Merge tag 'modules-next-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / fs / ocfs2 / localalloc.c
1 /* -*- mode: c; c-basic-offset: 8; -*-
2  * vim: noexpandtab sw=8 ts=8 sts=0:
3  *
4  * localalloc.c
5  *
6  * Node local data allocation
7  *
8  * Copyright (C) 2002, 2004 Oracle.  All rights reserved.
9  *
10  * This program is free software; you can redistribute it and/or
11  * modify it under the terms of the GNU General Public
12  * License as published by the Free Software Foundation; either
13  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
14  *
15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
18  * General Public License for more details.
19  *
20  * You should have received a copy of the GNU General Public
21  * License along with this program; if not, write to the
22  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
23  * Boston, MA 021110-1307, USA.
24  */
25
26 #include <linux/fs.h>
27 #include <linux/types.h>
28 #include <linux/slab.h>
29 #include <linux/highmem.h>
30 #include <linux/bitops.h>
31
32 #include <cluster/masklog.h>
33
34 #include "ocfs2.h"
35
36 #include "alloc.h"
37 #include "blockcheck.h"
38 #include "dlmglue.h"
39 #include "inode.h"
40 #include "journal.h"
41 #include "localalloc.h"
42 #include "suballoc.h"
43 #include "super.h"
44 #include "sysfile.h"
45 #include "ocfs2_trace.h"
46
47 #include "buffer_head_io.h"
48
49 #define OCFS2_LOCAL_ALLOC(dinode)       (&((dinode)->id2.i_lab))
50
51 static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc);
52
53 static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
54                                              struct ocfs2_dinode *alloc,
55                                              u32 *numbits,
56                                              struct ocfs2_alloc_reservation *resv);
57
58 static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc);
59
60 static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
61                                     handle_t *handle,
62                                     struct ocfs2_dinode *alloc,
63                                     struct inode *main_bm_inode,
64                                     struct buffer_head *main_bm_bh);
65
66 static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
67                                                 struct ocfs2_alloc_context **ac,
68                                                 struct inode **bitmap_inode,
69                                                 struct buffer_head **bitmap_bh);
70
71 static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
72                                         handle_t *handle,
73                                         struct ocfs2_alloc_context *ac);
74
75 static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
76                                           struct inode *local_alloc_inode);
77
78 /*
79  * ocfs2_la_default_mb() - determine a default size, in megabytes of
80  * the local alloc.
81  *
82  * Generally, we'd like to pick as large a local alloc as
83  * possible. Performance on large workloads tends to scale
84  * proportionally to la size. In addition to that, the reservations
85  * code functions more efficiently as it can reserve more windows for
86  * write.
87  *
88  * Some things work against us when trying to choose a large local alloc:
89  *
90  * - We need to ensure our sizing is picked to leave enough space in
91  *   group descriptors for other allocations (such as block groups,
92  *   etc). Picking default sizes which are a multiple of 4 could help
93  *   - block groups are allocated in 2mb and 4mb chunks.
94  *
95  * - Likewise, we don't want to starve other nodes of bits on small
96  *   file systems. This can easily be taken care of by limiting our
97  *   default to a reasonable size (256M) on larger cluster sizes.
98  *
99  * - Some file systems can't support very large sizes - 4k and 8k in
100  *   particular are limited to less than 128 and 256 megabytes respectively.
101  *
102  * The following reference table shows group descriptor and local
103  * alloc maximums at various cluster sizes (4k blocksize)
104  *
105  * csize: 4K    group: 126M     la: 121M
106  * csize: 8K    group: 252M     la: 243M
107  * csize: 16K   group: 504M     la: 486M
108  * csize: 32K   group: 1008M    la: 972M
109  * csize: 64K   group: 2016M    la: 1944M
110  * csize: 128K  group: 4032M    la: 3888M
111  * csize: 256K  group: 8064M    la: 7776M
112  * csize: 512K  group: 16128M   la: 15552M
113  * csize: 1024K group: 32256M   la: 31104M
114  */
115 #define OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB 256
116 #define OCFS2_LA_OLD_DEFAULT    8
117 unsigned int ocfs2_la_default_mb(struct ocfs2_super *osb)
118 {
119         unsigned int la_mb;
120         unsigned int gd_mb;
121         unsigned int la_max_mb;
122         unsigned int megs_per_slot;
123         struct super_block *sb = osb->sb;
124
125         gd_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb,
126                 8 * ocfs2_group_bitmap_size(sb, 0, osb->s_feature_incompat));
127
128         /*
129          * This takes care of files systems with very small group
130          * descriptors - 512 byte blocksize at cluster sizes lower
131          * than 16K and also 1k blocksize with 4k cluster size.
132          */
133         if ((sb->s_blocksize == 512 && osb->s_clustersize <= 8192)
134             || (sb->s_blocksize == 1024 && osb->s_clustersize == 4096))
135                 return OCFS2_LA_OLD_DEFAULT;
136
137         /*
138          * Leave enough room for some block groups and make the final
139          * value we work from a multiple of 4.
140          */
141         gd_mb -= 16;
142         gd_mb &= 0xFFFFFFFB;
143
144         la_mb = gd_mb;
145
146         /*
147          * Keep window sizes down to a reasonable default
148          */
149         if (la_mb > OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB) {
150                 /*
151                  * Some clustersize / blocksize combinations will have
152                  * given us a larger than OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB
153                  * default size, but get poor distribution when
154                  * limited to exactly 256 megabytes.
155                  *
156                  * As an example, 16K clustersize at 4K blocksize
157                  * gives us a cluster group size of 504M. Paring the
158                  * local alloc size down to 256 however, would give us
159                  * only one window and around 200MB left in the
160                  * cluster group. Instead, find the first size below
161                  * 256 which would give us an even distribution.
162                  *
163                  * Larger cluster group sizes actually work out pretty
164                  * well when pared to 256, so we don't have to do this
165                  * for any group that fits more than two
166                  * OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB windows.
167                  */
168                 if (gd_mb > (2 * OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB))
169                         la_mb = 256;
170                 else {
171                         unsigned int gd_mult = gd_mb;
172
173                         while (gd_mult > 256)
174                                 gd_mult = gd_mult >> 1;
175
176                         la_mb = gd_mult;
177                 }
178         }
179
180         megs_per_slot = osb->osb_clusters_at_boot / osb->max_slots;
181         megs_per_slot = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb, megs_per_slot);
182         /* Too many nodes, too few disk clusters. */
183         if (megs_per_slot < la_mb)
184                 la_mb = megs_per_slot;
185
186         /* We can't store more bits than we can in a block. */
187         la_max_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb,
188                                                 ocfs2_local_alloc_size(sb) * 8);
189         if (la_mb > la_max_mb)
190                 la_mb = la_max_mb;
191
192         return la_mb;
193 }
194
195 void ocfs2_la_set_sizes(struct ocfs2_super *osb, int requested_mb)
196 {
197         struct super_block *sb = osb->sb;
198         unsigned int la_default_mb = ocfs2_la_default_mb(osb);
199         unsigned int la_max_mb;
200
201         la_max_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(sb,
202                                                 ocfs2_local_alloc_size(sb) * 8);
203
204         trace_ocfs2_la_set_sizes(requested_mb, la_max_mb, la_default_mb);
205
206         if (requested_mb == -1) {
207                 /* No user request - use defaults */
208                 osb->local_alloc_default_bits =
209                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, la_default_mb);
210         } else if (requested_mb > la_max_mb) {
211                 /* Request is too big, we give the maximum available */
212                 osb->local_alloc_default_bits =
213                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, la_max_mb);
214         } else {
215                 osb->local_alloc_default_bits =
216                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, requested_mb);
217         }
218
219         osb->local_alloc_bits = osb->local_alloc_default_bits;
220 }
221
222 static inline int ocfs2_la_state_enabled(struct ocfs2_super *osb)
223 {
224         return (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED ||
225                 osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_ENABLED);
226 }
227
228 void ocfs2_local_alloc_seen_free_bits(struct ocfs2_super *osb,
229                                       unsigned int num_clusters)
230 {
231         spin_lock(&osb->osb_lock);
232         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED ||
233             osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED)
234                 if (num_clusters >= osb->local_alloc_default_bits) {
235                         cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
236                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
237                 }
238         spin_unlock(&osb->osb_lock);
239 }
240
241 void ocfs2_la_enable_worker(struct work_struct *work)
242 {
243         struct ocfs2_super *osb =
244                 container_of(work, struct ocfs2_super,
245                              la_enable_wq.work);
246         spin_lock(&osb->osb_lock);
247         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
248         spin_unlock(&osb->osb_lock);
249 }
250
251 /*
252  * Tell us whether a given allocation should use the local alloc
253  * file. Otherwise, it has to go to the main bitmap.
254  *
255  * This function does semi-dirty reads of local alloc size and state!
256  * This is ok however, as the values are re-checked once under mutex.
257  */
258 int ocfs2_alloc_should_use_local(struct ocfs2_super *osb, u64 bits)
259 {
260         int ret = 0;
261         int la_bits;
262
263         spin_lock(&osb->osb_lock);
264         la_bits = osb->local_alloc_bits;
265
266         if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
267                 goto bail;
268
269         /* la_bits should be at least twice the size (in clusters) of
270          * a new block group. We want to be sure block group
271          * allocations go through the local alloc, so allow an
272          * allocation to take up to half the bitmap. */
273         if (bits > (la_bits / 2))
274                 goto bail;
275
276         ret = 1;
277 bail:
278         trace_ocfs2_alloc_should_use_local(
279              (unsigned long long)bits, osb->local_alloc_state, la_bits, ret);
280         spin_unlock(&osb->osb_lock);
281         return ret;
282 }
283
284 int ocfs2_load_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
285 {
286         int status = 0;
287         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
288         struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
289         u32 num_used;
290         struct inode *inode = NULL;
291         struct ocfs2_local_alloc *la;
292
293         if (osb->local_alloc_bits == 0)
294                 goto bail;
295
296         if (osb->local_alloc_bits >= osb->bitmap_cpg) {
297                 mlog(ML_NOTICE, "Requested local alloc window %d is larger "
298                      "than max possible %u. Using defaults.\n",
299                      osb->local_alloc_bits, (osb->bitmap_cpg - 1));
300                 osb->local_alloc_bits =
301                         ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb,
302                                                     ocfs2_la_default_mb(osb));
303         }
304
305         /* read the alloc off disk */
306         inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb, LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
307                                             osb->slot_num);
308         if (!inode) {
309                 status = -EINVAL;
310                 mlog_errno(status);
311                 goto bail;
312         }
313
314         status = ocfs2_read_inode_block_full(inode, &alloc_bh,
315                                              OCFS2_BH_IGNORE_CACHE);
316         if (status < 0) {
317                 mlog_errno(status);
318                 goto bail;
319         }
320
321         alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
322         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
323
324         if (!(le32_to_cpu(alloc->i_flags) &
325             (OCFS2_LOCAL_ALLOC_FL|OCFS2_BITMAP_FL))) {
326                 mlog(ML_ERROR, "Invalid local alloc inode, %llu\n",
327                      (unsigned long long)OCFS2_I(inode)->ip_blkno);
328                 status = -EINVAL;
329                 goto bail;
330         }
331
332         if ((la->la_size == 0) ||
333             (le16_to_cpu(la->la_size) > ocfs2_local_alloc_size(inode->i_sb))) {
334                 mlog(ML_ERROR, "Local alloc size is invalid (la_size = %u)\n",
335                      le16_to_cpu(la->la_size));
336                 status = -EINVAL;
337                 goto bail;
338         }
339
340         /* do a little verification. */
341         num_used = ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc);
342
343         /* hopefully the local alloc has always been recovered before
344          * we load it. */
345         if (num_used
346             || alloc->id1.bitmap1.i_used
347             || alloc->id1.bitmap1.i_total
348             || la->la_bm_off)
349                 mlog(ML_ERROR, "Local alloc hasn't been recovered!\n"
350                      "found = %u, set = %u, taken = %u, off = %u\n",
351                      num_used, le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
352                      le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
353                      OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off);
354
355         osb->local_alloc_bh = alloc_bh;
356         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
357
358 bail:
359         if (status < 0)
360                 brelse(alloc_bh);
361         if (inode)
362                 iput(inode);
363
364         trace_ocfs2_load_local_alloc(osb->local_alloc_bits);
365
366         if (status)
367                 mlog_errno(status);
368         return status;
369 }
370
371 /*
372  * return any unused bits to the bitmap and write out a clean
373  * local_alloc.
374  *
375  * local_alloc_bh is optional. If not passed, we will simply use the
376  * one off osb. If you do pass it however, be warned that it *will* be
377  * returned brelse'd and NULL'd out.*/
378 void ocfs2_shutdown_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
379 {
380         int status;
381         handle_t *handle;
382         struct inode *local_alloc_inode = NULL;
383         struct buffer_head *bh = NULL;
384         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
385         struct inode *main_bm_inode = NULL;
386         struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
387         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
388
389         cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
390         flush_workqueue(ocfs2_wq);
391
392         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_UNUSED)
393                 goto out;
394
395         local_alloc_inode =
396                 ocfs2_get_system_file_inode(osb,
397                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
398                                             osb->slot_num);
399         if (!local_alloc_inode) {
400                 status = -ENOENT;
401                 mlog_errno(status);
402                 goto out;
403         }
404
405         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
406
407         ocfs2_resmap_uninit(&osb->osb_la_resmap);
408
409         main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
410                                                     GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
411                                                     OCFS2_INVALID_SLOT);
412         if (!main_bm_inode) {
413                 status = -EINVAL;
414                 mlog_errno(status);
415                 goto out;
416         }
417
418         mutex_lock(&main_bm_inode->i_mutex);
419
420         status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
421         if (status < 0) {
422                 mlog_errno(status);
423                 goto out_mutex;
424         }
425
426         /* WINDOW_MOVE_CREDITS is a bit heavy... */
427         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
428         if (IS_ERR(handle)) {
429                 mlog_errno(PTR_ERR(handle));
430                 handle = NULL;
431                 goto out_unlock;
432         }
433
434         bh = osb->local_alloc_bh;
435         alloc = (struct ocfs2_dinode *) bh->b_data;
436
437         alloc_copy = kmalloc(bh->b_size, GFP_NOFS);
438         if (!alloc_copy) {
439                 status = -ENOMEM;
440                 goto out_commit;
441         }
442         memcpy(alloc_copy, alloc, bh->b_size);
443
444         status = ocfs2_journal_access_di(handle, INODE_CACHE(local_alloc_inode),
445                                          bh, OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
446         if (status < 0) {
447                 mlog_errno(status);
448                 goto out_commit;
449         }
450
451         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
452         ocfs2_journal_dirty(handle, bh);
453
454         brelse(bh);
455         osb->local_alloc_bh = NULL;
456         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_UNUSED;
457
458         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
459                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
460         if (status < 0)
461                 mlog_errno(status);
462
463 out_commit:
464         ocfs2_commit_trans(osb, handle);
465
466 out_unlock:
467         brelse(main_bm_bh);
468
469         ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
470
471 out_mutex:
472         mutex_unlock(&main_bm_inode->i_mutex);
473         iput(main_bm_inode);
474
475 out:
476         if (local_alloc_inode)
477                 iput(local_alloc_inode);
478
479         if (alloc_copy)
480                 kfree(alloc_copy);
481 }
482
483 /*
484  * We want to free the bitmap bits outside of any recovery context as
485  * we'll need a cluster lock to do so, but we must clear the local
486  * alloc before giving up the recovered nodes journal. To solve this,
487  * we kmalloc a copy of the local alloc before it's change for the
488  * caller to process with ocfs2_complete_local_alloc_recovery
489  */
490 int ocfs2_begin_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
491                                      int slot_num,
492                                      struct ocfs2_dinode **alloc_copy)
493 {
494         int status = 0;
495         struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
496         struct inode *inode = NULL;
497         struct ocfs2_dinode *alloc;
498
499         trace_ocfs2_begin_local_alloc_recovery(slot_num);
500
501         *alloc_copy = NULL;
502
503         inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
504                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
505                                             slot_num);
506         if (!inode) {
507                 status = -EINVAL;
508                 mlog_errno(status);
509                 goto bail;
510         }
511
512         mutex_lock(&inode->i_mutex);
513
514         status = ocfs2_read_inode_block_full(inode, &alloc_bh,
515                                              OCFS2_BH_IGNORE_CACHE);
516         if (status < 0) {
517                 mlog_errno(status);
518                 goto bail;
519         }
520
521         *alloc_copy = kmalloc(alloc_bh->b_size, GFP_KERNEL);
522         if (!(*alloc_copy)) {
523                 status = -ENOMEM;
524                 goto bail;
525         }
526         memcpy((*alloc_copy), alloc_bh->b_data, alloc_bh->b_size);
527
528         alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
529         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
530
531         ocfs2_compute_meta_ecc(osb->sb, alloc_bh->b_data, &alloc->i_check);
532         status = ocfs2_write_block(osb, alloc_bh, INODE_CACHE(inode));
533         if (status < 0)
534                 mlog_errno(status);
535
536 bail:
537         if ((status < 0) && (*alloc_copy)) {
538                 kfree(*alloc_copy);
539                 *alloc_copy = NULL;
540         }
541
542         brelse(alloc_bh);
543
544         if (inode) {
545                 mutex_unlock(&inode->i_mutex);
546                 iput(inode);
547         }
548
549         if (status)
550                 mlog_errno(status);
551         return status;
552 }
553
554 /*
555  * Step 2: By now, we've completed the journal recovery, we've stamped
556  * a clean local alloc on disk and dropped the node out of the
557  * recovery map. Dlm locks will no longer stall, so lets clear out the
558  * main bitmap.
559  */
560 int ocfs2_complete_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
561                                         struct ocfs2_dinode *alloc)
562 {
563         int status;
564         handle_t *handle;
565         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
566         struct inode *main_bm_inode;
567
568         main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
569                                                     GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
570                                                     OCFS2_INVALID_SLOT);
571         if (!main_bm_inode) {
572                 status = -EINVAL;
573                 mlog_errno(status);
574                 goto out;
575         }
576
577         mutex_lock(&main_bm_inode->i_mutex);
578
579         status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
580         if (status < 0) {
581                 mlog_errno(status);
582                 goto out_mutex;
583         }
584
585         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
586         if (IS_ERR(handle)) {
587                 status = PTR_ERR(handle);
588                 handle = NULL;
589                 mlog_errno(status);
590                 goto out_unlock;
591         }
592
593         /* we want the bitmap change to be recorded on disk asap */
594         handle->h_sync = 1;
595
596         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc,
597                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
598         if (status < 0)
599                 mlog_errno(status);
600
601         ocfs2_commit_trans(osb, handle);
602
603 out_unlock:
604         ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
605
606 out_mutex:
607         mutex_unlock(&main_bm_inode->i_mutex);
608
609         brelse(main_bm_bh);
610
611         iput(main_bm_inode);
612
613 out:
614         if (!status)
615                 ocfs2_init_steal_slots(osb);
616         if (status)
617                 mlog_errno(status);
618         return status;
619 }
620
621 /*
622  * make sure we've got at least bits_wanted contiguous bits in the
623  * local alloc. You lose them when you drop i_mutex.
624  *
625  * We will add ourselves to the transaction passed in, but may start
626  * our own in order to shift windows.
627  */
628 int ocfs2_reserve_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
629                                    u32 bits_wanted,
630                                    struct ocfs2_alloc_context *ac)
631 {
632         int status;
633         struct ocfs2_dinode *alloc;
634         struct inode *local_alloc_inode;
635         unsigned int free_bits;
636
637         BUG_ON(!ac);
638
639         local_alloc_inode =
640                 ocfs2_get_system_file_inode(osb,
641                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
642                                             osb->slot_num);
643         if (!local_alloc_inode) {
644                 status = -ENOENT;
645                 mlog_errno(status);
646                 goto bail;
647         }
648
649         mutex_lock(&local_alloc_inode->i_mutex);
650
651         /*
652          * We must double check state and allocator bits because
653          * another process may have changed them while holding i_mutex.
654          */
655         spin_lock(&osb->osb_lock);
656         if (!ocfs2_la_state_enabled(osb) ||
657             (bits_wanted > osb->local_alloc_bits)) {
658                 spin_unlock(&osb->osb_lock);
659                 status = -ENOSPC;
660                 goto bail;
661         }
662         spin_unlock(&osb->osb_lock);
663
664         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
665
666 #ifdef CONFIG_OCFS2_DEBUG_FS
667         if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) !=
668             ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc)) {
669                 ocfs2_error(osb->sb, "local alloc inode %llu says it has "
670                             "%u free bits, but a count shows %u",
671                             (unsigned long long)le64_to_cpu(alloc->i_blkno),
672                             le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
673                             ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc));
674                 status = -EIO;
675                 goto bail;
676         }
677 #endif
678
679         free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
680                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
681         if (bits_wanted > free_bits) {
682                 /* uhoh, window change time. */
683                 status =
684                         ocfs2_local_alloc_slide_window(osb, local_alloc_inode);
685                 if (status < 0) {
686                         if (status != -ENOSPC)
687                                 mlog_errno(status);
688                         goto bail;
689                 }
690
691                 /*
692                  * Under certain conditions, the window slide code
693                  * might have reduced the number of bits available or
694                  * disabled the the local alloc entirely. Re-check
695                  * here and return -ENOSPC if necessary.
696                  */
697                 status = -ENOSPC;
698                 if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
699                         goto bail;
700
701                 free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
702                         le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
703                 if (bits_wanted > free_bits)
704                         goto bail;
705         }
706
707         ac->ac_inode = local_alloc_inode;
708         /* We should never use localalloc from another slot */
709         ac->ac_alloc_slot = osb->slot_num;
710         ac->ac_which = OCFS2_AC_USE_LOCAL;
711         get_bh(osb->local_alloc_bh);
712         ac->ac_bh = osb->local_alloc_bh;
713         status = 0;
714 bail:
715         if (status < 0 && local_alloc_inode) {
716                 mutex_unlock(&local_alloc_inode->i_mutex);
717                 iput(local_alloc_inode);
718         }
719
720         trace_ocfs2_reserve_local_alloc_bits(
721                 (unsigned long long)ac->ac_max_block,
722                 bits_wanted, osb->slot_num, status);
723
724         if (status)
725                 mlog_errno(status);
726         return status;
727 }
728
729 int ocfs2_claim_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
730                                  handle_t *handle,
731                                  struct ocfs2_alloc_context *ac,
732                                  u32 bits_wanted,
733                                  u32 *bit_off,
734                                  u32 *num_bits)
735 {
736         int status, start;
737         struct inode *local_alloc_inode;
738         void *bitmap;
739         struct ocfs2_dinode *alloc;
740         struct ocfs2_local_alloc *la;
741
742         BUG_ON(ac->ac_which != OCFS2_AC_USE_LOCAL);
743
744         local_alloc_inode = ac->ac_inode;
745         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
746         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
747
748         start = ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(osb, alloc, &bits_wanted,
749                                                   ac->ac_resv);
750         if (start == -1) {
751                 /* TODO: Shouldn't we just BUG here? */
752                 status = -ENOSPC;
753                 mlog_errno(status);
754                 goto bail;
755         }
756
757         bitmap = la->la_bitmap;
758         *bit_off = le32_to_cpu(la->la_bm_off) + start;
759         *num_bits = bits_wanted;
760
761         status = ocfs2_journal_access_di(handle,
762                                          INODE_CACHE(local_alloc_inode),
763                                          osb->local_alloc_bh,
764                                          OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
765         if (status < 0) {
766                 mlog_errno(status);
767                 goto bail;
768         }
769
770         ocfs2_resmap_claimed_bits(&osb->osb_la_resmap, ac->ac_resv, start,
771                                   bits_wanted);
772
773         while(bits_wanted--)
774                 ocfs2_set_bit(start++, bitmap);
775
776         le32_add_cpu(&alloc->id1.bitmap1.i_used, *num_bits);
777         ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
778
779 bail:
780         if (status)
781                 mlog_errno(status);
782         return status;
783 }
784
785 static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc)
786 {
787         u32 count;
788         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
789
790         count = memweight(la->la_bitmap, le16_to_cpu(la->la_size));
791
792         trace_ocfs2_local_alloc_count_bits(count);
793         return count;
794 }
795
796 static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
797                                      struct ocfs2_dinode *alloc,
798                                      u32 *numbits,
799                                      struct ocfs2_alloc_reservation *resv)
800 {
801         int numfound, bitoff, left, startoff, lastzero;
802         int local_resv = 0;
803         struct ocfs2_alloc_reservation r;
804         void *bitmap = NULL;
805         struct ocfs2_reservation_map *resmap = &osb->osb_la_resmap;
806
807         if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
808                 bitoff = -1;
809                 goto bail;
810         }
811
812         if (!resv) {
813                 local_resv = 1;
814                 ocfs2_resv_init_once(&r);
815                 ocfs2_resv_set_type(&r, OCFS2_RESV_FLAG_TMP);
816                 resv = &r;
817         }
818
819         numfound = *numbits;
820         if (ocfs2_resmap_resv_bits(resmap, resv, &bitoff, &numfound) == 0) {
821                 if (numfound < *numbits)
822                         *numbits = numfound;
823                 goto bail;
824         }
825
826         /*
827          * Code error. While reservations are enabled, local
828          * allocation should _always_ go through them.
829          */
830         BUG_ON(osb->osb_resv_level != 0);
831
832         /*
833          * Reservations are disabled. Handle this the old way.
834          */
835
836         bitmap = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap;
837
838         numfound = bitoff = startoff = 0;
839         lastzero = -1;
840         left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
841         while ((bitoff = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, startoff)) != -1) {
842                 if (bitoff == left) {
843                         /* mlog(0, "bitoff (%d) == left", bitoff); */
844                         break;
845                 }
846                 /* mlog(0, "Found a zero: bitoff = %d, startoff = %d, "
847                    "numfound = %d\n", bitoff, startoff, numfound);*/
848
849                 /* Ok, we found a zero bit... is it contig. or do we
850                  * start over?*/
851                 if (bitoff == startoff) {
852                         /* we found a zero */
853                         numfound++;
854                         startoff++;
855                 } else {
856                         /* got a zero after some ones */
857                         numfound = 1;
858                         startoff = bitoff+1;
859                 }
860                 /* we got everything we needed */
861                 if (numfound == *numbits) {
862                         /* mlog(0, "Found it all!\n"); */
863                         break;
864                 }
865         }
866
867         trace_ocfs2_local_alloc_find_clear_bits_search_bitmap(bitoff, numfound);
868
869         if (numfound == *numbits)
870                 bitoff = startoff - numfound;
871         else
872                 bitoff = -1;
873
874 bail:
875         if (local_resv)
876                 ocfs2_resv_discard(resmap, resv);
877
878         trace_ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(*numbits,
879                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
880                 bitoff, numfound);
881
882         return bitoff;
883 }
884
885 static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc)
886 {
887         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
888         int i;
889
890         alloc->id1.bitmap1.i_total = 0;
891         alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
892         la->la_bm_off = 0;
893         for(i = 0; i < le16_to_cpu(la->la_size); i++)
894                 la->la_bitmap[i] = 0;
895 }
896
897 #if 0
898 /* turn this on and uncomment below to aid debugging window shifts. */
899 static void ocfs2_verify_zero_bits(unsigned long *bitmap,
900                                    unsigned int start,
901                                    unsigned int count)
902 {
903         unsigned int tmp = count;
904         while(tmp--) {
905                 if (ocfs2_test_bit(start + tmp, bitmap)) {
906                         printk("ocfs2_verify_zero_bits: start = %u, count = "
907                                "%u\n", start, count);
908                         printk("ocfs2_verify_zero_bits: bit %u is set!",
909                                start + tmp);
910                         BUG();
911                 }
912         }
913 }
914 #endif
915
916 /*
917  * sync the local alloc to main bitmap.
918  *
919  * assumes you've already locked the main bitmap -- the bitmap inode
920  * passed is used for caching.
921  */
922 static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
923                                     handle_t *handle,
924                                     struct ocfs2_dinode *alloc,
925                                     struct inode *main_bm_inode,
926                                     struct buffer_head *main_bm_bh)
927 {
928         int status = 0;
929         int bit_off, left, count, start;
930         u64 la_start_blk;
931         u64 blkno;
932         void *bitmap;
933         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
934
935         trace_ocfs2_sync_local_to_main(
936              le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
937              le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used));
938
939         if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
940                 goto bail;
941         }
942
943         if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) ==
944             le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total)) {
945                 goto bail;
946         }
947
948         la_start_blk = ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
949                                                 le32_to_cpu(la->la_bm_off));
950         bitmap = la->la_bitmap;
951         start = count = bit_off = 0;
952         left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
953
954         while ((bit_off = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, start))
955                != -1) {
956                 if ((bit_off < left) && (bit_off == start)) {
957                         count++;
958                         start++;
959                         continue;
960                 }
961                 if (count) {
962                         blkno = la_start_blk +
963                                 ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
964                                                          start - count);
965
966                         trace_ocfs2_sync_local_to_main_free(
967                              count, start - count,
968                              (unsigned long long)la_start_blk,
969                              (unsigned long long)blkno);
970
971                         status = ocfs2_release_clusters(handle,
972                                                         main_bm_inode,
973                                                         main_bm_bh, blkno,
974                                                         count);
975                         if (status < 0) {
976                                 mlog_errno(status);
977                                 goto bail;
978                         }
979                 }
980                 if (bit_off >= left)
981                         break;
982                 count = 1;
983                 start = bit_off + 1;
984         }
985
986 bail:
987         if (status)
988                 mlog_errno(status);
989         return status;
990 }
991
992 enum ocfs2_la_event {
993         OCFS2_LA_EVENT_SLIDE,           /* Normal window slide. */
994         OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED,      /* The global bitmap has
995                                          * enough bits theoretically
996                                          * free, but a contiguous
997                                          * allocation could not be
998                                          * found. */
999         OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC,          /* Global bitmap doesn't have
1000                                          * enough bits free to satisfy
1001                                          * our request. */
1002 };
1003 #define OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL (30 * HZ)
1004 /*
1005  * Given an event, calculate the size of our next local alloc window.
1006  *
1007  * This should always be called under i_mutex of the local alloc inode
1008  * so that local alloc disabling doesn't race with processes trying to
1009  * use the allocator.
1010  *
1011  * Returns the state which the local alloc was left in. This value can
1012  * be ignored by some paths.
1013  */
1014 static int ocfs2_recalc_la_window(struct ocfs2_super *osb,
1015                                   enum ocfs2_la_event event)
1016 {
1017         unsigned int bits;
1018         int state;
1019
1020         spin_lock(&osb->osb_lock);
1021         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED) {
1022                 WARN_ON_ONCE(osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED);
1023                 goto out_unlock;
1024         }
1025
1026         /*
1027          * ENOSPC and fragmentation are treated similarly for now.
1028          */
1029         if (event == OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC ||
1030             event == OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) {
1031                 /*
1032                  * We ran out of contiguous space in the primary
1033                  * bitmap. Drastically reduce the number of bits used
1034                  * by local alloc until we have to disable it.
1035                  */
1036                 bits = osb->local_alloc_bits >> 1;
1037                 if (bits > ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb, 1)) {
1038                         /*
1039                          * By setting state to THROTTLED, we'll keep
1040                          * the number of local alloc bits used down
1041                          * until an event occurs which would give us
1042                          * reason to assume the bitmap situation might
1043                          * have changed.
1044                          */
1045                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_THROTTLED;
1046                         osb->local_alloc_bits = bits;
1047                 } else {
1048                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
1049                 }
1050                 queue_delayed_work(ocfs2_wq, &osb->la_enable_wq,
1051                                    OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL);
1052                 goto out_unlock;
1053         }
1054
1055         /*
1056          * Don't increase the size of the local alloc window until we
1057          * know we might be able to fulfill the request. Otherwise, we
1058          * risk bouncing around the global bitmap during periods of
1059          * low space.
1060          */
1061         if (osb->local_alloc_state != OCFS2_LA_THROTTLED)
1062                 osb->local_alloc_bits = osb->local_alloc_default_bits;
1063
1064 out_unlock:
1065         state = osb->local_alloc_state;
1066         spin_unlock(&osb->osb_lock);
1067
1068         return state;
1069 }
1070
1071 static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
1072                                                 struct ocfs2_alloc_context **ac,
1073                                                 struct inode **bitmap_inode,
1074                                                 struct buffer_head **bitmap_bh)
1075 {
1076         int status;
1077
1078         *ac = kzalloc(sizeof(struct ocfs2_alloc_context), GFP_KERNEL);
1079         if (!(*ac)) {
1080                 status = -ENOMEM;
1081                 mlog_errno(status);
1082                 goto bail;
1083         }
1084
1085 retry_enospc:
1086         (*ac)->ac_bits_wanted = osb->local_alloc_default_bits;
1087         status = ocfs2_reserve_cluster_bitmap_bits(osb, *ac);
1088         if (status == -ENOSPC) {
1089                 if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC) ==
1090                     OCFS2_LA_DISABLED)
1091                         goto bail;
1092
1093                 ocfs2_free_ac_resource(*ac);
1094                 memset(*ac, 0, sizeof(struct ocfs2_alloc_context));
1095                 goto retry_enospc;
1096         }
1097         if (status < 0) {
1098                 mlog_errno(status);
1099                 goto bail;
1100         }
1101
1102         *bitmap_inode = (*ac)->ac_inode;
1103         igrab(*bitmap_inode);
1104         *bitmap_bh = (*ac)->ac_bh;
1105         get_bh(*bitmap_bh);
1106         status = 0;
1107 bail:
1108         if ((status < 0) && *ac) {
1109                 ocfs2_free_alloc_context(*ac);
1110                 *ac = NULL;
1111         }
1112
1113         if (status)
1114                 mlog_errno(status);
1115         return status;
1116 }
1117
1118 /*
1119  * pass it the bitmap lock in lock_bh if you have it.
1120  */
1121 static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
1122                                         handle_t *handle,
1123                                         struct ocfs2_alloc_context *ac)
1124 {
1125         int status = 0;
1126         u32 cluster_off, cluster_count;
1127         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
1128         struct ocfs2_local_alloc *la;
1129
1130         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
1131         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
1132
1133         trace_ocfs2_local_alloc_new_window(
1134                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
1135                 osb->local_alloc_bits);
1136
1137         /* Instruct the allocation code to try the most recently used
1138          * cluster group. We'll re-record the group used this pass
1139          * below. */
1140         ac->ac_last_group = osb->la_last_gd;
1141
1142         /* we used the generic suballoc reserve function, but we set
1143          * everything up nicely, so there's no reason why we can't use
1144          * the more specific cluster api to claim bits. */
1145         status = ocfs2_claim_clusters(handle, ac, osb->local_alloc_bits,
1146                                       &cluster_off, &cluster_count);
1147         if (status == -ENOSPC) {
1148 retry_enospc:
1149                 /*
1150                  * Note: We could also try syncing the journal here to
1151                  * allow use of any free bits which the current
1152                  * transaction can't give us access to. --Mark
1153                  */
1154                 if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) ==
1155                     OCFS2_LA_DISABLED)
1156                         goto bail;
1157
1158                 ac->ac_bits_wanted = osb->local_alloc_default_bits;
1159                 status = ocfs2_claim_clusters(handle, ac,
1160                                               osb->local_alloc_bits,
1161                                               &cluster_off,
1162                                               &cluster_count);
1163                 if (status == -ENOSPC)
1164                         goto retry_enospc;
1165                 /*
1166                  * We only shrunk the *minimum* number of in our
1167                  * request - it's entirely possible that the allocator
1168                  * might give us more than we asked for.
1169                  */
1170                 if (status == 0) {
1171                         spin_lock(&osb->osb_lock);
1172                         osb->local_alloc_bits = cluster_count;
1173                         spin_unlock(&osb->osb_lock);
1174                 }
1175         }
1176         if (status < 0) {
1177                 if (status != -ENOSPC)
1178                         mlog_errno(status);
1179                 goto bail;
1180         }
1181
1182         osb->la_last_gd = ac->ac_last_group;
1183
1184         la->la_bm_off = cpu_to_le32(cluster_off);
1185         alloc->id1.bitmap1.i_total = cpu_to_le32(cluster_count);
1186         /* just in case... In the future when we find space ourselves,
1187          * we don't have to get all contiguous -- but we'll have to
1188          * set all previously used bits in bitmap and update
1189          * la_bits_set before setting the bits in the main bitmap. */
1190         alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
1191         memset(OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap, 0,
1192                le16_to_cpu(la->la_size));
1193
1194         ocfs2_resmap_restart(&osb->osb_la_resmap, cluster_count,
1195                              OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap);
1196
1197         trace_ocfs2_local_alloc_new_window_result(
1198                 OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off,
1199                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total));
1200
1201 bail:
1202         if (status)
1203                 mlog_errno(status);
1204         return status;
1205 }
1206
1207 /* Note that we do *NOT* lock the local alloc inode here as
1208  * it's been locked already for us. */
1209 static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
1210                                           struct inode *local_alloc_inode)
1211 {
1212         int status = 0;
1213         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
1214         struct inode *main_bm_inode = NULL;
1215         handle_t *handle = NULL;
1216         struct ocfs2_dinode *alloc;
1217         struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
1218         struct ocfs2_alloc_context *ac = NULL;
1219
1220         ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_SLIDE);
1221
1222         /* This will lock the main bitmap for us. */
1223         status = ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(osb,
1224                                                       &ac,
1225                                                       &main_bm_inode,
1226                                                       &main_bm_bh);
1227         if (status < 0) {
1228                 if (status != -ENOSPC)
1229                         mlog_errno(status);
1230                 goto bail;
1231         }
1232
1233         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
1234         if (IS_ERR(handle)) {
1235                 status = PTR_ERR(handle);
1236                 handle = NULL;
1237                 mlog_errno(status);
1238                 goto bail;
1239         }
1240
1241         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
1242
1243         /* We want to clear the local alloc before doing anything
1244          * else, so that if we error later during this operation,
1245          * local alloc shutdown won't try to double free main bitmap
1246          * bits. Make a copy so the sync function knows which bits to
1247          * free. */
1248         alloc_copy = kmalloc(osb->local_alloc_bh->b_size, GFP_NOFS);
1249         if (!alloc_copy) {
1250                 status = -ENOMEM;
1251                 mlog_errno(status);
1252                 goto bail;
1253         }
1254         memcpy(alloc_copy, alloc, osb->local_alloc_bh->b_size);
1255
1256         status = ocfs2_journal_access_di(handle,
1257                                          INODE_CACHE(local_alloc_inode),
1258                                          osb->local_alloc_bh,
1259                                          OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
1260         if (status < 0) {
1261                 mlog_errno(status);
1262                 goto bail;
1263         }
1264
1265         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
1266         ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
1267
1268         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
1269                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
1270         if (status < 0) {
1271                 mlog_errno(status);
1272                 goto bail;
1273         }
1274
1275         status = ocfs2_local_alloc_new_window(osb, handle, ac);
1276         if (status < 0) {
1277                 if (status != -ENOSPC)
1278                         mlog_errno(status);
1279                 goto bail;
1280         }
1281
1282         atomic_inc(&osb->alloc_stats.moves);
1283
1284 bail:
1285         if (handle)
1286                 ocfs2_commit_trans(osb, handle);
1287
1288         brelse(main_bm_bh);
1289
1290         if (main_bm_inode)
1291                 iput(main_bm_inode);
1292
1293         if (alloc_copy)
1294                 kfree(alloc_copy);
1295
1296         if (ac)
1297                 ocfs2_free_alloc_context(ac);
1298
1299         if (status)
1300                 mlog_errno(status);
1301         return status;
1302 }
1303