fs/jfs/jfs_dmap.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  *   Copyright (C) International Business Machines Corp., 2000-2004
   4  *   Portions Copyright (C) Tino Reichardt, 2012
   5  */
   6
   7 #include <linux/fs.h>
   8 #include <linux/slab.h>
   9 #include "jfs_incore.h"
  10 #include "jfs_superblock.h"
  11 #include "jfs_dmap.h"
  12 #include "jfs_imap.h"
  13 #include "jfs_lock.h"
  14 #include "jfs_metapage.h"
  15 #include "jfs_debug.h"
  16 #include "jfs_discard.h"
  17
  18 /*
  19  *      SERIALIZATION of the Block Allocation Map.
  20  *
  21  *      the working state of the block allocation map is accessed in
  22  *      two directions:
  23  *
  24  *      1) allocation and free requests that start at the dmap
  25  *         level and move up through the dmap control pages (i.e.
  26  *         the vast majority of requests).
  27  *
  28  *      2) allocation requests that start at dmap control page
  29  *         level and work down towards the dmaps.
  30  *
  31  *      the serialization scheme used here is as follows.
  32  *
  33  *      requests which start at the bottom are serialized against each
  34  *      other through buffers and each requests holds onto its buffers
  35  *      as it works it way up from a single dmap to the required level
  36  *      of dmap control page.
  37  *      requests that start at the top are serialized against each other
  38  *      and request that start from the bottom by the multiple read/single
  39  *      write inode lock of the bmap inode. requests starting at the top
  40  *      take this lock in write mode while request starting at the bottom
  41  *      take the lock in read mode.  a single top-down request may proceed
  42  *      exclusively while multiple bottoms-up requests may proceed
  43  *      simultaneously (under the protection of busy buffers).
  44  *
  45  *      in addition to information found in dmaps and dmap control pages,
  46  *      the working state of the block allocation map also includes read/
  47  *      write information maintained in the bmap descriptor (i.e. total
  48  *      free block count, allocation group level free block counts).
  49  *      a single exclusive lock (BMAP_LOCK) is used to guard this information
  50  *      in the face of multiple-bottoms up requests.
  51  *      (lock ordering: IREAD_LOCK, BMAP_LOCK);
  52  *
  53  *      accesses to the persistent state of the block allocation map (limited
  54  *      to the persistent bitmaps in dmaps) is guarded by (busy) buffers.
  55  */
  56
  57 #define BMAP_LOCK_INIT(bmp)     mutex_init(&bmp->db_bmaplock)
  58 #define BMAP_LOCK(bmp)          mutex_lock(&bmp->db_bmaplock)
  59 #define BMAP_UNLOCK(bmp)        mutex_unlock(&bmp->db_bmaplock)
  60
  61 /*
  62  * forward references
  63  */
  64 static void dbAllocBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
  65                         int nblocks);
  66 static void dbSplit(dmtree_t * tp, int leafno, int splitsz, int newval);
  67 static int dbBackSplit(dmtree_t * tp, int leafno);
  68 static int dbJoin(dmtree_t * tp, int leafno, int newval);
  69 static void dbAdjTree(dmtree_t * tp, int leafno, int newval);
  70 static int dbAdjCtl(struct bmap * bmp, s64 blkno, int newval, int alloc,
  71                     int level);
  72 static int dbAllocAny(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results);
  73 static int dbAllocNext(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
  74                        int nblocks);
  75 static int dbAllocNear(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
  76                        int nblocks,
  77                        int l2nb, s64 * results);
  78 static int dbAllocDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
  79                        int nblocks);
  80 static int dbAllocDmapLev(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, int nblocks,
  81                           int l2nb,
  82                           s64 * results);
  83 static int dbAllocAG(struct bmap * bmp, int agno, s64 nblocks, int l2nb,
  84                      s64 * results);
  85 static int dbAllocCtl(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 blkno,
  86                       s64 * results);
  87 static int dbExtend(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks);
  88 static int dbFindBits(u32 word, int l2nb);
  89 static int dbFindCtl(struct bmap * bmp, int l2nb, int level, s64 * blkno);
  90 static int dbFindLeaf(dmtree_t * tp, int l2nb, int *leafidx);
  91 static int dbFreeBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
  92                       int nblocks);
  93 static int dbFreeDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
  94                       int nblocks);
  95 static int dbMaxBud(u8 * cp);
  96 static int blkstol2(s64 nb);
  97
  98 static int cntlz(u32 value);
  99 static int cnttz(u32 word);
 100
 101 static int dbAllocDmapBU(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
 102                          int nblocks);
 103 static int dbInitDmap(struct dmap * dp, s64 blkno, int nblocks);
 104 static int dbInitDmapTree(struct dmap * dp);
 105 static int dbInitTree(struct dmaptree * dtp);
 106 static int dbInitDmapCtl(struct dmapctl * dcp, int level, int i);
 107 static int dbGetL2AGSize(s64 nblocks);
 108
 109 /*
 110  *      buddy table
 111  *
 112  * table used for determining buddy sizes within characters of
 113  * dmap bitmap words.  the characters themselves serve as indexes
 114  * into the table, with the table elements yielding the maximum
 115  * binary buddy of free bits within the character.
 116  */
 117 static const s8 budtab[256] = {
 118         3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
 119         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 120         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 121         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 122         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 123         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 124         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 125         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 126         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 127         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 128         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 129         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 130         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 131         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 132         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 133         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, -1
 134 };
 135
 136 /*
 137  * NAME:        dbMount()
 138  *
 139  * FUNCTION:    initializate the block allocation map.
 140  *
 141  *              memory is allocated for the in-core bmap descriptor and
 142  *              the in-core descriptor is initialized from disk.
 143  *
 144  * PARAMETERS:
 145  *      ipbmap  - pointer to in-core inode for the block map.
 146  *
 147  * RETURN VALUES:
 148  *      0       - success
 149  *      -ENOMEM - insufficient memory
 150  *      -EIO    - i/o error
 151  *      -EINVAL - wrong bmap data
 152  */
 153 int dbMount(struct inode *ipbmap)
 154 {
 155         struct bmap *bmp;
 156         struct dbmap_disk *dbmp_le;
 157         struct metapage *mp;
 158         int i, err;
 159
 160         /*
 161          * allocate/initialize the in-memory bmap descriptor
 162          */
 163         /* allocate memory for the in-memory bmap descriptor */
 164         bmp = kmalloc(sizeof(struct bmap), GFP_KERNEL);
 165         if (bmp == NULL)
 166                 return -ENOMEM;
 167
 168         /* read the on-disk bmap descriptor. */
 169         mp = read_metapage(ipbmap,
 170                            BMAPBLKNO << JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->l2nbperpage,
 171                            PSIZE, 0);
 172         if (mp == NULL) {
 173                 err = -EIO;
 174                 goto err_kfree_bmp;
 175         }
 176
 177         /* copy the on-disk bmap descriptor to its in-memory version. */
 178         dbmp_le = (struct dbmap_disk *) mp->data;
 179         bmp->db_mapsize = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_mapsize);
 180         bmp->db_nfree = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_nfree);
 181
 182         bmp->db_l2nbperpage = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_l2nbperpage);
 183         if (bmp->db_l2nbperpage > L2PSIZE - L2MINBLOCKSIZE ||
 184                 bmp->db_l2nbperpage < 0) {
 185                 err = -EINVAL;
 186                 goto err_release_metapage;
 187         }
 188
 189         bmp->db_numag = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_numag);
 190         if (!bmp->db_numag) {
 191                 err = -EINVAL;
 192                 goto err_release_metapage;
 193         }
 194
 195         bmp->db_maxlevel = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_maxlevel);
 196         bmp->db_maxag = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_maxag);
 197         bmp->db_agpref = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agpref);
 198         if (bmp->db_maxag >= MAXAG || bmp->db_maxag < 0 ||
 199                 bmp->db_agpref >= MAXAG || bmp->db_agpref < 0) {
 200                 err = -EINVAL;
 201                 goto err_release_metapage;
 202         }
 203
 204         bmp->db_aglevel = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_aglevel);
 205         bmp->db_agheight = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agheight);
 206         bmp->db_agwidth = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agwidth);
 207         bmp->db_agstart = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agstart);
 208         bmp->db_agl2size = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agl2size);
 209         if (bmp->db_agl2size > L2MAXL2SIZE - L2MAXAG ||
 210             bmp->db_agl2size < 0) {
 211                 err = -EINVAL;
 212                 goto err_release_metapage;
 213         }
 214
 215         if (((bmp->db_mapsize - 1) >> bmp->db_agl2size) > MAXAG) {
 216                 err = -EINVAL;
 217                 goto err_release_metapage;
 218         }
 219
 220         for (i = 0; i < MAXAG; i++)
 221                 bmp->db_agfree[i] = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_agfree[i]);
 222         bmp->db_agsize = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_agsize);
 223         bmp->db_maxfreebud = dbmp_le->dn_maxfreebud;
 224
 225         /* release the buffer. */
 226         release_metapage(mp);
 227
 228         /* bind the bmap inode and the bmap descriptor to each other. */
 229         bmp->db_ipbmap = ipbmap;
 230         JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap = bmp;
 231
 232         memset(bmp->db_active, 0, sizeof(bmp->db_active));
 233
 234         /*
 235          * allocate/initialize the bmap lock
 236          */
 237         BMAP_LOCK_INIT(bmp);
 238
 239         return (0);
 240
 241 err_release_metapage:
 242         release_metapage(mp);
 243 err_kfree_bmp:
 244         kfree(bmp);
 245         return err;
 246 }
 247
 248
 249 /*
 250  * NAME:        dbUnmount()
 251  *
 252  * FUNCTION:    terminate the block allocation map in preparation for
 253  *              file system unmount.
 254  *
 255  *              the in-core bmap descriptor is written to disk and
 256  *              the memory for this descriptor is freed.
 257  *
 258  * PARAMETERS:
 259  *      ipbmap  - pointer to in-core inode for the block map.
 260  *
 261  * RETURN VALUES:
 262  *      0       - success
 263  *      -EIO    - i/o error
 264  */
 265 int dbUnmount(struct inode *ipbmap, int mounterror)
 266 {
 267         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
 268
 269         if (!(mounterror || isReadOnly(ipbmap)))
 270                 dbSync(ipbmap);
 271
 272         /*
 273          * Invalidate the page cache buffers
 274          */
 275         truncate_inode_pages(ipbmap->i_mapping, 0);
 276
 277         /* free the memory for the in-memory bmap. */
 278         kfree(bmp);
 279         JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap = NULL;
 280
 281         return (0);
 282 }
 283
 284 /*
 285  *      dbSync()
 286  */
 287 int dbSync(struct inode *ipbmap)
 288 {
 289         struct dbmap_disk *dbmp_le;
 290         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
 291         struct metapage *mp;
 292         int i;
 293
 294         /*
 295          * write bmap global control page
 296          */
 297         /* get the buffer for the on-disk bmap descriptor. */
 298         mp = read_metapage(ipbmap,
 299                            BMAPBLKNO << JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->l2nbperpage,
 300                            PSIZE, 0);
 301         if (mp == NULL) {
 302                 jfs_err("dbSync: read_metapage failed!");
 303                 return -EIO;
 304         }
 305         /* copy the in-memory version of the bmap to the on-disk version */
 306         dbmp_le = (struct dbmap_disk *) mp->data;
 307         dbmp_le->dn_mapsize = cpu_to_le64(bmp->db_mapsize);
 308         dbmp_le->dn_nfree = cpu_to_le64(bmp->db_nfree);
 309         dbmp_le->dn_l2nbperpage = cpu_to_le32(bmp->db_l2nbperpage);
 310         dbmp_le->dn_numag = cpu_to_le32(bmp->db_numag);
 311         dbmp_le->dn_maxlevel = cpu_to_le32(bmp->db_maxlevel);
 312         dbmp_le->dn_maxag = cpu_to_le32(bmp->db_maxag);
 313         dbmp_le->dn_agpref = cpu_to_le32(bmp->db_agpref);
 314         dbmp_le->dn_aglevel = cpu_to_le32(bmp->db_aglevel);
 315         dbmp_le->dn_agheight = cpu_to_le32(bmp->db_agheight);
 316         dbmp_le->dn_agwidth = cpu_to_le32(bmp->db_agwidth);
 317         dbmp_le->dn_agstart = cpu_to_le32(bmp->db_agstart);
 318         dbmp_le->dn_agl2size = cpu_to_le32(bmp->db_agl2size);
 319         for (i = 0; i < MAXAG; i++)
 320                 dbmp_le->dn_agfree[i] = cpu_to_le64(bmp->db_agfree[i]);
 321         dbmp_le->dn_agsize = cpu_to_le64(bmp->db_agsize);
 322         dbmp_le->dn_maxfreebud = bmp->db_maxfreebud;
 323
 324         /* write the buffer */
 325         write_metapage(mp);
 326
 327         /*
 328          * write out dirty pages of bmap
 329          */
 330         filemap_write_and_wait(ipbmap->i_mapping);
 331
 332         diWriteSpecial(ipbmap, 0);
 333
 334         return (0);
 335 }
 336
 337 /*
 338  * NAME:        dbFree()
 339  *
 340  * FUNCTION:    free the specified block range from the working block
 341  *              allocation map.
 342  *
 343  *              the blocks will be free from the working map one dmap
 344  *              at a time.
 345  *
 346  * PARAMETERS:
 347  *      ip      - pointer to in-core inode;
 348  *      blkno   - starting block number to be freed.
 349  *      nblocks - number of blocks to be freed.
 350  *
 351  * RETURN VALUES:
 352  *      0       - success
 353  *      -EIO    - i/o error
 354  */
 355 int dbFree(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks)
 356 {
 357         struct metapage *mp;
 358         struct dmap *dp;
 359         int nb, rc;
 360         s64 lblkno, rem;
 361         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
 362         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
 363         struct super_block *sb = ipbmap->i_sb;
 364
 365         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
 366
 367         /* block to be freed better be within the mapsize. */
 368         if (unlikely((blkno == 0) || (blkno + nblocks > bmp->db_mapsize))) {
 369                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 370                 printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, nblocks = %Lx\n",
 371                        (unsigned long long) blkno,
 372                        (unsigned long long) nblocks);
 373                 jfs_error(ip->i_sb, "block to be freed is outside the map\n");
 374                 return -EIO;
 375         }
 376
 377         /**
 378          * TRIM the blocks, when mounted with discard option
 379          */
 380         if (JFS_SBI(sb)->flag & JFS_DISCARD)
 381                 if (JFS_SBI(sb)->minblks_trim <= nblocks)
 382                         jfs_issue_discard(ipbmap, blkno, nblocks);
 383
 384         /*
 385          * free the blocks a dmap at a time.
 386          */
 387         mp = NULL;
 388         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nb, blkno += nb) {
 389                 /* release previous dmap if any */
 390                 if (mp) {
 391                         write_metapage(mp);
 392                 }
 393
 394                 /* get the buffer for the current dmap. */
 395                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
 396                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
 397                 if (mp == NULL) {
 398                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 399                         return -EIO;
 400                 }
 401                 dp = (struct dmap *) mp->data;
 402
 403                 /* determine the number of blocks to be freed from
 404                  * this dmap.
 405                  */
 406                 nb = min(rem, BPERDMAP - (blkno & (BPERDMAP - 1)));
 407
 408                 /* free the blocks. */
 409                 if ((rc = dbFreeDmap(bmp, dp, blkno, nb))) {
 410                         jfs_error(ip->i_sb, "error in block map\n");
 411                         release_metapage(mp);
 412                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 413                         return (rc);
 414                 }
 415         }
 416
 417         /* write the last buffer. */
 418         if (mp)
 419                 write_metapage(mp);
 420
 421         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 422
 423         return (0);
 424 }
 425
 426
 427 /*
 428  * NAME:        dbUpdatePMap()
 429  *
 430  * FUNCTION:    update the allocation state (free or allocate) of the
 431  *              specified block range in the persistent block allocation map.
 432  *
 433  *              the blocks will be updated in the persistent map one
 434  *              dmap at a time.
 435  *
 436  * PARAMETERS:
 437  *      ipbmap  - pointer to in-core inode for the block map.
 438  *      free    - 'true' if block range is to be freed from the persistent
 439  *                map; 'false' if it is to be allocated.
 440  *      blkno   - starting block number of the range.
 441  *      nblocks - number of contiguous blocks in the range.
 442  *      tblk    - transaction block;
 443  *
 444  * RETURN VALUES:
 445  *      0       - success
 446  *      -EIO    - i/o error
 447  */
 448 int
 449 dbUpdatePMap(struct inode *ipbmap,
 450              int free, s64 blkno, s64 nblocks, struct tblock * tblk)
 451 {
 452         int nblks, dbitno, wbitno, rbits;
 453         int word, nbits, nwords;
 454         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
 455         s64 lblkno, rem, lastlblkno;
 456         u32 mask;
 457         struct dmap *dp;
 458         struct metapage *mp;
 459         struct jfs_log *log;
 460         int lsn, difft, diffp;
 461         unsigned long flags;
 462
 463         /* the blocks better be within the mapsize. */
 464         if (blkno + nblocks > bmp->db_mapsize) {
 465                 printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, nblocks = %Lx\n",
 466                        (unsigned long long) blkno,
 467                        (unsigned long long) nblocks);
 468                 jfs_error(ipbmap->i_sb, "blocks are outside the map\n");
 469                 return -EIO;
 470         }
 471
 472         /* compute delta of transaction lsn from log syncpt */
 473         lsn = tblk->lsn;
 474         log = (struct jfs_log *) JFS_SBI(tblk->sb)->log;
 475         logdiff(difft, lsn, log);
 476
 477         /*
 478          * update the block state a dmap at a time.
 479          */
 480         mp = NULL;
 481         lastlblkno = 0;
 482         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nblks, blkno += nblks) {
 483                 /* get the buffer for the current dmap. */
 484                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
 485                 if (lblkno != lastlblkno) {
 486                         if (mp) {
 487                                 write_metapage(mp);
 488                         }
 489
 490                         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE,
 491                                            0);
 492                         if (mp == NULL)
 493                                 return -EIO;
 494                         metapage_wait_for_io(mp);
 495                 }
 496                 dp = (struct dmap *) mp->data;
 497
 498                 /* determine the bit number and word within the dmap of
 499                  * the starting block.  also determine how many blocks
 500                  * are to be updated within this dmap.
 501                  */
 502                 dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
 503                 word = dbitno >> L2DBWORD;
 504                 nblks = min(rem, (s64)BPERDMAP - dbitno);
 505
 506                 /* update the bits of the dmap words. the first and last
 507                  * words may only have a subset of their bits updated. if
 508                  * this is the case, we'll work against that word (i.e.
 509                  * partial first and/or last) only in a single pass.  a
 510                  * single pass will also be used to update all words that
 511                  * are to have all their bits updated.
 512                  */
 513                 for (rbits = nblks; rbits > 0;
 514                      rbits -= nbits, dbitno += nbits) {
 515                         /* determine the bit number within the word and
 516                          * the number of bits within the word.
 517                          */
 518                         wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
 519                         nbits = min(rbits, DBWORD - wbitno);
 520
 521                         /* check if only part of the word is to be updated. */
 522                         if (nbits < DBWORD) {
 523                                 /* update (free or allocate) the bits
 524                                  * in this word.
 525                                  */
 526                                 mask =
 527                                     (ONES << (DBWORD - nbits) >> wbitno);
 528                                 if (free)
 529                                         dp->pmap[word] &=
 530                                             cpu_to_le32(~mask);
 531                                 else
 532                                         dp->pmap[word] |=
 533                                             cpu_to_le32(mask);
 534
 535                                 word += 1;
 536                         } else {
 537                                 /* one or more words are to have all
 538                                  * their bits updated.  determine how
 539                                  * many words and how many bits.
 540                                  */
 541                                 nwords = rbits >> L2DBWORD;
 542                                 nbits = nwords << L2DBWORD;
 543
 544                                 /* update (free or allocate) the bits
 545                                  * in these words.
 546                                  */
 547                                 if (free)
 548                                         memset(&dp->pmap[word], 0,
 549                                                nwords * 4);
 550                                 else
 551                                         memset(&dp->pmap[word], (int) ONES,
 552                                                nwords * 4);
 553
 554                                 word += nwords;
 555                         }
 556                 }
 557
 558                 /*
 559                  * update dmap lsn
 560                  */
 561                 if (lblkno == lastlblkno)
 562                         continue;
 563
 564                 lastlblkno = lblkno;
 565
 566                 LOGSYNC_LOCK(log, flags);
 567                 if (mp->lsn != 0) {
 568                         /* inherit older/smaller lsn */
 569                         logdiff(diffp, mp->lsn, log);
 570                         if (difft < diffp) {
 571                                 mp->lsn = lsn;
 572
 573                                 /* move bp after tblock in logsync list */
 574                                 list_move(&mp->synclist, &tblk->synclist);
 575                         }
 576
 577                         /* inherit younger/larger clsn */
 578                         logdiff(difft, tblk->clsn, log);
 579                         logdiff(diffp, mp->clsn, log);
 580                         if (difft > diffp)
 581                                 mp->clsn = tblk->clsn;
 582                 } else {
 583                         mp->log = log;
 584                         mp->lsn = lsn;
 585
 586                         /* insert bp after tblock in logsync list */
 587                         log->count++;
 588                         list_add(&mp->synclist, &tblk->synclist);
 589
 590                         mp->clsn = tblk->clsn;
 591                 }
 592                 LOGSYNC_UNLOCK(log, flags);
 593         }
 594
 595         /* write the last buffer. */
 596         if (mp) {
 597                 write_metapage(mp);
 598         }
 599
 600         return (0);
 601 }
 602
 603
 604 /*
 605  * NAME:        dbNextAG()
 606  *
 607  * FUNCTION:    find the preferred allocation group for new allocations.
 608  *
 609  *              Within the allocation groups, we maintain a preferred
 610  *              allocation group which consists of a group with at least
 611  *              average free space.  It is the preferred group that we target
 612  *              new inode allocation towards.  The tie-in between inode
 613  *              allocation and block allocation occurs as we allocate the
 614  *              first (data) block of an inode and specify the inode (block)
 615  *              as the allocation hint for this block.
 616  *
 617  *              We try to avoid having more than one open file growing in
 618  *              an allocation group, as this will lead to fragmentation.
 619  *              This differs from the old OS/2 method of trying to keep
 620  *              empty ags around for large allocations.
 621  *
 622  * PARAMETERS:
 623  *      ipbmap  - pointer to in-core inode for the block map.
 624  *
 625  * RETURN VALUES:
 626  *      the preferred allocation group number.
 627  */
 628 int dbNextAG(struct inode *ipbmap)
 629 {
 630         s64 avgfree;
 631         int agpref;
 632         s64 hwm = 0;
 633         int i;
 634         int next_best = -1;
 635         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
 636
 637         BMAP_LOCK(bmp);
 638
 639         /* determine the average number of free blocks within the ags. */
 640         avgfree = (u32)bmp->db_nfree / bmp->db_numag;
 641
 642         /*
 643          * if the current preferred ag does not have an active allocator
 644          * and has at least average freespace, return it
 645          */
 646         agpref = bmp->db_agpref;
 647         if ((atomic_read(&bmp->db_active[agpref]) == 0) &&
 648             (bmp->db_agfree[agpref] >= avgfree))
 649                 goto unlock;
 650
 651         /* From the last preferred ag, find the next one with at least
 652          * average free space.
 653          */
 654         for (i = 0 ; i < bmp->db_numag; i++, agpref++) {
 655                 if (agpref == bmp->db_numag)
 656                         agpref = 0;
 657
 658                 if (atomic_read(&bmp->db_active[agpref]))
 659                         /* open file is currently growing in this ag */
 660                         continue;
 661                 if (bmp->db_agfree[agpref] >= avgfree) {
 662                         /* Return this one */
 663                         bmp->db_agpref = agpref;
 664                         goto unlock;
 665                 } else if (bmp->db_agfree[agpref] > hwm) {
 666                         /* Less than avg. freespace, but best so far */
 667                         hwm = bmp->db_agfree[agpref];
 668                         next_best = agpref;
 669                 }
 670         }
 671
 672         /*
 673          * If no inactive ag was found with average freespace, use the
 674          * next best
 675          */
 676         if (next_best != -1)
 677                 bmp->db_agpref = next_best;
 678         /* else leave db_agpref unchanged */
 679 unlock:
 680         BMAP_UNLOCK(bmp);
 681
 682         /* return the preferred group.
 683          */
 684         return (bmp->db_agpref);
 685 }
 686
 687 /*
 688  * NAME:        dbAlloc()
 689  *
 690  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous free
 691  *              blocks from the working allocation block map.
 692  *
 693  *              the block allocation policy uses hints and a multi-step
 694  *              approach.
 695  *
 696  *              for allocation requests smaller than the number of blocks
 697  *              per dmap, we first try to allocate the new blocks
 698  *              immediately following the hint.  if these blocks are not
 699  *              available, we try to allocate blocks near the hint.  if
 700  *              no blocks near the hint are available, we next try to
 701  *              allocate within the same dmap as contains the hint.
 702  *
 703  *              if no blocks are available in the dmap or the allocation
 704  *              request is larger than the dmap size, we try to allocate
 705  *              within the same allocation group as contains the hint. if
 706  *              this does not succeed, we finally try to allocate anywhere
 707  *              within the aggregate.
 708  *
 709  *              we also try to allocate anywhere within the aggregate
 710  *              for allocation requests larger than the allocation group
 711  *              size or requests that specify no hint value.
 712  *
 713  * PARAMETERS:
 714  *      ip      - pointer to in-core inode;
 715  *      hint    - allocation hint.
 716  *      nblocks - number of contiguous blocks in the range.
 717  *      results - on successful return, set to the starting block number
 718  *                of the newly allocated contiguous range.
 719  *
 720  * RETURN VALUES:
 721  *      0       - success
 722  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
 723  *      -EIO    - i/o error
 724  */
 725 int dbAlloc(struct inode *ip, s64 hint, s64 nblocks, s64 * results)
 726 {
 727         int rc, agno;
 728         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
 729         struct bmap *bmp;
 730         struct metapage *mp;
 731         s64 lblkno, blkno;
 732         struct dmap *dp;
 733         int l2nb;
 734         s64 mapSize;
 735         int writers;
 736
 737         /* assert that nblocks is valid */
 738         assert(nblocks > 0);
 739
 740         /* get the log2 number of blocks to be allocated.
 741          * if the number of blocks is not a log2 multiple,
 742          * it will be rounded up to the next log2 multiple.
 743          */
 744         l2nb = BLKSTOL2(nblocks);
 745
 746         bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
 747
 748         mapSize = bmp->db_mapsize;
 749
 750         /* the hint should be within the map */
 751         if (hint >= mapSize) {
 752                 jfs_error(ip->i_sb, "the hint is outside the map\n");
 753                 return -EIO;
 754         }
 755
 756         /* if the number of blocks to be allocated is greater than the
 757          * allocation group size, try to allocate anywhere.
 758          */
 759         if (l2nb > bmp->db_agl2size) {
 760                 IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
 761
 762                 rc = dbAllocAny(bmp, nblocks, l2nb, results);
 763
 764                 goto write_unlock;
 765         }
 766
 767         /*
 768          * If no hint, let dbNextAG recommend an allocation group
 769          */
 770         if (hint == 0)
 771                 goto pref_ag;
 772
 773         /* we would like to allocate close to the hint.  adjust the
 774          * hint to the block following the hint since the allocators
 775          * will start looking for free space starting at this point.
 776          */
 777         blkno = hint + 1;
 778
 779         if (blkno >= bmp->db_mapsize)
 780                 goto pref_ag;
 781
 782         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
 783
 784         /* check if blkno crosses over into a new allocation group.
 785          * if so, check if we should allow allocations within this
 786          * allocation group.
 787          */
 788         if ((blkno & (bmp->db_agsize - 1)) == 0)
 789                 /* check if the AG is currently being written to.
 790                  * if so, call dbNextAG() to find a non-busy
 791                  * AG with sufficient free space.
 792                  */
 793                 if (atomic_read(&bmp->db_active[agno]))
 794                         goto pref_ag;
 795
 796         /* check if the allocation request size can be satisfied from a
 797          * single dmap.  if so, try to allocate from the dmap containing
 798          * the hint using a tiered strategy.
 799          */
 800         if (nblocks <= BPERDMAP) {
 801                 IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
 802
 803                 /* get the buffer for the dmap containing the hint.
 804                  */
 805                 rc = -EIO;
 806                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
 807                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
 808                 if (mp == NULL)
 809                         goto read_unlock;
 810
 811                 dp = (struct dmap *) mp->data;
 812
 813                 /* first, try to satisfy the allocation request with the
 814                  * blocks beginning at the hint.
 815                  */
 816                 if ((rc = dbAllocNext(bmp, dp, blkno, (int) nblocks))
 817                     != -ENOSPC) {
 818                         if (rc == 0) {
 819                                 *results = blkno;
 820                                 mark_metapage_dirty(mp);
 821                         }
 822
 823                         release_metapage(mp);
 824                         goto read_unlock;
 825                 }
 826
 827                 writers = atomic_read(&bmp->db_active[agno]);
 828                 if ((writers > 1) ||
 829                     ((writers == 1) && (JFS_IP(ip)->active_ag != agno))) {
 830                         /*
 831                          * Someone else is writing in this allocation
 832                          * group.  To avoid fragmenting, try another ag
 833                          */
 834                         release_metapage(mp);
 835                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 836                         goto pref_ag;
 837                 }
 838
 839                 /* next, try to satisfy the allocation request with blocks
 840                  * near the hint.
 841                  */
 842                 if ((rc =
 843                      dbAllocNear(bmp, dp, blkno, (int) nblocks, l2nb, results))
 844                     != -ENOSPC) {
 845                         if (rc == 0)
 846                                 mark_metapage_dirty(mp);
 847
 848                         release_metapage(mp);
 849                         goto read_unlock;
 850                 }
 851
 852                 /* try to satisfy the allocation request with blocks within
 853                  * the same dmap as the hint.
 854                  */
 855                 if ((rc = dbAllocDmapLev(bmp, dp, (int) nblocks, l2nb, results))
 856                     != -ENOSPC) {
 857                         if (rc == 0)
 858                                 mark_metapage_dirty(mp);
 859
 860                         release_metapage(mp);
 861                         goto read_unlock;
 862                 }
 863
 864                 release_metapage(mp);
 865                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 866         }
 867
 868         /* try to satisfy the allocation request with blocks within
 869          * the same allocation group as the hint.
 870          */
 871         IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
 872         if ((rc = dbAllocAG(bmp, agno, nblocks, l2nb, results)) != -ENOSPC)
 873                 goto write_unlock;
 874
 875         IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
 876
 877
 878       pref_ag:
 879         /*
 880          * Let dbNextAG recommend a preferred allocation group
 881          */
 882         agno = dbNextAG(ipbmap);
 883         IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
 884
 885         /* Try to allocate within this allocation group.  if that fails, try to
 886          * allocate anywhere in the map.
 887          */
 888         if ((rc = dbAllocAG(bmp, agno, nblocks, l2nb, results)) == -ENOSPC)
 889                 rc = dbAllocAny(bmp, nblocks, l2nb, results);
 890
 891       write_unlock:
 892         IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
 893
 894         return (rc);
 895
 896       read_unlock:
 897         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 898
 899         return (rc);
 900 }
 901
 902 /*
 903  * NAME:        dbReAlloc()
 904  *
 905  * FUNCTION:    attempt to extend a current allocation by a specified
 906  *              number of blocks.
 907  *
 908  *              this routine attempts to satisfy the allocation request
 909  *              by first trying to extend the existing allocation in
 910  *              place by allocating the additional blocks as the blocks
 911  *              immediately following the current allocation.  if these
 912  *              blocks are not available, this routine will attempt to
 913  *              allocate a new set of contiguous blocks large enough
 914  *              to cover the existing allocation plus the additional
 915  *              number of blocks required.
 916  *
 917  * PARAMETERS:
 918  *      ip          -  pointer to in-core inode requiring allocation.
 919  *      blkno       -  starting block of the current allocation.
 920  *      nblocks     -  number of contiguous blocks within the current
 921  *                     allocation.
 922  *      addnblocks  -  number of blocks to add to the allocation.
 923  *      results -      on successful return, set to the starting block number
 924  *                     of the existing allocation if the existing allocation
 925  *                     was extended in place or to a newly allocated contiguous
 926  *                     range if the existing allocation could not be extended
 927  *                     in place.
 928  *
 929  * RETURN VALUES:
 930  *      0       - success
 931  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
 932  *      -EIO    - i/o error
 933  */
 934 int
 935 dbReAlloc(struct inode *ip,
 936           s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks, s64 * results)
 937 {
 938         int rc;
 939
 940         /* try to extend the allocation in place.
 941          */
 942         if ((rc = dbExtend(ip, blkno, nblocks, addnblocks)) == 0) {
 943                 *results = blkno;
 944                 return (0);
 945         } else {
 946                 if (rc != -ENOSPC)
 947                         return (rc);
 948         }
 949
 950         /* could not extend the allocation in place, so allocate a
 951          * new set of blocks for the entire request (i.e. try to get
 952          * a range of contiguous blocks large enough to cover the
 953          * existing allocation plus the additional blocks.)
 954          */
 955         return (dbAlloc
 956                 (ip, blkno + nblocks - 1, addnblocks + nblocks, results));
 957 }
 958
 959
 960 /*
 961  * NAME:        dbExtend()
 962  *
 963  * FUNCTION:    attempt to extend a current allocation by a specified
 964  *              number of blocks.
 965  *
 966  *              this routine attempts to satisfy the allocation request
 967  *              by first trying to extend the existing allocation in
 968  *              place by allocating the additional blocks as the blocks
 969  *              immediately following the current allocation.
 970  *
 971  * PARAMETERS:
 972  *      ip          -  pointer to in-core inode requiring allocation.
 973  *      blkno       -  starting block of the current allocation.
 974  *      nblocks     -  number of contiguous blocks within the current
 975  *                     allocation.
 976  *      addnblocks  -  number of blocks to add to the allocation.
 977  *
 978  * RETURN VALUES:
 979  *      0       - success
 980  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
 981  *      -EIO    - i/o error
 982  */
 983 static int dbExtend(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks)
 984 {
 985         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ip->i_sb);
 986         s64 lblkno, lastblkno, extblkno;
 987         uint rel_block;
 988         struct metapage *mp;
 989         struct dmap *dp;
 990         int rc;
 991         struct inode *ipbmap = sbi->ipbmap;
 992         struct bmap *bmp;
 993
 994         /*
 995          * We don't want a non-aligned extent to cross a page boundary
 996          */
 997         if (((rel_block = blkno & (sbi->nbperpage - 1))) &&
 998             (rel_block + nblocks + addnblocks > sbi->nbperpage))
 999                 return -ENOSPC;
1000
1001         /* get the last block of the current allocation */
1002         lastblkno = blkno + nblocks - 1;
1003
1004         /* determine the block number of the block following
1005          * the existing allocation.
1006          */
1007         extblkno = lastblkno + 1;
1008
1009         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
1010
1011         /* better be within the file system */
1012         bmp = sbi->bmap;
1013         if (lastblkno < 0 || lastblkno >= bmp->db_mapsize) {
1014                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1015                 jfs_error(ip->i_sb, "the block is outside the filesystem\n");
1016                 return -EIO;
1017         }
1018
1019         /* we'll attempt to extend the current allocation in place by
1020          * allocating the additional blocks as the blocks immediately
1021          * following the current allocation.  we only try to extend the
1022          * current allocation in place if the number of additional blocks
1023          * can fit into a dmap, the last block of the current allocation
1024          * is not the last block of the file system, and the start of the
1025          * inplace extension is not on an allocation group boundary.
1026          */
1027         if (addnblocks > BPERDMAP || extblkno >= bmp->db_mapsize ||
1028             (extblkno & (bmp->db_agsize - 1)) == 0) {
1029                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1030                 return -ENOSPC;
1031         }
1032
1033         /* get the buffer for the dmap containing the first block
1034          * of the extension.
1035          */
1036         lblkno = BLKTODMAP(extblkno, bmp->db_l2nbperpage);
1037         mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1038         if (mp == NULL) {
1039                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1040                 return -EIO;
1041         }
1042
1043         dp = (struct dmap *) mp->data;
1044
1045         /* try to allocate the blocks immediately following the
1046          * current allocation.
1047          */
1048         rc = dbAllocNext(bmp, dp, extblkno, (int) addnblocks);
1049
1050         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1051
1052         /* were we successful ? */
1053         if (rc == 0)
1054                 write_metapage(mp);
1055         else
1056                 /* we were not successful */
1057                 release_metapage(mp);
1058
1059         return (rc);
1060 }
1061
1062
1063 /*
1064  * NAME:        dbAllocNext()
1065  *
1066  * FUNCTION:    attempt to allocate the blocks of the specified block
1067  *              range within a dmap.
1068  *
1069  * PARAMETERS:
1070  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1071  *      dp      -  pointer to dmap.
1072  *      blkno   -  starting block number of the range.
1073  *      nblocks -  number of contiguous free blocks of the range.
1074  *
1075  * RETURN VALUES:
1076  *      0       - success
1077  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1078  *      -EIO    - i/o error
1079  *
1080  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1081  */
1082 static int dbAllocNext(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
1083                        int nblocks)
1084 {
1085         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw;
1086         int l2size;
1087         s8 *leaf;
1088         u32 mask;
1089
1090         if (dp->tree.leafidx != cpu_to_le32(LEAFIND)) {
1091                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "Corrupt dmap page\n");
1092                 return -EIO;
1093         }
1094
1095         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree.
1096          */
1097         leaf = dp->tree.stree + le32_to_cpu(dp->tree.leafidx);
1098
1099         /* determine the bit number and word within the dmap of the
1100          * starting block.
1101          */
1102         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
1103         word = dbitno >> L2DBWORD;
1104
1105         /* check if the specified block range is contained within
1106          * this dmap.
1107          */
1108         if (dbitno + nblocks > BPERDMAP)
1109                 return -ENOSPC;
1110
1111         /* check if the starting leaf indicates that anything
1112          * is free.
1113          */
1114         if (leaf[word] == NOFREE)
1115                 return -ENOSPC;
1116
1117         /* check the dmaps words corresponding to block range to see
1118          * if the block range is free.  not all bits of the first and
1119          * last words may be contained within the block range.  if this
1120          * is the case, we'll work against those words (i.e. partial first
1121          * and/or last) on an individual basis (a single pass) and examine
1122          * the actual bits to determine if they are free.  a single pass
1123          * will be used for all dmap words fully contained within the
1124          * specified range.  within this pass, the leaves of the dmap
1125          * tree will be examined to determine if the blocks are free. a
1126          * single leaf may describe the free space of multiple dmap
1127          * words, so we may visit only a subset of the actual leaves
1128          * corresponding to the dmap words of the block range.
1129          */
1130         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
1131                 /* determine the bit number within the word and
1132                  * the number of bits within the word.
1133                  */
1134                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
1135                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
1136
1137                 /* check if only part of the word is to be examined.
1138                  */
1139                 if (nb < DBWORD) {
1140                         /* check if the bits are free.
1141                          */
1142                         mask = (ONES << (DBWORD - nb) >> wbitno);
1143                         if ((mask & ~le32_to_cpu(dp->wmap[word])) != mask)
1144                                 return -ENOSPC;
1145
1146                         word += 1;
1147                 } else {
1148                         /* one or more dmap words are fully contained
1149                          * within the block range.  determine how many
1150                          * words and how many bits.
1151                          */
1152                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
1153                         nb = nwords << L2DBWORD;
1154
1155                         /* now examine the appropriate leaves to determine
1156                          * if the blocks are free.
1157                          */
1158                         while (nwords > 0) {
1159                                 /* does the leaf describe any free space ?
1160                                  */
1161                                 if (leaf[word] < BUDMIN)
1162                                         return -ENOSPC;
1163
1164                                 /* determine the l2 number of bits provided
1165                                  * by this leaf.
1166                                  */
1167                                 l2size =
1168                                     min_t(int, leaf[word], NLSTOL2BSZ(nwords));
1169
1170                                 /* determine how many words were handled.
1171                                  */
1172                                 nw = BUDSIZE(l2size, BUDMIN);
1173
1174                                 nwords -= nw;
1175                                 word += nw;
1176                         }
1177                 }
1178         }
1179
1180         /* allocate the blocks.
1181          */
1182         return (dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks));
1183 }
1184
1185
1186 /*
1187  * NAME:        dbAllocNear()
1188  *
1189  * FUNCTION:    attempt to allocate a number of contiguous free blocks near
1190  *              a specified block (hint) within a dmap.
1191  *
1192  *              starting with the dmap leaf that covers the hint, we'll
1193  *              check the next four contiguous leaves for sufficient free
1194  *              space.  if sufficient free space is found, we'll allocate
1195  *              the desired free space.
1196  *
1197  * PARAMETERS:
1198  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1199  *      dp      -  pointer to dmap.
1200  *      blkno   -  block number to allocate near.
1201  *      nblocks -  actual number of contiguous free blocks desired.
1202  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1203  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1204  *                 of the newly allocated range.
1205  *
1206  * RETURN VALUES:
1207  *      0       - success
1208  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1209  *      -EIO    - i/o error
1210  *
1211  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1212  */
1213 static int
1214 dbAllocNear(struct bmap * bmp,
1215             struct dmap * dp, s64 blkno, int nblocks, int l2nb, s64 * results)
1216 {
1217         int word, lword, rc;
1218         s8 *leaf;
1219
1220         if (dp->tree.leafidx != cpu_to_le32(LEAFIND)) {
1221                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "Corrupt dmap page\n");
1222                 return -EIO;
1223         }
1224
1225         leaf = dp->tree.stree + le32_to_cpu(dp->tree.leafidx);
1226
1227         /* determine the word within the dmap that holds the hint
1228          * (i.e. blkno).  also, determine the last word in the dmap
1229          * that we'll include in our examination.
1230          */
1231         word = (blkno & (BPERDMAP - 1)) >> L2DBWORD;
1232         lword = min(word + 4, LPERDMAP);
1233
1234         /* examine the leaves for sufficient free space.
1235          */
1236         for (; word < lword; word++) {
1237                 /* does the leaf describe sufficient free space ?
1238                  */
1239                 if (leaf[word] < l2nb)
1240                         continue;
1241
1242                 /* determine the block number within the file system
1243                  * of the first block described by this dmap word.
1244                  */
1245                 blkno = le64_to_cpu(dp->start) + (word << L2DBWORD);
1246
1247                 /* if not all bits of the dmap word are free, get the
1248                  * starting bit number within the dmap word of the required
1249                  * string of free bits and adjust the block number with the
1250                  * value.
1251                  */
1252                 if (leaf[word] < BUDMIN)
1253                         blkno +=
1254                             dbFindBits(le32_to_cpu(dp->wmap[word]), l2nb);
1255
1256                 /* allocate the blocks.
1257                  */
1258                 if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks)) == 0)
1259                         *results = blkno;
1260
1261                 return (rc);
1262         }
1263
1264         return -ENOSPC;
1265 }
1266
1267
1268 /*
1269  * NAME:        dbAllocAG()
1270  *
1271  * FUNCTION:    attempt to allocate the specified number of contiguous
1272  *              free blocks within the specified allocation group.
1273  *
1274  *              unless the allocation group size is equal to the number
1275  *              of blocks per dmap, the dmap control pages will be used to
1276  *              find the required free space, if available.  we start the
1277  *              search at the highest dmap control page level which
1278  *              distinctly describes the allocation group's free space
1279  *              (i.e. the highest level at which the allocation group's
1280  *              free space is not mixed in with that of any other group).
1281  *              in addition, we start the search within this level at a
1282  *              height of the dmapctl dmtree at which the nodes distinctly
1283  *              describe the allocation group's free space.  at this height,
1284  *              the allocation group's free space may be represented by 1
1285  *              or two sub-trees, depending on the allocation group size.
1286  *              we search the top nodes of these subtrees left to right for
1287  *              sufficient free space.  if sufficient free space is found,
1288  *              the subtree is searched to find the leftmost leaf that
1289  *              has free space.  once we have made it to the leaf, we
1290  *              move the search to the next lower level dmap control page
1291  *              corresponding to this leaf.  we continue down the dmap control
1292  *              pages until we find the dmap that contains or starts the
1293  *              sufficient free space and we allocate at this dmap.
1294  *
1295  *              if the allocation group size is equal to the dmap size,
1296  *              we'll start at the dmap corresponding to the allocation
1297  *              group and attempt the allocation at this level.
1298  *
1299  *              the dmap control page search is also not performed if the
1300  *              allocation group is completely free and we go to the first
1301  *              dmap of the allocation group to do the allocation.  this is
1302  *              done because the allocation group may be part (not the first
1303  *              part) of a larger binary buddy system, causing the dmap
1304  *              control pages to indicate no free space (NOFREE) within
1305  *              the allocation group.
1306  *
1307  * PARAMETERS:
1308  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1309  *      agno    - allocation group number.
1310  *      nblocks -  actual number of contiguous free blocks desired.
1311  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1312  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1313  *                 of the newly allocated range.
1314  *
1315  * RETURN VALUES:
1316  *      0       - success
1317  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1318  *      -EIO    - i/o error
1319  *
1320  * note: IWRITE_LOCK(ipmap) held on entry/exit;
1321  */
1322 static int
1323 dbAllocAG(struct bmap * bmp, int agno, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results)
1324 {
1325         struct metapage *mp;
1326         struct dmapctl *dcp;
1327         int rc, ti, i, k, m, n, agperlev;
1328         s64 blkno, lblkno;
1329         int budmin;
1330
1331         /* allocation request should not be for more than the
1332          * allocation group size.
1333          */
1334         if (l2nb > bmp->db_agl2size) {
1335                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1336                           "allocation request is larger than the allocation group size\n");
1337                 return -EIO;
1338         }
1339
1340         /* determine the starting block number of the allocation
1341          * group.
1342          */
1343         blkno = (s64) agno << bmp->db_agl2size;
1344
1345         /* check if the allocation group size is the minimum allocation
1346          * group size or if the allocation group is completely free. if
1347          * the allocation group size is the minimum size of BPERDMAP (i.e.
1348          * 1 dmap), there is no need to search the dmap control page (below)
1349          * that fully describes the allocation group since the allocation
1350          * group is already fully described by a dmap.  in this case, we
1351          * just call dbAllocCtl() to search the dmap tree and allocate the
1352          * required space if available.
1353          *
1354          * if the allocation group is completely free, dbAllocCtl() is
1355          * also called to allocate the required space.  this is done for
1356          * two reasons.  first, it makes no sense searching the dmap control
1357          * pages for free space when we know that free space exists.  second,
1358          * the dmap control pages may indicate that the allocation group
1359          * has no free space if the allocation group is part (not the first
1360          * part) of a larger binary buddy system.
1361          */
1362         if (bmp->db_agsize == BPERDMAP
1363             || bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize) {
1364                 rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1365                 if ((rc == -ENOSPC) &&
1366                     (bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize)) {
1367                         printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, blocks = %Lx\n",
1368                                (unsigned long long) blkno,
1369                                (unsigned long long) nblocks);
1370                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1371                                   "dbAllocCtl failed in free AG\n");
1372                 }
1373                 return (rc);
1374         }
1375
1376         /* the buffer for the dmap control page that fully describes the
1377          * allocation group.
1378          */
1379         lblkno = BLKTOCTL(blkno, bmp->db_l2nbperpage, bmp->db_aglevel);
1380         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1381         if (mp == NULL)
1382                 return -EIO;
1383         dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
1384         budmin = dcp->budmin;
1385
1386         if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
1387                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "Corrupt dmapctl page\n");
1388                 release_metapage(mp);
1389                 return -EIO;
1390         }
1391
1392         /* search the subtree(s) of the dmap control page that describes
1393          * the allocation group, looking for sufficient free space.  to begin,
1394          * determine how many allocation groups are represented in a dmap
1395          * control page at the control page level (i.e. L0, L1, L2) that
1396          * fully describes an allocation group. next, determine the starting
1397          * tree index of this allocation group within the control page.
1398          */
1399         agperlev =
1400             (1 << (L2LPERCTL - (bmp->db_agheight << 1))) / bmp->db_agwidth;
1401         ti = bmp->db_agstart + bmp->db_agwidth * (agno & (agperlev - 1));
1402
1403         /* dmap control page trees fan-out by 4 and a single allocation
1404          * group may be described by 1 or 2 subtrees within the ag level
1405          * dmap control page, depending upon the ag size. examine the ag's
1406          * subtrees for sufficient free space, starting with the leftmost
1407          * subtree.
1408          */
1409         for (i = 0; i < bmp->db_agwidth; i++, ti++) {
1410                 /* is there sufficient free space ?
1411                  */
1412                 if (l2nb > dcp->stree[ti])
1413                         continue;
1414
1415                 /* sufficient free space found in a subtree. now search down
1416                  * the subtree to find the leftmost leaf that describes this
1417                  * free space.
1418                  */
1419                 for (k = bmp->db_agheight; k > 0; k--) {
1420                         for (n = 0, m = (ti << 2) + 1; n < 4; n++) {
1421                                 if (l2nb <= dcp->stree[m + n]) {
1422                                         ti = m + n;
1423                                         break;
1424                                 }
1425                         }
1426                         if (n == 4) {
1427                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1428                                           "failed descending stree\n");
1429                                 release_metapage(mp);
1430                                 return -EIO;
1431                         }
1432                 }
1433
1434                 /* determine the block number within the file system
1435                  * that corresponds to this leaf.
1436                  */
1437                 if (bmp->db_aglevel == 2)
1438                         blkno = 0;
1439                 else if (bmp->db_aglevel == 1)
1440                         blkno &= ~(MAXL1SIZE - 1);
1441                 else            /* bmp->db_aglevel == 0 */
1442                         blkno &= ~(MAXL0SIZE - 1);
1443
1444                 blkno +=
1445                     ((s64) (ti - le32_to_cpu(dcp->leafidx))) << budmin;
1446
1447                 /* release the buffer in preparation for going down
1448                  * the next level of dmap control pages.
1449                  */
1450                 release_metapage(mp);
1451
1452                 /* check if we need to continue to search down the lower
1453                  * level dmap control pages.  we need to if the number of
1454                  * blocks required is less than maximum number of blocks
1455                  * described at the next lower level.
1456                  */
1457                 if (l2nb < budmin) {
1458
1459                         /* search the lower level dmap control pages to get
1460                          * the starting block number of the dmap that
1461                          * contains or starts off the free space.
1462                          */
1463                         if ((rc =
1464                              dbFindCtl(bmp, l2nb, bmp->db_aglevel - 1,
1465                                        &blkno))) {
1466                                 if (rc == -ENOSPC) {
1467                                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1468                                                   "control page inconsistent\n");
1469                                         return -EIO;
1470                                 }
1471                                 return (rc);
1472                         }
1473                 }
1474
1475                 /* allocate the blocks.
1476                  */
1477                 rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1478                 if (rc == -ENOSPC) {
1479                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1480                                   "unable to allocate blocks\n");
1481                         rc = -EIO;
1482                 }
1483                 return (rc);
1484         }
1485
1486         /* no space in the allocation group.  release the buffer and
1487          * return -ENOSPC.
1488          */
1489         release_metapage(mp);
1490
1491         return -ENOSPC;
1492 }
1493
1494
1495 /*
1496  * NAME:        dbAllocAny()
1497  *
1498  * FUNCTION:    attempt to allocate the specified number of contiguous
1499  *              free blocks anywhere in the file system.
1500  *
1501  *              dbAllocAny() attempts to find the sufficient free space by
1502  *              searching down the dmap control pages, starting with the
1503  *              highest level (i.e. L0, L1, L2) control page.  if free space
1504  *              large enough to satisfy the desired free space is found, the
1505  *              desired free space is allocated.
1506  *
1507  * PARAMETERS:
1508  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1509  *      nblocks  -  actual number of contiguous free blocks desired.
1510  *      l2nb     -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1511  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1512  *                 of the newly allocated range.
1513  *
1514  * RETURN VALUES:
1515  *      0       - success
1516  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1517  *      -EIO    - i/o error
1518  *
1519  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1520  */
1521 static int dbAllocAny(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results)
1522 {
1523         int rc;
1524         s64 blkno = 0;
1525
1526         /* starting with the top level dmap control page, search
1527          * down the dmap control levels for sufficient free space.
1528          * if free space is found, dbFindCtl() returns the starting
1529          * block number of the dmap that contains or starts off the
1530          * range of free space.
1531          */
1532         if ((rc = dbFindCtl(bmp, l2nb, bmp->db_maxlevel, &blkno)))
1533                 return (rc);
1534
1535         /* allocate the blocks.
1536          */
1537         rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1538         if (rc == -ENOSPC) {
1539                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "unable to allocate blocks\n");
1540                 return -EIO;
1541         }
1542         return (rc);
1543 }
1544
1545
1546 /*
1547  * NAME:        dbDiscardAG()
1548  *
1549  * FUNCTION:    attempt to discard (TRIM) all free blocks of specific AG
1550  *
1551  *              algorithm:
1552  *              1) allocate blocks, as large as possible and save them
1553  *                 while holding IWRITE_LOCK on ipbmap
1554  *              2) trim all these saved block/length values
1555  *              3) mark the blocks free again
1556  *
1557  *              benefit:
1558  *              - we work only on one ag at some time, minimizing how long we
1559  *                need to lock ipbmap
1560  *              - reading / writing the fs is possible most time, even on
1561  *                trimming
1562  *
1563  *              downside:
1564  *              - we write two times to the dmapctl and dmap pages
1565  *              - but for me, this seems the best way, better ideas?
1566  *              /TR 2012
1567  *
1568  * PARAMETERS:
1569  *      ip      - pointer to in-core inode
1570  *      agno    - ag to trim
1571  *      minlen  - minimum value of contiguous blocks
1572  *
1573  * RETURN VALUES:
1574  *      s64     - actual number of blocks trimmed
1575  */
1576 s64 dbDiscardAG(struct inode *ip, int agno, s64 minlen)
1577 {
1578         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
1579         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
1580         s64 nblocks, blkno;
1581         u64 trimmed = 0;
1582         int rc, l2nb;
1583         struct super_block *sb = ipbmap->i_sb;
1584
1585         struct range2trim {
1586                 u64 blkno;
1587                 u64 nblocks;
1588         } *totrim, *tt;
1589
1590         /* max blkno / nblocks pairs to trim */
1591         int count = 0, range_cnt;
1592         u64 max_ranges;
1593
1594         /* prevent others from writing new stuff here, while trimming */
1595         IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
1596
1597         nblocks = bmp->db_agfree[agno];
1598         max_ranges = nblocks;
1599         do_div(max_ranges, minlen);
1600         range_cnt = min_t(u64, max_ranges + 1, 32 * 1024);
1601         totrim = kmalloc_array(range_cnt, sizeof(struct range2trim), GFP_NOFS);
1602         if (totrim == NULL) {
1603                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "no memory for trim array\n");
1604                 IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
1605                 return 0;
1606         }
1607
1608         tt = totrim;
1609         while (nblocks >= minlen) {
1610                 l2nb = BLKSTOL2(nblocks);
1611
1612                 /* 0 = okay, -EIO = fatal, -ENOSPC -> try smaller block */
1613                 rc = dbAllocAG(bmp, agno, nblocks, l2nb, &blkno);
1614                 if (rc == 0) {
1615                         tt->blkno = blkno;
1616                         tt->nblocks = nblocks;
1617                         tt++; count++;
1618
1619                         /* the whole ag is free, trim now */
1620                         if (bmp->db_agfree[agno] == 0)
1621                                 break;
1622
1623                         /* give a hint for the next while */
1624                         nblocks = bmp->db_agfree[agno];
1625                         continue;
1626                 } else if (rc == -ENOSPC) {
1627                         /* search for next smaller log2 block */
1628                         l2nb = BLKSTOL2(nblocks) - 1;
1629                         nblocks = 1LL << l2nb;
1630                 } else {
1631                         /* Trim any already allocated blocks */
1632                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "-EIO\n");
1633                         break;
1634                 }
1635
1636                 /* check, if our trim array is full */
1637                 if (unlikely(count >= range_cnt - 1))
1638                         break;
1639         }
1640         IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
1641
1642         tt->nblocks = 0; /* mark the current end */
1643         for (tt = totrim; tt->nblocks != 0; tt++) {
1644                 /* when mounted with online discard, dbFree() will
1645                  * call jfs_issue_discard() itself */
1646                 if (!(JFS_SBI(sb)->flag & JFS_DISCARD))
1647                         jfs_issue_discard(ip, tt->blkno, tt->nblocks);
1648                 dbFree(ip, tt->blkno, tt->nblocks);
1649                 trimmed += tt->nblocks;
1650         }
1651         kfree(totrim);
1652
1653         return trimmed;
1654 }
1655
1656 /*
1657  * NAME:        dbFindCtl()
1658  *
1659  * FUNCTION:    starting at a specified dmap control page level and block
1660  *              number, search down the dmap control levels for a range of
1661  *              contiguous free blocks large enough to satisfy an allocation
1662  *              request for the specified number of free blocks.
1663  *
1664  *              if sufficient contiguous free blocks are found, this routine
1665  *              returns the starting block number within a dmap page that
1666  *              contains or starts a range of contiqious free blocks that
1667  *              is sufficient in size.
1668  *
1669  * PARAMETERS:
1670  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1671  *      level   -  starting dmap control page level.
1672  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1673  *      *blkno  -  on entry, starting block number for conducting the search.
1674  *                 on successful return, the first block within a dmap page
1675  *                 that contains or starts a range of contiguous free blocks.
1676  *
1677  * RETURN VALUES:
1678  *      0       - success
1679  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1680  *      -EIO    - i/o error
1681  *
1682  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1683  */
1684 static int dbFindCtl(struct bmap * bmp, int l2nb, int level, s64 * blkno)
1685 {
1686         int rc, leafidx, lev;
1687         s64 b, lblkno;
1688         struct dmapctl *dcp;
1689         int budmin;
1690         struct metapage *mp;
1691
1692         /* starting at the specified dmap control page level and block
1693          * number, search down the dmap control levels for the starting
1694          * block number of a dmap page that contains or starts off
1695          * sufficient free blocks.
1696          */
1697         for (lev = level, b = *blkno; lev >= 0; lev--) {
1698                 /* get the buffer of the dmap control page for the block
1699                  * number and level (i.e. L0, L1, L2).
1700                  */
1701                 lblkno = BLKTOCTL(b, bmp->db_l2nbperpage, lev);
1702                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1703                 if (mp == NULL)
1704                         return -EIO;
1705                 dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
1706                 budmin = dcp->budmin;
1707
1708                 if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
1709                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1710                                   "Corrupt dmapctl page\n");
1711                         release_metapage(mp);
1712                         return -EIO;
1713                 }
1714
1715                 /* search the tree within the dmap control page for
1716                  * sufficient free space.  if sufficient free space is found,
1717                  * dbFindLeaf() returns the index of the leaf at which
1718                  * free space was found.
1719                  */
1720                 rc = dbFindLeaf((dmtree_t *) dcp, l2nb, &leafidx);
1721
1722                 /* release the buffer.
1723                  */
1724                 release_metapage(mp);
1725
1726                 /* space found ?
1727                  */
1728                 if (rc) {
1729                         if (lev != level) {
1730                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1731                                           "dmap inconsistent\n");
1732                                 return -EIO;
1733                         }
1734                         return -ENOSPC;
1735                 }
1736
1737                 /* adjust the block number to reflect the location within
1738                  * the dmap control page (i.e. the leaf) at which free
1739                  * space was found.
1740                  */
1741                 b += (((s64) leafidx) << budmin);
1742
1743                 /* we stop the search at this dmap control page level if
1744                  * the number of blocks required is greater than or equal
1745                  * to the maximum number of blocks described at the next
1746                  * (lower) level.
1747                  */
1748                 if (l2nb >= budmin)
1749                         break;
1750         }
1751
1752         *blkno = b;
1753         return (0);
1754 }
1755
1756
1757 /*
1758  * NAME:        dbAllocCtl()
1759  *
1760  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous
1761  *              blocks starting within a specific dmap.
1762  *
1763  *              this routine is called by higher level routines that search
1764  *              the dmap control pages above the actual dmaps for contiguous
1765  *              free space.  the result of successful searches by these
1766  *              routines are the starting block numbers within dmaps, with
1767  *              the dmaps themselves containing the desired contiguous free
1768  *              space or starting a contiguous free space of desired size
1769  *              that is made up of the blocks of one or more dmaps. these
1770  *              calls should not fail due to insufficent resources.
1771  *
1772  *              this routine is called in some cases where it is not known
1773  *              whether it will fail due to insufficient resources.  more
1774  *              specifically, this occurs when allocating from an allocation
1775  *              group whose size is equal to the number of blocks per dmap.
1776  *              in this case, the dmap control pages are not examined prior
1777  *              to calling this routine (to save pathlength) and the call
1778  *              might fail.
1779  *
1780  *              for a request size that fits within a dmap, this routine relies
1781  *              upon the dmap's dmtree to find the requested contiguous free
1782  *              space.  for request sizes that are larger than a dmap, the
1783  *              requested free space will start at the first block of the
1784  *              first dmap (i.e. blkno).
1785  *
1786  * PARAMETERS:
1787  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1788  *      nblocks  -  actual number of contiguous free blocks to allocate.
1789  *      l2nb     -  log2 number of contiguous free blocks to allocate.
1790  *      blkno    -  starting block number of the dmap to start the allocation
1791  *                  from.
1792  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1793  *                 of the newly allocated range.
1794  *
1795  * RETURN VALUES:
1796  *      0       - success
1797  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1798  *      -EIO    - i/o error
1799  *
1800  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1801  */
1802 static int
1803 dbAllocCtl(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 blkno, s64 * results)
1804 {
1805         int rc, nb;
1806         s64 b, lblkno, n;
1807         struct metapage *mp;
1808         struct dmap *dp;
1809
1810         /* check if the allocation request is confined to a single dmap.
1811          */
1812         if (l2nb <= L2BPERDMAP) {
1813                 /* get the buffer for the dmap.
1814                  */
1815                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
1816                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1817                 if (mp == NULL)
1818                         return -EIO;
1819                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1820
1821                 /* try to allocate the blocks.
1822                  */
1823                 rc = dbAllocDmapLev(bmp, dp, (int) nblocks, l2nb, results);
1824                 if (rc == 0)
1825                         mark_metapage_dirty(mp);
1826
1827                 release_metapage(mp);
1828
1829                 return (rc);
1830         }
1831
1832         /* allocation request involving multiple dmaps. it must start on
1833          * a dmap boundary.
1834          */
1835         assert((blkno & (BPERDMAP - 1)) == 0);
1836
1837         /* allocate the blocks dmap by dmap.
1838          */
1839         for (n = nblocks, b = blkno; n > 0; n -= nb, b += nb) {
1840                 /* get the buffer for the dmap.
1841                  */
1842                 lblkno = BLKTODMAP(b, bmp->db_l2nbperpage);
1843                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1844                 if (mp == NULL) {
1845                         rc = -EIO;
1846                         goto backout;
1847                 }
1848                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1849
1850                 /* the dmap better be all free.
1851                  */
1852                 if (dp->tree.stree[ROOT] != L2BPERDMAP) {
1853                         release_metapage(mp);
1854                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1855                                   "the dmap is not all free\n");
1856                         rc = -EIO;
1857                         goto backout;
1858                 }
1859
1860                 /* determine how many blocks to allocate from this dmap.
1861                  */
1862                 nb = min_t(s64, n, BPERDMAP);
1863
1864                 /* allocate the blocks from the dmap.
1865                  */
1866                 if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, b, nb))) {
1867                         release_metapage(mp);
1868                         goto backout;
1869                 }
1870
1871                 /* write the buffer.
1872                  */
1873                 write_metapage(mp);
1874         }
1875
1876         /* set the results (starting block number) and return.
1877          */
1878         *results = blkno;
1879         return (0);
1880
1881         /* something failed in handling an allocation request involving
1882          * multiple dmaps.  we'll try to clean up by backing out any
1883          * allocation that has already happened for this request.  if
1884          * we fail in backing out the allocation, we'll mark the file
1885          * system to indicate that blocks have been leaked.
1886          */
1887       backout:
1888
1889         /* try to backout the allocations dmap by dmap.
1890          */
1891         for (n = nblocks - n, b = blkno; n > 0;
1892              n -= BPERDMAP, b += BPERDMAP) {
1893                 /* get the buffer for this dmap.
1894                  */
1895                 lblkno = BLKTODMAP(b, bmp->db_l2nbperpage);
1896                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1897                 if (mp == NULL) {
1898                         /* could not back out.  mark the file system
1899                          * to indicate that we have leaked blocks.
1900                          */
1901                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1902                                   "I/O Error: Block Leakage\n");
1903                         continue;
1904                 }
1905                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1906
1907                 /* free the blocks is this dmap.
1908                  */
1909                 if (dbFreeDmap(bmp, dp, b, BPERDMAP)) {
1910                         /* could not back out.  mark the file system
1911                          * to indicate that we have leaked blocks.
1912                          */
1913                         release_metapage(mp);
1914                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "Block Leakage\n");
1915                         continue;
1916                 }
1917
1918                 /* write the buffer.
1919                  */
1920                 write_metapage(mp);
1921         }
1922
1923         return (rc);
1924 }
1925
1926
1927 /*
1928  * NAME:        dbAllocDmapLev()
1929  *
1930  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous blocks
1931  *              from a specified dmap.
1932  *
1933  *              this routine checks if the contiguous blocks are available.
1934  *              if so, nblocks of blocks are allocated; otherwise, ENOSPC is
1935  *              returned.
1936  *
1937  * PARAMETERS:
1938  *      mp      -  pointer to bmap descriptor
1939  *      dp      -  pointer to dmap to attempt to allocate blocks from.
1940  *      l2nb    -  log2 number of contiguous block desired.
1941  *      nblocks -  actual number of contiguous block desired.
1942  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1943  *                 of the newly allocated range.
1944  *
1945  * RETURN VALUES:
1946  *      0       - success
1947  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1948  *      -EIO    - i/o error
1949  *
1950  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap), e.g., from dbAlloc(), or
1951  *      IWRITE_LOCK(ipbmap), e.g., dbAllocCtl(), held on entry/exit;
1952  */
1953 static int
1954 dbAllocDmapLev(struct bmap * bmp,
1955                struct dmap * dp, int nblocks, int l2nb, s64 * results)
1956 {
1957         s64 blkno;
1958         int leafidx, rc;
1959
1960         /* can't be more than a dmaps worth of blocks */
1961         assert(l2nb <= L2BPERDMAP);
1962
1963         /* search the tree within the dmap page for sufficient
1964          * free space.  if sufficient free space is found, dbFindLeaf()
1965          * returns the index of the leaf at which free space was found.
1966          */
1967         if (dbFindLeaf((dmtree_t *) & dp->tree, l2nb, &leafidx))
1968                 return -ENOSPC;
1969
1970         if (leafidx < 0)
1971                 return -EIO;
1972
1973         /* determine the block number within the file system corresponding
1974          * to the leaf at which free space was found.
1975          */
1976         blkno = le64_to_cpu(dp->start) + (leafidx << L2DBWORD);
1977
1978         /* if not all bits of the dmap word are free, get the starting
1979          * bit number within the dmap word of the required string of free
1980          * bits and adjust the block number with this value.
1981          */
1982         if (dp->tree.stree[leafidx + LEAFIND] < BUDMIN)
1983                 blkno += dbFindBits(le32_to_cpu(dp->wmap[leafidx]), l2nb);
1984
1985         /* allocate the blocks */
1986         if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks)) == 0)
1987                 *results = blkno;
1988
1989         return (rc);
1990 }
1991
1992
1993 /*
1994  * NAME:        dbAllocDmap()
1995  *
1996  * FUNCTION:    adjust the disk allocation map to reflect the allocation
1997  *              of a specified block range within a dmap.
1998  *
1999  *              this routine allocates the specified blocks from the dmap
2000  *              through a call to dbAllocBits(). if the allocation of the
2001  *              block range causes the maximum string of free blocks within
2002  *              the dmap to change (i.e. the value of the root of the dmap's
2003  *              dmtree), this routine will cause this change to be reflected
2004  *              up through the appropriate levels of the dmap control pages
2005  *              by a call to dbAdjCtl() for the L0 dmap control page that
2006  *              covers this dmap.
2007  *
2008  * PARAMETERS:
2009  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2010  *      dp      -  pointer to dmap to allocate the block range from.
2011  *      blkno   -  starting block number of the block to be allocated.
2012  *      nblocks -  number of blocks to be allocated.
2013  *
2014  * RETURN VALUES:
2015  *      0       - success
2016  *      -EIO    - i/o error
2017  *
2018  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2019  */
2020 static int dbAllocDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2021                        int nblocks)
2022 {
2023         s8 oldroot;
2024         int rc;
2025
2026         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
2027          * of the dmap tree.
2028          */
2029         oldroot = dp->tree.stree[ROOT];
2030
2031         /* allocate the specified (blocks) bits */
2032         dbAllocBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2033
2034         /* if the root has not changed, done. */
2035         if (dp->tree.stree[ROOT] == oldroot)
2036                 return (0);
2037
2038         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
2039          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
2040          * backout the bit allocation (thus making everything consistent).
2041          */
2042         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, dp->tree.stree[ROOT], 1, 0)))
2043                 dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2044
2045         return (rc);
2046 }
2047
2048
2049 /*
2050  * NAME:        dbFreeDmap()
2051  *
2052  * FUNCTION:    adjust the disk allocation map to reflect the allocation
2053  *              of a specified block range within a dmap.
2054  *
2055  *              this routine frees the specified blocks from the dmap through
2056  *              a call to dbFreeBits(). if the deallocation of the block range
2057  *              causes the maximum string of free blocks within the dmap to
2058  *              change (i.e. the value of the root of the dmap's dmtree), this
2059  *              routine will cause this change to be reflected up through the
2060  *              appropriate levels of the dmap control pages by a call to
2061  *              dbAdjCtl() for the L0 dmap control page that covers this dmap.
2062  *
2063  * PARAMETERS:
2064  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2065  *      dp      -  pointer to dmap to free the block range from.
2066  *      blkno   -  starting block number of the block to be freed.
2067  *      nblocks -  number of blocks to be freed.
2068  *
2069  * RETURN VALUES:
2070  *      0       - success
2071  *      -EIO    - i/o error
2072  *
2073  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2074  */
2075 static int dbFreeDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2076                       int nblocks)
2077 {
2078         s8 oldroot;
2079         int rc = 0, word;
2080
2081         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
2082          * of the dmap tree.
2083          */
2084         oldroot = dp->tree.stree[ROOT];
2085
2086         /* free the specified (blocks) bits */
2087         rc = dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2088
2089         /* if error or the root has not changed, done. */
2090         if (rc || (dp->tree.stree[ROOT] == oldroot))
2091                 return (rc);
2092
2093         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
2094          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
2095          * backout the deallocation.
2096          */
2097         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, dp->tree.stree[ROOT], 0, 0))) {
2098                 word = (blkno & (BPERDMAP - 1)) >> L2DBWORD;
2099
2100                 /* as part of backing out the deallocation, we will have
2101                  * to back split the dmap tree if the deallocation caused
2102                  * the freed blocks to become part of a larger binary buddy
2103                  * system.
2104                  */
2105                 if (dp->tree.stree[word] == NOFREE)
2106                         dbBackSplit((dmtree_t *) & dp->tree, word);
2107
2108                 dbAllocBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2109         }
2110
2111         return (rc);
2112 }
2113
2114
2115 /*
2116  * NAME:        dbAllocBits()
2117  *
2118  * FUNCTION:    allocate a specified block range from a dmap.
2119  *
2120  *              this routine updates the dmap to reflect the working
2121  *              state allocation of the specified block range. it directly
2122  *              updates the bits of the working map and causes the adjustment
2123  *              of the binary buddy system described by the dmap's dmtree
2124  *              leaves to reflect the bits allocated.  it also causes the
2125  *              dmap's dmtree, as a whole, to reflect the allocated range.
2126  *
2127  * PARAMETERS:
2128  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2129  *      dp      -  pointer to dmap to allocate bits from.
2130  *      blkno   -  starting block number of the bits to be allocated.
2131  *      nblocks -  number of bits to be allocated.
2132  *
2133  * RETURN VALUES: none
2134  *
2135  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2136  */
2137 static void dbAllocBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2138                         int nblocks)
2139 {
2140         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw, agno;
2141         dmtree_t *tp = (dmtree_t *) & dp->tree;
2142         int size;
2143         s8 *leaf;
2144
2145         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree */
2146         leaf = dp->tree.stree + LEAFIND;
2147
2148         /* determine the bit number and word within the dmap of the
2149          * starting block.
2150          */
2151         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
2152         word = dbitno >> L2DBWORD;
2153
2154         /* block range better be within the dmap */
2155         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
2156
2157         /* allocate the bits of the dmap's words corresponding to the block
2158          * range. not all bits of the first and last words may be contained
2159          * within the block range.  if this is the case, we'll work against
2160          * those words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
2161          * (a single pass), allocating the bits of interest by hand and
2162          * updating the leaf corresponding to the dmap word. a single pass
2163          * will be used for all dmap words fully contained within the
2164          * specified range.  within this pass, the bits of all fully contained
2165          * dmap words will be marked as free in a single shot and the leaves
2166          * will be updated. a single leaf may describe the free space of
2167          * multiple dmap words, so we may update only a subset of the actual
2168          * leaves corresponding to the dmap words of the block range.
2169          */
2170         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
2171                 /* determine the bit number within the word and
2172                  * the number of bits within the word.
2173                  */
2174                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
2175                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
2176
2177                 /* check if only part of a word is to be allocated.
2178                  */
2179                 if (nb < DBWORD) {
2180                         /* allocate (set to 1) the appropriate bits within
2181                          * this dmap word.
2182                          */
2183                         dp->wmap[word] |= cpu_to_le32(ONES << (DBWORD - nb)
2184                                                       >> wbitno);
2185
2186                         /* update the leaf for this dmap word. in addition
2187                          * to setting the leaf value to the binary buddy max
2188                          * of the updated dmap word, dbSplit() will split
2189                          * the binary system of the leaves if need be.
2190                          */
2191                         dbSplit(tp, word, BUDMIN,
2192                                 dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[word]));
2193
2194                         word += 1;
2195                 } else {
2196                         /* one or more dmap words are fully contained
2197                          * within the block range.  determine how many
2198                          * words and allocate (set to 1) the bits of these
2199                          * words.
2200                          */
2201                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
2202                         memset(&dp->wmap[word], (int) ONES, nwords * 4);
2203
2204                         /* determine how many bits.
2205                          */
2206                         nb = nwords << L2DBWORD;
2207
2208                         /* now update the appropriate leaves to reflect
2209                          * the allocated words.
2210                          */
2211                         for (; nwords > 0; nwords -= nw) {
2212                                 if (leaf[word] < BUDMIN) {
2213                                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2214                                                   "leaf page corrupt\n");
2215                                         break;
2216                                 }
2217
2218                                 /* determine what the leaf value should be
2219                                  * updated to as the minimum of the l2 number
2220                                  * of bits being allocated and the l2 number
2221                                  * of bits currently described by this leaf.
2222                                  */
2223                                 size = min_t(int, leaf[word],
2224                                              NLSTOL2BSZ(nwords));
2225
2226                                 /* update the leaf to reflect the allocation.
2227                                  * in addition to setting the leaf value to
2228                                  * NOFREE, dbSplit() will split the binary
2229                                  * system of the leaves to reflect the current
2230                                  * allocation (size).
2231                                  */
2232                                 dbSplit(tp, word, size, NOFREE);
2233
2234                                 /* get the number of dmap words handled */
2235                                 nw = BUDSIZE(size, BUDMIN);
2236                                 word += nw;
2237                         }
2238                 }
2239         }
2240
2241         /* update the free count for this dmap */
2242         le32_add_cpu(&dp->nfree, -nblocks);
2243
2244         BMAP_LOCK(bmp);
2245
2246         /* if this allocation group is completely free,
2247          * update the maximum allocation group number if this allocation
2248          * group is the new max.
2249          */
2250         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
2251         if (agno > bmp->db_maxag)
2252                 bmp->db_maxag = agno;
2253
2254         /* update the free count for the allocation group and map */
2255         bmp->db_agfree[agno] -= nblocks;
2256         bmp->db_nfree -= nblocks;
2257
2258         BMAP_UNLOCK(bmp);
2259 }
2260
2261
2262 /*
2263  * NAME:        dbFreeBits()
2264  *
2265  * FUNCTION:    free a specified block range from a dmap.
2266  *
2267  *              this routine updates the dmap to reflect the working
2268  *              state allocation of the specified block range. it directly
2269  *              updates the bits of the working map and causes the adjustment
2270  *              of the binary buddy system described by the dmap's dmtree
2271  *              leaves to reflect the bits freed.  it also causes the dmap's
2272  *              dmtree, as a whole, to reflect the deallocated range.
2273  *
2274  * PARAMETERS:
2275  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2276  *      dp      -  pointer to dmap to free bits from.
2277  *      blkno   -  starting block number of the bits to be freed.
2278  *      nblocks -  number of bits to be freed.
2279  *
2280  * RETURN VALUES: 0 for success
2281  *
2282  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2283  */
2284 static int dbFreeBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2285                        int nblocks)
2286 {
2287         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw, agno;
2288         dmtree_t *tp = (dmtree_t *) & dp->tree;
2289         int rc = 0;
2290         int size;
2291
2292         /* determine the bit number and word within the dmap of the
2293          * starting block.
2294          */
2295         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
2296         word = dbitno >> L2DBWORD;
2297
2298         /* block range better be within the dmap.
2299          */
2300         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
2301
2302         /* free the bits of the dmaps words corresponding to the block range.
2303          * not all bits of the first and last words may be contained within
2304          * the block range.  if this is the case, we'll work against those
2305          * words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
2306          * (a single pass), freeing the bits of interest by hand and updating
2307          * the leaf corresponding to the dmap word. a single pass will be used
2308          * for all dmap words fully contained within the specified range.
2309          * within this pass, the bits of all fully contained dmap words will
2310          * be marked as free in a single shot and the leaves will be updated. a
2311          * single leaf may describe the free space of multiple dmap words,
2312          * so we may update only a subset of the actual leaves corresponding
2313          * to the dmap words of the block range.
2314          *
2315          * dbJoin() is used to update leaf values and will join the binary
2316          * buddy system of the leaves if the new leaf values indicate this
2317          * should be done.
2318          */
2319         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
2320                 /* determine the bit number within the word and
2321                  * the number of bits within the word.
2322                  */
2323                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
2324                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
2325
2326                 /* check if only part of a word is to be freed.
2327                  */
2328                 if (nb < DBWORD) {
2329                         /* free (zero) the appropriate bits within this
2330                          * dmap word.
2331                          */
2332                         dp->wmap[word] &=
2333                             cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
2334                                           >> wbitno));
2335
2336                         /* update the leaf for this dmap word.
2337                          */
2338                         rc = dbJoin(tp, word,
2339                                     dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[word]));
2340                         if (rc)
2341                                 return rc;
2342
2343                         word += 1;
2344                 } else {
2345                         /* one or more dmap words are fully contained
2346                          * within the block range.  determine how many
2347                          * words and free (zero) the bits of these words.
2348                          */
2349                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
2350                         memset(&dp->wmap[word], 0, nwords * 4);
2351
2352                         /* determine how many bits.
2353                          */
2354                         nb = nwords << L2DBWORD;
2355
2356                         /* now update the appropriate leaves to reflect
2357                          * the freed words.
2358                          */
2359                         for (; nwords > 0; nwords -= nw) {
2360                                 /* determine what the leaf value should be
2361                                  * updated to as the minimum of the l2 number
2362                                  * of bits being freed and the l2 (max) number
2363                                  * of bits that can be described by this leaf.
2364                                  */
2365                                 size =
2366                                     min(LITOL2BSZ
2367                                         (word, L2LPERDMAP, BUDMIN),
2368                                         NLSTOL2BSZ(nwords));
2369
2370                                 /* update the leaf.
2371                                  */
2372                                 rc = dbJoin(tp, word, size);
2373                                 if (rc)
2374                                         return rc;
2375
2376                                 /* get the number of dmap words handled.
2377                                  */
2378                                 nw = BUDSIZE(size, BUDMIN);
2379                                 word += nw;
2380                         }
2381                 }
2382         }
2383
2384         /* update the free count for this dmap.
2385          */
2386         le32_add_cpu(&dp->nfree, nblocks);
2387
2388         BMAP_LOCK(bmp);
2389
2390         /* update the free count for the allocation group and
2391          * map.
2392          */
2393         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
2394         bmp->db_nfree += nblocks;
2395         bmp->db_agfree[agno] += nblocks;
2396
2397         /* check if this allocation group is not completely free and
2398          * if it is currently the maximum (rightmost) allocation group.
2399          * if so, establish the new maximum allocation group number by
2400          * searching left for the first allocation group with allocation.
2401          */
2402         if ((bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize && agno == bmp->db_maxag) ||
2403             (agno == bmp->db_numag - 1 &&
2404              bmp->db_agfree[agno] == (bmp-> db_mapsize & (BPERDMAP - 1)))) {
2405                 while (bmp->db_maxag > 0) {
2406                         bmp->db_maxag -= 1;
2407                         if (bmp->db_agfree[bmp->db_maxag] !=
2408                             bmp->db_agsize)
2409                                 break;
2410                 }
2411
2412                 /* re-establish the allocation group preference if the
2413                  * current preference is right of the maximum allocation
2414                  * group.
2415                  */
2416                 if (bmp->db_agpref > bmp->db_maxag)
2417                         bmp->db_agpref = bmp->db_maxag;
2418         }
2419
2420         BMAP_UNLOCK(bmp);
2421
2422         return 0;
2423 }
2424
2425
2426 /*
2427  * NAME:        dbAdjCtl()
2428  *
2429  * FUNCTION:    adjust a dmap control page at a specified level to reflect
2430  *              the change in a lower level dmap or dmap control page's
2431  *              maximum string of free blocks (i.e. a change in the root
2432  *              of the lower level object's dmtree) due to the allocation
2433  *              or deallocation of a range of blocks with a single dmap.
2434  *
2435  *              on entry, this routine is provided with the new value of
2436  *              the lower level dmap or dmap control page root and the
2437  *              starting block number of the block range whose allocation
2438  *              or deallocation resulted in the root change.  this range
2439  *              is respresented by a single leaf of the current dmapctl
2440  *              and the leaf will be updated with this value, possibly
2441  *              causing a binary buddy system within the leaves to be
2442  *              split or joined.  the update may also cause the dmapctl's
2443  *              dmtree to be updated.
2444  *
2445  *              if the adjustment of the dmap control page, itself, causes its
2446  *              root to change, this change will be bubbled up to the next dmap
2447  *              control level by a recursive call to this routine, specifying
2448  *              the new root value and the next dmap control page level to
2449  *              be adjusted.
2450  * PARAMETERS:
2451  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2452  *      blkno   -  the first block of a block range within a dmap.  it is
2453  *                 the allocation or deallocation of this block range that
2454  *                 requires the dmap control page to be adjusted.
2455  *      newval  -  the new value of the lower level dmap or dmap control
2456  *                 page root.
2457  *      alloc   -  'true' if adjustment is due to an allocation.
2458  *      level   -  current level of dmap control page (i.e. L0, L1, L2) to
2459  *                 be adjusted.
2460  *
2461  * RETURN VALUES:
2462  *      0       - success
2463  *      -EIO    - i/o error
2464  *
2465  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2466  */
2467 static int
2468 dbAdjCtl(struct bmap * bmp, s64 blkno, int newval, int alloc, int level)
2469 {
2470         struct metapage *mp;
2471         s8 oldroot;
2472         int oldval;
2473         s64 lblkno;
2474         struct dmapctl *dcp;
2475         int rc, leafno, ti;
2476
2477         /* get the buffer for the dmap control page for the specified
2478          * block number and control page level.
2479          */
2480         lblkno = BLKTOCTL(blkno, bmp->db_l2nbperpage, level);
2481         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
2482         if (mp == NULL)
2483                 return -EIO;
2484         dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
2485
2486         if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
2487                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "Corrupt dmapctl page\n");
2488                 release_metapage(mp);
2489                 return -EIO;
2490         }
2491
2492         /* determine the leaf number corresponding to the block and
2493          * the index within the dmap control tree.
2494          */
2495         leafno = BLKTOCTLLEAF(blkno, dcp->budmin);
2496         ti = leafno + le32_to_cpu(dcp->leafidx);
2497
2498         /* save the current leaf value and the current root level (i.e.
2499          * maximum l2 free string described by this dmapctl).
2500          */
2501         oldval = dcp->stree[ti];
2502         oldroot = dcp->stree[ROOT];
2503
2504         /* check if this is a control page update for an allocation.
2505          * if so, update the leaf to reflect the new leaf value using
2506          * dbSplit(); otherwise (deallocation), use dbJoin() to update
2507          * the leaf with the new value.  in addition to updating the
2508          * leaf, dbSplit() will also split the binary buddy system of
2509          * the leaves, if required, and bubble new values within the
2510          * dmapctl tree, if required.  similarly, dbJoin() will join
2511          * the binary buddy system of leaves and bubble new values up
2512          * the dmapctl tree as required by the new leaf value.
2513          */
2514         if (alloc) {
2515                 /* check if we are in the middle of a binary buddy
2516                  * system.  this happens when we are performing the
2517                  * first allocation out of an allocation group that
2518                  * is part (not the first part) of a larger binary
2519                  * buddy system.  if we are in the middle, back split
2520                  * the system prior to calling dbSplit() which assumes
2521                  * that it is at the front of a binary buddy system.
2522                  */
2523                 if (oldval == NOFREE) {
2524                         rc = dbBackSplit((dmtree_t *) dcp, leafno);
2525                         if (rc) {
2526                                 release_metapage(mp);
2527                                 return rc;
2528                         }
2529                         oldval = dcp->stree[ti];
2530                 }
2531                 dbSplit((dmtree_t *) dcp, leafno, dcp->budmin, newval);
2532         } else {
2533                 rc = dbJoin((dmtree_t *) dcp, leafno, newval);
2534                 if (rc) {
2535                         release_metapage(mp);
2536                         return rc;
2537                 }
2538         }
2539
2540         /* check if the root of the current dmap control page changed due
2541          * to the update and if the current dmap control page is not at
2542          * the current top level (i.e. L0, L1, L2) of the map.  if so (i.e.
2543          * root changed and this is not the top level), call this routine
2544          * again (recursion) for the next higher level of the mapping to
2545          * reflect the change in root for the current dmap control page.
2546          */
2547         if (dcp->stree[ROOT] != oldroot) {
2548                 /* are we below the top level of the map.  if so,
2549                  * bubble the root up to the next higher level.
2550                  */
2551                 if (level < bmp->db_maxlevel) {
2552                         /* bubble up the new root of this dmap control page to
2553                          * the next level.
2554                          */
2555                         if ((rc =
2556                              dbAdjCtl(bmp, blkno, dcp->stree[ROOT], alloc,
2557                                       level + 1))) {
2558                                 /* something went wrong in bubbling up the new
2559                                  * root value, so backout the changes to the
2560                                  * current dmap control page.
2561                                  */
2562                                 if (alloc) {
2563                                         dbJoin((dmtree_t *) dcp, leafno,
2564                                                oldval);
2565                                 } else {
2566                                         /* the dbJoin() above might have
2567                                          * caused a larger binary buddy system
2568                                          * to form and we may now be in the
2569                                          * middle of it.  if this is the case,
2570                                          * back split the buddies.
2571                                          */
2572                                         if (dcp->stree[ti] == NOFREE)
2573                                                 dbBackSplit((dmtree_t *)
2574                                                             dcp, leafno);
2575                                         dbSplit((dmtree_t *) dcp, leafno,
2576                                                 dcp->budmin, oldval);
2577                                 }
2578
2579                                 /* release the buffer and return the error.
2580                                  */
2581                                 release_metapage(mp);
2582                                 return (rc);
2583                         }
2584                 } else {
2585                         /* we're at the top level of the map. update
2586                          * the bmap control page to reflect the size
2587                          * of the maximum free buddy system.
2588                          */
2589                         assert(level == bmp->db_maxlevel);
2590                         if (bmp->db_maxfreebud != oldroot) {
2591                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2592                                           "the maximum free buddy is not the old root\n");
2593                         }
2594                         bmp->db_maxfreebud = dcp->stree[ROOT];
2595                 }
2596         }
2597
2598         /* write the buffer.
2599          */
2600         write_metapage(mp);
2601
2602         return (0);
2603 }
2604
2605
2606 /*
2607  * NAME:        dbSplit()
2608  *
2609  * FUNCTION:    update the leaf of a dmtree with a new value, splitting
2610  *              the leaf from the binary buddy system of the dmtree's
2611  *              leaves, as required.
2612  *
2613  * PARAMETERS:
2614  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2615  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2616  *      splitsz - the size the binary buddy system starting at the leaf
2617  *                must be split to, specified as the log2 number of blocks.
2618  *      newval  - the new value for the leaf.
2619  *
2620  * RETURN VALUES: none
2621  *
2622  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2623  */
2624 static void dbSplit(dmtree_t * tp, int leafno, int splitsz, int newval)
2625 {
2626         int budsz;
2627         int cursz;
2628         s8 *leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2629
2630         /* check if the leaf needs to be split.
2631          */
2632         if (leaf[leafno] > tp->dmt_budmin) {
2633                 /* the split occurs by cutting the buddy system in half
2634                  * at the specified leaf until we reach the specified
2635                  * size.  pick up the starting split size (current size
2636                  * - 1 in l2) and the corresponding buddy size.
2637                  */
2638                 cursz = leaf[leafno] - 1;
2639                 budsz = BUDSIZE(cursz, tp->dmt_budmin);
2640
2641                 /* split until we reach the specified size.
2642                  */
2643                 while (cursz >= splitsz) {
2644                         /* update the buddy's leaf with its new value.
2645                          */
2646                         dbAdjTree(tp, leafno ^ budsz, cursz);
2647
2648                         /* on to the next size and buddy.
2649                          */
2650                         cursz -= 1;
2651                         budsz >>= 1;
2652                 }
2653         }
2654
2655         /* adjust the dmap tree to reflect the specified leaf's new
2656          * value.
2657          */
2658         dbAdjTree(tp, leafno, newval);
2659 }
2660
2661
2662 /*
2663  * NAME:        dbBackSplit()
2664  *
2665  * FUNCTION:    back split the binary buddy system of dmtree leaves
2666  *              that hold a specified leaf until the specified leaf
2667  *              starts its own binary buddy system.
2668  *
2669  *              the allocators typically perform allocations at the start
2670  *              of binary buddy systems and dbSplit() is used to accomplish
2671  *              any required splits.  in some cases, however, allocation
2672  *              may occur in the middle of a binary system and requires a
2673  *              back split, with the split proceeding out from the middle of
2674  *              the system (less efficient) rather than the start of the
2675  *              system (more efficient).  the cases in which a back split
2676  *              is required are rare and are limited to the first allocation
2677  *              within an allocation group which is a part (not first part)
2678  *              of a larger binary buddy system and a few exception cases
2679  *              in which a previous join operation must be backed out.
2680  *
2681  * PARAMETERS:
2682  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2683  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2684  *
2685  * RETURN VALUES: none
2686  *
2687  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2688  */
2689 static int dbBackSplit(dmtree_t * tp, int leafno)
2690 {
2691         int budsz, bud, w, bsz, size;
2692         int cursz;
2693         s8 *leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2694
2695         /* leaf should be part (not first part) of a binary
2696          * buddy system.
2697          */
2698         assert(leaf[leafno] == NOFREE);
2699
2700         /* the back split is accomplished by iteratively finding the leaf
2701          * that starts the buddy system that contains the specified leaf and
2702          * splitting that system in two.  this iteration continues until
2703          * the specified leaf becomes the start of a buddy system.
2704          *
2705          * determine maximum possible l2 size for the specified leaf.
2706          */
2707         size =
2708             LITOL2BSZ(leafno, le32_to_cpu(tp->dmt_l2nleafs),
2709                       tp->dmt_budmin);
2710
2711         /* determine the number of leaves covered by this size.  this
2712          * is the buddy size that we will start with as we search for
2713          * the buddy system that contains the specified leaf.
2714          */
2715         budsz = BUDSIZE(size, tp->dmt_budmin);
2716
2717         /* back split.
2718          */
2719         while (leaf[leafno] == NOFREE) {
2720                 /* find the leftmost buddy leaf.
2721                  */
2722                 for (w = leafno, bsz = budsz;; bsz <<= 1,
2723                      w = (w < bud) ? w : bud) {
2724                         if (bsz >= le32_to_cpu(tp->dmt_nleafs)) {
2725                                 jfs_err("JFS: block map error in dbBackSplit");
2726                                 return -EIO;
2727                         }
2728
2729                         /* determine the buddy.
2730                          */
2731                         bud = w ^ bsz;
2732
2733                         /* check if this buddy is the start of the system.
2734                          */
2735                         if (leaf[bud] != NOFREE) {
2736                                 /* split the leaf at the start of the
2737                                  * system in two.
2738                                  */
2739                                 cursz = leaf[bud] - 1;
2740                                 dbSplit(tp, bud, cursz, cursz);
2741                                 break;
2742                         }
2743                 }
2744         }
2745
2746         if (leaf[leafno] != size) {
2747                 jfs_err("JFS: wrong leaf value in dbBackSplit");
2748                 return -EIO;
2749         }
2750         return 0;
2751 }
2752
2753
2754 /*
2755  * NAME:        dbJoin()
2756  *
2757  * FUNCTION:    update the leaf of a dmtree with a new value, joining
2758  *              the leaf with other leaves of the dmtree into a multi-leaf
2759  *              binary buddy system, as required.
2760  *
2761  * PARAMETERS:
2762  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2763  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2764  *      newval  - the new value for the leaf.
2765  *
2766  * RETURN VALUES: none
2767  */
2768 static int dbJoin(dmtree_t * tp, int leafno, int newval)
2769 {
2770         int budsz, buddy;
2771         s8 *leaf;
2772
2773         /* can the new leaf value require a join with other leaves ?
2774          */
2775         if (newval >= tp->dmt_budmin) {
2776                 /* pickup a pointer to the leaves of the tree.
2777                  */
2778                 leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2779
2780                 /* try to join the specified leaf into a large binary
2781                  * buddy system.  the join proceeds by attempting to join
2782                  * the specified leafno with its buddy (leaf) at new value.
2783                  * if the join occurs, we attempt to join the left leaf
2784                  * of the joined buddies with its buddy at new value + 1.
2785                  * we continue to join until we find a buddy that cannot be
2786                  * joined (does not have a value equal to the size of the
2787                  * last join) or until all leaves have been joined into a
2788                  * single system.
2789                  *
2790                  * get the buddy size (number of words covered) of
2791                  * the new value.
2792                  */
2793                 budsz = BUDSIZE(newval, tp->dmt_budmin);
2794
2795                 /* try to join.
2796                  */
2797                 while (budsz < le32_to_cpu(tp->dmt_nleafs)) {
2798                         /* get the buddy leaf.
2799                          */
2800                         buddy = leafno ^ budsz;
2801
2802                         /* if the leaf's new value is greater than its
2803                          * buddy's value, we join no more.
2804                          */
2805                         if (newval > leaf[buddy])
2806                                 break;
2807
2808                         /* It shouldn't be less */
2809                         if (newval < leaf[buddy])
2810                                 return -EIO;
2811
2812                         /* check which (leafno or buddy) is the left buddy.
2813                          * the left buddy gets to claim the blocks resulting
2814                          * from the join while the right gets to claim none.
2815                          * the left buddy is also eligible to participate in
2816                          * a join at the next higher level while the right
2817                          * is not.
2818                          *
2819                          */
2820                         if (leafno < buddy) {
2821                                 /* leafno is the left buddy.
2822                                  */
2823                                 dbAdjTree(tp, buddy, NOFREE);
2824                         } else {
2825                                 /* buddy is the left buddy and becomes
2826                                  * leafno.
2827                                  */
2828                                 dbAdjTree(tp, leafno, NOFREE);
2829                                 leafno = buddy;
2830                         }
2831
2832                         /* on to try the next join.
2833                          */
2834                         newval += 1;
2835                         budsz <<= 1;
2836                 }
2837         }
2838
2839         /* update the leaf value.
2840          */
2841         dbAdjTree(tp, leafno, newval);
2842
2843         return 0;
2844 }
2845
2846
2847 /*
2848  * NAME:        dbAdjTree()
2849  *
2850  * FUNCTION:    update a leaf of a dmtree with a new value, adjusting
2851  *              the dmtree, as required, to reflect the new leaf value.
2852  *              the combination of any buddies must already be done before
2853  *              this is called.
2854  *
2855  * PARAMETERS:
2856  *      tp      - pointer to the tree to be adjusted.
2857  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2858  *      newval  - the new value for the leaf.
2859  *
2860  * RETURN VALUES: none
2861  */
2862 static void dbAdjTree(dmtree_t * tp, int leafno, int newval)
2863 {
2864         int lp, pp, k;
2865         int max;
2866
2867         /* pick up the index of the leaf for this leafno.
2868          */
2869         lp = leafno + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2870
2871         /* is the current value the same as the old value ?  if so,
2872          * there is nothing to do.
2873          */
2874         if (tp->dmt_stree[lp] == newval)
2875                 return;
2876
2877         /* set the new value.
2878          */
2879         tp->dmt_stree[lp] = newval;
2880
2881         /* bubble the new value up the tree as required.
2882          */
2883         for (k = 0; k < le32_to_cpu(tp->dmt_height); k++) {
2884                 /* get the index of the first leaf of the 4 leaf
2885                  * group containing the specified leaf (leafno).
2886                  */
2887                 lp = ((lp - 1) & ~0x03) + 1;
2888
2889                 /* get the index of the parent of this 4 leaf group.
2890                  */
2891                 pp = (lp - 1) >> 2;
2892
2893                 /* determine the maximum of the 4 leaves.
2894                  */
2895                 max = TREEMAX(&tp->dmt_stree[lp]);
2896
2897                 /* if the maximum of the 4 is the same as the
2898                  * parent's value, we're done.
2899                  */
2900                 if (tp->dmt_stree[pp] == max)
2901                         break;
2902
2903                 /* parent gets new value.
2904                  */
2905                 tp->dmt_stree[pp] = max;
2906
2907                 /* parent becomes leaf for next go-round.
2908                  */
2909                 lp = pp;
2910         }
2911 }
2912
2913
2914 /*
2915  * NAME:        dbFindLeaf()
2916  *
2917  * FUNCTION:    search a dmtree_t for sufficient free blocks, returning
2918  *              the index of a leaf describing the free blocks if
2919  *              sufficient free blocks are found.
2920  *
2921  *              the search starts at the top of the dmtree_t tree and
2922  *              proceeds down the tree to the leftmost leaf with sufficient
2923  *              free space.
2924  *
2925  * PARAMETERS:
2926  *      tp      - pointer to the tree to be searched.
2927  *      l2nb    - log2 number of free blocks to search for.
2928  *      leafidx - return pointer to be set to the index of the leaf
2929  *                describing at least l2nb free blocks if sufficient
2930  *                free blocks are found.
2931  *
2932  * RETURN VALUES:
2933  *      0       - success
2934  *      -ENOSPC - insufficient free blocks.
2935  */
2936 static int dbFindLeaf(dmtree_t * tp, int l2nb, int *leafidx)
2937 {
2938         int ti, n = 0, k, x = 0;
2939
2940         /* first check the root of the tree to see if there is
2941          * sufficient free space.
2942          */
2943         if (l2nb > tp->dmt_stree[ROOT])
2944                 return -ENOSPC;
2945
2946         /* sufficient free space available. now search down the tree
2947          * starting at the next level for the leftmost leaf that
2948          * describes sufficient free space.
2949          */
2950         for (k = le32_to_cpu(tp->dmt_height), ti = 1;
2951              k > 0; k--, ti = ((ti + n) << 2) + 1) {
2952                 /* search the four nodes at this level, starting from
2953                  * the left.
2954                  */
2955                 for (x = ti, n = 0; n < 4; n++) {
2956                         /* sufficient free space found.  move to the next
2957                          * level (or quit if this is the last level).
2958                          */
2959                         if (l2nb <= tp->dmt_stree[x + n])
2960                                 break;
2961                 }
2962
2963                 /* better have found something since the higher
2964                  * levels of the tree said it was here.
2965                  */
2966                 assert(n < 4);
2967         }
2968
2969         /* set the return to the leftmost leaf describing sufficient
2970          * free space.
2971          */
2972         *leafidx = x + n - le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2973
2974         return (0);
2975 }
2976
2977
2978 /*
2979  * NAME:        dbFindBits()
2980  *
2981  * FUNCTION:    find a specified number of binary buddy free bits within a
2982  *              dmap bitmap word value.
2983  *
2984  *              this routine searches the bitmap value for (1 << l2nb) free
2985  *              bits at (1 << l2nb) alignments within the value.
2986  *
2987  * PARAMETERS:
2988  *      word    -  dmap bitmap word value.
2989  *      l2nb    -  number of free bits specified as a log2 number.
2990  *
2991  * RETURN VALUES:
2992  *      starting bit number of free bits.
2993  */
2994 static int dbFindBits(u32 word, int l2nb)
2995 {
2996         int bitno, nb;
2997         u32 mask;
2998
2999         /* get the number of bits.
3000          */
3001         nb = 1 << l2nb;
3002         assert(nb <= DBWORD);
3003
3004         /* complement the word so we can use a mask (i.e. 0s represent
3005          * free bits) and compute the mask.
3006          */
3007         word = ~word;
3008         mask = ONES << (DBWORD - nb);
3009
3010         /* scan the word for nb free bits at nb alignments.
3011          */
3012         for (bitno = 0; mask != 0; bitno += nb, mask >>= nb) {
3013                 if ((mask & word) == mask)
3014                         break;
3015         }
3016
3017         ASSERT(bitno < 32);
3018
3019         /* return the bit number.
3020          */
3021         return (bitno);
3022 }
3023
3024
3025 /*
3026  * NAME:        dbMaxBud(u8 *cp)
3027  *
3028  * FUNCTION:    determine the largest binary buddy string of free
3029  *              bits within 32-bits of the map.
3030  *
3031  * PARAMETERS:
3032  *      cp      -  pointer to the 32-bit value.
3033  *
3034  * RETURN VALUES:
3035  *      largest binary buddy of free bits within a dmap word.
3036  */
3037 static int dbMaxBud(u8 * cp)
3038 {
3039         signed char tmp1, tmp2;
3040
3041         /* check if the wmap word is all free. if so, the
3042          * free buddy size is BUDMIN.
3043          */
3044         if (*((uint *) cp) == 0)
3045                 return (BUDMIN);
3046
3047         /* check if the wmap word is half free. if so, the
3048          * free buddy size is BUDMIN-1.
3049          */
3050         if (*((u16 *) cp) == 0 || *((u16 *) cp + 1) == 0)
3051                 return (BUDMIN - 1);
3052
3053         /* not all free or half free. determine the free buddy
3054          * size thru table lookup using quarters of the wmap word.
3055          */
3056         tmp1 = max(budtab[cp[2]], budtab[cp[3]]);
3057         tmp2 = max(budtab[cp[0]], budtab[cp[1]]);
3058         return (max(tmp1, tmp2));
3059 }
3060
3061
3062 /*
3063  * NAME:        cnttz(uint word)
3064  *
3065  * FUNCTION:    determine the number of trailing zeros within a 32-bit
3066  *              value.
3067  *
3068  * PARAMETERS:
3069  *      value   -  32-bit value to be examined.
3070  *
3071  * RETURN VALUES:
3072  *      count of trailing zeros
3073  */
3074 static int cnttz(u32 word)
3075 {
3076         int n;
3077
3078         for (n = 0; n < 32; n++, word >>= 1) {
3079                 if (word & 0x01)
3080                         break;
3081         }
3082
3083         return (n);
3084 }
3085
3086
3087 /*
3088  * NAME:        cntlz(u32 value)
3089  *
3090  * FUNCTION:    determine the number of leading zeros within a 32-bit
3091  *              value.
3092  *
3093  * PARAMETERS:
3094  *      value   -  32-bit value to be examined.
3095  *
3096  * RETURN VALUES:
3097  *      count of leading zeros
3098  */
3099 static int cntlz(u32 value)
3100 {
3101         int n;
3102
3103         for (n = 0; n < 32; n++, value <<= 1) {
3104                 if (value & HIGHORDER)
3105                         break;
3106         }
3107         return (n);
3108 }
3109
3110
3111 /*
3112  * NAME:        blkstol2(s64 nb)
3113  *
3114  * FUNCTION:    convert a block count to its log2 value. if the block
3115  *              count is not a l2 multiple, it is rounded up to the next
3116  *              larger l2 multiple.
3117  *
3118  * PARAMETERS:
3119  *      nb      -  number of blocks
3120  *
3121  * RETURN VALUES:
3122  *      log2 number of blocks
3123  */
3124 static int blkstol2(s64 nb)
3125 {
3126         int l2nb;
3127         s64 mask;               /* meant to be signed */
3128
3129         mask = (s64) 1 << (64 - 1);
3130
3131         /* count the leading bits.
3132          */
3133         for (l2nb = 0; l2nb < 64; l2nb++, mask >>= 1) {
3134                 /* leading bit found.
3135                  */
3136                 if (nb & mask) {
3137                         /* determine the l2 value.
3138                          */
3139                         l2nb = (64 - 1) - l2nb;
3140
3141                         /* check if we need to round up.
3142                          */
3143                         if (~mask & nb)
3144                                 l2nb++;
3145
3146                         return (l2nb);
3147                 }
3148         }
3149         assert(0);
3150         return 0;               /* fix compiler warning */
3151 }
3152
3153
3154 /*
3155  * NAME:        dbAllocBottomUp()
3156  *
3157  * FUNCTION:    alloc the specified block range from the working block
3158  *              allocation map.
3159  *
3160  *              the blocks will be alloc from the working map one dmap
3161  *              at a time.
3162  *
3163  * PARAMETERS:
3164  *      ip      -  pointer to in-core inode;
3165  *      blkno   -  starting block number to be freed.
3166  *      nblocks -  number of blocks to be freed.
3167  *
3168  * RETURN VALUES:
3169  *      0       - success
3170  *      -EIO    - i/o error
3171  */
3172 int dbAllocBottomUp(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks)
3173 {
3174         struct metapage *mp;
3175         struct dmap *dp;
3176         int nb, rc;
3177         s64 lblkno, rem;
3178         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
3179         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
3180
3181         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
3182
3183         /* block to be allocated better be within the mapsize. */
3184         ASSERT(nblocks <= bmp->db_mapsize - blkno);
3185
3186         /*
3187          * allocate the blocks a dmap at a time.
3188          */
3189         mp = NULL;
3190         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nb, blkno += nb) {
3191                 /* release previous dmap if any */
3192                 if (mp) {
3193                         write_metapage(mp);
3194                 }
3195
3196                 /* get the buffer for the current dmap. */
3197                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
3198                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
3199                 if (mp == NULL) {
3200                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3201                         return -EIO;
3202                 }
3203                 dp = (struct dmap *) mp->data;
3204
3205                 /* determine the number of blocks to be allocated from
3206                  * this dmap.
3207                  */
3208                 nb = min(rem, BPERDMAP - (blkno & (BPERDMAP - 1)));
3209
3210                 /* allocate the blocks. */
3211                 if ((rc = dbAllocDmapBU(bmp, dp, blkno, nb))) {
3212                         release_metapage(mp);
3213                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3214                         return (rc);
3215                 }
3216         }
3217
3218         /* write the last buffer. */
3219         write_metapage(mp);
3220
3221         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3222
3223         return (0);
3224 }
3225
3226
3227 static int dbAllocDmapBU(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
3228                          int nblocks)
3229 {
3230         int rc;
3231         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, agno;
3232         s8 oldroot;
3233         struct dmaptree *tp = (struct dmaptree *) & dp->tree;
3234
3235         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
3236          * of the dmap tree.
3237          */
3238         oldroot = tp->stree[ROOT];
3239
3240         /* determine the bit number and word within the dmap of the
3241          * starting block.
3242          */
3243         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
3244         word = dbitno >> L2DBWORD;
3245
3246         /* block range better be within the dmap */
3247         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
3248
3249         /* allocate the bits of the dmap's words corresponding to the block
3250          * range. not all bits of the first and last words may be contained
3251          * within the block range.  if this is the case, we'll work against
3252          * those words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
3253          * (a single pass), allocating the bits of interest by hand and
3254          * updating the leaf corresponding to the dmap word. a single pass
3255          * will be used for all dmap words fully contained within the
3256          * specified range.  within this pass, the bits of all fully contained
3257          * dmap words will be marked as free in a single shot and the leaves
3258          * will be updated. a single leaf may describe the free space of
3259          * multiple dmap words, so we may update only a subset of the actual
3260          * leaves corresponding to the dmap words of the block range.
3261          */
3262         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
3263                 /* determine the bit number within the word and
3264                  * the number of bits within the word.
3265                  */
3266                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
3267                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
3268
3269                 /* check if only part of a word is to be allocated.
3270                  */
3271                 if (nb < DBWORD) {
3272                         /* allocate (set to 1) the appropriate bits within
3273                          * this dmap word.
3274                          */
3275                         dp->wmap[word] |= cpu_to_le32(ONES << (DBWORD - nb)
3276                                                       >> wbitno);
3277
3278                         word++;
3279                 } else {
3280                         /* one or more dmap words are fully contained
3281                          * within the block range.  determine how many
3282                          * words and allocate (set to 1) the bits of these
3283                          * words.
3284                          */
3285                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
3286                         memset(&dp->wmap[word], (int) ONES, nwords * 4);
3287
3288                         /* determine how many bits */
3289                         nb = nwords << L2DBWORD;
3290                         word += nwords;
3291                 }
3292         }
3293
3294         /* update the free count for this dmap */
3295         le32_add_cpu(&dp->nfree, -nblocks);
3296
3297         /* reconstruct summary tree */
3298         dbInitDmapTree(dp);
3299
3300         BMAP_LOCK(bmp);
3301
3302         /* if this allocation group is completely free,
3303          * update the highest active allocation group number
3304          * if this allocation group is the new max.
3305          */
3306         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
3307         if (agno > bmp->db_maxag)
3308                 bmp->db_maxag = agno;
3309
3310         /* update the free count for the allocation group and map */
3311         bmp->db_agfree[agno] -= nblocks;
3312         bmp->db_nfree -= nblocks;
3313
3314         BMAP_UNLOCK(bmp);
3315
3316         /* if the root has not changed, done. */
3317         if (tp->stree[ROOT] == oldroot)
3318                 return (0);
3319
3320         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
3321          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
3322          * backout the bit allocation (thus making everything consistent).
3323          */
3324         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, tp->stree[ROOT], 1, 0)))
3325                 dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
3326
3327         return (rc);
3328 }
3329
3330
3331 /*
3332  * NAME:        dbExtendFS()
3333  *
3334  * FUNCTION:    extend bmap from blkno for nblocks;
3335  *              dbExtendFS() updates bmap ready for dbAllocBottomUp();
3336  *
3337  * L2
3338  *  |
3339  *   L1---------------------------------L1
3340  *    |                                  |
3341  *     L0---------L0---------L0           L0---------L0---------L0
3342  *      |          |          |            |          |          |
3343  *       d0,...,dn  d0,...,dn  d0,...,dn    d0,...,dn  d0,...,dn  d0,.,dm;
3344  * L2L1L0d0,...,dnL0d0,...,dnL0d0,...,dnL1L0d0,...,dnL0d0,...,dnL0d0,..dm
3345  *
3346  * <---old---><----------------------------extend----------------------->
3347  */
3348 int dbExtendFS(struct inode *ipbmap, s64 blkno, s64 nblocks)
3349 {
3350         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ipbmap->i_sb);
3351         int nbperpage = sbi->nbperpage;
3352         int i, i0 = true, j, j0 = true, k, n;
3353         s64 newsize;
3354         s64 p;
3355         struct metapage *mp, *l2mp, *l1mp = NULL, *l0mp = NULL;
3356         struct dmapctl *l2dcp, *l1dcp, *l0dcp;
3357         struct dmap *dp;
3358         s8 *l0leaf, *l1leaf, *l2leaf;
3359         struct bmap *bmp = sbi->bmap;
3360         int agno, l2agsize, oldl2agsize;
3361         s64 ag_rem;
3362
3363         newsize = blkno + nblocks;
3364
3365         jfs_info("dbExtendFS: blkno:%Ld nblocks:%Ld newsize:%Ld",
3366                  (long long) blkno, (long long) nblocks, (long long) newsize);
3367
3368         /*
3369          *      initialize bmap control page.
3370          *
3371          * all the data in bmap control page should exclude
3372          * the mkfs hidden dmap page.
3373          */
3374
3375         /* update mapsize */
3376         bmp->db_mapsize = newsize;
3377         bmp->db_maxlevel = BMAPSZTOLEV(bmp->db_mapsize);
3378
3379         /* compute new AG size */
3380         l2agsize = dbGetL2AGSize(newsize);
3381         oldl2agsize = bmp->db_agl2size;
3382
3383         bmp->db_agl2size = l2agsize;
3384         bmp->db_agsize = 1 << l2agsize;
3385
3386         /* compute new number of AG */
3387         agno = bmp->db_numag;
3388         bmp->db_numag = newsize >> l2agsize;
3389         bmp->db_numag += ((u32) newsize % (u32) bmp->db_agsize) ? 1 : 0;
3390
3391         /*
3392          *      reconfigure db_agfree[]
3393          * from old AG configuration to new AG configuration;
3394          *
3395          * coalesce contiguous k (newAGSize/oldAGSize) AGs;
3396          * i.e., (AGi, ..., AGj) where i = k*n and j = k*(n+1) - 1 to AGn;
3397          * note: new AG size = old AG size * (2**x).
3398          */
3399         if (l2agsize == oldl2agsize)
3400                 goto extend;
3401         k = 1 << (l2agsize - oldl2agsize);
3402         ag_rem = bmp->db_agfree[0];     /* save agfree[0] */
3403         for (i = 0, n = 0; i < agno; n++) {
3404                 bmp->db_agfree[n] = 0;  /* init collection point */
3405
3406                 /* coalesce contiguous k AGs; */
3407                 for (j = 0; j < k && i < agno; j++, i++) {
3408                         /* merge AGi to AGn */
3409                         bmp->db_agfree[n] += bmp->db_agfree[i];
3410                 }
3411         }
3412         bmp->db_agfree[0] += ag_rem;    /* restore agfree[0] */
3413
3414         for (; n < MAXAG; n++)
3415                 bmp->db_agfree[n] = 0;
3416
3417         /*
3418          * update highest active ag number
3419          */
3420
3421         bmp->db_maxag = bmp->db_maxag / k;
3422
3423         /*
3424          *      extend bmap
3425          *
3426          * update bit maps and corresponding level control pages;
3427          * global control page db_nfree, db_agfree[agno], db_maxfreebud;
3428          */
3429       extend:
3430         /* get L2 page */
3431         p = BMAPBLKNO + nbperpage;      /* L2 page */
3432         l2mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3433         if (!l2mp) {
3434                 jfs_error(ipbmap->i_sb, "L2 page could not be read\n");
3435                 return -EIO;
3436         }
3437         l2dcp = (struct dmapctl *) l2mp->data;
3438
3439         /* compute start L1 */
3440         k = blkno >> L2MAXL1SIZE;
3441         l2leaf = l2dcp->stree + CTLLEAFIND + k;
3442         p = BLKTOL1(blkno, sbi->l2nbperpage);   /* L1 page */
3443
3444         /*
3445          * extend each L1 in L2
3446          */
3447         for (; k < LPERCTL; k++, p += nbperpage) {
3448                 /* get L1 page */
3449                 if (j0) {
3450                         /* read in L1 page: (blkno & (MAXL1SIZE - 1)) */
3451                         l1mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3452                         if (l1mp == NULL)
3453                                 goto errout;
3454                         l1dcp = (struct dmapctl *) l1mp->data;
3455
3456                         /* compute start L0 */
3457                         j = (blkno & (MAXL1SIZE - 1)) >> L2MAXL0SIZE;
3458                         l1leaf = l1dcp->stree + CTLLEAFIND + j;
3459                         p = BLKTOL0(blkno, sbi->l2nbperpage);
3460                         j0 = false;
3461                 } else {
3462                         /* assign/init L1 page */
3463                         l1mp = get_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3464                         if (l1mp == NULL)
3465                                 goto errout;
3466
3467                         l1dcp = (struct dmapctl *) l1mp->data;
3468
3469                         /* compute start L0 */
3470                         j = 0;
3471                         l1leaf = l1dcp->stree + CTLLEAFIND;
3472                         p += nbperpage; /* 1st L0 of L1.k */
3473                 }
3474
3475                 /*
3476                  * extend each L0 in L1
3477                  */
3478                 for (; j < LPERCTL; j++) {
3479                         /* get L0 page */
3480                         if (i0) {
3481                                 /* read in L0 page: (blkno & (MAXL0SIZE - 1)) */
3482
3483                                 l0mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3484                                 if (l0mp == NULL)
3485                                         goto errout;
3486                                 l0dcp = (struct dmapctl *) l0mp->data;
3487
3488                                 /* compute start dmap */
3489                                 i = (blkno & (MAXL0SIZE - 1)) >>
3490                                     L2BPERDMAP;
3491                                 l0leaf = l0dcp->stree + CTLLEAFIND + i;
3492                                 p = BLKTODMAP(blkno,
3493                                               sbi->l2nbperpage);
3494                                 i0 = false;
3495                         } else {
3496                                 /* assign/init L0 page */
3497                                 l0mp = get_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3498                                 if (l0mp == NULL)
3499                                         goto errout;
3500
3501                                 l0dcp = (struct dmapctl *) l0mp->data;
3502
3503                                 /* compute start dmap */
3504                                 i = 0;
3505                                 l0leaf = l0dcp->stree + CTLLEAFIND;
3506                                 p += nbperpage; /* 1st dmap of L0.j */
3507                         }
3508
3509                         /*
3510                          * extend each dmap in L0
3511                          */
3512                         for (; i < LPERCTL; i++) {
3513                                 /*
3514                                  * reconstruct the dmap page, and
3515                                  * initialize corresponding parent L0 leaf
3516                                  */
3517                                 if ((n = blkno & (BPERDMAP - 1))) {
3518                                         /* read in dmap page: */
3519                                         mp = read_metapage(ipbmap, p,
3520                                                            PSIZE, 0);
3521                                         if (mp == NULL)
3522                                                 goto errout;
3523                                         n = min(nblocks, (s64)BPERDMAP - n);
3524                                 } else {
3525                                         /* assign/init dmap page */
3526                                         mp = read_metapage(ipbmap, p,
3527                                                            PSIZE, 0);
3528                                         if (mp == NULL)
3529                                                 goto errout;
3530
3531                                         n = min_t(s64, nblocks, BPERDMAP);
3532                                 }
3533
3534                                 dp = (struct dmap *) mp->data;
3535                                 *l0leaf = dbInitDmap(dp, blkno, n);
3536
3537                                 bmp->db_nfree += n;
3538                                 agno = le64_to_cpu(dp->start) >> l2agsize;
3539                                 bmp->db_agfree[agno] += n;
3540
3541                                 write_metapage(mp);
3542
3543                                 l0leaf++;
3544                                 p += nbperpage;
3545
3546                                 blkno += n;
3547                                 nblocks -= n;
3548                                 if (nblocks == 0)
3549                                         break;
3550                         }       /* for each dmap in a L0 */
3551
3552                         /*
3553                          * build current L0 page from its leaves, and
3554                          * initialize corresponding parent L1 leaf
3555                          */
3556                         *l1leaf = dbInitDmapCtl(l0dcp, 0, ++i);
3557                         write_metapage(l0mp);
3558                         l0mp = NULL;
3559
3560                         if (nblocks)
3561                                 l1leaf++;       /* continue for next L0 */
3562                         else {
3563                                 /* more than 1 L0 ? */
3564                                 if (j > 0)
3565                                         break;  /* build L1 page */
3566                                 else {
3567                                         /* summarize in global bmap page */
3568                                         bmp->db_maxfreebud = *l1leaf;
3569                                         release_metapage(l1mp);
3570                                         release_metapage(l2mp);
3571                                         goto finalize;
3572                                 }
3573                         }
3574                 }               /* for each L0 in a L1 */
3575
3576                 /*
3577                  * build current L1 page from its leaves, and
3578                  * initialize corresponding parent L2 leaf
3579                  */
3580                 *l2leaf = dbInitDmapCtl(l1dcp, 1, ++j);
3581                 write_metapage(l1mp);
3582                 l1mp = NULL;
3583
3584                 if (nblocks)
3585                         l2leaf++;       /* continue for next L1 */
3586                 else {
3587                         /* more than 1 L1 ? */
3588                         if (k > 0)
3589                                 break;  /* build L2 page */
3590                         else {
3591                                 /* summarize in global bmap page */
3592                                 bmp->db_maxfreebud = *l2leaf;
3593                                 release_metapage(l2mp);
3594                                 goto finalize;
3595                         }
3596                 }
3597         }                       /* for each L1 in a L2 */
3598
3599         jfs_error(ipbmap->i_sb, "function has not returned as expected\n");
3600 errout:
3601         if (l0mp)
3602                 release_metapage(l0mp);
3603         if (l1mp)
3604                 release_metapage(l1mp);
3605         release_metapage(l2mp);
3606         return -EIO;
3607
3608         /*
3609          *      finalize bmap control page
3610          */
3611 finalize:
3612
3613         return 0;
3614 }
3615
3616
3617 /*
3618  *      dbFinalizeBmap()
3619  */
3620 void dbFinalizeBmap(struct inode *ipbmap)
3621 {
3622         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
3623         int actags, inactags, l2nl;
3624         s64 ag_rem, actfree, inactfree, avgfree;
3625         int i, n;
3626
3627         /*
3628          *      finalize bmap control page
3629          */
3630 //finalize:
3631         /*
3632          * compute db_agpref: preferred ag to allocate from
3633          * (the leftmost ag with average free space in it);
3634          */
3635 //agpref:
3636         /* get the number of active ags and inactive ags */
3637         actags = bmp->db_maxag + 1;
3638         inactags = bmp->db_numag - actags;
3639         ag_rem = bmp->db_mapsize & (bmp->db_agsize - 1);        /* ??? */
3640
3641         /* determine how many blocks are in the inactive allocation
3642          * groups. in doing this, we must account for the fact that
3643          * the rightmost group might be a partial group (i.e. file
3644          * system size is not a multiple of the group size).
3645          */
3646         inactfree = (inactags && ag_rem) ?
3647             ((inactags - 1) << bmp->db_agl2size) + ag_rem
3648             : inactags << bmp->db_agl2size;
3649
3650         /* determine how many free blocks are in the active
3651          * allocation groups plus the average number of free blocks
3652          * within the active ags.
3653          */
3654         actfree = bmp->db_nfree - inactfree;
3655         avgfree = (u32) actfree / (u32) actags;
3656
3657         /* if the preferred allocation group has not average free space.
3658          * re-establish the preferred group as the leftmost
3659          * group with average free space.
3660          */
3661         if (bmp->db_agfree[bmp->db_agpref] < avgfree) {
3662                 for (bmp->db_agpref = 0; bmp->db_agpref < actags;
3663                      bmp->db_agpref++) {
3664                         if (bmp->db_agfree[bmp->db_agpref] >= avgfree)
3665                                 break;
3666                 }
3667                 if (bmp->db_agpref >= bmp->db_numag) {
3668                         jfs_error(ipbmap->i_sb,
3669                                   "cannot find ag with average freespace\n");
3670                 }
3671         }
3672
3673         /*
3674          * compute db_aglevel, db_agheight, db_width, db_agstart:
3675          * an ag is covered in aglevel dmapctl summary tree,
3676          * at agheight level height (from leaf) with agwidth number of nodes
3677          * each, which starts at agstart index node of the smmary tree node
3678          * array;
3679          */
3680         bmp->db_aglevel = BMAPSZTOLEV(bmp->db_agsize);
3681         l2nl =
3682             bmp->db_agl2size - (L2BPERDMAP + bmp->db_aglevel * L2LPERCTL);
3683         bmp->db_agheight = l2nl >> 1;
3684         bmp->db_agwidth = 1 << (l2nl - (bmp->db_agheight << 1));
3685         for (i = 5 - bmp->db_agheight, bmp->db_agstart = 0, n = 1; i > 0;
3686              i--) {
3687                 bmp->db_agstart += n;
3688                 n <<= 2;
3689         }
3690
3691 }
3692
3693
3694 /*
3695  * NAME:        dbInitDmap()/ujfs_idmap_page()
3696  *
3697  * FUNCTION:    initialize working/persistent bitmap of the dmap page
3698  *              for the specified number of blocks:
3699  *
3700  *              at entry, the bitmaps had been initialized as free (ZEROS);
3701  *              The number of blocks will only account for the actually
3702  *              existing blocks. Blocks which don't actually exist in
3703  *              the aggregate will be marked as allocated (ONES);
3704  *
3705  * PARAMETERS:
3706  *      dp      - pointer to page of map
3707  *      nblocks - number of blocks this page
3708  *
3709  * RETURNS: NONE
3710  */
3711 static int dbInitDmap(struct dmap * dp, s64 Blkno, int nblocks)
3712 {
3713         int blkno, w, b, r, nw, nb, i;
3714
3715         /* starting block number within the dmap */
3716         blkno = Blkno & (BPERDMAP - 1);
3717
3718         if (blkno == 0) {
3719                 dp->nblocks = dp->nfree = cpu_to_le32(nblocks);
3720                 dp->start = cpu_to_le64(Blkno);
3721
3722                 if (nblocks == BPERDMAP) {
3723                         memset(&dp->wmap[0], 0, LPERDMAP * 4);
3724                         memset(&dp->pmap[0], 0, LPERDMAP * 4);
3725                         goto initTree;
3726                 }
3727         } else {
3728                 le32_add_cpu(&dp->nblocks, nblocks);
3729                 le32_add_cpu(&dp->nfree, nblocks);
3730         }
3731
3732         /* word number containing start block number */
3733         w = blkno >> L2DBWORD;
3734
3735         /*
3736          * free the bits corresponding to the block range (ZEROS):
3737          * note: not all bits of the first and last words may be contained
3738          * within the block range.
3739          */
3740         for (r = nblocks; r > 0; r -= nb, blkno += nb) {
3741                 /* number of bits preceding range to be freed in the word */
3742                 b = blkno & (DBWORD - 1);
3743                 /* number of bits to free in the word */
3744                 nb = min(r, DBWORD - b);
3745
3746                 /* is partial word to be freed ? */
3747                 if (nb < DBWORD) {
3748                         /* free (set to 0) from the bitmap word */
3749                         dp->wmap[w] &= cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
3750                                                      >> b));
3751                         dp->pmap[w] &= cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
3752                                                      >> b));
3753
3754                         /* skip the word freed */
3755                         w++;
3756                 } else {
3757                         /* free (set to 0) contiguous bitmap words */
3758                         nw = r >> L2DBWORD;
3759                         memset(&dp->wmap[w], 0, nw * 4);
3760                         memset(&dp->pmap[w], 0, nw * 4);
3761
3762                         /* skip the words freed */
3763                         nb = nw << L2DBWORD;
3764                         w += nw;
3765                 }
3766         }
3767
3768         /*
3769          * mark bits following the range to be freed (non-existing
3770          * blocks) as allocated (ONES)
3771          */
3772
3773         if (blkno == BPERDMAP)
3774                 goto initTree;
3775
3776         /* the first word beyond the end of existing blocks */
3777         w = blkno >> L2DBWORD;
3778
3779         /* does nblocks fall on a 32-bit boundary ? */
3780         b = blkno & (DBWORD - 1);
3781         if (b) {
3782                 /* mark a partial word allocated */
3783                 dp->wmap[w] = dp->pmap[w] = cpu_to_le32(ONES >> b);
3784                 w++;
3785         }
3786
3787         /* set the rest of the words in the page to allocated (ONES) */
3788         for (i = w; i < LPERDMAP; i++)
3789                 dp->pmap[i] = dp->wmap[i] = cpu_to_le32(ONES);
3790
3791         /*
3792          * init tree
3793          */
3794       initTree:
3795         return (dbInitDmapTree(dp));
3796 }
3797
3798
3799 /*
3800  * NAME:        dbInitDmapTree()/ujfs_complete_dmap()
3801  *
3802  * FUNCTION:    initialize summary tree of the specified dmap:
3803  *
3804  *              at entry, bitmap of the dmap has been initialized;
3805  *
3806  * PARAMETERS:
3807  *      dp      - dmap to complete
3808  *      blkno   - starting block number for this dmap
3809  *      treemax - will be filled in with max free for this dmap
3810  *
3811  * RETURNS:     max free string at the root of the tree
3812  */
3813 static int dbInitDmapTree(struct dmap * dp)
3814 {
3815         struct dmaptree *tp;
3816         s8 *cp;
3817         int i;
3818
3819         /* init fixed info of tree */
3820         tp = &dp->tree;
3821         tp->nleafs = cpu_to_le32(LPERDMAP);
3822         tp->l2nleafs = cpu_to_le32(L2LPERDMAP);
3823         tp->leafidx = cpu_to_le32(LEAFIND);
3824         tp->height = cpu_to_le32(4);
3825         tp->budmin = BUDMIN;
3826
3827         /* init each leaf from corresponding wmap word:
3828          * note: leaf is set to NOFREE(-1) if all blocks of corresponding
3829          * bitmap word are allocated.
3830          */
3831         cp = tp->stree + le32_to_cpu(tp->leafidx);
3832         for (i = 0; i < LPERDMAP; i++)
3833                 *cp++ = dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[i]);
3834
3835         /* build the dmap's binary buddy summary tree */
3836         return (dbInitTree(tp));
3837 }
3838
3839
3840 /*
3841  * NAME:        dbInitTree()/ujfs_adjtree()
3842  *
3843  * FUNCTION:    initialize binary buddy summary tree of a dmap or dmapctl.
3844  *
3845  *              at entry, the leaves of the tree has been initialized
3846  *              from corresponding bitmap word or root of summary tree
3847  *              of the child control page;
3848  *              configure binary buddy system at the leaf level, then
3849  *              bubble up the values of the leaf nodes up the tree.
3850  *
3851  * PARAMETERS:
3852  *      cp      - Pointer to the root of the tree
3853  *      l2leaves- Number of leaf nodes as a power of 2
3854  *      l2min   - Number of blocks that can be covered by a leaf
3855  *                as a power of 2
3856  *
3857  * RETURNS: max free string at the root of the tree
3858  */
3859 static int dbInitTree(struct dmaptree * dtp)
3860 {
3861         int l2max, l2free, bsize, nextb, i;
3862         int child, parent, nparent;
3863         s8 *tp, *cp, *cp1;
3864
3865         tp = dtp->stree;
3866
3867         /* Determine the maximum free string possible for the leaves */
3868         l2max = le32_to_cpu(dtp->l2nleafs) + dtp->budmin;
3869
3870         /*
3871          * configure the leaf level into binary buddy system
3872          *
3873          * Try to combine buddies starting with a buddy size of 1
3874          * (i.e. two leaves). At a buddy size of 1 two buddy leaves
3875          * can be combined if both buddies have a maximum free of l2min;
3876          * the combination will result in the left-most buddy leaf having
3877          * a maximum free of l2min+1.
3878          * After processing all buddies for a given size, process buddies
3879          * at the next higher buddy size (i.e. current size * 2) and
3880          * the next maximum free (current free + 1).
3881          * This continues until the maximum possible buddy combination
3882          * yields maximum free.
3883          */
3884         for (l2free = dtp->budmin, bsize = 1; l2free < l2max;
3885              l2free++, bsize = nextb) {
3886                 /* get next buddy size == current buddy pair size */
3887                 nextb = bsize << 1;
3888
3889                 /* scan each adjacent buddy pair at current buddy size */
3890                 for (i = 0, cp = tp + le32_to_cpu(dtp->leafidx);
3891                      i < le32_to_cpu(dtp->nleafs);
3892                      i += nextb, cp += nextb) {
3893                         /* coalesce if both adjacent buddies are max free */
3894                         if (*cp == l2free && *(cp + bsize) == l2free) {
3895                                 *cp = l2free + 1;       /* left take right */
3896                                 *(cp + bsize) = -1;     /* right give left */
3897                         }
3898                 }
3899         }
3900
3901         /*
3902          * bubble summary information of leaves up the tree.
3903          *
3904          * Starting at the leaf node level, the four nodes described by
3905          * the higher level parent node are compared for a maximum free and
3906          * this maximum becomes the value of the parent node.
3907          * when all lower level nodes are processed in this fashion then
3908          * move up to the next level (parent becomes a lower level node) and
3909          * continue the process for that level.
3910          */
3911         for (child = le32_to_cpu(dtp->leafidx),
3912              nparent = le32_to_cpu(dtp->nleafs) >> 2;
3913              nparent > 0; nparent >>= 2, child = parent) {
3914                 /* get index of 1st node of parent level */
3915                 parent = (child - 1) >> 2;
3916
3917                 /* set the value of the parent node as the maximum
3918                  * of the four nodes of the current level.
3919                  */
3920                 for (i = 0, cp = tp + child, cp1 = tp + parent;
3921                      i < nparent; i++, cp += 4, cp1++)
3922                         *cp1 = TREEMAX(cp);
3923         }
3924
3925         return (*tp);
3926 }
3927
3928
3929 /*
3930  *      dbInitDmapCtl()
3931  *
3932  * function: initialize dmapctl page
3933  */
3934 static int dbInitDmapCtl(struct dmapctl * dcp, int level, int i)
3935 {                               /* start leaf index not covered by range */
3936         s8 *cp;
3937
3938         dcp->nleafs = cpu_to_le32(LPERCTL);
3939         dcp->l2nleafs = cpu_to_le32(L2LPERCTL);
3940         dcp->leafidx = cpu_to_le32(CTLLEAFIND);
3941         dcp->height = cpu_to_le32(5);
3942         dcp->budmin = L2BPERDMAP + L2LPERCTL * level;
3943
3944         /*
3945          * initialize the leaves of current level that were not covered
3946          * by the specified input block range (i.e. the leaves have no
3947          * low level dmapctl or dmap).
3948          */
3949         cp = &dcp->stree[CTLLEAFIND + i];
3950         for (; i < LPERCTL; i++)
3951                 *cp++ = NOFREE;
3952
3953         /* build the dmap's binary buddy summary tree */
3954         return (dbInitTree((struct dmaptree *) dcp));
3955 }
3956
3957
3958 /*
3959  * NAME:        dbGetL2AGSize()/ujfs_getagl2size()
3960  *
3961  * FUNCTION:    Determine log2(allocation group size) from aggregate size
3962  *
3963  * PARAMETERS:
3964  *      nblocks - Number of blocks in aggregate
3965  *
3966  * RETURNS: log2(allocation group size) in aggregate blocks
3967  */
3968 static int dbGetL2AGSize(s64 nblocks)
3969 {
3970         s64 sz;
3971         s64 m;
3972         int l2sz;
3973
3974         if (nblocks < BPERDMAP * MAXAG)
3975                 return (L2BPERDMAP);
3976
3977         /* round up aggregate size to power of 2 */
3978         m = ((u64) 1 << (64 - 1));
3979         for (l2sz = 64; l2sz >= 0; l2sz--, m >>= 1) {
3980                 if (m & nblocks)
3981                         break;
3982         }
3983
3984         sz = (s64) 1 << l2sz;
3985         if (sz < nblocks)
3986                 l2sz += 1;
3987
3988         /* agsize = roundupSize/max_number_of_ag */
3989         return (l2sz - L2MAXAG);
3990 }
3991
3992
3993 /*
3994  * NAME:        dbMapFileSizeToMapSize()
3995  *
3996  * FUNCTION:    compute number of blocks the block allocation map file
3997  *              can cover from the map file size;
3998  *
3999  * RETURNS:     Number of blocks which can be covered by this block map file;
4000  */
4001
4002 /*
4003  * maximum number of map pages at each level including control pages
4004  */
4005 #define MAXL0PAGES      (1 + LPERCTL)
4006 #define MAXL1PAGES      (1 + LPERCTL * MAXL0PAGES)
4007
4008 /*
4009  * convert number of map pages to the zero origin top dmapctl level
4010  */
4011 #define BMAPPGTOLEV(npages)     \
4012         (((npages) <= 3 + MAXL0PAGES) ? 0 : \
4013          ((npages) <= 2 + MAXL1PAGES) ? 1 : 2)
4014
4015 s64 dbMapFileSizeToMapSize(struct inode * ipbmap)
4016 {
4017         struct super_block *sb = ipbmap->i_sb;
4018         s64 nblocks;
4019         s64 npages, ndmaps;
4020         int level, i;
4021         int complete, factor;
4022
4023         nblocks = ipbmap->i_size >> JFS_SBI(sb)->l2bsize;
4024         npages = nblocks >> JFS_SBI(sb)->l2nbperpage;
4025         level = BMAPPGTOLEV(npages);
4026
4027         /* At each level, accumulate the number of dmap pages covered by
4028          * the number of full child levels below it;
4029          * repeat for the last incomplete child level.
4030          */
4031         ndmaps = 0;
4032         npages--;               /* skip the first global control page */
4033         /* skip higher level control pages above top level covered by map */
4034         npages -= (2 - level);
4035         npages--;               /* skip top level's control page */
4036         for (i = level; i >= 0; i--) {
4037                 factor =
4038                     (i == 2) ? MAXL1PAGES : ((i == 1) ? MAXL0PAGES : 1);
4039                 complete = (u32) npages / factor;
4040                 ndmaps += complete * ((i == 2) ? LPERCTL * LPERCTL :
4041                                       ((i == 1) ? LPERCTL : 1));
4042
4043                 /* pages in last/incomplete child */
4044                 npages = (u32) npages % factor;
4045                 /* skip incomplete child's level control page */
4046                 npages--;
4047         }
4048
4049         /* convert the number of dmaps into the number of blocks
4050          * which can be covered by the dmaps;
4051          */
4052         nblocks = ndmaps << L2BPERDMAP;
4053
4054         return (nblocks);
4055 }