fs/jfs/jfs_extent.c

   1 /*
   2  *   Copyright (C) International Business Machines Corp., 2000-2004
   3  *
   4  *   This program is free software;  you can redistribute it and/or modify
   5  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7  *   (at your option) any later version.
   8  *
   9  *   This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  *   but WITHOUT ANY WARRANTY;  without even the implied warranty of
  11  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See
  12  *   the GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  *   You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  *   along with this program;  if not, write to the Free Software
  16  *   Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
  17  */
  18
  19 #include <linux/fs.h>
  20 #include <linux/quotaops.h>
  21 #include "jfs_incore.h"
  22 #include "jfs_inode.h"
  23 #include "jfs_superblock.h"
  24 #include "jfs_dmap.h"
  25 #include "jfs_extent.h"
  26 #include "jfs_debug.h"
  27
  28 /*
  29  * forward references
  30  */
  31 static int extBalloc(struct inode *, s64, s64 *, s64 *);
  32 #ifdef _NOTYET
  33 static int extBrealloc(struct inode *, s64, s64, s64 *, s64 *);
  34 #endif
  35 static s64 extRoundDown(s64 nb);
  36
  37 #define DPD(a)          (printk("(a): %d\n",(a)))
  38 #define DPC(a)          (printk("(a): %c\n",(a)))
  39 #define DPL1(a)                                 \
  40 {                                               \
  41         if ((a) >> 32)                          \
  42                 printk("(a): %x%08x  ",(a));    \
  43         else                                    \
  44                 printk("(a): %x  ",(a) << 32);  \
  45 }
  46 #define DPL(a)                                  \
  47 {                                               \
  48         if ((a) >> 32)                          \
  49                 printk("(a): %x%08x\n",(a));    \
  50         else                                    \
  51                 printk("(a): %x\n",(a) << 32);  \
  52 }
  53
  54 #define DPD1(a)         (printk("(a): %d  ",(a)))
  55 #define DPX(a)          (printk("(a): %08x\n",(a)))
  56 #define DPX1(a)         (printk("(a): %08x  ",(a)))
  57 #define DPS(a)          (printk("%s\n",(a)))
  58 #define DPE(a)          (printk("\nENTERING: %s\n",(a)))
  59 #define DPE1(a)         (printk("\nENTERING: %s",(a)))
  60 #define DPS1(a)         (printk("  %s  ",(a)))
  61
  62
  63 /*
  64  * NAME:        extAlloc()
  65  *
  66  * FUNCTION:    allocate an extent for a specified page range within a
  67  *              file.
  68  *
  69  * PARAMETERS:
  70  *      ip      - the inode of the file.
  71  *      xlen    - requested extent length.
  72  *      pno     - the starting page number with the file.
  73  *      xp      - pointer to an xad.  on entry, xad describes an
  74  *                extent that is used as an allocation hint if the
  75  *                xaddr of the xad is non-zero.  on successful exit,
  76  *                the xad describes the newly allocated extent.
  77  *      abnr    - bool indicating whether the newly allocated extent
  78  *                should be marked as allocated but not recorded.
  79  *
  80  * RETURN VALUES:
  81  *      0       - success
  82  *      -EIO    - i/o error.
  83  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
  84  */
  85 int
  86 extAlloc(struct inode *ip, s64 xlen, s64 pno, xad_t * xp, bool abnr)
  87 {
  88         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ip->i_sb);
  89         s64 nxlen, nxaddr, xoff, hint, xaddr = 0;
  90         int rc;
  91         int xflag;
  92
  93         /* This blocks if we are low on resources */
  94         txBeginAnon(ip->i_sb);
  95
  96         /* Avoid race with jfs_commit_inode() */
  97         mutex_lock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
  98
  99         /* validate extent length */
 100         if (xlen > MAXXLEN)
 101                 xlen = MAXXLEN;
 102
 103         /* get the page's starting extent offset */
 104         xoff = pno << sbi->l2nbperpage;
 105
 106         /* check if an allocation hint was provided */
 107         if ((hint = addressXAD(xp))) {
 108                 /* get the size of the extent described by the hint */
 109                 nxlen = lengthXAD(xp);
 110
 111                 /* check if the hint is for the portion of the file
 112                  * immediately previous to the current allocation
 113                  * request and if hint extent has the same abnr
 114                  * value as the current request.  if so, we can
 115                  * extend the hint extent to include the current
 116                  * extent if we can allocate the blocks immediately
 117                  * following the hint extent.
 118                  */
 119                 if (offsetXAD(xp) + nxlen == xoff &&
 120                     abnr == ((xp->flag & XAD_NOTRECORDED) ? true : false))
 121                         xaddr = hint + nxlen;
 122
 123                 /* adjust the hint to the last block of the extent */
 124                 hint += (nxlen - 1);
 125         }
 126
 127         /* allocate the disk blocks for the extent.  initially, extBalloc()
 128          * will try to allocate disk blocks for the requested size (xlen).
 129          * if this fails (xlen contiguous free blocks not available), it'll
 130          * try to allocate a smaller number of blocks (producing a smaller
 131          * extent), with this smaller number of blocks consisting of the
 132          * requested number of blocks rounded down to the next smaller
 133          * power of 2 number (i.e. 16 -> 8).  it'll continue to round down
 134          * and retry the allocation until the number of blocks to allocate
 135          * is smaller than the number of blocks per page.
 136          */
 137         nxlen = xlen;
 138         if ((rc = extBalloc(ip, hint ? hint : INOHINT(ip), &nxlen, &nxaddr))) {
 139                 mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
 140                 return (rc);
 141         }
 142
 143         /* Allocate blocks to quota. */
 144         rc = dquot_alloc_block(ip, nxlen);
 145         if (rc) {
 146                 dbFree(ip, nxaddr, (s64) nxlen);
 147                 mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
 148                 return rc;
 149         }
 150
 151         /* determine the value of the extent flag */
 152         xflag = abnr ? XAD_NOTRECORDED : 0;
 153
 154         /* if we can extend the hint extent to cover the current request,
 155          * extend it.  otherwise, insert a new extent to
 156          * cover the current request.
 157          */
 158         if (xaddr && xaddr == nxaddr)
 159                 rc = xtExtend(0, ip, xoff, (int) nxlen, 0);
 160         else
 161                 rc = xtInsert(0, ip, xflag, xoff, (int) nxlen, &nxaddr, 0);
 162
 163         /* if the extend or insert failed,
 164          * free the newly allocated blocks and return the error.
 165          */
 166         if (rc) {
 167                 dbFree(ip, nxaddr, nxlen);
 168                 dquot_free_block(ip, nxlen);
 169                 mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
 170                 return (rc);
 171         }
 172
 173         /* set the results of the extent allocation */
 174         XADaddress(xp, nxaddr);
 175         XADlength(xp, nxlen);
 176         XADoffset(xp, xoff);
 177         xp->flag = xflag;
 178
 179         mark_inode_dirty(ip);
 180
 181         mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
 182         /*
 183          * COMMIT_SyncList flags an anonymous tlock on page that is on
 184          * sync list.
 185          * We need to commit the inode to get the page written disk.
 186          */
 187         if (test_and_clear_cflag(COMMIT_Synclist,ip))
 188                 jfs_commit_inode(ip, 0);
 189
 190         return (0);
 191 }
 192
 193
 194 #ifdef _NOTYET
 195 /*
 196  * NAME:        extRealloc()
 197  *
 198  * FUNCTION:    extend the allocation of a file extent containing a
 199  *              partial back last page.
 200  *
 201  * PARAMETERS:
 202  *      ip      - the inode of the file.
 203  *      cp      - cbuf for the partial backed last page.
 204  *      xlen    - request size of the resulting extent.
 205  *      xp      - pointer to an xad. on successful exit, the xad
 206  *                describes the newly allocated extent.
 207  *      abnr    - bool indicating whether the newly allocated extent
 208  *                should be marked as allocated but not recorded.
 209  *
 210  * RETURN VALUES:
 211  *      0       - success
 212  *      -EIO    - i/o error.
 213  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
 214  */
 215 int extRealloc(struct inode *ip, s64 nxlen, xad_t * xp, bool abnr)
 216 {
 217         struct super_block *sb = ip->i_sb;
 218         s64 xaddr, xlen, nxaddr, delta, xoff;
 219         s64 ntail, nextend, ninsert;
 220         int rc, nbperpage = JFS_SBI(sb)->nbperpage;
 221         int xflag;
 222
 223         /* This blocks if we are low on resources */
 224         txBeginAnon(ip->i_sb);
 225
 226         mutex_lock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
 227         /* validate extent length */
 228         if (nxlen > MAXXLEN)
 229                 nxlen = MAXXLEN;
 230
 231         /* get the extend (partial) page's disk block address and
 232          * number of blocks.
 233          */
 234         xaddr = addressXAD(xp);
 235         xlen = lengthXAD(xp);
 236         xoff = offsetXAD(xp);
 237
 238         /* if the extend page is abnr and if the request is for
 239          * the extent to be allocated and recorded,
 240          * make the page allocated and recorded.
 241          */
 242         if ((xp->flag & XAD_NOTRECORDED) && !abnr) {
 243                 xp->flag = 0;
 244                 if ((rc = xtUpdate(0, ip, xp)))
 245                         goto exit;
 246         }
 247
 248         /* try to allocated the request number of blocks for the
 249          * extent.  dbRealloc() first tries to satisfy the request
 250          * by extending the allocation in place. otherwise, it will
 251          * try to allocate a new set of blocks large enough for the
 252          * request.  in satisfying a request, dbReAlloc() may allocate
 253          * less than what was request but will always allocate enough
 254          * space as to satisfy the extend page.
 255          */
 256         if ((rc = extBrealloc(ip, xaddr, xlen, &nxlen, &nxaddr)))
 257                 goto exit;
 258
 259         /* Allocat blocks to quota. */
 260         rc = dquot_alloc_block(ip, nxlen);
 261         if (rc) {
 262                 dbFree(ip, nxaddr, (s64) nxlen);
 263                 mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
 264                 return rc;
 265         }
 266
 267         delta = nxlen - xlen;
 268
 269         /* check if the extend page is not abnr but the request is abnr
 270          * and the allocated disk space is for more than one page.  if this
 271          * is the case, there is a miss match of abnr between the extend page
 272          * and the one or more pages following the extend page.  as a result,
 273          * two extents will have to be manipulated. the first will be that
 274          * of the extent of the extend page and will be manipulated thru
 275          * an xtExtend() or an xtTailgate(), depending upon whether the
 276          * disk allocation occurred as an inplace extension.  the second
 277          * extent will be manipulated (created) through an xtInsert() and
 278          * will be for the pages following the extend page.
 279          */
 280         if (abnr && (!(xp->flag & XAD_NOTRECORDED)) && (nxlen > nbperpage)) {
 281                 ntail = nbperpage;
 282                 nextend = ntail - xlen;
 283                 ninsert = nxlen - nbperpage;
 284
 285                 xflag = XAD_NOTRECORDED;
 286         } else {
 287                 ntail = nxlen;
 288                 nextend = delta;
 289                 ninsert = 0;
 290
 291                 xflag = xp->flag;
 292         }
 293
 294         /* if we were able to extend the disk allocation in place,
 295          * extend the extent.  otherwise, move the extent to a
 296          * new disk location.
 297          */
 298         if (xaddr == nxaddr) {
 299                 /* extend the extent */
 300                 if ((rc = xtExtend(0, ip, xoff + xlen, (int) nextend, 0))) {
 301                         dbFree(ip, xaddr + xlen, delta);
 302                         dquot_free_block(ip, nxlen);
 303                         goto exit;
 304                 }
 305         } else {
 306                 /*
 307                  * move the extent to a new location:
 308                  *
 309                  * xtTailgate() accounts for relocated tail extent;
 310                  */
 311                 if ((rc = xtTailgate(0, ip, xoff, (int) ntail, nxaddr, 0))) {
 312                         dbFree(ip, nxaddr, nxlen);
 313                         dquot_free_block(ip, nxlen);
 314                         goto exit;
 315                 }
 316         }
 317
 318
 319         /* check if we need to also insert a new extent */
 320         if (ninsert) {
 321                 /* perform the insert.  if it fails, free the blocks
 322                  * to be inserted and make it appear that we only did
 323                  * the xtExtend() or xtTailgate() above.
 324                  */
 325                 xaddr = nxaddr + ntail;
 326                 if (xtInsert (0, ip, xflag, xoff + ntail, (int) ninsert,
 327                               &xaddr, 0)) {
 328                         dbFree(ip, xaddr, (s64) ninsert);
 329                         delta = nextend;
 330                         nxlen = ntail;
 331                         xflag = 0;
 332                 }
 333         }
 334
 335         /* set the return results */
 336         XADaddress(xp, nxaddr);
 337         XADlength(xp, nxlen);
 338         XADoffset(xp, xoff);
 339         xp->flag = xflag;
 340
 341         mark_inode_dirty(ip);
 342 exit:
 343         mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
 344         return (rc);
 345 }
 346 #endif                  /* _NOTYET */
 347
 348
 349 /*
 350  * NAME:        extHint()
 351  *
 352  * FUNCTION:    produce an extent allocation hint for a file offset.
 353  *
 354  * PARAMETERS:
 355  *      ip      - the inode of the file.
 356  *      offset  - file offset for which the hint is needed.
 357  *      xp      - pointer to the xad that is to be filled in with
 358  *                the hint.
 359  *
 360  * RETURN VALUES:
 361  *      0       - success
 362  *      -EIO    - i/o error.
 363  */
 364 int extHint(struct inode *ip, s64 offset, xad_t * xp)
 365 {
 366         struct super_block *sb = ip->i_sb;
 367         int nbperpage = JFS_SBI(sb)->nbperpage;
 368         s64 prev;
 369         int rc = 0;
 370         s64 xaddr;
 371         int xlen;
 372         int xflag;
 373
 374         /* init the hint as "no hint provided" */
 375         XADaddress(xp, 0);
 376
 377         /* determine the starting extent offset of the page previous
 378          * to the page containing the offset.
 379          */
 380         prev = ((offset & ~POFFSET) >> JFS_SBI(sb)->l2bsize) - nbperpage;
 381
 382         /* if the offset is in the first page of the file, no hint provided.
 383          */
 384         if (prev < 0)
 385                 goto out;
 386
 387         rc = xtLookup(ip, prev, nbperpage, &xflag, &xaddr, &xlen, 0);
 388
 389         if ((rc == 0) && xlen) {
 390                 if (xlen != nbperpage) {
 391                         jfs_error(ip->i_sb, "extHint: corrupt xtree");
 392                         rc = -EIO;
 393                 }
 394                 XADaddress(xp, xaddr);
 395                 XADlength(xp, xlen);
 396                 XADoffset(xp, prev);
 397                 /*
 398                  * only preserve the abnr flag within the xad flags
 399                  * of the returned hint.
 400                  */
 401                 xp->flag  = xflag & XAD_NOTRECORDED;
 402         } else
 403                 rc = 0;
 404
 405 out:
 406         return (rc);
 407 }
 408
 409
 410 /*
 411  * NAME:        extRecord()
 412  *
 413  * FUNCTION:    change a page with a file from not recorded to recorded.
 414  *
 415  * PARAMETERS:
 416  *      ip      - inode of the file.
 417  *      cp      - cbuf of the file page.
 418  *
 419  * RETURN VALUES:
 420  *      0       - success
 421  *      -EIO    - i/o error.
 422  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
 423  */
 424 int extRecord(struct inode *ip, xad_t * xp)
 425 {
 426         int rc;
 427
 428         txBeginAnon(ip->i_sb);
 429
 430         mutex_lock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
 431
 432         /* update the extent */
 433         rc = xtUpdate(0, ip, xp);
 434
 435         mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
 436         return rc;
 437 }
 438
 439
 440 #ifdef _NOTYET
 441 /*
 442  * NAME:        extFill()
 443  *
 444  * FUNCTION:    allocate disk space for a file page that represents
 445  *              a file hole.
 446  *
 447  * PARAMETERS:
 448  *      ip      - the inode of the file.
 449  *      cp      - cbuf of the file page represent the hole.
 450  *
 451  * RETURN VALUES:
 452  *      0       - success
 453  *      -EIO    - i/o error.
 454  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
 455  */
 456 int extFill(struct inode *ip, xad_t * xp)
 457 {
 458         int rc, nbperpage = JFS_SBI(ip->i_sb)->nbperpage;
 459         s64 blkno = offsetXAD(xp) >> ip->i_blkbits;
 460
 461 //      assert(ISSPARSE(ip));
 462
 463         /* initialize the extent allocation hint */
 464         XADaddress(xp, 0);
 465
 466         /* allocate an extent to fill the hole */
 467         if ((rc = extAlloc(ip, nbperpage, blkno, xp, false)))
 468                 return (rc);
 469
 470         assert(lengthPXD(xp) == nbperpage);
 471
 472         return (0);
 473 }
 474 #endif                  /* _NOTYET */
 475
 476
 477 /*
 478  * NAME:        extBalloc()
 479  *
 480  * FUNCTION:    allocate disk blocks to form an extent.
 481  *
 482  *              initially, we will try to allocate disk blocks for the
 483  *              requested size (nblocks).  if this fails (nblocks
 484  *              contiguous free blocks not available), we'll try to allocate
 485  *              a smaller number of blocks (producing a smaller extent), with
 486  *              this smaller number of blocks consisting of the requested
 487  *              number of blocks rounded down to the next smaller power of 2
 488  *              number (i.e. 16 -> 8).  we'll continue to round down and
 489  *              retry the allocation until the number of blocks to allocate
 490  *              is smaller than the number of blocks per page.
 491  *
 492  * PARAMETERS:
 493  *      ip       - the inode of the file.
 494  *      hint     - disk block number to be used as an allocation hint.
 495  *      *nblocks - pointer to an s64 value.  on entry, this value specifies
 496  *                 the desired number of block to be allocated. on successful
 497  *                 exit, this value is set to the number of blocks actually
 498  *                 allocated.
 499  *      blkno    - pointer to a block address that is filled in on successful
 500  *                 return with the starting block number of the newly
 501  *                 allocated block range.
 502  *
 503  * RETURN VALUES:
 504  *      0       - success
 505  *      -EIO    - i/o error.
 506  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
 507  */
 508 static int
 509 extBalloc(struct inode *ip, s64 hint, s64 * nblocks, s64 * blkno)
 510 {
 511         struct jfs_inode_info *ji = JFS_IP(ip);
 512         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ip->i_sb);
 513         s64 nb, nblks, daddr, max;
 514         int rc, nbperpage = sbi->nbperpage;
 515         struct bmap *bmp = sbi->bmap;
 516         int ag;
 517
 518         /* get the number of blocks to initially attempt to allocate.
 519          * we'll first try the number of blocks requested unless this
 520          * number is greater than the maximum number of contiguous free
 521          * blocks in the map. in that case, we'll start off with the
 522          * maximum free.
 523          */
 524         max = (s64) 1 << bmp->db_maxfreebud;
 525         if (*nblocks >= max && *nblocks > nbperpage)
 526                 nb = nblks = (max > nbperpage) ? max : nbperpage;
 527         else
 528                 nb = nblks = *nblocks;
 529
 530         /* try to allocate blocks */
 531         while ((rc = dbAlloc(ip, hint, nb, &daddr)) != 0) {
 532                 /* if something other than an out of space error,
 533                  * stop and return this error.
 534                  */
 535                 if (rc != -ENOSPC)
 536                         return (rc);
 537
 538                 /* decrease the allocation request size */
 539                 nb = min(nblks, extRoundDown(nb));
 540
 541                 /* give up if we cannot cover a page */
 542                 if (nb < nbperpage)
 543                         return (rc);
 544         }
 545
 546         *nblocks = nb;
 547         *blkno = daddr;
 548
 549         if (S_ISREG(ip->i_mode) && (ji->fileset == FILESYSTEM_I)) {
 550                 ag = BLKTOAG(daddr, sbi);
 551                 spin_lock_irq(&ji->ag_lock);
 552                 if (ji->active_ag == -1) {
 553                         atomic_inc(&bmp->db_active[ag]);
 554                         ji->active_ag = ag;
 555                 } else if (ji->active_ag != ag) {
 556                         atomic_dec(&bmp->db_active[ji->active_ag]);
 557                         atomic_inc(&bmp->db_active[ag]);
 558                         ji->active_ag = ag;
 559                 }
 560                 spin_unlock_irq(&ji->ag_lock);
 561         }
 562
 563         return (0);
 564 }
 565
 566
 567 #ifdef _NOTYET
 568 /*
 569  * NAME:        extBrealloc()
 570  *
 571  * FUNCTION:    attempt to extend an extent's allocation.
 572  *
 573  *              Initially, we will try to extend the extent's allocation
 574  *              in place.  If this fails, we'll try to move the extent
 575  *              to a new set of blocks.  If moving the extent, we initially
 576  *              will try to allocate disk blocks for the requested size
 577  *              (newnblks).  if this fails (new contiguous free blocks not
 578  *              available), we'll try to allocate a smaller number of
 579  *              blocks (producing a smaller extent), with this smaller
 580  *              number of blocks consisting of the requested number of
 581  *              blocks rounded down to the next smaller power of 2
 582  *              number (i.e. 16 -> 8).  We'll continue to round down and
 583  *              retry the allocation until the number of blocks to allocate
 584  *              is smaller than the number of blocks per page.
 585  *
 586  * PARAMETERS:
 587  *      ip       - the inode of the file.
 588  *      blkno    - starting block number of the extents current allocation.
 589  *      nblks    - number of blocks within the extents current allocation.
 590  *      newnblks - pointer to a s64 value.  on entry, this value is the
 591  *                 the new desired extent size (number of blocks).  on
 592  *                 successful exit, this value is set to the extent's actual
 593  *                 new size (new number of blocks).
 594  *      newblkno - the starting block number of the extents new allocation.
 595  *
 596  * RETURN VALUES:
 597  *      0       - success
 598  *      -EIO    - i/o error.
 599  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
 600  */
 601 static int
 602 extBrealloc(struct inode *ip,
 603             s64 blkno, s64 nblks, s64 * newnblks, s64 * newblkno)
 604 {
 605         int rc;
 606
 607         /* try to extend in place */
 608         if ((rc = dbExtend(ip, blkno, nblks, *newnblks - nblks)) == 0) {
 609                 *newblkno = blkno;
 610                 return (0);
 611         } else {
 612                 if (rc != -ENOSPC)
 613                         return (rc);
 614         }
 615
 616         /* in place extension not possible.
 617          * try to move the extent to a new set of blocks.
 618          */
 619         return (extBalloc(ip, blkno, newnblks, newblkno));
 620 }
 621 #endif                  /* _NOTYET */
 622
 623
 624 /*
 625  * NAME:        extRoundDown()
 626  *
 627  * FUNCTION:    round down a specified number of blocks to the next
 628  *              smallest power of 2 number.
 629  *
 630  * PARAMETERS:
 631  *      nb      - the inode of the file.
 632  *
 633  * RETURN VALUES:
 634  *      next smallest power of 2 number.
 635  */
 636 static s64 extRoundDown(s64 nb)
 637 {
 638         int i;
 639         u64 m, k;
 640
 641         for (i = 0, m = (u64) 1 << 63; i < 64; i++, m >>= 1) {
 642                 if (m & nb)
 643                         break;
 644         }
 645
 646         i = 63 - i;
 647         k = (u64) 1 << i;
 648         k = ((k - 1) & nb) ? k : k >> 1;
 649
 650         return (k);
 651 }