fs/nilfs2/alloc.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
   2 /*
   3  * NILFS dat/inode allocator
   4  *
   5  * Copyright (C) 2006-2008 Nippon Telegraph and Telephone Corporation.
   6  *
   7  * Originally written by Koji Sato.
   8  * Two allocators were unified by Ryusuke Konishi and Amagai Yoshiji.
   9  */
  10
  11 #include <linux/types.h>
  12 #include <linux/buffer_head.h>
  13 #include <linux/fs.h>
  14 #include <linux/bitops.h>
  15 #include <linux/slab.h>
  16 #include "mdt.h"
  17 #include "alloc.h"
  18
  19
  20 /**
  21  * nilfs_palloc_groups_per_desc_block - get the number of groups that a group
  22  *                                      descriptor block can maintain
  23  * @inode: inode of metadata file using this allocator
  24  */
  25 static inline unsigned long
  26 nilfs_palloc_groups_per_desc_block(const struct inode *inode)
  27 {
  28         return i_blocksize(inode) /
  29                 sizeof(struct nilfs_palloc_group_desc);
  30 }
  31
  32 /**
  33  * nilfs_palloc_groups_count - get maximum number of groups
  34  * @inode: inode of metadata file using this allocator
  35  */
  36 static inline unsigned long
  37 nilfs_palloc_groups_count(const struct inode *inode)
  38 {
  39         return 1UL << (BITS_PER_LONG - (inode->i_blkbits + 3 /* log2(8) */));
  40 }
  41
  42 /**
  43  * nilfs_palloc_init_blockgroup - initialize private variables for allocator
  44  * @inode: inode of metadata file using this allocator
  45  * @entry_size: size of the persistent object
  46  */
  47 int nilfs_palloc_init_blockgroup(struct inode *inode, unsigned int entry_size)
  48 {
  49         struct nilfs_mdt_info *mi = NILFS_MDT(inode);
  50
  51         mi->mi_bgl = kmalloc(sizeof(*mi->mi_bgl), GFP_NOFS);
  52         if (!mi->mi_bgl)
  53                 return -ENOMEM;
  54
  55         bgl_lock_init(mi->mi_bgl);
  56
  57         nilfs_mdt_set_entry_size(inode, entry_size, 0);
  58
  59         mi->mi_blocks_per_group =
  60                 DIV_ROUND_UP(nilfs_palloc_entries_per_group(inode),
  61                              mi->mi_entries_per_block) + 1;
  62                 /*
  63                  * Number of blocks in a group including entry blocks
  64                  * and a bitmap block
  65                  */
  66         mi->mi_blocks_per_desc_block =
  67                 nilfs_palloc_groups_per_desc_block(inode) *
  68                 mi->mi_blocks_per_group + 1;
  69                 /*
  70                  * Number of blocks per descriptor including the
  71                  * descriptor block
  72                  */
  73         return 0;
  74 }
  75
  76 /**
  77  * nilfs_palloc_group - get group number and offset from an entry number
  78  * @inode: inode of metadata file using this allocator
  79  * @nr: serial number of the entry (e.g. inode number)
  80  * @offset: pointer to store offset number in the group
  81  */
  82 static unsigned long nilfs_palloc_group(const struct inode *inode, __u64 nr,
  83                                         unsigned long *offset)
  84 {
  85         __u64 group = nr;
  86
  87         *offset = do_div(group, nilfs_palloc_entries_per_group(inode));
  88         return group;
  89 }
  90
  91 /**
  92  * nilfs_palloc_desc_blkoff - get block offset of a group descriptor block
  93  * @inode: inode of metadata file using this allocator
  94  * @group: group number
  95  *
  96  * nilfs_palloc_desc_blkoff() returns block offset of the descriptor
  97  * block which contains a descriptor of the specified group.
  98  */
  99 static unsigned long
 100 nilfs_palloc_desc_blkoff(const struct inode *inode, unsigned long group)
 101 {
 102         unsigned long desc_block =
 103                 group / nilfs_palloc_groups_per_desc_block(inode);
 104         return desc_block * NILFS_MDT(inode)->mi_blocks_per_desc_block;
 105 }
 106
 107 /**
 108  * nilfs_palloc_bitmap_blkoff - get block offset of a bitmap block
 109  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 110  * @group: group number
 111  *
 112  * nilfs_palloc_bitmap_blkoff() returns block offset of the bitmap
 113  * block used to allocate/deallocate entries in the specified group.
 114  */
 115 static unsigned long
 116 nilfs_palloc_bitmap_blkoff(const struct inode *inode, unsigned long group)
 117 {
 118         unsigned long desc_offset =
 119                 group % nilfs_palloc_groups_per_desc_block(inode);
 120         return nilfs_palloc_desc_blkoff(inode, group) + 1 +
 121                 desc_offset * NILFS_MDT(inode)->mi_blocks_per_group;
 122 }
 123
 124 /**
 125  * nilfs_palloc_group_desc_nfrees - get the number of free entries in a group
 126  * @desc: pointer to descriptor structure for the group
 127  * @lock: spin lock protecting @desc
 128  */
 129 static unsigned long
 130 nilfs_palloc_group_desc_nfrees(const struct nilfs_palloc_group_desc *desc,
 131                                spinlock_t *lock)
 132 {
 133         unsigned long nfree;
 134
 135         spin_lock(lock);
 136         nfree = le32_to_cpu(desc->pg_nfrees);
 137         spin_unlock(lock);
 138         return nfree;
 139 }
 140
 141 /**
 142  * nilfs_palloc_group_desc_add_entries - adjust count of free entries
 143  * @desc: pointer to descriptor structure for the group
 144  * @lock: spin lock protecting @desc
 145  * @n: delta to be added
 146  */
 147 static u32
 148 nilfs_palloc_group_desc_add_entries(struct nilfs_palloc_group_desc *desc,
 149                                     spinlock_t *lock, u32 n)
 150 {
 151         u32 nfree;
 152
 153         spin_lock(lock);
 154         le32_add_cpu(&desc->pg_nfrees, n);
 155         nfree = le32_to_cpu(desc->pg_nfrees);
 156         spin_unlock(lock);
 157         return nfree;
 158 }
 159
 160 /**
 161  * nilfs_palloc_entry_blkoff - get block offset of an entry block
 162  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 163  * @nr: serial number of the entry (e.g. inode number)
 164  */
 165 static unsigned long
 166 nilfs_palloc_entry_blkoff(const struct inode *inode, __u64 nr)
 167 {
 168         unsigned long group, group_offset;
 169
 170         group = nilfs_palloc_group(inode, nr, &group_offset);
 171
 172         return nilfs_palloc_bitmap_blkoff(inode, group) + 1 +
 173                 group_offset / NILFS_MDT(inode)->mi_entries_per_block;
 174 }
 175
 176 /**
 177  * nilfs_palloc_desc_block_init - initialize buffer of a group descriptor block
 178  * @inode: inode of metadata file
 179  * @bh: buffer head of the buffer to be initialized
 180  * @kaddr: kernel address mapped for the page including the buffer
 181  */
 182 static void nilfs_palloc_desc_block_init(struct inode *inode,
 183                                          struct buffer_head *bh, void *kaddr)
 184 {
 185         struct nilfs_palloc_group_desc *desc = kaddr + bh_offset(bh);
 186         unsigned long n = nilfs_palloc_groups_per_desc_block(inode);
 187         __le32 nfrees;
 188
 189         nfrees = cpu_to_le32(nilfs_palloc_entries_per_group(inode));
 190         while (n-- > 0) {
 191                 desc->pg_nfrees = nfrees;
 192                 desc++;
 193         }
 194 }
 195
 196 static int nilfs_palloc_get_block(struct inode *inode, unsigned long blkoff,
 197                                   int create,
 198                                   void (*init_block)(struct inode *,
 199                                                      struct buffer_head *,
 200                                                      void *),
 201                                   struct buffer_head **bhp,
 202                                   struct nilfs_bh_assoc *prev,
 203                                   spinlock_t *lock)
 204 {
 205         int ret;
 206
 207         spin_lock(lock);
 208         if (prev->bh && blkoff == prev->blkoff &&
 209             likely(buffer_uptodate(prev->bh))) {
 210                 get_bh(prev->bh);
 211                 *bhp = prev->bh;
 212                 spin_unlock(lock);
 213                 return 0;
 214         }
 215         spin_unlock(lock);
 216
 217         ret = nilfs_mdt_get_block(inode, blkoff, create, init_block, bhp);
 218         if (!ret) {
 219                 spin_lock(lock);
 220                 /*
 221                  * The following code must be safe for change of the
 222                  * cache contents during the get block call.
 223                  */
 224                 brelse(prev->bh);
 225                 get_bh(*bhp);
 226                 prev->bh = *bhp;
 227                 prev->blkoff = blkoff;
 228                 spin_unlock(lock);
 229         }
 230         return ret;
 231 }
 232
 233 /**
 234  * nilfs_palloc_delete_block - delete a block on the persistent allocator file
 235  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 236  * @blkoff: block offset
 237  * @prev: nilfs_bh_assoc struct of the last used buffer
 238  * @lock: spin lock protecting @prev
 239  */
 240 static int nilfs_palloc_delete_block(struct inode *inode, unsigned long blkoff,
 241                                      struct nilfs_bh_assoc *prev,
 242                                      spinlock_t *lock)
 243 {
 244         spin_lock(lock);
 245         if (prev->bh && blkoff == prev->blkoff) {
 246                 brelse(prev->bh);
 247                 prev->bh = NULL;
 248         }
 249         spin_unlock(lock);
 250         return nilfs_mdt_delete_block(inode, blkoff);
 251 }
 252
 253 /**
 254  * nilfs_palloc_get_desc_block - get buffer head of a group descriptor block
 255  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 256  * @group: group number
 257  * @create: create flag
 258  * @bhp: pointer to store the resultant buffer head
 259  */
 260 static int nilfs_palloc_get_desc_block(struct inode *inode,
 261                                        unsigned long group,
 262                                        int create, struct buffer_head **bhp)
 263 {
 264         struct nilfs_palloc_cache *cache = NILFS_MDT(inode)->mi_palloc_cache;
 265
 266         return nilfs_palloc_get_block(inode,
 267                                       nilfs_palloc_desc_blkoff(inode, group),
 268                                       create, nilfs_palloc_desc_block_init,
 269                                       bhp, &cache->prev_desc, &cache->lock);
 270 }
 271
 272 /**
 273  * nilfs_palloc_get_bitmap_block - get buffer head of a bitmap block
 274  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 275  * @group: group number
 276  * @create: create flag
 277  * @bhp: pointer to store the resultant buffer head
 278  */
 279 static int nilfs_palloc_get_bitmap_block(struct inode *inode,
 280                                          unsigned long group,
 281                                          int create, struct buffer_head **bhp)
 282 {
 283         struct nilfs_palloc_cache *cache = NILFS_MDT(inode)->mi_palloc_cache;
 284
 285         return nilfs_palloc_get_block(inode,
 286                                       nilfs_palloc_bitmap_blkoff(inode, group),
 287                                       create, NULL, bhp,
 288                                       &cache->prev_bitmap, &cache->lock);
 289 }
 290
 291 /**
 292  * nilfs_palloc_delete_bitmap_block - delete a bitmap block
 293  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 294  * @group: group number
 295  */
 296 static int nilfs_palloc_delete_bitmap_block(struct inode *inode,
 297                                             unsigned long group)
 298 {
 299         struct nilfs_palloc_cache *cache = NILFS_MDT(inode)->mi_palloc_cache;
 300
 301         return nilfs_palloc_delete_block(inode,
 302                                          nilfs_palloc_bitmap_blkoff(inode,
 303                                                                     group),
 304                                          &cache->prev_bitmap, &cache->lock);
 305 }
 306
 307 /**
 308  * nilfs_palloc_get_entry_block - get buffer head of an entry block
 309  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 310  * @nr: serial number of the entry (e.g. inode number)
 311  * @create: create flag
 312  * @bhp: pointer to store the resultant buffer head
 313  */
 314 int nilfs_palloc_get_entry_block(struct inode *inode, __u64 nr,
 315                                  int create, struct buffer_head **bhp)
 316 {
 317         struct nilfs_palloc_cache *cache = NILFS_MDT(inode)->mi_palloc_cache;
 318
 319         return nilfs_palloc_get_block(inode,
 320                                       nilfs_palloc_entry_blkoff(inode, nr),
 321                                       create, NULL, bhp,
 322                                       &cache->prev_entry, &cache->lock);
 323 }
 324
 325 /**
 326  * nilfs_palloc_delete_entry_block - delete an entry block
 327  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 328  * @nr: serial number of the entry
 329  */
 330 static int nilfs_palloc_delete_entry_block(struct inode *inode, __u64 nr)
 331 {
 332         struct nilfs_palloc_cache *cache = NILFS_MDT(inode)->mi_palloc_cache;
 333
 334         return nilfs_palloc_delete_block(inode,
 335                                          nilfs_palloc_entry_blkoff(inode, nr),
 336                                          &cache->prev_entry, &cache->lock);
 337 }
 338
 339 /**
 340  * nilfs_palloc_block_get_group_desc - get kernel address of a group descriptor
 341  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 342  * @group: group number
 343  * @bh: buffer head of the buffer storing the group descriptor block
 344  * @kaddr: kernel address mapped for the page including the buffer
 345  */
 346 static struct nilfs_palloc_group_desc *
 347 nilfs_palloc_block_get_group_desc(const struct inode *inode,
 348                                   unsigned long group,
 349                                   const struct buffer_head *bh, void *kaddr)
 350 {
 351         return (struct nilfs_palloc_group_desc *)(kaddr + bh_offset(bh)) +
 352                 group % nilfs_palloc_groups_per_desc_block(inode);
 353 }
 354
 355 /**
 356  * nilfs_palloc_block_get_entry - get kernel address of an entry
 357  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 358  * @nr: serial number of the entry (e.g. inode number)
 359  * @bh: buffer head of the buffer storing the entry block
 360  * @kaddr: kernel address mapped for the page including the buffer
 361  */
 362 void *nilfs_palloc_block_get_entry(const struct inode *inode, __u64 nr,
 363                                    const struct buffer_head *bh, void *kaddr)
 364 {
 365         unsigned long entry_offset, group_offset;
 366
 367         nilfs_palloc_group(inode, nr, &group_offset);
 368         entry_offset = group_offset % NILFS_MDT(inode)->mi_entries_per_block;
 369
 370         return kaddr + bh_offset(bh) +
 371                 entry_offset * NILFS_MDT(inode)->mi_entry_size;
 372 }
 373
 374 /**
 375  * nilfs_palloc_find_available_slot - find available slot in a group
 376  * @bitmap: bitmap of the group
 377  * @target: offset number of an entry in the group (start point)
 378  * @bsize: size in bits
 379  * @lock: spin lock protecting @bitmap
 380  */
 381 static int nilfs_palloc_find_available_slot(unsigned char *bitmap,
 382                                             unsigned long target,
 383                                             unsigned int bsize,
 384                                             spinlock_t *lock)
 385 {
 386         int pos, end = bsize;
 387
 388         if (likely(target < bsize)) {
 389                 pos = target;
 390                 do {
 391                         pos = nilfs_find_next_zero_bit(bitmap, end, pos);
 392                         if (pos >= end)
 393                                 break;
 394                         if (!nilfs_set_bit_atomic(lock, pos, bitmap))
 395                                 return pos;
 396                 } while (++pos < end);
 397
 398                 end = target;
 399         }
 400
 401         /* wrap around */
 402         for (pos = 0; pos < end; pos++) {
 403                 pos = nilfs_find_next_zero_bit(bitmap, end, pos);
 404                 if (pos >= end)
 405                         break;
 406                 if (!nilfs_set_bit_atomic(lock, pos, bitmap))
 407                         return pos;
 408         }
 409
 410         return -ENOSPC;
 411 }
 412
 413 /**
 414  * nilfs_palloc_rest_groups_in_desc_block - get the remaining number of groups
 415  *                                          in a group descriptor block
 416  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 417  * @curr: current group number
 418  * @max: maximum number of groups
 419  */
 420 static unsigned long
 421 nilfs_palloc_rest_groups_in_desc_block(const struct inode *inode,
 422                                        unsigned long curr, unsigned long max)
 423 {
 424         return min_t(unsigned long,
 425                      nilfs_palloc_groups_per_desc_block(inode) -
 426                      curr % nilfs_palloc_groups_per_desc_block(inode),
 427                      max - curr + 1);
 428 }
 429
 430 /**
 431  * nilfs_palloc_count_desc_blocks - count descriptor blocks number
 432  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 433  * @desc_blocks: descriptor blocks number [out]
 434  */
 435 static int nilfs_palloc_count_desc_blocks(struct inode *inode,
 436                                             unsigned long *desc_blocks)
 437 {
 438         __u64 blknum;
 439         int ret;
 440
 441         ret = nilfs_bmap_last_key(NILFS_I(inode)->i_bmap, &blknum);
 442         if (likely(!ret))
 443                 *desc_blocks = DIV_ROUND_UP(
 444                         (unsigned long)blknum,
 445                         NILFS_MDT(inode)->mi_blocks_per_desc_block);
 446         return ret;
 447 }
 448
 449 /**
 450  * nilfs_palloc_mdt_file_can_grow - check potential opportunity for
 451  *                                      MDT file growing
 452  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 453  * @desc_blocks: known current descriptor blocks count
 454  */
 455 static inline bool nilfs_palloc_mdt_file_can_grow(struct inode *inode,
 456                                                     unsigned long desc_blocks)
 457 {
 458         return (nilfs_palloc_groups_per_desc_block(inode) * desc_blocks) <
 459                         nilfs_palloc_groups_count(inode);
 460 }
 461
 462 /**
 463  * nilfs_palloc_count_max_entries - count max number of entries that can be
 464  *                                      described by descriptor blocks count
 465  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 466  * @nused: current number of used entries
 467  * @nmaxp: max number of entries [out]
 468  */
 469 int nilfs_palloc_count_max_entries(struct inode *inode, u64 nused, u64 *nmaxp)
 470 {
 471         unsigned long desc_blocks = 0;
 472         u64 entries_per_desc_block, nmax;
 473         int err;
 474
 475         err = nilfs_palloc_count_desc_blocks(inode, &desc_blocks);
 476         if (unlikely(err))
 477                 return err;
 478
 479         entries_per_desc_block = (u64)nilfs_palloc_entries_per_group(inode) *
 480                                 nilfs_palloc_groups_per_desc_block(inode);
 481         nmax = entries_per_desc_block * desc_blocks;
 482
 483         if (nused == nmax &&
 484                         nilfs_palloc_mdt_file_can_grow(inode, desc_blocks))
 485                 nmax += entries_per_desc_block;
 486
 487         if (nused > nmax)
 488                 return -ERANGE;
 489
 490         *nmaxp = nmax;
 491         return 0;
 492 }
 493
 494 /**
 495  * nilfs_palloc_prepare_alloc_entry - prepare to allocate a persistent object
 496  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 497  * @req: nilfs_palloc_req structure exchanged for the allocation
 498  */
 499 int nilfs_palloc_prepare_alloc_entry(struct inode *inode,
 500                                      struct nilfs_palloc_req *req)
 501 {
 502         struct buffer_head *desc_bh, *bitmap_bh;
 503         struct nilfs_palloc_group_desc *desc;
 504         unsigned char *bitmap;
 505         void *desc_kaddr, *bitmap_kaddr;
 506         unsigned long group, maxgroup, ngroups;
 507         unsigned long group_offset, maxgroup_offset;
 508         unsigned long n, entries_per_group;
 509         unsigned long i, j;
 510         spinlock_t *lock;
 511         int pos, ret;
 512
 513         ngroups = nilfs_palloc_groups_count(inode);
 514         maxgroup = ngroups - 1;
 515         group = nilfs_palloc_group(inode, req->pr_entry_nr, &group_offset);
 516         entries_per_group = nilfs_palloc_entries_per_group(inode);
 517
 518         for (i = 0; i < ngroups; i += n) {
 519                 if (group >= ngroups) {
 520                         /* wrap around */
 521                         group = 0;
 522                         maxgroup = nilfs_palloc_group(inode, req->pr_entry_nr,
 523                                                       &maxgroup_offset) - 1;
 524                 }
 525                 ret = nilfs_palloc_get_desc_block(inode, group, 1, &desc_bh);
 526                 if (ret < 0)
 527                         return ret;
 528                 desc_kaddr = kmap(desc_bh->b_page);
 529                 desc = nilfs_palloc_block_get_group_desc(
 530                         inode, group, desc_bh, desc_kaddr);
 531                 n = nilfs_palloc_rest_groups_in_desc_block(inode, group,
 532                                                            maxgroup);
 533                 for (j = 0; j < n; j++, desc++, group++) {
 534                         lock = nilfs_mdt_bgl_lock(inode, group);
 535                         if (nilfs_palloc_group_desc_nfrees(desc, lock) > 0) {
 536                                 ret = nilfs_palloc_get_bitmap_block(
 537                                         inode, group, 1, &bitmap_bh);
 538                                 if (ret < 0)
 539                                         goto out_desc;
 540                                 bitmap_kaddr = kmap(bitmap_bh->b_page);
 541                                 bitmap = bitmap_kaddr + bh_offset(bitmap_bh);
 542                                 pos = nilfs_palloc_find_available_slot(
 543                                         bitmap, group_offset,
 544                                         entries_per_group, lock);
 545                                 if (pos >= 0) {
 546                                         /* found a free entry */
 547                                         nilfs_palloc_group_desc_add_entries(
 548                                                 desc, lock, -1);
 549                                         req->pr_entry_nr =
 550                                                 entries_per_group * group + pos;
 551                                         kunmap(desc_bh->b_page);
 552                                         kunmap(bitmap_bh->b_page);
 553
 554                                         req->pr_desc_bh = desc_bh;
 555                                         req->pr_bitmap_bh = bitmap_bh;
 556                                         return 0;
 557                                 }
 558                                 kunmap(bitmap_bh->b_page);
 559                                 brelse(bitmap_bh);
 560                         }
 561
 562                         group_offset = 0;
 563                 }
 564
 565                 kunmap(desc_bh->b_page);
 566                 brelse(desc_bh);
 567         }
 568
 569         /* no entries left */
 570         return -ENOSPC;
 571
 572  out_desc:
 573         kunmap(desc_bh->b_page);
 574         brelse(desc_bh);
 575         return ret;
 576 }
 577
 578 /**
 579  * nilfs_palloc_commit_alloc_entry - finish allocation of a persistent object
 580  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 581  * @req: nilfs_palloc_req structure exchanged for the allocation
 582  */
 583 void nilfs_palloc_commit_alloc_entry(struct inode *inode,
 584                                      struct nilfs_palloc_req *req)
 585 {
 586         mark_buffer_dirty(req->pr_bitmap_bh);
 587         mark_buffer_dirty(req->pr_desc_bh);
 588         nilfs_mdt_mark_dirty(inode);
 589
 590         brelse(req->pr_bitmap_bh);
 591         brelse(req->pr_desc_bh);
 592 }
 593
 594 /**
 595  * nilfs_palloc_commit_free_entry - finish deallocating a persistent object
 596  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 597  * @req: nilfs_palloc_req structure exchanged for the removal
 598  */
 599 void nilfs_palloc_commit_free_entry(struct inode *inode,
 600                                     struct nilfs_palloc_req *req)
 601 {
 602         struct nilfs_palloc_group_desc *desc;
 603         unsigned long group, group_offset;
 604         unsigned char *bitmap;
 605         void *desc_kaddr, *bitmap_kaddr;
 606         spinlock_t *lock;
 607
 608         group = nilfs_palloc_group(inode, req->pr_entry_nr, &group_offset);
 609         desc_kaddr = kmap(req->pr_desc_bh->b_page);
 610         desc = nilfs_palloc_block_get_group_desc(inode, group,
 611                                                  req->pr_desc_bh, desc_kaddr);
 612         bitmap_kaddr = kmap(req->pr_bitmap_bh->b_page);
 613         bitmap = bitmap_kaddr + bh_offset(req->pr_bitmap_bh);
 614         lock = nilfs_mdt_bgl_lock(inode, group);
 615
 616         if (!nilfs_clear_bit_atomic(lock, group_offset, bitmap))
 617                 nilfs_warn(inode->i_sb,
 618                            "%s (ino=%lu): entry number %llu already freed",
 619                            __func__, inode->i_ino,
 620                            (unsigned long long)req->pr_entry_nr);
 621         else
 622                 nilfs_palloc_group_desc_add_entries(desc, lock, 1);
 623
 624         kunmap(req->pr_bitmap_bh->b_page);
 625         kunmap(req->pr_desc_bh->b_page);
 626
 627         mark_buffer_dirty(req->pr_desc_bh);
 628         mark_buffer_dirty(req->pr_bitmap_bh);
 629         nilfs_mdt_mark_dirty(inode);
 630
 631         brelse(req->pr_bitmap_bh);
 632         brelse(req->pr_desc_bh);
 633 }
 634
 635 /**
 636  * nilfs_palloc_abort_alloc_entry - cancel allocation of a persistent object
 637  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 638  * @req: nilfs_palloc_req structure exchanged for the allocation
 639  */
 640 void nilfs_palloc_abort_alloc_entry(struct inode *inode,
 641                                     struct nilfs_palloc_req *req)
 642 {
 643         struct nilfs_palloc_group_desc *desc;
 644         void *desc_kaddr, *bitmap_kaddr;
 645         unsigned char *bitmap;
 646         unsigned long group, group_offset;
 647         spinlock_t *lock;
 648
 649         group = nilfs_palloc_group(inode, req->pr_entry_nr, &group_offset);
 650         desc_kaddr = kmap(req->pr_desc_bh->b_page);
 651         desc = nilfs_palloc_block_get_group_desc(inode, group,
 652                                                  req->pr_desc_bh, desc_kaddr);
 653         bitmap_kaddr = kmap(req->pr_bitmap_bh->b_page);
 654         bitmap = bitmap_kaddr + bh_offset(req->pr_bitmap_bh);
 655         lock = nilfs_mdt_bgl_lock(inode, group);
 656
 657         if (!nilfs_clear_bit_atomic(lock, group_offset, bitmap))
 658                 nilfs_warn(inode->i_sb,
 659                            "%s (ino=%lu): entry number %llu already freed",
 660                            __func__, inode->i_ino,
 661                            (unsigned long long)req->pr_entry_nr);
 662         else
 663                 nilfs_palloc_group_desc_add_entries(desc, lock, 1);
 664
 665         kunmap(req->pr_bitmap_bh->b_page);
 666         kunmap(req->pr_desc_bh->b_page);
 667
 668         brelse(req->pr_bitmap_bh);
 669         brelse(req->pr_desc_bh);
 670
 671         req->pr_entry_nr = 0;
 672         req->pr_bitmap_bh = NULL;
 673         req->pr_desc_bh = NULL;
 674 }
 675
 676 /**
 677  * nilfs_palloc_prepare_free_entry - prepare to deallocate a persistent object
 678  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 679  * @req: nilfs_palloc_req structure exchanged for the removal
 680  */
 681 int nilfs_palloc_prepare_free_entry(struct inode *inode,
 682                                     struct nilfs_palloc_req *req)
 683 {
 684         struct buffer_head *desc_bh, *bitmap_bh;
 685         unsigned long group, group_offset;
 686         int ret;
 687
 688         group = nilfs_palloc_group(inode, req->pr_entry_nr, &group_offset);
 689         ret = nilfs_palloc_get_desc_block(inode, group, 1, &desc_bh);
 690         if (ret < 0)
 691                 return ret;
 692         ret = nilfs_palloc_get_bitmap_block(inode, group, 1, &bitmap_bh);
 693         if (ret < 0) {
 694                 brelse(desc_bh);
 695                 return ret;
 696         }
 697
 698         req->pr_desc_bh = desc_bh;
 699         req->pr_bitmap_bh = bitmap_bh;
 700         return 0;
 701 }
 702
 703 /**
 704  * nilfs_palloc_abort_free_entry - cancel deallocating a persistent object
 705  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 706  * @req: nilfs_palloc_req structure exchanged for the removal
 707  */
 708 void nilfs_palloc_abort_free_entry(struct inode *inode,
 709                                    struct nilfs_palloc_req *req)
 710 {
 711         brelse(req->pr_bitmap_bh);
 712         brelse(req->pr_desc_bh);
 713
 714         req->pr_entry_nr = 0;
 715         req->pr_bitmap_bh = NULL;
 716         req->pr_desc_bh = NULL;
 717 }
 718
 719 /**
 720  * nilfs_palloc_freev - deallocate a set of persistent objects
 721  * @inode: inode of metadata file using this allocator
 722  * @entry_nrs: array of entry numbers to be deallocated
 723  * @nitems: number of entries stored in @entry_nrs
 724  */
 725 int nilfs_palloc_freev(struct inode *inode, __u64 *entry_nrs, size_t nitems)
 726 {
 727         struct buffer_head *desc_bh, *bitmap_bh;
 728         struct nilfs_palloc_group_desc *desc;
 729         unsigned char *bitmap;
 730         void *desc_kaddr, *bitmap_kaddr;
 731         unsigned long group, group_offset;
 732         __u64 group_min_nr, last_nrs[8];
 733         const unsigned long epg = nilfs_palloc_entries_per_group(inode);
 734         const unsigned int epb = NILFS_MDT(inode)->mi_entries_per_block;
 735         unsigned int entry_start, end, pos;
 736         spinlock_t *lock;
 737         int i, j, k, ret;
 738         u32 nfree;
 739
 740         for (i = 0; i < nitems; i = j) {
 741                 int change_group = false;
 742                 int nempties = 0, n = 0;
 743
 744                 group = nilfs_palloc_group(inode, entry_nrs[i], &group_offset);
 745                 ret = nilfs_palloc_get_desc_block(inode, group, 0, &desc_bh);
 746                 if (ret < 0)
 747                         return ret;
 748                 ret = nilfs_palloc_get_bitmap_block(inode, group, 0,
 749                                                     &bitmap_bh);
 750                 if (ret < 0) {
 751                         brelse(desc_bh);
 752                         return ret;
 753                 }
 754
 755                 /* Get the first entry number of the group */
 756                 group_min_nr = (__u64)group * epg;
 757
 758                 bitmap_kaddr = kmap(bitmap_bh->b_page);
 759                 bitmap = bitmap_kaddr + bh_offset(bitmap_bh);
 760                 lock = nilfs_mdt_bgl_lock(inode, group);
 761
 762                 j = i;
 763                 entry_start = rounddown(group_offset, epb);
 764                 do {
 765                         if (!nilfs_clear_bit_atomic(lock, group_offset,
 766                                                     bitmap)) {
 767                                 nilfs_warn(inode->i_sb,
 768                                            "%s (ino=%lu): entry number %llu already freed",
 769                                            __func__, inode->i_ino,
 770                                            (unsigned long long)entry_nrs[j]);
 771                         } else {
 772                                 n++;
 773                         }
 774
 775                         j++;
 776                         if (j >= nitems || entry_nrs[j] < group_min_nr ||
 777                             entry_nrs[j] >= group_min_nr + epg) {
 778                                 change_group = true;
 779                         } else {
 780                                 group_offset = entry_nrs[j] - group_min_nr;
 781                                 if (group_offset >= entry_start &&
 782                                     group_offset < entry_start + epb) {
 783                                         /* This entry is in the same block */
 784                                         continue;
 785                                 }
 786                         }
 787
 788                         /* Test if the entry block is empty or not */
 789                         end = entry_start + epb;
 790                         pos = nilfs_find_next_bit(bitmap, end, entry_start);
 791                         if (pos >= end) {
 792                                 last_nrs[nempties++] = entry_nrs[j - 1];
 793                                 if (nempties >= ARRAY_SIZE(last_nrs))
 794                                         break;
 795                         }
 796
 797                         if (change_group)
 798                                 break;
 799
 800                         /* Go on to the next entry block */
 801                         entry_start = rounddown(group_offset, epb);
 802                 } while (true);
 803
 804                 kunmap(bitmap_bh->b_page);
 805                 mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
 806                 brelse(bitmap_bh);
 807
 808                 for (k = 0; k < nempties; k++) {
 809                         ret = nilfs_palloc_delete_entry_block(inode,
 810                                                               last_nrs[k]);
 811                         if (ret && ret != -ENOENT)
 812                                 nilfs_warn(inode->i_sb,
 813                                            "error %d deleting block that object (entry=%llu, ino=%lu) belongs to",
 814                                            ret, (unsigned long long)last_nrs[k],
 815                                            inode->i_ino);
 816                 }
 817
 818                 desc_kaddr = kmap_atomic(desc_bh->b_page);
 819                 desc = nilfs_palloc_block_get_group_desc(
 820                         inode, group, desc_bh, desc_kaddr);
 821                 nfree = nilfs_palloc_group_desc_add_entries(desc, lock, n);
 822                 kunmap_atomic(desc_kaddr);
 823                 mark_buffer_dirty(desc_bh);
 824                 nilfs_mdt_mark_dirty(inode);
 825                 brelse(desc_bh);
 826
 827                 if (nfree == nilfs_palloc_entries_per_group(inode)) {
 828                         ret = nilfs_palloc_delete_bitmap_block(inode, group);
 829                         if (ret && ret != -ENOENT)
 830                                 nilfs_warn(inode->i_sb,
 831                                            "error %d deleting bitmap block of group=%lu, ino=%lu",
 832                                            ret, group, inode->i_ino);
 833                 }
 834         }
 835         return 0;
 836 }
 837
 838 void nilfs_palloc_setup_cache(struct inode *inode,
 839                               struct nilfs_palloc_cache *cache)
 840 {
 841         NILFS_MDT(inode)->mi_palloc_cache = cache;
 842         spin_lock_init(&cache->lock);
 843 }
 844
 845 void nilfs_palloc_clear_cache(struct inode *inode)
 846 {
 847         struct nilfs_palloc_cache *cache = NILFS_MDT(inode)->mi_palloc_cache;
 848
 849         spin_lock(&cache->lock);
 850         brelse(cache->prev_desc.bh);
 851         brelse(cache->prev_bitmap.bh);
 852         brelse(cache->prev_entry.bh);
 853         cache->prev_desc.bh = NULL;
 854         cache->prev_bitmap.bh = NULL;
 855         cache->prev_entry.bh = NULL;
 856         spin_unlock(&cache->lock);
 857 }
 858
 859 void nilfs_palloc_destroy_cache(struct inode *inode)
 860 {
 861         nilfs_palloc_clear_cache(inode);
 862         NILFS_MDT(inode)->mi_palloc_cache = NULL;
 863 }