rl2->vcn)
1415                         break;
1416         }
1417         BUG_ON(ll < rl2->vcn);
1418         BUG_ON(ll >= rl2->vcn + rl2->length);
1419         /* Get the size for the new mapping pairs array for this extent. */
1420         mp_size = ntfs_get_size_for_mapping_pairs(vol, rl2, ll, -1);
1421         if (unlikely(mp_size <= 0)) {
1422                 ntfs_error(vol->sb, "Get size for mapping pairs failed for "
1423                                 "mft bitmap attribute extent.");
1424                 ret = mp_size;
1425                 if (!ret)
1426                         ret = -EIO;
1427                 goto undo_alloc;
1428         }
1429         /* Expand the attribute record if necessary. */
1430         old_alen = le32_to_cpu(a->length);
1431         ret = ntfs_attr_record_resize(ctx->mrec, a, mp_size +
1432                         le16_to_cpu(a->data.non_resident.mapping_pairs_offset));
1433         if (unlikely(ret)) {
1434                 if (ret != -ENOSPC) {
1435                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to resize attribute "
1436                                         "record for mft bitmap attribute.");
1437                         goto undo_alloc;
1438                 }
1439                 // TODO: Deal with this by moving this extent to a new mft
1440                 // record or by starting a new extent in a new mft record or by
1441                 // moving other attributes out of this mft record.
1442                 // Note: It will need to be a special mft record and if none of
1443                 // those are available it gets rather complicated...
1444                 ntfs_error(vol->sb, "Not enough space in this mft record to "
1445                                 "accomodate extended mft bitmap attribute "
1446                                 "extent.  Cannot handle this yet.");
1447                 ret = -EOPNOTSUPP;
1448                 goto undo_alloc;
1449         }
1450         status.mp_rebuilt = 1;
1451         /* Generate the mapping pairs array directly into the attr record. */
1452         ret = ntfs_mapping_pairs_build(vol, (u8*)a +
1453                         le16_to_cpu(a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1454                         mp_size, rl2, ll, -1, NULL);
1455         if (unlikely(ret)) {
1456                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to build mapping pairs array for "
1457                                 "mft bitmap attribute.");
1458                 goto undo_alloc;
1459         }
1460         /* Update the highest_vcn. */
1461         a->data.non_resident.highest_vcn = cpu_to_sle64(rl[1].vcn - 1);
1462         /*
1463          * We now have extended the mft bitmap allocated_size by one cluster.
1464          * Reflect this in the ntfs_inode structure and the attribute record.
1465          */
1466         if (a->data.non_resident.lowest_vcn) {
1467                 /*
1468                  * We are not in the first attribute extent, switch to it, but
1469                  * first ensure the changes will make it to disk later.
1470                  */
1471                 flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1472                 mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1473                 ntfs_attr_reinit_search_ctx(ctx);
1474                 ret = ntfs_attr_lookup(mftbmp_ni->type, mftbmp_ni->name,
1475                                 mftbmp_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, 0, NULL,
1476                                 0, ctx);
1477                 if (unlikely(ret)) {
1478                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to find first attribute "
1479                                         "extent of mft bitmap attribute.");
1480                         goto restore_undo_alloc;
1481                 }
1482                 a = ctx->attr;
1483         }
1484         write_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1485         mftbmp_ni->allocated_size += vol->cluster_size;
1486         a->data.non_resident.allocated_size =
1487                         cpu_to_sle64(mftbmp_ni->allocated_size);
1488         write_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1489         /* Ensure the changes make it to disk. */
1490         flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1491         mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1492         ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1493         unmap_mft_record(mft_ni);
1494         up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1495         ntfs_debug("Done.");
1496         return 0;
1497 restore_undo_alloc:
1498         ntfs_attr_reinit_search_ctx(ctx);
1499         if (ntfs_attr_lookup(mftbmp_ni->type, mftbmp_ni->name,
1500                         mftbmp_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, rl[1].vcn, NULL,
1501                         0, ctx)) {
1502                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find last attribute extent of "
1503                                 "mft bitmap attribute.%s", es);
1504                 write_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1505                 mftbmp_ni->allocated_size += vol->cluster_size;
1506                 write_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1507                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1508                 unmap_mft_record(mft_ni);
1509                 up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1510                 /*
1511                  * The only thing that is now wrong is ->allocated_size of the
1512                  * base attribute extent which chkdsk should be able to fix.
1513                  */
1514                 NVolSetErrors(vol);
1515                 return ret;
1516         }
1517         a = ctx->attr;
1518         a->data.non_resident.highest_vcn = cpu_to_sle64(rl[1].vcn - 2);
1519 undo_alloc:
1520         if (status.added_cluster) {
1521                 /* Truncate the last run in the runlist by one cluster. */
1522                 rl->length--;
1523                 rl[1].vcn--;
1524         } else if (status.added_run) {
1525                 lcn = rl->lcn;
1526                 /* Remove the last run from the runlist. */
1527                 rl->lcn = rl[1].lcn;
1528                 rl->length = 0;
1529         }
1530         /* Deallocate the cluster. */
1531         down_write(&vol->lcnbmp_lock);
1532         if (ntfs_bitmap_clear_bit(vol->lcnbmp_ino, lcn)) {
1533                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to free allocated cluster.%s", es);
1534                 NVolSetErrors(vol);
1535         }
1536         up_write(&vol->lcnbmp_lock);
1537         if (status.mp_rebuilt) {
1538                 if (ntfs_mapping_pairs_build(vol, (u8*)a + le16_to_cpu(
1539                                 a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1540                                 old_alen - le16_to_cpu(
1541                                 a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1542                                 rl2, ll, -1, NULL)) {
1543                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to restore mapping pairs "
1544                                         "array.%s", es);
1545                         NVolSetErrors(vol);
1546                 }
1547                 if (ntfs_attr_record_resize(ctx->mrec, a, old_alen)) {
1548                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to restore attribute "
1549                                         "record.%s", es);
1550                         NVolSetErrors(vol);
1551                 }
1552                 flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1553                 mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1554         }
1555         if (ctx)
1556                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1557         if (!IS_ERR(mrec))
1558                 unmap_mft_record(mft_ni);
1559         up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1560         return ret;
1561 }
1562
1563 /**
1564  * ntfs_mft_bitmap_extend_initialized_nolock - extend mftbmp initialized data
1565  * @vol:        volume on which to extend the mft bitmap attribute
1566  *
1567  * Extend the initialized portion of the mft bitmap attribute on the ntfs
1568  * volume @vol by 8 bytes.
1569  *
1570  * Note:  Only changes initialized_size and data_size, i.e. requires that
1571  * allocated_size is big enough to fit the new initialized_size.
1572  *
1573  * Return 0 on success and -error on error.
1574  *
1575  * Locking: Caller must hold vol->mftbmp_lock for writing.
1576  */
1577 static int ntfs_mft_bitmap_extend_initialized_nolock(ntfs_volume *vol)
1578 {
1579         s64 old_data_size, old_initialized_size;
1580         unsigned long flags;
1581         struct inode *mftbmp_vi;
1582         ntfs_inode *mft_ni, *mftbmp_ni;
1583         ntfs_attr_search_ctx *ctx;
1584         MFT_RECORD *mrec;
1585         ATTR_RECORD *a;
1586         int ret;
1587
1588         ntfs_debug("Extending mft bitmap initiailized (and data) size.");
1589         mft_ni = NTFS_I(vol->mft_ino);
1590         mftbmp_vi = vol->mftbmp_ino;
1591         mftbmp_ni = NTFS_I(mftbmp_vi);
1592         /* Get the attribute record. */
1593         mrec = map_mft_record(mft_ni);
1594         if (IS_ERR(mrec)) {
1595                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft record.");
1596                 return PTR_ERR(mrec);
1597         }
1598         ctx = ntfs_attr_get_search_ctx(mft_ni, mrec);
1599         if (unlikely(!ctx)) {
1600                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to get search context.");
1601                 ret = -ENOMEM;
1602                 goto unm_err_out;
1603         }
1604         ret = ntfs_attr_lookup(mftbmp_ni->type, mftbmp_ni->name,
1605                         mftbmp_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, 0, NULL, 0, ctx);
1606         if (unlikely(ret)) {
1607                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find first attribute extent of "
1608                                 "mft bitmap attribute.");
1609                 if (ret == -ENOENT)
1610                         ret = -EIO;
1611                 goto put_err_out;
1612         }
1613         a = ctx->attr;
1614         write_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1615         old_data_size = i_size_read(mftbmp_vi);
1616         old_initialized_size = mftbmp_ni->initialized_size;
1617         /*
1618          * We can simply update the initialized_size before filling the space
1619          * with zeroes because the caller is holding the mft bitmap lock for
1620          * writing which ensures that no one else is trying to access the data.
1621          */
1622         mftbmp_ni->initialized_size += 8;
1623         a->data.non_resident.initialized_size =
1624                         cpu_to_sle64(mftbmp_ni->initialized_size);
1625         if (mftbmp_ni->initialized_size > old_data_size) {
1626                 i_size_write(mftbmp_vi, mftbmp_ni->initialized_size);
1627                 a->data.non_resident.data_size =
1628                                 cpu_to_sle64(mftbmp_ni->initialized_size);
1629         }
1630         write_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1631         /* Ensure the changes make it to disk. */
1632         flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1633         mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1634         ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1635         unmap_mft_record(mft_ni);
1636         /* Initialize the mft bitmap attribute value with zeroes. */
1637         ret = ntfs_attr_set(mftbmp_ni, old_initialized_size, 8, 0);
1638         if (likely(!ret)) {
1639                 ntfs_debug("Done.  (Wrote eight initialized bytes to mft "
1640                                 "bitmap.");
1641                 return 0;
1642         }
1643         ntfs_error(vol->sb, "Failed to write to mft bitmap.");
1644         /* Try to recover from the error. */
1645         mrec = map_mft_record(mft_ni);
1646         if (IS_ERR(mrec)) {
1647                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft record.%s", es);
1648                 NVolSetErrors(vol);
1649                 return ret;
1650         }
1651         ctx = ntfs_attr_get_search_ctx(mft_ni, mrec);
1652         if (unlikely(!ctx)) {
1653                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to get search context.%s", es);
1654                 NVolSetErrors(vol);
1655                 goto unm_err_out;
1656         }
1657         if (ntfs_attr_lookup(mftbmp_ni->type, mftbmp_ni->name,
1658                         mftbmp_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, 0, NULL, 0, ctx)) {
1659                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find first attribute extent of "
1660                                 "mft bitmap attribute.%s", es);
1661                 NVolSetErrors(vol);
1662 put_err_out:
1663                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1664 unm_err_out:
1665                 unmap_mft_record(mft_ni);
1666                 goto err_out;
1667         }
1668         a = ctx->attr;
1669         write_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1670         mftbmp_ni->initialized_size = old_initialized_size;
1671         a->data.non_resident.initialized_size =
1672                         cpu_to_sle64(old_initialized_size);
1673         if (i_size_read(mftbmp_vi) != old_data_size) {
1674                 i_size_write(mftbmp_vi, old_data_size);
1675                 a->data.non_resident.data_size = cpu_to_sle64(old_data_size);
1676         }
1677         write_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1678         flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1679         mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1680         ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1681         unmap_mft_record(mft_ni);
1682 #ifdef DEBUG
1683         read_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1684         ntfs_debug("Restored status of mftbmp: allocated_size 0x%llx, "
1685                         "data_size 0x%llx, initialized_size 0x%llx.",
1686                         (long long)mftbmp_ni->allocated_size,
1687                         (long long)i_size_read(mftbmp_vi),
1688                         (long long)mftbmp_ni->initialized_size);
1689         read_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
1690 #endif /* DEBUG */
1691 err_out:
1692         return ret;
1693 }
1694
1695 /**
1696  * ntfs_mft_data_extend_allocation_nolock - extend mft data attribute
1697  * @vol:        volume on which to extend the mft data attribute
1698  *
1699  * Extend the mft data attribute on the ntfs volume @vol by 16 mft records
1700  * worth of clusters or if not enough space for this by one mft record worth
1701  * of clusters.
1702  *
1703  * Note:  Only changes allocated_size, i.e. does not touch initialized_size or
1704  * data_size.
1705  *
1706  * Return 0 on success and -errno on error.
1707  *
1708  * Locking: - Caller must hold vol->mftbmp_lock for writing.
1709  *          - This function takes NTFS_I(vol->mft_ino)->runlist.lock for
1710  *            writing and releases it before returning.
1711  *          - This function calls functions which take vol->lcnbmp_lock for
1712  *            writing and release it before returning.
1713  */
1714 static int ntfs_mft_data_extend_allocation_nolock(ntfs_volume *vol)
1715 {
1716         LCN lcn;
1717         VCN old_last_vcn;
1718         s64 min_nr, nr, ll;
1719         unsigned long flags;
1720         ntfs_inode *mft_ni;
1721         runlist_element *rl, *rl2;
1722         ntfs_attr_search_ctx *ctx = NULL;
1723         MFT_RECORD *mrec;
1724         ATTR_RECORD *a = NULL;
1725         int ret, mp_size;
1726         u32 old_alen = 0;
1727         BOOL mp_rebuilt = FALSE;
1728
1729         ntfs_debug("Extending mft data allocation.");
1730         mft_ni = NTFS_I(vol->mft_ino);
1731         /*
1732          * Determine the preferred allocation location, i.e. the last lcn of
1733          * the mft data attribute.  The allocated size of the mft data
1734          * attribute cannot be zero so we are ok to do this.
1735          */
1736         down_write(&mft_ni->runlist.lock);
1737         read_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
1738         ll = mft_ni->allocated_size;
1739         read_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
1740         rl = ntfs_attr_find_vcn_nolock(mft_ni,
1741                         (ll - 1) >> vol->cluster_size_bits, TRUE);
1742         if (unlikely(IS_ERR(rl) || !rl->length || rl->lcn < 0)) {
1743                 up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1744                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to determine last allocated "
1745                                 "cluster of mft data attribute.");
1746                 if (!IS_ERR(rl))
1747                         ret = -EIO;
1748                 else
1749                         ret = PTR_ERR(rl);
1750                 return ret;
1751         }
1752         lcn = rl->lcn + rl->length;
1753         ntfs_debug("Last lcn of mft data attribute is 0x%llx.", (long long)lcn);
1754         /* Minimum allocation is one mft record worth of clusters. */
1755         min_nr = vol->mft_record_size >> vol->cluster_size_bits;
1756         if (!min_nr)
1757                 min_nr = 1;
1758         /* Want to allocate 16 mft records worth of clusters. */
1759         nr = vol->mft_record_size << 4 >> vol->cluster_size_bits;
1760         if (!nr)
1761                 nr = min_nr;
1762         /* Ensure we do not go above 2^32-1 mft records. */
1763         read_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
1764         ll = mft_ni->allocated_size;
1765         read_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
1766         if (unlikely((ll + (nr << vol->cluster_size_bits)) >>
1767                         vol->mft_record_size_bits >= (1ll << 32))) {
1768                 nr = min_nr;
1769                 if (unlikely((ll + (nr << vol->cluster_size_bits)) >>
1770                                 vol->mft_record_size_bits >= (1ll << 32))) {
1771                         ntfs_warning(vol->sb, "Cannot allocate mft record "
1772                                         "because the maximum number of inodes "
1773                                         "(2^32) has already been reached.");
1774                         up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1775                         return -ENOSPC;
1776                 }
1777         }
1778         ntfs_debug("Trying mft data allocation with %s cluster count %lli.",
1779                         nr > min_nr ? "default" : "minimal", (long long)nr);
1780         old_last_vcn = rl[1].vcn;
1781         do {
1782                 rl2 = ntfs_cluster_alloc(vol, old_last_vcn, nr, lcn, MFT_ZONE);
1783                 if (likely(!IS_ERR(rl2)))
1784                         break;
1785                 if (PTR_ERR(rl2) != -ENOSPC || nr == min_nr) {
1786                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to allocate the minimal "
1787                                         "number of clusters (%lli) for the "
1788                                         "mft data attribute.", (long long)nr);
1789                         up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1790                         return PTR_ERR(rl2);
1791                 }
1792                 /*
1793                  * There is not enough space to do the allocation, but there
1794                  * might be enough space to do a minimal allocation so try that
1795                  * before failing.
1796                  */
1797                 nr = min_nr;
1798                 ntfs_debug("Retrying mft data allocation with minimal cluster "
1799                                 "count %lli.", (long long)nr);
1800         } while (1);
1801         rl = ntfs_runlists_merge(mft_ni->runlist.rl, rl2);
1802         if (IS_ERR(rl)) {
1803                 up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1804                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to merge runlists for mft data "
1805                                 "attribute.");
1806                 if (ntfs_cluster_free_from_rl(vol, rl2)) {
1807                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to dealocate clusters "
1808                                         "from the mft data attribute.%s", es);
1809                         NVolSetErrors(vol);
1810                 }
1811                 ntfs_free(rl2);
1812                 return PTR_ERR(rl);
1813         }
1814         mft_ni->runlist.rl = rl;
1815         ntfs_debug("Allocated %lli clusters.", (long long)nr);
1816         /* Find the last run in the new runlist. */
1817         for (; rl[1].length; rl++)
1818                 ;
1819         /* Update the attribute record as well. */
1820         mrec = map_mft_record(mft_ni);
1821         if (IS_ERR(mrec)) {
1822                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft record.");
1823                 ret = PTR_ERR(mrec);
1824                 goto undo_alloc;
1825         }
1826         ctx = ntfs_attr_get_search_ctx(mft_ni, mrec);
1827         if (unlikely(!ctx)) {
1828                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to get search context.");
1829                 ret = -ENOMEM;
1830                 goto undo_alloc;
1831         }
1832         ret = ntfs_attr_lookup(mft_ni->type, mft_ni->name, mft_ni->name_len,
1833                         CASE_SENSITIVE, rl[1].vcn, NULL, 0, ctx);
1834         if (unlikely(ret)) {
1835                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find last attribute extent of "
1836                                 "mft data attribute.");
1837                 if (ret == -ENOENT)
1838                         ret = -EIO;
1839                 goto undo_alloc;
1840         }
1841         a = ctx->attr;
1842         ll = sle64_to_cpu(a->data.non_resident.lowest_vcn);
1843         /* Search back for the previous last allocated cluster of mft bitmap. */
1844         for (rl2 = rl; rl2 > mft_ni->runlist.rl; rl2--) {
1845                 if (ll >= rl2->vcn)
1846                         break;
1847         }
1848         BUG_ON(ll < rl2->vcn);
1849         BUG_ON(ll >= rl2->vcn + rl2->length);
1850         /* Get the size for the new mapping pairs array for this extent. */
1851         mp_size = ntfs_get_size_for_mapping_pairs(vol, rl2, ll, -1);
1852         if (unlikely(mp_size <= 0)) {
1853                 ntfs_error(vol->sb, "Get size for mapping pairs failed for "
1854                                 "mft data attribute extent.");
1855                 ret = mp_size;
1856                 if (!ret)
1857                         ret = -EIO;
1858                 goto undo_alloc;
1859         }
1860         /* Expand the attribute record if necessary. */
1861         old_alen = le32_to_cpu(a->length);
1862         ret = ntfs_attr_record_resize(ctx->mrec, a, mp_size +
1863                         le16_to_cpu(a->data.non_resident.mapping_pairs_offset));
1864         if (unlikely(ret)) {
1865                 if (ret != -ENOSPC) {
1866                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to resize attribute "
1867                                         "record for mft data attribute.");
1868                         goto undo_alloc;
1869                 }
1870                 // TODO: Deal with this by moving this extent to a new mft
1871                 // record or by starting a new extent in a new mft record or by
1872                 // moving other attributes out of this mft record.
1873                 // Note: Use the special reserved mft records and ensure that
1874                 // this extent is not required to find the mft record in
1875                 // question.  If no free special records left we would need to
1876                 // move an existing record away, insert ours in its place, and
1877                 // then place the moved record into the newly allocated space
1878                 // and we would then need to update all references to this mft
1879                 // record appropriately.  This is rather complicated...
1880                 ntfs_error(vol->sb, "Not enough space in this mft record to "
1881                                 "accomodate extended mft data attribute "
1882                                 "extent.  Cannot handle this yet.");
1883                 ret = -EOPNOTSUPP;
1884                 goto undo_alloc;
1885         }
1886         mp_rebuilt = TRUE;
1887         /* Generate the mapping pairs array directly into the attr record. */
1888         ret = ntfs_mapping_pairs_build(vol, (u8*)a +
1889                         le16_to_cpu(a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1890                         mp_size, rl2, ll, -1, NULL);
1891         if (unlikely(ret)) {
1892                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to build mapping pairs array of "
1893                                 "mft data attribute.");
1894                 goto undo_alloc;
1895         }
1896         /* Update the highest_vcn. */
1897         a->data.non_resident.highest_vcn = cpu_to_sle64(rl[1].vcn - 1);
1898         /*
1899          * We now have extended the mft data allocated_size by nr clusters.
1900          * Reflect this in the ntfs_inode structure and the attribute record.
1901          * @rl is the last (non-terminator) runlist element of mft data
1902          * attribute.
1903          */
1904         if (a->data.non_resident.lowest_vcn) {
1905                 /*
1906                  * We are not in the first attribute extent, switch to it, but
1907                  * first ensure the changes will make it to disk later.
1908                  */
1909                 flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1910                 mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1911                 ntfs_attr_reinit_search_ctx(ctx);
1912                 ret = ntfs_attr_lookup(mft_ni->type, mft_ni->name,
1913                                 mft_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, 0, NULL, 0,
1914                                 ctx);
1915                 if (unlikely(ret)) {
1916                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to find first attribute "
1917                                         "extent of mft data attribute.");
1918                         goto restore_undo_alloc;
1919                 }
1920                 a = ctx->attr;
1921         }
1922         write_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
1923         mft_ni->allocated_size += nr << vol->cluster_size_bits;
1924         a->data.non_resident.allocated_size =
1925                         cpu_to_sle64(mft_ni->allocated_size);
1926         write_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
1927         /* Ensure the changes make it to disk. */
1928         flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1929         mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1930         ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1931         unmap_mft_record(mft_ni);
1932         up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1933         ntfs_debug("Done.");
1934         return 0;
1935 restore_undo_alloc:
1936         ntfs_attr_reinit_search_ctx(ctx);
1937         if (ntfs_attr_lookup(mft_ni->type, mft_ni->name, mft_ni->name_len,
1938                         CASE_SENSITIVE, rl[1].vcn, NULL, 0, ctx)) {
1939                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find last attribute extent of "
1940                                 "mft data attribute.%s", es);
1941                 write_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
1942                 mft_ni->allocated_size += nr << vol->cluster_size_bits;
1943                 write_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
1944                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1945                 unmap_mft_record(mft_ni);
1946                 up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1947                 /*
1948                  * The only thing that is now wrong is ->allocated_size of the
1949                  * base attribute extent which chkdsk should be able to fix.
1950                  */
1951                 NVolSetErrors(vol);
1952                 return ret;
1953         }
1954         a = ctx->attr;
1955         a->data.non_resident.highest_vcn = cpu_to_sle64(old_last_vcn - 1);
1956 undo_alloc:
1957         if (ntfs_cluster_free(mft_ni, old_last_vcn, -1) < 0) {
1958                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to free clusters from mft data "
1959                                 "attribute.%s", es);
1960                 NVolSetErrors(vol);
1961         }
1962         if (ntfs_rl_truncate_nolock(vol, &mft_ni->runlist, old_last_vcn)) {
1963                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to truncate mft data attribute "
1964                                 "runlist.%s", es);
1965                 NVolSetErrors(vol);
1966         }
1967         if (mp_rebuilt) {
1968                 if (ntfs_mapping_pairs_build(vol, (u8*)a + le16_to_cpu(
1969                                 a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1970                                 old_alen - le16_to_cpu(
1971                                 a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1972                                 rl2, ll, -1, NULL)) {
1973                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to restore mapping pairs "
1974                                         "array.%s", es);
1975                         NVolSetErrors(vol);
1976                 }
1977                 if (ntfs_attr_record_resize(ctx->mrec, a, old_alen)) {
1978                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to restore attribute "
1979                                         "record.%s", es);
1980                         NVolSetErrors(vol);
1981                 }
1982                 flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1983                 mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1984         }
1985         if (ctx)
1986                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1987         if (!IS_ERR(mrec))
1988                 unmap_mft_record(mft_ni);
1989         up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1990         return ret;
1991 }
1992
1993 /**
1994  * ntfs_mft_record_layout - layout an mft record into a memory buffer
1995  * @vol:        volume to which the mft record will belong
1996  * @mft_no:     mft reference specifying the mft record number
1997  * @m:          destination buffer of size >= @vol->mft_record_size bytes
1998  *
1999  * Layout an empty, unused mft record with the mft record number @mft_no into
2000  * the buffer @m.  The volume @vol is needed because the mft record structure
2001  * was modified in NTFS 3.1 so we need to know which volume version this mft
2002  * record will be used on.
2003  *
2004  * Return 0 on success and -errno on error.
2005  */
2006 static int ntfs_mft_record_layout(const ntfs_volume *vol, const s64 mft_no,
2007                 MFT_RECORD *m)
2008 {
2009         ATTR_RECORD *a;
2010
2011         ntfs_debug("Entering for mft record 0x%llx.", (long long)mft_no);
2012         if (mft_no >= (1ll << 32)) {
2013                 ntfs_error(vol->sb, "Mft record number 0x%llx exceeds "
2014                                 "maximum of 2^32.", (long long)mft_no);
2015                 return -ERANGE;
2016         }
2017         /* Start by clearing the whole mft record to gives us a clean slate. */
2018         memset(m, 0, vol->mft_record_size);
2019         /* Aligned to 2-byte boundary. */
2020         if (vol->major_ver < 3 || (vol->major_ver == 3 && !vol->minor_ver))
2021                 m->usa_ofs = cpu_to_le16((sizeof(MFT_RECORD_OLD) + 1) & ~1);
2022         else {
2023                 m->usa_ofs = cpu_to_le16((sizeof(MFT_RECORD) + 1) & ~1);
2024                 /*
2025                  * Set the NTFS 3.1+ specific fields while we know that the
2026                  * volume version is 3.1+.
2027                  */
2028                 m->reserved = 0;
2029                 m->mft_record_number = cpu_to_le32((u32)mft_no);
2030         }
2031         m->magic = magic_FILE;
2032         if (vol->mft_record_size >= NTFS_BLOCK_SIZE)
2033                 m->usa_count = cpu_to_le16(vol->mft_record_size /
2034                                 NTFS_BLOCK_SIZE + 1);
2035         else {
2036                 m->usa_count = cpu_to_le16(1);
2037                 ntfs_warning(vol->sb, "Sector size is bigger than mft record "
2038                                 "size.  Setting usa_count to 1.  If chkdsk "
2039                                 "reports this as corruption, please email "
2040                                 "linux-ntfs-dev@lists.sourceforge.net stating "
2041                                 "that you saw this message and that the "
2042                                 "modified filesystem created was corrupt.  "
2043                                 "Thank you.");
2044         }
2045         /* Set the update sequence number to 1. */
2046         *(le16*)((u8*)m + le16_to_cpu(m->usa_ofs)) = cpu_to_le16(1);
2047         m->lsn = 0;
2048         m->sequence_number = cpu_to_le16(1);
2049         m->link_count = 0;
2050         /*
2051          * Place the attributes straight after the update sequence array,
2052          * aligned to 8-byte boundary.
2053          */
2054         m->attrs_offset = cpu_to_le16((le16_to_cpu(m->usa_ofs) +
2055                         (le16_to_cpu(m->usa_count) << 1) + 7) & ~7);
2056         m->flags = 0;
2057         /*
2058          * Using attrs_offset plus eight bytes (for the termination attribute).
2059          * attrs_offset is already aligned to 8-byte boundary, so no need to
2060          * align again.
2061          */
2062         m->bytes_in_use = cpu_to_le32(le16_to_cpu(m->attrs_offset) + 8);
2063         m->bytes_allocated = cpu_to_le32(vol->mft_record_size);
2064         m->base_mft_record = 0;
2065         m->next_attr_instance = 0;
2066         /* Add the termination attribute. */
2067         a = (ATTR_RECORD*)((u8*)m + le16_to_cpu(m->attrs_offset));
2068         a->type = AT_END;
2069         a->length = 0;
2070         ntfs_debug("Done.");
2071         return 0;
2072 }
2073
2074 /**
2075  * ntfs_mft_record_format - format an mft record on an ntfs volume
2076  * @vol:        volume on which to format the mft record
2077  * @mft_no:     mft record number to format
2078  *
2079  * Format the mft record @mft_no in $MFT/$DATA, i.e. lay out an empty, unused
2080  * mft record into the appropriate place of the mft data attribute.  This is
2081  * used when extending the mft data attribute.
2082  *
2083  * Return 0 on success and -errno on error.
2084  */
2085 static int ntfs_mft_record_format(const ntfs_volume *vol, const s64 mft_no)
2086 {
2087         loff_t i_size;
2088         struct inode *mft_vi = vol->mft_ino;
2089         struct page *page;
2090         MFT_RECORD *m;
2091         pgoff_t index, end_index;
2092         unsigned int ofs;
2093         int err;
2094
2095         ntfs_debug("Entering for mft record 0x%llx.", (long long)mft_no);
2096         /*
2097          * The index into the page cache and the offset within the page cache
2098          * page of the wanted mft record.
2099          */
2100         index = mft_no << vol->mft_record_size_bits >> PAGE_CACHE_SHIFT;
2101         ofs = (mft_no << vol->mft_record_size_bits) & ~PAGE_CACHE_MASK;
2102         /* The maximum valid index into the page cache for $MFT's data. */
2103         i_size = i_size_read(mft_vi);
2104         end_index = i_size >> PAGE_CACHE_SHIFT;
2105         if (unlikely(index >= end_index)) {
2106                 if (unlikely(index > end_index || ofs + vol->mft_record_size >=
2107                                 (i_size & ~PAGE_CACHE_MASK))) {
2108                         ntfs_error(vol->sb, "Tried to format non-existing mft "
2109                                         "record 0x%llx.", (long long)mft_no);
2110                         return -ENOENT;
2111                 }
2112         }
2113         /* Read, map, and pin the page containing the mft record. */
2114         page = ntfs_map_page(mft_vi->i_mapping, index);
2115         if (unlikely(IS_ERR(page))) {
2116                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map page containing mft record "
2117                                 "to format 0x%llx.", (long long)mft_no);
2118                 return PTR_ERR(page);
2119         }
2120         lock_page(page);
2121         BUG_ON(!PageUptodate(page));
2122         ClearPageUptodate(page);
2123         m = (MFT_RECORD*)((u8*)page_address(page) + ofs);
2124         err = ntfs_mft_record_layout(vol, mft_no, m);
2125         if (unlikely(err)) {
2126                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to layout mft record 0x%llx.",
2127                                 (long long)mft_no);
2128                 SetPageUptodate(page);
2129                 unlock_page(page);
2130                 ntfs_unmap_page(page);
2131                 return err;
2132         }
2133         flush_dcache_page(page);
2134         SetPageUptodate(page);
2135         unlock_page(page);
2136         /*
2137          * Make sure the mft record is written out to disk.  We could use
2138          * ilookup5() to check if an inode is in icache and so on but this is
2139          * unnecessary as ntfs_writepage() will write the dirty record anyway.
2140          */
2141         mark_ntfs_record_dirty(page, ofs);
2142         ntfs_unmap_page(page);
2143         ntfs_debug("Done.");
2144         return 0;
2145 }
2146
2147 /**
2148  * ntfs_mft_record_alloc - allocate an mft record on an ntfs volume
2149  * @vol:        [IN]  volume on which to allocate the mft record
2150  * @mode:       [IN]  mode if want a file or directory, i.e. base inode or 0
2151  * @base_ni:    [IN]  open base inode if allocating an extent mft record or NULL
2152  * @mrec:       [OUT] on successful return this is the mapped mft record
2153  *
2154  * Allocate an mft record in $MFT/$DATA of an open ntfs volume @vol.
2155  *
2156  * If @base_ni is NULL make the mft record a base mft record, i.e. a file or
2157  * direvctory inode, and allocate it at the default allocator position.  In
2158  * this case @mode is the file mode as given to us by the caller.  We in
2159  * particular use @mode to distinguish whether a file or a directory is being
2160  * created (S_IFDIR(mode) and S_IFREG(mode), respectively).
2161  *
2162  * If @base_ni is not NULL make the allocated mft record an extent record,
2163  * allocate it starting at the mft record after the base mft record and attach
2164  * the allocated and opened ntfs inode to the base inode @base_ni.  In this
2165  * case @mode must be 0 as it is meaningless for extent inodes.
2166  *
2167  * You need to check the return value with IS_ERR().  If false, the function
2168  * was successful and the return value is the now opened ntfs inode of the
2169  * allocated mft record.  *@mrec is then set to the allocated, mapped, pinned,
2170  * and locked mft record.  If IS_ERR() is true, the function failed and the
2171  * error code is obtained from PTR_ERR(return value).  *@mrec is undefined in
2172  * this case.
2173  *
2174  * Allocation strategy:
2175  *
2176  * To find a free mft record, we scan the mft bitmap for a zero bit.  To
2177  * optimize this we start scanning at the place specified by @base_ni or if
2178  * @base_ni is NULL we start where we last stopped and we perform wrap around
2179  * when we reach the end.  Note, we do not try to allocate mft records below
2180  * number 24 because numbers 0 to 15 are the defined system files anyway and 16
2181  * to 24 are special in that they are used for storing extension mft records
2182  * for the $DATA attribute of $MFT.  This is required to avoid the possibility
2183  * of creating a runlist with a circular dependency which once written to disk
2184  * can never be read in again.  Windows will only use records 16 to 24 for
2185  * normal files if the volume is completely out of space.  We never use them
2186  * which means that when the volume is really out of space we cannot create any
2187  * more files while Windows can still create up to 8 small files.  We can start
2188  * doing this at some later time, it does not matter much for now.
2189  *
2190  * When scanning the mft bitmap, we only search up to the last allocated mft
2191  * record.  If there are no free records left in the range 24 to number of
2192  * allocated mft records, then we extend the $MFT/$DATA attribute in order to
2193  * create free mft records.  We extend the allocated size of $MFT/$DATA by 16
2194  * records at a time or one cluster, if cluster size is above 16kiB.  If there
2195  * is not sufficient space to do this, we try to extend by a single mft record
2196  * or one cluster, if cluster size is above the mft record size.
2197  *
2198  * No matter how many mft records we allocate, we initialize only the first
2199  * allocated mft record, incrementing mft data size and initialized size
2200  * accordingly, open an ntfs_inode for it and return it to the caller, unless
2201  * there are less than 24 mft records, in which case we allocate and initialize
2202  * mft records until we reach record 24 which we consider as the first free mft
2203  * record for use by normal files.
2204  *
2205  * If during any stage we overflow the initialized data in the mft bitmap, we
2206  * extend the initialized size (and data size) by 8 bytes, allocating another
2207  * cluster if required.  The bitmap data size has to be at least equal to the
2208  * number of mft records in the mft, but it can be bigger, in which case the
2209  * superflous bits are padded with zeroes.
2210  *
2211  * Thus, when we return successfully (IS_ERR() is false), we will have:
2212  *      - initialized / extended the mft bitmap if necessary,
2213  *      - initialized / extended the mft data if necessary,
2214  *      - set the bit corresponding to the mft record being allocated in the
2215  *        mft bitmap,
2216  *      - opened an ntfs_inode for the allocated mft record, and we will have
2217  *      - returned the ntfs_inode as well as the allocated mapped, pinned, and
2218  *        locked mft record.
2219  *
2220  * On error, the volume will be left in a consistent state and no record will
2221  * be allocated.  If rolling back a partial operation fails, we may leave some
2222  * inconsistent metadata in which case we set NVolErrors() so the volume is
2223  * left dirty when unmounted.
2224  *
2225  * Note, this function cannot make use of most of the normal functions, like
2226  * for example for attribute resizing, etc, because when the run list overflows
2227  * the base mft record and an attribute list is used, it is very important that
2228  * the extension mft records used to store the $DATA attribute of $MFT can be
2229  * reached without having to read the information contained inside them, as
2230  * this would make it impossible to find them in the first place after the
2231  * volume is unmounted.  $MFT/$BITMAP probably does not need to follow this
2232  * rule because the bitmap is not essential for finding the mft records, but on
2233  * the other hand, handling the bitmap in this special way would make life
2234  * easier because otherwise there might be circular invocations of functions
2235  * when reading the bitmap.
2236  */
2237 ntfs_inode *ntfs_mft_record_alloc(ntfs_volume *vol, const int mode,
2238                 ntfs_inode *base_ni, MFT_RECORD **mrec)
2239 {
2240         s64 ll, bit, old_data_initialized, old_data_size;
2241         unsigned long flags;
2242         struct inode *vi;
2243         struct page *page;
2244         ntfs_inode *mft_ni, *mftbmp_ni, *ni;
2245         ntfs_attr_search_ctx *ctx;
2246         MFT_RECORD *m;
2247         ATTR_RECORD *a;
2248         pgoff_t index;
2249         unsigned int ofs;
2250         int err;
2251         le16 seq_no, usn;
2252         BOOL record_formatted = FALSE;
2253
2254         if (base_ni) {
2255                 ntfs_debug("Entering (allocating an extent mft record for "
2256                                 "base mft record 0x%llx).",
2257                                 (long long)base_ni->mft_no);
2258                 /* @mode and @base_ni are mutually exclusive. */
2259                 BUG_ON(mode);
2260         } else
2261                 ntfs_debug("Entering (allocating a base mft record).");
2262         if (mode) {
2263                 /* @mode and @base_ni are mutually exclusive. */
2264                 BUG_ON(base_ni);
2265                 /* We only support creation of normal files and directories. */
2266                 if (!S_ISREG(mode) && !S_ISDIR(mode))
2267                         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
2268         }
2269         BUG_ON(!mrec);
2270         mft_ni = NTFS_I(vol->mft_ino);
2271         mftbmp_ni = NTFS_I(vol->mftbmp_ino);
2272         down_write(&vol->mftbmp_lock);
2273         bit = ntfs_mft_bitmap_find_and_alloc_free_rec_nolock(vol, base_ni);
2274         if (bit >= 0) {
2275                 ntfs_debug("Found and allocated free record (#1), bit 0x%llx.",
2276                                 (long long)bit);
2277                 goto have_alloc_rec;
2278         }
2279         if (bit != -ENOSPC) {
2280                 up_write(&vol->mftbmp_lock);
2281                 return ERR_PTR(bit);
2282         }
2283         /*
2284          * No free mft records left.  If the mft bitmap already covers more
2285          * than the currently used mft records, the next records are all free,
2286          * so we can simply allocate the first unused mft record.
2287          * Note: We also have to make sure that the mft bitmap at least covers
2288          * the first 24 mft records as they are special and whilst they may not
2289          * be in use, we do not allocate from them.
2290          */
2291         read_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2292         ll = mft_ni->initialized_size >> vol->mft_record_size_bits;
2293         read_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2294         read_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
2295         old_data_initialized = mftbmp_ni->initialized_size;
2296         read_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
2297         if (old_data_initialized << 3 > ll && old_data_initialized > 3) {
2298                 bit = ll;
2299                 if (bit < 24)
2300                         bit = 24;
2301                 if (unlikely(bit >= (1ll << 32)))
2302                         goto max_err_out;
2303                 ntfs_debug("Found free record (#2), bit 0x%llx.",
2304                                 (long long)bit);
2305                 goto found_free_rec;
2306         }
2307         /*
2308          * The mft bitmap needs to be expanded until it covers the first unused
2309          * mft record that we can allocate.
2310          * Note: The smallest mft record we allocate is mft record 24.
2311          */
2312         bit = old_data_initialized << 3;
2313         if (unlikely(bit >= (1ll << 32)))
2314                 goto max_err_out;
2315         read_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
2316         old_data_size = mftbmp_ni->allocated_size;
2317         ntfs_debug("Status of mftbmp before extension: allocated_size 0x%llx, "
2318                         "data_size 0x%llx, initialized_size 0x%llx.",
2319                         (long long)old_data_size,
2320                         (long long)i_size_read(vol->mftbmp_ino),
2321                         (long long)old_data_initialized);
2322         read_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
2323         if (old_data_initialized + 8 > old_data_size) {
2324                 /* Need to extend bitmap by one more cluster. */
2325                 ntfs_debug("mftbmp: initialized_size + 8 > allocated_size.");
2326                 err = ntfs_mft_bitmap_extend_allocation_nolock(vol);
2327                 if (unlikely(err)) {
2328                         up_write(&vol->mftbmp_lock);
2329                         goto err_out;
2330                 }
2331 #ifdef DEBUG
2332                 read_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
2333                 ntfs_debug("Status of mftbmp after allocation extension: "
2334                                 "allocated_size 0x%llx, data_size 0x%llx, "
2335                                 "initialized_size 0x%llx.",
2336                                 (long long)mftbmp_ni->allocated_size,
2337                                 (long long)i_size_read(vol->mftbmp_ino),
2338                                 (long long)mftbmp_ni->initialized_size);
2339                 read_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
2340 #endif /* DEBUG */
2341         }
2342         /*
2343          * We now have sufficient allocated space, extend the initialized_size
2344          * as well as the data_size if necessary and fill the new space with
2345          * zeroes.
2346          */
2347         err = ntfs_mft_bitmap_extend_initialized_nolock(vol);
2348         if (unlikely(err)) {
2349                 up_write(&vol->mftbmp_lock);
2350                 goto err_out;
2351         }
2352 #ifdef DEBUG
2353         read_lock_irqsave(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
2354         ntfs_debug("Status of mftbmp after initialized extention: "
2355                         "allocated_size 0x%llx, data_size 0x%llx, "
2356                         "initialized_size 0x%llx.",
2357                         (long long)mftbmp_ni->allocated_size,
2358                         (long long)i_size_read(vol->mftbmp_ino),
2359                         (long long)mftbmp_ni->initialized_size);
2360         read_unlock_irqrestore(&mftbmp_ni->size_lock, flags);
2361 #endif /* DEBUG */
2362         ntfs_debug("Found free record (#3), bit 0x%llx.", (long long)bit);
2363 found_free_rec:
2364         /* @bit is the found free mft record, allocate it in the mft bitmap. */
2365         ntfs_debug("At found_free_rec.");
2366         err = ntfs_bitmap_set_bit(vol->mftbmp_ino, bit);
2367         if (unlikely(err)) {
2368                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to allocate bit in mft bitmap.");
2369                 up_write(&vol->mftbmp_lock);
2370                 goto err_out;
2371         }
2372         ntfs_debug("Set bit 0x%llx in mft bitmap.", (long long)bit);
2373 have_alloc_rec:
2374         /*
2375          * The mft bitmap is now uptodate.  Deal with mft data attribute now.
2376          * Note, we keep hold of the mft bitmap lock for writing until all
2377          * modifications to the mft data attribute are complete, too, as they
2378          * will impact decisions for mft bitmap and mft record allocation done
2379          * by a parallel allocation and if the lock is not maintained a
2380          * parallel allocation could allocate the same mft record as this one.
2381          */
2382         ll = (bit + 1) << vol->mft_record_size_bits;
2383         read_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2384         old_data_initialized = mft_ni->initialized_size;
2385         read_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2386         if (ll <= old_data_initialized) {
2387                 ntfs_debug("Allocated mft record already initialized.");
2388                 goto mft_rec_already_initialized;
2389         }
2390         ntfs_debug("Initializing allocated mft record.");
2391         /*
2392          * The mft record is outside the initialized data.  Extend the mft data
2393          * attribute until it covers the allocated record.  The loop is only
2394          * actually traversed more than once when a freshly formatted volume is
2395          * first written to so it optimizes away nicely in the common case.
2396          */
2397         read_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2398         ntfs_debug("Status of mft data before extension: "
2399                         "allocated_size 0x%llx, data_size 0x%llx, "
2400                         "initialized_size 0x%llx.",
2401                         (long long)mft_ni->allocated_size,
2402                         (long long)i_size_read(vol->mft_ino),
2403                         (long long)mft_ni->initialized_size);
2404         while (ll > mft_ni->allocated_size) {
2405                 read_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2406                 err = ntfs_mft_data_extend_allocation_nolock(vol);
2407                 if (unlikely(err)) {
2408                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to extend mft data "
2409                                         "allocation.");
2410                         goto undo_mftbmp_alloc_nolock;
2411                 }
2412                 read_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2413                 ntfs_debug("Status of mft data after allocation extension: "
2414                                 "allocated_size 0x%llx, data_size 0x%llx, "
2415                                 "initialized_size 0x%llx.",
2416                                 (long long)mft_ni->allocated_size,
2417                                 (long long)i_size_read(vol->mft_ino),
2418                                 (long long)mft_ni->initialized_size);
2419         }
2420         read_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2421         /*
2422          * Extend mft data initialized size (and data size of course) to reach
2423          * the allocated mft record, formatting the mft records allong the way.
2424          * Note: We only modify the ntfs_inode structure as that is all that is
2425          * needed by ntfs_mft_record_format().  We will update the attribute
2426          * record itself in one fell swoop later on.
2427          */
2428         write_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2429         old_data_initialized = mft_ni->initialized_size;
2430         old_data_size = vol->mft_ino->i_size;
2431         while (ll > mft_ni->initialized_size) {
2432                 s64 new_initialized_size, mft_no;
2433                 
2434                 new_initialized_size = mft_ni->initialized_size +
2435                                 vol->mft_record_size;
2436                 mft_no = mft_ni->initialized_size >> vol->mft_record_size_bits;
2437                 if (new_initialized_size > i_size_read(vol->mft_ino))
2438                         i_size_write(vol->mft_ino, new_initialized_size);
2439                 write_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2440                 ntfs_debug("Initializing mft record 0x%llx.",
2441                                 (long long)mft_no);
2442                 err = ntfs_mft_record_format(vol, mft_no);
2443                 if (unlikely(err)) {
2444                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to format mft record.");
2445                         goto undo_data_init;
2446                 }
2447                 write_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2448                 mft_ni->initialized_size = new_initialized_size;
2449         }
2450         write_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2451         record_formatted = TRUE;
2452         /* Update the mft data attribute record to reflect the new sizes. */
2453         m = map_mft_record(mft_ni);
2454         if (IS_ERR(m)) {
2455                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft record.");
2456                 err = PTR_ERR(m);
2457                 goto undo_data_init;
2458         }
2459         ctx = ntfs_attr_get_search_ctx(mft_ni, m);
2460         if (unlikely(!ctx)) {
2461                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to get search context.");
2462                 err = -ENOMEM;
2463                 unmap_mft_record(mft_ni);
2464                 goto undo_data_init;
2465         }
2466         err = ntfs_attr_lookup(mft_ni->type, mft_ni->name, mft_ni->name_len,
2467                         CASE_SENSITIVE, 0, NULL, 0, ctx);
2468         if (unlikely(err)) {
2469                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find first attribute extent of "
2470                                 "mft data attribute.");
2471                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
2472                 unmap_mft_record(mft_ni);
2473                 goto undo_data_init;
2474         }
2475         a = ctx->attr;
2476         read_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2477         a->data.non_resident.initialized_size =
2478                         cpu_to_sle64(mft_ni->initialized_size);
2479         a->data.non_resident.data_size =
2480                         cpu_to_sle64(i_size_read(vol->mft_ino));
2481         read_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2482         /* Ensure the changes make it to disk. */
2483         flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
2484         mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
2485         ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
2486         unmap_mft_record(mft_ni);
2487         read_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2488         ntfs_debug("Status of mft data after mft record initialization: "
2489                         "allocated_size 0x%llx, data_size 0x%llx, "
2490                         "initialized_size 0x%llx.",
2491                         (long long)mft_ni->allocated_size,
2492                         (long long)i_size_read(vol->mft_ino),
2493                         (long long)mft_ni->initialized_size);
2494         BUG_ON(i_size_read(vol->mft_ino) > mft_ni->allocated_size);
2495         BUG_ON(mft_ni->initialized_size > i_size_read(vol->mft_ino));
2496         read_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2497 mft_rec_already_initialized:
2498         /*
2499          * We can finally drop the mft bitmap lock as the mft data attribute
2500          * has been fully updated.  The only disparity left is that the
2501          * allocated mft record still needs to be marked as in use to match the
2502          * set bit in the mft bitmap but this is actually not a problem since
2503          * this mft record is not referenced from anywhere yet and the fact
2504          * that it is allocated in the mft bitmap means that no-one will try to
2505          * allocate it either.
2506          */
2507         up_write(&vol->mftbmp_lock);
2508         /*
2509          * We now have allocated and initialized the mft record.  Calculate the
2510          * index of and the offset within the page cache page the record is in.
2511          */
2512         index = bit << vol->mft_record_size_bits >> PAGE_CACHE_SHIFT;
2513         ofs = (bit << vol->mft_record_size_bits) & ~PAGE_CACHE_MASK;
2514         /* Read, map, and pin the page containing the mft record. */
2515         page = ntfs_map_page(vol->mft_ino->i_mapping, index);
2516         if (unlikely(IS_ERR(page))) {
2517                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map page containing allocated "
2518                                 "mft record 0x%llx.", (long long)bit);
2519                 err = PTR_ERR(page);
2520                 goto undo_mftbmp_alloc;
2521         }
2522         lock_page(page);
2523         BUG_ON(!PageUptodate(page));
2524         ClearPageUptodate(page);
2525         m = (MFT_RECORD*)((u8*)page_address(page) + ofs);
2526         /* If we just formatted the mft record no need to do it again. */
2527         if (!record_formatted) {
2528                 /* Sanity check that the mft record is really not in use. */
2529                 if (ntfs_is_file_record(m->magic) &&
2530                                 (m->flags & MFT_RECORD_IN_USE)) {
2531                         ntfs_error(vol->sb, "Mft record 0x%llx was marked "
2532                                         "free in mft bitmap but is marked "
2533                                         "used itself.  Corrupt filesystem.  "
2534                                         "Unmount and run chkdsk.",
2535                                         (long long)bit);
2536                         err = -EIO;
2537                         SetPageUptodate(page);
2538                         unlock_page(page);
2539                         ntfs_unmap_page(page);
2540                         NVolSetErrors(vol);
2541                         goto undo_mftbmp_alloc;
2542                 }
2543                 /*
2544                  * We need to (re-)format the mft record, preserving the
2545                  * sequence number if it is not zero as well as the update
2546                  * sequence number if it is not zero or -1 (0xffff).  This
2547                  * means we do not need to care whether or not something went
2548                  * wrong with the previous mft record.
2549                  */
2550                 seq_no = m->sequence_number;
2551                 usn = *(le16*)((u8*)m + le16_to_cpu(m->usa_ofs));
2552                 err = ntfs_mft_record_layout(vol, bit, m);
2553                 if (unlikely(err)) {
2554                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to layout allocated mft "
2555                                         "record 0x%llx.", (long long)bit);
2556                         SetPageUptodate(page);
2557                         unlock_page(page);
2558                         ntfs_unmap_page(page);
2559                         goto undo_mftbmp_alloc;
2560                 }
2561                 if (seq_no)
2562                         m->sequence_number = seq_no;
2563                 if (usn && le16_to_cpu(usn) != 0xffff)
2564                         *(le16*)((u8*)m + le16_to_cpu(m->usa_ofs)) = usn;
2565         }
2566         /* Set the mft record itself in use. */
2567         m->flags |= MFT_RECORD_IN_USE;
2568         if (S_ISDIR(mode))
2569                 m->flags |= MFT_RECORD_IS_DIRECTORY;
2570         flush_dcache_page(page);
2571         SetPageUptodate(page);
2572         if (base_ni) {
2573                 /*
2574                  * Setup the base mft record in the extent mft record.  This
2575                  * completes initialization of the allocated extent mft record
2576                  * and we can simply use it with map_extent_mft_record().
2577                  */
2578                 m->base_mft_record = MK_LE_MREF(base_ni->mft_no,
2579                                 base_ni->seq_no);
2580                 /*
2581                  * Allocate an extent inode structure for the new mft record,
2582                  * attach it to the base inode @base_ni and map, pin, and lock
2583                  * its, i.e. the allocated, mft record.
2584                  */
2585                 m = map_extent_mft_record(base_ni, bit, &ni);
2586                 if (IS_ERR(m)) {
2587                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to map allocated extent "
2588                                         "mft record 0x%llx.", (long long)bit);
2589                         err = PTR_ERR(m);
2590                         /* Set the mft record itself not in use. */
2591                         m->flags &= cpu_to_le16(
2592                                         ~le16_to_cpu(MFT_RECORD_IN_USE));
2593                         flush_dcache_page(page);
2594                         /* Make sure the mft record is written out to disk. */
2595                         mark_ntfs_record_dirty(page, ofs);
2596                         unlock_page(page);
2597                         ntfs_unmap_page(page);
2598                         goto undo_mftbmp_alloc;
2599                 }
2600                 /*
2601                  * Make sure the allocated mft record is written out to disk.
2602                  * No need to set the inode dirty because the caller is going
2603                  * to do that anyway after finishing with the new extent mft
2604                  * record (e.g. at a minimum a new attribute will be added to
2605                  * the mft record.
2606                  */
2607                 mark_ntfs_record_dirty(page, ofs);
2608                 unlock_page(page);
2609                 /*
2610                  * Need to unmap the page since map_extent_mft_record() mapped
2611                  * it as well so we have it mapped twice at the moment.
2612                  */
2613                 ntfs_unmap_page(page);
2614         } else {
2615                 /*
2616                  * Allocate a new VFS inode and set it up.  NOTE: @vi->i_nlink
2617                  * is set to 1 but the mft record->link_count is 0.  The caller
2618                  * needs to bear this in mind.
2619                  */
2620                 vi = new_inode(vol->sb);
2621                 if (unlikely(!vi)) {
2622                         err = -ENOMEM;
2623                         /* Set the mft record itself not in use. */
2624                         m->flags &= cpu_to_le16(
2625                                         ~le16_to_cpu(MFT_RECORD_IN_USE));
2626                         flush_dcache_page(page);
2627                         /* Make sure the mft record is written out to disk. */
2628                         mark_ntfs_record_dirty(page, ofs);
2629                         unlock_page(page);
2630                         ntfs_unmap_page(page);
2631                         goto undo_mftbmp_alloc;
2632                 }
2633                 vi->i_ino = bit;
2634                 /*
2635                  * This is the optimal IO size (for stat), not the fs block
2636                  * size.
2637                  */
2638                 vi->i_blksize = PAGE_CACHE_SIZE;
2639                 /*
2640                  * This is for checking whether an inode has changed w.r.t. a
2641                  * file so that the file can be updated if necessary (compare
2642                  * with f_version).
2643                  */
2644                 vi->i_version = 1;
2645
2646                 /* The owner and group come from the ntfs volume. */
2647                 vi->i_uid = vol->uid;
2648                 vi->i_gid = vol->gid;
2649
2650                 /* Initialize the ntfs specific part of @vi. */
2651                 ntfs_init_big_inode(vi);
2652                 ni = NTFS_I(vi);
2653                 /*
2654                  * Set the appropriate mode, attribute type, and name.  For
2655                  * directories, also setup the index values to the defaults.
2656                  */
2657                 if (S_ISDIR(mode)) {
2658                         vi->i_mode = S_IFDIR | S_IRWXUGO;
2659                         vi->i_mode &= ~vol->dmask;
2660
2661                         NInoSetMstProtected(ni);
2662                         ni->type = AT_INDEX_ALLOCATION;
2663                         ni->name = I30;
2664                         ni->name_len = 4;
2665
2666                         ni->itype.index.block_size = 4096;
2667                         ni->itype.index.block_size_bits = generic_ffs(4096) - 1;
2668                         ni->itype.index.collation_rule = COLLATION_FILE_NAME;
2669                         if (vol->cluster_size <= ni->itype.index.block_size) {
2670                                 ni->itype.index.vcn_size = vol->cluster_size;
2671                                 ni->itype.index.vcn_size_bits =
2672                                                 vol->cluster_size_bits;
2673                         } else {
2674                                 ni->itype.index.vcn_size = vol->sector_size;
2675                                 ni->itype.index.vcn_size_bits =
2676                                                 vol->sector_size_bits;
2677                         }
2678                 } else {
2679                         vi->i_mode = S_IFREG | S_IRWXUGO;
2680                         vi->i_mode &= ~vol->fmask;
2681
2682                         ni->type = AT_DATA;
2683                         ni->name = NULL;
2684                         ni->name_len = 0;
2685                 }
2686                 if (IS_RDONLY(vi))
2687                         vi->i_mode &= ~S_IWUGO;
2688
2689                 /* Set the inode times to the current time. */
2690                 vi->i_atime = vi->i_mtime = vi->i_ctime =
2691                         current_fs_time(vi->i_sb);
2692                 /*
2693                  * Set the file size to 0, the ntfs inode sizes are set to 0 by
2694                  * the call to ntfs_init_big_inode() below.
2695                  */
2696                 vi->i_size = 0;
2697                 vi->i_blocks = 0;
2698
2699                 /* Set the sequence number. */
2700                 vi->i_generation = ni->seq_no = le16_to_cpu(m->sequence_number);
2701                 /*
2702                  * Manually map, pin, and lock the mft record as we already
2703                  * have its page mapped and it is very easy to do.
2704                  */
2705                 atomic_inc(&ni->count);
2706                 down(&ni->mrec_lock);
2707                 ni->page = page;
2708                 ni->page_ofs = ofs;
2709                 /*
2710                  * Make sure the allocated mft record is written out to disk.
2711                  * NOTE: We do not set the ntfs inode dirty because this would
2712                  * fail in ntfs_write_inode() because the inode does not have a
2713                  * standard information attribute yet.  Also, there is no need
2714                  * to set the inode dirty because the caller is going to do
2715                  * that anyway after finishing with the new mft record (e.g. at
2716                  * a minimum some new attributes will be added to the mft
2717                  * record.
2718                  */
2719                 mark_ntfs_record_dirty(page, ofs);
2720                 unlock_page(page);
2721
2722                 /* Add the inode to the inode hash for the superblock. */
2723                 insert_inode_hash(vi);
2724
2725                 /* Update the default mft allocation position. */
2726                 vol->mft_data_pos = bit + 1;
2727         }
2728         /*
2729          * Return the opened, allocated inode of the allocated mft record as
2730          * well as the mapped, pinned, and locked mft record.
2731          */
2732         ntfs_debug("Returning opened, allocated %sinode 0x%llx.",
2733                         base_ni ? "extent " : "", (long long)bit);
2734         *mrec = m;
2735         return ni;
2736 undo_data_init:
2737         write_lock_irqsave(&mft_ni->size_lock, flags);
2738         mft_ni->initialized_size = old_data_initialized;
2739         i_size_write(vol->mft_ino, old_data_size);
2740         write_unlock_irqrestore(&mft_ni->size_lock, flags);
2741         goto undo_mftbmp_alloc_nolock;
2742 undo_mftbmp_alloc:
2743         down_write(&vol->mftbmp_lock);
2744 undo_mftbmp_alloc_nolock:
2745         if (ntfs_bitmap_clear_bit(vol->mftbmp_ino, bit)) {
2746                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to clear bit in mft bitmap.%s", es);
2747                 NVolSetErrors(vol);
2748         }
2749         up_write(&vol->mftbmp_lock);
2750 err_out:
2751         return ERR_PTR(err);
2752 max_err_out:
2753         ntfs_warning(vol->sb, "Cannot allocate mft record because the maximum "
2754                         "number of inodes (2^32) has already been reached.");
2755         up_write(&vol->mftbmp_lock);
2756         return ERR_PTR(-ENOSPC);
2757 }
2758
2759 /**
2760  * ntfs_extent_mft_record_free - free an extent mft record on an ntfs volume
2761  * @ni:         ntfs inode of the mapped extent mft record to free
2762  * @m:          mapped extent mft record of the ntfs inode @ni
2763  *
2764  * Free the mapped extent mft record @m of the extent ntfs inode @ni.
2765  *
2766  * Note that this function unmaps the mft record and closes and destroys @ni
2767  * internally and hence you cannot use either @ni nor @m any more after this
2768  * function returns success.
2769  *
2770  * On success return 0 and on error return -errno.  @ni and @m are still valid
2771  * in this case and have not been freed.
2772  *
2773  * For some errors an error message is displayed and the success code 0 is
2774  * returned and the volume is then left dirty on umount.  This makes sense in
2775  * case we could not rollback the changes that were already done since the
2776  * caller no longer wants to reference this mft record so it does not matter to
2777  * the caller if something is wrong with it as long as it is properly detached
2778  * from the base inode.
2779  */
2780 int ntfs_extent_mft_record_free(ntfs_inode *ni, MFT_RECORD *m)
2781 {
2782         unsigned long mft_no = ni->mft_no;
2783         ntfs_volume *vol = ni->vol;
2784         ntfs_inode *base_ni;
2785         ntfs_inode **extent_nis;
2786         int i, err;
2787         le16 old_seq_no;
2788         u16 seq_no;
2789         
2790         BUG_ON(NInoAttr(ni));
2791         BUG_ON(ni->nr_extents != -1);
2792
2793         down(&ni->extent_lock);
2794         base_ni = ni->ext.base_ntfs_ino;
2795         up(&ni->extent_lock);
2796
2797         BUG_ON(base_ni->nr_extents <= 0);
2798
2799         ntfs_debug("Entering for extent inode 0x%lx, base inode 0x%lx.\n",
2800                         mft_no, base_ni->mft_no);
2801
2802         down(&base_ni->extent_lock);
2803
2804         /* Make sure we are holding the only reference to the extent inode. */
2805         if (atomic_read(&ni->count) > 2) {
2806                 ntfs_error(vol->sb, "Tried to free busy extent inode 0x%lx, "
2807                                 "not freeing.", base_ni->mft_no);
2808                 up(&base_ni->extent_lock);
2809                 return -EBUSY;
2810         }
2811
2812         /* Dissociate the ntfs inode from the base inode. */
2813         extent_nis = base_ni->ext.extent_ntfs_inos;
2814         err = -ENOENT;
2815         for (i = 0; i < base_ni->nr_extents; i++) {
2816                 if (ni != extent_nis[i])
2817                         continue;
2818                 extent_nis += i;
2819                 base_ni->nr_extents--;
2820                 memmove(extent_nis, extent_nis + 1, (base_ni->nr_extents - i) *
2821                                 sizeof(ntfs_inode*));
2822                 err = 0;
2823                 break;
2824         }
2825
2826         up(&base_ni->extent_lock);
2827
2828         if (unlikely(err)) {
2829                 ntfs_error(vol->sb, "Extent inode 0x%lx is not attached to "
2830                                 "its base inode 0x%lx.", mft_no,
2831                                 base_ni->mft_no);
2832                 BUG();
2833         }
2834
2835         /*
2836          * The extent inode is no longer attached to the base inode so no one
2837          * can get a reference to it any more.
2838          */
2839
2840         /* Mark the mft record as not in use. */
2841         m->flags &= const_cpu_to_le16(~const_le16_to_cpu(MFT_RECORD_IN_USE));
2842
2843         /* Increment the sequence number, skipping zero, if it is not zero. */
2844         old_seq_no = m->sequence_number;
2845         seq_no = le16_to_cpu(old_seq_no);
2846         if (seq_no == 0xffff)
2847                 seq_no = 1;
2848         else if (seq_no)
2849                 seq_no++;
2850         m->sequence_number = cpu_to_le16(seq_no);
2851
2852         /*
2853          * Set the ntfs inode dirty and write it out.  We do not need to worry
2854          * about the base inode here since whatever caused the extent mft
2855          * record to be freed is guaranteed to do it already.
2856          */
2857         NInoSetDirty(ni);
2858         err = write_mft_record(ni, m, 0);
2859         if (unlikely(err)) {
2860                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to write mft record 0x%lx, not "
2861                                 "freeing.", mft_no);
2862                 goto rollback;
2863         }
2864 rollback_error:
2865         /* Unmap and throw away the now freed extent inode. */
2866         unmap_extent_mft_record(ni);
2867         ntfs_clear_extent_inode(ni);
2868
2869         /* Clear the bit in the $MFT/$BITMAP corresponding to this record. */
2870         down_write(&vol->mftbmp_lock);
2871         err = ntfs_bitmap_clear_bit(vol->mftbmp_ino, mft_no);
2872         up_write(&vol->mftbmp_lock);
2873         if (unlikely(err)) {
2874                 /*
2875                  * The extent inode is gone but we failed to deallocate it in
2876                  * the mft bitmap.  Just emit a warning and leave the volume
2877                  * dirty on umount.
2878                  */
2879                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to clear bit in mft bitmap.%s", es);
2880                 NVolSetErrors(vol);
2881         }
2882         return 0;
2883 rollback:
2884         /* Rollback what we did... */
2885         down(&base_ni->extent_lock);
2886         extent_nis = base_ni->ext.extent_ntfs_inos;
2887         if (!(base_ni->nr_extents & 3)) {
2888                 int new_size = (base_ni->nr_extents + 4) * sizeof(ntfs_inode*);
2889
2890                 extent_nis = (ntfs_inode**)kmalloc(new_size, GFP_NOFS);
2891                 if (unlikely(!extent_nis)) {
2892                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to allocate internal "
2893                                         "buffer during rollback.%s", es);
2894                         up(&base_ni->extent_lock);
2895                         NVolSetErrors(vol);
2896                         goto rollback_error;
2897                 }
2898                 if (base_ni->nr_extents) {
2899                         BUG_ON(!base_ni->ext.extent_ntfs_inos);
2900                         memcpy(extent_nis, base_ni->ext.extent_ntfs_inos,
2901                                         new_size - 4 * sizeof(ntfs_inode*));
2902                         kfree(base_ni->ext.extent_ntfs_inos);
2903                 }
2904                 base_ni->ext.extent_ntfs_inos = extent_nis;
2905         }
2906         m->flags |= MFT_RECORD_IN_USE;
2907         m->sequence_number = old_seq_no;
2908         extent_nis[base_ni->nr_extents++] = ni;
2909         up(&base_ni->extent_lock);
2910         mark_mft_record_dirty(ni);
2911         return err;
2912 }
2913 #endif /* NTFS_RW */