Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6
[linux-2.6] / fs / jfs / jfs_dmap.c
1 /*
2  *   Copyright (C) International Business Machines Corp., 2000-2004
3  *
4  *   This program is free software;  you can redistribute it and/or modify
5  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  *   (at your option) any later version.
8  *
9  *   This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  *   but WITHOUT ANY WARRANTY;  without even the implied warranty of
11  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See
12  *   the GNU General Public License for more details.
13  *
14  *   You should have received a copy of the GNU General Public License
15  *   along with this program;  if not, write to the Free Software
16  *   Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
17  */
18
19 #include <linux/fs.h>
20 #include "jfs_incore.h"
21 #include "jfs_superblock.h"
22 #include "jfs_dmap.h"
23 #include "jfs_imap.h"
24 #include "jfs_lock.h"
25 #include "jfs_metapage.h"
26 #include "jfs_debug.h"
27
28 /*
29  *      SERIALIZATION of the Block Allocation Map.
30  *
31  *      the working state of the block allocation map is accessed in
32  *      two directions:
33  *
34  *      1) allocation and free requests that start at the dmap
35  *         level and move up through the dmap control pages (i.e.
36  *         the vast majority of requests).
37  *
38  *      2) allocation requests that start at dmap control page
39  *         level and work down towards the dmaps.
40  *
41  *      the serialization scheme used here is as follows.
42  *
43  *      requests which start at the bottom are serialized against each
44  *      other through buffers and each requests holds onto its buffers
45  *      as it works it way up from a single dmap to the required level
46  *      of dmap control page.
47  *      requests that start at the top are serialized against each other
48  *      and request that start from the bottom by the multiple read/single
49  *      write inode lock of the bmap inode. requests starting at the top
50  *      take this lock in write mode while request starting at the bottom
51  *      take the lock in read mode.  a single top-down request may proceed
52  *      exclusively while multiple bottoms-up requests may proceed
53  *      simultaneously (under the protection of busy buffers).
54  *
55  *      in addition to information found in dmaps and dmap control pages,
56  *      the working state of the block allocation map also includes read/
57  *      write information maintained in the bmap descriptor (i.e. total
58  *      free block count, allocation group level free block counts).
59  *      a single exclusive lock (BMAP_LOCK) is used to guard this information
60  *      in the face of multiple-bottoms up requests.
61  *      (lock ordering: IREAD_LOCK, BMAP_LOCK);
62  *
63  *      accesses to the persistent state of the block allocation map (limited
64  *      to the persistent bitmaps in dmaps) is guarded by (busy) buffers.
65  */
66
67 #define BMAP_LOCK_INIT(bmp)     mutex_init(&bmp->db_bmaplock)
68 #define BMAP_LOCK(bmp)          mutex_lock(&bmp->db_bmaplock)
69 #define BMAP_UNLOCK(bmp)        mutex_unlock(&bmp->db_bmaplock)
70
71 /*
72  * forward references
73  */
74 static void dbAllocBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
75                         int nblocks);
76 static void dbSplit(dmtree_t * tp, int leafno, int splitsz, int newval);
77 static int dbBackSplit(dmtree_t * tp, int leafno);
78 static int dbJoin(dmtree_t * tp, int leafno, int newval);
79 static void dbAdjTree(dmtree_t * tp, int leafno, int newval);
80 static int dbAdjCtl(struct bmap * bmp, s64 blkno, int newval, int alloc,
81                     int level);
82 static int dbAllocAny(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results);
83 static int dbAllocNext(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
84                        int nblocks);
85 static int dbAllocNear(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
86                        int nblocks,
87                        int l2nb, s64 * results);
88 static int dbAllocDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
89                        int nblocks);
90 static int dbAllocDmapLev(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, int nblocks,
91                           int l2nb,
92                           s64 * results);
93 static int dbAllocAG(struct bmap * bmp, int agno, s64 nblocks, int l2nb,
94                      s64 * results);
95 static int dbAllocCtl(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 blkno,
96                       s64 * results);
97 static int dbExtend(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks);
98 static int dbFindBits(u32 word, int l2nb);
99 static int dbFindCtl(struct bmap * bmp, int l2nb, int level, s64 * blkno);
100 static int dbFindLeaf(dmtree_t * tp, int l2nb, int *leafidx);
101 static int dbFreeBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
102                       int nblocks);
103 static int dbFreeDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
104                       int nblocks);
105 static int dbMaxBud(u8 * cp);
106 s64 dbMapFileSizeToMapSize(struct inode *ipbmap);
107 static int blkstol2(s64 nb);
108
109 static int cntlz(u32 value);
110 static int cnttz(u32 word);
111
112 static int dbAllocDmapBU(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
113                          int nblocks);
114 static int dbInitDmap(struct dmap * dp, s64 blkno, int nblocks);
115 static int dbInitDmapTree(struct dmap * dp);
116 static int dbInitTree(struct dmaptree * dtp);
117 static int dbInitDmapCtl(struct dmapctl * dcp, int level, int i);
118 static int dbGetL2AGSize(s64 nblocks);
119
120 /*
121  *      buddy table
122  *
123  * table used for determining buddy sizes within characters of
124  * dmap bitmap words.  the characters themselves serve as indexes
125  * into the table, with the table elements yielding the maximum
126  * binary buddy of free bits within the character.
127  */
128 static const s8 budtab[256] = {
129         3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
130         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
131         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
132         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
133         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
134         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
135         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
136         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
137         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
138         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
139         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
140         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
141         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
142         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
143         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
144         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, -1
145 };
146
147
148 /*
149  * NAME:        dbMount()
150  *
151  * FUNCTION:    initializate the block allocation map.
152  *
153  *              memory is allocated for the in-core bmap descriptor and
154  *              the in-core descriptor is initialized from disk.
155  *
156  * PARAMETERS:
157  *      ipbmap  -  pointer to in-core inode for the block map.
158  *
159  * RETURN VALUES:
160  *      0       - success
161  *      -ENOMEM - insufficient memory
162  *      -EIO    - i/o error
163  */
164 int dbMount(struct inode *ipbmap)
165 {
166         struct bmap *bmp;
167         struct dbmap_disk *dbmp_le;
168         struct metapage *mp;
169         int i;
170
171         /*
172          * allocate/initialize the in-memory bmap descriptor
173          */
174         /* allocate memory for the in-memory bmap descriptor */
175         bmp = kmalloc(sizeof(struct bmap), GFP_KERNEL);
176         if (bmp == NULL)
177                 return -ENOMEM;
178
179         /* read the on-disk bmap descriptor. */
180         mp = read_metapage(ipbmap,
181                            BMAPBLKNO << JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->l2nbperpage,
182                            PSIZE, 0);
183         if (mp == NULL) {
184                 kfree(bmp);
185                 return -EIO;
186         }
187
188         /* copy the on-disk bmap descriptor to its in-memory version. */
189         dbmp_le = (struct dbmap_disk *) mp->data;
190         bmp->db_mapsize = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_mapsize);
191         bmp->db_nfree = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_nfree);
192         bmp->db_l2nbperpage = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_l2nbperpage);
193         bmp->db_numag = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_numag);
194         bmp->db_maxlevel = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_maxlevel);
195         bmp->db_maxag = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_maxag);
196         bmp->db_agpref = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agpref);
197         bmp->db_aglevel = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_aglevel);
198         bmp->db_agheigth = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agheigth);
199         bmp->db_agwidth = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agwidth);
200         bmp->db_agstart = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agstart);
201         bmp->db_agl2size = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agl2size);
202         for (i = 0; i < MAXAG; i++)
203                 bmp->db_agfree[i] = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_agfree[i]);
204         bmp->db_agsize = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_agsize);
205         bmp->db_maxfreebud = dbmp_le->dn_maxfreebud;
206
207         /* release the buffer. */
208         release_metapage(mp);
209
210         /* bind the bmap inode and the bmap descriptor to each other. */
211         bmp->db_ipbmap = ipbmap;
212         JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap = bmp;
213
214         memset(bmp->db_active, 0, sizeof(bmp->db_active));
215
216         /*
217          * allocate/initialize the bmap lock
218          */
219         BMAP_LOCK_INIT(bmp);
220
221         return (0);
222 }
223
224
225 /*
226  * NAME:        dbUnmount()
227  *
228  * FUNCTION:    terminate the block allocation map in preparation for
229  *              file system unmount.
230  *
231  *              the in-core bmap descriptor is written to disk and
232  *              the memory for this descriptor is freed.
233  *
234  * PARAMETERS:
235  *      ipbmap  -  pointer to in-core inode for the block map.
236  *
237  * RETURN VALUES:
238  *      0       - success
239  *      -EIO    - i/o error
240  */
241 int dbUnmount(struct inode *ipbmap, int mounterror)
242 {
243         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
244
245         if (!(mounterror || isReadOnly(ipbmap)))
246                 dbSync(ipbmap);
247
248         /*
249          * Invalidate the page cache buffers
250          */
251         truncate_inode_pages(ipbmap->i_mapping, 0);
252
253         /* free the memory for the in-memory bmap. */
254         kfree(bmp);
255
256         return (0);
257 }
258
259 /*
260  *      dbSync()
261  */
262 int dbSync(struct inode *ipbmap)
263 {
264         struct dbmap_disk *dbmp_le;
265         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
266         struct metapage *mp;
267         int i;
268
269         /*
270          * write bmap global control page
271          */
272         /* get the buffer for the on-disk bmap descriptor. */
273         mp = read_metapage(ipbmap,
274                            BMAPBLKNO << JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->l2nbperpage,
275                            PSIZE, 0);
276         if (mp == NULL) {
277                 jfs_err("dbSync: read_metapage failed!");
278                 return -EIO;
279         }
280         /* copy the in-memory version of the bmap to the on-disk version */
281         dbmp_le = (struct dbmap_disk *) mp->data;
282         dbmp_le->dn_mapsize = cpu_to_le64(bmp->db_mapsize);
283         dbmp_le->dn_nfree = cpu_to_le64(bmp->db_nfree);
284         dbmp_le->dn_l2nbperpage = cpu_to_le32(bmp->db_l2nbperpage);
285         dbmp_le->dn_numag = cpu_to_le32(bmp->db_numag);
286         dbmp_le->dn_maxlevel = cpu_to_le32(bmp->db_maxlevel);
287         dbmp_le->dn_maxag = cpu_to_le32(bmp->db_maxag);
288         dbmp_le->dn_agpref = cpu_to_le32(bmp->db_agpref);
289         dbmp_le->dn_aglevel = cpu_to_le32(bmp->db_aglevel);
290         dbmp_le->dn_agheigth = cpu_to_le32(bmp->db_agheigth);
291         dbmp_le->dn_agwidth = cpu_to_le32(bmp->db_agwidth);
292         dbmp_le->dn_agstart = cpu_to_le32(bmp->db_agstart);
293         dbmp_le->dn_agl2size = cpu_to_le32(bmp->db_agl2size);
294         for (i = 0; i < MAXAG; i++)
295                 dbmp_le->dn_agfree[i] = cpu_to_le64(bmp->db_agfree[i]);
296         dbmp_le->dn_agsize = cpu_to_le64(bmp->db_agsize);
297         dbmp_le->dn_maxfreebud = bmp->db_maxfreebud;
298
299         /* write the buffer */
300         write_metapage(mp);
301
302         /*
303          * write out dirty pages of bmap
304          */
305         filemap_write_and_wait(ipbmap->i_mapping);
306
307         diWriteSpecial(ipbmap, 0);
308
309         return (0);
310 }
311
312
313 /*
314  * NAME:        dbFree()
315  *
316  * FUNCTION:    free the specified block range from the working block
317  *              allocation map.
318  *
319  *              the blocks will be free from the working map one dmap
320  *              at a time.
321  *
322  * PARAMETERS:
323  *      ip      -  pointer to in-core inode;
324  *      blkno   -  starting block number to be freed.
325  *      nblocks -  number of blocks to be freed.
326  *
327  * RETURN VALUES:
328  *      0       - success
329  *      -EIO    - i/o error
330  */
331 int dbFree(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks)
332 {
333         struct metapage *mp;
334         struct dmap *dp;
335         int nb, rc;
336         s64 lblkno, rem;
337         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
338         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
339
340         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
341
342         /* block to be freed better be within the mapsize. */
343         if (unlikely((blkno == 0) || (blkno + nblocks > bmp->db_mapsize))) {
344                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
345                 printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, nblocks = %Lx\n",
346                        (unsigned long long) blkno,
347                        (unsigned long long) nblocks);
348                 jfs_error(ip->i_sb,
349                           "dbFree: block to be freed is outside the map");
350                 return -EIO;
351         }
352
353         /*
354          * free the blocks a dmap at a time.
355          */
356         mp = NULL;
357         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nb, blkno += nb) {
358                 /* release previous dmap if any */
359                 if (mp) {
360                         write_metapage(mp);
361                 }
362
363                 /* get the buffer for the current dmap. */
364                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
365                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
366                 if (mp == NULL) {
367                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
368                         return -EIO;
369                 }
370                 dp = (struct dmap *) mp->data;
371
372                 /* determine the number of blocks to be freed from
373                  * this dmap.
374                  */
375                 nb = min(rem, BPERDMAP - (blkno & (BPERDMAP - 1)));
376
377                 /* free the blocks. */
378                 if ((rc = dbFreeDmap(bmp, dp, blkno, nb))) {
379                         jfs_error(ip->i_sb, "dbFree: error in block map\n");
380                         release_metapage(mp);
381                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
382                         return (rc);
383                 }
384         }
385
386         /* write the last buffer. */
387         write_metapage(mp);
388
389         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
390
391         return (0);
392 }
393
394
395 /*
396  * NAME:        dbUpdatePMap()
397  *
398  * FUNCTION:    update the allocation state (free or allocate) of the
399  *              specified block range in the persistent block allocation map.
400  *
401  *              the blocks will be updated in the persistent map one
402  *              dmap at a time.
403  *
404  * PARAMETERS:
405  *      ipbmap  -  pointer to in-core inode for the block map.
406  *      free    -  'true' if block range is to be freed from the persistent
407  *                 map; 'false' if it is to   be allocated.
408  *      blkno   -  starting block number of the range.
409  *      nblocks -  number of contiguous blocks in the range.
410  *      tblk    -  transaction block;
411  *
412  * RETURN VALUES:
413  *      0       - success
414  *      -EIO    - i/o error
415  */
416 int
417 dbUpdatePMap(struct inode *ipbmap,
418              int free, s64 blkno, s64 nblocks, struct tblock * tblk)
419 {
420         int nblks, dbitno, wbitno, rbits;
421         int word, nbits, nwords;
422         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
423         s64 lblkno, rem, lastlblkno;
424         u32 mask;
425         struct dmap *dp;
426         struct metapage *mp;
427         struct jfs_log *log;
428         int lsn, difft, diffp;
429         unsigned long flags;
430
431         /* the blocks better be within the mapsize. */
432         if (blkno + nblocks > bmp->db_mapsize) {
433                 printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, nblocks = %Lx\n",
434                        (unsigned long long) blkno,
435                        (unsigned long long) nblocks);
436                 jfs_error(ipbmap->i_sb,
437                           "dbUpdatePMap: blocks are outside the map");
438                 return -EIO;
439         }
440
441         /* compute delta of transaction lsn from log syncpt */
442         lsn = tblk->lsn;
443         log = (struct jfs_log *) JFS_SBI(tblk->sb)->log;
444         logdiff(difft, lsn, log);
445
446         /*
447          * update the block state a dmap at a time.
448          */
449         mp = NULL;
450         lastlblkno = 0;
451         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nblks, blkno += nblks) {
452                 /* get the buffer for the current dmap. */
453                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
454                 if (lblkno != lastlblkno) {
455                         if (mp) {
456                                 write_metapage(mp);
457                         }
458
459                         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE,
460                                            0);
461                         if (mp == NULL)
462                                 return -EIO;
463                         metapage_wait_for_io(mp);
464                 }
465                 dp = (struct dmap *) mp->data;
466
467                 /* determine the bit number and word within the dmap of
468                  * the starting block.  also determine how many blocks
469                  * are to be updated within this dmap.
470                  */
471                 dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
472                 word = dbitno >> L2DBWORD;
473                 nblks = min(rem, (s64)BPERDMAP - dbitno);
474
475                 /* update the bits of the dmap words. the first and last
476                  * words may only have a subset of their bits updated. if
477                  * this is the case, we'll work against that word (i.e.
478                  * partial first and/or last) only in a single pass.  a
479                  * single pass will also be used to update all words that
480                  * are to have all their bits updated.
481                  */
482                 for (rbits = nblks; rbits > 0;
483                      rbits -= nbits, dbitno += nbits) {
484                         /* determine the bit number within the word and
485                          * the number of bits within the word.
486                          */
487                         wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
488                         nbits = min(rbits, DBWORD - wbitno);
489
490                         /* check if only part of the word is to be updated. */
491                         if (nbits < DBWORD) {
492                                 /* update (free or allocate) the bits
493                                  * in this word.
494                                  */
495                                 mask =
496                                     (ONES << (DBWORD - nbits) >> wbitno);
497                                 if (free)
498                                         dp->pmap[word] &=
499                                             cpu_to_le32(~mask);
500                                 else
501                                         dp->pmap[word] |=
502                                             cpu_to_le32(mask);
503
504                                 word += 1;
505                         } else {
506                                 /* one or more words are to have all
507                                  * their bits updated.  determine how
508                                  * many words and how many bits.
509                                  */
510                                 nwords = rbits >> L2DBWORD;
511                                 nbits = nwords << L2DBWORD;
512
513                                 /* update (free or allocate) the bits
514                                  * in these words.
515                                  */
516                                 if (free)
517                                         memset(&dp->pmap[word], 0,
518                                                nwords * 4);
519                                 else
520                                         memset(&dp->pmap[word], (int) ONES,
521                                                nwords * 4);
522
523                                 word += nwords;
524                         }
525                 }
526
527                 /*
528                  * update dmap lsn
529                  */
530                 if (lblkno == lastlblkno)
531                         continue;
532
533                 lastlblkno = lblkno;
534
535                 LOGSYNC_LOCK(log, flags);
536                 if (mp->lsn != 0) {
537                         /* inherit older/smaller lsn */
538                         logdiff(diffp, mp->lsn, log);
539                         if (difft < diffp) {
540                                 mp->lsn = lsn;
541
542                                 /* move bp after tblock in logsync list */
543                                 list_move(&mp->synclist, &tblk->synclist);
544                         }
545
546                         /* inherit younger/larger clsn */
547                         logdiff(difft, tblk->clsn, log);
548                         logdiff(diffp, mp->clsn, log);
549                         if (difft > diffp)
550                                 mp->clsn = tblk->clsn;
551                 } else {
552                         mp->log = log;
553                         mp->lsn = lsn;
554
555                         /* insert bp after tblock in logsync list */
556                         log->count++;
557                         list_add(&mp->synclist, &tblk->synclist);
558
559                         mp->clsn = tblk->clsn;
560                 }
561                 LOGSYNC_UNLOCK(log, flags);
562         }
563
564         /* write the last buffer. */
565         if (mp) {
566                 write_metapage(mp);
567         }
568
569         return (0);
570 }
571
572
573 /*
574  * NAME:        dbNextAG()
575  *
576  * FUNCTION:    find the preferred allocation group for new allocations.
577  *
578  *              Within the allocation groups, we maintain a preferred
579  *              allocation group which consists of a group with at least
580  *              average free space.  It is the preferred group that we target
581  *              new inode allocation towards.  The tie-in between inode
582  *              allocation and block allocation occurs as we allocate the
583  *              first (data) block of an inode and specify the inode (block)
584  *              as the allocation hint for this block.
585  *
586  *              We try to avoid having more than one open file growing in
587  *              an allocation group, as this will lead to fragmentation.
588  *              This differs from the old OS/2 method of trying to keep
589  *              empty ags around for large allocations.
590  *
591  * PARAMETERS:
592  *      ipbmap  -  pointer to in-core inode for the block map.
593  *
594  * RETURN VALUES:
595  *      the preferred allocation group number.
596  */
597 int dbNextAG(struct inode *ipbmap)
598 {
599         s64 avgfree;
600         int agpref;
601         s64 hwm = 0;
602         int i;
603         int next_best = -1;
604         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
605
606         BMAP_LOCK(bmp);
607
608         /* determine the average number of free blocks within the ags. */
609         avgfree = (u32)bmp->db_nfree / bmp->db_numag;
610
611         /*
612          * if the current preferred ag does not have an active allocator
613          * and has at least average freespace, return it
614          */
615         agpref = bmp->db_agpref;
616         if ((atomic_read(&bmp->db_active[agpref]) == 0) &&
617             (bmp->db_agfree[agpref] >= avgfree))
618                 goto unlock;
619
620         /* From the last preferred ag, find the next one with at least
621          * average free space.
622          */
623         for (i = 0 ; i < bmp->db_numag; i++, agpref++) {
624                 if (agpref == bmp->db_numag)
625                         agpref = 0;
626
627                 if (atomic_read(&bmp->db_active[agpref]))
628                         /* open file is currently growing in this ag */
629                         continue;
630                 if (bmp->db_agfree[agpref] >= avgfree) {
631                         /* Return this one */
632                         bmp->db_agpref = agpref;
633                         goto unlock;
634                 } else if (bmp->db_agfree[agpref] > hwm) {
635                         /* Less than avg. freespace, but best so far */
636                         hwm = bmp->db_agfree[agpref];
637                         next_best = agpref;
638                 }
639         }
640
641         /*
642          * If no inactive ag was found with average freespace, use the
643          * next best
644          */
645         if (next_best != -1)
646                 bmp->db_agpref = next_best;
647         /* else leave db_agpref unchanged */
648 unlock:
649         BMAP_UNLOCK(bmp);
650
651         /* return the preferred group.
652          */
653         return (bmp->db_agpref);
654 }
655
656 /*
657  * NAME:        dbAlloc()
658  *
659  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous free
660  *              blocks from the working allocation block map.
661  *
662  *              the block allocation policy uses hints and a multi-step
663  *              approach.
664  *
665  *              for allocation requests smaller than the number of blocks
666  *              per dmap, we first try to allocate the new blocks
667  *              immediately following the hint.  if these blocks are not
668  *              available, we try to allocate blocks near the hint.  if
669  *              no blocks near the hint are available, we next try to
670  *              allocate within the same dmap as contains the hint.
671  *
672  *              if no blocks are available in the dmap or the allocation
673  *              request is larger than the dmap size, we try to allocate
674  *              within the same allocation group as contains the hint. if
675  *              this does not succeed, we finally try to allocate anywhere
676  *              within the aggregate.
677  *
678  *              we also try to allocate anywhere within the aggregate for
679  *              for allocation requests larger than the allocation group
680  *              size or requests that specify no hint value.
681  *
682  * PARAMETERS:
683  *      ip      -  pointer to in-core inode;
684  *      hint    - allocation hint.
685  *      nblocks - number of contiguous blocks in the range.
686  *      results - on successful return, set to the starting block number
687  *                of the newly allocated contiguous range.
688  *
689  * RETURN VALUES:
690  *      0       - success
691  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
692  *      -EIO    - i/o error
693  */
694 int dbAlloc(struct inode *ip, s64 hint, s64 nblocks, s64 * results)
695 {
696         int rc, agno;
697         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
698         struct bmap *bmp;
699         struct metapage *mp;
700         s64 lblkno, blkno;
701         struct dmap *dp;
702         int l2nb;
703         s64 mapSize;
704         int writers;
705
706         /* assert that nblocks is valid */
707         assert(nblocks > 0);
708
709 #ifdef _STILL_TO_PORT
710         /* DASD limit check                                     F226941 */
711         if (OVER_LIMIT(ip, nblocks))
712                 return -ENOSPC;
713 #endif                          /* _STILL_TO_PORT */
714
715         /* get the log2 number of blocks to be allocated.
716          * if the number of blocks is not a log2 multiple,
717          * it will be rounded up to the next log2 multiple.
718          */
719         l2nb = BLKSTOL2(nblocks);
720
721         bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
722
723 //retry:        /* serialize w.r.t.extendfs() */
724         mapSize = bmp->db_mapsize;
725
726         /* the hint should be within the map */
727         if (hint >= mapSize) {
728                 jfs_error(ip->i_sb, "dbAlloc: the hint is outside the map");
729                 return -EIO;
730         }
731
732         /* if the number of blocks to be allocated is greater than the
733          * allocation group size, try to allocate anywhere.
734          */
735         if (l2nb > bmp->db_agl2size) {
736                 IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
737
738                 rc = dbAllocAny(bmp, nblocks, l2nb, results);
739
740                 goto write_unlock;
741         }
742
743         /*
744          * If no hint, let dbNextAG recommend an allocation group
745          */
746         if (hint == 0)
747                 goto pref_ag;
748
749         /* we would like to allocate close to the hint.  adjust the
750          * hint to the block following the hint since the allocators
751          * will start looking for free space starting at this point.
752          */
753         blkno = hint + 1;
754
755         if (blkno >= bmp->db_mapsize)
756                 goto pref_ag;
757
758         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
759
760         /* check if blkno crosses over into a new allocation group.
761          * if so, check if we should allow allocations within this
762          * allocation group.
763          */
764         if ((blkno & (bmp->db_agsize - 1)) == 0)
765                 /* check if the AG is currenly being written to.
766                  * if so, call dbNextAG() to find a non-busy
767                  * AG with sufficient free space.
768                  */
769                 if (atomic_read(&bmp->db_active[agno]))
770                         goto pref_ag;
771
772         /* check if the allocation request size can be satisfied from a
773          * single dmap.  if so, try to allocate from the dmap containing
774          * the hint using a tiered strategy.
775          */
776         if (nblocks <= BPERDMAP) {
777                 IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
778
779                 /* get the buffer for the dmap containing the hint.
780                  */
781                 rc = -EIO;
782                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
783                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
784                 if (mp == NULL)
785                         goto read_unlock;
786
787                 dp = (struct dmap *) mp->data;
788
789                 /* first, try to satisfy the allocation request with the
790                  * blocks beginning at the hint.
791                  */
792                 if ((rc = dbAllocNext(bmp, dp, blkno, (int) nblocks))
793                     != -ENOSPC) {
794                         if (rc == 0) {
795                                 *results = blkno;
796                                 mark_metapage_dirty(mp);
797                         }
798
799                         release_metapage(mp);
800                         goto read_unlock;
801                 }
802
803                 writers = atomic_read(&bmp->db_active[agno]);
804                 if ((writers > 1) ||
805                     ((writers == 1) && (JFS_IP(ip)->active_ag != agno))) {
806                         /*
807                          * Someone else is writing in this allocation
808                          * group.  To avoid fragmenting, try another ag
809                          */
810                         release_metapage(mp);
811                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
812                         goto pref_ag;
813                 }
814
815                 /* next, try to satisfy the allocation request with blocks
816                  * near the hint.
817                  */
818                 if ((rc =
819                      dbAllocNear(bmp, dp, blkno, (int) nblocks, l2nb, results))
820                     != -ENOSPC) {
821                         if (rc == 0)
822                                 mark_metapage_dirty(mp);
823
824                         release_metapage(mp);
825                         goto read_unlock;
826                 }
827
828                 /* try to satisfy the allocation request with blocks within
829                  * the same dmap as the hint.
830                  */
831                 if ((rc = dbAllocDmapLev(bmp, dp, (int) nblocks, l2nb, results))
832                     != -ENOSPC) {
833                         if (rc == 0)
834                                 mark_metapage_dirty(mp);
835
836                         release_metapage(mp);
837                         goto read_unlock;
838                 }
839
840                 release_metapage(mp);
841                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
842         }
843
844         /* try to satisfy the allocation request with blocks within
845          * the same allocation group as the hint.
846          */
847         IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
848         if ((rc = dbAllocAG(bmp, agno, nblocks, l2nb, results)) != -ENOSPC)
849                 goto write_unlock;
850
851         IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
852
853
854       pref_ag:
855         /*
856          * Let dbNextAG recommend a preferred allocation group
857          */
858         agno = dbNextAG(ipbmap);
859         IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
860
861         /* Try to allocate within this allocation group.  if that fails, try to
862          * allocate anywhere in the map.
863          */
864         if ((rc = dbAllocAG(bmp, agno, nblocks, l2nb, results)) == -ENOSPC)
865                 rc = dbAllocAny(bmp, nblocks, l2nb, results);
866
867       write_unlock:
868         IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
869
870         return (rc);
871
872       read_unlock:
873         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
874
875         return (rc);
876 }
877
878 #ifdef _NOTYET
879 /*
880  * NAME:        dbAllocExact()
881  *
882  * FUNCTION:    try to allocate the requested extent;
883  *
884  * PARAMETERS:
885  *      ip      - pointer to in-core inode;
886  *      blkno   - extent address;
887  *      nblocks - extent length;
888  *
889  * RETURN VALUES:
890  *      0       - success
891  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
892  *      -EIO    - i/o error
893  */
894 int dbAllocExact(struct inode *ip, s64 blkno, int nblocks)
895 {
896         int rc;
897         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
898         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
899         struct dmap *dp;
900         s64 lblkno;
901         struct metapage *mp;
902
903         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
904
905         /*
906          * validate extent request:
907          *
908          * note: defragfs policy:
909          *  max 64 blocks will be moved.
910          *  allocation request size must be satisfied from a single dmap.
911          */
912         if (nblocks <= 0 || nblocks > BPERDMAP || blkno >= bmp->db_mapsize) {
913                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
914                 return -EINVAL;
915         }
916
917         if (nblocks > ((s64) 1 << bmp->db_maxfreebud)) {
918                 /* the free space is no longer available */
919                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
920                 return -ENOSPC;
921         }
922
923         /* read in the dmap covering the extent */
924         lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
925         mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
926         if (mp == NULL) {
927                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
928                 return -EIO;
929         }
930         dp = (struct dmap *) mp->data;
931
932         /* try to allocate the requested extent */
933         rc = dbAllocNext(bmp, dp, blkno, nblocks);
934
935         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
936
937         if (rc == 0)
938                 mark_metapage_dirty(mp);
939
940         release_metapage(mp);
941
942         return (rc);
943 }
944 #endif /* _NOTYET */
945
946 /*
947  * NAME:        dbReAlloc()
948  *
949  * FUNCTION:    attempt to extend a current allocation by a specified
950  *              number of blocks.
951  *
952  *              this routine attempts to satisfy the allocation request
953  *              by first trying to extend the existing allocation in
954  *              place by allocating the additional blocks as the blocks
955  *              immediately following the current allocation.  if these
956  *              blocks are not available, this routine will attempt to
957  *              allocate a new set of contiguous blocks large enough
958  *              to cover the existing allocation plus the additional
959  *              number of blocks required.
960  *
961  * PARAMETERS:
962  *      ip          -  pointer to in-core inode requiring allocation.
963  *      blkno       -  starting block of the current allocation.
964  *      nblocks     -  number of contiguous blocks within the current
965  *                     allocation.
966  *      addnblocks  -  number of blocks to add to the allocation.
967  *      results -      on successful return, set to the starting block number
968  *                     of the existing allocation if the existing allocation
969  *                     was extended in place or to a newly allocated contiguous
970  *                     range if the existing allocation could not be extended
971  *                     in place.
972  *
973  * RETURN VALUES:
974  *      0       - success
975  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
976  *      -EIO    - i/o error
977  */
978 int
979 dbReAlloc(struct inode *ip,
980           s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks, s64 * results)
981 {
982         int rc;
983
984         /* try to extend the allocation in place.
985          */
986         if ((rc = dbExtend(ip, blkno, nblocks, addnblocks)) == 0) {
987                 *results = blkno;
988                 return (0);
989         } else {
990                 if (rc != -ENOSPC)
991                         return (rc);
992         }
993
994         /* could not extend the allocation in place, so allocate a
995          * new set of blocks for the entire request (i.e. try to get
996          * a range of contiguous blocks large enough to cover the
997          * existing allocation plus the additional blocks.)
998          */
999         return (dbAlloc
1000                 (ip, blkno + nblocks - 1, addnblocks + nblocks, results));
1001 }
1002
1003
1004 /*
1005  * NAME:        dbExtend()
1006  *
1007  * FUNCTION:    attempt to extend a current allocation by a specified
1008  *              number of blocks.
1009  *
1010  *              this routine attempts to satisfy the allocation request
1011  *              by first trying to extend the existing allocation in
1012  *              place by allocating the additional blocks as the blocks
1013  *              immediately following the current allocation.
1014  *
1015  * PARAMETERS:
1016  *      ip          -  pointer to in-core inode requiring allocation.
1017  *      blkno       -  starting block of the current allocation.
1018  *      nblocks     -  number of contiguous blocks within the current
1019  *                     allocation.
1020  *      addnblocks  -  number of blocks to add to the allocation.
1021  *
1022  * RETURN VALUES:
1023  *      0       - success
1024  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1025  *      -EIO    - i/o error
1026  */
1027 static int dbExtend(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks)
1028 {
1029         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ip->i_sb);
1030         s64 lblkno, lastblkno, extblkno;
1031         uint rel_block;
1032         struct metapage *mp;
1033         struct dmap *dp;
1034         int rc;
1035         struct inode *ipbmap = sbi->ipbmap;
1036         struct bmap *bmp;
1037
1038         /*
1039          * We don't want a non-aligned extent to cross a page boundary
1040          */
1041         if (((rel_block = blkno & (sbi->nbperpage - 1))) &&
1042             (rel_block + nblocks + addnblocks > sbi->nbperpage))
1043                 return -ENOSPC;
1044
1045         /* get the last block of the current allocation */
1046         lastblkno = blkno + nblocks - 1;
1047
1048         /* determine the block number of the block following
1049          * the existing allocation.
1050          */
1051         extblkno = lastblkno + 1;
1052
1053         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
1054
1055         /* better be within the file system */
1056         bmp = sbi->bmap;
1057         if (lastblkno < 0 || lastblkno >= bmp->db_mapsize) {
1058                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1059                 jfs_error(ip->i_sb,
1060                           "dbExtend: the block is outside the filesystem");
1061                 return -EIO;
1062         }
1063
1064         /* we'll attempt to extend the current allocation in place by
1065          * allocating the additional blocks as the blocks immediately
1066          * following the current allocation.  we only try to extend the
1067          * current allocation in place if the number of additional blocks
1068          * can fit into a dmap, the last block of the current allocation
1069          * is not the last block of the file system, and the start of the
1070          * inplace extension is not on an allocation group boundary.
1071          */
1072         if (addnblocks > BPERDMAP || extblkno >= bmp->db_mapsize ||
1073             (extblkno & (bmp->db_agsize - 1)) == 0) {
1074                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1075                 return -ENOSPC;
1076         }
1077
1078         /* get the buffer for the dmap containing the first block
1079          * of the extension.
1080          */
1081         lblkno = BLKTODMAP(extblkno, bmp->db_l2nbperpage);
1082         mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1083         if (mp == NULL) {
1084                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1085                 return -EIO;
1086         }
1087
1088         dp = (struct dmap *) mp->data;
1089
1090         /* try to allocate the blocks immediately following the
1091          * current allocation.
1092          */
1093         rc = dbAllocNext(bmp, dp, extblkno, (int) addnblocks);
1094
1095         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1096
1097         /* were we successful ? */
1098         if (rc == 0)
1099                 write_metapage(mp);
1100         else
1101                 /* we were not successful */
1102                 release_metapage(mp);
1103
1104
1105         return (rc);
1106 }
1107
1108
1109 /*
1110  * NAME:        dbAllocNext()
1111  *
1112  * FUNCTION:    attempt to allocate the blocks of the specified block
1113  *              range within a dmap.
1114  *
1115  * PARAMETERS:
1116  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1117  *      dp      -  pointer to dmap.
1118  *      blkno   -  starting block number of the range.
1119  *      nblocks -  number of contiguous free blocks of the range.
1120  *
1121  * RETURN VALUES:
1122  *      0       - success
1123  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1124  *      -EIO    - i/o error
1125  *
1126  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1127  */
1128 static int dbAllocNext(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
1129                        int nblocks)
1130 {
1131         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw;
1132         int l2size;
1133         s8 *leaf;
1134         u32 mask;
1135
1136         if (dp->tree.leafidx != cpu_to_le32(LEAFIND)) {
1137                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1138                           "dbAllocNext: Corrupt dmap page");
1139                 return -EIO;
1140         }
1141
1142         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree.
1143          */
1144         leaf = dp->tree.stree + le32_to_cpu(dp->tree.leafidx);
1145
1146         /* determine the bit number and word within the dmap of the
1147          * starting block.
1148          */
1149         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
1150         word = dbitno >> L2DBWORD;
1151
1152         /* check if the specified block range is contained within
1153          * this dmap.
1154          */
1155         if (dbitno + nblocks > BPERDMAP)
1156                 return -ENOSPC;
1157
1158         /* check if the starting leaf indicates that anything
1159          * is free.
1160          */
1161         if (leaf[word] == NOFREE)
1162                 return -ENOSPC;
1163
1164         /* check the dmaps words corresponding to block range to see
1165          * if the block range is free.  not all bits of the first and
1166          * last words may be contained within the block range.  if this
1167          * is the case, we'll work against those words (i.e. partial first
1168          * and/or last) on an individual basis (a single pass) and examine
1169          * the actual bits to determine if they are free.  a single pass
1170          * will be used for all dmap words fully contained within the
1171          * specified range.  within this pass, the leaves of the dmap
1172          * tree will be examined to determine if the blocks are free. a
1173          * single leaf may describe the free space of multiple dmap
1174          * words, so we may visit only a subset of the actual leaves
1175          * corresponding to the dmap words of the block range.
1176          */
1177         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
1178                 /* determine the bit number within the word and
1179                  * the number of bits within the word.
1180                  */
1181                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
1182                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
1183
1184                 /* check if only part of the word is to be examined.
1185                  */
1186                 if (nb < DBWORD) {
1187                         /* check if the bits are free.
1188                          */
1189                         mask = (ONES << (DBWORD - nb) >> wbitno);
1190                         if ((mask & ~le32_to_cpu(dp->wmap[word])) != mask)
1191                                 return -ENOSPC;
1192
1193                         word += 1;
1194                 } else {
1195                         /* one or more dmap words are fully contained
1196                          * within the block range.  determine how many
1197                          * words and how many bits.
1198                          */
1199                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
1200                         nb = nwords << L2DBWORD;
1201
1202                         /* now examine the appropriate leaves to determine
1203                          * if the blocks are free.
1204                          */
1205                         while (nwords > 0) {
1206                                 /* does the leaf describe any free space ?
1207                                  */
1208                                 if (leaf[word] < BUDMIN)
1209                                         return -ENOSPC;
1210
1211                                 /* determine the l2 number of bits provided
1212                                  * by this leaf.
1213                                  */
1214                                 l2size =
1215                                     min((int)leaf[word], NLSTOL2BSZ(nwords));
1216
1217                                 /* determine how many words were handled.
1218                                  */
1219                                 nw = BUDSIZE(l2size, BUDMIN);
1220
1221                                 nwords -= nw;
1222                                 word += nw;
1223                         }
1224                 }
1225         }
1226
1227         /* allocate the blocks.
1228          */
1229         return (dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks));
1230 }
1231
1232
1233 /*
1234  * NAME:        dbAllocNear()
1235  *
1236  * FUNCTION:    attempt to allocate a number of contiguous free blocks near
1237  *              a specified block (hint) within a dmap.
1238  *
1239  *              starting with the dmap leaf that covers the hint, we'll
1240  *              check the next four contiguous leaves for sufficient free
1241  *              space.  if sufficient free space is found, we'll allocate
1242  *              the desired free space.
1243  *
1244  * PARAMETERS:
1245  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1246  *      dp      -  pointer to dmap.
1247  *      blkno   -  block number to allocate near.
1248  *      nblocks -  actual number of contiguous free blocks desired.
1249  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1250  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1251  *                 of the newly allocated range.
1252  *
1253  * RETURN VALUES:
1254  *      0       - success
1255  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1256  *      -EIO    - i/o error
1257  *
1258  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1259  */
1260 static int
1261 dbAllocNear(struct bmap * bmp,
1262             struct dmap * dp, s64 blkno, int nblocks, int l2nb, s64 * results)
1263 {
1264         int word, lword, rc;
1265         s8 *leaf;
1266
1267         if (dp->tree.leafidx != cpu_to_le32(LEAFIND)) {
1268                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1269                           "dbAllocNear: Corrupt dmap page");
1270                 return -EIO;
1271         }
1272
1273         leaf = dp->tree.stree + le32_to_cpu(dp->tree.leafidx);
1274
1275         /* determine the word within the dmap that holds the hint
1276          * (i.e. blkno).  also, determine the last word in the dmap
1277          * that we'll include in our examination.
1278          */
1279         word = (blkno & (BPERDMAP - 1)) >> L2DBWORD;
1280         lword = min(word + 4, LPERDMAP);
1281
1282         /* examine the leaves for sufficient free space.
1283          */
1284         for (; word < lword; word++) {
1285                 /* does the leaf describe sufficient free space ?
1286                  */
1287                 if (leaf[word] < l2nb)
1288                         continue;
1289
1290                 /* determine the block number within the file system
1291                  * of the first block described by this dmap word.
1292                  */
1293                 blkno = le64_to_cpu(dp->start) + (word << L2DBWORD);
1294
1295                 /* if not all bits of the dmap word are free, get the
1296                  * starting bit number within the dmap word of the required
1297                  * string of free bits and adjust the block number with the
1298                  * value.
1299                  */
1300                 if (leaf[word] < BUDMIN)
1301                         blkno +=
1302                             dbFindBits(le32_to_cpu(dp->wmap[word]), l2nb);
1303
1304                 /* allocate the blocks.
1305                  */
1306                 if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks)) == 0)
1307                         *results = blkno;
1308
1309                 return (rc);
1310         }
1311
1312         return -ENOSPC;
1313 }
1314
1315
1316 /*
1317  * NAME:        dbAllocAG()
1318  *
1319  * FUNCTION:    attempt to allocate the specified number of contiguous
1320  *              free blocks within the specified allocation group.
1321  *
1322  *              unless the allocation group size is equal to the number
1323  *              of blocks per dmap, the dmap control pages will be used to
1324  *              find the required free space, if available.  we start the
1325  *              search at the highest dmap control page level which
1326  *              distinctly describes the allocation group's free space
1327  *              (i.e. the highest level at which the allocation group's
1328  *              free space is not mixed in with that of any other group).
1329  *              in addition, we start the search within this level at a
1330  *              height of the dmapctl dmtree at which the nodes distinctly
1331  *              describe the allocation group's free space.  at this height,
1332  *              the allocation group's free space may be represented by 1
1333  *              or two sub-trees, depending on the allocation group size.
1334  *              we search the top nodes of these subtrees left to right for
1335  *              sufficient free space.  if sufficient free space is found,
1336  *              the subtree is searched to find the leftmost leaf that
1337  *              has free space.  once we have made it to the leaf, we
1338  *              move the search to the next lower level dmap control page
1339  *              corresponding to this leaf.  we continue down the dmap control
1340  *              pages until we find the dmap that contains or starts the
1341  *              sufficient free space and we allocate at this dmap.
1342  *
1343  *              if the allocation group size is equal to the dmap size,
1344  *              we'll start at the dmap corresponding to the allocation
1345  *              group and attempt the allocation at this level.
1346  *
1347  *              the dmap control page search is also not performed if the
1348  *              allocation group is completely free and we go to the first
1349  *              dmap of the allocation group to do the allocation.  this is
1350  *              done because the allocation group may be part (not the first
1351  *              part) of a larger binary buddy system, causing the dmap
1352  *              control pages to indicate no free space (NOFREE) within
1353  *              the allocation group.
1354  *
1355  * PARAMETERS:
1356  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1357  *      agno    - allocation group number.
1358  *      nblocks -  actual number of contiguous free blocks desired.
1359  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1360  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1361  *                 of the newly allocated range.
1362  *
1363  * RETURN VALUES:
1364  *      0       - success
1365  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1366  *      -EIO    - i/o error
1367  *
1368  * note: IWRITE_LOCK(ipmap) held on entry/exit;
1369  */
1370 static int
1371 dbAllocAG(struct bmap * bmp, int agno, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results)
1372 {
1373         struct metapage *mp;
1374         struct dmapctl *dcp;
1375         int rc, ti, i, k, m, n, agperlev;
1376         s64 blkno, lblkno;
1377         int budmin;
1378
1379         /* allocation request should not be for more than the
1380          * allocation group size.
1381          */
1382         if (l2nb > bmp->db_agl2size) {
1383                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1384                           "dbAllocAG: allocation request is larger than the "
1385                           "allocation group size");
1386                 return -EIO;
1387         }
1388
1389         /* determine the starting block number of the allocation
1390          * group.
1391          */
1392         blkno = (s64) agno << bmp->db_agl2size;
1393
1394         /* check if the allocation group size is the minimum allocation
1395          * group size or if the allocation group is completely free. if
1396          * the allocation group size is the minimum size of BPERDMAP (i.e.
1397          * 1 dmap), there is no need to search the dmap control page (below)
1398          * that fully describes the allocation group since the allocation
1399          * group is already fully described by a dmap.  in this case, we
1400          * just call dbAllocCtl() to search the dmap tree and allocate the
1401          * required space if available.
1402          *
1403          * if the allocation group is completely free, dbAllocCtl() is
1404          * also called to allocate the required space.  this is done for
1405          * two reasons.  first, it makes no sense searching the dmap control
1406          * pages for free space when we know that free space exists.  second,
1407          * the dmap control pages may indicate that the allocation group
1408          * has no free space if the allocation group is part (not the first
1409          * part) of a larger binary buddy system.
1410          */
1411         if (bmp->db_agsize == BPERDMAP
1412             || bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize) {
1413                 rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1414                 if ((rc == -ENOSPC) &&
1415                     (bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize)) {
1416                         printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, blocks = %Lx\n",
1417                                (unsigned long long) blkno,
1418                                (unsigned long long) nblocks);
1419                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1420                                   "dbAllocAG: dbAllocCtl failed in free AG");
1421                 }
1422                 return (rc);
1423         }
1424
1425         /* the buffer for the dmap control page that fully describes the
1426          * allocation group.
1427          */
1428         lblkno = BLKTOCTL(blkno, bmp->db_l2nbperpage, bmp->db_aglevel);
1429         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1430         if (mp == NULL)
1431                 return -EIO;
1432         dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
1433         budmin = dcp->budmin;
1434
1435         if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
1436                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1437                           "dbAllocAG: Corrupt dmapctl page");
1438                 release_metapage(mp);
1439                 return -EIO;
1440         }
1441
1442         /* search the subtree(s) of the dmap control page that describes
1443          * the allocation group, looking for sufficient free space.  to begin,
1444          * determine how many allocation groups are represented in a dmap
1445          * control page at the control page level (i.e. L0, L1, L2) that
1446          * fully describes an allocation group. next, determine the starting
1447          * tree index of this allocation group within the control page.
1448          */
1449         agperlev =
1450             (1 << (L2LPERCTL - (bmp->db_agheigth << 1))) / bmp->db_agwidth;
1451         ti = bmp->db_agstart + bmp->db_agwidth * (agno & (agperlev - 1));
1452
1453         /* dmap control page trees fan-out by 4 and a single allocation
1454          * group may be described by 1 or 2 subtrees within the ag level
1455          * dmap control page, depending upon the ag size. examine the ag's
1456          * subtrees for sufficient free space, starting with the leftmost
1457          * subtree.
1458          */
1459         for (i = 0; i < bmp->db_agwidth; i++, ti++) {
1460                 /* is there sufficient free space ?
1461                  */
1462                 if (l2nb > dcp->stree[ti])
1463                         continue;
1464
1465                 /* sufficient free space found in a subtree. now search down
1466                  * the subtree to find the leftmost leaf that describes this
1467                  * free space.
1468                  */
1469                 for (k = bmp->db_agheigth; k > 0; k--) {
1470                         for (n = 0, m = (ti << 2) + 1; n < 4; n++) {
1471                                 if (l2nb <= dcp->stree[m + n]) {
1472                                         ti = m + n;
1473                                         break;
1474                                 }
1475                         }
1476                         if (n == 4) {
1477                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1478                                           "dbAllocAG: failed descending stree");
1479                                 release_metapage(mp);
1480                                 return -EIO;
1481                         }
1482                 }
1483
1484                 /* determine the block number within the file system
1485                  * that corresponds to this leaf.
1486                  */
1487                 if (bmp->db_aglevel == 2)
1488                         blkno = 0;
1489                 else if (bmp->db_aglevel == 1)
1490                         blkno &= ~(MAXL1SIZE - 1);
1491                 else            /* bmp->db_aglevel == 0 */
1492                         blkno &= ~(MAXL0SIZE - 1);
1493
1494                 blkno +=
1495                     ((s64) (ti - le32_to_cpu(dcp->leafidx))) << budmin;
1496
1497                 /* release the buffer in preparation for going down
1498                  * the next level of dmap control pages.
1499                  */
1500                 release_metapage(mp);
1501
1502                 /* check if we need to continue to search down the lower
1503                  * level dmap control pages.  we need to if the number of
1504                  * blocks required is less than maximum number of blocks
1505                  * described at the next lower level.
1506                  */
1507                 if (l2nb < budmin) {
1508
1509                         /* search the lower level dmap control pages to get
1510                          * the starting block number of the the dmap that
1511                          * contains or starts off the free space.
1512                          */
1513                         if ((rc =
1514                              dbFindCtl(bmp, l2nb, bmp->db_aglevel - 1,
1515                                        &blkno))) {
1516                                 if (rc == -ENOSPC) {
1517                                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1518                                                   "dbAllocAG: control page "
1519                                                   "inconsistent");
1520                                         return -EIO;
1521                                 }
1522                                 return (rc);
1523                         }
1524                 }
1525
1526                 /* allocate the blocks.
1527                  */
1528                 rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1529                 if (rc == -ENOSPC) {
1530                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1531                                   "dbAllocAG: unable to allocate blocks");
1532                         rc = -EIO;
1533                 }
1534                 return (rc);
1535         }
1536
1537         /* no space in the allocation group.  release the buffer and
1538          * return -ENOSPC.
1539          */
1540         release_metapage(mp);
1541
1542         return -ENOSPC;
1543 }
1544
1545
1546 /*
1547  * NAME:        dbAllocAny()
1548  *
1549  * FUNCTION:    attempt to allocate the specified number of contiguous
1550  *              free blocks anywhere in the file system.
1551  *
1552  *              dbAllocAny() attempts to find the sufficient free space by
1553  *              searching down the dmap control pages, starting with the
1554  *              highest level (i.e. L0, L1, L2) control page.  if free space
1555  *              large enough to satisfy the desired free space is found, the
1556  *              desired free space is allocated.
1557  *
1558  * PARAMETERS:
1559  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1560  *      nblocks  -  actual number of contiguous free blocks desired.
1561  *      l2nb     -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1562  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1563  *                 of the newly allocated range.
1564  *
1565  * RETURN VALUES:
1566  *      0       - success
1567  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1568  *      -EIO    - i/o error
1569  *
1570  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1571  */
1572 static int dbAllocAny(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results)
1573 {
1574         int rc;
1575         s64 blkno = 0;
1576
1577         /* starting with the top level dmap control page, search
1578          * down the dmap control levels for sufficient free space.
1579          * if free space is found, dbFindCtl() returns the starting
1580          * block number of the dmap that contains or starts off the
1581          * range of free space.
1582          */
1583         if ((rc = dbFindCtl(bmp, l2nb, bmp->db_maxlevel, &blkno)))
1584                 return (rc);
1585
1586         /* allocate the blocks.
1587          */
1588         rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1589         if (rc == -ENOSPC) {
1590                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1591                           "dbAllocAny: unable to allocate blocks");
1592                 return -EIO;
1593         }
1594         return (rc);
1595 }
1596
1597
1598 /*
1599  * NAME:        dbFindCtl()
1600  *
1601  * FUNCTION:    starting at a specified dmap control page level and block
1602  *              number, search down the dmap control levels for a range of
1603  *              contiguous free blocks large enough to satisfy an allocation
1604  *              request for the specified number of free blocks.
1605  *
1606  *              if sufficient contiguous free blocks are found, this routine
1607  *              returns the starting block number within a dmap page that
1608  *              contains or starts a range of contiqious free blocks that
1609  *              is sufficient in size.
1610  *
1611  * PARAMETERS:
1612  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1613  *      level   -  starting dmap control page level.
1614  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1615  *      *blkno  -  on entry, starting block number for conducting the search.
1616  *                 on successful return, the first block within a dmap page
1617  *                 that contains or starts a range of contiguous free blocks.
1618  *
1619  * RETURN VALUES:
1620  *      0       - success
1621  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1622  *      -EIO    - i/o error
1623  *
1624  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1625  */
1626 static int dbFindCtl(struct bmap * bmp, int l2nb, int level, s64 * blkno)
1627 {
1628         int rc, leafidx, lev;
1629         s64 b, lblkno;
1630         struct dmapctl *dcp;
1631         int budmin;
1632         struct metapage *mp;
1633
1634         /* starting at the specified dmap control page level and block
1635          * number, search down the dmap control levels for the starting
1636          * block number of a dmap page that contains or starts off
1637          * sufficient free blocks.
1638          */
1639         for (lev = level, b = *blkno; lev >= 0; lev--) {
1640                 /* get the buffer of the dmap control page for the block
1641                  * number and level (i.e. L0, L1, L2).
1642                  */
1643                 lblkno = BLKTOCTL(b, bmp->db_l2nbperpage, lev);
1644                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1645                 if (mp == NULL)
1646                         return -EIO;
1647                 dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
1648                 budmin = dcp->budmin;
1649
1650                 if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
1651                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1652                                   "dbFindCtl: Corrupt dmapctl page");
1653                         release_metapage(mp);
1654                         return -EIO;
1655                 }
1656
1657                 /* search the tree within the dmap control page for
1658                  * sufficent free space.  if sufficient free space is found,
1659                  * dbFindLeaf() returns the index of the leaf at which
1660                  * free space was found.
1661                  */
1662                 rc = dbFindLeaf((dmtree_t *) dcp, l2nb, &leafidx);
1663
1664                 /* release the buffer.
1665                  */
1666                 release_metapage(mp);
1667
1668                 /* space found ?
1669                  */
1670                 if (rc) {
1671                         if (lev != level) {
1672                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1673                                           "dbFindCtl: dmap inconsistent");
1674                                 return -EIO;
1675                         }
1676                         return -ENOSPC;
1677                 }
1678
1679                 /* adjust the block number to reflect the location within
1680                  * the dmap control page (i.e. the leaf) at which free
1681                  * space was found.
1682                  */
1683                 b += (((s64) leafidx) << budmin);
1684
1685                 /* we stop the search at this dmap control page level if
1686                  * the number of blocks required is greater than or equal
1687                  * to the maximum number of blocks described at the next
1688                  * (lower) level.
1689                  */
1690                 if (l2nb >= budmin)
1691                         break;
1692         }
1693
1694         *blkno = b;
1695         return (0);
1696 }
1697
1698
1699 /*
1700  * NAME:        dbAllocCtl()
1701  *
1702  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous
1703  *              blocks starting within a specific dmap.
1704  *
1705  *              this routine is called by higher level routines that search
1706  *              the dmap control pages above the actual dmaps for contiguous
1707  *              free space.  the result of successful searches by these
1708  *              routines are the starting block numbers within dmaps, with
1709  *              the dmaps themselves containing the desired contiguous free
1710  *              space or starting a contiguous free space of desired size
1711  *              that is made up of the blocks of one or more dmaps. these
1712  *              calls should not fail due to insufficent resources.
1713  *
1714  *              this routine is called in some cases where it is not known
1715  *              whether it will fail due to insufficient resources.  more
1716  *              specifically, this occurs when allocating from an allocation
1717  *              group whose size is equal to the number of blocks per dmap.
1718  *              in this case, the dmap control pages are not examined prior
1719  *              to calling this routine (to save pathlength) and the call
1720  *              might fail.
1721  *
1722  *              for a request size that fits within a dmap, this routine relies
1723  *              upon the dmap's dmtree to find the requested contiguous free
1724  *              space.  for request sizes that are larger than a dmap, the
1725  *              requested free space will start at the first block of the
1726  *              first dmap (i.e. blkno).
1727  *
1728  * PARAMETERS:
1729  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1730  *      nblocks  -  actual number of contiguous free blocks to allocate.
1731  *      l2nb     -  log2 number of contiguous free blocks to allocate.
1732  *      blkno    -  starting block number of the dmap to start the allocation
1733  *                  from.
1734  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1735  *                 of the newly allocated range.
1736  *
1737  * RETURN VALUES:
1738  *      0       - success
1739  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1740  *      -EIO    - i/o error
1741  *
1742  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1743  */
1744 static int
1745 dbAllocCtl(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 blkno, s64 * results)
1746 {
1747         int rc, nb;
1748         s64 b, lblkno, n;
1749         struct metapage *mp;
1750         struct dmap *dp;
1751
1752         /* check if the allocation request is confined to a single dmap.
1753          */
1754         if (l2nb <= L2BPERDMAP) {
1755                 /* get the buffer for the dmap.
1756                  */
1757                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
1758                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1759                 if (mp == NULL)
1760                         return -EIO;
1761                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1762
1763                 /* try to allocate the blocks.
1764                  */
1765                 rc = dbAllocDmapLev(bmp, dp, (int) nblocks, l2nb, results);
1766                 if (rc == 0)
1767                         mark_metapage_dirty(mp);
1768
1769                 release_metapage(mp);
1770
1771                 return (rc);
1772         }
1773
1774         /* allocation request involving multiple dmaps. it must start on
1775          * a dmap boundary.
1776          */
1777         assert((blkno & (BPERDMAP - 1)) == 0);
1778
1779         /* allocate the blocks dmap by dmap.
1780          */
1781         for (n = nblocks, b = blkno; n > 0; n -= nb, b += nb) {
1782                 /* get the buffer for the dmap.
1783                  */
1784                 lblkno = BLKTODMAP(b, bmp->db_l2nbperpage);
1785                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1786                 if (mp == NULL) {
1787                         rc = -EIO;
1788                         goto backout;
1789                 }
1790                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1791
1792                 /* the dmap better be all free.
1793                  */
1794                 if (dp->tree.stree[ROOT] != L2BPERDMAP) {
1795                         release_metapage(mp);
1796                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1797                                   "dbAllocCtl: the dmap is not all free");
1798                         rc = -EIO;
1799                         goto backout;
1800                 }
1801
1802                 /* determine how many blocks to allocate from this dmap.
1803                  */
1804                 nb = min(n, (s64)BPERDMAP);
1805
1806                 /* allocate the blocks from the dmap.
1807                  */
1808                 if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, b, nb))) {
1809                         release_metapage(mp);
1810                         goto backout;
1811                 }
1812
1813                 /* write the buffer.
1814                  */
1815                 write_metapage(mp);
1816         }
1817
1818         /* set the results (starting block number) and return.
1819          */
1820         *results = blkno;
1821         return (0);
1822
1823         /* something failed in handling an allocation request involving
1824          * multiple dmaps.  we'll try to clean up by backing out any
1825          * allocation that has already happened for this request.  if
1826          * we fail in backing out the allocation, we'll mark the file
1827          * system to indicate that blocks have been leaked.
1828          */
1829       backout:
1830
1831         /* try to backout the allocations dmap by dmap.
1832          */
1833         for (n = nblocks - n, b = blkno; n > 0;
1834              n -= BPERDMAP, b += BPERDMAP) {
1835                 /* get the buffer for this dmap.
1836                  */
1837                 lblkno = BLKTODMAP(b, bmp->db_l2nbperpage);
1838                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1839                 if (mp == NULL) {
1840                         /* could not back out.  mark the file system
1841                          * to indicate that we have leaked blocks.
1842                          */
1843                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1844                                   "dbAllocCtl: I/O Error: Block Leakage.");
1845                         continue;
1846                 }
1847                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1848
1849                 /* free the blocks is this dmap.
1850                  */
1851                 if (dbFreeDmap(bmp, dp, b, BPERDMAP)) {
1852                         /* could not back out.  mark the file system
1853                          * to indicate that we have leaked blocks.
1854                          */
1855                         release_metapage(mp);
1856                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1857                                   "dbAllocCtl: Block Leakage.");
1858                         continue;
1859                 }
1860
1861                 /* write the buffer.
1862                  */
1863                 write_metapage(mp);
1864         }
1865
1866         return (rc);
1867 }
1868
1869
1870 /*
1871  * NAME:        dbAllocDmapLev()
1872  *
1873  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous blocks
1874  *              from a specified dmap.
1875  *
1876  *              this routine checks if the contiguous blocks are available.
1877  *              if so, nblocks of blocks are allocated; otherwise, ENOSPC is
1878  *              returned.
1879  *
1880  * PARAMETERS:
1881  *      mp      -  pointer to bmap descriptor
1882  *      dp      -  pointer to dmap to attempt to allocate blocks from.
1883  *      l2nb    -  log2 number of contiguous block desired.
1884  *      nblocks -  actual number of contiguous block desired.
1885  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1886  *                 of the newly allocated range.
1887  *
1888  * RETURN VALUES:
1889  *      0       - success
1890  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1891  *      -EIO    - i/o error
1892  *
1893  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap), e.g., from dbAlloc(), or
1894  *      IWRITE_LOCK(ipbmap), e.g., dbAllocCtl(), held on entry/exit;
1895  */
1896 static int
1897 dbAllocDmapLev(struct bmap * bmp,
1898                struct dmap * dp, int nblocks, int l2nb, s64 * results)
1899 {
1900         s64 blkno;
1901         int leafidx, rc;
1902
1903         /* can't be more than a dmaps worth of blocks */
1904         assert(l2nb <= L2BPERDMAP);
1905
1906         /* search the tree within the dmap page for sufficient
1907          * free space.  if sufficient free space is found, dbFindLeaf()
1908          * returns the index of the leaf at which free space was found.
1909          */
1910         if (dbFindLeaf((dmtree_t *) & dp->tree, l2nb, &leafidx))
1911                 return -ENOSPC;
1912
1913         /* determine the block number within the file system corresponding
1914          * to the leaf at which free space was found.
1915          */
1916         blkno = le64_to_cpu(dp->start) + (leafidx << L2DBWORD);
1917
1918         /* if not all bits of the dmap word are free, get the starting
1919          * bit number within the dmap word of the required string of free
1920          * bits and adjust the block number with this value.
1921          */
1922         if (dp->tree.stree[leafidx + LEAFIND] < BUDMIN)
1923                 blkno += dbFindBits(le32_to_cpu(dp->wmap[leafidx]), l2nb);
1924
1925         /* allocate the blocks */
1926         if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks)) == 0)
1927                 *results = blkno;
1928
1929         return (rc);
1930 }
1931
1932
1933 /*
1934  * NAME:        dbAllocDmap()
1935  *
1936  * FUNCTION:    adjust the disk allocation map to reflect the allocation
1937  *              of a specified block range within a dmap.
1938  *
1939  *              this routine allocates the specified blocks from the dmap
1940  *              through a call to dbAllocBits(). if the allocation of the
1941  *              block range causes the maximum string of free blocks within
1942  *              the dmap to change (i.e. the value of the root of the dmap's
1943  *              dmtree), this routine will cause this change to be reflected
1944  *              up through the appropriate levels of the dmap control pages
1945  *              by a call to dbAdjCtl() for the L0 dmap control page that
1946  *              covers this dmap.
1947  *
1948  * PARAMETERS:
1949  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1950  *      dp      -  pointer to dmap to allocate the block range from.
1951  *      blkno   -  starting block number of the block to be allocated.
1952  *      nblocks -  number of blocks to be allocated.
1953  *
1954  * RETURN VALUES:
1955  *      0       - success
1956  *      -EIO    - i/o error
1957  *
1958  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1959  */
1960 static int dbAllocDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
1961                        int nblocks)
1962 {
1963         s8 oldroot;
1964         int rc;
1965
1966         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
1967          * of the dmap tree.
1968          */
1969         oldroot = dp->tree.stree[ROOT];
1970
1971         /* allocate the specified (blocks) bits */
1972         dbAllocBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
1973
1974         /* if the root has not changed, done. */
1975         if (dp->tree.stree[ROOT] == oldroot)
1976                 return (0);
1977
1978         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
1979          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
1980          * backout the bit allocation (thus making everything consistent).
1981          */
1982         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, dp->tree.stree[ROOT], 1, 0)))
1983                 dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
1984
1985         return (rc);
1986 }
1987
1988
1989 /*
1990  * NAME:        dbFreeDmap()
1991  *
1992  * FUNCTION:    adjust the disk allocation map to reflect the allocation
1993  *              of a specified block range within a dmap.
1994  *
1995  *              this routine frees the specified blocks from the dmap through
1996  *              a call to dbFreeBits(). if the deallocation of the block range
1997  *              causes the maximum string of free blocks within the dmap to
1998  *              change (i.e. the value of the root of the dmap's dmtree), this
1999  *              routine will cause this change to be reflected up through the
2000  *              appropriate levels of the dmap control pages by a call to
2001  *              dbAdjCtl() for the L0 dmap control page that covers this dmap.
2002  *
2003  * PARAMETERS:
2004  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2005  *      dp      -  pointer to dmap to free the block range from.
2006  *      blkno   -  starting block number of the block to be freed.
2007  *      nblocks -  number of blocks to be freed.
2008  *
2009  * RETURN VALUES:
2010  *      0       - success
2011  *      -EIO    - i/o error
2012  *
2013  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2014  */
2015 static int dbFreeDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2016                       int nblocks)
2017 {
2018         s8 oldroot;
2019         int rc = 0, word;
2020
2021         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
2022          * of the dmap tree.
2023          */
2024         oldroot = dp->tree.stree[ROOT];
2025
2026         /* free the specified (blocks) bits */
2027         rc = dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2028
2029         /* if error or the root has not changed, done. */
2030         if (rc || (dp->tree.stree[ROOT] == oldroot))
2031                 return (rc);
2032
2033         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
2034          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
2035          * backout the deallocation.
2036          */
2037         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, dp->tree.stree[ROOT], 0, 0))) {
2038                 word = (blkno & (BPERDMAP - 1)) >> L2DBWORD;
2039
2040                 /* as part of backing out the deallocation, we will have
2041                  * to back split the dmap tree if the deallocation caused
2042                  * the freed blocks to become part of a larger binary buddy
2043                  * system.
2044                  */
2045                 if (dp->tree.stree[word] == NOFREE)
2046                         dbBackSplit((dmtree_t *) & dp->tree, word);
2047
2048                 dbAllocBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2049         }
2050
2051         return (rc);
2052 }
2053
2054
2055 /*
2056  * NAME:        dbAllocBits()
2057  *
2058  * FUNCTION:    allocate a specified block range from a dmap.
2059  *
2060  *              this routine updates the dmap to reflect the working
2061  *              state allocation of the specified block range. it directly
2062  *              updates the bits of the working map and causes the adjustment
2063  *              of the binary buddy system described by the dmap's dmtree
2064  *              leaves to reflect the bits allocated.  it also causes the
2065  *              dmap's dmtree, as a whole, to reflect the allocated range.
2066  *
2067  * PARAMETERS:
2068  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2069  *      dp      -  pointer to dmap to allocate bits from.
2070  *      blkno   -  starting block number of the bits to be allocated.
2071  *      nblocks -  number of bits to be allocated.
2072  *
2073  * RETURN VALUES: none
2074  *
2075  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2076  */
2077 static void dbAllocBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2078                         int nblocks)
2079 {
2080         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw, agno;
2081         dmtree_t *tp = (dmtree_t *) & dp->tree;
2082         int size;
2083         s8 *leaf;
2084
2085         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree */
2086         leaf = dp->tree.stree + LEAFIND;
2087
2088         /* determine the bit number and word within the dmap of the
2089          * starting block.
2090          */
2091         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
2092         word = dbitno >> L2DBWORD;
2093
2094         /* block range better be within the dmap */
2095         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
2096
2097         /* allocate the bits of the dmap's words corresponding to the block
2098          * range. not all bits of the first and last words may be contained
2099          * within the block range.  if this is the case, we'll work against
2100          * those words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
2101          * (a single pass), allocating the bits of interest by hand and
2102          * updating the leaf corresponding to the dmap word. a single pass
2103          * will be used for all dmap words fully contained within the
2104          * specified range.  within this pass, the bits of all fully contained
2105          * dmap words will be marked as free in a single shot and the leaves
2106          * will be updated. a single leaf may describe the free space of
2107          * multiple dmap words, so we may update only a subset of the actual
2108          * leaves corresponding to the dmap words of the block range.
2109          */
2110         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
2111                 /* determine the bit number within the word and
2112                  * the number of bits within the word.
2113                  */
2114                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
2115                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
2116
2117                 /* check if only part of a word is to be allocated.
2118                  */
2119                 if (nb < DBWORD) {
2120                         /* allocate (set to 1) the appropriate bits within
2121                          * this dmap word.
2122                          */
2123                         dp->wmap[word] |= cpu_to_le32(ONES << (DBWORD - nb)
2124                                                       >> wbitno);
2125
2126                         /* update the leaf for this dmap word. in addition
2127                          * to setting the leaf value to the binary buddy max
2128                          * of the updated dmap word, dbSplit() will split
2129                          * the binary system of the leaves if need be.
2130                          */
2131                         dbSplit(tp, word, BUDMIN,
2132                                 dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[word]));
2133
2134                         word += 1;
2135                 } else {
2136                         /* one or more dmap words are fully contained
2137                          * within the block range.  determine how many
2138                          * words and allocate (set to 1) the bits of these
2139                          * words.
2140                          */
2141                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
2142                         memset(&dp->wmap[word], (int) ONES, nwords * 4);
2143
2144                         /* determine how many bits.
2145                          */
2146                         nb = nwords << L2DBWORD;
2147
2148                         /* now update the appropriate leaves to reflect
2149                          * the allocated words.
2150                          */
2151                         for (; nwords > 0; nwords -= nw) {
2152                                 if (leaf[word] < BUDMIN) {
2153                                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2154                                                   "dbAllocBits: leaf page "
2155                                                   "corrupt");
2156                                         break;
2157                                 }
2158
2159                                 /* determine what the leaf value should be
2160                                  * updated to as the minimum of the l2 number
2161                                  * of bits being allocated and the l2 number
2162                                  * of bits currently described by this leaf.
2163                                  */
2164                                 size = min((int)leaf[word], NLSTOL2BSZ(nwords));
2165
2166                                 /* update the leaf to reflect the allocation.
2167                                  * in addition to setting the leaf value to
2168                                  * NOFREE, dbSplit() will split the binary
2169                                  * system of the leaves to reflect the current
2170                                  * allocation (size).
2171                                  */
2172                                 dbSplit(tp, word, size, NOFREE);
2173
2174                                 /* get the number of dmap words handled */
2175                                 nw = BUDSIZE(size, BUDMIN);
2176                                 word += nw;
2177                         }
2178                 }
2179         }
2180
2181         /* update the free count for this dmap */
2182         dp->nfree = cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nfree) - nblocks);
2183
2184         BMAP_LOCK(bmp);
2185
2186         /* if this allocation group is completely free,
2187          * update the maximum allocation group number if this allocation
2188          * group is the new max.
2189          */
2190         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
2191         if (agno > bmp->db_maxag)
2192                 bmp->db_maxag = agno;
2193
2194         /* update the free count for the allocation group and map */
2195         bmp->db_agfree[agno] -= nblocks;
2196         bmp->db_nfree -= nblocks;
2197
2198         BMAP_UNLOCK(bmp);
2199 }
2200
2201
2202 /*
2203  * NAME:        dbFreeBits()
2204  *
2205  * FUNCTION:    free a specified block range from a dmap.
2206  *
2207  *              this routine updates the dmap to reflect the working
2208  *              state allocation of the specified block range. it directly
2209  *              updates the bits of the working map and causes the adjustment
2210  *              of the binary buddy system described by the dmap's dmtree
2211  *              leaves to reflect the bits freed.  it also causes the dmap's
2212  *              dmtree, as a whole, to reflect the deallocated range.
2213  *
2214  * PARAMETERS:
2215  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2216  *      dp      -  pointer to dmap to free bits from.
2217  *      blkno   -  starting block number of the bits to be freed.
2218  *      nblocks -  number of bits to be freed.
2219  *
2220  * RETURN VALUES: 0 for success
2221  *
2222  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2223  */
2224 static int dbFreeBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2225                        int nblocks)
2226 {
2227         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw, agno;
2228         dmtree_t *tp = (dmtree_t *) & dp->tree;
2229         int rc = 0;
2230         int size;
2231
2232         /* determine the bit number and word within the dmap of the
2233          * starting block.
2234          */
2235         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
2236         word = dbitno >> L2DBWORD;
2237
2238         /* block range better be within the dmap.
2239          */
2240         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
2241
2242         /* free the bits of the dmaps words corresponding to the block range.
2243          * not all bits of the first and last words may be contained within
2244          * the block range.  if this is the case, we'll work against those
2245          * words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
2246          * (a single pass), freeing the bits of interest by hand and updating
2247          * the leaf corresponding to the dmap word. a single pass will be used
2248          * for all dmap words fully contained within the specified range.
2249          * within this pass, the bits of all fully contained dmap words will
2250          * be marked as free in a single shot and the leaves will be updated. a
2251          * single leaf may describe the free space of multiple dmap words,
2252          * so we may update only a subset of the actual leaves corresponding
2253          * to the dmap words of the block range.
2254          *
2255          * dbJoin() is used to update leaf values and will join the binary
2256          * buddy system of the leaves if the new leaf values indicate this
2257          * should be done.
2258          */
2259         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
2260                 /* determine the bit number within the word and
2261                  * the number of bits within the word.
2262                  */
2263                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
2264                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
2265
2266                 /* check if only part of a word is to be freed.
2267                  */
2268                 if (nb < DBWORD) {
2269                         /* free (zero) the appropriate bits within this
2270                          * dmap word.
2271                          */
2272                         dp->wmap[word] &=
2273                             cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
2274                                           >> wbitno));
2275
2276                         /* update the leaf for this dmap word.
2277                          */
2278                         rc = dbJoin(tp, word,
2279                                     dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[word]));
2280                         if (rc)
2281                                 return rc;
2282
2283                         word += 1;
2284                 } else {
2285                         /* one or more dmap words are fully contained
2286                          * within the block range.  determine how many
2287                          * words and free (zero) the bits of these words.
2288                          */
2289                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
2290                         memset(&dp->wmap[word], 0, nwords * 4);
2291
2292                         /* determine how many bits.
2293                          */
2294                         nb = nwords << L2DBWORD;
2295
2296                         /* now update the appropriate leaves to reflect
2297                          * the freed words.
2298                          */
2299                         for (; nwords > 0; nwords -= nw) {
2300                                 /* determine what the leaf value should be
2301                                  * updated to as the minimum of the l2 number
2302                                  * of bits being freed and the l2 (max) number
2303                                  * of bits that can be described by this leaf.
2304                                  */
2305                                 size =
2306                                     min(LITOL2BSZ
2307                                         (word, L2LPERDMAP, BUDMIN),
2308                                         NLSTOL2BSZ(nwords));
2309
2310                                 /* update the leaf.
2311                                  */
2312                                 rc = dbJoin(tp, word, size);
2313                                 if (rc)
2314                                         return rc;
2315
2316                                 /* get the number of dmap words handled.
2317                                  */
2318                                 nw = BUDSIZE(size, BUDMIN);
2319                                 word += nw;
2320                         }
2321                 }
2322         }
2323
2324         /* update the free count for this dmap.
2325          */
2326         dp->nfree = cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nfree) + nblocks);
2327
2328         BMAP_LOCK(bmp);
2329
2330         /* update the free count for the allocation group and
2331          * map.
2332          */
2333         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
2334         bmp->db_nfree += nblocks;
2335         bmp->db_agfree[agno] += nblocks;
2336
2337         /* check if this allocation group is not completely free and
2338          * if it is currently the maximum (rightmost) allocation group.
2339          * if so, establish the new maximum allocation group number by
2340          * searching left for the first allocation group with allocation.
2341          */
2342         if ((bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize && agno == bmp->db_maxag) ||
2343             (agno == bmp->db_numag - 1 &&
2344              bmp->db_agfree[agno] == (bmp-> db_mapsize & (BPERDMAP - 1)))) {
2345                 while (bmp->db_maxag > 0) {
2346                         bmp->db_maxag -= 1;
2347                         if (bmp->db_agfree[bmp->db_maxag] !=
2348                             bmp->db_agsize)
2349                                 break;
2350                 }
2351
2352                 /* re-establish the allocation group preference if the
2353                  * current preference is right of the maximum allocation
2354                  * group.
2355                  */
2356                 if (bmp->db_agpref > bmp->db_maxag)
2357                         bmp->db_agpref = bmp->db_maxag;
2358         }
2359
2360         BMAP_UNLOCK(bmp);
2361
2362         return 0;
2363 }
2364
2365
2366 /*
2367  * NAME:        dbAdjCtl()
2368  *
2369  * FUNCTION:    adjust a dmap control page at a specified level to reflect
2370  *              the change in a lower level dmap or dmap control page's
2371  *              maximum string of free blocks (i.e. a change in the root
2372  *              of the lower level object's dmtree) due to the allocation
2373  *              or deallocation of a range of blocks with a single dmap.
2374  *
2375  *              on entry, this routine is provided with the new value of
2376  *              the lower level dmap or dmap control page root and the
2377  *              starting block number of the block range whose allocation
2378  *              or deallocation resulted in the root change.  this range
2379  *              is respresented by a single leaf of the current dmapctl
2380  *              and the leaf will be updated with this value, possibly
2381  *              causing a binary buddy system within the leaves to be
2382  *              split or joined.  the update may also cause the dmapctl's
2383  *              dmtree to be updated.
2384  *
2385  *              if the adjustment of the dmap control page, itself, causes its
2386  *              root to change, this change will be bubbled up to the next dmap
2387  *              control level by a recursive call to this routine, specifying
2388  *              the new root value and the next dmap control page level to
2389  *              be adjusted.
2390  * PARAMETERS:
2391  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2392  *      blkno   -  the first block of a block range within a dmap.  it is
2393  *                 the allocation or deallocation of this block range that
2394  *                 requires the dmap control page to be adjusted.
2395  *      newval  -  the new value of the lower level dmap or dmap control
2396  *                 page root.
2397  *      alloc   -  'true' if adjustment is due to an allocation.
2398  *      level   -  current level of dmap control page (i.e. L0, L1, L2) to
2399  *                 be adjusted.
2400  *
2401  * RETURN VALUES:
2402  *      0       - success
2403  *      -EIO    - i/o error
2404  *
2405  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2406  */
2407 static int
2408 dbAdjCtl(struct bmap * bmp, s64 blkno, int newval, int alloc, int level)
2409 {
2410         struct metapage *mp;
2411         s8 oldroot;
2412         int oldval;
2413         s64 lblkno;
2414         struct dmapctl *dcp;
2415         int rc, leafno, ti;
2416
2417         /* get the buffer for the dmap control page for the specified
2418          * block number and control page level.
2419          */
2420         lblkno = BLKTOCTL(blkno, bmp->db_l2nbperpage, level);
2421         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
2422         if (mp == NULL)
2423                 return -EIO;
2424         dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
2425
2426         if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
2427                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2428                           "dbAdjCtl: Corrupt dmapctl page");
2429                 release_metapage(mp);
2430                 return -EIO;
2431         }
2432
2433         /* determine the leaf number corresponding to the block and
2434          * the index within the dmap control tree.
2435          */
2436         leafno = BLKTOCTLLEAF(blkno, dcp->budmin);
2437         ti = leafno + le32_to_cpu(dcp->leafidx);
2438
2439         /* save the current leaf value and the current root level (i.e.
2440          * maximum l2 free string described by this dmapctl).
2441          */
2442         oldval = dcp->stree[ti];
2443         oldroot = dcp->stree[ROOT];
2444
2445         /* check if this is a control page update for an allocation.
2446          * if so, update the leaf to reflect the new leaf value using
2447          * dbSplit(); otherwise (deallocation), use dbJoin() to udpate
2448          * the leaf with the new value.  in addition to updating the
2449          * leaf, dbSplit() will also split the binary buddy system of
2450          * the leaves, if required, and bubble new values within the
2451          * dmapctl tree, if required.  similarly, dbJoin() will join
2452          * the binary buddy system of leaves and bubble new values up
2453          * the dmapctl tree as required by the new leaf value.
2454          */
2455         if (alloc) {
2456                 /* check if we are in the middle of a binary buddy
2457                  * system.  this happens when we are performing the
2458                  * first allocation out of an allocation group that
2459                  * is part (not the first part) of a larger binary
2460                  * buddy system.  if we are in the middle, back split
2461                  * the system prior to calling dbSplit() which assumes
2462                  * that it is at the front of a binary buddy system.
2463                  */
2464                 if (oldval == NOFREE) {
2465                         rc = dbBackSplit((dmtree_t *) dcp, leafno);
2466                         if (rc)
2467                                 return rc;
2468                         oldval = dcp->stree[ti];
2469                 }
2470                 dbSplit((dmtree_t *) dcp, leafno, dcp->budmin, newval);
2471         } else {
2472                 rc = dbJoin((dmtree_t *) dcp, leafno, newval);
2473                 if (rc)
2474                         return rc;
2475         }
2476
2477         /* check if the root of the current dmap control page changed due
2478          * to the update and if the current dmap control page is not at
2479          * the current top level (i.e. L0, L1, L2) of the map.  if so (i.e.
2480          * root changed and this is not the top level), call this routine
2481          * again (recursion) for the next higher level of the mapping to
2482          * reflect the change in root for the current dmap control page.
2483          */
2484         if (dcp->stree[ROOT] != oldroot) {
2485                 /* are we below the top level of the map.  if so,
2486                  * bubble the root up to the next higher level.
2487                  */
2488                 if (level < bmp->db_maxlevel) {
2489                         /* bubble up the new root of this dmap control page to
2490                          * the next level.
2491                          */
2492                         if ((rc =
2493                              dbAdjCtl(bmp, blkno, dcp->stree[ROOT], alloc,
2494                                       level + 1))) {
2495                                 /* something went wrong in bubbling up the new
2496                                  * root value, so backout the changes to the
2497                                  * current dmap control page.
2498                                  */
2499                                 if (alloc) {
2500                                         dbJoin((dmtree_t *) dcp, leafno,
2501                                                oldval);
2502                                 } else {
2503                                         /* the dbJoin() above might have
2504                                          * caused a larger binary buddy system
2505                                          * to form and we may now be in the
2506                                          * middle of it.  if this is the case,
2507                                          * back split the buddies.
2508                                          */
2509                                         if (dcp->stree[ti] == NOFREE)
2510                                                 dbBackSplit((dmtree_t *)
2511                                                             dcp, leafno);
2512                                         dbSplit((dmtree_t *) dcp, leafno,
2513                                                 dcp->budmin, oldval);
2514                                 }
2515
2516                                 /* release the buffer and return the error.
2517                                  */
2518                                 release_metapage(mp);
2519                                 return (rc);
2520                         }
2521                 } else {
2522                         /* we're at the top level of the map. update
2523                          * the bmap control page to reflect the size
2524                          * of the maximum free buddy system.
2525                          */
2526                         assert(level == bmp->db_maxlevel);
2527                         if (bmp->db_maxfreebud != oldroot) {
2528                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2529                                           "dbAdjCtl: the maximum free buddy is "
2530                                           "not the old root");
2531                         }
2532                         bmp->db_maxfreebud = dcp->stree[ROOT];
2533                 }
2534         }
2535
2536         /* write the buffer.
2537          */
2538         write_metapage(mp);
2539
2540         return (0);
2541 }
2542
2543
2544 /*
2545  * NAME:        dbSplit()
2546  *
2547  * FUNCTION:    update the leaf of a dmtree with a new value, splitting
2548  *              the leaf from the binary buddy system of the dmtree's
2549  *              leaves, as required.
2550  *
2551  * PARAMETERS:
2552  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2553  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2554  *      splitsz - the size the binary buddy system starting at the leaf
2555  *                must be split to, specified as the log2 number of blocks.
2556  *      newval  - the new value for the leaf.
2557  *
2558  * RETURN VALUES: none
2559  *
2560  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2561  */
2562 static void dbSplit(dmtree_t * tp, int leafno, int splitsz, int newval)
2563 {
2564         int budsz;
2565         int cursz;
2566         s8 *leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2567
2568         /* check if the leaf needs to be split.
2569          */
2570         if (leaf[leafno] > tp->dmt_budmin) {
2571                 /* the split occurs by cutting the buddy system in half
2572                  * at the specified leaf until we reach the specified
2573                  * size.  pick up the starting split size (current size
2574                  * - 1 in l2) and the corresponding buddy size.
2575                  */
2576                 cursz = leaf[leafno] - 1;
2577                 budsz = BUDSIZE(cursz, tp->dmt_budmin);
2578
2579                 /* split until we reach the specified size.
2580                  */
2581                 while (cursz >= splitsz) {
2582                         /* update the buddy's leaf with its new value.
2583                          */
2584                         dbAdjTree(tp, leafno ^ budsz, cursz);
2585
2586                         /* on to the next size and buddy.
2587                          */
2588                         cursz -= 1;
2589                         budsz >>= 1;
2590                 }
2591         }
2592
2593         /* adjust the dmap tree to reflect the specified leaf's new
2594          * value.
2595          */
2596         dbAdjTree(tp, leafno, newval);
2597 }
2598
2599
2600 /*
2601  * NAME:        dbBackSplit()
2602  *
2603  * FUNCTION:    back split the binary buddy system of dmtree leaves
2604  *              that hold a specified leaf until the specified leaf
2605  *              starts its own binary buddy system.
2606  *
2607  *              the allocators typically perform allocations at the start
2608  *              of binary buddy systems and dbSplit() is used to accomplish
2609  *              any required splits.  in some cases, however, allocation
2610  *              may occur in the middle of a binary system and requires a
2611  *              back split, with the split proceeding out from the middle of
2612  *              the system (less efficient) rather than the start of the
2613  *              system (more efficient).  the cases in which a back split
2614  *              is required are rare and are limited to the first allocation
2615  *              within an allocation group which is a part (not first part)
2616  *              of a larger binary buddy system and a few exception cases
2617  *              in which a previous join operation must be backed out.
2618  *
2619  * PARAMETERS:
2620  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2621  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2622  *
2623  * RETURN VALUES: none
2624  *
2625  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2626  */
2627 static int dbBackSplit(dmtree_t * tp, int leafno)
2628 {
2629         int budsz, bud, w, bsz, size;
2630         int cursz;
2631         s8 *leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2632
2633         /* leaf should be part (not first part) of a binary
2634          * buddy system.
2635          */
2636         assert(leaf[leafno] == NOFREE);
2637
2638         /* the back split is accomplished by iteratively finding the leaf
2639          * that starts the buddy system that contains the specified leaf and
2640          * splitting that system in two.  this iteration continues until
2641          * the specified leaf becomes the start of a buddy system.
2642          *
2643          * determine maximum possible l2 size for the specified leaf.
2644          */
2645         size =
2646             LITOL2BSZ(leafno, le32_to_cpu(tp->dmt_l2nleafs),
2647                       tp->dmt_budmin);
2648
2649         /* determine the number of leaves covered by this size.  this
2650          * is the buddy size that we will start with as we search for
2651          * the buddy system that contains the specified leaf.
2652          */
2653         budsz = BUDSIZE(size, tp->dmt_budmin);
2654
2655         /* back split.
2656          */
2657         while (leaf[leafno] == NOFREE) {
2658                 /* find the leftmost buddy leaf.
2659                  */
2660                 for (w = leafno, bsz = budsz;; bsz <<= 1,
2661                      w = (w < bud) ? w : bud) {
2662                         if (bsz >= le32_to_cpu(tp->dmt_nleafs)) {
2663                                 jfs_err("JFS: block map error in dbBackSplit");
2664                                 return -EIO;
2665                         }
2666
2667                         /* determine the buddy.
2668                          */
2669                         bud = w ^ bsz;
2670
2671                         /* check if this buddy is the start of the system.
2672                          */
2673                         if (leaf[bud] != NOFREE) {
2674                                 /* split the leaf at the start of the
2675                                  * system in two.
2676                                  */
2677                                 cursz = leaf[bud] - 1;
2678                                 dbSplit(tp, bud, cursz, cursz);
2679                                 break;
2680                         }
2681                 }
2682         }
2683
2684         if (leaf[leafno] != size) {
2685                 jfs_err("JFS: wrong leaf value in dbBackSplit");
2686                 return -EIO;
2687         }
2688         return 0;
2689 }
2690
2691
2692 /*
2693  * NAME:        dbJoin()
2694  *
2695  * FUNCTION:    update the leaf of a dmtree with a new value, joining
2696  *              the leaf with other leaves of the dmtree into a multi-leaf
2697  *              binary buddy system, as required.
2698  *
2699  * PARAMETERS:
2700  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2701  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2702  *      newval  - the new value for the leaf.
2703  *
2704  * RETURN VALUES: none
2705  */
2706 static int dbJoin(dmtree_t * tp, int leafno, int newval)
2707 {
2708         int budsz, buddy;
2709         s8 *leaf;
2710
2711         /* can the new leaf value require a join with other leaves ?
2712          */
2713         if (newval >= tp->dmt_budmin) {
2714                 /* pickup a pointer to the leaves of the tree.
2715                  */
2716                 leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2717
2718                 /* try to join the specified leaf into a large binary
2719                  * buddy system.  the join proceeds by attempting to join
2720                  * the specified leafno with its buddy (leaf) at new value.
2721                  * if the join occurs, we attempt to join the left leaf
2722                  * of the joined buddies with its buddy at new value + 1.
2723                  * we continue to join until we find a buddy that cannot be
2724                  * joined (does not have a value equal to the size of the
2725                  * last join) or until all leaves have been joined into a
2726                  * single system.
2727                  *
2728                  * get the buddy size (number of words covered) of
2729                  * the new value.
2730                  */
2731                 budsz = BUDSIZE(newval, tp->dmt_budmin);
2732
2733                 /* try to join.
2734                  */
2735                 while (budsz < le32_to_cpu(tp->dmt_nleafs)) {
2736                         /* get the buddy leaf.
2737                          */
2738                         buddy = leafno ^ budsz;
2739
2740                         /* if the leaf's new value is greater than its
2741                          * buddy's value, we join no more.
2742                          */
2743                         if (newval > leaf[buddy])
2744                                 break;
2745
2746                         /* It shouldn't be less */
2747                         if (newval < leaf[buddy])
2748                                 return -EIO;
2749
2750                         /* check which (leafno or buddy) is the left buddy.
2751                          * the left buddy gets to claim the blocks resulting
2752                          * from the join while the right gets to claim none.
2753                          * the left buddy is also eligable to participate in
2754                          * a join at the next higher level while the right
2755                          * is not.
2756                          *
2757                          */
2758                         if (leafno < buddy) {
2759                                 /* leafno is the left buddy.
2760                                  */
2761                                 dbAdjTree(tp, buddy, NOFREE);
2762                         } else {
2763                                 /* buddy is the left buddy and becomes
2764                                  * leafno.
2765                                  */
2766                                 dbAdjTree(tp, leafno, NOFREE);
2767                                 leafno = buddy;
2768                         }
2769
2770                         /* on to try the next join.
2771                          */
2772                         newval += 1;
2773                         budsz <<= 1;
2774                 }
2775         }
2776
2777         /* update the leaf value.
2778          */
2779         dbAdjTree(tp, leafno, newval);
2780
2781         return 0;
2782 }
2783
2784
2785 /*
2786  * NAME:        dbAdjTree()
2787  *
2788  * FUNCTION:    update a leaf of a dmtree with a new value, adjusting
2789  *              the dmtree, as required, to reflect the new leaf value.
2790  *              the combination of any buddies must already be done before
2791  *              this is called.
2792  *
2793  * PARAMETERS:
2794  *      tp      - pointer to the tree to be adjusted.
2795  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2796  *      newval  - the new value for the leaf.
2797  *
2798  * RETURN VALUES: none
2799  */
2800 static void dbAdjTree(dmtree_t * tp, int leafno, int newval)
2801 {
2802         int lp, pp, k;
2803         int max;
2804
2805         /* pick up the index of the leaf for this leafno.
2806          */
2807         lp = leafno + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2808
2809         /* is the current value the same as the old value ?  if so,
2810          * there is nothing to do.
2811          */
2812         if (tp->dmt_stree[lp] == newval)
2813                 return;
2814
2815         /* set the new value.
2816          */
2817         tp->dmt_stree[lp] = newval;
2818
2819         /* bubble the new value up the tree as required.
2820          */
2821         for (k = 0; k < le32_to_cpu(tp->dmt_height); k++) {
2822                 /* get the index of the first leaf of the 4 leaf
2823                  * group containing the specified leaf (leafno).
2824                  */
2825                 lp = ((lp - 1) & ~0x03) + 1;
2826
2827                 /* get the index of the parent of this 4 leaf group.
2828                  */
2829                 pp = (lp - 1) >> 2;
2830
2831                 /* determine the maximum of the 4 leaves.
2832                  */
2833                 max = TREEMAX(&tp->dmt_stree[lp]);
2834
2835                 /* if the maximum of the 4 is the same as the
2836                  * parent's value, we're done.
2837                  */
2838                 if (tp->dmt_stree[pp] == max)
2839                         break;
2840
2841                 /* parent gets new value.
2842                  */
2843                 tp->dmt_stree[pp] = max;
2844
2845                 /* parent becomes leaf for next go-round.
2846                  */
2847                 lp = pp;
2848         }
2849 }
2850
2851
2852 /*
2853  * NAME:        dbFindLeaf()
2854  *
2855  * FUNCTION:    search a dmtree_t for sufficient free blocks, returning
2856  *              the index of a leaf describing the free blocks if
2857  *              sufficient free blocks are found.
2858  *
2859  *              the search starts at the top of the dmtree_t tree and
2860  *              proceeds down the tree to the leftmost leaf with sufficient
2861  *              free space.
2862  *
2863  * PARAMETERS:
2864  *      tp      - pointer to the tree to be searched.
2865  *      l2nb    - log2 number of free blocks to search for.
2866  *      leafidx - return pointer to be set to the index of the leaf
2867  *                describing at least l2nb free blocks if sufficient
2868  *                free blocks are found.
2869  *
2870  * RETURN VALUES:
2871  *      0       - success
2872  *      -ENOSPC - insufficient free blocks.
2873  */
2874 static int dbFindLeaf(dmtree_t * tp, int l2nb, int *leafidx)
2875 {
2876         int ti, n = 0, k, x = 0;
2877
2878         /* first check the root of the tree to see if there is
2879          * sufficient free space.
2880          */
2881         if (l2nb > tp->dmt_stree[ROOT])
2882                 return -ENOSPC;
2883
2884         /* sufficient free space available. now search down the tree
2885          * starting at the next level for the leftmost leaf that
2886          * describes sufficient free space.
2887          */
2888         for (k = le32_to_cpu(tp->dmt_height), ti = 1;
2889              k > 0; k--, ti = ((ti + n) << 2) + 1) {
2890                 /* search the four nodes at this level, starting from
2891                  * the left.
2892                  */
2893                 for (x = ti, n = 0; n < 4; n++) {
2894                         /* sufficient free space found.  move to the next
2895                          * level (or quit if this is the last level).
2896                          */
2897                         if (l2nb <= tp->dmt_stree[x + n])
2898                                 break;
2899                 }
2900
2901                 /* better have found something since the higher
2902                  * levels of the tree said it was here.
2903                  */
2904                 assert(n < 4);
2905         }
2906
2907         /* set the return to the leftmost leaf describing sufficient
2908          * free space.
2909          */
2910         *leafidx = x + n - le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2911
2912         return (0);
2913 }
2914
2915
2916 /*
2917  * NAME:        dbFindBits()
2918  *
2919  * FUNCTION:    find a specified number of binary buddy free bits within a
2920  *              dmap bitmap word value.
2921  *
2922  *              this routine searches the bitmap value for (1 << l2nb) free
2923  *              bits at (1 << l2nb) alignments within the value.
2924  *
2925  * PARAMETERS:
2926  *      word    -  dmap bitmap word value.
2927  *      l2nb    -  number of free bits specified as a log2 number.
2928  *
2929  * RETURN VALUES:
2930  *      starting bit number of free bits.
2931  */
2932 static int dbFindBits(u32 word, int l2nb)
2933 {
2934         int bitno, nb;
2935         u32 mask;
2936
2937         /* get the number of bits.
2938          */
2939         nb = 1 << l2nb;
2940         assert(nb <= DBWORD);
2941
2942         /* complement the word so we can use a mask (i.e. 0s represent
2943          * free bits) and compute the mask.
2944          */
2945         word = ~word;
2946         mask = ONES << (DBWORD - nb);
2947
2948         /* scan the word for nb free bits at nb alignments.
2949          */
2950         for (bitno = 0; mask != 0; bitno += nb, mask >>= nb) {
2951                 if ((mask & word) == mask)
2952                         break;
2953         }
2954
2955         ASSERT(bitno < 32);
2956
2957         /* return the bit number.
2958          */
2959         return (bitno);
2960 }
2961
2962
2963 /*
2964  * NAME:        dbMaxBud(u8 *cp)
2965  *
2966  * FUNCTION:    determine the largest binary buddy string of free
2967  *              bits within 32-bits of the map.
2968  *
2969  * PARAMETERS:
2970  *      cp      -  pointer to the 32-bit value.
2971  *
2972  * RETURN VALUES:
2973  *      largest binary buddy of free bits within a dmap word.
2974  */
2975 static int dbMaxBud(u8 * cp)
2976 {
2977         signed char tmp1, tmp2;
2978
2979         /* check if the wmap word is all free. if so, the
2980          * free buddy size is BUDMIN.
2981          */
2982         if (*((uint *) cp) == 0)
2983                 return (BUDMIN);
2984
2985         /* check if the wmap word is half free. if so, the
2986          * free buddy size is BUDMIN-1.
2987          */
2988         if (*((u16 *) cp) == 0 || *((u16 *) cp + 1) == 0)
2989                 return (BUDMIN - 1);
2990
2991         /* not all free or half free. determine the free buddy
2992          * size thru table lookup using quarters of the wmap word.
2993          */
2994         tmp1 = max(budtab[cp[2]], budtab[cp[3]]);
2995         tmp2 = max(budtab[cp[0]], budtab[cp[1]]);
2996         return (max(tmp1, tmp2));
2997 }
2998
2999
3000 /*
3001  * NAME:        cnttz(uint word)
3002  *
3003  * FUNCTION:    determine the number of trailing zeros within a 32-bit
3004  *              value.
3005  *
3006  * PARAMETERS:
3007  *      value   -  32-bit value to be examined.
3008  *
3009  * RETURN VALUES:
3010  *      count of trailing zeros
3011  */
3012 static int cnttz(u32 word)
3013 {
3014         int n;
3015
3016         for (n = 0; n < 32; n++, word >>= 1) {
3017                 if (word & 0x01)
3018                         break;
3019         }
3020
3021         return (n);
3022 }
3023
3024
3025 /*
3026  * NAME:        cntlz(u32 value)
3027  *
3028  * FUNCTION:    determine the number of leading zeros within a 32-bit
3029  *              value.
3030  *
3031  * PARAMETERS:
3032  *      value   -  32-bit value to be examined.
3033  *
3034  * RETURN VALUES:
3035  *      count of leading zeros
3036  */
3037 static int cntlz(u32 value)
3038 {
3039         int n;
3040
3041         for (n = 0; n < 32; n++, value <<= 1) {
3042                 if (value & HIGHORDER)
3043                         break;
3044         }
3045         return (n);
3046 }
3047
3048
3049 /*
3050  * NAME:        blkstol2(s64 nb)
3051  *
3052  * FUNCTION:    convert a block count to its log2 value. if the block
3053  *              count is not a l2 multiple, it is rounded up to the next
3054  *              larger l2 multiple.
3055  *
3056  * PARAMETERS:
3057  *      nb      -  number of blocks
3058  *
3059  * RETURN VALUES:
3060  *      log2 number of blocks
3061  */
3062 static int blkstol2(s64 nb)
3063 {
3064         int l2nb;
3065         s64 mask;               /* meant to be signed */
3066
3067         mask = (s64) 1 << (64 - 1);
3068
3069         /* count the leading bits.
3070          */
3071         for (l2nb = 0; l2nb < 64; l2nb++, mask >>= 1) {
3072                 /* leading bit found.
3073                  */
3074                 if (nb & mask) {
3075                         /* determine the l2 value.
3076                          */
3077                         l2nb = (64 - 1) - l2nb;
3078
3079                         /* check if we need to round up.
3080                          */
3081                         if (~mask & nb)
3082                                 l2nb++;
3083
3084                         return (l2nb);
3085                 }
3086         }
3087         assert(0);
3088         return 0;               /* fix compiler warning */
3089 }
3090
3091
3092 /*
3093  * NAME:        dbAllocBottomUp()
3094  *
3095  * FUNCTION:    alloc the specified block range from the working block
3096  *              allocation map.
3097  *
3098  *              the blocks will be alloc from the working map one dmap
3099  *              at a time.
3100  *
3101  * PARAMETERS:
3102  *      ip      -  pointer to in-core inode;
3103  *      blkno   -  starting block number to be freed.
3104  *      nblocks -  number of blocks to be freed.
3105  *
3106  * RETURN VALUES:
3107  *      0       - success
3108  *      -EIO    - i/o error
3109  */
3110 int dbAllocBottomUp(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks)
3111 {
3112         struct metapage *mp;
3113         struct dmap *dp;
3114         int nb, rc;
3115         s64 lblkno, rem;
3116         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
3117         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
3118
3119         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
3120
3121         /* block to be allocated better be within the mapsize. */
3122         ASSERT(nblocks <= bmp->db_mapsize - blkno);
3123
3124         /*
3125          * allocate the blocks a dmap at a time.
3126          */
3127         mp = NULL;
3128         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nb, blkno += nb) {
3129                 /* release previous dmap if any */
3130                 if (mp) {
3131                         write_metapage(mp);
3132                 }
3133
3134                 /* get the buffer for the current dmap. */
3135                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
3136                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
3137                 if (mp == NULL) {
3138                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3139                         return -EIO;
3140                 }
3141                 dp = (struct dmap *) mp->data;
3142
3143                 /* determine the number of blocks to be allocated from
3144                  * this dmap.
3145                  */
3146                 nb = min(rem, BPERDMAP - (blkno & (BPERDMAP - 1)));
3147
3148                 /* allocate the blocks. */
3149                 if ((rc = dbAllocDmapBU(bmp, dp, blkno, nb))) {
3150                         release_metapage(mp);
3151                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3152                         return (rc);
3153                 }
3154         }
3155
3156         /* write the last buffer. */
3157         write_metapage(mp);
3158
3159         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3160
3161         return (0);
3162 }
3163
3164
3165 static int dbAllocDmapBU(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
3166                          int nblocks)
3167 {
3168         int rc;
3169         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, agno;
3170         s8 oldroot, *leaf;
3171         struct dmaptree *tp = (struct dmaptree *) & dp->tree;
3172
3173         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
3174          * of the dmap tree.
3175          */
3176         oldroot = tp->stree[ROOT];
3177
3178         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree */
3179         leaf = tp->stree + LEAFIND;
3180
3181         /* determine the bit number and word within the dmap of the
3182          * starting block.
3183          */
3184         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
3185         word = dbitno >> L2DBWORD;
3186
3187         /* block range better be within the dmap */
3188         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
3189
3190         /* allocate the bits of the dmap's words corresponding to the block
3191          * range. not all bits of the first and last words may be contained
3192          * within the block range.  if this is the case, we'll work against
3193          * those words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
3194          * (a single pass), allocating the bits of interest by hand and
3195          * updating the leaf corresponding to the dmap word. a single pass
3196          * will be used for all dmap words fully contained within the
3197          * specified range.  within this pass, the bits of all fully contained
3198          * dmap words will be marked as free in a single shot and the leaves
3199          * will be updated. a single leaf may describe the free space of
3200          * multiple dmap words, so we may update only a subset of the actual
3201          * leaves corresponding to the dmap words of the block range.
3202          */
3203         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
3204                 /* determine the bit number within the word and
3205                  * the number of bits within the word.
3206                  */
3207                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
3208                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
3209
3210                 /* check if only part of a word is to be allocated.
3211                  */
3212                 if (nb < DBWORD) {
3213                         /* allocate (set to 1) the appropriate bits within
3214                          * this dmap word.
3215                          */
3216                         dp->wmap[word] |= cpu_to_le32(ONES << (DBWORD - nb)
3217                                                       >> wbitno);
3218
3219                         word++;
3220                 } else {
3221                         /* one or more dmap words are fully contained
3222                          * within the block range.  determine how many
3223                          * words and allocate (set to 1) the bits of these
3224                          * words.
3225                          */
3226                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
3227                         memset(&dp->wmap[word], (int) ONES, nwords * 4);
3228
3229                         /* determine how many bits */
3230                         nb = nwords << L2DBWORD;
3231                         word += nwords;
3232                 }
3233         }
3234
3235         /* update the free count for this dmap */
3236         dp->nfree = cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nfree) - nblocks);
3237
3238         /* reconstruct summary tree */
3239         dbInitDmapTree(dp);
3240
3241         BMAP_LOCK(bmp);
3242
3243         /* if this allocation group is completely free,
3244          * update the highest active allocation group number
3245          * if this allocation group is the new max.
3246          */
3247         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
3248         if (agno > bmp->db_maxag)
3249                 bmp->db_maxag = agno;
3250
3251         /* update the free count for the allocation group and map */
3252         bmp->db_agfree[agno] -= nblocks;
3253         bmp->db_nfree -= nblocks;
3254
3255         BMAP_UNLOCK(bmp);
3256
3257         /* if the root has not changed, done. */
3258         if (tp->stree[ROOT] == oldroot)
3259                 return (0);
3260
3261         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
3262          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
3263          * backout the bit allocation (thus making everything consistent).
3264          */
3265         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, tp->stree[ROOT], 1, 0)))
3266                 dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
3267
3268         return (rc);
3269 }
3270
3271
3272 /*
3273  * NAME:        dbExtendFS()
3274  *
3275  * FUNCTION:    extend bmap from blkno for nblocks;
3276  *              dbExtendFS() updates bmap ready for dbAllocBottomUp();
3277  *
3278  * L2
3279  *  |
3280  *   L1---------------------------------L1
3281  *    |                                  |
3282  *     L0---------L0---------L0           L0---------L0---------L0
3283  *      |          |          |            |          |          |
3284  *       d0,...,dn  d0,...,dn  d0,...,dn    d0,...,dn  d0,...,dn  d0,.,dm;
3285  * L2L1L0d0,...,dnL0d0,...,dnL0d0,...,dnL1L0d0,...,dnL0d0,...,dnL0d0,..dm
3286  *
3287  * <---old---><----------------------------extend----------------------->
3288  */
3289 int dbExtendFS(struct inode *ipbmap, s64 blkno, s64 nblocks)
3290 {
3291         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ipbmap->i_sb);
3292         int nbperpage = sbi->nbperpage;
3293         int i, i0 = true, j, j0 = true, k, n;
3294         s64 newsize;
3295         s64 p;
3296         struct metapage *mp, *l2mp, *l1mp = NULL, *l0mp = NULL;
3297         struct dmapctl *l2dcp, *l1dcp, *l0dcp;
3298         struct dmap *dp;
3299         s8 *l0leaf, *l1leaf, *l2leaf;
3300         struct bmap *bmp = sbi->bmap;
3301         int agno, l2agsize, oldl2agsize;
3302         s64 ag_rem;
3303
3304         newsize = blkno + nblocks;
3305
3306         jfs_info("dbExtendFS: blkno:%Ld nblocks:%Ld newsize:%Ld",
3307                  (long long) blkno, (long long) nblocks, (long long) newsize);
3308
3309         /*
3310          *      initialize bmap control page.
3311          *
3312          * all the data in bmap control page should exclude
3313          * the mkfs hidden dmap page.
3314          */
3315
3316         /* update mapsize */
3317         bmp->db_mapsize = newsize;
3318         bmp->db_maxlevel = BMAPSZTOLEV(bmp->db_mapsize);
3319
3320         /* compute new AG size */
3321         l2agsize = dbGetL2AGSize(newsize);
3322         oldl2agsize = bmp->db_agl2size;
3323
3324         bmp->db_agl2size = l2agsize;
3325         bmp->db_agsize = 1 << l2agsize;
3326
3327         /* compute new number of AG */
3328         agno = bmp->db_numag;
3329         bmp->db_numag = newsize >> l2agsize;
3330         bmp->db_numag += ((u32) newsize % (u32) bmp->db_agsize) ? 1 : 0;
3331
3332         /*
3333          *      reconfigure db_agfree[]
3334          * from old AG configuration to new AG configuration;
3335          *
3336          * coalesce contiguous k (newAGSize/oldAGSize) AGs;
3337          * i.e., (AGi, ..., AGj) where i = k*n and j = k*(n+1) - 1 to AGn;
3338          * note: new AG size = old AG size * (2**x).
3339          */
3340         if (l2agsize == oldl2agsize)
3341                 goto extend;
3342         k = 1 << (l2agsize - oldl2agsize);
3343         ag_rem = bmp->db_agfree[0];     /* save agfree[0] */
3344         for (i = 0, n = 0; i < agno; n++) {
3345                 bmp->db_agfree[n] = 0;  /* init collection point */
3346
3347                 /* coalesce cotiguous k AGs; */
3348                 for (j = 0; j < k && i < agno; j++, i++) {
3349                         /* merge AGi to AGn */
3350                         bmp->db_agfree[n] += bmp->db_agfree[i];
3351                 }
3352         }
3353         bmp->db_agfree[0] += ag_rem;    /* restore agfree[0] */
3354
3355         for (; n < MAXAG; n++)
3356                 bmp->db_agfree[n] = 0;
3357
3358         /*
3359          * update highest active ag number
3360          */
3361
3362         bmp->db_maxag = bmp->db_maxag / k;
3363
3364         /*
3365          *      extend bmap
3366          *
3367          * update bit maps and corresponding level control pages;
3368          * global control page db_nfree, db_agfree[agno], db_maxfreebud;
3369          */
3370       extend:
3371         /* get L2 page */
3372         p = BMAPBLKNO + nbperpage;      /* L2 page */
3373         l2mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3374         if (!l2mp) {
3375                 jfs_error(ipbmap->i_sb, "dbExtendFS: L2 page could not be read");
3376                 return -EIO;
3377         }
3378         l2dcp = (struct dmapctl *) l2mp->data;
3379
3380         /* compute start L1 */
3381         k = blkno >> L2MAXL1SIZE;
3382         l2leaf = l2dcp->stree + CTLLEAFIND + k;
3383         p = BLKTOL1(blkno, sbi->l2nbperpage);   /* L1 page */
3384
3385         /*
3386          * extend each L1 in L2
3387          */
3388         for (; k < LPERCTL; k++, p += nbperpage) {
3389                 /* get L1 page */
3390                 if (j0) {
3391                         /* read in L1 page: (blkno & (MAXL1SIZE - 1)) */
3392                         l1mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3393                         if (l1mp == NULL)
3394                                 goto errout;
3395                         l1dcp = (struct dmapctl *) l1mp->data;
3396
3397                         /* compute start L0 */
3398                         j = (blkno & (MAXL1SIZE - 1)) >> L2MAXL0SIZE;
3399                         l1leaf = l1dcp->stree + CTLLEAFIND + j;
3400                         p = BLKTOL0(blkno, sbi->l2nbperpage);
3401                         j0 = false;
3402                 } else {
3403                         /* assign/init L1 page */
3404                         l1mp = get_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3405                         if (l1mp == NULL)
3406                                 goto errout;
3407
3408                         l1dcp = (struct dmapctl *) l1mp->data;
3409
3410                         /* compute start L0 */
3411                         j = 0;
3412                         l1leaf = l1dcp->stree + CTLLEAFIND;
3413                         p += nbperpage; /* 1st L0 of L1.k  */
3414                 }
3415
3416                 /*
3417                  * extend each L0 in L1
3418                  */
3419                 for (; j < LPERCTL; j++) {
3420                         /* get L0 page */
3421                         if (i0) {
3422                                 /* read in L0 page: (blkno & (MAXL0SIZE - 1)) */
3423
3424                                 l0mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3425                                 if (l0mp == NULL)
3426                                         goto errout;
3427                                 l0dcp = (struct dmapctl *) l0mp->data;
3428
3429                                 /* compute start dmap */
3430                                 i = (blkno & (MAXL0SIZE - 1)) >>
3431                                     L2BPERDMAP;
3432                                 l0leaf = l0dcp->stree + CTLLEAFIND + i;
3433                                 p = BLKTODMAP(blkno,
3434                                               sbi->l2nbperpage);
3435                                 i0 = false;
3436                         } else {
3437                                 /* assign/init L0 page */
3438                                 l0mp = get_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3439                                 if (l0mp == NULL)
3440                                         goto errout;
3441
3442                                 l0dcp = (struct dmapctl *) l0mp->data;
3443
3444                                 /* compute start dmap */
3445                                 i = 0;
3446                                 l0leaf = l0dcp->stree + CTLLEAFIND;
3447                                 p += nbperpage; /* 1st dmap of L0.j */
3448                         }
3449
3450                         /*
3451                          * extend each dmap in L0
3452                          */
3453                         for (; i < LPERCTL; i++) {
3454                                 /*
3455                                  * reconstruct the dmap page, and
3456                                  * initialize corresponding parent L0 leaf
3457                                  */
3458                                 if ((n = blkno & (BPERDMAP - 1))) {
3459                                         /* read in dmap page: */
3460                                         mp = read_metapage(ipbmap, p,
3461                                                            PSIZE, 0);
3462                                         if (mp == NULL)
3463                                                 goto errout;
3464                                         n = min(nblocks, (s64)BPERDMAP - n);
3465                                 } else {
3466                                         /* assign/init dmap page */
3467                                         mp = read_metapage(ipbmap, p,
3468                                                            PSIZE, 0);
3469                                         if (mp == NULL)
3470                                                 goto errout;
3471
3472                                         n = min(nblocks, (s64)BPERDMAP);
3473                                 }
3474
3475                                 dp = (struct dmap *) mp->data;
3476                                 *l0leaf = dbInitDmap(dp, blkno, n);
3477
3478                                 bmp->db_nfree += n;
3479                                 agno = le64_to_cpu(dp->start) >> l2agsize;
3480                                 bmp->db_agfree[agno] += n;
3481
3482                                 write_metapage(mp);
3483
3484                                 l0leaf++;
3485                                 p += nbperpage;
3486
3487                                 blkno += n;
3488                                 nblocks -= n;
3489                                 if (nblocks == 0)
3490                                         break;
3491                         }       /* for each dmap in a L0 */
3492
3493                         /*
3494                          * build current L0 page from its leaves, and
3495                          * initialize corresponding parent L1 leaf
3496                          */
3497                         *l1leaf = dbInitDmapCtl(l0dcp, 0, ++i);
3498                         write_metapage(l0mp);
3499                         l0mp = NULL;
3500
3501                         if (nblocks)
3502                                 l1leaf++;       /* continue for next L0 */
3503                         else {
3504                                 /* more than 1 L0 ? */
3505                                 if (j > 0)
3506                                         break;  /* build L1 page */
3507                                 else {
3508                                         /* summarize in global bmap page */
3509                                         bmp->db_maxfreebud = *l1leaf;
3510                                         release_metapage(l1mp);
3511                                         release_metapage(l2mp);
3512                                         goto finalize;
3513                                 }
3514                         }
3515                 }               /* for each L0 in a L1 */
3516
3517                 /*
3518                  * build current L1 page from its leaves, and
3519                  * initialize corresponding parent L2 leaf
3520                  */
3521                 *l2leaf = dbInitDmapCtl(l1dcp, 1, ++j);
3522                 write_metapage(l1mp);
3523                 l1mp = NULL;
3524
3525                 if (nblocks)
3526                         l2leaf++;       /* continue for next L1 */
3527                 else {
3528                         /* more than 1 L1 ? */
3529                         if (k > 0)
3530                                 break;  /* build L2 page */
3531                         else {
3532                                 /* summarize in global bmap page */
3533                                 bmp->db_maxfreebud = *l2leaf;
3534                                 release_metapage(l2mp);
3535                                 goto finalize;
3536                         }
3537                 }
3538         }                       /* for each L1 in a L2 */
3539
3540         jfs_error(ipbmap->i_sb,
3541                   "dbExtendFS: function has not returned as expected");
3542 errout:
3543         if (l0mp)
3544                 release_metapage(l0mp);
3545         if (l1mp)
3546                 release_metapage(l1mp);
3547         release_metapage(l2mp);
3548         return -EIO;
3549
3550         /*
3551          *      finalize bmap control page
3552          */
3553 finalize:
3554
3555         return 0;
3556 }
3557
3558
3559 /*
3560  *      dbFinalizeBmap()
3561  */
3562 void dbFinalizeBmap(struct inode *ipbmap)
3563 {
3564         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
3565         int actags, inactags, l2nl;
3566         s64 ag_rem, actfree, inactfree, avgfree;
3567         int i, n;
3568
3569         /*
3570          *      finalize bmap control page
3571          */
3572 //finalize:
3573         /*
3574          * compute db_agpref: preferred ag to allocate from
3575          * (the leftmost ag with average free space in it);
3576          */
3577 //agpref:
3578         /* get the number of active ags and inacitve ags */
3579         actags = bmp->db_maxag + 1;
3580         inactags = bmp->db_numag - actags;
3581         ag_rem = bmp->db_mapsize & (bmp->db_agsize - 1);        /* ??? */
3582
3583         /* determine how many blocks are in the inactive allocation
3584          * groups. in doing this, we must account for the fact that
3585          * the rightmost group might be a partial group (i.e. file
3586          * system size is not a multiple of the group size).
3587          */
3588         inactfree = (inactags && ag_rem) ?
3589             ((inactags - 1) << bmp->db_agl2size) + ag_rem
3590             : inactags << bmp->db_agl2size;
3591
3592         /* determine how many free blocks are in the active
3593          * allocation groups plus the average number of free blocks
3594          * within the active ags.
3595          */
3596         actfree = bmp->db_nfree - inactfree;
3597         avgfree = (u32) actfree / (u32) actags;
3598
3599         /* if the preferred allocation group has not average free space.
3600          * re-establish the preferred group as the leftmost
3601          * group with average free space.
3602          */
3603         if (bmp->db_agfree[bmp->db_agpref] < avgfree) {
3604                 for (bmp->db_agpref = 0; bmp->db_agpref < actags;
3605                      bmp->db_agpref++) {
3606                         if (bmp->db_agfree[bmp->db_agpref] >= avgfree)
3607                                 break;
3608                 }
3609                 if (bmp->db_agpref >= bmp->db_numag) {
3610                         jfs_error(ipbmap->i_sb,
3611                                   "cannot find ag with average freespace");
3612                 }
3613         }
3614
3615         /*
3616          * compute db_aglevel, db_agheigth, db_width, db_agstart:
3617          * an ag is covered in aglevel dmapctl summary tree,
3618          * at agheight level height (from leaf) with agwidth number of nodes
3619          * each, which starts at agstart index node of the smmary tree node
3620          * array;
3621          */
3622         bmp->db_aglevel = BMAPSZTOLEV(bmp->db_agsize);
3623         l2nl =
3624             bmp->db_agl2size - (L2BPERDMAP + bmp->db_aglevel * L2LPERCTL);
3625         bmp->db_agheigth = l2nl >> 1;
3626         bmp->db_agwidth = 1 << (l2nl - (bmp->db_agheigth << 1));
3627         for (i = 5 - bmp->db_agheigth, bmp->db_agstart = 0, n = 1; i > 0;
3628              i--) {
3629                 bmp->db_agstart += n;
3630                 n <<= 2;
3631         }
3632
3633 }
3634
3635
3636 /*
3637  * NAME:        dbInitDmap()/ujfs_idmap_page()
3638  *
3639  * FUNCTION:    initialize working/persistent bitmap of the dmap page
3640  *              for the specified number of blocks:
3641  *
3642  *              at entry, the bitmaps had been initialized as free (ZEROS);
3643  *              The number of blocks will only account for the actually
3644  *              existing blocks. Blocks which don't actually exist in
3645  *              the aggregate will be marked as allocated (ONES);
3646  *
3647  * PARAMETERS:
3648  *      dp      - pointer to page of map
3649  *      nblocks - number of blocks this page
3650  *
3651  * RETURNS: NONE
3652  */
3653 static int dbInitDmap(struct dmap * dp, s64 Blkno, int nblocks)
3654 {
3655         int blkno, w, b, r, nw, nb, i;
3656
3657         /* starting block number within the dmap */
3658         blkno = Blkno & (BPERDMAP - 1);
3659
3660         if (blkno == 0) {
3661                 dp->nblocks = dp->nfree = cpu_to_le32(nblocks);
3662                 dp->start = cpu_to_le64(Blkno);
3663
3664                 if (nblocks == BPERDMAP) {
3665                         memset(&dp->wmap[0], 0, LPERDMAP * 4);
3666                         memset(&dp->pmap[0], 0, LPERDMAP * 4);
3667                         goto initTree;
3668                 }
3669         } else {
3670                 dp->nblocks =
3671                     cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nblocks) + nblocks);
3672                 dp->nfree = cpu_to_le32(le32_to_cpu(dp->nfree) + nblocks);
3673         }
3674
3675         /* word number containing start block number */
3676         w = blkno >> L2DBWORD;
3677
3678         /*
3679          * free the bits corresponding to the block range (ZEROS):
3680          * note: not all bits of the first and last words may be contained
3681          * within the block range.
3682          */
3683         for (r = nblocks; r > 0; r -= nb, blkno += nb) {
3684                 /* number of bits preceding range to be freed in the word */
3685                 b = blkno & (DBWORD - 1);
3686                 /* number of bits to free in the word */
3687                 nb = min(r, DBWORD - b);
3688
3689                 /* is partial word to be freed ? */
3690                 if (nb < DBWORD) {
3691                         /* free (set to 0) from the bitmap word */
3692                         dp->wmap[w] &= cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
3693                                                      >> b));
3694                         dp->pmap[w] &= cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
3695                                                      >> b));
3696
3697                         /* skip the word freed */
3698                         w++;
3699                 } else {
3700                         /* free (set to 0) contiguous bitmap words */
3701                         nw = r >> L2DBWORD;
3702                         memset(&dp->wmap[w], 0, nw * 4);
3703                         memset(&dp->pmap[w], 0, nw * 4);
3704
3705                         /* skip the words freed */
3706                         nb = nw << L2DBWORD;
3707                         w += nw;
3708                 }
3709         }
3710
3711         /*
3712          * mark bits following the range to be freed (non-existing
3713          * blocks) as allocated (ONES)
3714          */
3715
3716         if (blkno == BPERDMAP)
3717                 goto initTree;
3718
3719         /* the first word beyond the end of existing blocks */
3720         w = blkno >> L2DBWORD;
3721
3722         /* does nblocks fall on a 32-bit boundary ? */
3723         b = blkno & (DBWORD - 1);
3724         if (b) {
3725                 /* mark a partial word allocated */
3726                 dp->wmap[w] = dp->pmap[w] = cpu_to_le32(ONES >> b);
3727                 w++;
3728         }
3729
3730         /* set the rest of the words in the page to allocated (ONES) */
3731         for (i = w; i < LPERDMAP; i++)
3732                 dp->pmap[i] = dp->wmap[i] = cpu_to_le32(ONES);
3733
3734         /*
3735          * init tree
3736          */
3737       initTree:
3738         return (dbInitDmapTree(dp));
3739 }
3740
3741
3742 /*
3743  * NAME:        dbInitDmapTree()/ujfs_complete_dmap()
3744  *
3745  * FUNCTION:    initialize summary tree of the specified dmap:
3746  *
3747  *              at entry, bitmap of the dmap has been initialized;
3748  *
3749  * PARAMETERS:
3750  *      dp      - dmap to complete
3751  *      blkno   - starting block number for this dmap
3752  *      treemax - will be filled in with max free for this dmap
3753  *
3754  * RETURNS:     max free string at the root of the tree
3755  */
3756 static int dbInitDmapTree(struct dmap * dp)
3757 {
3758         struct dmaptree *tp;
3759         s8 *cp;
3760         int i;
3761
3762         /* init fixed info of tree */
3763         tp = &dp->tree;
3764         tp->nleafs = cpu_to_le32(LPERDMAP);
3765         tp->l2nleafs = cpu_to_le32(L2LPERDMAP);
3766         tp->leafidx = cpu_to_le32(LEAFIND);
3767         tp->height = cpu_to_le32(4);
3768         tp->budmin = BUDMIN;
3769
3770         /* init each leaf from corresponding wmap word:
3771          * note: leaf is set to NOFREE(-1) if all blocks of corresponding
3772          * bitmap word are allocated.
3773          */
3774         cp = tp->stree + le32_to_cpu(tp->leafidx);
3775         for (i = 0; i < LPERDMAP; i++)
3776                 *cp++ = dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[i]);
3777
3778         /* build the dmap's binary buddy summary tree */
3779         return (dbInitTree(tp));
3780 }
3781
3782
3783 /*
3784  * NAME:        dbInitTree()/ujfs_adjtree()
3785  *
3786  * FUNCTION:    initialize binary buddy summary tree of a dmap or dmapctl.
3787  *
3788  *              at entry, the leaves of the tree has been initialized
3789  *              from corresponding bitmap word or root of summary tree
3790  *              of the child control page;
3791  *              configure binary buddy system at the leaf level, then
3792  *              bubble up the values of the leaf nodes up the tree.
3793  *
3794  * PARAMETERS:
3795  *      cp      - Pointer to the root of the tree
3796  *      l2leaves- Number of leaf nodes as a power of 2
3797  *      l2min   - Number of blocks that can be covered by a leaf
3798  *                as a power of 2
3799  *
3800  * RETURNS: max free string at the root of the tree
3801  */
3802 static int dbInitTree(struct dmaptree * dtp)
3803 {
3804         int l2max, l2free, bsize, nextb, i;
3805         int child, parent, nparent;
3806         s8 *tp, *cp, *cp1;
3807
3808         tp = dtp->stree;
3809
3810         /* Determine the maximum free string possible for the leaves */
3811         l2max = le32_to_cpu(dtp->l2nleafs) + dtp->budmin;
3812
3813         /*
3814          * configure the leaf levevl into binary buddy system
3815          *
3816          * Try to combine buddies starting with a buddy size of 1
3817          * (i.e. two leaves). At a buddy size of 1 two buddy leaves
3818          * can be combined if both buddies have a maximum free of l2min;
3819          * the combination will result in the left-most buddy leaf having
3820          * a maximum free of l2min+1.
3821          * After processing all buddies for a given size, process buddies
3822          * at the next higher buddy size (i.e. current size * 2) and
3823          * the next maximum free (current free + 1).
3824          * This continues until the maximum possible buddy combination
3825          * yields maximum free.
3826          */
3827         for (l2free = dtp->budmin, bsize = 1; l2free < l2max;
3828              l2free++, bsize = nextb) {
3829                 /* get next buddy size == current buddy pair size */
3830                 nextb = bsize << 1;
3831
3832                 /* scan each adjacent buddy pair at current buddy size */
3833                 for (i = 0, cp = tp + le32_to_cpu(dtp->leafidx);
3834                      i < le32_to_cpu(dtp->nleafs);
3835                      i += nextb, cp += nextb) {
3836                         /* coalesce if both adjacent buddies are max free */
3837                         if (*cp == l2free && *(cp + bsize) == l2free) {
3838                                 *cp = l2free + 1;       /* left take right */
3839                                 *(cp + bsize) = -1;     /* right give left */
3840                         }
3841                 }
3842         }
3843
3844         /*
3845          * bubble summary information of leaves up the tree.
3846          *
3847          * Starting at the leaf node level, the four nodes described by
3848          * the higher level parent node are compared for a maximum free and
3849          * this maximum becomes the value of the parent node.
3850          * when all lower level nodes are processed in this fashion then
3851          * move up to the next level (parent becomes a lower level node) and
3852          * continue the process for that level.
3853          */
3854         for (child = le32_to_cpu(dtp->leafidx),
3855              nparent = le32_to_cpu(dtp->nleafs) >> 2;
3856              nparent > 0; nparent >>= 2, child = parent) {
3857                 /* get index of 1st node of parent level */
3858                 parent = (child - 1) >> 2;
3859
3860                 /* set the value of the parent node as the maximum
3861                  * of the four nodes of the current level.
3862                  */
3863                 for (i = 0, cp = tp + child, cp1 = tp + parent;
3864                      i < nparent; i++, cp += 4, cp1++)
3865                         *cp1 = TREEMAX(cp);
3866         }
3867
3868         return (*tp);
3869 }
3870
3871
3872 /*
3873  *      dbInitDmapCtl()
3874  *
3875  * function: initialize dmapctl page
3876  */
3877 static int dbInitDmapCtl(struct dmapctl * dcp, int level, int i)
3878 {                               /* start leaf index not covered by range */
3879         s8 *cp;
3880
3881         dcp->nleafs = cpu_to_le32(LPERCTL);
3882         dcp->l2nleafs = cpu_to_le32(L2LPERCTL);
3883         dcp->leafidx = cpu_to_le32(CTLLEAFIND);
3884         dcp->height = cpu_to_le32(5);
3885         dcp->budmin = L2BPERDMAP + L2LPERCTL * level;
3886
3887         /*
3888          * initialize the leaves of current level that were not covered
3889          * by the specified input block range (i.e. the leaves have no
3890          * low level dmapctl or dmap).
3891          */
3892         cp = &dcp->stree[CTLLEAFIND + i];
3893         for (; i < LPERCTL; i++)
3894                 *cp++ = NOFREE;
3895
3896         /* build the dmap's binary buddy summary tree */
3897         return (dbInitTree((struct dmaptree *) dcp));
3898 }
3899
3900
3901 /*
3902  * NAME:        dbGetL2AGSize()/ujfs_getagl2size()
3903  *
3904  * FUNCTION:    Determine log2(allocation group size) from aggregate size
3905  *
3906  * PARAMETERS:
3907  *      nblocks - Number of blocks in aggregate
3908  *
3909  * RETURNS: log2(allocation group size) in aggregate blocks
3910  */
3911 static int dbGetL2AGSize(s64 nblocks)
3912 {
3913         s64 sz;
3914         s64 m;
3915         int l2sz;
3916
3917         if (nblocks < BPERDMAP * MAXAG)
3918                 return (L2BPERDMAP);
3919
3920         /* round up aggregate size to power of 2 */
3921         m = ((u64) 1 << (64 - 1));
3922         for (l2sz = 64; l2sz >= 0; l2sz--, m >>= 1) {
3923                 if (m & nblocks)
3924                         break;
3925         }
3926
3927         sz = (s64) 1 << l2sz;
3928         if (sz < nblocks)
3929                 l2sz += 1;
3930
3931         /* agsize = roundupSize/max_number_of_ag */
3932         return (l2sz - L2MAXAG);
3933 }
3934
3935
3936 /*
3937  * NAME:        dbMapFileSizeToMapSize()
3938  *
3939  * FUNCTION:    compute number of blocks the block allocation map file
3940  *              can cover from the map file size;
3941  *
3942  * RETURNS:     Number of blocks which can be covered by this block map file;
3943  */
3944
3945 /*
3946  * maximum number of map pages at each level including control pages
3947  */
3948 #define MAXL0PAGES      (1 + LPERCTL)
3949 #define MAXL1PAGES      (1 + LPERCTL * MAXL0PAGES)
3950 #define MAXL2PAGES      (1 + LPERCTL * MAXL1PAGES)
3951
3952 /*
3953  * convert number of map pages to the zero origin top dmapctl level
3954  */
3955 #define BMAPPGTOLEV(npages)     \
3956         (((npages) <= 3 + MAXL0PAGES) ? 0 \
3957        : ((npages) <= 2 + MAXL1PAGES) ? 1 : 2)
3958
3959 s64 dbMapFileSizeToMapSize(struct inode * ipbmap)
3960 {
3961         struct super_block *sb = ipbmap->i_sb;
3962         s64 nblocks;
3963         s64 npages, ndmaps;
3964         int level, i;
3965         int complete, factor;
3966
3967         nblocks = ipbmap->i_size >> JFS_SBI(sb)->l2bsize;
3968         npages = nblocks >> JFS_SBI(sb)->l2nbperpage;
3969         level = BMAPPGTOLEV(npages);
3970
3971         /* At each level, accumulate the number of dmap pages covered by
3972          * the number of full child levels below it;
3973          * repeat for the last incomplete child level.
3974          */
3975         ndmaps = 0;
3976         npages--;               /* skip the first global control page */
3977         /* skip higher level control pages above top level covered by map */
3978         npages -= (2 - level);
3979         npages--;               /* skip top level's control page */
3980         for (i = level; i >= 0; i--) {
3981                 factor =
3982                     (i == 2) ? MAXL1PAGES : ((i == 1) ? MAXL0PAGES : 1);
3983                 complete = (u32) npages / factor;
3984                 ndmaps += complete * ((i == 2) ? LPERCTL * LPERCTL
3985                                       : ((i == 1) ? LPERCTL : 1));
3986
3987                 /* pages in last/incomplete child */
3988                 npages = (u32) npages % factor;
3989                 /* skip incomplete child's level control page */
3990                 npages--;
3991         }
3992
3993         /* convert the number of dmaps into the number of blocks
3994          * which can be covered by the dmaps;
3995          */
3996         nblocks = ndmaps << L2BPERDMAP;
3997
3998         return (nblocks);
3999 }