ubifs: Rectify space budget for ubifs_xrename()
[platform/kernel/linux-starfive.git] / fs / ubifs / budget.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * This file is part of UBIFS.
4  *
5  * Copyright (C) 2006-2008 Nokia Corporation.
6  *
7  * Authors: Adrian Hunter
8  *          Artem Bityutskiy (Битюцкий Артём)
9  */
10
11 /*
12  * This file implements the budgeting sub-system which is responsible for UBIFS
13  * space management.
14  *
15  * Factors such as compression, wasted space at the ends of LEBs, space in other
16  * journal heads, the effect of updates on the index, and so on, make it
17  * impossible to accurately predict the amount of space needed. Consequently
18  * approximations are used.
19  */
20
21 #include "ubifs.h"
22 #include <linux/writeback.h>
23 #include <linux/math64.h>
24
25 /*
26  * When pessimistic budget calculations say that there is no enough space,
27  * UBIFS starts writing back dirty inodes and pages, doing garbage collection,
28  * or committing. The below constant defines maximum number of times UBIFS
29  * repeats the operations.
30  */
31 #define MAX_MKSPC_RETRIES 3
32
33 /*
34  * The below constant defines amount of dirty pages which should be written
35  * back at when trying to shrink the liability.
36  */
37 #define NR_TO_WRITE 16
38
39 /**
40  * shrink_liability - write-back some dirty pages/inodes.
41  * @c: UBIFS file-system description object
42  * @nr_to_write: how many dirty pages to write-back
43  *
44  * This function shrinks UBIFS liability by means of writing back some amount
45  * of dirty inodes and their pages.
46  *
47  * Note, this function synchronizes even VFS inodes which are locked
48  * (@i_mutex) by the caller of the budgeting function, because write-back does
49  * not touch @i_mutex.
50  */
51 static void shrink_liability(struct ubifs_info *c, int nr_to_write)
52 {
53         down_read(&c->vfs_sb->s_umount);
54         writeback_inodes_sb_nr(c->vfs_sb, nr_to_write, WB_REASON_FS_FREE_SPACE);
55         up_read(&c->vfs_sb->s_umount);
56 }
57
58 /**
59  * run_gc - run garbage collector.
60  * @c: UBIFS file-system description object
61  *
62  * This function runs garbage collector to make some more free space. Returns
63  * zero if a free LEB has been produced, %-EAGAIN if commit is required, and a
64  * negative error code in case of failure.
65  */
66 static int run_gc(struct ubifs_info *c)
67 {
68         int lnum;
69
70         /* Make some free space by garbage-collecting dirty space */
71         down_read(&c->commit_sem);
72         lnum = ubifs_garbage_collect(c, 1);
73         up_read(&c->commit_sem);
74         if (lnum < 0)
75                 return lnum;
76
77         /* GC freed one LEB, return it to lprops */
78         dbg_budg("GC freed LEB %d", lnum);
79         return ubifs_return_leb(c, lnum);
80 }
81
82 /**
83  * get_liability - calculate current liability.
84  * @c: UBIFS file-system description object
85  *
86  * This function calculates and returns current UBIFS liability, i.e. the
87  * amount of bytes UBIFS has "promised" to write to the media.
88  */
89 static long long get_liability(struct ubifs_info *c)
90 {
91         long long liab;
92
93         spin_lock(&c->space_lock);
94         liab = c->bi.idx_growth + c->bi.data_growth + c->bi.dd_growth;
95         spin_unlock(&c->space_lock);
96         return liab;
97 }
98
99 /**
100  * make_free_space - make more free space on the file-system.
101  * @c: UBIFS file-system description object
102  *
103  * This function is called when an operation cannot be budgeted because there
104  * is supposedly no free space. But in most cases there is some free space:
105  *   o budgeting is pessimistic, so it always budgets more than it is actually
106  *     needed, so shrinking the liability is one way to make free space - the
107  *     cached data will take less space then it was budgeted for;
108  *   o GC may turn some dark space into free space (budgeting treats dark space
109  *     as not available);
110  *   o commit may free some LEB, i.e., turn freeable LEBs into free LEBs.
111  *
112  * So this function tries to do the above. Returns %-EAGAIN if some free space
113  * was presumably made and the caller has to re-try budgeting the operation.
114  * Returns %-ENOSPC if it couldn't do more free space, and other negative error
115  * codes on failures.
116  */
117 static int make_free_space(struct ubifs_info *c)
118 {
119         int err, retries = 0;
120         long long liab1, liab2;
121
122         do {
123                 liab1 = get_liability(c);
124                 /*
125                  * We probably have some dirty pages or inodes (liability), try
126                  * to write them back.
127                  */
128                 dbg_budg("liability %lld, run write-back", liab1);
129                 shrink_liability(c, NR_TO_WRITE);
130
131                 liab2 = get_liability(c);
132                 if (liab2 < liab1)
133                         return -EAGAIN;
134
135                 dbg_budg("new liability %lld (not shrunk)", liab2);
136
137                 /* Liability did not shrink again, try GC */
138                 dbg_budg("Run GC");
139                 err = run_gc(c);
140                 if (!err)
141                         return -EAGAIN;
142
143                 if (err != -EAGAIN && err != -ENOSPC)
144                         /* Some real error happened */
145                         return err;
146
147                 dbg_budg("Run commit (retries %d)", retries);
148                 err = ubifs_run_commit(c);
149                 if (err)
150                         return err;
151         } while (retries++ < MAX_MKSPC_RETRIES);
152
153         return -ENOSPC;
154 }
155
156 /**
157  * ubifs_calc_min_idx_lebs - calculate amount of LEBs for the index.
158  * @c: UBIFS file-system description object
159  *
160  * This function calculates and returns the number of LEBs which should be kept
161  * for index usage.
162  */
163 int ubifs_calc_min_idx_lebs(struct ubifs_info *c)
164 {
165         int idx_lebs;
166         long long idx_size;
167
168         idx_size = c->bi.old_idx_sz + c->bi.idx_growth + c->bi.uncommitted_idx;
169         /* And make sure we have thrice the index size of space reserved */
170         idx_size += idx_size << 1;
171         /*
172          * We do not maintain 'old_idx_size' as 'old_idx_lebs'/'old_idx_bytes'
173          * pair, nor similarly the two variables for the new index size, so we
174          * have to do this costly 64-bit division on fast-path.
175          */
176         idx_lebs = div_u64(idx_size + c->idx_leb_size - 1, c->idx_leb_size);
177         /*
178          * The index head is not available for the in-the-gaps method, so add an
179          * extra LEB to compensate.
180          */
181         idx_lebs += 1;
182         if (idx_lebs < MIN_INDEX_LEBS)
183                 idx_lebs = MIN_INDEX_LEBS;
184         return idx_lebs;
185 }
186
187 /**
188  * ubifs_calc_available - calculate available FS space.
189  * @c: UBIFS file-system description object
190  * @min_idx_lebs: minimum number of LEBs reserved for the index
191  *
192  * This function calculates and returns amount of FS space available for use.
193  */
194 long long ubifs_calc_available(const struct ubifs_info *c, int min_idx_lebs)
195 {
196         int subtract_lebs;
197         long long available;
198
199         available = c->main_bytes - c->lst.total_used;
200
201         /*
202          * Now 'available' contains theoretically available flash space
203          * assuming there is no index, so we have to subtract the space which
204          * is reserved for the index.
205          */
206         subtract_lebs = min_idx_lebs;
207
208         /* Take into account that GC reserves one LEB for its own needs */
209         subtract_lebs += 1;
210
211         /*
212          * The GC journal head LEB is not really accessible. And since
213          * different write types go to different heads, we may count only on
214          * one head's space.
215          */
216         subtract_lebs += c->jhead_cnt - 1;
217
218         /* We also reserve one LEB for deletions, which bypass budgeting */
219         subtract_lebs += 1;
220
221         available -= (long long)subtract_lebs * c->leb_size;
222
223         /* Subtract the dead space which is not available for use */
224         available -= c->lst.total_dead;
225
226         /*
227          * Subtract dark space, which might or might not be usable - it depends
228          * on the data which we have on the media and which will be written. If
229          * this is a lot of uncompressed or not-compressible data, the dark
230          * space cannot be used.
231          */
232         available -= c->lst.total_dark;
233
234         /*
235          * However, there is more dark space. The index may be bigger than
236          * @min_idx_lebs. Those extra LEBs are assumed to be available, but
237          * their dark space is not included in total_dark, so it is subtracted
238          * here.
239          */
240         if (c->lst.idx_lebs > min_idx_lebs) {
241                 subtract_lebs = c->lst.idx_lebs - min_idx_lebs;
242                 available -= subtract_lebs * c->dark_wm;
243         }
244
245         /* The calculations are rough and may end up with a negative number */
246         return available > 0 ? available : 0;
247 }
248
249 /**
250  * can_use_rp - check whether the user is allowed to use reserved pool.
251  * @c: UBIFS file-system description object
252  *
253  * UBIFS has so-called "reserved pool" which is flash space reserved
254  * for the superuser and for uses whose UID/GID is recorded in UBIFS superblock.
255  * This function checks whether current user is allowed to use reserved pool.
256  * Returns %1  current user is allowed to use reserved pool and %0 otherwise.
257  */
258 static int can_use_rp(struct ubifs_info *c)
259 {
260         if (uid_eq(current_fsuid(), c->rp_uid) || capable(CAP_SYS_RESOURCE) ||
261             (!gid_eq(c->rp_gid, GLOBAL_ROOT_GID) && in_group_p(c->rp_gid)))
262                 return 1;
263         return 0;
264 }
265
266 /**
267  * do_budget_space - reserve flash space for index and data growth.
268  * @c: UBIFS file-system description object
269  *
270  * This function makes sure UBIFS has enough free LEBs for index growth and
271  * data.
272  *
273  * When budgeting index space, UBIFS reserves thrice as many LEBs as the index
274  * would take if it was consolidated and written to the flash. This guarantees
275  * that the "in-the-gaps" commit method always succeeds and UBIFS will always
276  * be able to commit dirty index. So this function basically adds amount of
277  * budgeted index space to the size of the current index, multiplies this by 3,
278  * and makes sure this does not exceed the amount of free LEBs.
279  *
280  * Notes about @c->bi.min_idx_lebs and @c->lst.idx_lebs variables:
281  * o @c->lst.idx_lebs is the number of LEBs the index currently uses. It might
282  *    be large, because UBIFS does not do any index consolidation as long as
283  *    there is free space. IOW, the index may take a lot of LEBs, but the LEBs
284  *    will contain a lot of dirt.
285  * o @c->bi.min_idx_lebs is the number of LEBS the index presumably takes. IOW,
286  *    the index may be consolidated to take up to @c->bi.min_idx_lebs LEBs.
287  *
288  * This function returns zero in case of success, and %-ENOSPC in case of
289  * failure.
290  */
291 static int do_budget_space(struct ubifs_info *c)
292 {
293         long long outstanding, available;
294         int lebs, rsvd_idx_lebs, min_idx_lebs;
295
296         /* First budget index space */
297         min_idx_lebs = ubifs_calc_min_idx_lebs(c);
298
299         /* Now 'min_idx_lebs' contains number of LEBs to reserve */
300         if (min_idx_lebs > c->lst.idx_lebs)
301                 rsvd_idx_lebs = min_idx_lebs - c->lst.idx_lebs;
302         else
303                 rsvd_idx_lebs = 0;
304
305         /*
306          * The number of LEBs that are available to be used by the index is:
307          *
308          *    @c->lst.empty_lebs + @c->freeable_cnt + @c->idx_gc_cnt -
309          *    @c->lst.taken_empty_lebs
310          *
311          * @c->lst.empty_lebs are available because they are empty.
312          * @c->freeable_cnt are available because they contain only free and
313          * dirty space, @c->idx_gc_cnt are available because they are index
314          * LEBs that have been garbage collected and are awaiting the commit
315          * before they can be used. And the in-the-gaps method will grab these
316          * if it needs them. @c->lst.taken_empty_lebs are empty LEBs that have
317          * already been allocated for some purpose.
318          *
319          * Note, @c->idx_gc_cnt is included to both @c->lst.empty_lebs (because
320          * these LEBs are empty) and to @c->lst.taken_empty_lebs (because they
321          * are taken until after the commit).
322          *
323          * Note, @c->lst.taken_empty_lebs may temporarily be higher by one
324          * because of the way we serialize LEB allocations and budgeting. See a
325          * comment in 'ubifs_find_free_space()'.
326          */
327         lebs = c->lst.empty_lebs + c->freeable_cnt + c->idx_gc_cnt -
328                c->lst.taken_empty_lebs;
329         if (unlikely(rsvd_idx_lebs > lebs)) {
330                 dbg_budg("out of indexing space: min_idx_lebs %d (old %d), rsvd_idx_lebs %d",
331                          min_idx_lebs, c->bi.min_idx_lebs, rsvd_idx_lebs);
332                 return -ENOSPC;
333         }
334
335         available = ubifs_calc_available(c, min_idx_lebs);
336         outstanding = c->bi.data_growth + c->bi.dd_growth;
337
338         if (unlikely(available < outstanding)) {
339                 dbg_budg("out of data space: available %lld, outstanding %lld",
340                          available, outstanding);
341                 return -ENOSPC;
342         }
343
344         if (available - outstanding <= c->rp_size && !can_use_rp(c))
345                 return -ENOSPC;
346
347         c->bi.min_idx_lebs = min_idx_lebs;
348         return 0;
349 }
350
351 /**
352  * calc_idx_growth - calculate approximate index growth from budgeting request.
353  * @c: UBIFS file-system description object
354  * @req: budgeting request
355  *
356  * For now we assume each new node adds one znode. But this is rather poor
357  * approximation, though.
358  */
359 static int calc_idx_growth(const struct ubifs_info *c,
360                            const struct ubifs_budget_req *req)
361 {
362         int znodes;
363
364         znodes = req->new_ino + (req->new_page << UBIFS_BLOCKS_PER_PAGE_SHIFT) +
365                  req->new_dent;
366         return znodes * c->max_idx_node_sz;
367 }
368
369 /**
370  * calc_data_growth - calculate approximate amount of new data from budgeting
371  * request.
372  * @c: UBIFS file-system description object
373  * @req: budgeting request
374  */
375 static int calc_data_growth(const struct ubifs_info *c,
376                             const struct ubifs_budget_req *req)
377 {
378         int data_growth;
379
380         data_growth = req->new_ino  ? c->bi.inode_budget : 0;
381         if (req->new_page)
382                 data_growth += c->bi.page_budget;
383         if (req->new_dent)
384                 data_growth += c->bi.dent_budget;
385         data_growth += req->new_ino_d;
386         return data_growth;
387 }
388
389 /**
390  * calc_dd_growth - calculate approximate amount of data which makes other data
391  * dirty from budgeting request.
392  * @c: UBIFS file-system description object
393  * @req: budgeting request
394  */
395 static int calc_dd_growth(const struct ubifs_info *c,
396                           const struct ubifs_budget_req *req)
397 {
398         int dd_growth;
399
400         dd_growth = req->dirtied_page ? c->bi.page_budget : 0;
401
402         if (req->dirtied_ino)
403                 dd_growth += c->bi.inode_budget << (req->dirtied_ino - 1);
404         if (req->mod_dent)
405                 dd_growth += c->bi.dent_budget;
406         dd_growth += req->dirtied_ino_d;
407         return dd_growth;
408 }
409
410 /**
411  * ubifs_budget_space - ensure there is enough space to complete an operation.
412  * @c: UBIFS file-system description object
413  * @req: budget request
414  *
415  * This function allocates budget for an operation. It uses pessimistic
416  * approximation of how much flash space the operation needs. The goal of this
417  * function is to make sure UBIFS always has flash space to flush all dirty
418  * pages, dirty inodes, and dirty znodes (liability). This function may force
419  * commit, garbage-collection or write-back. Returns zero in case of success,
420  * %-ENOSPC if there is no free space and other negative error codes in case of
421  * failures.
422  */
423 int ubifs_budget_space(struct ubifs_info *c, struct ubifs_budget_req *req)
424 {
425         int err, idx_growth, data_growth, dd_growth, retried = 0;
426
427         ubifs_assert(c, req->new_page <= 1);
428         ubifs_assert(c, req->dirtied_page <= 1);
429         ubifs_assert(c, req->new_dent <= 1);
430         ubifs_assert(c, req->mod_dent <= 1);
431         ubifs_assert(c, req->new_ino <= 1);
432         ubifs_assert(c, req->new_ino_d <= UBIFS_MAX_INO_DATA);
433         ubifs_assert(c, req->dirtied_ino <= 4);
434         ubifs_assert(c, req->dirtied_ino_d <= UBIFS_MAX_INO_DATA * 4);
435         ubifs_assert(c, !(req->new_ino_d & 7));
436         ubifs_assert(c, !(req->dirtied_ino_d & 7));
437
438         data_growth = calc_data_growth(c, req);
439         dd_growth = calc_dd_growth(c, req);
440         if (!data_growth && !dd_growth)
441                 return 0;
442         idx_growth = calc_idx_growth(c, req);
443
444 again:
445         spin_lock(&c->space_lock);
446         ubifs_assert(c, c->bi.idx_growth >= 0);
447         ubifs_assert(c, c->bi.data_growth >= 0);
448         ubifs_assert(c, c->bi.dd_growth >= 0);
449
450         if (unlikely(c->bi.nospace) && (c->bi.nospace_rp || !can_use_rp(c))) {
451                 dbg_budg("no space");
452                 spin_unlock(&c->space_lock);
453                 return -ENOSPC;
454         }
455
456         c->bi.idx_growth += idx_growth;
457         c->bi.data_growth += data_growth;
458         c->bi.dd_growth += dd_growth;
459
460         err = do_budget_space(c);
461         if (likely(!err)) {
462                 req->idx_growth = idx_growth;
463                 req->data_growth = data_growth;
464                 req->dd_growth = dd_growth;
465                 spin_unlock(&c->space_lock);
466                 return 0;
467         }
468
469         /* Restore the old values */
470         c->bi.idx_growth -= idx_growth;
471         c->bi.data_growth -= data_growth;
472         c->bi.dd_growth -= dd_growth;
473         spin_unlock(&c->space_lock);
474
475         if (req->fast) {
476                 dbg_budg("no space for fast budgeting");
477                 return err;
478         }
479
480         err = make_free_space(c);
481         cond_resched();
482         if (err == -EAGAIN) {
483                 dbg_budg("try again");
484                 goto again;
485         } else if (err == -ENOSPC) {
486                 if (!retried) {
487                         retried = 1;
488                         dbg_budg("-ENOSPC, but anyway try once again");
489                         goto again;
490                 }
491                 dbg_budg("FS is full, -ENOSPC");
492                 c->bi.nospace = 1;
493                 if (can_use_rp(c) || c->rp_size == 0)
494                         c->bi.nospace_rp = 1;
495                 smp_wmb();
496         } else
497                 ubifs_err(c, "cannot budget space, error %d", err);
498         return err;
499 }
500
501 /**
502  * ubifs_release_budget - release budgeted free space.
503  * @c: UBIFS file-system description object
504  * @req: budget request
505  *
506  * This function releases the space budgeted by 'ubifs_budget_space()'. Note,
507  * since the index changes (which were budgeted for in @req->idx_growth) will
508  * only be written to the media on commit, this function moves the index budget
509  * from @c->bi.idx_growth to @c->bi.uncommitted_idx. The latter will be zeroed
510  * by the commit operation.
511  */
512 void ubifs_release_budget(struct ubifs_info *c, struct ubifs_budget_req *req)
513 {
514         ubifs_assert(c, req->new_page <= 1);
515         ubifs_assert(c, req->dirtied_page <= 1);
516         ubifs_assert(c, req->new_dent <= 1);
517         ubifs_assert(c, req->mod_dent <= 1);
518         ubifs_assert(c, req->new_ino <= 1);
519         ubifs_assert(c, req->new_ino_d <= UBIFS_MAX_INO_DATA);
520         ubifs_assert(c, req->dirtied_ino <= 4);
521         ubifs_assert(c, req->dirtied_ino_d <= UBIFS_MAX_INO_DATA * 4);
522         ubifs_assert(c, !(req->new_ino_d & 7));
523         ubifs_assert(c, !(req->dirtied_ino_d & 7));
524         if (!req->recalculate) {
525                 ubifs_assert(c, req->idx_growth >= 0);
526                 ubifs_assert(c, req->data_growth >= 0);
527                 ubifs_assert(c, req->dd_growth >= 0);
528         }
529
530         if (req->recalculate) {
531                 req->data_growth = calc_data_growth(c, req);
532                 req->dd_growth = calc_dd_growth(c, req);
533                 req->idx_growth = calc_idx_growth(c, req);
534         }
535
536         if (!req->data_growth && !req->dd_growth)
537                 return;
538
539         c->bi.nospace = c->bi.nospace_rp = 0;
540         smp_wmb();
541
542         spin_lock(&c->space_lock);
543         c->bi.idx_growth -= req->idx_growth;
544         c->bi.uncommitted_idx += req->idx_growth;
545         c->bi.data_growth -= req->data_growth;
546         c->bi.dd_growth -= req->dd_growth;
547         c->bi.min_idx_lebs = ubifs_calc_min_idx_lebs(c);
548
549         ubifs_assert(c, c->bi.idx_growth >= 0);
550         ubifs_assert(c, c->bi.data_growth >= 0);
551         ubifs_assert(c, c->bi.dd_growth >= 0);
552         ubifs_assert(c, c->bi.min_idx_lebs < c->main_lebs);
553         ubifs_assert(c, !(c->bi.idx_growth & 7));
554         ubifs_assert(c, !(c->bi.data_growth & 7));
555         ubifs_assert(c, !(c->bi.dd_growth & 7));
556         spin_unlock(&c->space_lock);
557 }
558
559 /**
560  * ubifs_convert_page_budget - convert budget of a new page.
561  * @c: UBIFS file-system description object
562  *
563  * This function converts budget which was allocated for a new page of data to
564  * the budget of changing an existing page of data. The latter is smaller than
565  * the former, so this function only does simple re-calculation and does not
566  * involve any write-back.
567  */
568 void ubifs_convert_page_budget(struct ubifs_info *c)
569 {
570         spin_lock(&c->space_lock);
571         /* Release the index growth reservation */
572         c->bi.idx_growth -= c->max_idx_node_sz << UBIFS_BLOCKS_PER_PAGE_SHIFT;
573         /* Release the data growth reservation */
574         c->bi.data_growth -= c->bi.page_budget;
575         /* Increase the dirty data growth reservation instead */
576         c->bi.dd_growth += c->bi.page_budget;
577         /* And re-calculate the indexing space reservation */
578         c->bi.min_idx_lebs = ubifs_calc_min_idx_lebs(c);
579         spin_unlock(&c->space_lock);
580 }
581
582 /**
583  * ubifs_release_dirty_inode_budget - release dirty inode budget.
584  * @c: UBIFS file-system description object
585  * @ui: UBIFS inode to release the budget for
586  *
587  * This function releases budget corresponding to a dirty inode. It is usually
588  * called when after the inode has been written to the media and marked as
589  * clean. It also causes the "no space" flags to be cleared.
590  */
591 void ubifs_release_dirty_inode_budget(struct ubifs_info *c,
592                                       struct ubifs_inode *ui)
593 {
594         struct ubifs_budget_req req;
595
596         memset(&req, 0, sizeof(struct ubifs_budget_req));
597         /* The "no space" flags will be cleared because dd_growth is > 0 */
598         req.dd_growth = c->bi.inode_budget + ALIGN(ui->data_len, 8);
599         ubifs_release_budget(c, &req);
600 }
601
602 /**
603  * ubifs_reported_space - calculate reported free space.
604  * @c: the UBIFS file-system description object
605  * @free: amount of free space
606  *
607  * This function calculates amount of free space which will be reported to
608  * user-space. User-space application tend to expect that if the file-system
609  * (e.g., via the 'statfs()' call) reports that it has N bytes available, they
610  * are able to write a file of size N. UBIFS attaches node headers to each data
611  * node and it has to write indexing nodes as well. This introduces additional
612  * overhead, and UBIFS has to report slightly less free space to meet the above
613  * expectations.
614  *
615  * This function assumes free space is made up of uncompressed data nodes and
616  * full index nodes (one per data node, tripled because we always allow enough
617  * space to write the index thrice).
618  *
619  * Note, the calculation is pessimistic, which means that most of the time
620  * UBIFS reports less space than it actually has.
621  */
622 long long ubifs_reported_space(const struct ubifs_info *c, long long free)
623 {
624         int divisor, factor, f;
625
626         /*
627          * Reported space size is @free * X, where X is UBIFS block size
628          * divided by UBIFS block size + all overhead one data block
629          * introduces. The overhead is the node header + indexing overhead.
630          *
631          * Indexing overhead calculations are based on the following formula:
632          * I = N/(f - 1) + 1, where I - number of indexing nodes, N - number
633          * of data nodes, f - fanout. Because effective UBIFS fanout is twice
634          * as less than maximum fanout, we assume that each data node
635          * introduces 3 * @c->max_idx_node_sz / (@c->fanout/2 - 1) bytes.
636          * Note, the multiplier 3 is because UBIFS reserves thrice as more space
637          * for the index.
638          */
639         f = c->fanout > 3 ? c->fanout >> 1 : 2;
640         factor = UBIFS_BLOCK_SIZE;
641         divisor = UBIFS_MAX_DATA_NODE_SZ;
642         divisor += (c->max_idx_node_sz * 3) / (f - 1);
643         free *= factor;
644         return div_u64(free, divisor);
645 }
646
647 /**
648  * ubifs_get_free_space_nolock - return amount of free space.
649  * @c: UBIFS file-system description object
650  *
651  * This function calculates amount of free space to report to user-space.
652  *
653  * Because UBIFS may introduce substantial overhead (the index, node headers,
654  * alignment, wastage at the end of LEBs, etc), it cannot report real amount of
655  * free flash space it has (well, because not all dirty space is reclaimable,
656  * UBIFS does not actually know the real amount). If UBIFS did so, it would
657  * bread user expectations about what free space is. Users seem to accustomed
658  * to assume that if the file-system reports N bytes of free space, they would
659  * be able to fit a file of N bytes to the FS. This almost works for
660  * traditional file-systems, because they have way less overhead than UBIFS.
661  * So, to keep users happy, UBIFS tries to take the overhead into account.
662  */
663 long long ubifs_get_free_space_nolock(struct ubifs_info *c)
664 {
665         int rsvd_idx_lebs, lebs;
666         long long available, outstanding, free;
667
668         ubifs_assert(c, c->bi.min_idx_lebs == ubifs_calc_min_idx_lebs(c));
669         outstanding = c->bi.data_growth + c->bi.dd_growth;
670         available = ubifs_calc_available(c, c->bi.min_idx_lebs);
671
672         /*
673          * When reporting free space to user-space, UBIFS guarantees that it is
674          * possible to write a file of free space size. This means that for
675          * empty LEBs we may use more precise calculations than
676          * 'ubifs_calc_available()' is using. Namely, we know that in empty
677          * LEBs we would waste only @c->leb_overhead bytes, not @c->dark_wm.
678          * Thus, amend the available space.
679          *
680          * Note, the calculations below are similar to what we have in
681          * 'do_budget_space()', so refer there for comments.
682          */
683         if (c->bi.min_idx_lebs > c->lst.idx_lebs)
684                 rsvd_idx_lebs = c->bi.min_idx_lebs - c->lst.idx_lebs;
685         else
686                 rsvd_idx_lebs = 0;
687         lebs = c->lst.empty_lebs + c->freeable_cnt + c->idx_gc_cnt -
688                c->lst.taken_empty_lebs;
689         lebs -= rsvd_idx_lebs;
690         available += lebs * (c->dark_wm - c->leb_overhead);
691
692         if (available > outstanding)
693                 free = ubifs_reported_space(c, available - outstanding);
694         else
695                 free = 0;
696         return free;
697 }
698
699 /**
700  * ubifs_get_free_space - return amount of free space.
701  * @c: UBIFS file-system description object
702  *
703  * This function calculates and returns amount of free space to report to
704  * user-space.
705  */
706 long long ubifs_get_free_space(struct ubifs_info *c)
707 {
708         long long free;
709
710         spin_lock(&c->space_lock);
711         free = ubifs_get_free_space_nolock(c);
712         spin_unlock(&c->space_lock);
713
714         return free;
715 }