Linux-2.6.12-rc2
[linux-2.6] / fs / ntfs / mft.c
1 /**
2  * mft.c - NTFS kernel mft record operations. Part of the Linux-NTFS project.
3  *
4  * Copyright (c) 2001-2004 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         ntfs_volume *vol = ni->vol;
49         struct inode *mft_vi = vol->mft_ino;
50         struct page *page;
51         unsigned long index, ofs, end_index;
52
53         BUG_ON(ni->page);
54         /*
55          * The index into the page cache and the offset within the page cache
56          * page of the wanted mft record. FIXME: We need to check for
57          * overflowing the unsigned long, but I don't think we would ever get
58          * here if the volume was that big...
59          */
60         index = ni->mft_no << vol->mft_record_size_bits >> PAGE_CACHE_SHIFT;
61         ofs = (ni->mft_no << vol->mft_record_size_bits) & ~PAGE_CACHE_MASK;
62
63         /* The maximum valid index into the page cache for $MFT's data. */
64         end_index = mft_vi->i_size >> PAGE_CACHE_SHIFT;
65
66         /* If the wanted index is out of bounds the mft record doesn't exist. */
67         if (unlikely(index >= end_index)) {
68                 if (index > end_index || (mft_vi->i_size & ~PAGE_CACHE_MASK) <
69                                 ofs + vol->mft_record_size) {
70                         page = ERR_PTR(-ENOENT);
71                         ntfs_error(vol->sb, "Attemt to read mft record 0x%lx, "
72                                         "which is beyond the end of the mft.  "
73                                         "This is probably a bug in the ntfs "
74                                         "driver.", ni->mft_no);
75                         goto err_out;
76                 }
77         }
78         /* Read, map, and pin the page. */
79         page = ntfs_map_page(mft_vi->i_mapping, index);
80         if (likely(!IS_ERR(page))) {
81                 /* Catch multi sector transfer fixup errors. */
82                 if (likely(ntfs_is_mft_recordp((le32*)(page_address(page) +
83                                 ofs)))) {
84                         ni->page = page;
85                         ni->page_ofs = ofs;
86                         return page_address(page) + ofs;
87                 }
88                 ntfs_error(vol->sb, "Mft record 0x%lx is corrupt.  "
89                                 "Run chkdsk.", ni->mft_no);
90                 ntfs_unmap_page(page);
91                 page = ERR_PTR(-EIO);
92         }
93 err_out:
94         ni->page = NULL;
95         ni->page_ofs = 0;
96         return (void*)page;
97 }
98
99 /**
100  * map_mft_record - map, pin and lock an mft record
101  * @ni:         ntfs inode whose MFT record to map
102  *
103  * First, take the mrec_lock semaphore. We might now be sleeping, while waiting
104  * for the semaphore if it was already locked by someone else.
105  *
106  * The page of the record is mapped using map_mft_record_page() before being
107  * returned to the caller.
108  *
109  * This in turn uses ntfs_map_page() to get the page containing the wanted mft
110  * record (it in turn calls read_cache_page() which reads it in from disk if
111  * necessary, increments the use count on the page so that it cannot disappear
112  * under us and returns a reference to the page cache page).
113  *
114  * If read_cache_page() invokes ntfs_readpage() to load the page from disk, it
115  * sets PG_locked and clears PG_uptodate on the page. Once I/O has completed
116  * and the post-read mst fixups on each mft record in the page have been
117  * performed, the page gets PG_uptodate set and PG_locked cleared (this is done
118  * in our asynchronous I/O completion handler end_buffer_read_mft_async()).
119  * ntfs_map_page() waits for PG_locked to become clear and checks if
120  * PG_uptodate is set and returns an error code if not. This provides
121  * sufficient protection against races when reading/using the page.
122  *
123  * However there is the write mapping to think about. Doing the above described
124  * checking here will be fine, because when initiating the write we will set
125  * PG_locked and clear PG_uptodate making sure nobody is touching the page
126  * contents. Doing the locking this way means that the commit to disk code in
127  * the page cache code paths is automatically sufficiently locked with us as
128  * we will not touch a page that has been locked or is not uptodate. The only
129  * locking problem then is them locking the page while we are accessing it.
130  *
131  * So that code will end up having to own the mrec_lock of all mft
132  * records/inodes present in the page before I/O can proceed. In that case we
133  * wouldn't need to bother with PG_locked and PG_uptodate as nobody will be
134  * accessing anything without owning the mrec_lock semaphore. But we do need
135  * to use them because of the read_cache_page() invocation and the code becomes
136  * so much simpler this way that it is well worth it.
137  *
138  * The mft record is now ours and we return a pointer to it. You need to check
139  * the returned pointer with IS_ERR() and if that is true, PTR_ERR() will return
140  * the error code.
141  *
142  * NOTE: Caller is responsible for setting the mft record dirty before calling
143  * unmap_mft_record(). This is obviously only necessary if the caller really
144  * modified the mft record...
145  * Q: Do we want to recycle one of the VFS inode state bits instead?
146  * A: No, the inode ones mean we want to change the mft record, not we want to
147  * write it out.
148  */
149 MFT_RECORD *map_mft_record(ntfs_inode *ni)
150 {
151         MFT_RECORD *m;
152
153         ntfs_debug("Entering for mft_no 0x%lx.", ni->mft_no);
154
155         /* Make sure the ntfs inode doesn't go away. */
156         atomic_inc(&ni->count);
157
158         /* Serialize access to this mft record. */
159         down(&ni->mrec_lock);
160
161         m = map_mft_record_page(ni);
162         if (likely(!IS_ERR(m)))
163                 return m;
164
165         up(&ni->mrec_lock);
166         atomic_dec(&ni->count);
167         ntfs_error(ni->vol->sb, "Failed with error code %lu.", -PTR_ERR(m));
168         return m;
169 }
170
171 /**
172  * unmap_mft_record_page - unmap the page in which a specific mft record resides
173  * @ni:         ntfs inode whose mft record page to unmap
174  *
175  * This unmaps the page in which the mft record of the ntfs inode @ni is
176  * situated and returns. This is a NOOP if highmem is not configured.
177  *
178  * The unmap happens via ntfs_unmap_page() which in turn decrements the use
179  * count on the page thus releasing it from the pinned state.
180  *
181  * We do not actually unmap the page from memory of course, as that will be
182  * done by the page cache code itself when memory pressure increases or
183  * whatever.
184  */
185 static inline void unmap_mft_record_page(ntfs_inode *ni)
186 {
187         BUG_ON(!ni->page);
188
189         // TODO: If dirty, blah...
190         ntfs_unmap_page(ni->page);
191         ni->page = NULL;
192         ni->page_ofs = 0;
193         return;
194 }
195
196 /**
197  * unmap_mft_record - release a mapped mft record
198  * @ni:         ntfs inode whose MFT record to unmap
199  *
200  * We release the page mapping and the mrec_lock mutex which unmaps the mft
201  * record and releases it for others to get hold of. We also release the ntfs
202  * inode by decrementing the ntfs inode reference count.
203  *
204  * NOTE: If caller has modified the mft record, it is imperative to set the mft
205  * record dirty BEFORE calling unmap_mft_record().
206  */
207 void unmap_mft_record(ntfs_inode *ni)
208 {
209         struct page *page = ni->page;
210
211         BUG_ON(!page);
212
213         ntfs_debug("Entering for mft_no 0x%lx.", ni->mft_no);
214
215         unmap_mft_record_page(ni);
216         up(&ni->mrec_lock);
217         atomic_dec(&ni->count);
218         /*
219          * If pure ntfs_inode, i.e. no vfs inode attached, we leave it to
220          * ntfs_clear_extent_inode() in the extent inode case, and to the
221          * caller in the non-extent, yet pure ntfs inode case, to do the actual
222          * tear down of all structures and freeing of all allocated memory.
223          */
224         return;
225 }
226
227 /**
228  * map_extent_mft_record - load an extent inode and attach it to its base
229  * @base_ni:    base ntfs inode
230  * @mref:       mft reference of the extent inode to load
231  * @ntfs_ino:   on successful return, pointer to the ntfs_inode structure
232  *
233  * Load the extent mft record @mref and attach it to its base inode @base_ni.
234  * Return the mapped extent mft record if IS_ERR(result) is false.  Otherwise
235  * PTR_ERR(result) gives the negative error code.
236  *
237  * On successful return, @ntfs_ino contains a pointer to the ntfs_inode
238  * structure of the mapped extent inode.
239  */
240 MFT_RECORD *map_extent_mft_record(ntfs_inode *base_ni, MFT_REF mref,
241                 ntfs_inode **ntfs_ino)
242 {
243         MFT_RECORD *m;
244         ntfs_inode *ni = NULL;
245         ntfs_inode **extent_nis = NULL;
246         int i;
247         unsigned long mft_no = MREF(mref);
248         u16 seq_no = MSEQNO(mref);
249         BOOL destroy_ni = FALSE;
250
251         ntfs_debug("Mapping extent mft record 0x%lx (base mft record 0x%lx).",
252                         mft_no, base_ni->mft_no);
253         /* Make sure the base ntfs inode doesn't go away. */
254         atomic_inc(&base_ni->count);
255         /*
256          * Check if this extent inode has already been added to the base inode,
257          * in which case just return it. If not found, add it to the base
258          * inode before returning it.
259          */
260         down(&base_ni->extent_lock);
261         if (base_ni->nr_extents > 0) {
262                 extent_nis = base_ni->ext.extent_ntfs_inos;
263                 for (i = 0; i < base_ni->nr_extents; i++) {
264                         if (mft_no != extent_nis[i]->mft_no)
265                                 continue;
266                         ni = extent_nis[i];
267                         /* Make sure the ntfs inode doesn't go away. */
268                         atomic_inc(&ni->count);
269                         break;
270                 }
271         }
272         if (likely(ni != NULL)) {
273                 up(&base_ni->extent_lock);
274                 atomic_dec(&base_ni->count);
275                 /* We found the record; just have to map and return it. */
276                 m = map_mft_record(ni);
277                 /* map_mft_record() has incremented this on success. */
278                 atomic_dec(&ni->count);
279                 if (likely(!IS_ERR(m))) {
280                         /* Verify the sequence number. */
281                         if (likely(le16_to_cpu(m->sequence_number) == seq_no)) {
282                                 ntfs_debug("Done 1.");
283                                 *ntfs_ino = ni;
284                                 return m;
285                         }
286                         unmap_mft_record(ni);
287                         ntfs_error(base_ni->vol->sb, "Found stale extent mft "
288                                         "reference! Corrupt file system. "
289                                         "Run chkdsk.");
290                         return ERR_PTR(-EIO);
291                 }
292 map_err_out:
293                 ntfs_error(base_ni->vol->sb, "Failed to map extent "
294                                 "mft record, error code %ld.", -PTR_ERR(m));
295                 return m;
296         }
297         /* Record wasn't there. Get a new ntfs inode and initialize it. */
298         ni = ntfs_new_extent_inode(base_ni->vol->sb, mft_no);
299         if (unlikely(!ni)) {
300                 up(&base_ni->extent_lock);
301                 atomic_dec(&base_ni->count);
302                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
303         }
304         ni->vol = base_ni->vol;
305         ni->seq_no = seq_no;
306         ni->nr_extents = -1;
307         ni->ext.base_ntfs_ino = base_ni;
308         /* Now map the record. */
309         m = map_mft_record(ni);
310         if (IS_ERR(m)) {
311                 up(&base_ni->extent_lock);
312                 atomic_dec(&base_ni->count);
313                 ntfs_clear_extent_inode(ni);
314                 goto map_err_out;
315         }
316         /* Verify the sequence number if it is present. */
317         if (seq_no && (le16_to_cpu(m->sequence_number) != seq_no)) {
318                 ntfs_error(base_ni->vol->sb, "Found stale extent mft "
319                                 "reference! Corrupt file system. Run chkdsk.");
320                 destroy_ni = TRUE;
321                 m = ERR_PTR(-EIO);
322                 goto unm_err_out;
323         }
324         /* Attach extent inode to base inode, reallocating memory if needed. */
325         if (!(base_ni->nr_extents & 3)) {
326                 ntfs_inode **tmp;
327                 int new_size = (base_ni->nr_extents + 4) * sizeof(ntfs_inode *);
328
329                 tmp = (ntfs_inode **)kmalloc(new_size, GFP_NOFS);
330                 if (unlikely(!tmp)) {
331                         ntfs_error(base_ni->vol->sb, "Failed to allocate "
332                                         "internal buffer.");
333                         destroy_ni = TRUE;
334                         m = ERR_PTR(-ENOMEM);
335                         goto unm_err_out;
336                 }
337                 if (base_ni->nr_extents) {
338                         BUG_ON(!base_ni->ext.extent_ntfs_inos);
339                         memcpy(tmp, base_ni->ext.extent_ntfs_inos, new_size -
340                                         4 * sizeof(ntfs_inode *));
341                         kfree(base_ni->ext.extent_ntfs_inos);
342                 }
343                 base_ni->ext.extent_ntfs_inos = tmp;
344         }
345         base_ni->ext.extent_ntfs_inos[base_ni->nr_extents++] = ni;
346         up(&base_ni->extent_lock);
347         atomic_dec(&base_ni->count);
348         ntfs_debug("Done 2.");
349         *ntfs_ino = ni;
350         return m;
351 unm_err_out:
352         unmap_mft_record(ni);
353         up(&base_ni->extent_lock);
354         atomic_dec(&base_ni->count);
355         /*
356          * If the extent inode was not attached to the base inode we need to
357          * release it or we will leak memory.
358          */
359         if (destroy_ni)
360                 ntfs_clear_extent_inode(ni);
361         return m;
362 }
363
364 #ifdef NTFS_RW
365
366 /**
367  * __mark_mft_record_dirty - set the mft record and the page containing it dirty
368  * @ni:         ntfs inode describing the mapped mft record
369  *
370  * Internal function.  Users should call mark_mft_record_dirty() instead.
371  *
372  * Set the mapped (extent) mft record of the (base or extent) ntfs inode @ni,
373  * as well as the page containing the mft record, dirty.  Also, mark the base
374  * vfs inode dirty.  This ensures that any changes to the mft record are
375  * written out to disk.
376  *
377  * NOTE:  We only set I_DIRTY_SYNC and I_DIRTY_DATASYNC (and not I_DIRTY_PAGES)
378  * on the base vfs inode, because even though file data may have been modified,
379  * it is dirty in the inode meta data rather than the data page cache of the
380  * inode, and thus there are no data pages that need writing out.  Therefore, a
381  * full mark_inode_dirty() is overkill.  A mark_inode_dirty_sync(), on the
382  * other hand, is not sufficient, because I_DIRTY_DATASYNC needs to be set to
383  * ensure ->write_inode is called from generic_osync_inode() and this needs to
384  * happen or the file data would not necessarily hit the device synchronously,
385  * even though the vfs inode has the O_SYNC flag set.  Also, I_DIRTY_DATASYNC
386  * simply "feels" better than just I_DIRTY_SYNC, since the file data has not
387  * actually hit the block device yet, which is not what I_DIRTY_SYNC on its own
388  * would suggest.
389  */
390 void __mark_mft_record_dirty(ntfs_inode *ni)
391 {
392         ntfs_inode *base_ni;
393
394         ntfs_debug("Entering for inode 0x%lx.", ni->mft_no);
395         BUG_ON(NInoAttr(ni));
396         mark_ntfs_record_dirty(ni->page, ni->page_ofs);
397         /* Determine the base vfs inode and mark it dirty, too. */
398         down(&ni->extent_lock);
399         if (likely(ni->nr_extents >= 0))
400                 base_ni = ni;
401         else
402                 base_ni = ni->ext.base_ntfs_ino;
403         up(&ni->extent_lock);
404         __mark_inode_dirty(VFS_I(base_ni), I_DIRTY_SYNC | I_DIRTY_DATASYNC);
405 }
406
407 static const char *ntfs_please_email = "Please email "
408                 "linux-ntfs-dev@lists.sourceforge.net and say that you saw "
409                 "this message.  Thank you.";
410
411 /**
412  * ntfs_sync_mft_mirror_umount - synchronise an mft record to the mft mirror
413  * @vol:        ntfs volume on which the mft record to synchronize resides
414  * @mft_no:     mft record number of mft record to synchronize
415  * @m:          mapped, mst protected (extent) mft record to synchronize
416  *
417  * Write the mapped, mst protected (extent) mft record @m with mft record
418  * number @mft_no to the mft mirror ($MFTMirr) of the ntfs volume @vol,
419  * bypassing the page cache and the $MFTMirr inode itself.
420  *
421  * This function is only for use at umount time when the mft mirror inode has
422  * already been disposed off.  We BUG() if we are called while the mft mirror
423  * inode is still attached to the volume.
424  *
425  * On success return 0.  On error return -errno.
426  *
427  * NOTE:  This function is not implemented yet as I am not convinced it can
428  * actually be triggered considering the sequence of commits we do in super.c::
429  * ntfs_put_super().  But just in case we provide this place holder as the
430  * alternative would be either to BUG() or to get a NULL pointer dereference
431  * and Oops.
432  */
433 static int ntfs_sync_mft_mirror_umount(ntfs_volume *vol,
434                 const unsigned long mft_no, MFT_RECORD *m)
435 {
436         BUG_ON(vol->mftmirr_ino);
437         ntfs_error(vol->sb, "Umount time mft mirror syncing is not "
438                         "implemented yet.  %s", ntfs_please_email);
439         return -EOPNOTSUPP;
440 }
441
442 /**
443  * ntfs_sync_mft_mirror - synchronize an mft record to the mft mirror
444  * @vol:        ntfs volume on which the mft record to synchronize resides
445  * @mft_no:     mft record number of mft record to synchronize
446  * @m:          mapped, mst protected (extent) mft record to synchronize
447  * @sync:       if true, wait for i/o completion
448  *
449  * Write the mapped, mst protected (extent) mft record @m with mft record
450  * number @mft_no to the mft mirror ($MFTMirr) of the ntfs volume @vol.
451  *
452  * On success return 0.  On error return -errno and set the volume errors flag
453  * in the ntfs volume @vol.
454  *
455  * NOTE:  We always perform synchronous i/o and ignore the @sync parameter.
456  *
457  * TODO:  If @sync is false, want to do truly asynchronous i/o, i.e. just
458  * schedule i/o via ->writepage or do it via kntfsd or whatever.
459  */
460 int ntfs_sync_mft_mirror(ntfs_volume *vol, const unsigned long mft_no,
461                 MFT_RECORD *m, int sync)
462 {
463         struct page *page;
464         unsigned int blocksize = vol->sb->s_blocksize;
465         int max_bhs = vol->mft_record_size / blocksize;
466         struct buffer_head *bhs[max_bhs];
467         struct buffer_head *bh, *head;
468         u8 *kmirr;
469         runlist_element *rl;
470         unsigned int block_start, block_end, m_start, m_end, page_ofs;
471         int i_bhs, nr_bhs, err = 0;
472         unsigned char blocksize_bits = vol->mftmirr_ino->i_blkbits;
473
474         ntfs_debug("Entering for inode 0x%lx.", mft_no);
475         BUG_ON(!max_bhs);
476         if (unlikely(!vol->mftmirr_ino)) {
477                 /* This could happen during umount... */
478                 err = ntfs_sync_mft_mirror_umount(vol, mft_no, m);
479                 if (likely(!err))
480                         return err;
481                 goto err_out;
482         }
483         /* Get the page containing the mirror copy of the mft record @m. */
484         page = ntfs_map_page(vol->mftmirr_ino->i_mapping, mft_no >>
485                         (PAGE_CACHE_SHIFT - vol->mft_record_size_bits));
486         if (IS_ERR(page)) {
487                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft mirror page.");
488                 err = PTR_ERR(page);
489                 goto err_out;
490         }
491         lock_page(page);
492         BUG_ON(!PageUptodate(page));
493         ClearPageUptodate(page);
494         /* Offset of the mft mirror record inside the page. */
495         page_ofs = (mft_no << vol->mft_record_size_bits) & ~PAGE_CACHE_MASK;
496         /* The address in the page of the mirror copy of the mft record @m. */
497         kmirr = page_address(page) + page_ofs;
498         /* Copy the mst protected mft record to the mirror. */
499         memcpy(kmirr, m, vol->mft_record_size);
500         /* Create uptodate buffers if not present. */
501         if (unlikely(!page_has_buffers(page))) {
502                 struct buffer_head *tail;
503
504                 bh = head = alloc_page_buffers(page, blocksize, 1);
505                 do {
506                         set_buffer_uptodate(bh);
507                         tail = bh;
508                         bh = bh->b_this_page;
509                 } while (bh);
510                 tail->b_this_page = head;
511                 attach_page_buffers(page, head);
512                 BUG_ON(!page_has_buffers(page));
513         }
514         bh = head = page_buffers(page);
515         BUG_ON(!bh);
516         rl = NULL;
517         nr_bhs = 0;
518         block_start = 0;
519         m_start = kmirr - (u8*)page_address(page);
520         m_end = m_start + vol->mft_record_size;
521         do {
522                 block_end = block_start + blocksize;
523                 /* If the buffer is outside the mft record, skip it. */
524                 if (block_end <= m_start)
525                         continue;
526                 if (unlikely(block_start >= m_end))
527                         break;
528                 /* Need to map the buffer if it is not mapped already. */
529                 if (unlikely(!buffer_mapped(bh))) {
530                         VCN vcn;
531                         LCN lcn;
532                         unsigned int vcn_ofs;
533
534                         /* Obtain the vcn and offset of the current block. */
535                         vcn = ((VCN)mft_no << vol->mft_record_size_bits) +
536                                         (block_start - m_start);
537                         vcn_ofs = vcn & vol->cluster_size_mask;
538                         vcn >>= vol->cluster_size_bits;
539                         if (!rl) {
540                                 down_read(&NTFS_I(vol->mftmirr_ino)->
541                                                 runlist.lock);
542                                 rl = NTFS_I(vol->mftmirr_ino)->runlist.rl;
543                                 /*
544                                  * $MFTMirr always has the whole of its runlist
545                                  * in memory.
546                                  */
547                                 BUG_ON(!rl);
548                         }
549                         /* Seek to element containing target vcn. */
550                         while (rl->length && rl[1].vcn <= vcn)
551                                 rl++;
552                         lcn = ntfs_rl_vcn_to_lcn(rl, vcn);
553                         /* For $MFTMirr, only lcn >= 0 is a successful remap. */
554                         if (likely(lcn >= 0)) {
555                                 /* Setup buffer head to correct block. */
556                                 bh->b_blocknr = ((lcn <<
557                                                 vol->cluster_size_bits) +
558                                                 vcn_ofs) >> blocksize_bits;
559                                 set_buffer_mapped(bh);
560                         } else {
561                                 bh->b_blocknr = -1;
562                                 ntfs_error(vol->sb, "Cannot write mft mirror "
563                                                 "record 0x%lx because its "
564                                                 "location on disk could not "
565                                                 "be determined (error code "
566                                                 "%lli).", mft_no,
567                                                 (long long)lcn);
568                                 err = -EIO;
569                         }
570                 }
571                 BUG_ON(!buffer_uptodate(bh));
572                 BUG_ON(!nr_bhs && (m_start != block_start));
573                 BUG_ON(nr_bhs >= max_bhs);
574                 bhs[nr_bhs++] = bh;
575                 BUG_ON((nr_bhs >= max_bhs) && (m_end != block_end));
576         } while (block_start = block_end, (bh = bh->b_this_page) != head);
577         if (unlikely(rl))
578                 up_read(&NTFS_I(vol->mftmirr_ino)->runlist.lock);
579         if (likely(!err)) {
580                 /* Lock buffers and start synchronous write i/o on them. */
581                 for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++) {
582                         struct buffer_head *tbh = bhs[i_bhs];
583
584                         if (unlikely(test_set_buffer_locked(tbh)))
585                                 BUG();
586                         BUG_ON(!buffer_uptodate(tbh));
587                         clear_buffer_dirty(tbh);
588                         get_bh(tbh);
589                         tbh->b_end_io = end_buffer_write_sync;
590                         submit_bh(WRITE, tbh);
591                 }
592                 /* Wait on i/o completion of buffers. */
593                 for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++) {
594                         struct buffer_head *tbh = bhs[i_bhs];
595
596                         wait_on_buffer(tbh);
597                         if (unlikely(!buffer_uptodate(tbh))) {
598                                 err = -EIO;
599                                 /*
600                                  * Set the buffer uptodate so the page and
601                                  * buffer states do not become out of sync.
602                                  */
603                                 set_buffer_uptodate(tbh);
604                         }
605                 }
606         } else /* if (unlikely(err)) */ {
607                 /* Clean the buffers. */
608                 for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++)
609                         clear_buffer_dirty(bhs[i_bhs]);
610         }
611         /* Current state: all buffers are clean, unlocked, and uptodate. */
612         /* Remove the mst protection fixups again. */
613         post_write_mst_fixup((NTFS_RECORD*)kmirr);
614         flush_dcache_page(page);
615         SetPageUptodate(page);
616         unlock_page(page);
617         ntfs_unmap_page(page);
618         if (likely(!err)) {
619                 ntfs_debug("Done.");
620         } else {
621                 ntfs_error(vol->sb, "I/O error while writing mft mirror "
622                                 "record 0x%lx!", mft_no);
623 err_out:
624                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to synchronize $MFTMirr (error "
625                                 "code %i).  Volume will be left marked dirty "
626                                 "on umount.  Run ntfsfix on the partition "
627                                 "after umounting to correct this.", -err);
628                 NVolSetErrors(vol);
629         }
630         return err;
631 }
632
633 /**
634  * write_mft_record_nolock - write out a mapped (extent) mft record
635  * @ni:         ntfs inode describing the mapped (extent) mft record
636  * @m:          mapped (extent) mft record to write
637  * @sync:       if true, wait for i/o completion
638  *
639  * Write the mapped (extent) mft record @m described by the (regular or extent)
640  * ntfs inode @ni to backing store.  If the mft record @m has a counterpart in
641  * the mft mirror, that is also updated.
642  *
643  * We only write the mft record if the ntfs inode @ni is dirty and the first
644  * buffer belonging to its mft record is dirty, too.  We ignore the dirty state
645  * of subsequent buffers because we could have raced with
646  * fs/ntfs/aops.c::mark_ntfs_record_dirty().
647  *
648  * On success, clean the mft record and return 0.  On error, leave the mft
649  * record dirty and return -errno.  The caller should call make_bad_inode() on
650  * the base inode to ensure no more access happens to this inode.  We do not do
651  * it here as the caller may want to finish writing other extent mft records
652  * first to minimize on-disk metadata inconsistencies.
653  *
654  * NOTE:  We always perform synchronous i/o and ignore the @sync parameter.
655  * However, if the mft record has a counterpart in the mft mirror and @sync is
656  * true, we write the mft record, wait for i/o completion, and only then write
657  * the mft mirror copy.  This ensures that if the system crashes either the mft
658  * or the mft mirror will contain a self-consistent mft record @m.  If @sync is
659  * false on the other hand, we start i/o on both and then wait for completion
660  * on them.  This provides a speedup but no longer guarantees that you will end
661  * up with a self-consistent mft record in the case of a crash but if you asked
662  * for asynchronous writing you probably do not care about that anyway.
663  *
664  * TODO:  If @sync is false, want to do truly asynchronous i/o, i.e. just
665  * schedule i/o via ->writepage or do it via kntfsd or whatever.
666  */
667 int write_mft_record_nolock(ntfs_inode *ni, MFT_RECORD *m, int sync)
668 {
669         ntfs_volume *vol = ni->vol;
670         struct page *page = ni->page;
671         unsigned char blocksize_bits = vol->mft_ino->i_blkbits;
672         unsigned int blocksize = 1 << blocksize_bits;
673         int max_bhs = vol->mft_record_size / blocksize;
674         struct buffer_head *bhs[max_bhs];
675         struct buffer_head *bh, *head;
676         runlist_element *rl;
677         unsigned int block_start, block_end, m_start, m_end;
678         int i_bhs, nr_bhs, err = 0;
679
680         ntfs_debug("Entering for inode 0x%lx.", ni->mft_no);
681         BUG_ON(NInoAttr(ni));
682         BUG_ON(!max_bhs);
683         BUG_ON(!PageLocked(page));
684         /*
685          * If the ntfs_inode is clean no need to do anything.  If it is dirty,
686          * mark it as clean now so that it can be redirtied later on if needed.
687          * There is no danger of races since the caller is holding the locks
688          * for the mft record @m and the page it is in.
689          */
690         if (!NInoTestClearDirty(ni))
691                 goto done;
692         BUG_ON(!page_has_buffers(page));
693         bh = head = page_buffers(page);
694         BUG_ON(!bh);
695         rl = NULL;
696         nr_bhs = 0;
697         block_start = 0;
698         m_start = ni->page_ofs;
699         m_end = m_start + vol->mft_record_size;
700         do {
701                 block_end = block_start + blocksize;
702                 /* If the buffer is outside the mft record, skip it. */
703                 if (block_end <= m_start)
704                         continue;
705                 if (unlikely(block_start >= m_end))
706                         break;
707                 /*
708                  * If this block is not the first one in the record, we ignore
709                  * the buffer's dirty state because we could have raced with a
710                  * parallel mark_ntfs_record_dirty().
711                  */
712                 if (block_start == m_start) {
713                         /* This block is the first one in the record. */
714                         if (!buffer_dirty(bh)) {
715                                 BUG_ON(nr_bhs);
716                                 /* Clean records are not written out. */
717                                 break;
718                         }
719                 }
720                 /* Need to map the buffer if it is not mapped already. */
721                 if (unlikely(!buffer_mapped(bh))) {
722                         VCN vcn;
723                         LCN lcn;
724                         unsigned int vcn_ofs;
725
726                         /* Obtain the vcn and offset of the current block. */
727                         vcn = ((VCN)ni->mft_no << vol->mft_record_size_bits) +
728                                         (block_start - m_start);
729                         vcn_ofs = vcn & vol->cluster_size_mask;
730                         vcn >>= vol->cluster_size_bits;
731                         if (!rl) {
732                                 down_read(&NTFS_I(vol->mft_ino)->runlist.lock);
733                                 rl = NTFS_I(vol->mft_ino)->runlist.rl;
734                                 BUG_ON(!rl);
735                         }
736                         /* Seek to element containing target vcn. */
737                         while (rl->length && rl[1].vcn <= vcn)
738                                 rl++;
739                         lcn = ntfs_rl_vcn_to_lcn(rl, vcn);
740                         /* For $MFT, only lcn >= 0 is a successful remap. */
741                         if (likely(lcn >= 0)) {
742                                 /* Setup buffer head to correct block. */
743                                 bh->b_blocknr = ((lcn <<
744                                                 vol->cluster_size_bits) +
745                                                 vcn_ofs) >> blocksize_bits;
746                                 set_buffer_mapped(bh);
747                         } else {
748                                 bh->b_blocknr = -1;
749                                 ntfs_error(vol->sb, "Cannot write mft record "
750                                                 "0x%lx because its location "
751                                                 "on disk could not be "
752                                                 "determined (error code %lli).",
753                                                 ni->mft_no, (long long)lcn);
754                                 err = -EIO;
755                         }
756                 }
757                 BUG_ON(!buffer_uptodate(bh));
758                 BUG_ON(!nr_bhs && (m_start != block_start));
759                 BUG_ON(nr_bhs >= max_bhs);
760                 bhs[nr_bhs++] = bh;
761                 BUG_ON((nr_bhs >= max_bhs) && (m_end != block_end));
762         } while (block_start = block_end, (bh = bh->b_this_page) != head);
763         if (unlikely(rl))
764                 up_read(&NTFS_I(vol->mft_ino)->runlist.lock);
765         if (!nr_bhs)
766                 goto done;
767         if (unlikely(err))
768                 goto cleanup_out;
769         /* Apply the mst protection fixups. */
770         err = pre_write_mst_fixup((NTFS_RECORD*)m, vol->mft_record_size);
771         if (err) {
772                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to apply mst fixups!");
773                 goto cleanup_out;
774         }
775         flush_dcache_mft_record_page(ni);
776         /* Lock buffers and start synchronous write i/o on them. */
777         for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++) {
778                 struct buffer_head *tbh = bhs[i_bhs];
779
780                 if (unlikely(test_set_buffer_locked(tbh)))
781                         BUG();
782                 BUG_ON(!buffer_uptodate(tbh));
783                 clear_buffer_dirty(tbh);
784                 get_bh(tbh);
785                 tbh->b_end_io = end_buffer_write_sync;
786                 submit_bh(WRITE, tbh);
787         }
788         /* Synchronize the mft mirror now if not @sync. */
789         if (!sync && ni->mft_no < vol->mftmirr_size)
790                 ntfs_sync_mft_mirror(vol, ni->mft_no, m, sync);
791         /* Wait on i/o completion of buffers. */
792         for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++) {
793                 struct buffer_head *tbh = bhs[i_bhs];
794
795                 wait_on_buffer(tbh);
796                 if (unlikely(!buffer_uptodate(tbh))) {
797                         err = -EIO;
798                         /*
799                          * Set the buffer uptodate so the page and buffer
800                          * states do not become out of sync.
801                          */
802                         if (PageUptodate(page))
803                                 set_buffer_uptodate(tbh);
804                 }
805         }
806         /* If @sync, now synchronize the mft mirror. */
807         if (sync && ni->mft_no < vol->mftmirr_size)
808                 ntfs_sync_mft_mirror(vol, ni->mft_no, m, sync);
809         /* Remove the mst protection fixups again. */
810         post_write_mst_fixup((NTFS_RECORD*)m);
811         flush_dcache_mft_record_page(ni);
812         if (unlikely(err)) {
813                 /* I/O error during writing.  This is really bad! */
814                 ntfs_error(vol->sb, "I/O error while writing mft record "
815                                 "0x%lx!  Marking base inode as bad.  You "
816                                 "should unmount the volume and run chkdsk.",
817                                 ni->mft_no);
818                 goto err_out;
819         }
820 done:
821         ntfs_debug("Done.");
822         return 0;
823 cleanup_out:
824         /* Clean the buffers. */
825         for (i_bhs = 0; i_bhs < nr_bhs; i_bhs++)
826                 clear_buffer_dirty(bhs[i_bhs]);
827 err_out:
828         /*
829          * Current state: all buffers are clean, unlocked, and uptodate.
830          * The caller should mark the base inode as bad so that no more i/o
831          * happens.  ->clear_inode() will still be invoked so all extent inodes
832          * and other allocated memory will be freed.
833          */
834         if (err == -ENOMEM) {
835                 ntfs_error(vol->sb, "Not enough memory to write mft record.  "
836                                 "Redirtying so the write is retried later.");
837                 mark_mft_record_dirty(ni);
838                 err = 0;
839         } else
840                 NVolSetErrors(vol);
841         return err;
842 }
843
844 /**
845  * ntfs_may_write_mft_record - check if an mft record may be written out
846  * @vol:        [IN]  ntfs volume on which the mft record to check resides
847  * @mft_no:     [IN]  mft record number of the mft record to check
848  * @m:          [IN]  mapped mft record to check
849  * @locked_ni:  [OUT] caller has to unlock this ntfs inode if one is returned
850  *
851  * Check if the mapped (base or extent) mft record @m with mft record number
852  * @mft_no belonging to the ntfs volume @vol may be written out.  If necessary
853  * and possible the ntfs inode of the mft record is locked and the base vfs
854  * inode is pinned.  The locked ntfs inode is then returned in @locked_ni.  The
855  * caller is responsible for unlocking the ntfs inode and unpinning the base
856  * vfs inode.
857  *
858  * Return TRUE if the mft record may be written out and FALSE if not.
859  *
860  * The caller has locked the page and cleared the uptodate flag on it which
861  * means that we can safely write out any dirty mft records that do not have
862  * their inodes in icache as determined by ilookup5() as anyone
863  * opening/creating such an inode would block when attempting to map the mft
864  * record in read_cache_page() until we are finished with the write out.
865  *
866  * Here is a description of the tests we perform:
867  *
868  * If the inode is found in icache we know the mft record must be a base mft
869  * record.  If it is dirty, we do not write it and return FALSE as the vfs
870  * inode write paths will result in the access times being updated which would
871  * cause the base mft record to be redirtied and written out again.  (We know
872  * the access time update will modify the base mft record because Windows
873  * chkdsk complains if the standard information attribute is not in the base
874  * mft record.)
875  *
876  * If the inode is in icache and not dirty, we attempt to lock the mft record
877  * and if we find the lock was already taken, it is not safe to write the mft
878  * record and we return FALSE.
879  *
880  * If we manage to obtain the lock we have exclusive access to the mft record,
881  * which also allows us safe writeout of the mft record.  We then set
882  * @locked_ni to the locked ntfs inode and return TRUE.
883  *
884  * Note we cannot just lock the mft record and sleep while waiting for the lock
885  * because this would deadlock due to lock reversal (normally the mft record is
886  * locked before the page is locked but we already have the page locked here
887  * when we try to lock the mft record).
888  *
889  * If the inode is not in icache we need to perform further checks.
890  *
891  * If the mft record is not a FILE record or it is a base mft record, we can
892  * safely write it and return TRUE.
893  *
894  * We now know the mft record is an extent mft record.  We check if the inode
895  * corresponding to its base mft record is in icache and obtain a reference to
896  * it if it is.  If it is not, we can safely write it and return TRUE.
897  *
898  * We now have the base inode for the extent mft record.  We check if it has an
899  * ntfs inode for the extent mft record attached and if not it is safe to write
900  * the extent mft record and we return TRUE.
901  *
902  * The ntfs inode for the extent mft record is attached to the base inode so we
903  * attempt to lock the extent mft record and if we find the lock was already
904  * taken, it is not safe to write the extent mft record and we return FALSE.
905  *
906  * If we manage to obtain the lock we have exclusive access to the extent mft
907  * record, which also allows us safe writeout of the extent mft record.  We
908  * set the ntfs inode of the extent mft record clean and then set @locked_ni to
909  * the now locked ntfs inode and return TRUE.
910  *
911  * Note, the reason for actually writing dirty mft records here and not just
912  * relying on the vfs inode dirty code paths is that we can have mft records
913  * modified without them ever having actual inodes in memory.  Also we can have
914  * dirty mft records with clean ntfs inodes in memory.  None of the described
915  * cases would result in the dirty mft records being written out if we only
916  * relied on the vfs inode dirty code paths.  And these cases can really occur
917  * during allocation of new mft records and in particular when the
918  * initialized_size of the $MFT/$DATA attribute is extended and the new space
919  * is initialized using ntfs_mft_record_format().  The clean inode can then
920  * appear if the mft record is reused for a new inode before it got written
921  * out.
922  */
923 BOOL ntfs_may_write_mft_record(ntfs_volume *vol, const unsigned long mft_no,
924                 const MFT_RECORD *m, ntfs_inode **locked_ni)
925 {
926         struct super_block *sb = vol->sb;
927         struct inode *mft_vi = vol->mft_ino;
928         struct inode *vi;
929         ntfs_inode *ni, *eni, **extent_nis;
930         int i;
931         ntfs_attr na;
932
933         ntfs_debug("Entering for inode 0x%lx.", mft_no);
934         /*
935          * Normally we do not return a locked inode so set @locked_ni to NULL.
936          */
937         BUG_ON(!locked_ni);
938         *locked_ni = NULL;
939         /*
940          * Check if the inode corresponding to this mft record is in the VFS
941          * inode cache and obtain a reference to it if it is.
942          */
943         ntfs_debug("Looking for inode 0x%lx in icache.", mft_no);
944         na.mft_no = mft_no;
945         na.name = NULL;
946         na.name_len = 0;
947         na.type = AT_UNUSED;
948         /*
949          * For inode 0, i.e. $MFT itself, we cannot use ilookup5() from here or
950          * we deadlock because the inode is already locked by the kernel
951          * (fs/fs-writeback.c::__sync_single_inode()) and ilookup5() waits
952          * until the inode is unlocked before returning it and it never gets
953          * unlocked because ntfs_should_write_mft_record() never returns.  )-:
954          * Fortunately, we have inode 0 pinned in icache for the duration of
955          * the mount so we can access it directly.
956          */
957         if (!mft_no) {
958                 /* Balance the below iput(). */
959                 vi = igrab(mft_vi);
960                 BUG_ON(vi != mft_vi);
961         } else
962                 vi = ilookup5(sb, mft_no, (test_t)ntfs_test_inode, &na);
963         if (vi) {
964                 ntfs_debug("Base inode 0x%lx is in icache.", mft_no);
965                 /* The inode is in icache. */
966                 ni = NTFS_I(vi);
967                 /* Take a reference to the ntfs inode. */
968                 atomic_inc(&ni->count);
969                 /* If the inode is dirty, do not write this record. */
970                 if (NInoDirty(ni)) {
971                         ntfs_debug("Inode 0x%lx is dirty, do not write it.",
972                                         mft_no);
973                         atomic_dec(&ni->count);
974                         iput(vi);
975                         return FALSE;
976                 }
977                 ntfs_debug("Inode 0x%lx is not dirty.", mft_no);
978                 /* The inode is not dirty, try to take the mft record lock. */
979                 if (unlikely(down_trylock(&ni->mrec_lock))) {
980                         ntfs_debug("Mft record 0x%lx is already locked, do "
981                                         "not write it.", mft_no);
982                         atomic_dec(&ni->count);
983                         iput(vi);
984                         return FALSE;
985                 }
986                 ntfs_debug("Managed to lock mft record 0x%lx, write it.",
987                                 mft_no);
988                 /*
989                  * The write has to occur while we hold the mft record lock so
990                  * return the locked ntfs inode.
991                  */
992                 *locked_ni = ni;
993                 return TRUE;
994         }
995         ntfs_debug("Inode 0x%lx is not in icache.", mft_no);
996         /* The inode is not in icache. */
997         /* Write the record if it is not a mft record (type "FILE"). */
998         if (!ntfs_is_mft_record(m->magic)) {
999                 ntfs_debug("Mft record 0x%lx is not a FILE record, write it.",
1000                                 mft_no);
1001                 return TRUE;
1002         }
1003         /* Write the mft record if it is a base inode. */
1004         if (!m->base_mft_record) {
1005                 ntfs_debug("Mft record 0x%lx is a base record, write it.",
1006                                 mft_no);
1007                 return TRUE;
1008         }
1009         /*
1010          * This is an extent mft record.  Check if the inode corresponding to
1011          * its base mft record is in icache and obtain a reference to it if it
1012          * is.
1013          */
1014         na.mft_no = MREF_LE(m->base_mft_record);
1015         ntfs_debug("Mft record 0x%lx is an extent record.  Looking for base "
1016                         "inode 0x%lx in icache.", mft_no, na.mft_no);
1017         vi = ilookup5(sb, na.mft_no, (test_t)ntfs_test_inode, &na);
1018         if (!vi) {
1019                 /*
1020                  * The base inode is not in icache, write this extent mft
1021                  * record.
1022                  */
1023                 ntfs_debug("Base inode 0x%lx is not in icache, write the "
1024                                 "extent record.", na.mft_no);
1025                 return TRUE;
1026         }
1027         ntfs_debug("Base inode 0x%lx is in icache.", na.mft_no);
1028         /*
1029          * The base inode is in icache.  Check if it has the extent inode
1030          * corresponding to this extent mft record attached.
1031          */
1032         ni = NTFS_I(vi);
1033         down(&ni->extent_lock);
1034         if (ni->nr_extents <= 0) {
1035                 /*
1036                  * The base inode has no attached extent inodes, write this
1037                  * extent mft record.
1038                  */
1039                 up(&ni->extent_lock);
1040                 iput(vi);
1041                 ntfs_debug("Base inode 0x%lx has no attached extent inodes, "
1042                                 "write the extent record.", na.mft_no);
1043                 return TRUE;
1044         }
1045         /* Iterate over the attached extent inodes. */
1046         extent_nis = ni->ext.extent_ntfs_inos;
1047         for (eni = NULL, i = 0; i < ni->nr_extents; ++i) {
1048                 if (mft_no == extent_nis[i]->mft_no) {
1049                         /*
1050                          * Found the extent inode corresponding to this extent
1051                          * mft record.
1052                          */
1053                         eni = extent_nis[i];
1054                         break;
1055                 }
1056         }
1057         /*
1058          * If the extent inode was not attached to the base inode, write this
1059          * extent mft record.
1060          */
1061         if (!eni) {
1062                 up(&ni->extent_lock);
1063                 iput(vi);
1064                 ntfs_debug("Extent inode 0x%lx is not attached to its base "
1065                                 "inode 0x%lx, write the extent record.",
1066                                 mft_no, na.mft_no);
1067                 return TRUE;
1068         }
1069         ntfs_debug("Extent inode 0x%lx is attached to its base inode 0x%lx.",
1070                         mft_no, na.mft_no);
1071         /* Take a reference to the extent ntfs inode. */
1072         atomic_inc(&eni->count);
1073         up(&ni->extent_lock);
1074         /*
1075          * Found the extent inode coresponding to this extent mft record.
1076          * Try to take the mft record lock.
1077          */
1078         if (unlikely(down_trylock(&eni->mrec_lock))) {
1079                 atomic_dec(&eni->count);
1080                 iput(vi);
1081                 ntfs_debug("Extent mft record 0x%lx is already locked, do "
1082                                 "not write it.", mft_no);
1083                 return FALSE;
1084         }
1085         ntfs_debug("Managed to lock extent mft record 0x%lx, write it.",
1086                         mft_no);
1087         if (NInoTestClearDirty(eni))
1088                 ntfs_debug("Extent inode 0x%lx is dirty, marking it clean.",
1089                                 mft_no);
1090         /*
1091          * The write has to occur while we hold the mft record lock so return
1092          * the locked extent ntfs inode.
1093          */
1094         *locked_ni = eni;
1095         return TRUE;
1096 }
1097
1098 static const char *es = "  Leaving inconsistent metadata.  Unmount and run "
1099                 "chkdsk.";
1100
1101 /**
1102  * ntfs_mft_bitmap_find_and_alloc_free_rec_nolock - see name
1103  * @vol:        volume on which to search for a free mft record
1104  * @base_ni:    open base inode if allocating an extent mft record or NULL
1105  *
1106  * Search for a free mft record in the mft bitmap attribute on the ntfs volume
1107  * @vol.
1108  *
1109  * If @base_ni is NULL start the search at the default allocator position.
1110  *
1111  * If @base_ni is not NULL start the search at the mft record after the base
1112  * mft record @base_ni.
1113  *
1114  * Return the free mft record on success and -errno on error.  An error code of
1115  * -ENOSPC means that there are no free mft records in the currently
1116  * initialized mft bitmap.
1117  *
1118  * Locking: Caller must hold vol->mftbmp_lock for writing.
1119  */
1120 static int ntfs_mft_bitmap_find_and_alloc_free_rec_nolock(ntfs_volume *vol,
1121                 ntfs_inode *base_ni)
1122 {
1123         s64 pass_end, ll, data_pos, pass_start, ofs, bit;
1124         struct address_space *mftbmp_mapping;
1125         u8 *buf, *byte;
1126         struct page *page;
1127         unsigned int page_ofs, size;
1128         u8 pass, b;
1129
1130         ntfs_debug("Searching for free mft record in the currently "
1131                         "initialized mft bitmap.");
1132         mftbmp_mapping = vol->mftbmp_ino->i_mapping;
1133         /*
1134          * Set the end of the pass making sure we do not overflow the mft
1135          * bitmap.
1136          */
1137         pass_end = NTFS_I(vol->mft_ino)->allocated_size >>
1138                         vol->mft_record_size_bits;
1139         ll = NTFS_I(vol->mftbmp_ino)->initialized_size << 3;
1140         if (pass_end > ll)
1141                 pass_end = ll;
1142         pass = 1;
1143         if (!base_ni)
1144                 data_pos = vol->mft_data_pos;
1145         else
1146                 data_pos = base_ni->mft_no + 1;
1147         if (data_pos < 24)
1148                 data_pos = 24;
1149         if (data_pos >= pass_end) {
1150                 data_pos = 24;
1151                 pass = 2;
1152                 /* This happens on a freshly formatted volume. */
1153                 if (data_pos >= pass_end)
1154                         return -ENOSPC;
1155         }
1156         pass_start = data_pos;
1157         ntfs_debug("Starting bitmap search: pass %u, pass_start 0x%llx, "
1158                         "pass_end 0x%llx, data_pos 0x%llx.", pass,
1159                         (long long)pass_start, (long long)pass_end,
1160                         (long long)data_pos);
1161         /* Loop until a free mft record is found. */
1162         for (; pass <= 2;) {
1163                 /* Cap size to pass_end. */
1164                 ofs = data_pos >> 3;
1165                 page_ofs = ofs & ~PAGE_CACHE_MASK;
1166                 size = PAGE_CACHE_SIZE - page_ofs;
1167                 ll = ((pass_end + 7) >> 3) - ofs;
1168                 if (size > ll)
1169                         size = ll;
1170                 size <<= 3;
1171                 /*
1172                  * If we are still within the active pass, search the next page
1173                  * for a zero bit.
1174                  */
1175                 if (size) {
1176                         page = ntfs_map_page(mftbmp_mapping,
1177                                         ofs >> PAGE_CACHE_SHIFT);
1178                         if (unlikely(IS_ERR(page))) {
1179                                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to read mft "
1180                                                 "bitmap, aborting.");
1181                                 return PTR_ERR(page);
1182                         }
1183                         buf = (u8*)page_address(page) + page_ofs;
1184                         bit = data_pos & 7;
1185                         data_pos &= ~7ull;
1186                         ntfs_debug("Before inner for loop: size 0x%x, "
1187                                         "data_pos 0x%llx, bit 0x%llx", size,
1188                                         (long long)data_pos, (long long)bit);
1189                         for (; bit < size && data_pos + bit < pass_end;
1190                                         bit &= ~7ull, bit += 8) {
1191                                 byte = buf + (bit >> 3);
1192                                 if (*byte == 0xff)
1193                                         continue;
1194                                 b = ffz((unsigned long)*byte);
1195                                 if (b < 8 && b >= (bit & 7)) {
1196                                         ll = data_pos + (bit & ~7ull) + b;
1197                                         if (unlikely(ll > (1ll << 32))) {
1198                                                 ntfs_unmap_page(page);
1199                                                 return -ENOSPC;
1200                                         }
1201                                         *byte |= 1 << b;
1202                                         flush_dcache_page(page);
1203                                         set_page_dirty(page);
1204                                         ntfs_unmap_page(page);
1205                                         ntfs_debug("Done.  (Found and "
1206                                                         "allocated mft record "
1207                                                         "0x%llx.)",
1208                                                         (long long)ll);
1209                                         return ll;
1210                                 }
1211                         }
1212                         ntfs_debug("After inner for loop: size 0x%x, "
1213                                         "data_pos 0x%llx, bit 0x%llx", size,
1214                                         (long long)data_pos, (long long)bit);
1215                         data_pos += size;
1216                         ntfs_unmap_page(page);
1217                         /*
1218                          * If the end of the pass has not been reached yet,
1219                          * continue searching the mft bitmap for a zero bit.
1220                          */
1221                         if (data_pos < pass_end)
1222                                 continue;
1223                 }
1224                 /* Do the next pass. */
1225                 if (++pass == 2) {
1226                         /*
1227                          * Starting the second pass, in which we scan the first
1228                          * part of the zone which we omitted earlier.
1229                          */
1230                         pass_end = pass_start;
1231                         data_pos = pass_start = 24;
1232                         ntfs_debug("pass %i, pass_start 0x%llx, pass_end "
1233                                         "0x%llx.", pass, (long long)pass_start,
1234                                         (long long)pass_end);
1235                         if (data_pos >= pass_end)
1236                                 break;
1237                 }
1238         }
1239         /* No free mft records in currently initialized mft bitmap. */
1240         ntfs_debug("Done.  (No free mft records left in currently initialized "
1241                         "mft bitmap.)");
1242         return -ENOSPC;
1243 }
1244
1245 /**
1246  * ntfs_mft_bitmap_extend_allocation_nolock - extend mft bitmap by a cluster
1247  * @vol:        volume on which to extend the mft bitmap attribute
1248  *
1249  * Extend the mft bitmap attribute on the ntfs volume @vol by one cluster.
1250  *
1251  * Note: Only changes allocated_size, i.e. does not touch initialized_size or
1252  * data_size.
1253  *
1254  * Return 0 on success and -errno on error.
1255  *
1256  * Locking: - Caller must hold vol->mftbmp_lock for writing.
1257  *          - This function takes NTFS_I(vol->mftbmp_ino)->runlist.lock for
1258  *            writing and releases it before returning.
1259  *          - This function takes vol->lcnbmp_lock for writing and releases it
1260  *            before returning.
1261  */
1262 static int ntfs_mft_bitmap_extend_allocation_nolock(ntfs_volume *vol)
1263 {
1264         LCN lcn;
1265         s64 ll;
1266         struct page *page;
1267         ntfs_inode *mft_ni, *mftbmp_ni;
1268         runlist_element *rl, *rl2 = NULL;
1269         ntfs_attr_search_ctx *ctx = NULL;
1270         MFT_RECORD *mrec;
1271         ATTR_RECORD *a = NULL;
1272         int ret, mp_size;
1273         u32 old_alen = 0;
1274         u8 *b, tb;
1275         struct {
1276                 u8 added_cluster:1;
1277                 u8 added_run:1;
1278                 u8 mp_rebuilt:1;
1279         } status = { 0, 0, 0 };
1280
1281         ntfs_debug("Extending mft bitmap allocation.");
1282         mft_ni = NTFS_I(vol->mft_ino);
1283         mftbmp_ni = NTFS_I(vol->mftbmp_ino);
1284         /*
1285          * Determine the last lcn of the mft bitmap.  The allocated size of the
1286          * mft bitmap cannot be zero so we are ok to do this.
1287          * ntfs_find_vcn() returns the runlist locked on success.
1288          */
1289         rl = ntfs_find_vcn(mftbmp_ni, (mftbmp_ni->allocated_size - 1) >>
1290                         vol->cluster_size_bits, TRUE);
1291         if (unlikely(IS_ERR(rl) || !rl->length || rl->lcn < 0)) {
1292                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to determine last allocated "
1293                                 "cluster of mft bitmap attribute.");
1294                 if (!IS_ERR(rl)) {
1295                         up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1296                         ret = -EIO;
1297                 } else
1298                         ret = PTR_ERR(rl);
1299                 return ret;
1300         }
1301         lcn = rl->lcn + rl->length;
1302         ntfs_debug("Last lcn of mft bitmap attribute is 0x%llx.",
1303                         (long long)lcn);
1304         /*
1305          * Attempt to get the cluster following the last allocated cluster by
1306          * hand as it may be in the MFT zone so the allocator would not give it
1307          * to us.
1308          */
1309         ll = lcn >> 3;
1310         page = ntfs_map_page(vol->lcnbmp_ino->i_mapping,
1311                         ll >> PAGE_CACHE_SHIFT);
1312         if (IS_ERR(page)) {
1313                 up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1314                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to read from lcn bitmap.");
1315                 return PTR_ERR(page);
1316         }
1317         b = (u8*)page_address(page) + (ll & ~PAGE_CACHE_MASK);
1318         tb = 1 << (lcn & 7ull);
1319         down_write(&vol->lcnbmp_lock);
1320         if (*b != 0xff && !(*b & tb)) {
1321                 /* Next cluster is free, allocate it. */
1322                 *b |= tb;
1323                 flush_dcache_page(page);
1324                 set_page_dirty(page);
1325                 up_write(&vol->lcnbmp_lock);
1326                 ntfs_unmap_page(page);
1327                 /* Update the mft bitmap runlist. */
1328                 rl->length++;
1329                 rl[1].vcn++;
1330                 status.added_cluster = 1;
1331                 ntfs_debug("Appending one cluster to mft bitmap.");
1332         } else {
1333                 up_write(&vol->lcnbmp_lock);
1334                 ntfs_unmap_page(page);
1335                 /* Allocate a cluster from the DATA_ZONE. */
1336                 rl2 = ntfs_cluster_alloc(vol, rl[1].vcn, 1, lcn, DATA_ZONE);
1337                 if (IS_ERR(rl2)) {
1338                         up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1339                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to allocate a cluster for "
1340                                         "the mft bitmap.");
1341                         return PTR_ERR(rl2);
1342                 }
1343                 rl = ntfs_runlists_merge(mftbmp_ni->runlist.rl, rl2);
1344                 if (IS_ERR(rl)) {
1345                         up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1346                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to merge runlists for mft "
1347                                         "bitmap.");
1348                         if (ntfs_cluster_free_from_rl(vol, rl2)) {
1349                                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to dealocate "
1350                                                 "allocated cluster.%s", es);
1351                                 NVolSetErrors(vol);
1352                         }
1353                         ntfs_free(rl2);
1354                         return PTR_ERR(rl);
1355                 }
1356                 mftbmp_ni->runlist.rl = rl;
1357                 status.added_run = 1;
1358                 ntfs_debug("Adding one run to mft bitmap.");
1359                 /* Find the last run in the new runlist. */
1360                 for (; rl[1].length; rl++)
1361                         ;
1362         }
1363         /*
1364          * Update the attribute record as well.  Note: @rl is the last
1365          * (non-terminator) runlist element of mft bitmap.
1366          */
1367         mrec = map_mft_record(mft_ni);
1368         if (IS_ERR(mrec)) {
1369                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft record.");
1370                 ret = PTR_ERR(mrec);
1371                 goto undo_alloc;
1372         }
1373         ctx = ntfs_attr_get_search_ctx(mft_ni, mrec);
1374         if (unlikely(!ctx)) {
1375                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to get search context.");
1376                 ret = -ENOMEM;
1377                 goto undo_alloc;
1378         }
1379         ret = ntfs_attr_lookup(mftbmp_ni->type, mftbmp_ni->name,
1380                         mftbmp_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, rl[1].vcn, NULL,
1381                         0, ctx);
1382         if (unlikely(ret)) {
1383                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find last attribute extent of "
1384                                 "mft bitmap attribute.");
1385                 if (ret == -ENOENT)
1386                         ret = -EIO;
1387                 goto undo_alloc;
1388         }
1389         a = ctx->attr;
1390         ll = sle64_to_cpu(a->data.non_resident.lowest_vcn);
1391         /* Search back for the previous last allocated cluster of mft bitmap. */
1392         for (rl2 = rl; rl2 > mftbmp_ni->runlist.rl; rl2--) {
1393                 if (ll >= rl2->vcn)
1394                         break;
1395         }
1396         BUG_ON(ll < rl2->vcn);
1397         BUG_ON(ll >= rl2->vcn + rl2->length);
1398         /* Get the size for the new mapping pairs array for this extent. */
1399         mp_size = ntfs_get_size_for_mapping_pairs(vol, rl2, ll);
1400         if (unlikely(mp_size <= 0)) {
1401                 ntfs_error(vol->sb, "Get size for mapping pairs failed for "
1402                                 "mft bitmap attribute extent.");
1403                 ret = mp_size;
1404                 if (!ret)
1405                         ret = -EIO;
1406                 goto undo_alloc;
1407         }
1408         /* Expand the attribute record if necessary. */
1409         old_alen = le32_to_cpu(a->length);
1410         ret = ntfs_attr_record_resize(ctx->mrec, a, mp_size +
1411                         le16_to_cpu(a->data.non_resident.mapping_pairs_offset));
1412         if (unlikely(ret)) {
1413                 if (ret != -ENOSPC) {
1414                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to resize attribute "
1415                                         "record for mft bitmap attribute.");
1416                         goto undo_alloc;
1417                 }
1418                 // TODO: Deal with this by moving this extent to a new mft
1419                 // record or by starting a new extent in a new mft record or by
1420                 // moving other attributes out of this mft record.
1421                 ntfs_error(vol->sb, "Not enough space in this mft record to "
1422                                 "accomodate extended mft bitmap attribute "
1423                                 "extent.  Cannot handle this yet.");
1424                 ret = -EOPNOTSUPP;
1425                 goto undo_alloc;
1426         }
1427         status.mp_rebuilt = 1;
1428         /* Generate the mapping pairs array directly into the attr record. */
1429         ret = ntfs_mapping_pairs_build(vol, (u8*)a +
1430                         le16_to_cpu(a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1431                         mp_size, rl2, ll, NULL);
1432         if (unlikely(ret)) {
1433                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to build mapping pairs array for "
1434                                 "mft bitmap attribute.");
1435                 goto undo_alloc;
1436         }
1437         /* Update the highest_vcn. */
1438         a->data.non_resident.highest_vcn = cpu_to_sle64(rl[1].vcn - 1);
1439         /*
1440          * We now have extended the mft bitmap allocated_size by one cluster.
1441          * Reflect this in the ntfs_inode structure and the attribute record.
1442          */
1443         if (a->data.non_resident.lowest_vcn) {
1444                 /*
1445                  * We are not in the first attribute extent, switch to it, but
1446                  * first ensure the changes will make it to disk later.
1447                  */
1448                 flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1449                 mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1450                 ntfs_attr_reinit_search_ctx(ctx);
1451                 ret = ntfs_attr_lookup(mftbmp_ni->type, mftbmp_ni->name,
1452                                 mftbmp_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, 0, NULL,
1453                                 0, ctx);
1454                 if (unlikely(ret)) {
1455                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to find first attribute "
1456                                         "extent of mft bitmap attribute.");
1457                         goto restore_undo_alloc;
1458                 }
1459                 a = ctx->attr;
1460         }
1461         mftbmp_ni->allocated_size += vol->cluster_size;
1462         a->data.non_resident.allocated_size =
1463                         cpu_to_sle64(mftbmp_ni->allocated_size);
1464         /* Ensure the changes make it to disk. */
1465         flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1466         mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1467         ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1468         unmap_mft_record(mft_ni);
1469         up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1470         ntfs_debug("Done.");
1471         return 0;
1472 restore_undo_alloc:
1473         ntfs_attr_reinit_search_ctx(ctx);
1474         if (ntfs_attr_lookup(mftbmp_ni->type, mftbmp_ni->name,
1475                         mftbmp_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, rl[1].vcn, NULL,
1476                         0, ctx)) {
1477                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find last attribute extent of "
1478                                 "mft bitmap attribute.%s", es);
1479                 mftbmp_ni->allocated_size += vol->cluster_size;
1480                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1481                 unmap_mft_record(mft_ni);
1482                 up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1483                 /*
1484                  * The only thing that is now wrong is ->allocated_size of the
1485                  * base attribute extent which chkdsk should be able to fix.
1486                  */
1487                 NVolSetErrors(vol);
1488                 return ret;
1489         }
1490         a = ctx->attr;
1491         a->data.non_resident.highest_vcn = cpu_to_sle64(rl[1].vcn - 2);
1492 undo_alloc:
1493         if (status.added_cluster) {
1494                 /* Truncate the last run in the runlist by one cluster. */
1495                 rl->length--;
1496                 rl[1].vcn--;
1497         } else if (status.added_run) {
1498                 lcn = rl->lcn;
1499                 /* Remove the last run from the runlist. */
1500                 rl->lcn = rl[1].lcn;
1501                 rl->length = 0;
1502         }
1503         /* Deallocate the cluster. */
1504         down_write(&vol->lcnbmp_lock);
1505         if (ntfs_bitmap_clear_bit(vol->lcnbmp_ino, lcn)) {
1506                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to free allocated cluster.%s", es);
1507                 NVolSetErrors(vol);
1508         }
1509         up_write(&vol->lcnbmp_lock);
1510         if (status.mp_rebuilt) {
1511                 if (ntfs_mapping_pairs_build(vol, (u8*)a + le16_to_cpu(
1512                                 a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1513                                 old_alen - le16_to_cpu(
1514                                 a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1515                                 rl2, ll, NULL)) {
1516                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to restore mapping pairs "
1517                                         "array.%s", es);
1518                         NVolSetErrors(vol);
1519                 }
1520                 if (ntfs_attr_record_resize(ctx->mrec, a, old_alen)) {
1521                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to restore attribute "
1522                                         "record.%s", es);
1523                         NVolSetErrors(vol);
1524                 }
1525                 flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1526                 mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1527         }
1528         if (ctx)
1529                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1530         if (!IS_ERR(mrec))
1531                 unmap_mft_record(mft_ni);
1532         up_write(&mftbmp_ni->runlist.lock);
1533         return ret;
1534 }
1535
1536 /**
1537  * ntfs_mft_bitmap_extend_initialized_nolock - extend mftbmp initialized data
1538  * @vol:        volume on which to extend the mft bitmap attribute
1539  *
1540  * Extend the initialized portion of the mft bitmap attribute on the ntfs
1541  * volume @vol by 8 bytes.
1542  *
1543  * Note:  Only changes initialized_size and data_size, i.e. requires that
1544  * allocated_size is big enough to fit the new initialized_size.
1545  *
1546  * Return 0 on success and -error on error.
1547  *
1548  * Locking: Caller must hold vol->mftbmp_lock for writing.
1549  */
1550 static int ntfs_mft_bitmap_extend_initialized_nolock(ntfs_volume *vol)
1551 {
1552         s64 old_data_size, old_initialized_size;
1553         struct inode *mftbmp_vi;
1554         ntfs_inode *mft_ni, *mftbmp_ni;
1555         ntfs_attr_search_ctx *ctx;
1556         MFT_RECORD *mrec;
1557         ATTR_RECORD *a;
1558         int ret;
1559
1560         ntfs_debug("Extending mft bitmap initiailized (and data) size.");
1561         mft_ni = NTFS_I(vol->mft_ino);
1562         mftbmp_vi = vol->mftbmp_ino;
1563         mftbmp_ni = NTFS_I(mftbmp_vi);
1564         /* Get the attribute record. */
1565         mrec = map_mft_record(mft_ni);
1566         if (IS_ERR(mrec)) {
1567                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft record.");
1568                 return PTR_ERR(mrec);
1569         }
1570         ctx = ntfs_attr_get_search_ctx(mft_ni, mrec);
1571         if (unlikely(!ctx)) {
1572                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to get search context.");
1573                 ret = -ENOMEM;
1574                 goto unm_err_out;
1575         }
1576         ret = ntfs_attr_lookup(mftbmp_ni->type, mftbmp_ni->name,
1577                         mftbmp_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, 0, NULL, 0, ctx);
1578         if (unlikely(ret)) {
1579                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find first attribute extent of "
1580                                 "mft bitmap attribute.");
1581                 if (ret == -ENOENT)
1582                         ret = -EIO;
1583                 goto put_err_out;
1584         }
1585         a = ctx->attr;
1586         old_data_size = mftbmp_vi->i_size;
1587         old_initialized_size = mftbmp_ni->initialized_size;
1588         /*
1589          * We can simply update the initialized_size before filling the space
1590          * with zeroes because the caller is holding the mft bitmap lock for
1591          * writing which ensures that no one else is trying to access the data.
1592          */
1593         mftbmp_ni->initialized_size += 8;
1594         a->data.non_resident.initialized_size =
1595                         cpu_to_sle64(mftbmp_ni->initialized_size);
1596         if (mftbmp_ni->initialized_size > mftbmp_vi->i_size) {
1597                 mftbmp_vi->i_size = mftbmp_ni->initialized_size;
1598                 a->data.non_resident.data_size =
1599                                 cpu_to_sle64(mftbmp_vi->i_size);
1600         }
1601         /* Ensure the changes make it to disk. */
1602         flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1603         mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1604         ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1605         unmap_mft_record(mft_ni);
1606         /* Initialize the mft bitmap attribute value with zeroes. */
1607         ret = ntfs_attr_set(mftbmp_ni, old_initialized_size, 8, 0);
1608         if (likely(!ret)) {
1609                 ntfs_debug("Done.  (Wrote eight initialized bytes to mft "
1610                                 "bitmap.");
1611                 return 0;
1612         }
1613         ntfs_error(vol->sb, "Failed to write to mft bitmap.");
1614         /* Try to recover from the error. */
1615         mrec = map_mft_record(mft_ni);
1616         if (IS_ERR(mrec)) {
1617                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft record.%s", es);
1618                 NVolSetErrors(vol);
1619                 return ret;
1620         }
1621         ctx = ntfs_attr_get_search_ctx(mft_ni, mrec);
1622         if (unlikely(!ctx)) {
1623                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to get search context.%s", es);
1624                 NVolSetErrors(vol);
1625                 goto unm_err_out;
1626         }
1627         if (ntfs_attr_lookup(mftbmp_ni->type, mftbmp_ni->name,
1628                         mftbmp_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, 0, NULL, 0, ctx)) {
1629                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find first attribute extent of "
1630                                 "mft bitmap attribute.%s", es);
1631                 NVolSetErrors(vol);
1632 put_err_out:
1633                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1634 unm_err_out:
1635                 unmap_mft_record(mft_ni);
1636                 goto err_out;
1637         }
1638         a = ctx->attr;
1639         mftbmp_ni->initialized_size = old_initialized_size;
1640         a->data.non_resident.initialized_size =
1641                         cpu_to_sle64(old_initialized_size);
1642         if (mftbmp_vi->i_size != old_data_size) {
1643                 mftbmp_vi->i_size = old_data_size;
1644                 a->data.non_resident.data_size = cpu_to_sle64(old_data_size);
1645         }
1646         flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1647         mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1648         ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1649         unmap_mft_record(mft_ni);
1650         ntfs_debug("Restored status of mftbmp: allocated_size 0x%llx, "
1651                         "data_size 0x%llx, initialized_size 0x%llx.",
1652                         (long long)mftbmp_ni->allocated_size,
1653                         (long long)mftbmp_vi->i_size,
1654                         (long long)mftbmp_ni->initialized_size);
1655 err_out:
1656         return ret;
1657 }
1658
1659 /**
1660  * ntfs_mft_data_extend_allocation_nolock - extend mft data attribute
1661  * @vol:        volume on which to extend the mft data attribute
1662  *
1663  * Extend the mft data attribute on the ntfs volume @vol by 16 mft records
1664  * worth of clusters or if not enough space for this by one mft record worth
1665  * of clusters.
1666  *
1667  * Note:  Only changes allocated_size, i.e. does not touch initialized_size or
1668  * data_size.
1669  *
1670  * Return 0 on success and -errno on error.
1671  *
1672  * Locking: - Caller must hold vol->mftbmp_lock for writing.
1673  *          - This function takes NTFS_I(vol->mft_ino)->runlist.lock for
1674  *            writing and releases it before returning.
1675  *          - This function calls functions which take vol->lcnbmp_lock for
1676  *            writing and release it before returning.
1677  */
1678 static int ntfs_mft_data_extend_allocation_nolock(ntfs_volume *vol)
1679 {
1680         LCN lcn;
1681         VCN old_last_vcn;
1682         s64 min_nr, nr, ll = 0;
1683         ntfs_inode *mft_ni;
1684         runlist_element *rl, *rl2;
1685         ntfs_attr_search_ctx *ctx = NULL;
1686         MFT_RECORD *mrec;
1687         ATTR_RECORD *a = NULL;
1688         int ret, mp_size;
1689         u32 old_alen = 0;
1690         BOOL mp_rebuilt = FALSE;
1691
1692         ntfs_debug("Extending mft data allocation.");
1693         mft_ni = NTFS_I(vol->mft_ino);
1694         /*
1695          * Determine the preferred allocation location, i.e. the last lcn of
1696          * the mft data attribute.  The allocated size of the mft data
1697          * attribute cannot be zero so we are ok to do this.
1698          * ntfs_find_vcn() returns the runlist locked on success.
1699          */
1700         rl = ntfs_find_vcn(mft_ni, (mft_ni->allocated_size - 1) >>
1701                         vol->cluster_size_bits, TRUE);
1702         if (unlikely(IS_ERR(rl) || !rl->length || rl->lcn < 0)) {
1703                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to determine last allocated "
1704                                 "cluster of mft data attribute.");
1705                 if (!IS_ERR(rl)) {
1706                         up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1707                         ret = -EIO;
1708                 } else
1709                         ret = PTR_ERR(rl);
1710                 return ret;
1711         }
1712         lcn = rl->lcn + rl->length;
1713         ntfs_debug("Last lcn of mft data attribute is 0x%llx.",
1714                         (long long)lcn);
1715         /* Minimum allocation is one mft record worth of clusters. */
1716         min_nr = vol->mft_record_size >> vol->cluster_size_bits;
1717         if (!min_nr)
1718                 min_nr = 1;
1719         /* Want to allocate 16 mft records worth of clusters. */
1720         nr = vol->mft_record_size << 4 >> vol->cluster_size_bits;
1721         if (!nr)
1722                 nr = min_nr;
1723         /* Ensure we do not go above 2^32-1 mft records. */
1724         if (unlikely((mft_ni->allocated_size +
1725                         (nr << vol->cluster_size_bits)) >>
1726                         vol->mft_record_size_bits >= (1ll << 32))) {
1727                 nr = min_nr;
1728                 if (unlikely((mft_ni->allocated_size +
1729                                 (nr << vol->cluster_size_bits)) >>
1730                                 vol->mft_record_size_bits >= (1ll << 32))) {
1731                         ntfs_warning(vol->sb, "Cannot allocate mft record "
1732                                         "because the maximum number of inodes "
1733                                         "(2^32) has already been reached.");
1734                         up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1735                         return -ENOSPC;
1736                 }
1737         }
1738         ntfs_debug("Trying mft data allocation with %s cluster count %lli.",
1739                         nr > min_nr ? "default" : "minimal", (long long)nr);
1740         old_last_vcn = rl[1].vcn;
1741         do {
1742                 rl2 = ntfs_cluster_alloc(vol, old_last_vcn, nr, lcn, MFT_ZONE);
1743                 if (likely(!IS_ERR(rl2)))
1744                         break;
1745                 if (PTR_ERR(rl2) != -ENOSPC || nr == min_nr) {
1746                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to allocate the minimal "
1747                                         "number of clusters (%lli) for the "
1748                                         "mft data attribute.", (long long)nr);
1749                         up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1750                         return PTR_ERR(rl2);
1751                 }
1752                 /*
1753                  * There is not enough space to do the allocation, but there
1754                  * might be enough space to do a minimal allocation so try that
1755                  * before failing.
1756                  */
1757                 nr = min_nr;
1758                 ntfs_debug("Retrying mft data allocation with minimal cluster "
1759                                 "count %lli.", (long long)nr);
1760         } while (1);
1761         rl = ntfs_runlists_merge(mft_ni->runlist.rl, rl2);
1762         if (IS_ERR(rl)) {
1763                 up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1764                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to merge runlists for mft data "
1765                                 "attribute.");
1766                 if (ntfs_cluster_free_from_rl(vol, rl2)) {
1767                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to dealocate clusters "
1768                                         "from the mft data attribute.%s", es);
1769                         NVolSetErrors(vol);
1770                 }
1771                 ntfs_free(rl2);
1772                 return PTR_ERR(rl);
1773         }
1774         mft_ni->runlist.rl = rl;
1775         ntfs_debug("Allocated %lli clusters.", nr);
1776         /* Find the last run in the new runlist. */
1777         for (; rl[1].length; rl++)
1778                 ;
1779         /* Update the attribute record as well. */
1780         mrec = map_mft_record(mft_ni);
1781         if (IS_ERR(mrec)) {
1782                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft record.");
1783                 ret = PTR_ERR(mrec);
1784                 goto undo_alloc;
1785         }
1786         ctx = ntfs_attr_get_search_ctx(mft_ni, mrec);
1787         if (unlikely(!ctx)) {
1788                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to get search context.");
1789                 ret = -ENOMEM;
1790                 goto undo_alloc;
1791         }
1792         ret = ntfs_attr_lookup(mft_ni->type, mft_ni->name, mft_ni->name_len,
1793                         CASE_SENSITIVE, rl[1].vcn, NULL, 0, ctx);
1794         if (unlikely(ret)) {
1795                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find last attribute extent of "
1796                                 "mft data attribute.");
1797                 if (ret == -ENOENT)
1798                         ret = -EIO;
1799                 goto undo_alloc;
1800         }
1801         a = ctx->attr;
1802         ll = sle64_to_cpu(a->data.non_resident.lowest_vcn);
1803         /* Search back for the previous last allocated cluster of mft bitmap. */
1804         for (rl2 = rl; rl2 > mft_ni->runlist.rl; rl2--) {
1805                 if (ll >= rl2->vcn)
1806                         break;
1807         }
1808         BUG_ON(ll < rl2->vcn);
1809         BUG_ON(ll >= rl2->vcn + rl2->length);
1810         /* Get the size for the new mapping pairs array for this extent. */
1811         mp_size = ntfs_get_size_for_mapping_pairs(vol, rl2, ll);
1812         if (unlikely(mp_size <= 0)) {
1813                 ntfs_error(vol->sb, "Get size for mapping pairs failed for "
1814                                 "mft data attribute extent.");
1815                 ret = mp_size;
1816                 if (!ret)
1817                         ret = -EIO;
1818                 goto undo_alloc;
1819         }
1820         /* Expand the attribute record if necessary. */
1821         old_alen = le32_to_cpu(a->length);
1822         ret = ntfs_attr_record_resize(ctx->mrec, a, mp_size +
1823                         le16_to_cpu(a->data.non_resident.mapping_pairs_offset));
1824         if (unlikely(ret)) {
1825                 if (ret != -ENOSPC) {
1826                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to resize attribute "
1827                                         "record for mft data attribute.");
1828                         goto undo_alloc;
1829                 }
1830                 // TODO: Deal with this by moving this extent to a new mft
1831                 // record or by starting a new extent in a new mft record or by
1832                 // moving other attributes out of this mft record.
1833                 // Note: Use the special reserved mft records and ensure that
1834                 // this extent is not required to find the mft record in
1835                 // question.
1836                 ntfs_error(vol->sb, "Not enough space in this mft record to "
1837                                 "accomodate extended mft data attribute "
1838                                 "extent.  Cannot handle this yet.");
1839                 ret = -EOPNOTSUPP;
1840                 goto undo_alloc;
1841         }
1842         mp_rebuilt = TRUE;
1843         /* Generate the mapping pairs array directly into the attr record. */
1844         ret = ntfs_mapping_pairs_build(vol, (u8*)a +
1845                         le16_to_cpu(a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1846                         mp_size, rl2, ll, NULL);
1847         if (unlikely(ret)) {
1848                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to build mapping pairs array of "
1849                                 "mft data attribute.");
1850                 goto undo_alloc;
1851         }
1852         /* Update the highest_vcn. */
1853         a->data.non_resident.highest_vcn = cpu_to_sle64(rl[1].vcn - 1);
1854         /*
1855          * We now have extended the mft data allocated_size by nr clusters.
1856          * Reflect this in the ntfs_inode structure and the attribute record.
1857          * @rl is the last (non-terminator) runlist element of mft data
1858          * attribute.
1859          */
1860         if (a->data.non_resident.lowest_vcn) {
1861                 /*
1862                  * We are not in the first attribute extent, switch to it, but
1863                  * first ensure the changes will make it to disk later.
1864                  */
1865                 flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1866                 mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1867                 ntfs_attr_reinit_search_ctx(ctx);
1868                 ret = ntfs_attr_lookup(mft_ni->type, mft_ni->name,
1869                                 mft_ni->name_len, CASE_SENSITIVE, 0, NULL, 0,
1870                                 ctx);
1871                 if (unlikely(ret)) {
1872                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to find first attribute "
1873                                         "extent of mft data attribute.");
1874                         goto restore_undo_alloc;
1875                 }
1876                 a = ctx->attr;
1877         }
1878         mft_ni->allocated_size += nr << vol->cluster_size_bits;
1879         a->data.non_resident.allocated_size =
1880                         cpu_to_sle64(mft_ni->allocated_size);
1881         /* Ensure the changes make it to disk. */
1882         flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1883         mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1884         ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1885         unmap_mft_record(mft_ni);
1886         up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1887         ntfs_debug("Done.");
1888         return 0;
1889 restore_undo_alloc:
1890         ntfs_attr_reinit_search_ctx(ctx);
1891         if (ntfs_attr_lookup(mft_ni->type, mft_ni->name, mft_ni->name_len,
1892                         CASE_SENSITIVE, rl[1].vcn, NULL, 0, ctx)) {
1893                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find last attribute extent of "
1894                                 "mft data attribute.%s", es);
1895                 mft_ni->allocated_size += nr << vol->cluster_size_bits;
1896                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1897                 unmap_mft_record(mft_ni);
1898                 up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1899                 /*
1900                  * The only thing that is now wrong is ->allocated_size of the
1901                  * base attribute extent which chkdsk should be able to fix.
1902                  */
1903                 NVolSetErrors(vol);
1904                 return ret;
1905         }
1906         a = ctx->attr;
1907         a->data.non_resident.highest_vcn = cpu_to_sle64(old_last_vcn - 1);
1908 undo_alloc:
1909         if (ntfs_cluster_free(vol->mft_ino, old_last_vcn, -1) < 0) {
1910                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to free clusters from mft data "
1911                                 "attribute.%s", es);
1912                 NVolSetErrors(vol);
1913         }
1914         if (ntfs_rl_truncate_nolock(vol, &mft_ni->runlist, old_last_vcn)) {
1915                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to truncate mft data attribute "
1916                                 "runlist.%s", es);
1917                 NVolSetErrors(vol);
1918         }
1919         if (mp_rebuilt) {
1920                 if (ntfs_mapping_pairs_build(vol, (u8*)a + le16_to_cpu(
1921                                 a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1922                                 old_alen - le16_to_cpu(
1923                                 a->data.non_resident.mapping_pairs_offset),
1924                                 rl2, ll, NULL)) {
1925                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to restore mapping pairs "
1926                                         "array.%s", es);
1927                         NVolSetErrors(vol);
1928                 }
1929                 if (ntfs_attr_record_resize(ctx->mrec, a, old_alen)) {
1930                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to restore attribute "
1931                                         "record.%s", es);
1932                         NVolSetErrors(vol);
1933                 }
1934                 flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
1935                 mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
1936         }
1937         if (ctx)
1938                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
1939         if (!IS_ERR(mrec))
1940                 unmap_mft_record(mft_ni);
1941         up_write(&mft_ni->runlist.lock);
1942         return ret;
1943 }
1944
1945 /**
1946  * ntfs_mft_record_layout - layout an mft record into a memory buffer
1947  * @vol:        volume to which the mft record will belong
1948  * @mft_no:     mft reference specifying the mft record number
1949  * @m:          destination buffer of size >= @vol->mft_record_size bytes
1950  *
1951  * Layout an empty, unused mft record with the mft record number @mft_no into
1952  * the buffer @m.  The volume @vol is needed because the mft record structure
1953  * was modified in NTFS 3.1 so we need to know which volume version this mft
1954  * record will be used on.
1955  *
1956  * Return 0 on success and -errno on error.
1957  */
1958 static int ntfs_mft_record_layout(const ntfs_volume *vol, const s64 mft_no,
1959                 MFT_RECORD *m)
1960 {
1961         ATTR_RECORD *a;
1962
1963         ntfs_debug("Entering for mft record 0x%llx.", (long long)mft_no);
1964         if (mft_no >= (1ll << 32)) {
1965                 ntfs_error(vol->sb, "Mft record number 0x%llx exceeds "
1966                                 "maximum of 2^32.", (long long)mft_no);
1967                 return -ERANGE;
1968         }
1969         /* Start by clearing the whole mft record to gives us a clean slate. */
1970         memset(m, 0, vol->mft_record_size);
1971         /* Aligned to 2-byte boundary. */
1972         if (vol->major_ver < 3 || (vol->major_ver == 3 && !vol->minor_ver))
1973                 m->usa_ofs = cpu_to_le16((sizeof(MFT_RECORD_OLD) + 1) & ~1);
1974         else {
1975                 m->usa_ofs = cpu_to_le16((sizeof(MFT_RECORD) + 1) & ~1);
1976                 /*
1977                  * Set the NTFS 3.1+ specific fields while we know that the
1978                  * volume version is 3.1+.
1979                  */
1980                 m->reserved = 0;
1981                 m->mft_record_number = cpu_to_le32((u32)mft_no);
1982         }
1983         m->magic = magic_FILE;
1984         if (vol->mft_record_size >= NTFS_BLOCK_SIZE)
1985                 m->usa_count = cpu_to_le16(vol->mft_record_size /
1986                                 NTFS_BLOCK_SIZE + 1);
1987         else {
1988                 m->usa_count = cpu_to_le16(1);
1989                 ntfs_warning(vol->sb, "Sector size is bigger than mft record "
1990                                 "size.  Setting usa_count to 1.  If chkdsk "
1991                                 "reports this as corruption, please email "
1992                                 "linux-ntfs-dev@lists.sourceforge.net stating "
1993                                 "that you saw this message and that the "
1994                                 "modified file system created was corrupt.  "
1995                                 "Thank you.");
1996         }
1997         /* Set the update sequence number to 1. */
1998         *(le16*)((u8*)m + le16_to_cpu(m->usa_ofs)) = cpu_to_le16(1);
1999         m->lsn = 0;
2000         m->sequence_number = cpu_to_le16(1);
2001         m->link_count = 0;
2002         /*
2003          * Place the attributes straight after the update sequence array,
2004          * aligned to 8-byte boundary.
2005          */
2006         m->attrs_offset = cpu_to_le16((le16_to_cpu(m->usa_ofs) +
2007                         (le16_to_cpu(m->usa_count) << 1) + 7) & ~7);
2008         m->flags = 0;
2009         /*
2010          * Using attrs_offset plus eight bytes (for the termination attribute).
2011          * attrs_offset is already aligned to 8-byte boundary, so no need to
2012          * align again.
2013          */
2014         m->bytes_in_use = cpu_to_le32(le16_to_cpu(m->attrs_offset) + 8);
2015         m->bytes_allocated = cpu_to_le32(vol->mft_record_size);
2016         m->base_mft_record = 0;
2017         m->next_attr_instance = 0;
2018         /* Add the termination attribute. */
2019         a = (ATTR_RECORD*)((u8*)m + le16_to_cpu(m->attrs_offset));
2020         a->type = AT_END;
2021         a->length = 0;
2022         ntfs_debug("Done.");
2023         return 0;
2024 }
2025
2026 /**
2027  * ntfs_mft_record_format - format an mft record on an ntfs volume
2028  * @vol:        volume on which to format the mft record
2029  * @mft_no:     mft record number to format
2030  *
2031  * Format the mft record @mft_no in $MFT/$DATA, i.e. lay out an empty, unused
2032  * mft record into the appropriate place of the mft data attribute.  This is
2033  * used when extending the mft data attribute.
2034  *
2035  * Return 0 on success and -errno on error.
2036  */
2037 static int ntfs_mft_record_format(const ntfs_volume *vol, const s64 mft_no)
2038 {
2039         struct inode *mft_vi = vol->mft_ino;
2040         struct page *page;
2041         MFT_RECORD *m;
2042         pgoff_t index, end_index;
2043         unsigned int ofs;
2044         int err;
2045
2046         ntfs_debug("Entering for mft record 0x%llx.", (long long)mft_no);
2047         /*
2048          * The index into the page cache and the offset within the page cache
2049          * page of the wanted mft record.
2050          */
2051         index = mft_no << vol->mft_record_size_bits >> PAGE_CACHE_SHIFT;
2052         ofs = (mft_no << vol->mft_record_size_bits) & ~PAGE_CACHE_MASK;
2053         /* The maximum valid index into the page cache for $MFT's data. */
2054         end_index = mft_vi->i_size >> PAGE_CACHE_SHIFT;
2055         if (unlikely(index >= end_index)) {
2056                 if (unlikely(index > end_index || ofs + vol->mft_record_size >=
2057                                 (mft_vi->i_size & ~PAGE_CACHE_MASK))) {
2058                         ntfs_error(vol->sb, "Tried to format non-existing mft "
2059                                         "record 0x%llx.", (long long)mft_no);
2060                         return -ENOENT;
2061                 }
2062         }
2063         /* Read, map, and pin the page containing the mft record. */
2064         page = ntfs_map_page(mft_vi->i_mapping, index);
2065         if (unlikely(IS_ERR(page))) {
2066                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map page containing mft record "
2067                                 "to format 0x%llx.", (long long)mft_no);
2068                 return PTR_ERR(page);
2069         }
2070         lock_page(page);
2071         BUG_ON(!PageUptodate(page));
2072         ClearPageUptodate(page);
2073         m = (MFT_RECORD*)((u8*)page_address(page) + ofs);
2074         err = ntfs_mft_record_layout(vol, mft_no, m);
2075         if (unlikely(err)) {
2076                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to layout mft record 0x%llx.",
2077                                 (long long)mft_no);
2078                 SetPageUptodate(page);
2079                 unlock_page(page);
2080                 ntfs_unmap_page(page);
2081                 return err;
2082         }
2083         flush_dcache_page(page);
2084         SetPageUptodate(page);
2085         unlock_page(page);
2086         /*
2087          * Make sure the mft record is written out to disk.  We could use
2088          * ilookup5() to check if an inode is in icache and so on but this is
2089          * unnecessary as ntfs_writepage() will write the dirty record anyway.
2090          */
2091         mark_ntfs_record_dirty(page, ofs);
2092         ntfs_unmap_page(page);
2093         ntfs_debug("Done.");
2094         return 0;
2095 }
2096
2097 /**
2098  * ntfs_mft_record_alloc - allocate an mft record on an ntfs volume
2099  * @vol:        [IN]  volume on which to allocate the mft record
2100  * @mode:       [IN]  mode if want a file or directory, i.e. base inode or 0
2101  * @base_ni:    [IN]  open base inode if allocating an extent mft record or NULL
2102  * @mrec:       [OUT] on successful return this is the mapped mft record
2103  *
2104  * Allocate an mft record in $MFT/$DATA of an open ntfs volume @vol.
2105  *
2106  * If @base_ni is NULL make the mft record a base mft record, i.e. a file or
2107  * direvctory inode, and allocate it at the default allocator position.  In
2108  * this case @mode is the file mode as given to us by the caller.  We in
2109  * particular use @mode to distinguish whether a file or a directory is being
2110  * created (S_IFDIR(mode) and S_IFREG(mode), respectively).
2111  *
2112  * If @base_ni is not NULL make the allocated mft record an extent record,
2113  * allocate it starting at the mft record after the base mft record and attach
2114  * the allocated and opened ntfs inode to the base inode @base_ni.  In this
2115  * case @mode must be 0 as it is meaningless for extent inodes.
2116  *
2117  * You need to check the return value with IS_ERR().  If false, the function
2118  * was successful and the return value is the now opened ntfs inode of the
2119  * allocated mft record.  *@mrec is then set to the allocated, mapped, pinned,
2120  * and locked mft record.  If IS_ERR() is true, the function failed and the
2121  * error code is obtained from PTR_ERR(return value).  *@mrec is undefined in
2122  * this case.
2123  *
2124  * Allocation strategy:
2125  *
2126  * To find a free mft record, we scan the mft bitmap for a zero bit.  To
2127  * optimize this we start scanning at the place specified by @base_ni or if
2128  * @base_ni is NULL we start where we last stopped and we perform wrap around
2129  * when we reach the end.  Note, we do not try to allocate mft records below
2130  * number 24 because numbers 0 to 15 are the defined system files anyway and 16
2131  * to 24 are special in that they are used for storing extension mft records
2132  * for the $DATA attribute of $MFT.  This is required to avoid the possibility
2133  * of creating a runlist with a circular dependency which once written to disk
2134  * can never be read in again.  Windows will only use records 16 to 24 for
2135  * normal files if the volume is completely out of space.  We never use them
2136  * which means that when the volume is really out of space we cannot create any
2137  * more files while Windows can still create up to 8 small files.  We can start
2138  * doing this at some later time, it does not matter much for now.
2139  *
2140  * When scanning the mft bitmap, we only search up to the last allocated mft
2141  * record.  If there are no free records left in the range 24 to number of
2142  * allocated mft records, then we extend the $MFT/$DATA attribute in order to
2143  * create free mft records.  We extend the allocated size of $MFT/$DATA by 16
2144  * records at a time or one cluster, if cluster size is above 16kiB.  If there
2145  * is not sufficient space to do this, we try to extend by a single mft record
2146  * or one cluster, if cluster size is above the mft record size.
2147  *
2148  * No matter how many mft records we allocate, we initialize only the first
2149  * allocated mft record, incrementing mft data size and initialized size
2150  * accordingly, open an ntfs_inode for it and return it to the caller, unless
2151  * there are less than 24 mft records, in which case we allocate and initialize
2152  * mft records until we reach record 24 which we consider as the first free mft
2153  * record for use by normal files.
2154  *
2155  * If during any stage we overflow the initialized data in the mft bitmap, we
2156  * extend the initialized size (and data size) by 8 bytes, allocating another
2157  * cluster if required.  The bitmap data size has to be at least equal to the
2158  * number of mft records in the mft, but it can be bigger, in which case the
2159  * superflous bits are padded with zeroes.
2160  *
2161  * Thus, when we return successfully (IS_ERR() is false), we will have:
2162  *      - initialized / extended the mft bitmap if necessary,
2163  *      - initialized / extended the mft data if necessary,
2164  *      - set the bit corresponding to the mft record being allocated in the
2165  *        mft bitmap,
2166  *      - opened an ntfs_inode for the allocated mft record, and we will have
2167  *      - returned the ntfs_inode as well as the allocated mapped, pinned, and
2168  *        locked mft record.
2169  *
2170  * On error, the volume will be left in a consistent state and no record will
2171  * be allocated.  If rolling back a partial operation fails, we may leave some
2172  * inconsistent metadata in which case we set NVolErrors() so the volume is
2173  * left dirty when unmounted.
2174  *
2175  * Note, this function cannot make use of most of the normal functions, like
2176  * for example for attribute resizing, etc, because when the run list overflows
2177  * the base mft record and an attribute list is used, it is very important that
2178  * the extension mft records used to store the $DATA attribute of $MFT can be
2179  * reached without having to read the information contained inside them, as
2180  * this would make it impossible to find them in the first place after the
2181  * volume is unmounted.  $MFT/$BITMAP probably does not need to follow this
2182  * rule because the bitmap is not essential for finding the mft records, but on
2183  * the other hand, handling the bitmap in this special way would make life
2184  * easier because otherwise there might be circular invocations of functions
2185  * when reading the bitmap.
2186  */
2187 ntfs_inode *ntfs_mft_record_alloc(ntfs_volume *vol, const int mode,
2188                 ntfs_inode *base_ni, MFT_RECORD **mrec)
2189 {
2190         s64 ll, bit, old_data_initialized, old_data_size;
2191         struct inode *vi;
2192         struct page *page;
2193         ntfs_inode *mft_ni, *mftbmp_ni, *ni;
2194         ntfs_attr_search_ctx *ctx;
2195         MFT_RECORD *m;
2196         ATTR_RECORD *a;
2197         pgoff_t index;
2198         unsigned int ofs;
2199         int err;
2200         le16 seq_no, usn;
2201         BOOL record_formatted = FALSE;
2202
2203         if (base_ni) {
2204                 ntfs_debug("Entering (allocating an extent mft record for "
2205                                 "base mft record 0x%llx).",
2206                                 (long long)base_ni->mft_no);
2207                 /* @mode and @base_ni are mutually exclusive. */
2208                 BUG_ON(mode);
2209         } else
2210                 ntfs_debug("Entering (allocating a base mft record).");
2211         if (mode) {
2212                 /* @mode and @base_ni are mutually exclusive. */
2213                 BUG_ON(base_ni);
2214                 /* We only support creation of normal files and directories. */
2215                 if (!S_ISREG(mode) && !S_ISDIR(mode))
2216                         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
2217         }
2218         BUG_ON(!mrec);
2219         mft_ni = NTFS_I(vol->mft_ino);
2220         mftbmp_ni = NTFS_I(vol->mftbmp_ino);
2221         down_write(&vol->mftbmp_lock);
2222         bit = ntfs_mft_bitmap_find_and_alloc_free_rec_nolock(vol, base_ni);
2223         if (bit >= 0) {
2224                 ntfs_debug("Found and allocated free record (#1), bit 0x%llx.",
2225                                 (long long)bit);
2226                 goto have_alloc_rec;
2227         }
2228         if (bit != -ENOSPC) {
2229                 up_write(&vol->mftbmp_lock);
2230                 return ERR_PTR(bit);
2231         }
2232         /*
2233          * No free mft records left.  If the mft bitmap already covers more
2234          * than the currently used mft records, the next records are all free,
2235          * so we can simply allocate the first unused mft record.
2236          * Note: We also have to make sure that the mft bitmap at least covers
2237          * the first 24 mft records as they are special and whilst they may not
2238          * be in use, we do not allocate from them.
2239          */
2240         ll = mft_ni->initialized_size >> vol->mft_record_size_bits;
2241         if (mftbmp_ni->initialized_size << 3 > ll &&
2242                         mftbmp_ni->initialized_size > 3) {
2243                 bit = ll;
2244                 if (bit < 24)
2245                         bit = 24;
2246                 if (unlikely(bit >= (1ll << 32)))
2247                         goto max_err_out;
2248                 ntfs_debug("Found free record (#2), bit 0x%llx.",
2249                                 (long long)bit);
2250                 goto found_free_rec;
2251         }
2252         /*
2253          * The mft bitmap needs to be expanded until it covers the first unused
2254          * mft record that we can allocate.
2255          * Note: The smallest mft record we allocate is mft record 24.
2256          */
2257         bit = mftbmp_ni->initialized_size << 3;
2258         if (unlikely(bit >= (1ll << 32)))
2259                 goto max_err_out;
2260         ntfs_debug("Status of mftbmp before extension: allocated_size 0x%llx, "
2261                         "data_size 0x%llx, initialized_size 0x%llx.",
2262                         (long long)mftbmp_ni->allocated_size,
2263                         (long long)vol->mftbmp_ino->i_size,
2264                         (long long)mftbmp_ni->initialized_size);
2265         if (mftbmp_ni->initialized_size + 8 > mftbmp_ni->allocated_size) {
2266                 /* Need to extend bitmap by one more cluster. */
2267                 ntfs_debug("mftbmp: initialized_size + 8 > allocated_size.");
2268                 err = ntfs_mft_bitmap_extend_allocation_nolock(vol);
2269                 if (unlikely(err)) {
2270                         up_write(&vol->mftbmp_lock);
2271                         goto err_out;
2272                 }
2273                 ntfs_debug("Status of mftbmp after allocation extension: "
2274                                 "allocated_size 0x%llx, data_size 0x%llx, "
2275                                 "initialized_size 0x%llx.",
2276                                 (long long)mftbmp_ni->allocated_size,
2277                                 (long long)vol->mftbmp_ino->i_size,
2278                                 (long long)mftbmp_ni->initialized_size);
2279         }
2280         /*
2281          * We now have sufficient allocated space, extend the initialized_size
2282          * as well as the data_size if necessary and fill the new space with
2283          * zeroes.
2284          */
2285         err = ntfs_mft_bitmap_extend_initialized_nolock(vol);
2286         if (unlikely(err)) {
2287                 up_write(&vol->mftbmp_lock);
2288                 goto err_out;
2289         }
2290         ntfs_debug("Status of mftbmp after initialized extention: "
2291                         "allocated_size 0x%llx, data_size 0x%llx, "
2292                         "initialized_size 0x%llx.",
2293                         (long long)mftbmp_ni->allocated_size,
2294                         (long long)vol->mftbmp_ino->i_size,
2295                         (long long)mftbmp_ni->initialized_size);
2296         ntfs_debug("Found free record (#3), bit 0x%llx.", (long long)bit);
2297 found_free_rec:
2298         /* @bit is the found free mft record, allocate it in the mft bitmap. */
2299         ntfs_debug("At found_free_rec.");
2300         err = ntfs_bitmap_set_bit(vol->mftbmp_ino, bit);
2301         if (unlikely(err)) {
2302                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to allocate bit in mft bitmap.");
2303                 up_write(&vol->mftbmp_lock);
2304                 goto err_out;
2305         }
2306         ntfs_debug("Set bit 0x%llx in mft bitmap.", (long long)bit);
2307 have_alloc_rec:
2308         /*
2309          * The mft bitmap is now uptodate.  Deal with mft data attribute now.
2310          * Note, we keep hold of the mft bitmap lock for writing until all
2311          * modifications to the mft data attribute are complete, too, as they
2312          * will impact decisions for mft bitmap and mft record allocation done
2313          * by a parallel allocation and if the lock is not maintained a
2314          * parallel allocation could allocate the same mft record as this one.
2315          */
2316         ll = (bit + 1) << vol->mft_record_size_bits;
2317         if (ll <= mft_ni->initialized_size) {
2318                 ntfs_debug("Allocated mft record already initialized.");
2319                 goto mft_rec_already_initialized;
2320         }
2321         ntfs_debug("Initializing allocated mft record.");
2322         /*
2323          * The mft record is outside the initialized data.  Extend the mft data
2324          * attribute until it covers the allocated record.  The loop is only
2325          * actually traversed more than once when a freshly formatted volume is
2326          * first written to so it optimizes away nicely in the common case.
2327          */
2328         ntfs_debug("Status of mft data before extension: "
2329                         "allocated_size 0x%llx, data_size 0x%llx, "
2330                         "initialized_size 0x%llx.",
2331                         (long long)mft_ni->allocated_size,
2332                         (long long)vol->mft_ino->i_size,
2333                         (long long)mft_ni->initialized_size);
2334         while (ll > mft_ni->allocated_size) {
2335                 err = ntfs_mft_data_extend_allocation_nolock(vol);
2336                 if (unlikely(err)) {
2337                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to extend mft data "
2338                                         "allocation.");
2339                         goto undo_mftbmp_alloc_nolock;
2340                 }
2341                 ntfs_debug("Status of mft data after allocation extension: "
2342                                 "allocated_size 0x%llx, data_size 0x%llx, "
2343                                 "initialized_size 0x%llx.",
2344                                 (long long)mft_ni->allocated_size,
2345                                 (long long)vol->mft_ino->i_size,
2346                                 (long long)mft_ni->initialized_size);
2347         }
2348         /*
2349          * Extend mft data initialized size (and data size of course) to reach
2350          * the allocated mft record, formatting the mft records allong the way.
2351          * Note: We only modify the ntfs_inode structure as that is all that is
2352          * needed by ntfs_mft_record_format().  We will update the attribute
2353          * record itself in one fell swoop later on.
2354          */
2355         old_data_initialized = mft_ni->initialized_size;
2356         old_data_size = vol->mft_ino->i_size;
2357         while (ll > mft_ni->initialized_size) {
2358                 s64 new_initialized_size, mft_no;
2359                 
2360                 new_initialized_size = mft_ni->initialized_size +
2361                                 vol->mft_record_size;
2362                 mft_no = mft_ni->initialized_size >> vol->mft_record_size_bits;
2363                 if (new_initialized_size > vol->mft_ino->i_size)
2364                         vol->mft_ino->i_size = new_initialized_size;
2365                 ntfs_debug("Initializing mft record 0x%llx.",
2366                                 (long long)mft_no);
2367                 err = ntfs_mft_record_format(vol, mft_no);
2368                 if (unlikely(err)) {
2369                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to format mft record.");
2370                         goto undo_data_init;
2371                 }
2372                 mft_ni->initialized_size = new_initialized_size;
2373         }
2374         record_formatted = TRUE;
2375         /* Update the mft data attribute record to reflect the new sizes. */
2376         m = map_mft_record(mft_ni);
2377         if (IS_ERR(m)) {
2378                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map mft record.");
2379                 err = PTR_ERR(m);
2380                 goto undo_data_init;
2381         }
2382         ctx = ntfs_attr_get_search_ctx(mft_ni, m);
2383         if (unlikely(!ctx)) {
2384                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to get search context.");
2385                 err = -ENOMEM;
2386                 unmap_mft_record(mft_ni);
2387                 goto undo_data_init;
2388         }
2389         err = ntfs_attr_lookup(mft_ni->type, mft_ni->name, mft_ni->name_len,
2390                         CASE_SENSITIVE, 0, NULL, 0, ctx);
2391         if (unlikely(err)) {
2392                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to find first attribute extent of "
2393                                 "mft data attribute.");
2394                 ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
2395                 unmap_mft_record(mft_ni);
2396                 goto undo_data_init;
2397         }
2398         a = ctx->attr;
2399         a->data.non_resident.initialized_size =
2400                         cpu_to_sle64(mft_ni->initialized_size);
2401         a->data.non_resident.data_size = cpu_to_sle64(vol->mft_ino->i_size);
2402         /* Ensure the changes make it to disk. */
2403         flush_dcache_mft_record_page(ctx->ntfs_ino);
2404         mark_mft_record_dirty(ctx->ntfs_ino);
2405         ntfs_attr_put_search_ctx(ctx);
2406         unmap_mft_record(mft_ni);
2407         ntfs_debug("Status of mft data after mft record initialization: "
2408                         "allocated_size 0x%llx, data_size 0x%llx, "
2409                         "initialized_size 0x%llx.",
2410                         (long long)mft_ni->allocated_size,
2411                         (long long)vol->mft_ino->i_size,
2412                         (long long)mft_ni->initialized_size);
2413         BUG_ON(vol->mft_ino->i_size > mft_ni->allocated_size);
2414         BUG_ON(mft_ni->initialized_size > vol->mft_ino->i_size);
2415 mft_rec_already_initialized:
2416         /*
2417          * We can finally drop the mft bitmap lock as the mft data attribute
2418          * has been fully updated.  The only disparity left is that the
2419          * allocated mft record still needs to be marked as in use to match the
2420          * set bit in the mft bitmap but this is actually not a problem since
2421          * this mft record is not referenced from anywhere yet and the fact
2422          * that it is allocated in the mft bitmap means that no-one will try to
2423          * allocate it either.
2424          */
2425         up_write(&vol->mftbmp_lock);
2426         /*
2427          * We now have allocated and initialized the mft record.  Calculate the
2428          * index of and the offset within the page cache page the record is in.
2429          */
2430         index = bit << vol->mft_record_size_bits >> PAGE_CACHE_SHIFT;
2431         ofs = (bit << vol->mft_record_size_bits) & ~PAGE_CACHE_MASK;
2432         /* Read, map, and pin the page containing the mft record. */
2433         page = ntfs_map_page(vol->mft_ino->i_mapping, index);
2434         if (unlikely(IS_ERR(page))) {
2435                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to map page containing allocated "
2436                                 "mft record 0x%llx.", (long long)bit);
2437                 err = PTR_ERR(page);
2438                 goto undo_mftbmp_alloc;
2439         }
2440         lock_page(page);
2441         BUG_ON(!PageUptodate(page));
2442         ClearPageUptodate(page);
2443         m = (MFT_RECORD*)((u8*)page_address(page) + ofs);
2444         /* If we just formatted the mft record no need to do it again. */
2445         if (!record_formatted) {
2446                 /* Sanity check that the mft record is really not in use. */
2447                 if (ntfs_is_file_record(m->magic) &&
2448                                 (m->flags & MFT_RECORD_IN_USE)) {
2449                         ntfs_error(vol->sb, "Mft record 0x%llx was marked "
2450                                         "free in mft bitmap but is marked "
2451                                         "used itself.  Corrupt filesystem.  "
2452                                         "Unmount and run chkdsk.",
2453                                         (long long)bit);
2454                         err = -EIO;
2455                         SetPageUptodate(page);
2456                         unlock_page(page);
2457                         ntfs_unmap_page(page);
2458                         NVolSetErrors(vol);
2459                         goto undo_mftbmp_alloc;
2460                 }
2461                 /*
2462                  * We need to (re-)format the mft record, preserving the
2463                  * sequence number if it is not zero as well as the update
2464                  * sequence number if it is not zero or -1 (0xffff).  This
2465                  * means we do not need to care whether or not something went
2466                  * wrong with the previous mft record.
2467                  */
2468                 seq_no = m->sequence_number;
2469                 usn = *(le16*)((u8*)m + le16_to_cpu(m->usa_ofs));
2470                 err = ntfs_mft_record_layout(vol, bit, m);
2471                 if (unlikely(err)) {
2472                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to layout allocated mft "
2473                                         "record 0x%llx.", (long long)bit);
2474                         SetPageUptodate(page);
2475                         unlock_page(page);
2476                         ntfs_unmap_page(page);
2477                         goto undo_mftbmp_alloc;
2478                 }
2479                 if (seq_no)
2480                         m->sequence_number = seq_no;
2481                 if (usn && le16_to_cpu(usn) != 0xffff)
2482                         *(le16*)((u8*)m + le16_to_cpu(m->usa_ofs)) = usn;
2483         }
2484         /* Set the mft record itself in use. */
2485         m->flags |= MFT_RECORD_IN_USE;
2486         if (S_ISDIR(mode))
2487                 m->flags |= MFT_RECORD_IS_DIRECTORY;
2488         flush_dcache_page(page);
2489         SetPageUptodate(page);
2490         if (base_ni) {
2491                 /*
2492                  * Setup the base mft record in the extent mft record.  This
2493                  * completes initialization of the allocated extent mft record
2494                  * and we can simply use it with map_extent_mft_record().
2495                  */
2496                 m->base_mft_record = MK_LE_MREF(base_ni->mft_no,
2497                                 base_ni->seq_no);
2498                 /*
2499                  * Allocate an extent inode structure for the new mft record,
2500                  * attach it to the base inode @base_ni and map, pin, and lock
2501                  * its, i.e. the allocated, mft record.
2502                  */
2503                 m = map_extent_mft_record(base_ni, bit, &ni);
2504                 if (IS_ERR(m)) {
2505                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to map allocated extent "
2506                                         "mft record 0x%llx.", (long long)bit);
2507                         err = PTR_ERR(m);
2508                         /* Set the mft record itself not in use. */
2509                         m->flags &= cpu_to_le16(
2510                                         ~le16_to_cpu(MFT_RECORD_IN_USE));
2511                         flush_dcache_page(page);
2512                         /* Make sure the mft record is written out to disk. */
2513                         mark_ntfs_record_dirty(page, ofs);
2514                         unlock_page(page);
2515                         ntfs_unmap_page(page);
2516                         goto undo_mftbmp_alloc;
2517                 }
2518                 /*
2519                  * Make sure the allocated mft record is written out to disk.
2520                  * No need to set the inode dirty because the caller is going
2521                  * to do that anyway after finishing with the new extent mft
2522                  * record (e.g. at a minimum a new attribute will be added to
2523                  * the mft record.
2524                  */
2525                 mark_ntfs_record_dirty(page, ofs);
2526                 unlock_page(page);
2527                 /*
2528                  * Need to unmap the page since map_extent_mft_record() mapped
2529                  * it as well so we have it mapped twice at the moment.
2530                  */
2531                 ntfs_unmap_page(page);
2532         } else {
2533                 /*
2534                  * Allocate a new VFS inode and set it up.  NOTE: @vi->i_nlink
2535                  * is set to 1 but the mft record->link_count is 0.  The caller
2536                  * needs to bear this in mind.
2537                  */
2538                 vi = new_inode(vol->sb);
2539                 if (unlikely(!vi)) {
2540                         err = -ENOMEM;
2541                         /* Set the mft record itself not in use. */
2542                         m->flags &= cpu_to_le16(
2543                                         ~le16_to_cpu(MFT_RECORD_IN_USE));
2544                         flush_dcache_page(page);
2545                         /* Make sure the mft record is written out to disk. */
2546                         mark_ntfs_record_dirty(page, ofs);
2547                         unlock_page(page);
2548                         ntfs_unmap_page(page);
2549                         goto undo_mftbmp_alloc;
2550                 }
2551                 vi->i_ino = bit;
2552                 /*
2553                  * This is the optimal IO size (for stat), not the fs block
2554                  * size.
2555                  */
2556                 vi->i_blksize = PAGE_CACHE_SIZE;
2557                 /*
2558                  * This is for checking whether an inode has changed w.r.t. a
2559                  * file so that the file can be updated if necessary (compare
2560                  * with f_version).
2561                  */
2562                 vi->i_version = 1;
2563
2564                 /* The owner and group come from the ntfs volume. */
2565                 vi->i_uid = vol->uid;
2566                 vi->i_gid = vol->gid;
2567
2568                 /* Initialize the ntfs specific part of @vi. */
2569                 ntfs_init_big_inode(vi);
2570                 ni = NTFS_I(vi);
2571                 /*
2572                  * Set the appropriate mode, attribute type, and name.  For
2573                  * directories, also setup the index values to the defaults.
2574                  */
2575                 if (S_ISDIR(mode)) {
2576                         vi->i_mode = S_IFDIR | S_IRWXUGO;
2577                         vi->i_mode &= ~vol->dmask;
2578
2579                         NInoSetMstProtected(ni);
2580                         ni->type = AT_INDEX_ALLOCATION;
2581                         ni->name = I30;
2582                         ni->name_len = 4;
2583
2584                         ni->itype.index.block_size = 4096;
2585                         ni->itype.index.block_size_bits = generic_ffs(4096) - 1;
2586                         ni->itype.index.collation_rule = COLLATION_FILE_NAME;
2587                         if (vol->cluster_size <= ni->itype.index.block_size) {
2588                                 ni->itype.index.vcn_size = vol->cluster_size;
2589                                 ni->itype.index.vcn_size_bits =
2590                                                 vol->cluster_size_bits;
2591                         } else {
2592                                 ni->itype.index.vcn_size = vol->sector_size;
2593                                 ni->itype.index.vcn_size_bits =
2594                                                 vol->sector_size_bits;
2595                         }
2596                 } else {
2597                         vi->i_mode = S_IFREG | S_IRWXUGO;
2598                         vi->i_mode &= ~vol->fmask;
2599
2600                         ni->type = AT_DATA;
2601                         ni->name = NULL;
2602                         ni->name_len = 0;
2603                 }
2604                 if (IS_RDONLY(vi))
2605                         vi->i_mode &= ~S_IWUGO;
2606
2607                 /* Set the inode times to the current time. */
2608                 vi->i_atime = vi->i_mtime = vi->i_ctime =
2609                         current_fs_time(vi->i_sb);
2610                 /*
2611                  * Set the file size to 0, the ntfs inode sizes are set to 0 by
2612                  * the call to ntfs_init_big_inode() below.
2613                  */
2614                 vi->i_size = 0;
2615                 vi->i_blocks = 0;
2616
2617                 /* Set the sequence number. */
2618                 vi->i_generation = ni->seq_no = le16_to_cpu(m->sequence_number);
2619                 /*
2620                  * Manually map, pin, and lock the mft record as we already
2621                  * have its page mapped and it is very easy to do.
2622                  */
2623                 atomic_inc(&ni->count);
2624                 down(&ni->mrec_lock);
2625                 ni->page = page;
2626                 ni->page_ofs = ofs;
2627                 /*
2628                  * Make sure the allocated mft record is written out to disk.
2629                  * NOTE: We do not set the ntfs inode dirty because this would
2630                  * fail in ntfs_write_inode() because the inode does not have a
2631                  * standard information attribute yet.  Also, there is no need
2632                  * to set the inode dirty because the caller is going to do
2633                  * that anyway after finishing with the new mft record (e.g. at
2634                  * a minimum some new attributes will be added to the mft
2635                  * record.
2636                  */
2637                 mark_ntfs_record_dirty(page, ofs);
2638                 unlock_page(page);
2639
2640                 /* Add the inode to the inode hash for the superblock. */
2641                 insert_inode_hash(vi);
2642
2643                 /* Update the default mft allocation position. */
2644                 vol->mft_data_pos = bit + 1;
2645         }
2646         /*
2647          * Return the opened, allocated inode of the allocated mft record as
2648          * well as the mapped, pinned, and locked mft record.
2649          */
2650         ntfs_debug("Returning opened, allocated %sinode 0x%llx.",
2651                         base_ni ? "extent " : "", (long long)bit);
2652         *mrec = m;
2653         return ni;
2654 undo_data_init:
2655         mft_ni->initialized_size = old_data_initialized;
2656         vol->mft_ino->i_size = old_data_size;
2657         goto undo_mftbmp_alloc_nolock;
2658 undo_mftbmp_alloc:
2659         down_write(&vol->mftbmp_lock);
2660 undo_mftbmp_alloc_nolock:
2661         if (ntfs_bitmap_clear_bit(vol->mftbmp_ino, bit)) {
2662                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to clear bit in mft bitmap.%s", es);
2663                 NVolSetErrors(vol);
2664         }
2665         up_write(&vol->mftbmp_lock);
2666 err_out:
2667         return ERR_PTR(err);
2668 max_err_out:
2669         ntfs_warning(vol->sb, "Cannot allocate mft record because the maximum "
2670                         "number of inodes (2^32) has already been reached.");
2671         up_write(&vol->mftbmp_lock);
2672         return ERR_PTR(-ENOSPC);
2673 }
2674
2675 /**
2676  * ntfs_extent_mft_record_free - free an extent mft record on an ntfs volume
2677  * @ni:         ntfs inode of the mapped extent mft record to free
2678  * @m:          mapped extent mft record of the ntfs inode @ni
2679  *
2680  * Free the mapped extent mft record @m of the extent ntfs inode @ni.
2681  *
2682  * Note that this function unmaps the mft record and closes and destroys @ni
2683  * internally and hence you cannot use either @ni nor @m any more after this
2684  * function returns success.
2685  *
2686  * On success return 0 and on error return -errno.  @ni and @m are still valid
2687  * in this case and have not been freed.
2688  *
2689  * For some errors an error message is displayed and the success code 0 is
2690  * returned and the volume is then left dirty on umount.  This makes sense in
2691  * case we could not rollback the changes that were already done since the
2692  * caller no longer wants to reference this mft record so it does not matter to
2693  * the caller if something is wrong with it as long as it is properly detached
2694  * from the base inode.
2695  */
2696 int ntfs_extent_mft_record_free(ntfs_inode *ni, MFT_RECORD *m)
2697 {
2698         unsigned long mft_no = ni->mft_no;
2699         ntfs_volume *vol = ni->vol;
2700         ntfs_inode *base_ni;
2701         ntfs_inode **extent_nis;
2702         int i, err;
2703         le16 old_seq_no;
2704         u16 seq_no;
2705         
2706         BUG_ON(NInoAttr(ni));
2707         BUG_ON(ni->nr_extents != -1);
2708
2709         down(&ni->extent_lock);
2710         base_ni = ni->ext.base_ntfs_ino;
2711         up(&ni->extent_lock);
2712
2713         BUG_ON(base_ni->nr_extents <= 0);
2714
2715         ntfs_debug("Entering for extent inode 0x%lx, base inode 0x%lx.\n",
2716                         mft_no, base_ni->mft_no);
2717
2718         down(&base_ni->extent_lock);
2719
2720         /* Make sure we are holding the only reference to the extent inode. */
2721         if (atomic_read(&ni->count) > 2) {
2722                 ntfs_error(vol->sb, "Tried to free busy extent inode 0x%lx, "
2723                                 "not freeing.", base_ni->mft_no);
2724                 up(&base_ni->extent_lock);
2725                 return -EBUSY;
2726         }
2727
2728         /* Dissociate the ntfs inode from the base inode. */
2729         extent_nis = base_ni->ext.extent_ntfs_inos;
2730         err = -ENOENT;
2731         for (i = 0; i < base_ni->nr_extents; i++) {
2732                 if (ni != extent_nis[i])
2733                         continue;
2734                 extent_nis += i;
2735                 base_ni->nr_extents--;
2736                 memmove(extent_nis, extent_nis + 1, (base_ni->nr_extents - i) *
2737                                 sizeof(ntfs_inode*));
2738                 err = 0;
2739                 break;
2740         }
2741
2742         up(&base_ni->extent_lock);
2743
2744         if (unlikely(err)) {
2745                 ntfs_error(vol->sb, "Extent inode 0x%lx is not attached to "
2746                                 "its base inode 0x%lx.", mft_no,
2747                                 base_ni->mft_no);
2748                 BUG();
2749         }
2750
2751         /*
2752          * The extent inode is no longer attached to the base inode so no one
2753          * can get a reference to it any more.
2754          */
2755
2756         /* Mark the mft record as not in use. */
2757         m->flags &= const_cpu_to_le16(~const_le16_to_cpu(MFT_RECORD_IN_USE));
2758
2759         /* Increment the sequence number, skipping zero, if it is not zero. */
2760         old_seq_no = m->sequence_number;
2761         seq_no = le16_to_cpu(old_seq_no);
2762         if (seq_no == 0xffff)
2763                 seq_no = 1;
2764         else if (seq_no)
2765                 seq_no++;
2766         m->sequence_number = cpu_to_le16(seq_no);
2767
2768         /*
2769          * Set the ntfs inode dirty and write it out.  We do not need to worry
2770          * about the base inode here since whatever caused the extent mft
2771          * record to be freed is guaranteed to do it already.
2772          */
2773         NInoSetDirty(ni);
2774         err = write_mft_record(ni, m, 0);
2775         if (unlikely(err)) {
2776                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to write mft record 0x%lx, not "
2777                                 "freeing.", mft_no);
2778                 goto rollback;
2779         }
2780 rollback_error:
2781         /* Unmap and throw away the now freed extent inode. */
2782         unmap_extent_mft_record(ni);
2783         ntfs_clear_extent_inode(ni);
2784
2785         /* Clear the bit in the $MFT/$BITMAP corresponding to this record. */
2786         down_write(&vol->mftbmp_lock);
2787         err = ntfs_bitmap_clear_bit(vol->mftbmp_ino, mft_no);
2788         up_write(&vol->mftbmp_lock);
2789         if (unlikely(err)) {
2790                 /*
2791                  * The extent inode is gone but we failed to deallocate it in
2792                  * the mft bitmap.  Just emit a warning and leave the volume
2793                  * dirty on umount.
2794                  */
2795                 ntfs_error(vol->sb, "Failed to clear bit in mft bitmap.%s", es);
2796                 NVolSetErrors(vol);
2797         }
2798         return 0;
2799 rollback:
2800         /* Rollback what we did... */
2801         down(&base_ni->extent_lock);
2802         extent_nis = base_ni->ext.extent_ntfs_inos;
2803         if (!(base_ni->nr_extents & 3)) {
2804                 int new_size = (base_ni->nr_extents + 4) * sizeof(ntfs_inode*);
2805
2806                 extent_nis = (ntfs_inode**)kmalloc(new_size, GFP_NOFS);
2807                 if (unlikely(!extent_nis)) {
2808                         ntfs_error(vol->sb, "Failed to allocate internal "
2809                                         "buffer during rollback.%s", es);
2810                         up(&base_ni->extent_lock);
2811                         NVolSetErrors(vol);
2812                         goto rollback_error;
2813                 }
2814                 if (base_ni->nr_extents) {
2815                         BUG_ON(!base_ni->ext.extent_ntfs_inos);
2816                         memcpy(extent_nis, base_ni->ext.extent_ntfs_inos,
2817                                         new_size - 4 * sizeof(ntfs_inode*));
2818                         kfree(base_ni->ext.extent_ntfs_inos);
2819                 }
2820                 base_ni->ext.extent_ntfs_inos = extent_nis;
2821         }
2822         m->flags |= MFT_RECORD_IN_USE;
2823         m->sequence_number = old_seq_no;
2824         extent_nis[base_ni->nr_extents++] = ni;
2825         up(&base_ni->extent_lock);
2826         mark_mft_record_dirty(ni);
2827         return err;
2828 }
2829 #endif /* NTFS_RW */