Merge branch 'for-2.6.30' into for-2.6.31
[linux-2.6] / fs / gfs2 / rgrp.c
1 /*
2  * Copyright (C) Sistina Software, Inc.  1997-2003 All rights reserved.
3  * Copyright (C) 2004-2008 Red Hat, Inc.  All rights reserved.
4  *
5  * This copyrighted material is made available to anyone wishing to use,
6  * modify, copy, or redistribute it subject to the terms and conditions
7  * of the GNU General Public License version 2.
8  */
9
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/spinlock.h>
12 #include <linux/completion.h>
13 #include <linux/buffer_head.h>
14 #include <linux/fs.h>
15 #include <linux/gfs2_ondisk.h>
16 #include <linux/prefetch.h>
17 #include <linux/blkdev.h>
18
19 #include "gfs2.h"
20 #include "incore.h"
21 #include "glock.h"
22 #include "glops.h"
23 #include "lops.h"
24 #include "meta_io.h"
25 #include "quota.h"
26 #include "rgrp.h"
27 #include "super.h"
28 #include "trans.h"
29 #include "util.h"
30 #include "log.h"
31 #include "inode.h"
32 #include "ops_address.h"
33
34 #define BFITNOENT ((u32)~0)
35 #define NO_BLOCK ((u64)~0)
36
37 #if BITS_PER_LONG == 32
38 #define LBITMASK   (0x55555555UL)
39 #define LBITSKIP55 (0x55555555UL)
40 #define LBITSKIP00 (0x00000000UL)
41 #else
42 #define LBITMASK   (0x5555555555555555UL)
43 #define LBITSKIP55 (0x5555555555555555UL)
44 #define LBITSKIP00 (0x0000000000000000UL)
45 #endif
46
47 /*
48  * These routines are used by the resource group routines (rgrp.c)
49  * to keep track of block allocation.  Each block is represented by two
50  * bits.  So, each byte represents GFS2_NBBY (i.e. 4) blocks.
51  *
52  * 0 = Free
53  * 1 = Used (not metadata)
54  * 2 = Unlinked (still in use) inode
55  * 3 = Used (metadata)
56  */
57
58 static const char valid_change[16] = {
59                 /* current */
60         /* n */ 0, 1, 1, 1,
61         /* e */ 1, 0, 0, 0,
62         /* w */ 0, 0, 0, 1,
63                 1, 0, 0, 0
64 };
65
66 static u32 rgblk_search(struct gfs2_rgrpd *rgd, u32 goal,
67                         unsigned char old_state, unsigned char new_state,
68                         unsigned int *n);
69
70 /**
71  * gfs2_setbit - Set a bit in the bitmaps
72  * @buffer: the buffer that holds the bitmaps
73  * @buflen: the length (in bytes) of the buffer
74  * @block: the block to set
75  * @new_state: the new state of the block
76  *
77  */
78
79 static inline void gfs2_setbit(struct gfs2_rgrpd *rgd, unsigned char *buf1,
80                                unsigned char *buf2, unsigned int offset,
81                                unsigned int buflen, u32 block,
82                                unsigned char new_state)
83 {
84         unsigned char *byte1, *byte2, *end, cur_state;
85         const unsigned int bit = (block % GFS2_NBBY) * GFS2_BIT_SIZE;
86
87         byte1 = buf1 + offset + (block / GFS2_NBBY);
88         end = buf1 + offset + buflen;
89
90         BUG_ON(byte1 >= end);
91
92         cur_state = (*byte1 >> bit) & GFS2_BIT_MASK;
93
94         if (unlikely(!valid_change[new_state * 4 + cur_state])) {
95                 gfs2_consist_rgrpd(rgd);
96                 return;
97         }
98         *byte1 ^= (cur_state ^ new_state) << bit;
99
100         if (buf2) {
101                 byte2 = buf2 + offset + (block / GFS2_NBBY);
102                 cur_state = (*byte2 >> bit) & GFS2_BIT_MASK;
103                 *byte2 ^= (cur_state ^ new_state) << bit;
104         }
105 }
106
107 /**
108  * gfs2_testbit - test a bit in the bitmaps
109  * @buffer: the buffer that holds the bitmaps
110  * @buflen: the length (in bytes) of the buffer
111  * @block: the block to read
112  *
113  */
114
115 static inline unsigned char gfs2_testbit(struct gfs2_rgrpd *rgd,
116                                          const unsigned char *buffer,
117                                          unsigned int buflen, u32 block)
118 {
119         const unsigned char *byte, *end;
120         unsigned char cur_state;
121         unsigned int bit;
122
123         byte = buffer + (block / GFS2_NBBY);
124         bit = (block % GFS2_NBBY) * GFS2_BIT_SIZE;
125         end = buffer + buflen;
126
127         gfs2_assert(rgd->rd_sbd, byte < end);
128
129         cur_state = (*byte >> bit) & GFS2_BIT_MASK;
130
131         return cur_state;
132 }
133
134 /**
135  * gfs2_bit_search
136  * @ptr: Pointer to bitmap data
137  * @mask: Mask to use (normally 0x55555.... but adjusted for search start)
138  * @state: The state we are searching for
139  *
140  * We xor the bitmap data with a patter which is the bitwise opposite
141  * of what we are looking for, this gives rise to a pattern of ones
142  * wherever there is a match. Since we have two bits per entry, we
143  * take this pattern, shift it down by one place and then and it with
144  * the original. All the even bit positions (0,2,4, etc) then represent
145  * successful matches, so we mask with 0x55555..... to remove the unwanted
146  * odd bit positions.
147  *
148  * This allows searching of a whole u64 at once (32 blocks) with a
149  * single test (on 64 bit arches).
150  */
151
152 static inline u64 gfs2_bit_search(const __le64 *ptr, u64 mask, u8 state)
153 {
154         u64 tmp;
155         static const u64 search[] = {
156                 [0] = 0xffffffffffffffffULL,
157                 [1] = 0xaaaaaaaaaaaaaaaaULL,
158                 [2] = 0x5555555555555555ULL,
159                 [3] = 0x0000000000000000ULL,
160         };
161         tmp = le64_to_cpu(*ptr) ^ search[state];
162         tmp &= (tmp >> 1);
163         tmp &= mask;
164         return tmp;
165 }
166
167 /**
168  * gfs2_bitfit - Search an rgrp's bitmap buffer to find a bit-pair representing
169  *       a block in a given allocation state.
170  * @buffer: the buffer that holds the bitmaps
171  * @len: the length (in bytes) of the buffer
172  * @goal: start search at this block's bit-pair (within @buffer)
173  * @state: GFS2_BLKST_XXX the state of the block we're looking for.
174  *
175  * Scope of @goal and returned block number is only within this bitmap buffer,
176  * not entire rgrp or filesystem.  @buffer will be offset from the actual
177  * beginning of a bitmap block buffer, skipping any header structures, but
178  * headers are always a multiple of 64 bits long so that the buffer is
179  * always aligned to a 64 bit boundary.
180  *
181  * The size of the buffer is in bytes, but is it assumed that it is
182  * always ok to to read a complete multiple of 64 bits at the end
183  * of the block in case the end is no aligned to a natural boundary.
184  *
185  * Return: the block number (bitmap buffer scope) that was found
186  */
187
188 static u32 gfs2_bitfit(const u8 *buf, const unsigned int len,
189                        u32 goal, u8 state)
190 {
191         u32 spoint = (goal << 1) & ((8*sizeof(u64)) - 1);
192         const __le64 *ptr = ((__le64 *)buf) + (goal >> 5);
193         const __le64 *end = (__le64 *)(buf + ALIGN(len, sizeof(u64)));
194         u64 tmp;
195         u64 mask = 0x5555555555555555ULL;
196         u32 bit;
197
198         BUG_ON(state > 3);
199
200         /* Mask off bits we don't care about at the start of the search */
201         mask <<= spoint;
202         tmp = gfs2_bit_search(ptr, mask, state);
203         ptr++;
204         while(tmp == 0 && ptr < end) {
205                 tmp = gfs2_bit_search(ptr, 0x5555555555555555ULL, state);
206                 ptr++;
207         }
208         /* Mask off any bits which are more than len bytes from the start */
209         if (ptr == end && (len & (sizeof(u64) - 1)))
210                 tmp &= (((u64)~0) >> (64 - 8*(len & (sizeof(u64) - 1))));
211         /* Didn't find anything, so return */
212         if (tmp == 0)
213                 return BFITNOENT;
214         ptr--;
215         bit = fls64(tmp);
216         bit--;          /* fls64 always adds one to the bit count */
217         bit /= 2;       /* two bits per entry in the bitmap */
218         return (((const unsigned char *)ptr - buf) * GFS2_NBBY) + bit;
219 }
220
221 /**
222  * gfs2_bitcount - count the number of bits in a certain state
223  * @buffer: the buffer that holds the bitmaps
224  * @buflen: the length (in bytes) of the buffer
225  * @state: the state of the block we're looking for
226  *
227  * Returns: The number of bits
228  */
229
230 static u32 gfs2_bitcount(struct gfs2_rgrpd *rgd, const u8 *buffer,
231                          unsigned int buflen, u8 state)
232 {
233         const u8 *byte = buffer;
234         const u8 *end = buffer + buflen;
235         const u8 state1 = state << 2;
236         const u8 state2 = state << 4;
237         const u8 state3 = state << 6;
238         u32 count = 0;
239
240         for (; byte < end; byte++) {
241                 if (((*byte) & 0x03) == state)
242                         count++;
243                 if (((*byte) & 0x0C) == state1)
244                         count++;
245                 if (((*byte) & 0x30) == state2)
246                         count++;
247                 if (((*byte) & 0xC0) == state3)
248                         count++;
249         }
250
251         return count;
252 }
253
254 /**
255  * gfs2_rgrp_verify - Verify that a resource group is consistent
256  * @sdp: the filesystem
257  * @rgd: the rgrp
258  *
259  */
260
261 void gfs2_rgrp_verify(struct gfs2_rgrpd *rgd)
262 {
263         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
264         struct gfs2_bitmap *bi = NULL;
265         u32 length = rgd->rd_length;
266         u32 count[4], tmp;
267         int buf, x;
268
269         memset(count, 0, 4 * sizeof(u32));
270
271         /* Count # blocks in each of 4 possible allocation states */
272         for (buf = 0; buf < length; buf++) {
273                 bi = rgd->rd_bits + buf;
274                 for (x = 0; x < 4; x++)
275                         count[x] += gfs2_bitcount(rgd,
276                                                   bi->bi_bh->b_data +
277                                                   bi->bi_offset,
278                                                   bi->bi_len, x);
279         }
280
281         if (count[0] != rgd->rd_free) {
282                 if (gfs2_consist_rgrpd(rgd))
283                         fs_err(sdp, "free data mismatch:  %u != %u\n",
284                                count[0], rgd->rd_free);
285                 return;
286         }
287
288         tmp = rgd->rd_data - rgd->rd_free - rgd->rd_dinodes;
289         if (count[1] + count[2] != tmp) {
290                 if (gfs2_consist_rgrpd(rgd))
291                         fs_err(sdp, "used data mismatch:  %u != %u\n",
292                                count[1], tmp);
293                 return;
294         }
295
296         if (count[3] != rgd->rd_dinodes) {
297                 if (gfs2_consist_rgrpd(rgd))
298                         fs_err(sdp, "used metadata mismatch:  %u != %u\n",
299                                count[3], rgd->rd_dinodes);
300                 return;
301         }
302
303         if (count[2] > count[3]) {
304                 if (gfs2_consist_rgrpd(rgd))
305                         fs_err(sdp, "unlinked inodes > inodes:  %u\n",
306                                count[2]);
307                 return;
308         }
309
310 }
311
312 static inline int rgrp_contains_block(struct gfs2_rgrpd *rgd, u64 block)
313 {
314         u64 first = rgd->rd_data0;
315         u64 last = first + rgd->rd_data;
316         return first <= block && block < last;
317 }
318
319 /**
320  * gfs2_blk2rgrpd - Find resource group for a given data/meta block number
321  * @sdp: The GFS2 superblock
322  * @n: The data block number
323  *
324  * Returns: The resource group, or NULL if not found
325  */
326
327 struct gfs2_rgrpd *gfs2_blk2rgrpd(struct gfs2_sbd *sdp, u64 blk)
328 {
329         struct gfs2_rgrpd *rgd;
330
331         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
332
333         list_for_each_entry(rgd, &sdp->sd_rindex_mru_list, rd_list_mru) {
334                 if (rgrp_contains_block(rgd, blk)) {
335                         list_move(&rgd->rd_list_mru, &sdp->sd_rindex_mru_list);
336                         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
337                         return rgd;
338                 }
339         }
340
341         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
342
343         return NULL;
344 }
345
346 /**
347  * gfs2_rgrpd_get_first - get the first Resource Group in the filesystem
348  * @sdp: The GFS2 superblock
349  *
350  * Returns: The first rgrp in the filesystem
351  */
352
353 struct gfs2_rgrpd *gfs2_rgrpd_get_first(struct gfs2_sbd *sdp)
354 {
355         gfs2_assert(sdp, !list_empty(&sdp->sd_rindex_list));
356         return list_entry(sdp->sd_rindex_list.next, struct gfs2_rgrpd, rd_list);
357 }
358
359 /**
360  * gfs2_rgrpd_get_next - get the next RG
361  * @rgd: A RG
362  *
363  * Returns: The next rgrp
364  */
365
366 struct gfs2_rgrpd *gfs2_rgrpd_get_next(struct gfs2_rgrpd *rgd)
367 {
368         if (rgd->rd_list.next == &rgd->rd_sbd->sd_rindex_list)
369                 return NULL;
370         return list_entry(rgd->rd_list.next, struct gfs2_rgrpd, rd_list);
371 }
372
373 static void clear_rgrpdi(struct gfs2_sbd *sdp)
374 {
375         struct list_head *head;
376         struct gfs2_rgrpd *rgd;
377         struct gfs2_glock *gl;
378
379         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
380         sdp->sd_rindex_forward = NULL;
381         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
382
383         head = &sdp->sd_rindex_list;
384         while (!list_empty(head)) {
385                 rgd = list_entry(head->next, struct gfs2_rgrpd, rd_list);
386                 gl = rgd->rd_gl;
387
388                 list_del(&rgd->rd_list);
389                 list_del(&rgd->rd_list_mru);
390
391                 if (gl) {
392                         gl->gl_object = NULL;
393                         gfs2_glock_put(gl);
394                 }
395
396                 kfree(rgd->rd_bits);
397                 kmem_cache_free(gfs2_rgrpd_cachep, rgd);
398         }
399 }
400
401 void gfs2_clear_rgrpd(struct gfs2_sbd *sdp)
402 {
403         mutex_lock(&sdp->sd_rindex_mutex);
404         clear_rgrpdi(sdp);
405         mutex_unlock(&sdp->sd_rindex_mutex);
406 }
407
408 static void gfs2_rindex_print(const struct gfs2_rgrpd *rgd)
409 {
410         printk(KERN_INFO "  ri_addr = %llu\n", (unsigned long long)rgd->rd_addr);
411         printk(KERN_INFO "  ri_length = %u\n", rgd->rd_length);
412         printk(KERN_INFO "  ri_data0 = %llu\n", (unsigned long long)rgd->rd_data0);
413         printk(KERN_INFO "  ri_data = %u\n", rgd->rd_data);
414         printk(KERN_INFO "  ri_bitbytes = %u\n", rgd->rd_bitbytes);
415 }
416
417 /**
418  * gfs2_compute_bitstructs - Compute the bitmap sizes
419  * @rgd: The resource group descriptor
420  *
421  * Calculates bitmap descriptors, one for each block that contains bitmap data
422  *
423  * Returns: errno
424  */
425
426 static int compute_bitstructs(struct gfs2_rgrpd *rgd)
427 {
428         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
429         struct gfs2_bitmap *bi;
430         u32 length = rgd->rd_length; /* # blocks in hdr & bitmap */
431         u32 bytes_left, bytes;
432         int x;
433
434         if (!length)
435                 return -EINVAL;
436
437         rgd->rd_bits = kcalloc(length, sizeof(struct gfs2_bitmap), GFP_NOFS);
438         if (!rgd->rd_bits)
439                 return -ENOMEM;
440
441         bytes_left = rgd->rd_bitbytes;
442
443         for (x = 0; x < length; x++) {
444                 bi = rgd->rd_bits + x;
445
446                 /* small rgrp; bitmap stored completely in header block */
447                 if (length == 1) {
448                         bytes = bytes_left;
449                         bi->bi_offset = sizeof(struct gfs2_rgrp);
450                         bi->bi_start = 0;
451                         bi->bi_len = bytes;
452                 /* header block */
453                 } else if (x == 0) {
454                         bytes = sdp->sd_sb.sb_bsize - sizeof(struct gfs2_rgrp);
455                         bi->bi_offset = sizeof(struct gfs2_rgrp);
456                         bi->bi_start = 0;
457                         bi->bi_len = bytes;
458                 /* last block */
459                 } else if (x + 1 == length) {
460                         bytes = bytes_left;
461                         bi->bi_offset = sizeof(struct gfs2_meta_header);
462                         bi->bi_start = rgd->rd_bitbytes - bytes_left;
463                         bi->bi_len = bytes;
464                 /* other blocks */
465                 } else {
466                         bytes = sdp->sd_sb.sb_bsize -
467                                 sizeof(struct gfs2_meta_header);
468                         bi->bi_offset = sizeof(struct gfs2_meta_header);
469                         bi->bi_start = rgd->rd_bitbytes - bytes_left;
470                         bi->bi_len = bytes;
471                 }
472
473                 bytes_left -= bytes;
474         }
475
476         if (bytes_left) {
477                 gfs2_consist_rgrpd(rgd);
478                 return -EIO;
479         }
480         bi = rgd->rd_bits + (length - 1);
481         if ((bi->bi_start + bi->bi_len) * GFS2_NBBY != rgd->rd_data) {
482                 if (gfs2_consist_rgrpd(rgd)) {
483                         gfs2_rindex_print(rgd);
484                         fs_err(sdp, "start=%u len=%u offset=%u\n",
485                                bi->bi_start, bi->bi_len, bi->bi_offset);
486                 }
487                 return -EIO;
488         }
489
490         return 0;
491 }
492
493 /**
494  * gfs2_ri_total - Total up the file system space, according to the rindex.
495  *
496  */
497 u64 gfs2_ri_total(struct gfs2_sbd *sdp)
498 {
499         u64 total_data = 0;     
500         struct inode *inode = sdp->sd_rindex;
501         struct gfs2_inode *ip = GFS2_I(inode);
502         char buf[sizeof(struct gfs2_rindex)];
503         struct file_ra_state ra_state;
504         int error, rgrps;
505
506         mutex_lock(&sdp->sd_rindex_mutex);
507         file_ra_state_init(&ra_state, inode->i_mapping);
508         for (rgrps = 0;; rgrps++) {
509                 loff_t pos = rgrps * sizeof(struct gfs2_rindex);
510
511                 if (pos + sizeof(struct gfs2_rindex) >= ip->i_disksize)
512                         break;
513                 error = gfs2_internal_read(ip, &ra_state, buf, &pos,
514                                            sizeof(struct gfs2_rindex));
515                 if (error != sizeof(struct gfs2_rindex))
516                         break;
517                 total_data += be32_to_cpu(((struct gfs2_rindex *)buf)->ri_data);
518         }
519         mutex_unlock(&sdp->sd_rindex_mutex);
520         return total_data;
521 }
522
523 static void gfs2_rindex_in(struct gfs2_rgrpd *rgd, const void *buf)
524 {
525         const struct gfs2_rindex *str = buf;
526
527         rgd->rd_addr = be64_to_cpu(str->ri_addr);
528         rgd->rd_length = be32_to_cpu(str->ri_length);
529         rgd->rd_data0 = be64_to_cpu(str->ri_data0);
530         rgd->rd_data = be32_to_cpu(str->ri_data);
531         rgd->rd_bitbytes = be32_to_cpu(str->ri_bitbytes);
532 }
533
534 /**
535  * read_rindex_entry - Pull in a new resource index entry from the disk
536  * @gl: The glock covering the rindex inode
537  *
538  * Returns: 0 on success, error code otherwise
539  */
540
541 static int read_rindex_entry(struct gfs2_inode *ip,
542                              struct file_ra_state *ra_state)
543 {
544         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
545         loff_t pos = sdp->sd_rgrps * sizeof(struct gfs2_rindex);
546         char buf[sizeof(struct gfs2_rindex)];
547         int error;
548         struct gfs2_rgrpd *rgd;
549
550         error = gfs2_internal_read(ip, ra_state, buf, &pos,
551                                    sizeof(struct gfs2_rindex));
552         if (!error)
553                 return 0;
554         if (error != sizeof(struct gfs2_rindex)) {
555                 if (error > 0)
556                         error = -EIO;
557                 return error;
558         }
559
560         rgd = kmem_cache_zalloc(gfs2_rgrpd_cachep, GFP_NOFS);
561         error = -ENOMEM;
562         if (!rgd)
563                 return error;
564
565         mutex_init(&rgd->rd_mutex);
566         lops_init_le(&rgd->rd_le, &gfs2_rg_lops);
567         rgd->rd_sbd = sdp;
568
569         list_add_tail(&rgd->rd_list, &sdp->sd_rindex_list);
570         list_add_tail(&rgd->rd_list_mru, &sdp->sd_rindex_mru_list);
571
572         gfs2_rindex_in(rgd, buf);
573         error = compute_bitstructs(rgd);
574         if (error)
575                 return error;
576
577         error = gfs2_glock_get(sdp, rgd->rd_addr,
578                                &gfs2_rgrp_glops, CREATE, &rgd->rd_gl);
579         if (error)
580                 return error;
581
582         rgd->rd_gl->gl_object = rgd;
583         rgd->rd_flags &= ~GFS2_RDF_UPTODATE;
584         rgd->rd_flags |= GFS2_RDF_CHECK;
585         return error;
586 }
587
588 /**
589  * gfs2_ri_update - Pull in a new resource index from the disk
590  * @ip: pointer to the rindex inode
591  *
592  * Returns: 0 on successful update, error code otherwise
593  */
594
595 static int gfs2_ri_update(struct gfs2_inode *ip)
596 {
597         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
598         struct inode *inode = &ip->i_inode;
599         struct file_ra_state ra_state;
600         u64 rgrp_count = ip->i_disksize;
601         int error;
602
603         if (do_div(rgrp_count, sizeof(struct gfs2_rindex))) {
604                 gfs2_consist_inode(ip);
605                 return -EIO;
606         }
607
608         clear_rgrpdi(sdp);
609
610         file_ra_state_init(&ra_state, inode->i_mapping);
611         for (sdp->sd_rgrps = 0; sdp->sd_rgrps < rgrp_count; sdp->sd_rgrps++) {
612                 error = read_rindex_entry(ip, &ra_state);
613                 if (error) {
614                         clear_rgrpdi(sdp);
615                         return error;
616                 }
617         }
618
619         sdp->sd_rindex_uptodate = 1;
620         return 0;
621 }
622
623 /**
624  * gfs2_ri_update_special - Pull in a new resource index from the disk
625  *
626  * This is a special version that's safe to call from gfs2_inplace_reserve_i.
627  * In this case we know that we don't have any resource groups in memory yet.
628  *
629  * @ip: pointer to the rindex inode
630  *
631  * Returns: 0 on successful update, error code otherwise
632  */
633 static int gfs2_ri_update_special(struct gfs2_inode *ip)
634 {
635         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
636         struct inode *inode = &ip->i_inode;
637         struct file_ra_state ra_state;
638         int error;
639
640         file_ra_state_init(&ra_state, inode->i_mapping);
641         for (sdp->sd_rgrps = 0;; sdp->sd_rgrps++) {
642                 /* Ignore partials */
643                 if ((sdp->sd_rgrps + 1) * sizeof(struct gfs2_rindex) >
644                     ip->i_disksize)
645                         break;
646                 error = read_rindex_entry(ip, &ra_state);
647                 if (error) {
648                         clear_rgrpdi(sdp);
649                         return error;
650                 }
651         }
652
653         sdp->sd_rindex_uptodate = 1;
654         return 0;
655 }
656
657 /**
658  * gfs2_rindex_hold - Grab a lock on the rindex
659  * @sdp: The GFS2 superblock
660  * @ri_gh: the glock holder
661  *
662  * We grab a lock on the rindex inode to make sure that it doesn't
663  * change whilst we are performing an operation. We keep this lock
664  * for quite long periods of time compared to other locks. This
665  * doesn't matter, since it is shared and it is very, very rarely
666  * accessed in the exclusive mode (i.e. only when expanding the filesystem).
667  *
668  * This makes sure that we're using the latest copy of the resource index
669  * special file, which might have been updated if someone expanded the
670  * filesystem (via gfs2_grow utility), which adds new resource groups.
671  *
672  * Returns: 0 on success, error code otherwise
673  */
674
675 int gfs2_rindex_hold(struct gfs2_sbd *sdp, struct gfs2_holder *ri_gh)
676 {
677         struct gfs2_inode *ip = GFS2_I(sdp->sd_rindex);
678         struct gfs2_glock *gl = ip->i_gl;
679         int error;
680
681         error = gfs2_glock_nq_init(gl, LM_ST_SHARED, 0, ri_gh);
682         if (error)
683                 return error;
684
685         /* Read new copy from disk if we don't have the latest */
686         if (!sdp->sd_rindex_uptodate) {
687                 mutex_lock(&sdp->sd_rindex_mutex);
688                 if (!sdp->sd_rindex_uptodate) {
689                         error = gfs2_ri_update(ip);
690                         if (error)
691                                 gfs2_glock_dq_uninit(ri_gh);
692                 }
693                 mutex_unlock(&sdp->sd_rindex_mutex);
694         }
695
696         return error;
697 }
698
699 static void gfs2_rgrp_in(struct gfs2_rgrpd *rgd, const void *buf)
700 {
701         const struct gfs2_rgrp *str = buf;
702         u32 rg_flags;
703
704         rg_flags = be32_to_cpu(str->rg_flags);
705         if (rg_flags & GFS2_RGF_NOALLOC)
706                 rgd->rd_flags |= GFS2_RDF_NOALLOC;
707         else
708                 rgd->rd_flags &= ~GFS2_RDF_NOALLOC;
709         rgd->rd_free = be32_to_cpu(str->rg_free);
710         rgd->rd_dinodes = be32_to_cpu(str->rg_dinodes);
711         rgd->rd_igeneration = be64_to_cpu(str->rg_igeneration);
712 }
713
714 static void gfs2_rgrp_out(struct gfs2_rgrpd *rgd, void *buf)
715 {
716         struct gfs2_rgrp *str = buf;
717         u32 rg_flags = 0;
718
719         if (rgd->rd_flags & GFS2_RDF_NOALLOC)
720                 rg_flags |= GFS2_RGF_NOALLOC;
721         str->rg_flags = cpu_to_be32(rg_flags);
722         str->rg_free = cpu_to_be32(rgd->rd_free);
723         str->rg_dinodes = cpu_to_be32(rgd->rd_dinodes);
724         str->__pad = cpu_to_be32(0);
725         str->rg_igeneration = cpu_to_be64(rgd->rd_igeneration);
726         memset(&str->rg_reserved, 0, sizeof(str->rg_reserved));
727 }
728
729 /**
730  * gfs2_rgrp_bh_get - Read in a RG's header and bitmaps
731  * @rgd: the struct gfs2_rgrpd describing the RG to read in
732  *
733  * Read in all of a Resource Group's header and bitmap blocks.
734  * Caller must eventually call gfs2_rgrp_relse() to free the bitmaps.
735  *
736  * Returns: errno
737  */
738
739 int gfs2_rgrp_bh_get(struct gfs2_rgrpd *rgd)
740 {
741         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
742         struct gfs2_glock *gl = rgd->rd_gl;
743         unsigned int length = rgd->rd_length;
744         struct gfs2_bitmap *bi;
745         unsigned int x, y;
746         int error;
747
748         mutex_lock(&rgd->rd_mutex);
749
750         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
751         if (rgd->rd_bh_count) {
752                 rgd->rd_bh_count++;
753                 spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
754                 mutex_unlock(&rgd->rd_mutex);
755                 return 0;
756         }
757         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
758
759         for (x = 0; x < length; x++) {
760                 bi = rgd->rd_bits + x;
761                 error = gfs2_meta_read(gl, rgd->rd_addr + x, 0, &bi->bi_bh);
762                 if (error)
763                         goto fail;
764         }
765
766         for (y = length; y--;) {
767                 bi = rgd->rd_bits + y;
768                 error = gfs2_meta_wait(sdp, bi->bi_bh);
769                 if (error)
770                         goto fail;
771                 if (gfs2_metatype_check(sdp, bi->bi_bh, y ? GFS2_METATYPE_RB :
772                                               GFS2_METATYPE_RG)) {
773                         error = -EIO;
774                         goto fail;
775                 }
776         }
777
778         if (!(rgd->rd_flags & GFS2_RDF_UPTODATE)) {
779                 gfs2_rgrp_in(rgd, (rgd->rd_bits[0].bi_bh)->b_data);
780                 rgd->rd_flags |= GFS2_RDF_UPTODATE;
781         }
782
783         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
784         rgd->rd_free_clone = rgd->rd_free;
785         rgd->rd_bh_count++;
786         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
787
788         mutex_unlock(&rgd->rd_mutex);
789
790         return 0;
791
792 fail:
793         while (x--) {
794                 bi = rgd->rd_bits + x;
795                 brelse(bi->bi_bh);
796                 bi->bi_bh = NULL;
797                 gfs2_assert_warn(sdp, !bi->bi_clone);
798         }
799         mutex_unlock(&rgd->rd_mutex);
800
801         return error;
802 }
803
804 void gfs2_rgrp_bh_hold(struct gfs2_rgrpd *rgd)
805 {
806         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
807
808         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
809         gfs2_assert_warn(rgd->rd_sbd, rgd->rd_bh_count);
810         rgd->rd_bh_count++;
811         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
812 }
813
814 /**
815  * gfs2_rgrp_bh_put - Release RG bitmaps read in with gfs2_rgrp_bh_get()
816  * @rgd: the struct gfs2_rgrpd describing the RG to read in
817  *
818  */
819
820 void gfs2_rgrp_bh_put(struct gfs2_rgrpd *rgd)
821 {
822         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
823         int x, length = rgd->rd_length;
824
825         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
826         gfs2_assert_warn(rgd->rd_sbd, rgd->rd_bh_count);
827         if (--rgd->rd_bh_count) {
828                 spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
829                 return;
830         }
831
832         for (x = 0; x < length; x++) {
833                 struct gfs2_bitmap *bi = rgd->rd_bits + x;
834                 kfree(bi->bi_clone);
835                 bi->bi_clone = NULL;
836                 brelse(bi->bi_bh);
837                 bi->bi_bh = NULL;
838         }
839
840         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
841 }
842
843 static void gfs2_rgrp_send_discards(struct gfs2_sbd *sdp, u64 offset,
844                                     const struct gfs2_bitmap *bi)
845 {
846         struct super_block *sb = sdp->sd_vfs;
847         struct block_device *bdev = sb->s_bdev;
848         const unsigned int sects_per_blk = sdp->sd_sb.sb_bsize /
849                                            bdev_hardsect_size(sb->s_bdev);
850         u64 blk;
851         sector_t start = 0;
852         sector_t nr_sects = 0;
853         int rv;
854         unsigned int x;
855
856         for (x = 0; x < bi->bi_len; x++) {
857                 const u8 *orig = bi->bi_bh->b_data + bi->bi_offset + x;
858                 const u8 *clone = bi->bi_clone + bi->bi_offset + x;
859                 u8 diff = ~(*orig | (*orig >> 1)) & (*clone | (*clone >> 1));
860                 diff &= 0x55;
861                 if (diff == 0)
862                         continue;
863                 blk = offset + ((bi->bi_start + x) * GFS2_NBBY);
864                 blk *= sects_per_blk; /* convert to sectors */
865                 while(diff) {
866                         if (diff & 1) {
867                                 if (nr_sects == 0)
868                                         goto start_new_extent;
869                                 if ((start + nr_sects) != blk) {
870                                         rv = blkdev_issue_discard(bdev, start,
871                                                             nr_sects, GFP_NOFS);
872                                         if (rv)
873                                                 goto fail;
874                                         nr_sects = 0;
875 start_new_extent:
876                                         start = blk;
877                                 }
878                                 nr_sects += sects_per_blk;
879                         }
880                         diff >>= 2;
881                         blk += sects_per_blk;
882                 }
883         }
884         if (nr_sects) {
885                 rv = blkdev_issue_discard(bdev, start, nr_sects, GFP_NOFS);
886                 if (rv)
887                         goto fail;
888         }
889         return;
890 fail:
891         fs_warn(sdp, "error %d on discard request, turning discards off for this filesystem", rv);
892         sdp->sd_args.ar_discard = 0;
893 }
894
895 void gfs2_rgrp_repolish_clones(struct gfs2_rgrpd *rgd)
896 {
897         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
898         unsigned int length = rgd->rd_length;
899         unsigned int x;
900
901         for (x = 0; x < length; x++) {
902                 struct gfs2_bitmap *bi = rgd->rd_bits + x;
903                 if (!bi->bi_clone)
904                         continue;
905                 if (sdp->sd_args.ar_discard)
906                         gfs2_rgrp_send_discards(sdp, rgd->rd_data0, bi);
907                 memcpy(bi->bi_clone + bi->bi_offset,
908                        bi->bi_bh->b_data + bi->bi_offset, bi->bi_len);
909         }
910
911         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
912         rgd->rd_free_clone = rgd->rd_free;
913         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
914 }
915
916 /**
917  * gfs2_alloc_get - get the struct gfs2_alloc structure for an inode
918  * @ip: the incore GFS2 inode structure
919  *
920  * Returns: the struct gfs2_alloc
921  */
922
923 struct gfs2_alloc *gfs2_alloc_get(struct gfs2_inode *ip)
924 {
925         BUG_ON(ip->i_alloc != NULL);
926         ip->i_alloc = kzalloc(sizeof(struct gfs2_alloc), GFP_KERNEL);
927         return ip->i_alloc;
928 }
929
930 /**
931  * try_rgrp_fit - See if a given reservation will fit in a given RG
932  * @rgd: the RG data
933  * @al: the struct gfs2_alloc structure describing the reservation
934  *
935  * If there's room for the requested blocks to be allocated from the RG:
936  *   Sets the $al_rgd field in @al.
937  *
938  * Returns: 1 on success (it fits), 0 on failure (it doesn't fit)
939  */
940
941 static int try_rgrp_fit(struct gfs2_rgrpd *rgd, struct gfs2_alloc *al)
942 {
943         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
944         int ret = 0;
945
946         if (rgd->rd_flags & GFS2_RDF_NOALLOC)
947                 return 0;
948
949         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
950         if (rgd->rd_free_clone >= al->al_requested) {
951                 al->al_rgd = rgd;
952                 ret = 1;
953         }
954         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
955
956         return ret;
957 }
958
959 /**
960  * try_rgrp_unlink - Look for any unlinked, allocated, but unused inodes
961  * @rgd: The rgrp
962  *
963  * Returns: The inode, if one has been found
964  */
965
966 static struct inode *try_rgrp_unlink(struct gfs2_rgrpd *rgd, u64 *last_unlinked)
967 {
968         struct inode *inode;
969         u32 goal = 0, block;
970         u64 no_addr;
971         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
972         unsigned int n;
973
974         for(;;) {
975                 if (goal >= rgd->rd_data)
976                         break;
977                 down_write(&sdp->sd_log_flush_lock);
978                 n = 1;
979                 block = rgblk_search(rgd, goal, GFS2_BLKST_UNLINKED,
980                                      GFS2_BLKST_UNLINKED, &n);
981                 up_write(&sdp->sd_log_flush_lock);
982                 if (block == BFITNOENT)
983                         break;
984                 /* rgblk_search can return a block < goal, so we need to
985                    keep it marching forward. */
986                 no_addr = block + rgd->rd_data0;
987                 goal++;
988                 if (*last_unlinked != NO_BLOCK && no_addr <= *last_unlinked)
989                         continue;
990                 *last_unlinked = no_addr;
991                 inode = gfs2_inode_lookup(rgd->rd_sbd->sd_vfs, DT_UNKNOWN,
992                                           no_addr, -1, 1);
993                 if (!IS_ERR(inode))
994                         return inode;
995         }
996
997         rgd->rd_flags &= ~GFS2_RDF_CHECK;
998         return NULL;
999 }
1000
1001 /**
1002  * recent_rgrp_next - get next RG from "recent" list
1003  * @cur_rgd: current rgrp
1004  *
1005  * Returns: The next rgrp in the recent list
1006  */
1007
1008 static struct gfs2_rgrpd *recent_rgrp_next(struct gfs2_rgrpd *cur_rgd)
1009 {
1010         struct gfs2_sbd *sdp = cur_rgd->rd_sbd;
1011         struct list_head *head;
1012         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1013
1014         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1015         head = &sdp->sd_rindex_mru_list;
1016         if (unlikely(cur_rgd->rd_list_mru.next == head)) {
1017                 spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1018                 return NULL;
1019         }
1020         rgd = list_entry(cur_rgd->rd_list_mru.next, struct gfs2_rgrpd, rd_list_mru);
1021         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1022         return rgd;
1023 }
1024
1025 /**
1026  * forward_rgrp_get - get an rgrp to try next from full list
1027  * @sdp: The GFS2 superblock
1028  *
1029  * Returns: The rgrp to try next
1030  */
1031
1032 static struct gfs2_rgrpd *forward_rgrp_get(struct gfs2_sbd *sdp)
1033 {
1034         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1035         unsigned int journals = gfs2_jindex_size(sdp);
1036         unsigned int rg = 0, x;
1037
1038         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1039
1040         rgd = sdp->sd_rindex_forward;
1041         if (!rgd) {
1042                 if (sdp->sd_rgrps >= journals)
1043                         rg = sdp->sd_rgrps * sdp->sd_jdesc->jd_jid / journals;
1044
1045                 for (x = 0, rgd = gfs2_rgrpd_get_first(sdp); x < rg;
1046                      x++, rgd = gfs2_rgrpd_get_next(rgd))
1047                         /* Do Nothing */;
1048
1049                 sdp->sd_rindex_forward = rgd;
1050         }
1051
1052         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1053
1054         return rgd;
1055 }
1056
1057 /**
1058  * forward_rgrp_set - set the forward rgrp pointer
1059  * @sdp: the filesystem
1060  * @rgd: The new forward rgrp
1061  *
1062  */
1063
1064 static void forward_rgrp_set(struct gfs2_sbd *sdp, struct gfs2_rgrpd *rgd)
1065 {
1066         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1067         sdp->sd_rindex_forward = rgd;
1068         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1069 }
1070
1071 /**
1072  * get_local_rgrp - Choose and lock a rgrp for allocation
1073  * @ip: the inode to reserve space for
1074  * @rgp: the chosen and locked rgrp
1075  *
1076  * Try to acquire rgrp in way which avoids contending with others.
1077  *
1078  * Returns: errno
1079  */
1080
1081 static struct inode *get_local_rgrp(struct gfs2_inode *ip, u64 *last_unlinked)
1082 {
1083         struct inode *inode = NULL;
1084         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1085         struct gfs2_rgrpd *rgd, *begin = NULL;
1086         struct gfs2_alloc *al = ip->i_alloc;
1087         int flags = LM_FLAG_TRY;
1088         int skipped = 0;
1089         int loops = 0;
1090         int error, rg_locked;
1091
1092         rgd = gfs2_blk2rgrpd(sdp, ip->i_goal);
1093
1094         while (rgd) {
1095                 rg_locked = 0;
1096
1097                 if (gfs2_glock_is_locked_by_me(rgd->rd_gl)) {
1098                         rg_locked = 1;
1099                         error = 0;
1100                 } else {
1101                         error = gfs2_glock_nq_init(rgd->rd_gl, LM_ST_EXCLUSIVE,
1102                                                    LM_FLAG_TRY, &al->al_rgd_gh);
1103                 }
1104                 switch (error) {
1105                 case 0:
1106                         if (try_rgrp_fit(rgd, al))
1107                                 goto out;
1108                         if (rgd->rd_flags & GFS2_RDF_CHECK)
1109                                 inode = try_rgrp_unlink(rgd, last_unlinked);
1110                         if (!rg_locked)
1111                                 gfs2_glock_dq_uninit(&al->al_rgd_gh);
1112                         if (inode)
1113                                 return inode;
1114                         /* fall through */
1115                 case GLR_TRYFAILED:
1116                         rgd = recent_rgrp_next(rgd);
1117                         break;
1118
1119                 default:
1120                         return ERR_PTR(error);
1121                 }
1122         }
1123
1124         /* Go through full list of rgrps */
1125
1126         begin = rgd = forward_rgrp_get(sdp);
1127
1128         for (;;) {
1129                 rg_locked = 0;
1130
1131                 if (gfs2_glock_is_locked_by_me(rgd->rd_gl)) {
1132                         rg_locked = 1;
1133                         error = 0;
1134                 } else {
1135                         error = gfs2_glock_nq_init(rgd->rd_gl, LM_ST_EXCLUSIVE, flags,
1136                                                    &al->al_rgd_gh);
1137                 }
1138                 switch (error) {
1139                 case 0:
1140                         if (try_rgrp_fit(rgd, al))
1141                                 goto out;
1142                         if (rgd->rd_flags & GFS2_RDF_CHECK)
1143                                 inode = try_rgrp_unlink(rgd, last_unlinked);
1144                         if (!rg_locked)
1145                                 gfs2_glock_dq_uninit(&al->al_rgd_gh);
1146                         if (inode)
1147                                 return inode;
1148                         break;
1149
1150                 case GLR_TRYFAILED:
1151                         skipped++;
1152                         break;
1153
1154                 default:
1155                         return ERR_PTR(error);
1156                 }
1157
1158                 rgd = gfs2_rgrpd_get_next(rgd);
1159                 if (!rgd)
1160                         rgd = gfs2_rgrpd_get_first(sdp);
1161
1162                 if (rgd == begin) {
1163                         if (++loops >= 3)
1164                                 return ERR_PTR(-ENOSPC);
1165                         if (!skipped)
1166                                 loops++;
1167                         flags = 0;
1168                         if (loops == 2)
1169                                 gfs2_log_flush(sdp, NULL);
1170                 }
1171         }
1172
1173 out:
1174         if (begin) {
1175                 spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1176                 list_move(&rgd->rd_list_mru, &sdp->sd_rindex_mru_list);
1177                 spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1178                 rgd = gfs2_rgrpd_get_next(rgd);
1179                 if (!rgd)
1180                         rgd = gfs2_rgrpd_get_first(sdp);
1181                 forward_rgrp_set(sdp, rgd);
1182         }
1183
1184         return NULL;
1185 }
1186
1187 /**
1188  * gfs2_inplace_reserve_i - Reserve space in the filesystem
1189  * @ip: the inode to reserve space for
1190  *
1191  * Returns: errno
1192  */
1193
1194 int gfs2_inplace_reserve_i(struct gfs2_inode *ip, char *file, unsigned int line)
1195 {
1196         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1197         struct gfs2_alloc *al = ip->i_alloc;
1198         struct inode *inode;
1199         int error = 0;
1200         u64 last_unlinked = NO_BLOCK;
1201
1202         if (gfs2_assert_warn(sdp, al->al_requested))
1203                 return -EINVAL;
1204
1205 try_again:
1206         /* We need to hold the rindex unless the inode we're using is
1207            the rindex itself, in which case it's already held. */
1208         if (ip != GFS2_I(sdp->sd_rindex))
1209                 error = gfs2_rindex_hold(sdp, &al->al_ri_gh);
1210         else if (!sdp->sd_rgrps) /* We may not have the rindex read in, so: */
1211                 error = gfs2_ri_update_special(ip);
1212
1213         if (error)
1214                 return error;
1215
1216         inode = get_local_rgrp(ip, &last_unlinked);
1217         if (inode) {
1218                 if (ip != GFS2_I(sdp->sd_rindex))
1219                         gfs2_glock_dq_uninit(&al->al_ri_gh);
1220                 if (IS_ERR(inode))
1221                         return PTR_ERR(inode);
1222                 iput(inode);
1223                 gfs2_log_flush(sdp, NULL);
1224                 goto try_again;
1225         }
1226
1227         al->al_file = file;
1228         al->al_line = line;
1229
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 /**
1234  * gfs2_inplace_release - release an inplace reservation
1235  * @ip: the inode the reservation was taken out on
1236  *
1237  * Release a reservation made by gfs2_inplace_reserve().
1238  */
1239
1240 void gfs2_inplace_release(struct gfs2_inode *ip)
1241 {
1242         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1243         struct gfs2_alloc *al = ip->i_alloc;
1244
1245         if (gfs2_assert_warn(sdp, al->al_alloced <= al->al_requested) == -1)
1246                 fs_warn(sdp, "al_alloced = %u, al_requested = %u "
1247                              "al_file = %s, al_line = %u\n",
1248                              al->al_alloced, al->al_requested, al->al_file,
1249                              al->al_line);
1250
1251         al->al_rgd = NULL;
1252         if (al->al_rgd_gh.gh_gl)
1253                 gfs2_glock_dq_uninit(&al->al_rgd_gh);
1254         if (ip != GFS2_I(sdp->sd_rindex))
1255                 gfs2_glock_dq_uninit(&al->al_ri_gh);
1256 }
1257
1258 /**
1259  * gfs2_get_block_type - Check a block in a RG is of given type
1260  * @rgd: the resource group holding the block
1261  * @block: the block number
1262  *
1263  * Returns: The block type (GFS2_BLKST_*)
1264  */
1265
1266 unsigned char gfs2_get_block_type(struct gfs2_rgrpd *rgd, u64 block)
1267 {
1268         struct gfs2_bitmap *bi = NULL;
1269         u32 length, rgrp_block, buf_block;
1270         unsigned int buf;
1271         unsigned char type;
1272
1273         length = rgd->rd_length;
1274         rgrp_block = block - rgd->rd_data0;
1275
1276         for (buf = 0; buf < length; buf++) {
1277                 bi = rgd->rd_bits + buf;
1278                 if (rgrp_block < (bi->bi_start + bi->bi_len) * GFS2_NBBY)
1279                         break;
1280         }
1281
1282         gfs2_assert(rgd->rd_sbd, buf < length);
1283         buf_block = rgrp_block - bi->bi_start * GFS2_NBBY;
1284
1285         type = gfs2_testbit(rgd, bi->bi_bh->b_data + bi->bi_offset,
1286                            bi->bi_len, buf_block);
1287
1288         return type;
1289 }
1290
1291 /**
1292  * rgblk_search - find a block in @old_state, change allocation
1293  *           state to @new_state
1294  * @rgd: the resource group descriptor
1295  * @goal: the goal block within the RG (start here to search for avail block)
1296  * @old_state: GFS2_BLKST_XXX the before-allocation state to find
1297  * @new_state: GFS2_BLKST_XXX the after-allocation block state
1298  * @n: The extent length
1299  *
1300  * Walk rgrp's bitmap to find bits that represent a block in @old_state.
1301  * Add the found bitmap buffer to the transaction.
1302  * Set the found bits to @new_state to change block's allocation state.
1303  *
1304  * This function never fails, because we wouldn't call it unless we
1305  * know (from reservation results, etc.) that a block is available.
1306  *
1307  * Scope of @goal and returned block is just within rgrp, not the whole
1308  * filesystem.
1309  *
1310  * Returns:  the block number allocated
1311  */
1312
1313 static u32 rgblk_search(struct gfs2_rgrpd *rgd, u32 goal,
1314                         unsigned char old_state, unsigned char new_state,
1315                         unsigned int *n)
1316 {
1317         struct gfs2_bitmap *bi = NULL;
1318         const u32 length = rgd->rd_length;
1319         u32 blk = 0;
1320         unsigned int buf, x;
1321         const unsigned int elen = *n;
1322         const u8 *buffer;
1323
1324         *n = 0;
1325         /* Find bitmap block that contains bits for goal block */
1326         for (buf = 0; buf < length; buf++) {
1327                 bi = rgd->rd_bits + buf;
1328                 if (goal < (bi->bi_start + bi->bi_len) * GFS2_NBBY)
1329                         break;
1330         }
1331
1332         gfs2_assert(rgd->rd_sbd, buf < length);
1333
1334         /* Convert scope of "goal" from rgrp-wide to within found bit block */
1335         goal -= bi->bi_start * GFS2_NBBY;
1336
1337         /* Search (up to entire) bitmap in this rgrp for allocatable block.
1338            "x <= length", instead of "x < length", because we typically start
1339            the search in the middle of a bit block, but if we can't find an
1340            allocatable block anywhere else, we want to be able wrap around and
1341            search in the first part of our first-searched bit block.  */
1342         for (x = 0; x <= length; x++) {
1343                 /* The GFS2_BLKST_UNLINKED state doesn't apply to the clone
1344                    bitmaps, so we must search the originals for that. */
1345                 buffer = bi->bi_bh->b_data + bi->bi_offset;
1346                 if (old_state != GFS2_BLKST_UNLINKED && bi->bi_clone)
1347                         buffer = bi->bi_clone + bi->bi_offset;
1348
1349                 blk = gfs2_bitfit(buffer, bi->bi_len, goal, old_state);
1350                 if (blk != BFITNOENT)
1351                         break;
1352
1353                 /* Try next bitmap block (wrap back to rgrp header if at end) */
1354                 buf = (buf + 1) % length;
1355                 bi = rgd->rd_bits + buf;
1356                 goal = 0;
1357         }
1358
1359         if (blk != BFITNOENT && old_state != new_state) {
1360                 *n = 1;
1361                 gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, bi->bi_bh, 1);
1362                 gfs2_setbit(rgd, bi->bi_bh->b_data, bi->bi_clone, bi->bi_offset,
1363                             bi->bi_len, blk, new_state);
1364                 goal = blk;
1365                 while (*n < elen) {
1366                         goal++;
1367                         if (goal >= (bi->bi_len * GFS2_NBBY))
1368                                 break;
1369                         if (gfs2_testbit(rgd, buffer, bi->bi_len, goal) !=
1370                             GFS2_BLKST_FREE)
1371                                 break;
1372                         gfs2_setbit(rgd, bi->bi_bh->b_data, bi->bi_clone,
1373                                     bi->bi_offset, bi->bi_len, goal,
1374                                     new_state);
1375                         (*n)++;
1376                 }
1377         }
1378
1379         return (blk == BFITNOENT) ? blk : (bi->bi_start * GFS2_NBBY) + blk;
1380 }
1381
1382 /**
1383  * rgblk_free - Change alloc state of given block(s)
1384  * @sdp: the filesystem
1385  * @bstart: the start of a run of blocks to free
1386  * @blen: the length of the block run (all must lie within ONE RG!)
1387  * @new_state: GFS2_BLKST_XXX the after-allocation block state
1388  *
1389  * Returns:  Resource group containing the block(s)
1390  */
1391
1392 static struct gfs2_rgrpd *rgblk_free(struct gfs2_sbd *sdp, u64 bstart,
1393                                      u32 blen, unsigned char new_state)
1394 {
1395         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1396         struct gfs2_bitmap *bi = NULL;
1397         u32 length, rgrp_blk, buf_blk;
1398         unsigned int buf;
1399
1400         rgd = gfs2_blk2rgrpd(sdp, bstart);
1401         if (!rgd) {
1402                 if (gfs2_consist(sdp))
1403                         fs_err(sdp, "block = %llu\n", (unsigned long long)bstart);
1404                 return NULL;
1405         }
1406
1407         length = rgd->rd_length;
1408
1409         rgrp_blk = bstart - rgd->rd_data0;
1410
1411         while (blen--) {
1412                 for (buf = 0; buf < length; buf++) {
1413                         bi = rgd->rd_bits + buf;
1414                         if (rgrp_blk < (bi->bi_start + bi->bi_len) * GFS2_NBBY)
1415                                 break;
1416                 }
1417
1418                 gfs2_assert(rgd->rd_sbd, buf < length);
1419
1420                 buf_blk = rgrp_blk - bi->bi_start * GFS2_NBBY;
1421                 rgrp_blk++;
1422
1423                 if (!bi->bi_clone) {
1424                         bi->bi_clone = kmalloc(bi->bi_bh->b_size,
1425                                                GFP_NOFS | __GFP_NOFAIL);
1426                         memcpy(bi->bi_clone + bi->bi_offset,
1427                                bi->bi_bh->b_data + bi->bi_offset,
1428                                bi->bi_len);
1429                 }
1430                 gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, bi->bi_bh, 1);
1431                 gfs2_setbit(rgd, bi->bi_bh->b_data, NULL, bi->bi_offset,
1432                             bi->bi_len, buf_blk, new_state);
1433         }
1434
1435         return rgd;
1436 }
1437
1438 /**
1439  * gfs2_alloc_block - Allocate a block
1440  * @ip: the inode to allocate the block for
1441  *
1442  * Returns: the allocated block
1443  */
1444
1445 u64 gfs2_alloc_block(struct gfs2_inode *ip, unsigned int *n)
1446 {
1447         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1448         struct gfs2_alloc *al = ip->i_alloc;
1449         struct gfs2_rgrpd *rgd = al->al_rgd;
1450         u32 goal, blk;
1451         u64 block;
1452
1453         if (rgrp_contains_block(rgd, ip->i_goal))
1454                 goal = ip->i_goal - rgd->rd_data0;
1455         else
1456                 goal = rgd->rd_last_alloc;
1457
1458         blk = rgblk_search(rgd, goal, GFS2_BLKST_FREE, GFS2_BLKST_USED, n);
1459         BUG_ON(blk == BFITNOENT);
1460
1461         rgd->rd_last_alloc = blk;
1462         block = rgd->rd_data0 + blk;
1463         ip->i_goal = block;
1464
1465         gfs2_assert_withdraw(sdp, rgd->rd_free >= *n);
1466         rgd->rd_free -= *n;
1467
1468         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1469         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1470
1471         al->al_alloced += *n;
1472
1473         gfs2_statfs_change(sdp, 0, -(s64)*n, 0);
1474         gfs2_quota_change(ip, *n, ip->i_inode.i_uid, ip->i_inode.i_gid);
1475
1476         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1477         rgd->rd_free_clone -= *n;
1478         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1479
1480         return block;
1481 }
1482
1483 /**
1484  * gfs2_alloc_di - Allocate a dinode
1485  * @dip: the directory that the inode is going in
1486  *
1487  * Returns: the block allocated
1488  */
1489
1490 u64 gfs2_alloc_di(struct gfs2_inode *dip, u64 *generation)
1491 {
1492         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&dip->i_inode);
1493         struct gfs2_alloc *al = dip->i_alloc;
1494         struct gfs2_rgrpd *rgd = al->al_rgd;
1495         u32 blk;
1496         u64 block;
1497         unsigned int n = 1;
1498
1499         blk = rgblk_search(rgd, rgd->rd_last_alloc,
1500                            GFS2_BLKST_FREE, GFS2_BLKST_DINODE, &n);
1501         BUG_ON(blk == BFITNOENT);
1502
1503         rgd->rd_last_alloc = blk;
1504
1505         block = rgd->rd_data0 + blk;
1506
1507         gfs2_assert_withdraw(sdp, rgd->rd_free);
1508         rgd->rd_free--;
1509         rgd->rd_dinodes++;
1510         *generation = rgd->rd_igeneration++;
1511         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1512         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1513
1514         al->al_alloced++;
1515
1516         gfs2_statfs_change(sdp, 0, -1, +1);
1517         gfs2_trans_add_unrevoke(sdp, block, 1);
1518
1519         spin_lock(&sdp->sd_rindex_spin);
1520         rgd->rd_free_clone--;
1521         spin_unlock(&sdp->sd_rindex_spin);
1522
1523         return block;
1524 }
1525
1526 /**
1527  * gfs2_free_data - free a contiguous run of data block(s)
1528  * @ip: the inode these blocks are being freed from
1529  * @bstart: first block of a run of contiguous blocks
1530  * @blen: the length of the block run
1531  *
1532  */
1533
1534 void gfs2_free_data(struct gfs2_inode *ip, u64 bstart, u32 blen)
1535 {
1536         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1537         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1538
1539         rgd = rgblk_free(sdp, bstart, blen, GFS2_BLKST_FREE);
1540         if (!rgd)
1541                 return;
1542
1543         rgd->rd_free += blen;
1544
1545         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1546         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1547
1548         gfs2_trans_add_rg(rgd);
1549
1550         gfs2_statfs_change(sdp, 0, +blen, 0);
1551         gfs2_quota_change(ip, -(s64)blen, ip->i_inode.i_uid, ip->i_inode.i_gid);
1552 }
1553
1554 /**
1555  * gfs2_free_meta - free a contiguous run of data block(s)
1556  * @ip: the inode these blocks are being freed from
1557  * @bstart: first block of a run of contiguous blocks
1558  * @blen: the length of the block run
1559  *
1560  */
1561
1562 void gfs2_free_meta(struct gfs2_inode *ip, u64 bstart, u32 blen)
1563 {
1564         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(&ip->i_inode);
1565         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1566
1567         rgd = rgblk_free(sdp, bstart, blen, GFS2_BLKST_FREE);
1568         if (!rgd)
1569                 return;
1570
1571         rgd->rd_free += blen;
1572
1573         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1574         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1575
1576         gfs2_trans_add_rg(rgd);
1577
1578         gfs2_statfs_change(sdp, 0, +blen, 0);
1579         gfs2_quota_change(ip, -(s64)blen, ip->i_inode.i_uid, ip->i_inode.i_gid);
1580         gfs2_meta_wipe(ip, bstart, blen);
1581 }
1582
1583 void gfs2_unlink_di(struct inode *inode)
1584 {
1585         struct gfs2_inode *ip = GFS2_I(inode);
1586         struct gfs2_sbd *sdp = GFS2_SB(inode);
1587         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1588         u64 blkno = ip->i_no_addr;
1589
1590         rgd = rgblk_free(sdp, blkno, 1, GFS2_BLKST_UNLINKED);
1591         if (!rgd)
1592                 return;
1593         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1594         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1595         gfs2_trans_add_rg(rgd);
1596 }
1597
1598 static void gfs2_free_uninit_di(struct gfs2_rgrpd *rgd, u64 blkno)
1599 {
1600         struct gfs2_sbd *sdp = rgd->rd_sbd;
1601         struct gfs2_rgrpd *tmp_rgd;
1602
1603         tmp_rgd = rgblk_free(sdp, blkno, 1, GFS2_BLKST_FREE);
1604         if (!tmp_rgd)
1605                 return;
1606         gfs2_assert_withdraw(sdp, rgd == tmp_rgd);
1607
1608         if (!rgd->rd_dinodes)
1609                 gfs2_consist_rgrpd(rgd);
1610         rgd->rd_dinodes--;
1611         rgd->rd_free++;
1612
1613         gfs2_trans_add_bh(rgd->rd_gl, rgd->rd_bits[0].bi_bh, 1);
1614         gfs2_rgrp_out(rgd, rgd->rd_bits[0].bi_bh->b_data);
1615
1616         gfs2_statfs_change(sdp, 0, +1, -1);
1617         gfs2_trans_add_rg(rgd);
1618 }
1619
1620
1621 void gfs2_free_di(struct gfs2_rgrpd *rgd, struct gfs2_inode *ip)
1622 {
1623         gfs2_free_uninit_di(rgd, ip->i_no_addr);
1624         gfs2_quota_change(ip, -1, ip->i_inode.i_uid, ip->i_inode.i_gid);
1625         gfs2_meta_wipe(ip, ip->i_no_addr, 1);
1626 }
1627
1628 /**
1629  * gfs2_rlist_add - add a RG to a list of RGs
1630  * @sdp: the filesystem
1631  * @rlist: the list of resource groups
1632  * @block: the block
1633  *
1634  * Figure out what RG a block belongs to and add that RG to the list
1635  *
1636  * FIXME: Don't use NOFAIL
1637  *
1638  */
1639
1640 void gfs2_rlist_add(struct gfs2_sbd *sdp, struct gfs2_rgrp_list *rlist,
1641                     u64 block)
1642 {
1643         struct gfs2_rgrpd *rgd;
1644         struct gfs2_rgrpd **tmp;
1645         unsigned int new_space;
1646         unsigned int x;
1647
1648         if (gfs2_assert_warn(sdp, !rlist->rl_ghs))
1649                 return;
1650
1651         rgd = gfs2_blk2rgrpd(sdp, block);
1652         if (!rgd) {
1653                 if (gfs2_consist(sdp))
1654                         fs_err(sdp, "block = %llu\n", (unsigned long long)block);
1655                 return;
1656         }
1657
1658         for (x = 0; x < rlist->rl_rgrps; x++)
1659                 if (rlist->rl_rgd[x] == rgd)
1660                         return;
1661
1662         if (rlist->rl_rgrps == rlist->rl_space) {
1663                 new_space = rlist->rl_space + 10;
1664
1665                 tmp = kcalloc(new_space, sizeof(struct gfs2_rgrpd *),
1666                               GFP_NOFS | __GFP_NOFAIL);
1667
1668                 if (rlist->rl_rgd) {
1669                         memcpy(tmp, rlist->rl_rgd,
1670                                rlist->rl_space * sizeof(struct gfs2_rgrpd *));
1671                         kfree(rlist->rl_rgd);
1672                 }
1673
1674                 rlist->rl_space = new_space;
1675                 rlist->rl_rgd = tmp;
1676         }
1677
1678         rlist->rl_rgd[rlist->rl_rgrps++] = rgd;
1679 }
1680
1681 /**
1682  * gfs2_rlist_alloc - all RGs have been added to the rlist, now allocate
1683  *      and initialize an array of glock holders for them
1684  * @rlist: the list of resource groups
1685  * @state: the lock state to acquire the RG lock in
1686  * @flags: the modifier flags for the holder structures
1687  *
1688  * FIXME: Don't use NOFAIL
1689  *
1690  */
1691
1692 void gfs2_rlist_alloc(struct gfs2_rgrp_list *rlist, unsigned int state)
1693 {
1694         unsigned int x;
1695
1696         rlist->rl_ghs = kcalloc(rlist->rl_rgrps, sizeof(struct gfs2_holder),
1697                                 GFP_NOFS | __GFP_NOFAIL);
1698         for (x = 0; x < rlist->rl_rgrps; x++)
1699                 gfs2_holder_init(rlist->rl_rgd[x]->rd_gl,
1700                                 state, 0,
1701                                 &rlist->rl_ghs[x]);
1702 }
1703
1704 /**
1705  * gfs2_rlist_free - free a resource group list
1706  * @list: the list of resource groups
1707  *
1708  */
1709
1710 void gfs2_rlist_free(struct gfs2_rgrp_list *rlist)
1711 {
1712         unsigned int x;
1713
1714         kfree(rlist->rl_rgd);
1715
1716         if (rlist->rl_ghs) {
1717                 for (x = 0; x < rlist->rl_rgrps; x++)
1718                         gfs2_holder_uninit(&rlist->rl_ghs[x]);
1719                 kfree(rlist->rl_ghs);
1720         }
1721 }
1722