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