Merge tag 'for-linus' of git://git.armlinux.org.uk/~rmk/linux-arm
[platform/kernel/linux-rpi.git] / fs / ext2 / balloc.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  linux/fs/ext2/balloc.c
4  *
5  * Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995
6  * Remy Card (card@masi.ibp.fr)
7  * Laboratoire MASI - Institut Blaise Pascal
8  * Universite Pierre et Marie Curie (Paris VI)
9  *
10  *  Enhanced block allocation by Stephen Tweedie (sct@redhat.com), 1993
11  *  Big-endian to little-endian byte-swapping/bitmaps by
12  *        David S. Miller (davem@caip.rutgers.edu), 1995
13  */
14
15 #include "ext2.h"
16 #include <linux/quotaops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/sched.h>
19 #include <linux/cred.h>
20 #include <linux/buffer_head.h>
21 #include <linux/capability.h>
22
23 /*
24  * balloc.c contains the blocks allocation and deallocation routines
25  */
26
27 /*
28  * The free blocks are managed by bitmaps.  A file system contains several
29  * blocks groups.  Each group contains 1 bitmap block for blocks, 1 bitmap
30  * block for inodes, N blocks for the inode table and data blocks.
31  *
32  * The file system contains group descriptors which are located after the
33  * super block.  Each descriptor contains the number of the bitmap block and
34  * the free blocks count in the block.  The descriptors are loaded in memory
35  * when a file system is mounted (see ext2_fill_super).
36  */
37
38
39 #define in_range(b, first, len) ((b) >= (first) && (b) <= (first) + (len) - 1)
40
41 struct ext2_group_desc * ext2_get_group_desc(struct super_block * sb,
42                                              unsigned int block_group,
43                                              struct buffer_head ** bh)
44 {
45         unsigned long group_desc;
46         unsigned long offset;
47         struct ext2_group_desc * desc;
48         struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
49
50         if (block_group >= sbi->s_groups_count) {
51                 WARN(1, "block_group >= groups_count - "
52                      "block_group = %d, groups_count = %lu",
53                      block_group, sbi->s_groups_count);
54
55                 return NULL;
56         }
57
58         group_desc = block_group >> EXT2_DESC_PER_BLOCK_BITS(sb);
59         offset = block_group & (EXT2_DESC_PER_BLOCK(sb) - 1);
60         if (!sbi->s_group_desc[group_desc]) {
61                 WARN(1, "Group descriptor not loaded - "
62                      "block_group = %d, group_desc = %lu, desc = %lu",
63                       block_group, group_desc, offset);
64                 return NULL;
65         }
66
67         desc = (struct ext2_group_desc *) sbi->s_group_desc[group_desc]->b_data;
68         if (bh)
69                 *bh = sbi->s_group_desc[group_desc];
70         return desc + offset;
71 }
72
73 static int ext2_valid_block_bitmap(struct super_block *sb,
74                                         struct ext2_group_desc *desc,
75                                         unsigned int block_group,
76                                         struct buffer_head *bh)
77 {
78         ext2_grpblk_t offset;
79         ext2_grpblk_t next_zero_bit;
80         ext2_fsblk_t bitmap_blk;
81         ext2_fsblk_t group_first_block;
82
83         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, block_group);
84
85         /* check whether block bitmap block number is set */
86         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap);
87         offset = bitmap_blk - group_first_block;
88         if (!ext2_test_bit(offset, bh->b_data))
89                 /* bad block bitmap */
90                 goto err_out;
91
92         /* check whether the inode bitmap block number is set */
93         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_inode_bitmap);
94         offset = bitmap_blk - group_first_block;
95         if (!ext2_test_bit(offset, bh->b_data))
96                 /* bad block bitmap */
97                 goto err_out;
98
99         /* check whether the inode table block number is set */
100         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_inode_table);
101         offset = bitmap_blk - group_first_block;
102         next_zero_bit = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data,
103                                 offset + EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group,
104                                 offset);
105         if (next_zero_bit >= offset + EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group)
106                 /* good bitmap for inode tables */
107                 return 1;
108
109 err_out:
110         ext2_error(sb, __func__,
111                         "Invalid block bitmap - "
112                         "block_group = %d, block = %lu",
113                         block_group, bitmap_blk);
114         return 0;
115 }
116
117 /*
118  * Read the bitmap for a given block_group,and validate the
119  * bits for block/inode/inode tables are set in the bitmaps
120  *
121  * Return buffer_head on success or NULL in case of failure.
122  */
123 static struct buffer_head *
124 read_block_bitmap(struct super_block *sb, unsigned int block_group)
125 {
126         struct ext2_group_desc * desc;
127         struct buffer_head * bh = NULL;
128         ext2_fsblk_t bitmap_blk;
129
130         desc = ext2_get_group_desc(sb, block_group, NULL);
131         if (!desc)
132                 return NULL;
133         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap);
134         bh = sb_getblk(sb, bitmap_blk);
135         if (unlikely(!bh)) {
136                 ext2_error(sb, __func__,
137                             "Cannot read block bitmap - "
138                             "block_group = %d, block_bitmap = %u",
139                             block_group, le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap));
140                 return NULL;
141         }
142         if (likely(bh_uptodate_or_lock(bh)))
143                 return bh;
144
145         if (bh_submit_read(bh) < 0) {
146                 brelse(bh);
147                 ext2_error(sb, __func__,
148                             "Cannot read block bitmap - "
149                             "block_group = %d, block_bitmap = %u",
150                             block_group, le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap));
151                 return NULL;
152         }
153
154         ext2_valid_block_bitmap(sb, desc, block_group, bh);
155         /*
156          * file system mounted not to panic on error, continue with corrupt
157          * bitmap
158          */
159         return bh;
160 }
161
162 static void group_adjust_blocks(struct super_block *sb, int group_no,
163         struct ext2_group_desc *desc, struct buffer_head *bh, int count)
164 {
165         if (count) {
166                 struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
167                 unsigned free_blocks;
168
169                 spin_lock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
170                 free_blocks = le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
171                 desc->bg_free_blocks_count = cpu_to_le16(free_blocks + count);
172                 spin_unlock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
173                 mark_buffer_dirty(bh);
174         }
175 }
176
177 /*
178  * The reservation window structure operations
179  * --------------------------------------------
180  * Operations include:
181  * dump, find, add, remove, is_empty, find_next_reservable_window, etc.
182  *
183  * We use a red-black tree to represent per-filesystem reservation
184  * windows.
185  *
186  */
187
188 /**
189  * __rsv_window_dump() -- Dump the filesystem block allocation reservation map
190  * @root:               root of per-filesystem reservation rb tree
191  * @verbose:            verbose mode
192  * @fn:                 function which wishes to dump the reservation map
193  *
194  * If verbose is turned on, it will print the whole block reservation
195  * windows(start, end). Otherwise, it will only print out the "bad" windows,
196  * those windows that overlap with their immediate neighbors.
197  */
198 #if 1
199 static void __rsv_window_dump(struct rb_root *root, int verbose,
200                               const char *fn)
201 {
202         struct rb_node *n;
203         struct ext2_reserve_window_node *rsv, *prev;
204         int bad;
205
206 restart:
207         n = rb_first(root);
208         bad = 0;
209         prev = NULL;
210
211         printk("Block Allocation Reservation Windows Map (%s):\n", fn);
212         while (n) {
213                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
214                 if (verbose)
215                         printk("reservation window 0x%p "
216                                 "start: %lu, end: %lu\n",
217                                 rsv, rsv->rsv_start, rsv->rsv_end);
218                 if (rsv->rsv_start && rsv->rsv_start >= rsv->rsv_end) {
219                         printk("Bad reservation %p (start >= end)\n",
220                                rsv);
221                         bad = 1;
222                 }
223                 if (prev && prev->rsv_end >= rsv->rsv_start) {
224                         printk("Bad reservation %p (prev->end >= start)\n",
225                                rsv);
226                         bad = 1;
227                 }
228                 if (bad) {
229                         if (!verbose) {
230                                 printk("Restarting reservation walk in verbose mode\n");
231                                 verbose = 1;
232                                 goto restart;
233                         }
234                 }
235                 n = rb_next(n);
236                 prev = rsv;
237         }
238         printk("Window map complete.\n");
239         BUG_ON(bad);
240 }
241 #define rsv_window_dump(root, verbose) \
242         __rsv_window_dump((root), (verbose), __func__)
243 #else
244 #define rsv_window_dump(root, verbose) do {} while (0)
245 #endif
246
247 /**
248  * goal_in_my_reservation()
249  * @rsv:                inode's reservation window
250  * @grp_goal:           given goal block relative to the allocation block group
251  * @group:              the current allocation block group
252  * @sb:                 filesystem super block
253  *
254  * Test if the given goal block (group relative) is within the file's
255  * own block reservation window range.
256  *
257  * If the reservation window is outside the goal allocation group, return 0;
258  * grp_goal (given goal block) could be -1, which means no specific
259  * goal block. In this case, always return 1.
260  * If the goal block is within the reservation window, return 1;
261  * otherwise, return 0;
262  */
263 static int
264 goal_in_my_reservation(struct ext2_reserve_window *rsv, ext2_grpblk_t grp_goal,
265                         unsigned int group, struct super_block * sb)
266 {
267         ext2_fsblk_t group_first_block, group_last_block;
268
269         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
270         group_last_block = ext2_group_last_block_no(sb, group);
271
272         if ((rsv->_rsv_start > group_last_block) ||
273             (rsv->_rsv_end < group_first_block))
274                 return 0;
275         if ((grp_goal >= 0) && ((grp_goal + group_first_block < rsv->_rsv_start)
276                 || (grp_goal + group_first_block > rsv->_rsv_end)))
277                 return 0;
278         return 1;
279 }
280
281 /**
282  * search_reserve_window()
283  * @root:               root of reservation tree
284  * @goal:               target allocation block
285  *
286  * Find the reserved window which includes the goal, or the previous one
287  * if the goal is not in any window.
288  * Returns NULL if there are no windows or if all windows start after the goal.
289  */
290 static struct ext2_reserve_window_node *
291 search_reserve_window(struct rb_root *root, ext2_fsblk_t goal)
292 {
293         struct rb_node *n = root->rb_node;
294         struct ext2_reserve_window_node *rsv;
295
296         if (!n)
297                 return NULL;
298
299         do {
300                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
301
302                 if (goal < rsv->rsv_start)
303                         n = n->rb_left;
304                 else if (goal > rsv->rsv_end)
305                         n = n->rb_right;
306                 else
307                         return rsv;
308         } while (n);
309         /*
310          * We've fallen off the end of the tree: the goal wasn't inside
311          * any particular node.  OK, the previous node must be to one
312          * side of the interval containing the goal.  If it's the RHS,
313          * we need to back up one.
314          */
315         if (rsv->rsv_start > goal) {
316                 n = rb_prev(&rsv->rsv_node);
317                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
318         }
319         return rsv;
320 }
321
322 /*
323  * ext2_rsv_window_add() -- Insert a window to the block reservation rb tree.
324  * @sb:                 super block
325  * @rsv:                reservation window to add
326  *
327  * Must be called with rsv_lock held.
328  */
329 void ext2_rsv_window_add(struct super_block *sb,
330                     struct ext2_reserve_window_node *rsv)
331 {
332         struct rb_root *root = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root;
333         struct rb_node *node = &rsv->rsv_node;
334         ext2_fsblk_t start = rsv->rsv_start;
335
336         struct rb_node ** p = &root->rb_node;
337         struct rb_node * parent = NULL;
338         struct ext2_reserve_window_node *this;
339
340         while (*p)
341         {
342                 parent = *p;
343                 this = rb_entry(parent, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
344
345                 if (start < this->rsv_start)
346                         p = &(*p)->rb_left;
347                 else if (start > this->rsv_end)
348                         p = &(*p)->rb_right;
349                 else {
350                         rsv_window_dump(root, 1);
351                         BUG();
352                 }
353         }
354
355         rb_link_node(node, parent, p);
356         rb_insert_color(node, root);
357 }
358
359 /**
360  * rsv_window_remove() -- unlink a window from the reservation rb tree
361  * @sb:                 super block
362  * @rsv:                reservation window to remove
363  *
364  * Mark the block reservation window as not allocated, and unlink it
365  * from the filesystem reservation window rb tree. Must be called with
366  * rsv_lock held.
367  */
368 static void rsv_window_remove(struct super_block *sb,
369                               struct ext2_reserve_window_node *rsv)
370 {
371         rsv->rsv_start = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
372         rsv->rsv_end = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
373         rsv->rsv_alloc_hit = 0;
374         rb_erase(&rsv->rsv_node, &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root);
375 }
376
377 /*
378  * rsv_is_empty() -- Check if the reservation window is allocated.
379  * @rsv:                given reservation window to check
380  *
381  * returns 1 if the end block is EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED.
382  */
383 static inline int rsv_is_empty(struct ext2_reserve_window *rsv)
384 {
385         /* a valid reservation end block could not be 0 */
386         return (rsv->_rsv_end == EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED);
387 }
388
389 /**
390  * ext2_init_block_alloc_info()
391  * @inode:              file inode structure
392  *
393  * Allocate and initialize the  reservation window structure, and
394  * link the window to the ext2 inode structure at last
395  *
396  * The reservation window structure is only dynamically allocated
397  * and linked to ext2 inode the first time the open file
398  * needs a new block. So, before every ext2_new_block(s) call, for
399  * regular files, we should check whether the reservation window
400  * structure exists or not. In the latter case, this function is called.
401  * Fail to do so will result in block reservation being turned off for that
402  * open file.
403  *
404  * This function is called from ext2_get_blocks_handle(), also called
405  * when setting the reservation window size through ioctl before the file
406  * is open for write (needs block allocation).
407  *
408  * Needs truncate_mutex protection prior to calling this function.
409  */
410 void ext2_init_block_alloc_info(struct inode *inode)
411 {
412         struct ext2_inode_info *ei = EXT2_I(inode);
413         struct ext2_block_alloc_info *block_i;
414         struct super_block *sb = inode->i_sb;
415
416         block_i = kmalloc(sizeof(*block_i), GFP_NOFS);
417         if (block_i) {
418                 struct ext2_reserve_window_node *rsv = &block_i->rsv_window_node;
419
420                 rsv->rsv_start = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
421                 rsv->rsv_end = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
422
423                 /*
424                  * if filesystem is mounted with NORESERVATION, the goal
425                  * reservation window size is set to zero to indicate
426                  * block reservation is off
427                  */
428                 if (!test_opt(sb, RESERVATION))
429                         rsv->rsv_goal_size = 0;
430                 else
431                         rsv->rsv_goal_size = EXT2_DEFAULT_RESERVE_BLOCKS;
432                 rsv->rsv_alloc_hit = 0;
433                 block_i->last_alloc_logical_block = 0;
434                 block_i->last_alloc_physical_block = 0;
435         }
436         ei->i_block_alloc_info = block_i;
437 }
438
439 /**
440  * ext2_discard_reservation()
441  * @inode:              inode
442  *
443  * Discard(free) block reservation window on last file close, or truncate
444  * or at last iput().
445  *
446  * It is being called in three cases:
447  *      ext2_release_file(): last writer closes the file
448  *      ext2_clear_inode(): last iput(), when nobody links to this file.
449  *      ext2_truncate(): when the block indirect map is about to change.
450  */
451 void ext2_discard_reservation(struct inode *inode)
452 {
453         struct ext2_inode_info *ei = EXT2_I(inode);
454         struct ext2_block_alloc_info *block_i = ei->i_block_alloc_info;
455         struct ext2_reserve_window_node *rsv;
456         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(inode->i_sb)->s_rsv_window_lock;
457
458         if (!block_i)
459                 return;
460
461         rsv = &block_i->rsv_window_node;
462         if (!rsv_is_empty(&rsv->rsv_window)) {
463                 spin_lock(rsv_lock);
464                 if (!rsv_is_empty(&rsv->rsv_window))
465                         rsv_window_remove(inode->i_sb, rsv);
466                 spin_unlock(rsv_lock);
467         }
468 }
469
470 /**
471  * ext2_free_blocks() -- Free given blocks and update quota and i_blocks
472  * @inode:              inode
473  * @block:              start physical block to free
474  * @count:              number of blocks to free
475  */
476 void ext2_free_blocks (struct inode * inode, unsigned long block,
477                        unsigned long count)
478 {
479         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
480         struct buffer_head * bh2;
481         unsigned long block_group;
482         unsigned long bit;
483         unsigned long i;
484         unsigned long overflow;
485         struct super_block * sb = inode->i_sb;
486         struct ext2_sb_info * sbi = EXT2_SB(sb);
487         struct ext2_group_desc * desc;
488         struct ext2_super_block * es = sbi->s_es;
489         unsigned freed = 0, group_freed;
490
491         if (!ext2_data_block_valid(sbi, block, count)) {
492                 ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
493                             "Freeing blocks not in datazone - "
494                             "block = %lu, count = %lu", block, count);
495                 goto error_return;
496         }
497
498         ext2_debug ("freeing block(s) %lu-%lu\n", block, block + count - 1);
499
500 do_more:
501         overflow = 0;
502         block_group = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) /
503                       EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
504         bit = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
505                       EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
506         /*
507          * Check to see if we are freeing blocks across a group
508          * boundary.
509          */
510         if (bit + count > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)) {
511                 overflow = bit + count - EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
512                 count -= overflow;
513         }
514         brelse(bitmap_bh);
515         bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, block_group);
516         if (!bitmap_bh)
517                 goto error_return;
518
519         desc = ext2_get_group_desc (sb, block_group, &bh2);
520         if (!desc)
521                 goto error_return;
522
523         if (in_range (le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap), block, count) ||
524             in_range (le32_to_cpu(desc->bg_inode_bitmap), block, count) ||
525             in_range (block, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
526                       sbi->s_itb_per_group) ||
527             in_range (block + count - 1, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
528                       sbi->s_itb_per_group)) {
529                 ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
530                             "Freeing blocks in system zones - "
531                             "Block = %lu, count = %lu",
532                             block, count);
533                 goto error_return;
534         }
535
536         for (i = 0, group_freed = 0; i < count; i++) {
537                 if (!ext2_clear_bit_atomic(sb_bgl_lock(sbi, block_group),
538                                                 bit + i, bitmap_bh->b_data)) {
539                         ext2_error(sb, __func__,
540                                 "bit already cleared for block %lu", block + i);
541                 } else {
542                         group_freed++;
543                 }
544         }
545
546         mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
547         if (sb->s_flags & SB_SYNCHRONOUS)
548                 sync_dirty_buffer(bitmap_bh);
549
550         group_adjust_blocks(sb, block_group, desc, bh2, group_freed);
551         freed += group_freed;
552
553         if (overflow) {
554                 block += count;
555                 count = overflow;
556                 goto do_more;
557         }
558 error_return:
559         brelse(bitmap_bh);
560         if (freed) {
561                 percpu_counter_add(&sbi->s_freeblocks_counter, freed);
562                 dquot_free_block_nodirty(inode, freed);
563                 mark_inode_dirty(inode);
564         }
565 }
566
567 /**
568  * bitmap_search_next_usable_block()
569  * @start:              the starting block (group relative) of the search
570  * @bh:                 bufferhead contains the block group bitmap
571  * @maxblocks:          the ending block (group relative) of the reservation
572  *
573  * The bitmap search --- search forward through the actual bitmap on disk until
574  * we find a bit free.
575  */
576 static ext2_grpblk_t
577 bitmap_search_next_usable_block(ext2_grpblk_t start, struct buffer_head *bh,
578                                         ext2_grpblk_t maxblocks)
579 {
580         ext2_grpblk_t next;
581
582         next = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data, maxblocks, start);
583         if (next >= maxblocks)
584                 return -1;
585         return next;
586 }
587
588 /**
589  * find_next_usable_block()
590  * @start:              the starting block (group relative) to find next
591  *                      allocatable block in bitmap.
592  * @bh:                 bufferhead contains the block group bitmap
593  * @maxblocks:          the ending block (group relative) for the search
594  *
595  * Find an allocatable block in a bitmap.  We perform the "most
596  * appropriate allocation" algorithm of looking for a free block near
597  * the initial goal; then for a free byte somewhere in the bitmap;
598  * then for any free bit in the bitmap.
599  */
600 static ext2_grpblk_t
601 find_next_usable_block(int start, struct buffer_head *bh, int maxblocks)
602 {
603         ext2_grpblk_t here, next;
604         char *p, *r;
605
606         if (start > 0) {
607                 /*
608                  * The goal was occupied; search forward for a free 
609                  * block within the next XX blocks.
610                  *
611                  * end_goal is more or less random, but it has to be
612                  * less than EXT2_BLOCKS_PER_GROUP. Aligning up to the
613                  * next 64-bit boundary is simple..
614                  */
615                 ext2_grpblk_t end_goal = (start + 63) & ~63;
616                 if (end_goal > maxblocks)
617                         end_goal = maxblocks;
618                 here = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data, end_goal, start);
619                 if (here < end_goal)
620                         return here;
621                 ext2_debug("Bit not found near goal\n");
622         }
623
624         here = start;
625         if (here < 0)
626                 here = 0;
627
628         p = ((char *)bh->b_data) + (here >> 3);
629         r = memscan(p, 0, ((maxblocks + 7) >> 3) - (here >> 3));
630         next = (r - ((char *)bh->b_data)) << 3;
631
632         if (next < maxblocks && next >= here)
633                 return next;
634
635         here = bitmap_search_next_usable_block(here, bh, maxblocks);
636         return here;
637 }
638
639 /**
640  * ext2_try_to_allocate()
641  * @sb:                 superblock
642  * @group:              given allocation block group
643  * @bitmap_bh:          bufferhead holds the block bitmap
644  * @grp_goal:           given target block within the group
645  * @count:              target number of blocks to allocate
646  * @my_rsv:             reservation window
647  *
648  * Attempt to allocate blocks within a give range. Set the range of allocation
649  * first, then find the first free bit(s) from the bitmap (within the range),
650  * and at last, allocate the blocks by claiming the found free bit as allocated.
651  *
652  * To set the range of this allocation:
653  *      if there is a reservation window, only try to allocate block(s)
654  *      from the file's own reservation window;
655  *      Otherwise, the allocation range starts from the give goal block,
656  *      ends at the block group's last block.
657  *
658  * If we failed to allocate the desired block then we may end up crossing to a
659  * new bitmap.
660  */
661 static int
662 ext2_try_to_allocate(struct super_block *sb, int group,
663                         struct buffer_head *bitmap_bh, ext2_grpblk_t grp_goal,
664                         unsigned long *count,
665                         struct ext2_reserve_window *my_rsv)
666 {
667         ext2_fsblk_t group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
668         ext2_fsblk_t group_last_block = ext2_group_last_block_no(sb, group);
669         ext2_grpblk_t start, end;
670         unsigned long num = 0;
671
672         start = 0;
673         end = group_last_block - group_first_block + 1;
674         /* we do allocation within the reservation window if we have a window */
675         if (my_rsv) {
676                 if (my_rsv->_rsv_start >= group_first_block)
677                         start = my_rsv->_rsv_start - group_first_block;
678                 if (my_rsv->_rsv_end < group_last_block)
679                         end = my_rsv->_rsv_end - group_first_block + 1;
680                 if (grp_goal < start || grp_goal >= end)
681                         grp_goal = -1;
682         }
683         BUG_ON(start > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb));
684
685         if (grp_goal < 0) {
686                 grp_goal = find_next_usable_block(start, bitmap_bh, end);
687                 if (grp_goal < 0)
688                         goto fail_access;
689                 if (!my_rsv) {
690                         int i;
691
692                         for (i = 0; i < 7 && grp_goal > start &&
693                                         !ext2_test_bit(grp_goal - 1,
694                                                         bitmap_bh->b_data);
695                                         i++, grp_goal--)
696                                 ;
697                 }
698         }
699
700         for (; num < *count && grp_goal < end; grp_goal++) {
701                 if (ext2_set_bit_atomic(sb_bgl_lock(EXT2_SB(sb), group),
702                                         grp_goal, bitmap_bh->b_data)) {
703                         if (num == 0)
704                                 continue;
705                         break;
706                 }
707                 num++;
708         }
709
710         if (num == 0)
711                 goto fail_access;
712
713         *count = num;
714         return grp_goal - num;
715 fail_access:
716         return -1;
717 }
718
719 /**
720  *      find_next_reservable_window():
721  *              find a reservable space within the given range.
722  *              It does not allocate the reservation window for now:
723  *              alloc_new_reservation() will do the work later.
724  *
725  *      @search_head: the head of the searching list;
726  *              This is not necessarily the list head of the whole filesystem
727  *
728  *              We have both head and start_block to assist the search
729  *              for the reservable space. The list starts from head,
730  *              but we will shift to the place where start_block is,
731  *              then start from there, when looking for a reservable space.
732  *
733  *      @sb: the super block.
734  *
735  *      @start_block: the first block we consider to start the real search from
736  *
737  *      @last_block:
738  *              the maximum block number that our goal reservable space
739  *              could start from. This is normally the last block in this
740  *              group. The search will end when we found the start of next
741  *              possible reservable space is out of this boundary.
742  *              This could handle the cross boundary reservation window
743  *              request.
744  *
745  *      basically we search from the given range, rather than the whole
746  *      reservation double linked list, (start_block, last_block)
747  *      to find a free region that is of my size and has not
748  *      been reserved.
749  *
750  */
751 static int find_next_reservable_window(
752                                 struct ext2_reserve_window_node *search_head,
753                                 struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
754                                 struct super_block * sb,
755                                 ext2_fsblk_t start_block,
756                                 ext2_fsblk_t last_block)
757 {
758         struct rb_node *next;
759         struct ext2_reserve_window_node *rsv, *prev;
760         ext2_fsblk_t cur;
761         int size = my_rsv->rsv_goal_size;
762
763         /* TODO: make the start of the reservation window byte-aligned */
764         /* cur = *start_block & ~7;*/
765         cur = start_block;
766         rsv = search_head;
767         if (!rsv)
768                 return -1;
769
770         while (1) {
771                 if (cur <= rsv->rsv_end)
772                         cur = rsv->rsv_end + 1;
773
774                 /* TODO?
775                  * in the case we could not find a reservable space
776                  * that is what is expected, during the re-search, we could
777                  * remember what's the largest reservable space we could have
778                  * and return that one.
779                  *
780                  * For now it will fail if we could not find the reservable
781                  * space with expected-size (or more)...
782                  */
783                 if (cur > last_block)
784                         return -1;              /* fail */
785
786                 prev = rsv;
787                 next = rb_next(&rsv->rsv_node);
788                 rsv = rb_entry(next,struct ext2_reserve_window_node,rsv_node);
789
790                 /*
791                  * Reached the last reservation, we can just append to the
792                  * previous one.
793                  */
794                 if (!next)
795                         break;
796
797                 if (cur + size <= rsv->rsv_start) {
798                         /*
799                          * Found a reserveable space big enough.  We could
800                          * have a reservation across the group boundary here
801                          */
802                         break;
803                 }
804         }
805         /*
806          * we come here either :
807          * when we reach the end of the whole list,
808          * and there is empty reservable space after last entry in the list.
809          * append it to the end of the list.
810          *
811          * or we found one reservable space in the middle of the list,
812          * return the reservation window that we could append to.
813          * succeed.
814          */
815
816         if ((prev != my_rsv) && (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)))
817                 rsv_window_remove(sb, my_rsv);
818
819         /*
820          * Let's book the whole available window for now.  We will check the
821          * disk bitmap later and then, if there are free blocks then we adjust
822          * the window size if it's larger than requested.
823          * Otherwise, we will remove this node from the tree next time
824          * call find_next_reservable_window.
825          */
826         my_rsv->rsv_start = cur;
827         my_rsv->rsv_end = cur + size - 1;
828         my_rsv->rsv_alloc_hit = 0;
829
830         if (prev != my_rsv)
831                 ext2_rsv_window_add(sb, my_rsv);
832
833         return 0;
834 }
835
836 /**
837  *      alloc_new_reservation()--allocate a new reservation window
838  *
839  *              To make a new reservation, we search part of the filesystem
840  *              reservation list (the list that inside the group). We try to
841  *              allocate a new reservation window near the allocation goal,
842  *              or the beginning of the group, if there is no goal.
843  *
844  *              We first find a reservable space after the goal, then from
845  *              there, we check the bitmap for the first free block after
846  *              it. If there is no free block until the end of group, then the
847  *              whole group is full, we failed. Otherwise, check if the free
848  *              block is inside the expected reservable space, if so, we
849  *              succeed.
850  *              If the first free block is outside the reservable space, then
851  *              start from the first free block, we search for next available
852  *              space, and go on.
853  *
854  *      on succeed, a new reservation will be found and inserted into the list
855  *      It contains at least one free block, and it does not overlap with other
856  *      reservation windows.
857  *
858  *      failed: we failed to find a reservation window in this group
859  *
860  *      @my_rsv: the reservation
861  *
862  *      @grp_goal: The goal (group-relative).  It is where the search for a
863  *              free reservable space should start from.
864  *              if we have a goal(goal >0 ), then start from there,
865  *              no goal(goal = -1), we start from the first block
866  *              of the group.
867  *
868  *      @sb: the super block
869  *      @group: the group we are trying to allocate in
870  *      @bitmap_bh: the block group block bitmap
871  *
872  */
873 static int alloc_new_reservation(struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
874                 ext2_grpblk_t grp_goal, struct super_block *sb,
875                 unsigned int group, struct buffer_head *bitmap_bh)
876 {
877         struct ext2_reserve_window_node *search_head;
878         ext2_fsblk_t group_first_block, group_end_block, start_block;
879         ext2_grpblk_t first_free_block;
880         struct rb_root *fs_rsv_root = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root;
881         unsigned long size;
882         int ret;
883         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_lock;
884
885         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
886         group_end_block = ext2_group_last_block_no(sb, group);
887
888         if (grp_goal < 0)
889                 start_block = group_first_block;
890         else
891                 start_block = grp_goal + group_first_block;
892
893         size = my_rsv->rsv_goal_size;
894
895         if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)) {
896                 /*
897                  * if the old reservation is cross group boundary
898                  * and if the goal is inside the old reservation window,
899                  * we will come here when we just failed to allocate from
900                  * the first part of the window. We still have another part
901                  * that belongs to the next group. In this case, there is no
902                  * point to discard our window and try to allocate a new one
903                  * in this group(which will fail). we should
904                  * keep the reservation window, just simply move on.
905                  *
906                  * Maybe we could shift the start block of the reservation
907                  * window to the first block of next group.
908                  */
909
910                 if ((my_rsv->rsv_start <= group_end_block) &&
911                                 (my_rsv->rsv_end > group_end_block) &&
912                                 (start_block >= my_rsv->rsv_start))
913                         return -1;
914
915                 if ((my_rsv->rsv_alloc_hit >
916                      (my_rsv->rsv_end - my_rsv->rsv_start + 1) / 2)) {
917                         /*
918                          * if the previously allocation hit ratio is
919                          * greater than 1/2, then we double the size of
920                          * the reservation window the next time,
921                          * otherwise we keep the same size window
922                          */
923                         size = size * 2;
924                         if (size > EXT2_MAX_RESERVE_BLOCKS)
925                                 size = EXT2_MAX_RESERVE_BLOCKS;
926                         my_rsv->rsv_goal_size= size;
927                 }
928         }
929
930         spin_lock(rsv_lock);
931         /*
932          * shift the search start to the window near the goal block
933          */
934         search_head = search_reserve_window(fs_rsv_root, start_block);
935
936         /*
937          * find_next_reservable_window() simply finds a reservable window
938          * inside the given range(start_block, group_end_block).
939          *
940          * To make sure the reservation window has a free bit inside it, we
941          * need to check the bitmap after we found a reservable window.
942          */
943 retry:
944         ret = find_next_reservable_window(search_head, my_rsv, sb,
945                                                 start_block, group_end_block);
946
947         if (ret == -1) {
948                 if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window))
949                         rsv_window_remove(sb, my_rsv);
950                 spin_unlock(rsv_lock);
951                 return -1;
952         }
953
954         /*
955          * On success, find_next_reservable_window() returns the
956          * reservation window where there is a reservable space after it.
957          * Before we reserve this reservable space, we need
958          * to make sure there is at least a free block inside this region.
959          *
960          * Search the first free bit on the block bitmap.  Search starts from
961          * the start block of the reservable space we just found.
962          */
963         spin_unlock(rsv_lock);
964         first_free_block = bitmap_search_next_usable_block(
965                         my_rsv->rsv_start - group_first_block,
966                         bitmap_bh, group_end_block - group_first_block + 1);
967
968         if (first_free_block < 0) {
969                 /*
970                  * no free block left on the bitmap, no point
971                  * to reserve the space. return failed.
972                  */
973                 spin_lock(rsv_lock);
974                 if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window))
975                         rsv_window_remove(sb, my_rsv);
976                 spin_unlock(rsv_lock);
977                 return -1;              /* failed */
978         }
979
980         start_block = first_free_block + group_first_block;
981         /*
982          * check if the first free block is within the
983          * free space we just reserved
984          */
985         if (start_block >= my_rsv->rsv_start && start_block <= my_rsv->rsv_end)
986                 return 0;               /* success */
987         /*
988          * if the first free bit we found is out of the reservable space
989          * continue search for next reservable space,
990          * start from where the free block is,
991          * we also shift the list head to where we stopped last time
992          */
993         search_head = my_rsv;
994         spin_lock(rsv_lock);
995         goto retry;
996 }
997
998 /**
999  * try_to_extend_reservation()
1000  * @my_rsv:             given reservation window
1001  * @sb:                 super block
1002  * @size:               the delta to extend
1003  *
1004  * Attempt to expand the reservation window large enough to have
1005  * required number of free blocks
1006  *
1007  * Since ext2_try_to_allocate() will always allocate blocks within
1008  * the reservation window range, if the window size is too small,
1009  * multiple blocks allocation has to stop at the end of the reservation
1010  * window. To make this more efficient, given the total number of
1011  * blocks needed and the current size of the window, we try to
1012  * expand the reservation window size if necessary on a best-effort
1013  * basis before ext2_new_blocks() tries to allocate blocks.
1014  */
1015 static void try_to_extend_reservation(struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
1016                         struct super_block *sb, int size)
1017 {
1018         struct ext2_reserve_window_node *next_rsv;
1019         struct rb_node *next;
1020         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_lock;
1021
1022         if (!spin_trylock(rsv_lock))
1023                 return;
1024
1025         next = rb_next(&my_rsv->rsv_node);
1026
1027         if (!next)
1028                 my_rsv->rsv_end += size;
1029         else {
1030                 next_rsv = rb_entry(next, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
1031
1032                 if ((next_rsv->rsv_start - my_rsv->rsv_end - 1) >= size)
1033                         my_rsv->rsv_end += size;
1034                 else
1035                         my_rsv->rsv_end = next_rsv->rsv_start - 1;
1036         }
1037         spin_unlock(rsv_lock);
1038 }
1039
1040 /**
1041  * ext2_try_to_allocate_with_rsv()
1042  * @sb:                 superblock
1043  * @group:              given allocation block group
1044  * @bitmap_bh:          bufferhead holds the block bitmap
1045  * @grp_goal:           given target block within the group
1046  * @count:              target number of blocks to allocate
1047  * @my_rsv:             reservation window
1048  *
1049  * This is the main function used to allocate a new block and its reservation
1050  * window.
1051  *
1052  * Each time when a new block allocation is need, first try to allocate from
1053  * its own reservation.  If it does not have a reservation window, instead of
1054  * looking for a free bit on bitmap first, then look up the reservation list to
1055  * see if it is inside somebody else's reservation window, we try to allocate a
1056  * reservation window for it starting from the goal first. Then do the block
1057  * allocation within the reservation window.
1058  *
1059  * This will avoid keeping on searching the reservation list again and
1060  * again when somebody is looking for a free block (without
1061  * reservation), and there are lots of free blocks, but they are all
1062  * being reserved.
1063  *
1064  * We use a red-black tree for the per-filesystem reservation list.
1065  */
1066 static ext2_grpblk_t
1067 ext2_try_to_allocate_with_rsv(struct super_block *sb, unsigned int group,
1068                         struct buffer_head *bitmap_bh, ext2_grpblk_t grp_goal,
1069                         struct ext2_reserve_window_node * my_rsv,
1070                         unsigned long *count)
1071 {
1072         ext2_fsblk_t group_first_block, group_last_block;
1073         ext2_grpblk_t ret = 0;
1074         unsigned long num = *count;
1075
1076         /*
1077          * we don't deal with reservation when
1078          * filesystem is mounted without reservation
1079          * or the file is not a regular file
1080          * or last attempt to allocate a block with reservation turned on failed
1081          */
1082         if (my_rsv == NULL) {
1083                 return ext2_try_to_allocate(sb, group, bitmap_bh,
1084                                                 grp_goal, count, NULL);
1085         }
1086         /*
1087          * grp_goal is a group relative block number (if there is a goal)
1088          * 0 <= grp_goal < EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)
1089          * first block is a filesystem wide block number
1090          * first block is the block number of the first block in this group
1091          */
1092         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
1093         group_last_block = ext2_group_last_block_no(sb, group);
1094
1095         /*
1096          * Basically we will allocate a new block from inode's reservation
1097          * window.
1098          *
1099          * We need to allocate a new reservation window, if:
1100          * a) inode does not have a reservation window; or
1101          * b) last attempt to allocate a block from existing reservation
1102          *    failed; or
1103          * c) we come here with a goal and with a reservation window
1104          *
1105          * We do not need to allocate a new reservation window if we come here
1106          * at the beginning with a goal and the goal is inside the window, or
1107          * we don't have a goal but already have a reservation window.
1108          * then we could go to allocate from the reservation window directly.
1109          */
1110         while (1) {
1111                 if (rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window) || (ret < 0) ||
1112                         !goal_in_my_reservation(&my_rsv->rsv_window,
1113                                                 grp_goal, group, sb)) {
1114                         if (my_rsv->rsv_goal_size < *count)
1115                                 my_rsv->rsv_goal_size = *count;
1116                         ret = alloc_new_reservation(my_rsv, grp_goal, sb,
1117                                                         group, bitmap_bh);
1118                         if (ret < 0)
1119                                 break;                  /* failed */
1120
1121                         if (!goal_in_my_reservation(&my_rsv->rsv_window,
1122                                                         grp_goal, group, sb))
1123                                 grp_goal = -1;
1124                 } else if (grp_goal >= 0) {
1125                         int curr = my_rsv->rsv_end -
1126                                         (grp_goal + group_first_block) + 1;
1127
1128                         if (curr < *count)
1129                                 try_to_extend_reservation(my_rsv, sb,
1130                                                         *count - curr);
1131                 }
1132
1133                 if ((my_rsv->rsv_start > group_last_block) ||
1134                                 (my_rsv->rsv_end < group_first_block)) {
1135                         rsv_window_dump(&EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root, 1);
1136                         BUG();
1137                 }
1138                 ret = ext2_try_to_allocate(sb, group, bitmap_bh, grp_goal,
1139                                            &num, &my_rsv->rsv_window);
1140                 if (ret >= 0) {
1141                         my_rsv->rsv_alloc_hit += num;
1142                         *count = num;
1143                         break;                          /* succeed */
1144                 }
1145                 num = *count;
1146         }
1147         return ret;
1148 }
1149
1150 /**
1151  * ext2_has_free_blocks()
1152  * @sbi:                in-core super block structure.
1153  *
1154  * Check if filesystem has at least 1 free block available for allocation.
1155  */
1156 static int ext2_has_free_blocks(struct ext2_sb_info *sbi)
1157 {
1158         ext2_fsblk_t free_blocks, root_blocks;
1159
1160         free_blocks = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_freeblocks_counter);
1161         root_blocks = le32_to_cpu(sbi->s_es->s_r_blocks_count);
1162         if (free_blocks < root_blocks + 1 && !capable(CAP_SYS_RESOURCE) &&
1163                 !uid_eq(sbi->s_resuid, current_fsuid()) &&
1164                 (gid_eq(sbi->s_resgid, GLOBAL_ROOT_GID) ||
1165                  !in_group_p (sbi->s_resgid))) {
1166                 return 0;
1167         }
1168         return 1;
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Returns 1 if the passed-in block region is valid; 0 if some part overlaps
1173  * with filesystem metadata blocks.
1174  */
1175 int ext2_data_block_valid(struct ext2_sb_info *sbi, ext2_fsblk_t start_blk,
1176                           unsigned int count)
1177 {
1178         if ((start_blk <= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_first_data_block)) ||
1179             (start_blk + count - 1 < start_blk) ||
1180             (start_blk + count - 1 >= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_blocks_count)))
1181                 return 0;
1182
1183         /* Ensure we do not step over superblock */
1184         if ((start_blk <= sbi->s_sb_block) &&
1185             (start_blk + count - 1 >= sbi->s_sb_block))
1186                 return 0;
1187
1188         return 1;
1189 }
1190
1191 /*
1192  * ext2_new_blocks() -- core block(s) allocation function
1193  * @inode:              file inode
1194  * @goal:               given target block(filesystem wide)
1195  * @count:              target number of blocks to allocate
1196  * @errp:               error code
1197  *
1198  * ext2_new_blocks uses a goal block to assist allocation.  If the goal is
1199  * free, or there is a free block within 32 blocks of the goal, that block
1200  * is allocated.  Otherwise a forward search is made for a free block; within 
1201  * each block group the search first looks for an entire free byte in the block
1202  * bitmap, and then for any free bit if that fails.
1203  * This function also updates quota and i_blocks field.
1204  */
1205 ext2_fsblk_t ext2_new_blocks(struct inode *inode, ext2_fsblk_t goal,
1206                     unsigned long *count, int *errp)
1207 {
1208         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
1209         struct buffer_head *gdp_bh;
1210         int group_no;
1211         int goal_group;
1212         ext2_grpblk_t grp_target_blk;   /* blockgroup relative goal block */
1213         ext2_grpblk_t grp_alloc_blk;    /* blockgroup-relative allocated block*/
1214         ext2_fsblk_t ret_block;         /* filesyetem-wide allocated block */
1215         int bgi;                        /* blockgroup iteration index */
1216         int performed_allocation = 0;
1217         ext2_grpblk_t free_blocks;      /* number of free blocks in a group */
1218         struct super_block *sb;
1219         struct ext2_group_desc *gdp;
1220         struct ext2_super_block *es;
1221         struct ext2_sb_info *sbi;
1222         struct ext2_reserve_window_node *my_rsv = NULL;
1223         struct ext2_block_alloc_info *block_i;
1224         unsigned short windowsz = 0;
1225         unsigned long ngroups;
1226         unsigned long num = *count;
1227         int ret;
1228
1229         *errp = -ENOSPC;
1230         sb = inode->i_sb;
1231
1232         /*
1233          * Check quota for allocation of this block.
1234          */
1235         ret = dquot_alloc_block(inode, num);
1236         if (ret) {
1237                 *errp = ret;
1238                 return 0;
1239         }
1240
1241         sbi = EXT2_SB(sb);
1242         es = EXT2_SB(sb)->s_es;
1243         ext2_debug("goal=%lu.\n", goal);
1244         /*
1245          * Allocate a block from reservation only when
1246          * filesystem is mounted with reservation(default,-o reservation), and
1247          * it's a regular file, and
1248          * the desired window size is greater than 0 (One could use ioctl
1249          * command EXT2_IOC_SETRSVSZ to set the window size to 0 to turn off
1250          * reservation on that particular file)
1251          */
1252         block_i = EXT2_I(inode)->i_block_alloc_info;
1253         if (block_i) {
1254                 windowsz = block_i->rsv_window_node.rsv_goal_size;
1255                 if (windowsz > 0)
1256                         my_rsv = &block_i->rsv_window_node;
1257         }
1258
1259         if (!ext2_has_free_blocks(sbi)) {
1260                 *errp = -ENOSPC;
1261                 goto out;
1262         }
1263
1264         /*
1265          * First, test whether the goal block is free.
1266          */
1267         if (goal < le32_to_cpu(es->s_first_data_block) ||
1268             goal >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count))
1269                 goal = le32_to_cpu(es->s_first_data_block);
1270         group_no = (goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) /
1271                         EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
1272         goal_group = group_no;
1273 retry_alloc:
1274         gdp = ext2_get_group_desc(sb, group_no, &gdp_bh);
1275         if (!gdp)
1276                 goto io_error;
1277
1278         free_blocks = le16_to_cpu(gdp->bg_free_blocks_count);
1279         /*
1280          * if there is not enough free blocks to make a new resevation
1281          * turn off reservation for this allocation
1282          */
1283         if (my_rsv && (free_blocks < windowsz)
1284                 && (free_blocks > 0)
1285                 && (rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)))
1286                 my_rsv = NULL;
1287
1288         if (free_blocks > 0) {
1289                 grp_target_blk = ((goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
1290                                 EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb));
1291                 /*
1292                  * In case we retry allocation (due to fs reservation not
1293                  * working out or fs corruption), the bitmap_bh is non-null
1294                  * pointer and we have to release it before calling
1295                  * read_block_bitmap().
1296                  */
1297                 brelse(bitmap_bh);
1298                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
1299                 if (!bitmap_bh)
1300                         goto io_error;
1301                 grp_alloc_blk = ext2_try_to_allocate_with_rsv(sb, group_no,
1302                                         bitmap_bh, grp_target_blk,
1303                                         my_rsv, &num);
1304                 if (grp_alloc_blk >= 0)
1305                         goto allocated;
1306         }
1307
1308         ngroups = EXT2_SB(sb)->s_groups_count;
1309         smp_rmb();
1310
1311         /*
1312          * Now search the rest of the groups.  We assume that
1313          * group_no and gdp correctly point to the last group visited.
1314          */
1315         for (bgi = 0; bgi < ngroups; bgi++) {
1316                 group_no++;
1317                 if (group_no >= ngroups)
1318                         group_no = 0;
1319                 gdp = ext2_get_group_desc(sb, group_no, &gdp_bh);
1320                 if (!gdp)
1321                         goto io_error;
1322
1323                 free_blocks = le16_to_cpu(gdp->bg_free_blocks_count);
1324                 /*
1325                  * skip this group (and avoid loading bitmap) if there
1326                  * are no free blocks
1327                  */
1328                 if (!free_blocks)
1329                         continue;
1330                 /*
1331                  * skip this group if the number of
1332                  * free blocks is less than half of the reservation
1333                  * window size.
1334                  */
1335                 if (my_rsv && (free_blocks <= (windowsz/2)))
1336                         continue;
1337
1338                 brelse(bitmap_bh);
1339                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
1340                 if (!bitmap_bh)
1341                         goto io_error;
1342                 /*
1343                  * try to allocate block(s) from this group, without a goal(-1).
1344                  */
1345                 grp_alloc_blk = ext2_try_to_allocate_with_rsv(sb, group_no,
1346                                         bitmap_bh, -1, my_rsv, &num);
1347                 if (grp_alloc_blk >= 0)
1348                         goto allocated;
1349         }
1350         /*
1351          * We may end up a bogus earlier ENOSPC error due to
1352          * filesystem is "full" of reservations, but
1353          * there maybe indeed free blocks available on disk
1354          * In this case, we just forget about the reservations
1355          * just do block allocation as without reservations.
1356          */
1357         if (my_rsv) {
1358                 my_rsv = NULL;
1359                 windowsz = 0;
1360                 group_no = goal_group;
1361                 goto retry_alloc;
1362         }
1363         /* No space left on the device */
1364         *errp = -ENOSPC;
1365         goto out;
1366
1367 allocated:
1368
1369         ext2_debug("using block group %d(%d)\n",
1370                         group_no, gdp->bg_free_blocks_count);
1371
1372         ret_block = grp_alloc_blk + ext2_group_first_block_no(sb, group_no);
1373
1374         if (in_range(le32_to_cpu(gdp->bg_block_bitmap), ret_block, num) ||
1375             in_range(le32_to_cpu(gdp->bg_inode_bitmap), ret_block, num) ||
1376             in_range(ret_block, le32_to_cpu(gdp->bg_inode_table),
1377                       EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group) ||
1378             in_range(ret_block + num - 1, le32_to_cpu(gdp->bg_inode_table),
1379                       EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group)) {
1380                 ext2_error(sb, "ext2_new_blocks",
1381                             "Allocating block in system zone - "
1382                             "blocks from "E2FSBLK", length %lu",
1383                             ret_block, num);
1384                 /*
1385                  * ext2_try_to_allocate marked the blocks we allocated as in
1386                  * use.  So we may want to selectively mark some of the blocks
1387                  * as free
1388                  */
1389                 num = *count;
1390                 goto retry_alloc;
1391         }
1392
1393         performed_allocation = 1;
1394
1395         if (ret_block + num - 1 >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count)) {
1396                 ext2_error(sb, "ext2_new_blocks",
1397                             "block("E2FSBLK") >= blocks count(%d) - "
1398                             "block_group = %d, es == %p ", ret_block,
1399                         le32_to_cpu(es->s_blocks_count), group_no, es);
1400                 goto out;
1401         }
1402
1403         group_adjust_blocks(sb, group_no, gdp, gdp_bh, -num);
1404         percpu_counter_sub(&sbi->s_freeblocks_counter, num);
1405
1406         mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
1407         if (sb->s_flags & SB_SYNCHRONOUS)
1408                 sync_dirty_buffer(bitmap_bh);
1409
1410         *errp = 0;
1411         brelse(bitmap_bh);
1412         if (num < *count) {
1413                 dquot_free_block_nodirty(inode, *count-num);
1414                 mark_inode_dirty(inode);
1415                 *count = num;
1416         }
1417         return ret_block;
1418
1419 io_error:
1420         *errp = -EIO;
1421 out:
1422         /*
1423          * Undo the block allocation
1424          */
1425         if (!performed_allocation) {
1426                 dquot_free_block_nodirty(inode, *count);
1427                 mark_inode_dirty(inode);
1428         }
1429         brelse(bitmap_bh);
1430         return 0;
1431 }
1432
1433 ext2_fsblk_t ext2_new_block(struct inode *inode, unsigned long goal, int *errp)
1434 {
1435         unsigned long count = 1;
1436
1437         return ext2_new_blocks(inode, goal, &count, errp);
1438 }
1439
1440 #ifdef EXT2FS_DEBUG
1441
1442 unsigned long ext2_count_free(struct buffer_head *map, unsigned int numchars)
1443 {
1444         return numchars * BITS_PER_BYTE - memweight(map->b_data, numchars);
1445 }
1446
1447 #endif  /*  EXT2FS_DEBUG  */
1448
1449 unsigned long ext2_count_free_blocks (struct super_block * sb)
1450 {
1451         struct ext2_group_desc * desc;
1452         unsigned long desc_count = 0;
1453         int i;
1454 #ifdef EXT2FS_DEBUG
1455         unsigned long bitmap_count, x;
1456         struct ext2_super_block *es;
1457
1458         es = EXT2_SB(sb)->s_es;
1459         desc_count = 0;
1460         bitmap_count = 0;
1461         desc = NULL;
1462         for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
1463                 struct buffer_head *bitmap_bh;
1464                 desc = ext2_get_group_desc (sb, i, NULL);
1465                 if (!desc)
1466                         continue;
1467                 desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
1468                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, i);
1469                 if (!bitmap_bh)
1470                         continue;
1471                 
1472                 x = ext2_count_free(bitmap_bh, sb->s_blocksize);
1473                 printk ("group %d: stored = %d, counted = %lu\n",
1474                         i, le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count), x);
1475                 bitmap_count += x;
1476                 brelse(bitmap_bh);
1477         }
1478         printk("ext2_count_free_blocks: stored = %lu, computed = %lu, %lu\n",
1479                 (long)le32_to_cpu(es->s_free_blocks_count),
1480                 desc_count, bitmap_count);
1481         return bitmap_count;
1482 #else
1483         for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
1484                 desc = ext2_get_group_desc (sb, i, NULL);
1485                 if (!desc)
1486                         continue;
1487                 desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
1488         }
1489         return desc_count;
1490 #endif
1491 }
1492
1493 static inline int test_root(int a, int b)
1494 {
1495         int num = b;
1496
1497         while (a > num)
1498                 num *= b;
1499         return num == a;
1500 }
1501
1502 static int ext2_group_sparse(int group)
1503 {
1504         if (group <= 1)
1505                 return 1;
1506         return (test_root(group, 3) || test_root(group, 5) ||
1507                 test_root(group, 7));
1508 }
1509
1510 /**
1511  *      ext2_bg_has_super - number of blocks used by the superblock in group
1512  *      @sb: superblock for filesystem
1513  *      @group: group number to check
1514  *
1515  *      Return the number of blocks used by the superblock (primary or backup)
1516  *      in this group.  Currently this will be only 0 or 1.
1517  */
1518 int ext2_bg_has_super(struct super_block *sb, int group)
1519 {
1520         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb,EXT2_FEATURE_RO_COMPAT_SPARSE_SUPER)&&
1521             !ext2_group_sparse(group))
1522                 return 0;
1523         return 1;
1524 }
1525
1526 /**
1527  *      ext2_bg_num_gdb - number of blocks used by the group table in group
1528  *      @sb: superblock for filesystem
1529  *      @group: group number to check
1530  *
1531  *      Return the number of blocks used by the group descriptor table
1532  *      (primary or backup) in this group.  In the future there may be a
1533  *      different number of descriptor blocks in each group.
1534  */
1535 unsigned long ext2_bg_num_gdb(struct super_block *sb, int group)
1536 {
1537         return ext2_bg_has_super(sb, group) ? EXT2_SB(sb)->s_gdb_count : 0;
1538 }
1539