Merge tag 'nfs-for-5.4-1' of git://git.linux-nfs.org/projects/anna/linux-nfs
[platform/kernel/linux-rpi.git] / fs / jfs / jfs_extent.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /*
3  *   Copyright (C) International Business Machines Corp., 2000-2004
4  */
5
6 #include <linux/fs.h>
7 #include <linux/quotaops.h>
8 #include "jfs_incore.h"
9 #include "jfs_inode.h"
10 #include "jfs_superblock.h"
11 #include "jfs_dmap.h"
12 #include "jfs_extent.h"
13 #include "jfs_debug.h"
14
15 /*
16  * forward references
17  */
18 static int extBalloc(struct inode *, s64, s64 *, s64 *);
19 #ifdef _NOTYET
20 static int extBrealloc(struct inode *, s64, s64, s64 *, s64 *);
21 #endif
22 static s64 extRoundDown(s64 nb);
23
24 #define DPD(a)          (printk("(a): %d\n",(a)))
25 #define DPC(a)          (printk("(a): %c\n",(a)))
26 #define DPL1(a)                                 \
27 {                                               \
28         if ((a) >> 32)                          \
29                 printk("(a): %x%08x  ",(a));    \
30         else                                    \
31                 printk("(a): %x  ",(a) << 32);  \
32 }
33 #define DPL(a)                                  \
34 {                                               \
35         if ((a) >> 32)                          \
36                 printk("(a): %x%08x\n",(a));    \
37         else                                    \
38                 printk("(a): %x\n",(a) << 32);  \
39 }
40
41 #define DPD1(a)         (printk("(a): %d  ",(a)))
42 #define DPX(a)          (printk("(a): %08x\n",(a)))
43 #define DPX1(a)         (printk("(a): %08x  ",(a)))
44 #define DPS(a)          (printk("%s\n",(a)))
45 #define DPE(a)          (printk("\nENTERING: %s\n",(a)))
46 #define DPE1(a)         (printk("\nENTERING: %s",(a)))
47 #define DPS1(a)         (printk("  %s  ",(a)))
48
49
50 /*
51  * NAME:        extAlloc()
52  *
53  * FUNCTION:    allocate an extent for a specified page range within a
54  *              file.
55  *
56  * PARAMETERS:
57  *      ip      - the inode of the file.
58  *      xlen    - requested extent length.
59  *      pno     - the starting page number with the file.
60  *      xp      - pointer to an xad.  on entry, xad describes an
61  *                extent that is used as an allocation hint if the
62  *                xaddr of the xad is non-zero.  on successful exit,
63  *                the xad describes the newly allocated extent.
64  *      abnr    - bool indicating whether the newly allocated extent
65  *                should be marked as allocated but not recorded.
66  *
67  * RETURN VALUES:
68  *      0       - success
69  *      -EIO    - i/o error.
70  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
71  */
72 int
73 extAlloc(struct inode *ip, s64 xlen, s64 pno, xad_t * xp, bool abnr)
74 {
75         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ip->i_sb);
76         s64 nxlen, nxaddr, xoff, hint, xaddr = 0;
77         int rc;
78         int xflag;
79
80         /* This blocks if we are low on resources */
81         txBeginAnon(ip->i_sb);
82
83         /* Avoid race with jfs_commit_inode() */
84         mutex_lock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
85
86         /* validate extent length */
87         if (xlen > MAXXLEN)
88                 xlen = MAXXLEN;
89
90         /* get the page's starting extent offset */
91         xoff = pno << sbi->l2nbperpage;
92
93         /* check if an allocation hint was provided */
94         if ((hint = addressXAD(xp))) {
95                 /* get the size of the extent described by the hint */
96                 nxlen = lengthXAD(xp);
97
98                 /* check if the hint is for the portion of the file
99                  * immediately previous to the current allocation
100                  * request and if hint extent has the same abnr
101                  * value as the current request.  if so, we can
102                  * extend the hint extent to include the current
103                  * extent if we can allocate the blocks immediately
104                  * following the hint extent.
105                  */
106                 if (offsetXAD(xp) + nxlen == xoff &&
107                     abnr == ((xp->flag & XAD_NOTRECORDED) ? true : false))
108                         xaddr = hint + nxlen;
109
110                 /* adjust the hint to the last block of the extent */
111                 hint += (nxlen - 1);
112         }
113
114         /* allocate the disk blocks for the extent.  initially, extBalloc()
115          * will try to allocate disk blocks for the requested size (xlen).
116          * if this fails (xlen contiguous free blocks not available), it'll
117          * try to allocate a smaller number of blocks (producing a smaller
118          * extent), with this smaller number of blocks consisting of the
119          * requested number of blocks rounded down to the next smaller
120          * power of 2 number (i.e. 16 -> 8).  it'll continue to round down
121          * and retry the allocation until the number of blocks to allocate
122          * is smaller than the number of blocks per page.
123          */
124         nxlen = xlen;
125         if ((rc = extBalloc(ip, hint ? hint : INOHINT(ip), &nxlen, &nxaddr))) {
126                 mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
127                 return (rc);
128         }
129
130         /* Allocate blocks to quota. */
131         rc = dquot_alloc_block(ip, nxlen);
132         if (rc) {
133                 dbFree(ip, nxaddr, (s64) nxlen);
134                 mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
135                 return rc;
136         }
137
138         /* determine the value of the extent flag */
139         xflag = abnr ? XAD_NOTRECORDED : 0;
140
141         /* if we can extend the hint extent to cover the current request,
142          * extend it.  otherwise, insert a new extent to
143          * cover the current request.
144          */
145         if (xaddr && xaddr == nxaddr)
146                 rc = xtExtend(0, ip, xoff, (int) nxlen, 0);
147         else
148                 rc = xtInsert(0, ip, xflag, xoff, (int) nxlen, &nxaddr, 0);
149
150         /* if the extend or insert failed,
151          * free the newly allocated blocks and return the error.
152          */
153         if (rc) {
154                 dbFree(ip, nxaddr, nxlen);
155                 dquot_free_block(ip, nxlen);
156                 mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
157                 return (rc);
158         }
159
160         /* set the results of the extent allocation */
161         XADaddress(xp, nxaddr);
162         XADlength(xp, nxlen);
163         XADoffset(xp, xoff);
164         xp->flag = xflag;
165
166         mark_inode_dirty(ip);
167
168         mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
169         /*
170          * COMMIT_SyncList flags an anonymous tlock on page that is on
171          * sync list.
172          * We need to commit the inode to get the page written disk.
173          */
174         if (test_and_clear_cflag(COMMIT_Synclist,ip))
175                 jfs_commit_inode(ip, 0);
176
177         return (0);
178 }
179
180
181 #ifdef _NOTYET
182 /*
183  * NAME:        extRealloc()
184  *
185  * FUNCTION:    extend the allocation of a file extent containing a
186  *              partial back last page.
187  *
188  * PARAMETERS:
189  *      ip      - the inode of the file.
190  *      cp      - cbuf for the partial backed last page.
191  *      xlen    - request size of the resulting extent.
192  *      xp      - pointer to an xad. on successful exit, the xad
193  *                describes the newly allocated extent.
194  *      abnr    - bool indicating whether the newly allocated extent
195  *                should be marked as allocated but not recorded.
196  *
197  * RETURN VALUES:
198  *      0       - success
199  *      -EIO    - i/o error.
200  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
201  */
202 int extRealloc(struct inode *ip, s64 nxlen, xad_t * xp, bool abnr)
203 {
204         struct super_block *sb = ip->i_sb;
205         s64 xaddr, xlen, nxaddr, delta, xoff;
206         s64 ntail, nextend, ninsert;
207         int rc, nbperpage = JFS_SBI(sb)->nbperpage;
208         int xflag;
209
210         /* This blocks if we are low on resources */
211         txBeginAnon(ip->i_sb);
212
213         mutex_lock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
214         /* validate extent length */
215         if (nxlen > MAXXLEN)
216                 nxlen = MAXXLEN;
217
218         /* get the extend (partial) page's disk block address and
219          * number of blocks.
220          */
221         xaddr = addressXAD(xp);
222         xlen = lengthXAD(xp);
223         xoff = offsetXAD(xp);
224
225         /* if the extend page is abnr and if the request is for
226          * the extent to be allocated and recorded,
227          * make the page allocated and recorded.
228          */
229         if ((xp->flag & XAD_NOTRECORDED) && !abnr) {
230                 xp->flag = 0;
231                 if ((rc = xtUpdate(0, ip, xp)))
232                         goto exit;
233         }
234
235         /* try to allocated the request number of blocks for the
236          * extent.  dbRealloc() first tries to satisfy the request
237          * by extending the allocation in place. otherwise, it will
238          * try to allocate a new set of blocks large enough for the
239          * request.  in satisfying a request, dbReAlloc() may allocate
240          * less than what was request but will always allocate enough
241          * space as to satisfy the extend page.
242          */
243         if ((rc = extBrealloc(ip, xaddr, xlen, &nxlen, &nxaddr)))
244                 goto exit;
245
246         /* Allocat blocks to quota. */
247         rc = dquot_alloc_block(ip, nxlen);
248         if (rc) {
249                 dbFree(ip, nxaddr, (s64) nxlen);
250                 mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
251                 return rc;
252         }
253
254         delta = nxlen - xlen;
255
256         /* check if the extend page is not abnr but the request is abnr
257          * and the allocated disk space is for more than one page.  if this
258          * is the case, there is a miss match of abnr between the extend page
259          * and the one or more pages following the extend page.  as a result,
260          * two extents will have to be manipulated. the first will be that
261          * of the extent of the extend page and will be manipulated thru
262          * an xtExtend() or an xtTailgate(), depending upon whether the
263          * disk allocation occurred as an inplace extension.  the second
264          * extent will be manipulated (created) through an xtInsert() and
265          * will be for the pages following the extend page.
266          */
267         if (abnr && (!(xp->flag & XAD_NOTRECORDED)) && (nxlen > nbperpage)) {
268                 ntail = nbperpage;
269                 nextend = ntail - xlen;
270                 ninsert = nxlen - nbperpage;
271
272                 xflag = XAD_NOTRECORDED;
273         } else {
274                 ntail = nxlen;
275                 nextend = delta;
276                 ninsert = 0;
277
278                 xflag = xp->flag;
279         }
280
281         /* if we were able to extend the disk allocation in place,
282          * extend the extent.  otherwise, move the extent to a
283          * new disk location.
284          */
285         if (xaddr == nxaddr) {
286                 /* extend the extent */
287                 if ((rc = xtExtend(0, ip, xoff + xlen, (int) nextend, 0))) {
288                         dbFree(ip, xaddr + xlen, delta);
289                         dquot_free_block(ip, nxlen);
290                         goto exit;
291                 }
292         } else {
293                 /*
294                  * move the extent to a new location:
295                  *
296                  * xtTailgate() accounts for relocated tail extent;
297                  */
298                 if ((rc = xtTailgate(0, ip, xoff, (int) ntail, nxaddr, 0))) {
299                         dbFree(ip, nxaddr, nxlen);
300                         dquot_free_block(ip, nxlen);
301                         goto exit;
302                 }
303         }
304
305
306         /* check if we need to also insert a new extent */
307         if (ninsert) {
308                 /* perform the insert.  if it fails, free the blocks
309                  * to be inserted and make it appear that we only did
310                  * the xtExtend() or xtTailgate() above.
311                  */
312                 xaddr = nxaddr + ntail;
313                 if (xtInsert (0, ip, xflag, xoff + ntail, (int) ninsert,
314                               &xaddr, 0)) {
315                         dbFree(ip, xaddr, (s64) ninsert);
316                         delta = nextend;
317                         nxlen = ntail;
318                         xflag = 0;
319                 }
320         }
321
322         /* set the return results */
323         XADaddress(xp, nxaddr);
324         XADlength(xp, nxlen);
325         XADoffset(xp, xoff);
326         xp->flag = xflag;
327
328         mark_inode_dirty(ip);
329 exit:
330         mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
331         return (rc);
332 }
333 #endif                  /* _NOTYET */
334
335
336 /*
337  * NAME:        extHint()
338  *
339  * FUNCTION:    produce an extent allocation hint for a file offset.
340  *
341  * PARAMETERS:
342  *      ip      - the inode of the file.
343  *      offset  - file offset for which the hint is needed.
344  *      xp      - pointer to the xad that is to be filled in with
345  *                the hint.
346  *
347  * RETURN VALUES:
348  *      0       - success
349  *      -EIO    - i/o error.
350  */
351 int extHint(struct inode *ip, s64 offset, xad_t * xp)
352 {
353         struct super_block *sb = ip->i_sb;
354         int nbperpage = JFS_SBI(sb)->nbperpage;
355         s64 prev;
356         int rc = 0;
357         s64 xaddr;
358         int xlen;
359         int xflag;
360
361         /* init the hint as "no hint provided" */
362         XADaddress(xp, 0);
363
364         /* determine the starting extent offset of the page previous
365          * to the page containing the offset.
366          */
367         prev = ((offset & ~POFFSET) >> JFS_SBI(sb)->l2bsize) - nbperpage;
368
369         /* if the offset is in the first page of the file, no hint provided.
370          */
371         if (prev < 0)
372                 goto out;
373
374         rc = xtLookup(ip, prev, nbperpage, &xflag, &xaddr, &xlen, 0);
375
376         if ((rc == 0) && xlen) {
377                 if (xlen != nbperpage) {
378                         jfs_error(ip->i_sb, "corrupt xtree\n");
379                         rc = -EIO;
380                 }
381                 XADaddress(xp, xaddr);
382                 XADlength(xp, xlen);
383                 XADoffset(xp, prev);
384                 /*
385                  * only preserve the abnr flag within the xad flags
386                  * of the returned hint.
387                  */
388                 xp->flag  = xflag & XAD_NOTRECORDED;
389         } else
390                 rc = 0;
391
392 out:
393         return (rc);
394 }
395
396
397 /*
398  * NAME:        extRecord()
399  *
400  * FUNCTION:    change a page with a file from not recorded to recorded.
401  *
402  * PARAMETERS:
403  *      ip      - inode of the file.
404  *      cp      - cbuf of the file page.
405  *
406  * RETURN VALUES:
407  *      0       - success
408  *      -EIO    - i/o error.
409  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
410  */
411 int extRecord(struct inode *ip, xad_t * xp)
412 {
413         int rc;
414
415         txBeginAnon(ip->i_sb);
416
417         mutex_lock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
418
419         /* update the extent */
420         rc = xtUpdate(0, ip, xp);
421
422         mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
423         return rc;
424 }
425
426
427 #ifdef _NOTYET
428 /*
429  * NAME:        extFill()
430  *
431  * FUNCTION:    allocate disk space for a file page that represents
432  *              a file hole.
433  *
434  * PARAMETERS:
435  *      ip      - the inode of the file.
436  *      cp      - cbuf of the file page represent the hole.
437  *
438  * RETURN VALUES:
439  *      0       - success
440  *      -EIO    - i/o error.
441  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
442  */
443 int extFill(struct inode *ip, xad_t * xp)
444 {
445         int rc, nbperpage = JFS_SBI(ip->i_sb)->nbperpage;
446         s64 blkno = offsetXAD(xp) >> ip->i_blkbits;
447
448 //      assert(ISSPARSE(ip));
449
450         /* initialize the extent allocation hint */
451         XADaddress(xp, 0);
452
453         /* allocate an extent to fill the hole */
454         if ((rc = extAlloc(ip, nbperpage, blkno, xp, false)))
455                 return (rc);
456
457         assert(lengthPXD(xp) == nbperpage);
458
459         return (0);
460 }
461 #endif                  /* _NOTYET */
462
463
464 /*
465  * NAME:        extBalloc()
466  *
467  * FUNCTION:    allocate disk blocks to form an extent.
468  *
469  *              initially, we will try to allocate disk blocks for the
470  *              requested size (nblocks).  if this fails (nblocks
471  *              contiguous free blocks not available), we'll try to allocate
472  *              a smaller number of blocks (producing a smaller extent), with
473  *              this smaller number of blocks consisting of the requested
474  *              number of blocks rounded down to the next smaller power of 2
475  *              number (i.e. 16 -> 8).  we'll continue to round down and
476  *              retry the allocation until the number of blocks to allocate
477  *              is smaller than the number of blocks per page.
478  *
479  * PARAMETERS:
480  *      ip       - the inode of the file.
481  *      hint     - disk block number to be used as an allocation hint.
482  *      *nblocks - pointer to an s64 value.  on entry, this value specifies
483  *                 the desired number of block to be allocated. on successful
484  *                 exit, this value is set to the number of blocks actually
485  *                 allocated.
486  *      blkno    - pointer to a block address that is filled in on successful
487  *                 return with the starting block number of the newly
488  *                 allocated block range.
489  *
490  * RETURN VALUES:
491  *      0       - success
492  *      -EIO    - i/o error.
493  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
494  */
495 static int
496 extBalloc(struct inode *ip, s64 hint, s64 * nblocks, s64 * blkno)
497 {
498         struct jfs_inode_info *ji = JFS_IP(ip);
499         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ip->i_sb);
500         s64 nb, nblks, daddr, max;
501         int rc, nbperpage = sbi->nbperpage;
502         struct bmap *bmp = sbi->bmap;
503         int ag;
504
505         /* get the number of blocks to initially attempt to allocate.
506          * we'll first try the number of blocks requested unless this
507          * number is greater than the maximum number of contiguous free
508          * blocks in the map. in that case, we'll start off with the
509          * maximum free.
510          */
511         max = (s64) 1 << bmp->db_maxfreebud;
512         if (*nblocks >= max && *nblocks > nbperpage)
513                 nb = nblks = (max > nbperpage) ? max : nbperpage;
514         else
515                 nb = nblks = *nblocks;
516
517         /* try to allocate blocks */
518         while ((rc = dbAlloc(ip, hint, nb, &daddr)) != 0) {
519                 /* if something other than an out of space error,
520                  * stop and return this error.
521                  */
522                 if (rc != -ENOSPC)
523                         return (rc);
524
525                 /* decrease the allocation request size */
526                 nb = min(nblks, extRoundDown(nb));
527
528                 /* give up if we cannot cover a page */
529                 if (nb < nbperpage)
530                         return (rc);
531         }
532
533         *nblocks = nb;
534         *blkno = daddr;
535
536         if (S_ISREG(ip->i_mode) && (ji->fileset == FILESYSTEM_I)) {
537                 ag = BLKTOAG(daddr, sbi);
538                 spin_lock_irq(&ji->ag_lock);
539                 if (ji->active_ag == -1) {
540                         atomic_inc(&bmp->db_active[ag]);
541                         ji->active_ag = ag;
542                 } else if (ji->active_ag != ag) {
543                         atomic_dec(&bmp->db_active[ji->active_ag]);
544                         atomic_inc(&bmp->db_active[ag]);
545                         ji->active_ag = ag;
546                 }
547                 spin_unlock_irq(&ji->ag_lock);
548         }
549
550         return (0);
551 }
552
553
554 #ifdef _NOTYET
555 /*
556  * NAME:        extBrealloc()
557  *
558  * FUNCTION:    attempt to extend an extent's allocation.
559  *
560  *              Initially, we will try to extend the extent's allocation
561  *              in place.  If this fails, we'll try to move the extent
562  *              to a new set of blocks.  If moving the extent, we initially
563  *              will try to allocate disk blocks for the requested size
564  *              (newnblks).  if this fails (new contiguous free blocks not
565  *              available), we'll try to allocate a smaller number of
566  *              blocks (producing a smaller extent), with this smaller
567  *              number of blocks consisting of the requested number of
568  *              blocks rounded down to the next smaller power of 2
569  *              number (i.e. 16 -> 8).  We'll continue to round down and
570  *              retry the allocation until the number of blocks to allocate
571  *              is smaller than the number of blocks per page.
572  *
573  * PARAMETERS:
574  *      ip       - the inode of the file.
575  *      blkno    - starting block number of the extents current allocation.
576  *      nblks    - number of blocks within the extents current allocation.
577  *      newnblks - pointer to a s64 value.  on entry, this value is the
578  *                 the new desired extent size (number of blocks).  on
579  *                 successful exit, this value is set to the extent's actual
580  *                 new size (new number of blocks).
581  *      newblkno - the starting block number of the extents new allocation.
582  *
583  * RETURN VALUES:
584  *      0       - success
585  *      -EIO    - i/o error.
586  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
587  */
588 static int
589 extBrealloc(struct inode *ip,
590             s64 blkno, s64 nblks, s64 * newnblks, s64 * newblkno)
591 {
592         int rc;
593
594         /* try to extend in place */
595         if ((rc = dbExtend(ip, blkno, nblks, *newnblks - nblks)) == 0) {
596                 *newblkno = blkno;
597                 return (0);
598         } else {
599                 if (rc != -ENOSPC)
600                         return (rc);
601         }
602
603         /* in place extension not possible.
604          * try to move the extent to a new set of blocks.
605          */
606         return (extBalloc(ip, blkno, newnblks, newblkno));
607 }
608 #endif                  /* _NOTYET */
609
610
611 /*
612  * NAME:        extRoundDown()
613  *
614  * FUNCTION:    round down a specified number of blocks to the next
615  *              smallest power of 2 number.
616  *
617  * PARAMETERS:
618  *      nb      - the inode of the file.
619  *
620  * RETURN VALUES:
621  *      next smallest power of 2 number.
622  */
623 static s64 extRoundDown(s64 nb)
624 {
625         int i;
626         u64 m, k;
627
628         for (i = 0, m = (u64) 1 << 63; i < 64; i++, m >>= 1) {
629                 if (m & nb)
630                         break;
631         }
632
633         i = 63 - i;
634         k = (u64) 1 << i;
635         k = ((k - 1) & nb) ? k : k >> 1;
636
637         return (k);
638 }