27815bb911259033218e8221f7dae13124a14761
[platform/kernel/linux-rpi.git] / fs / ubifs / gc.c
1 /*
2  * This file is part of UBIFS.
3  *
4  * Copyright (C) 2006-2008 Nokia Corporation.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
7  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published by
8  * the Free Software Foundation.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
11  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
12  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
13  * more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU General Public License along with
16  * this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 51
17  * Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
18  *
19  * Authors: Adrian Hunter
20  *          Artem Bityutskiy (Битюцкий Артём)
21  */
22
23 /*
24  * This file implements garbage collection. The procedure for garbage collection
25  * is different depending on whether a LEB as an index LEB (contains index
26  * nodes) or not. For non-index LEBs, garbage collection finds a LEB which
27  * contains a lot of dirty space (obsolete nodes), and copies the non-obsolete
28  * nodes to the journal, at which point the garbage-collected LEB is free to be
29  * reused. For index LEBs, garbage collection marks the non-obsolete index nodes
30  * dirty in the TNC, and after the next commit, the garbage-collected LEB is
31  * to be reused. Garbage collection will cause the number of dirty index nodes
32  * to grow, however sufficient space is reserved for the index to ensure the
33  * commit will never run out of space.
34  *
35  * Notes about dead watermark. At current UBIFS implementation we assume that
36  * LEBs which have less than @c->dead_wm bytes of free + dirty space are full
37  * and not worth garbage-collecting. The dead watermark is one min. I/O unit
38  * size, or min. UBIFS node size, depending on what is greater. Indeed, UBIFS
39  * Garbage Collector has to synchronize the GC head's write buffer before
40  * returning, so this is about wasting one min. I/O unit. However, UBIFS GC can
41  * actually reclaim even very small pieces of dirty space by garbage collecting
42  * enough dirty LEBs, but we do not bother doing this at this implementation.
43  *
44  * Notes about dark watermark. The results of GC work depends on how big are
45  * the UBIFS nodes GC deals with. Large nodes make GC waste more space. Indeed,
46  * if GC move data from LEB A to LEB B and nodes in LEB A are large, GC would
47  * have to waste large pieces of free space at the end of LEB B, because nodes
48  * from LEB A would not fit. And the worst situation is when all nodes are of
49  * maximum size. So dark watermark is the amount of free + dirty space in LEB
50  * which are guaranteed to be reclaimable. If LEB has less space, the GC might
51  * be unable to reclaim it. So, LEBs with free + dirty greater than dark
52  * watermark are "good" LEBs from GC's point of few. The other LEBs are not so
53  * good, and GC takes extra care when moving them.
54  */
55
56 #include <linux/slab.h>
57 #include <linux/pagemap.h>
58 #include <linux/list_sort.h>
59 #include "ubifs.h"
60
61 /*
62  * GC may need to move more than one LEB to make progress. The below constants
63  * define "soft" and "hard" limits on the number of LEBs the garbage collector
64  * may move.
65  */
66 #define SOFT_LEBS_LIMIT 4
67 #define HARD_LEBS_LIMIT 32
68
69 /**
70  * switch_gc_head - switch the garbage collection journal head.
71  * @c: UBIFS file-system description object
72  * @buf: buffer to write
73  * @len: length of the buffer to write
74  * @lnum: LEB number written is returned here
75  * @offs: offset written is returned here
76  *
77  * This function switch the GC head to the next LEB which is reserved in
78  * @c->gc_lnum. Returns %0 in case of success, %-EAGAIN if commit is required,
79  * and other negative error code in case of failures.
80  */
81 static int switch_gc_head(struct ubifs_info *c)
82 {
83         int err, gc_lnum = c->gc_lnum;
84         struct ubifs_wbuf *wbuf = &c->jheads[GCHD].wbuf;
85
86         ubifs_assert(gc_lnum != -1);
87         dbg_gc("switch GC head from LEB %d:%d to LEB %d (waste %d bytes)",
88                wbuf->lnum, wbuf->offs + wbuf->used, gc_lnum,
89                c->leb_size - wbuf->offs - wbuf->used);
90
91         err = ubifs_wbuf_sync_nolock(wbuf);
92         if (err)
93                 return err;
94
95         /*
96          * The GC write-buffer was synchronized, we may safely unmap
97          * 'c->gc_lnum'.
98          */
99         err = ubifs_leb_unmap(c, gc_lnum);
100         if (err)
101                 return err;
102
103         err = ubifs_add_bud_to_log(c, GCHD, gc_lnum, 0);
104         if (err)
105                 return err;
106
107         c->gc_lnum = -1;
108         err = ubifs_wbuf_seek_nolock(wbuf, gc_lnum, 0, UBI_LONGTERM);
109         return err;
110 }
111
112 /**
113  * data_nodes_cmp - compare 2 data nodes.
114  * @priv: UBIFS file-system description object
115  * @a: first data node
116  * @a: second data node
117  *
118  * This function compares data nodes @a and @b. Returns %1 if @a has greater
119  * inode or block number, and %-1 otherwise.
120  */
121 int data_nodes_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
122 {
123         ino_t inuma, inumb;
124         struct ubifs_info *c = priv;
125         struct ubifs_scan_node *sa, *sb;
126
127         cond_resched();
128         sa = list_entry(a, struct ubifs_scan_node, list);
129         sb = list_entry(b, struct ubifs_scan_node, list);
130         ubifs_assert(key_type(c, &sa->key) == UBIFS_DATA_KEY);
131         ubifs_assert(key_type(c, &sb->key) == UBIFS_DATA_KEY);
132
133         inuma = key_inum(c, &sa->key);
134         inumb = key_inum(c, &sb->key);
135
136         if (inuma == inumb) {
137                 unsigned int blka = key_block(c, &sa->key);
138                 unsigned int blkb = key_block(c, &sb->key);
139
140                 if (blka <= blkb)
141                         return -1;
142         } else if (inuma <= inumb)
143                 return -1;
144
145         return 1;
146 }
147
148 /*
149  * nondata_nodes_cmp - compare 2 non-data nodes.
150  * @priv: UBIFS file-system description object
151  * @a: first node
152  * @a: second node
153  *
154  * This function compares nodes @a and @b. It makes sure that inode nodes go
155  * first and sorted by length in descending order. Directory entry nodes go
156  * after inode nodes and are sorted in ascending hash valuer order.
157  */
158 int nondata_nodes_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
159 {
160         ino_t inuma, inumb;
161         struct ubifs_info *c = priv;
162         struct ubifs_scan_node *sa, *sb;
163
164         cond_resched();
165         sa = list_entry(a, struct ubifs_scan_node, list);
166         sb = list_entry(b, struct ubifs_scan_node, list);
167         ubifs_assert(sa->type != UBIFS_DATA_NODE &&
168                      sb->type != UBIFS_DATA_NODE);
169
170         /* Inodes go before directory entries */
171         if (sa->type == UBIFS_INO_NODE) {
172                 if (sb->type == UBIFS_INO_NODE)
173                         return sb->len - sa->len;
174                 return -1;
175         }
176         if (sb->type == UBIFS_INO_NODE)
177                 return 1;
178
179         ubifs_assert(sa->type == UBIFS_DENT_NODE ||
180                      sa->type == UBIFS_XENT_NODE);
181         ubifs_assert(sb->type == UBIFS_DENT_NODE ||
182                      sb->type == UBIFS_XENT_NODE);
183         inuma = key_inum(c, &sa->key);
184         inumb = key_inum(c, &sb->key);
185
186         if (inuma == inumb) {
187                 uint32_t hasha = key_hash(c, &sa->key);
188                 uint32_t hashb = key_hash(c, &sb->key);
189
190                 if (hasha <= hashb)
191                         return -1;
192         } else if (inuma <= inumb)
193                 return -1;
194
195         return 1;
196 }
197
198 /**
199  * sort_nodes - sort nodes for GC.
200  * @c: UBIFS file-system description object
201  * @sleb: describes nodes to sort and contains the result on exit
202  * @nondata: contains non-data nodes on exit
203  * @min: minimum node size is returned here
204  *
205  * This function sorts the list of inodes to garbage collect. First of all, it
206  * kills obsolete nodes and separates data and non-data nodes to the
207  * @sleb->nodes and @nondata lists correspondingly.
208  *
209  * Data nodes are then sorted in block number order - this is important for
210  * bulk-read; data nodes with lower inode number go before data nodes with
211  * higher inode number, and data nodes with lower block number go before data
212  * nodes with higher block number;
213  *
214  * Non-data nodes are sorted as follows.
215  *   o First go inode nodes - they are sorted in descending length order.
216  *   o Then go directory entry nodes - they are sorted in hash order, which
217  *     should supposedly optimize 'readdir()'. Direntry nodes with lower parent
218  *     inode number go before direntry nodes with higher parent inode number,
219  *     and direntry nodes with lower name hash values go before direntry nodes
220  *     with higher name hash values.
221  *
222  * This function returns zero in case of success and a negative error code in
223  * case of failure.
224  */
225 static int sort_nodes(struct ubifs_info *c, struct ubifs_scan_leb *sleb,
226                       struct list_head *nondata, int *min)
227 {
228         struct ubifs_scan_node *snod, *tmp;
229
230         *min = INT_MAX;
231
232         /* Separate data nodes and non-data nodes */
233         list_for_each_entry_safe(snod, tmp, &sleb->nodes, list) {
234                 int err;
235
236                 ubifs_assert(snod->type == UBIFS_INO_NODE  ||
237                              snod->type == UBIFS_DATA_NODE ||
238                              snod->type == UBIFS_DENT_NODE ||
239                              snod->type == UBIFS_XENT_NODE ||
240                              snod->type == UBIFS_TRUN_NODE);
241
242                 if (snod->type != UBIFS_INO_NODE  &&
243                     snod->type != UBIFS_DATA_NODE &&
244                     snod->type != UBIFS_DENT_NODE &&
245                     snod->type != UBIFS_XENT_NODE) {
246                         /* Probably truncation node, zap it */
247                         list_del(&snod->list);
248                         kfree(snod);
249                         continue;
250                 }
251
252                 ubifs_assert(key_type(c, &snod->key) == UBIFS_DATA_KEY ||
253                              key_type(c, &snod->key) == UBIFS_INO_KEY  ||
254                              key_type(c, &snod->key) == UBIFS_DENT_KEY ||
255                              key_type(c, &snod->key) == UBIFS_XENT_KEY);
256
257                 err = ubifs_tnc_has_node(c, &snod->key, 0, sleb->lnum,
258                                          snod->offs, 0);
259                 if (err < 0)
260                         return err;
261
262                 if (!err) {
263                         /* The node is obsolete, remove it from the list */
264                         list_del(&snod->list);
265                         kfree(snod);
266                         continue;
267                 }
268
269                 if (snod->len < *min)
270                         *min = snod->len;
271
272                 if (key_type(c, &snod->key) != UBIFS_DATA_KEY)
273                         list_move_tail(&snod->list, nondata);
274         }
275
276         /* Sort data and non-data nodes */
277         list_sort(c, &sleb->nodes, &data_nodes_cmp);
278         list_sort(c, nondata, &nondata_nodes_cmp);
279         return 0;
280 }
281
282 /**
283  * move_node - move a node.
284  * @c: UBIFS file-system description object
285  * @sleb: describes the LEB to move nodes from
286  * @snod: the mode to move
287  * @wbuf: write-buffer to move node to
288  *
289  * This function moves node @snod to @wbuf, changes TNC correspondingly, and
290  * destroys @snod. Returns zero in case of success and a negative error code in
291  * case of failure.
292  */
293 static int move_node(struct ubifs_info *c, struct ubifs_scan_leb *sleb,
294                      struct ubifs_scan_node *snod, struct ubifs_wbuf *wbuf)
295 {
296         int err, new_lnum = wbuf->lnum, new_offs = wbuf->offs + wbuf->used;
297
298         cond_resched();
299         err = ubifs_wbuf_write_nolock(wbuf, snod->node, snod->len);
300         if (err)
301                 return err;
302
303         err = ubifs_tnc_replace(c, &snod->key, sleb->lnum,
304                                 snod->offs, new_lnum, new_offs,
305                                 snod->len);
306         list_del(&snod->list);
307         kfree(snod);
308         return err;
309 }
310
311 /**
312  * move_nodes - move nodes.
313  * @c: UBIFS file-system description object
314  * @sleb: describes the LEB to move nodes from
315  *
316  * This function moves valid nodes from data LEB described by @sleb to the GC
317  * journal head. This function returns zero in case of success, %-EAGAIN if
318  * commit is required, and other negative error codes in case of other
319  * failures.
320  */
321 static int move_nodes(struct ubifs_info *c, struct ubifs_scan_leb *sleb)
322 {
323         int err, min;
324         LIST_HEAD(nondata);
325         struct ubifs_wbuf *wbuf = &c->jheads[GCHD].wbuf;
326
327         if (wbuf->lnum == -1) {
328                 /*
329                  * The GC journal head is not set, because it is the first GC
330                  * invocation since mount.
331                  */
332                 err = switch_gc_head(c);
333                 if (err)
334                         return err;
335         }
336
337         err = sort_nodes(c, sleb, &nondata, &min);
338         if (err)
339                 goto out;
340
341         /* Write nodes to their new location. Use the first-fit strategy */
342         while (1) {
343                 int avail;
344                 struct ubifs_scan_node *snod, *tmp;
345
346                 /* Move data nodes */
347                 list_for_each_entry_safe(snod, tmp, &sleb->nodes, list) {
348                         avail = c->leb_size - wbuf->offs - wbuf->used;
349                         if  (snod->len > avail)
350                                 /*
351                                  * Do not skip data nodes in order to optimize
352                                  * bulk-read.
353                                  */
354                                 break;
355
356                         err = move_node(c, sleb, snod, wbuf);
357                         if (err)
358                                 goto out;
359                 }
360
361                 /* Move non-data nodes */
362                 list_for_each_entry_safe(snod, tmp, &nondata, list) {
363                         avail = c->leb_size - wbuf->offs - wbuf->used;
364                         if (avail < min)
365                                 break;
366
367                         if  (snod->len > avail) {
368                                 /*
369                                  * Keep going only if this is an inode with
370                                  * some data. Otherwise stop and switch the GC
371                                  * head. IOW, we assume that data-less inode
372                                  * nodes and direntry nodes are roughly of the
373                                  * same size.
374                                  */
375                                 if (key_type(c, &snod->key) == UBIFS_DENT_KEY ||
376                                     snod->len == UBIFS_INO_NODE_SZ)
377                                         break;
378                                 continue;
379                         }
380
381                         err = move_node(c, sleb, snod, wbuf);
382                         if (err)
383                                 goto out;
384                 }
385
386                 if (list_empty(&sleb->nodes) && list_empty(&nondata))
387                         break;
388
389                 /*
390                  * Waste the rest of the space in the LEB and switch to the
391                  * next LEB.
392                  */
393                 err = switch_gc_head(c);
394                 if (err)
395                         goto out;
396         }
397
398         return 0;
399
400 out:
401         list_splice_tail(&nondata, &sleb->nodes);
402         return err;
403 }
404
405 /**
406  * gc_sync_wbufs - sync write-buffers for GC.
407  * @c: UBIFS file-system description object
408  *
409  * We must guarantee that obsoleting nodes are on flash. Unfortunately they may
410  * be in a write-buffer instead. That is, a node could be written to a
411  * write-buffer, obsoleting another node in a LEB that is GC'd. If that LEB is
412  * erased before the write-buffer is sync'd and then there is an unclean
413  * unmount, then an existing node is lost. To avoid this, we sync all
414  * write-buffers.
415  *
416  * This function returns %0 on success or a negative error code on failure.
417  */
418 static int gc_sync_wbufs(struct ubifs_info *c)
419 {
420         int err, i;
421
422         for (i = 0; i < c->jhead_cnt; i++) {
423                 if (i == GCHD)
424                         continue;
425                 err = ubifs_wbuf_sync(&c->jheads[i].wbuf);
426                 if (err)
427                         return err;
428         }
429         return 0;
430 }
431
432 /**
433  * ubifs_garbage_collect_leb - garbage-collect a logical eraseblock.
434  * @c: UBIFS file-system description object
435  * @lp: describes the LEB to garbage collect
436  *
437  * This function garbage-collects an LEB and returns one of the @LEB_FREED,
438  * @LEB_RETAINED, etc positive codes in case of success, %-EAGAIN if commit is
439  * required, and other negative error codes in case of failures.
440  */
441 int ubifs_garbage_collect_leb(struct ubifs_info *c, struct ubifs_lprops *lp)
442 {
443         struct ubifs_scan_leb *sleb;
444         struct ubifs_scan_node *snod;
445         struct ubifs_wbuf *wbuf = &c->jheads[GCHD].wbuf;
446         int err = 0, lnum = lp->lnum;
447
448         ubifs_assert(c->gc_lnum != -1 || wbuf->offs + wbuf->used == 0 ||
449                      c->need_recovery);
450         ubifs_assert(c->gc_lnum != lnum);
451         ubifs_assert(wbuf->lnum != lnum);
452
453         /*
454          * We scan the entire LEB even though we only really need to scan up to
455          * (c->leb_size - lp->free).
456          */
457         sleb = ubifs_scan(c, lnum, 0, c->sbuf, 0);
458         if (IS_ERR(sleb))
459                 return PTR_ERR(sleb);
460
461         ubifs_assert(!list_empty(&sleb->nodes));
462         snod = list_entry(sleb->nodes.next, struct ubifs_scan_node, list);
463
464         if (snod->type == UBIFS_IDX_NODE) {
465                 struct ubifs_gced_idx_leb *idx_gc;
466
467                 dbg_gc("indexing LEB %d (free %d, dirty %d)",
468                        lnum, lp->free, lp->dirty);
469                 list_for_each_entry(snod, &sleb->nodes, list) {
470                         struct ubifs_idx_node *idx = snod->node;
471                         int level = le16_to_cpu(idx->level);
472
473                         ubifs_assert(snod->type == UBIFS_IDX_NODE);
474                         key_read(c, ubifs_idx_key(c, idx), &snod->key);
475                         err = ubifs_dirty_idx_node(c, &snod->key, level, lnum,
476                                                    snod->offs);
477                         if (err)
478                                 goto out;
479                 }
480
481                 idx_gc = kmalloc(sizeof(struct ubifs_gced_idx_leb), GFP_NOFS);
482                 if (!idx_gc) {
483                         err = -ENOMEM;
484                         goto out;
485                 }
486
487                 idx_gc->lnum = lnum;
488                 idx_gc->unmap = 0;
489                 list_add(&idx_gc->list, &c->idx_gc);
490
491                 /*
492                  * Don't release the LEB until after the next commit, because
493                  * it may contain data which is needed for recovery. So
494                  * although we freed this LEB, it will become usable only after
495                  * the commit.
496                  */
497                 err = ubifs_change_one_lp(c, lnum, c->leb_size, 0, 0,
498                                           LPROPS_INDEX, 1);
499                 if (err)
500                         goto out;
501                 err = LEB_FREED_IDX;
502         } else {
503                 dbg_gc("data LEB %d (free %d, dirty %d)",
504                        lnum, lp->free, lp->dirty);
505
506                 err = move_nodes(c, sleb);
507                 if (err)
508                         goto out_inc_seq;
509
510                 err = gc_sync_wbufs(c);
511                 if (err)
512                         goto out_inc_seq;
513
514                 err = ubifs_change_one_lp(c, lnum, c->leb_size, 0, 0, 0, 0);
515                 if (err)
516                         goto out_inc_seq;
517
518                 /* Allow for races with TNC */
519                 c->gced_lnum = lnum;
520                 smp_wmb();
521                 c->gc_seq += 1;
522                 smp_wmb();
523
524                 if (c->gc_lnum == -1) {
525                         c->gc_lnum = lnum;
526                         err = LEB_RETAINED;
527                 } else {
528                         err = ubifs_wbuf_sync_nolock(wbuf);
529                         if (err)
530                                 goto out;
531
532                         err = ubifs_leb_unmap(c, lnum);
533                         if (err)
534                                 goto out;
535
536                         err = LEB_FREED;
537                 }
538         }
539
540 out:
541         ubifs_scan_destroy(sleb);
542         return err;
543
544 out_inc_seq:
545         /* We may have moved at least some nodes so allow for races with TNC */
546         c->gced_lnum = lnum;
547         smp_wmb();
548         c->gc_seq += 1;
549         smp_wmb();
550         goto out;
551 }
552
553 /**
554  * ubifs_garbage_collect - UBIFS garbage collector.
555  * @c: UBIFS file-system description object
556  * @anyway: do GC even if there are free LEBs
557  *
558  * This function does out-of-place garbage collection. The return codes are:
559  *   o positive LEB number if the LEB has been freed and may be used;
560  *   o %-EAGAIN if the caller has to run commit;
561  *   o %-ENOSPC if GC failed to make any progress;
562  *   o other negative error codes in case of other errors.
563  *
564  * Garbage collector writes data to the journal when GC'ing data LEBs, and just
565  * marking indexing nodes dirty when GC'ing indexing LEBs. Thus, at some point
566  * commit may be required. But commit cannot be run from inside GC, because the
567  * caller might be holding the commit lock, so %-EAGAIN is returned instead;
568  * And this error code means that the caller has to run commit, and re-run GC
569  * if there is still no free space.
570  *
571  * There are many reasons why this function may return %-EAGAIN:
572  * o the log is full and there is no space to write an LEB reference for
573  *   @c->gc_lnum;
574  * o the journal is too large and exceeds size limitations;
575  * o GC moved indexing LEBs, but they can be used only after the commit;
576  * o the shrinker fails to find clean znodes to free and requests the commit;
577  * o etc.
578  *
579  * Note, if the file-system is close to be full, this function may return
580  * %-EAGAIN infinitely, so the caller has to limit amount of re-invocations of
581  * the function. E.g., this happens if the limits on the journal size are too
582  * tough and GC writes too much to the journal before an LEB is freed. This
583  * might also mean that the journal is too large, and the TNC becomes to big,
584  * so that the shrinker is constantly called, finds not clean znodes to free,
585  * and requests commit. Well, this may also happen if the journal is all right,
586  * but another kernel process consumes too much memory. Anyway, infinite
587  * %-EAGAIN may happen, but in some extreme/misconfiguration cases.
588  */
589 int ubifs_garbage_collect(struct ubifs_info *c, int anyway)
590 {
591         int i, err, ret, min_space = c->dead_wm;
592         struct ubifs_lprops lp;
593         struct ubifs_wbuf *wbuf = &c->jheads[GCHD].wbuf;
594
595         ubifs_assert_cmt_locked(c);
596
597         if (ubifs_gc_should_commit(c))
598                 return -EAGAIN;
599
600         mutex_lock_nested(&wbuf->io_mutex, wbuf->jhead);
601
602         if (c->ro_media) {
603                 ret = -EROFS;
604                 goto out_unlock;
605         }
606
607         /* We expect the write-buffer to be empty on entry */
608         ubifs_assert(!wbuf->used);
609
610         for (i = 0; ; i++) {
611                 int space_before = c->leb_size - wbuf->offs - wbuf->used;
612                 int space_after;
613
614                 cond_resched();
615
616                 /* Give the commit an opportunity to run */
617                 if (ubifs_gc_should_commit(c)) {
618                         ret = -EAGAIN;
619                         break;
620                 }
621
622                 if (i > SOFT_LEBS_LIMIT && !list_empty(&c->idx_gc)) {
623                         /*
624                          * We've done enough iterations. Indexing LEBs were
625                          * moved and will be available after the commit.
626                          */
627                         dbg_gc("soft limit, some index LEBs GC'ed, -EAGAIN");
628                         ubifs_commit_required(c);
629                         ret = -EAGAIN;
630                         break;
631                 }
632
633                 if (i > HARD_LEBS_LIMIT) {
634                         /*
635                          * We've moved too many LEBs and have not made
636                          * progress, give up.
637                          */
638                         dbg_gc("hard limit, -ENOSPC");
639                         ret = -ENOSPC;
640                         break;
641                 }
642
643                 /*
644                  * Empty and freeable LEBs can turn up while we waited for
645                  * the wbuf lock, or while we have been running GC. In that
646                  * case, we should just return one of those instead of
647                  * continuing to GC dirty LEBs. Hence we request
648                  * 'ubifs_find_dirty_leb()' to return an empty LEB if it can.
649                  */
650                 ret = ubifs_find_dirty_leb(c, &lp, min_space, anyway ? 0 : 1);
651                 if (ret) {
652                         if (ret == -ENOSPC)
653                                 dbg_gc("no more dirty LEBs");
654                         break;
655                 }
656
657                 dbg_gc("found LEB %d: free %d, dirty %d, sum %d "
658                        "(min. space %d)", lp.lnum, lp.free, lp.dirty,
659                        lp.free + lp.dirty, min_space);
660
661                 if (lp.free + lp.dirty == c->leb_size) {
662                         /* An empty LEB was returned */
663                         dbg_gc("LEB %d is free, return it", lp.lnum);
664                         /*
665                          * ubifs_find_dirty_leb() doesn't return freeable index
666                          * LEBs.
667                          */
668                         ubifs_assert(!(lp.flags & LPROPS_INDEX));
669                         if (lp.free != c->leb_size) {
670                                 /*
671                                  * Write buffers must be sync'd before
672                                  * unmapping freeable LEBs, because one of them
673                                  * may contain data which obsoletes something
674                                  * in 'lp.pnum'.
675                                  */
676                                 ret = gc_sync_wbufs(c);
677                                 if (ret)
678                                         goto out;
679                                 ret = ubifs_change_one_lp(c, lp.lnum,
680                                                           c->leb_size, 0, 0, 0,
681                                                           0);
682                                 if (ret)
683                                         goto out;
684                         }
685                         ret = ubifs_leb_unmap(c, lp.lnum);
686                         if (ret)
687                                 goto out;
688                         ret = lp.lnum;
689                         break;
690                 }
691
692                 space_before = c->leb_size - wbuf->offs - wbuf->used;
693                 if (wbuf->lnum == -1)
694                         space_before = 0;
695
696                 ret = ubifs_garbage_collect_leb(c, &lp);
697                 if (ret < 0) {
698                         if (ret == -EAGAIN) {
699                                 /*
700                                  * This is not error, so we have to return the
701                                  * LEB to lprops. But if 'ubifs_return_leb()'
702                                  * fails, its failure code is propagated to the
703                                  * caller instead of the original '-EAGAIN'.
704                                  */
705                                 err = ubifs_return_leb(c, lp.lnum);
706                                 if (err)
707                                         ret = err;
708                                 break;
709                         }
710                         goto out;
711                 }
712
713                 if (ret == LEB_FREED) {
714                         /* An LEB has been freed and is ready for use */
715                         dbg_gc("LEB %d freed, return", lp.lnum);
716                         ret = lp.lnum;
717                         break;
718                 }
719
720                 if (ret == LEB_FREED_IDX) {
721                         /*
722                          * This was an indexing LEB and it cannot be
723                          * immediately used. And instead of requesting the
724                          * commit straight away, we try to garbage collect some
725                          * more.
726                          */
727                         dbg_gc("indexing LEB %d freed, continue", lp.lnum);
728                         continue;
729                 }
730
731                 ubifs_assert(ret == LEB_RETAINED);
732                 space_after = c->leb_size - wbuf->offs - wbuf->used;
733                 dbg_gc("LEB %d retained, freed %d bytes", lp.lnum,
734                        space_after - space_before);
735
736                 if (space_after > space_before) {
737                         /* GC makes progress, keep working */
738                         min_space >>= 1;
739                         if (min_space < c->dead_wm)
740                                 min_space = c->dead_wm;
741                         continue;
742                 }
743
744                 dbg_gc("did not make progress");
745
746                 /*
747                  * GC moved an LEB bud have not done any progress. This means
748                  * that the previous GC head LEB contained too few free space
749                  * and the LEB which was GC'ed contained only large nodes which
750                  * did not fit that space.
751                  *
752                  * We can do 2 things:
753                  * 1. pick another LEB in a hope it'll contain a small node
754                  *    which will fit the space we have at the end of current GC
755                  *    head LEB, but there is no guarantee, so we try this out
756                  *    unless we have already been working for too long;
757                  * 2. request an LEB with more dirty space, which will force
758                  *    'ubifs_find_dirty_leb()' to start scanning the lprops
759                  *    table, instead of just picking one from the heap
760                  *    (previously it already picked the dirtiest LEB).
761                  */
762                 if (i < SOFT_LEBS_LIMIT) {
763                         dbg_gc("try again");
764                         continue;
765                 }
766
767                 min_space <<= 1;
768                 if (min_space > c->dark_wm)
769                         min_space = c->dark_wm;
770                 dbg_gc("set min. space to %d", min_space);
771         }
772
773         if (ret == -ENOSPC && !list_empty(&c->idx_gc)) {
774                 dbg_gc("no space, some index LEBs GC'ed, -EAGAIN");
775                 ubifs_commit_required(c);
776                 ret = -EAGAIN;
777         }
778
779         err = ubifs_wbuf_sync_nolock(wbuf);
780         if (!err)
781                 err = ubifs_leb_unmap(c, c->gc_lnum);
782         if (err) {
783                 ret = err;
784                 goto out;
785         }
786 out_unlock:
787         mutex_unlock(&wbuf->io_mutex);
788         return ret;
789
790 out:
791         ubifs_assert(ret < 0);
792         ubifs_assert(ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN);
793         ubifs_wbuf_sync_nolock(wbuf);
794         ubifs_ro_mode(c, ret);
795         mutex_unlock(&wbuf->io_mutex);
796         ubifs_return_leb(c, lp.lnum);
797         return ret;
798 }
799
800 /**
801  * ubifs_gc_start_commit - garbage collection at start of commit.
802  * @c: UBIFS file-system description object
803  *
804  * If a LEB has only dirty and free space, then we may safely unmap it and make
805  * it free.  Note, we cannot do this with indexing LEBs because dirty space may
806  * correspond index nodes that are required for recovery.  In that case, the
807  * LEB cannot be unmapped until after the next commit.
808  *
809  * This function returns %0 upon success and a negative error code upon failure.
810  */
811 int ubifs_gc_start_commit(struct ubifs_info *c)
812 {
813         struct ubifs_gced_idx_leb *idx_gc;
814         const struct ubifs_lprops *lp;
815         int err = 0, flags;
816
817         ubifs_get_lprops(c);
818
819         /*
820          * Unmap (non-index) freeable LEBs. Note that recovery requires that all
821          * wbufs are sync'd before this, which is done in 'do_commit()'.
822          */
823         while (1) {
824                 lp = ubifs_fast_find_freeable(c);
825                 if (IS_ERR(lp)) {
826                         err = PTR_ERR(lp);
827                         goto out;
828                 }
829                 if (!lp)
830                         break;
831                 ubifs_assert(!(lp->flags & LPROPS_TAKEN));
832                 ubifs_assert(!(lp->flags & LPROPS_INDEX));
833                 err = ubifs_leb_unmap(c, lp->lnum);
834                 if (err)
835                         goto out;
836                 lp = ubifs_change_lp(c, lp, c->leb_size, 0, lp->flags, 0);
837                 if (IS_ERR(lp)) {
838                         err = PTR_ERR(lp);
839                         goto out;
840                 }
841                 ubifs_assert(!(lp->flags & LPROPS_TAKEN));
842                 ubifs_assert(!(lp->flags & LPROPS_INDEX));
843         }
844
845         /* Mark GC'd index LEBs OK to unmap after this commit finishes */
846         list_for_each_entry(idx_gc, &c->idx_gc, list)
847                 idx_gc->unmap = 1;
848
849         /* Record index freeable LEBs for unmapping after commit */
850         while (1) {
851                 lp = ubifs_fast_find_frdi_idx(c);
852                 if (IS_ERR(lp)) {
853                         err = PTR_ERR(lp);
854                         goto out;
855                 }
856                 if (!lp)
857                         break;
858                 idx_gc = kmalloc(sizeof(struct ubifs_gced_idx_leb), GFP_NOFS);
859                 if (!idx_gc) {
860                         err = -ENOMEM;
861                         goto out;
862                 }
863                 ubifs_assert(!(lp->flags & LPROPS_TAKEN));
864                 ubifs_assert(lp->flags & LPROPS_INDEX);
865                 /* Don't release the LEB until after the next commit */
866                 flags = (lp->flags | LPROPS_TAKEN) ^ LPROPS_INDEX;
867                 lp = ubifs_change_lp(c, lp, c->leb_size, 0, flags, 1);
868                 if (IS_ERR(lp)) {
869                         err = PTR_ERR(lp);
870                         kfree(idx_gc);
871                         goto out;
872                 }
873                 ubifs_assert(lp->flags & LPROPS_TAKEN);
874                 ubifs_assert(!(lp->flags & LPROPS_INDEX));
875                 idx_gc->lnum = lp->lnum;
876                 idx_gc->unmap = 1;
877                 list_add(&idx_gc->list, &c->idx_gc);
878         }
879 out:
880         ubifs_release_lprops(c);
881         return err;
882 }
883
884 /**
885  * ubifs_gc_end_commit - garbage collection at end of commit.
886  * @c: UBIFS file-system description object
887  *
888  * This function completes out-of-place garbage collection of index LEBs.
889  */
890 int ubifs_gc_end_commit(struct ubifs_info *c)
891 {
892         struct ubifs_gced_idx_leb *idx_gc, *tmp;
893         struct ubifs_wbuf *wbuf;
894         int err = 0;
895
896         wbuf = &c->jheads[GCHD].wbuf;
897         mutex_lock_nested(&wbuf->io_mutex, wbuf->jhead);
898         list_for_each_entry_safe(idx_gc, tmp, &c->idx_gc, list)
899                 if (idx_gc->unmap) {
900                         dbg_gc("LEB %d", idx_gc->lnum);
901                         err = ubifs_leb_unmap(c, idx_gc->lnum);
902                         if (err)
903                                 goto out;
904                         err = ubifs_change_one_lp(c, idx_gc->lnum, LPROPS_NC,
905                                           LPROPS_NC, 0, LPROPS_TAKEN, -1);
906                         if (err)
907                                 goto out;
908                         list_del(&idx_gc->list);
909                         kfree(idx_gc);
910                 }
911 out:
912         mutex_unlock(&wbuf->io_mutex);
913         return err;
914 }
915
916 /**
917  * ubifs_destroy_idx_gc - destroy idx_gc list.
918  * @c: UBIFS file-system description object
919  *
920  * This function destroys the @c->idx_gc list. It is called when unmounting
921  * so locks are not needed. Returns zero in case of success and a negative
922  * error code in case of failure.
923  */
924 void ubifs_destroy_idx_gc(struct ubifs_info *c)
925 {
926         while (!list_empty(&c->idx_gc)) {
927                 struct ubifs_gced_idx_leb *idx_gc;
928
929                 idx_gc = list_entry(c->idx_gc.next, struct ubifs_gced_idx_leb,
930                                     list);
931                 c->idx_gc_cnt -= 1;
932                 list_del(&idx_gc->list);
933                 kfree(idx_gc);
934         }
935 }
936
937 /**
938  * ubifs_get_idx_gc_leb - get a LEB from GC'd index LEB list.
939  * @c: UBIFS file-system description object
940  *
941  * Called during start commit so locks are not needed.
942  */
943 int ubifs_get_idx_gc_leb(struct ubifs_info *c)
944 {
945         struct ubifs_gced_idx_leb *idx_gc;
946         int lnum;
947
948         if (list_empty(&c->idx_gc))
949                 return -ENOSPC;
950         idx_gc = list_entry(c->idx_gc.next, struct ubifs_gced_idx_leb, list);
951         lnum = idx_gc->lnum;
952         /* c->idx_gc_cnt is updated by the caller when lprops are updated */
953         list_del(&idx_gc->list);
954         kfree(idx_gc);
955         return lnum;
956 }