27377a0faa6f381a1115930da7a97d1bcf00e34c
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / ext2 / balloc.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  linux/fs/ext2/balloc.c
4  *
5  * Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995
6  * Remy Card (card@masi.ibp.fr)
7  * Laboratoire MASI - Institut Blaise Pascal
8  * Universite Pierre et Marie Curie (Paris VI)
9  *
10  *  Enhanced block allocation by Stephen Tweedie (sct@redhat.com), 1993
11  *  Big-endian to little-endian byte-swapping/bitmaps by
12  *        David S. Miller (davem@caip.rutgers.edu), 1995
13  */
14
15 #include "ext2.h"
16 #include <linux/quotaops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/sched.h>
19 #include <linux/cred.h>
20 #include <linux/buffer_head.h>
21 #include <linux/capability.h>
22
23 /*
24  * balloc.c contains the blocks allocation and deallocation routines
25  */
26
27 /*
28  * The free blocks are managed by bitmaps.  A file system contains several
29  * blocks groups.  Each group contains 1 bitmap block for blocks, 1 bitmap
30  * block for inodes, N blocks for the inode table and data blocks.
31  *
32  * The file system contains group descriptors which are located after the
33  * super block.  Each descriptor contains the number of the bitmap block and
34  * the free blocks count in the block.  The descriptors are loaded in memory
35  * when a file system is mounted (see ext2_fill_super).
36  */
37
38
39 #define in_range(b, first, len) ((b) >= (first) && (b) <= (first) + (len) - 1)
40
41 struct ext2_group_desc * ext2_get_group_desc(struct super_block * sb,
42                                              unsigned int block_group,
43                                              struct buffer_head ** bh)
44 {
45         unsigned long group_desc;
46         unsigned long offset;
47         struct ext2_group_desc * desc;
48         struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
49
50         if (block_group >= sbi->s_groups_count) {
51                 WARN(1, "block_group >= groups_count - "
52                      "block_group = %d, groups_count = %lu",
53                      block_group, sbi->s_groups_count);
54
55                 return NULL;
56         }
57
58         group_desc = block_group >> EXT2_DESC_PER_BLOCK_BITS(sb);
59         offset = block_group & (EXT2_DESC_PER_BLOCK(sb) - 1);
60         if (!sbi->s_group_desc[group_desc]) {
61                 WARN(1, "Group descriptor not loaded - "
62                      "block_group = %d, group_desc = %lu, desc = %lu",
63                       block_group, group_desc, offset);
64                 return NULL;
65         }
66
67         desc = (struct ext2_group_desc *) sbi->s_group_desc[group_desc]->b_data;
68         if (bh)
69                 *bh = sbi->s_group_desc[group_desc];
70         return desc + offset;
71 }
72
73 static int ext2_valid_block_bitmap(struct super_block *sb,
74                                         struct ext2_group_desc *desc,
75                                         unsigned int block_group,
76                                         struct buffer_head *bh)
77 {
78         ext2_grpblk_t offset;
79         ext2_grpblk_t next_zero_bit;
80         ext2_fsblk_t bitmap_blk;
81         ext2_fsblk_t group_first_block;
82
83         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, block_group);
84
85         /* check whether block bitmap block number is set */
86         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap);
87         offset = bitmap_blk - group_first_block;
88         if (!ext2_test_bit(offset, bh->b_data))
89                 /* bad block bitmap */
90                 goto err_out;
91
92         /* check whether the inode bitmap block number is set */
93         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_inode_bitmap);
94         offset = bitmap_blk - group_first_block;
95         if (!ext2_test_bit(offset, bh->b_data))
96                 /* bad block bitmap */
97                 goto err_out;
98
99         /* check whether the inode table block number is set */
100         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_inode_table);
101         offset = bitmap_blk - group_first_block;
102         next_zero_bit = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data,
103                                 offset + EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group,
104                                 offset);
105         if (next_zero_bit >= offset + EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group)
106                 /* good bitmap for inode tables */
107                 return 1;
108
109 err_out:
110         ext2_error(sb, __func__,
111                         "Invalid block bitmap - "
112                         "block_group = %d, block = %lu",
113                         block_group, bitmap_blk);
114         return 0;
115 }
116
117 /*
118  * Read the bitmap for a given block_group,and validate the
119  * bits for block/inode/inode tables are set in the bitmaps
120  *
121  * Return buffer_head on success or NULL in case of failure.
122  */
123 static struct buffer_head *
124 read_block_bitmap(struct super_block *sb, unsigned int block_group)
125 {
126         struct ext2_group_desc * desc;
127         struct buffer_head * bh = NULL;
128         ext2_fsblk_t bitmap_blk;
129         int ret;
130
131         desc = ext2_get_group_desc(sb, block_group, NULL);
132         if (!desc)
133                 return NULL;
134         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap);
135         bh = sb_getblk(sb, bitmap_blk);
136         if (unlikely(!bh)) {
137                 ext2_error(sb, __func__,
138                             "Cannot read block bitmap - "
139                             "block_group = %d, block_bitmap = %u",
140                             block_group, le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap));
141                 return NULL;
142         }
143         ret = bh_read(bh, 0);
144         if (ret > 0)
145                 return bh;
146         if (ret < 0) {
147                 brelse(bh);
148                 ext2_error(sb, __func__,
149                             "Cannot read block bitmap - "
150                             "block_group = %d, block_bitmap = %u",
151                             block_group, le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap));
152                 return NULL;
153         }
154
155         ext2_valid_block_bitmap(sb, desc, block_group, bh);
156         /*
157          * file system mounted not to panic on error, continue with corrupt
158          * bitmap
159          */
160         return bh;
161 }
162
163 static void group_adjust_blocks(struct super_block *sb, int group_no,
164         struct ext2_group_desc *desc, struct buffer_head *bh, int count)
165 {
166         if (count) {
167                 struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
168                 unsigned free_blocks;
169
170                 spin_lock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
171                 free_blocks = le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
172                 desc->bg_free_blocks_count = cpu_to_le16(free_blocks + count);
173                 spin_unlock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
174                 mark_buffer_dirty(bh);
175         }
176 }
177
178 /*
179  * The reservation window structure operations
180  * --------------------------------------------
181  * Operations include:
182  * dump, find, add, remove, is_empty, find_next_reservable_window, etc.
183  *
184  * We use a red-black tree to represent per-filesystem reservation
185  * windows.
186  *
187  */
188
189 /**
190  * __rsv_window_dump() -- Dump the filesystem block allocation reservation map
191  * @root:               root of per-filesystem reservation rb tree
192  * @verbose:            verbose mode
193  * @fn:                 function which wishes to dump the reservation map
194  *
195  * If verbose is turned on, it will print the whole block reservation
196  * windows(start, end). Otherwise, it will only print out the "bad" windows,
197  * those windows that overlap with their immediate neighbors.
198  */
199 #if 1
200 static void __rsv_window_dump(struct rb_root *root, int verbose,
201                               const char *fn)
202 {
203         struct rb_node *n;
204         struct ext2_reserve_window_node *rsv, *prev;
205         int bad;
206
207 restart:
208         n = rb_first(root);
209         bad = 0;
210         prev = NULL;
211
212         printk("Block Allocation Reservation Windows Map (%s):\n", fn);
213         while (n) {
214                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
215                 if (verbose)
216                         printk("reservation window 0x%p "
217                                 "start: %lu, end: %lu\n",
218                                 rsv, rsv->rsv_start, rsv->rsv_end);
219                 if (rsv->rsv_start && rsv->rsv_start >= rsv->rsv_end) {
220                         printk("Bad reservation %p (start >= end)\n",
221                                rsv);
222                         bad = 1;
223                 }
224                 if (prev && prev->rsv_end >= rsv->rsv_start) {
225                         printk("Bad reservation %p (prev->end >= start)\n",
226                                rsv);
227                         bad = 1;
228                 }
229                 if (bad) {
230                         if (!verbose) {
231                                 printk("Restarting reservation walk in verbose mode\n");
232                                 verbose = 1;
233                                 goto restart;
234                         }
235                 }
236                 n = rb_next(n);
237                 prev = rsv;
238         }
239         printk("Window map complete.\n");
240         BUG_ON(bad);
241 }
242 #define rsv_window_dump(root, verbose) \
243         __rsv_window_dump((root), (verbose), __func__)
244 #else
245 #define rsv_window_dump(root, verbose) do {} while (0)
246 #endif
247
248 /**
249  * goal_in_my_reservation()
250  * @rsv:                inode's reservation window
251  * @grp_goal:           given goal block relative to the allocation block group
252  * @group:              the current allocation block group
253  * @sb:                 filesystem super block
254  *
255  * Test if the given goal block (group relative) is within the file's
256  * own block reservation window range.
257  *
258  * If the reservation window is outside the goal allocation group, return 0;
259  * grp_goal (given goal block) could be -1, which means no specific
260  * goal block. In this case, always return 1.
261  * If the goal block is within the reservation window, return 1;
262  * otherwise, return 0;
263  */
264 static int
265 goal_in_my_reservation(struct ext2_reserve_window *rsv, ext2_grpblk_t grp_goal,
266                         unsigned int group, struct super_block * sb)
267 {
268         ext2_fsblk_t group_first_block, group_last_block;
269
270         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
271         group_last_block = ext2_group_last_block_no(sb, group);
272
273         if ((rsv->_rsv_start > group_last_block) ||
274             (rsv->_rsv_end < group_first_block))
275                 return 0;
276         if ((grp_goal >= 0) && ((grp_goal + group_first_block < rsv->_rsv_start)
277                 || (grp_goal + group_first_block > rsv->_rsv_end)))
278                 return 0;
279         return 1;
280 }
281
282 /**
283  * search_reserve_window()
284  * @root:               root of reservation tree
285  * @goal:               target allocation block
286  *
287  * Find the reserved window which includes the goal, or the previous one
288  * if the goal is not in any window.
289  * Returns NULL if there are no windows or if all windows start after the goal.
290  */
291 static struct ext2_reserve_window_node *
292 search_reserve_window(struct rb_root *root, ext2_fsblk_t goal)
293 {
294         struct rb_node *n = root->rb_node;
295         struct ext2_reserve_window_node *rsv;
296
297         if (!n)
298                 return NULL;
299
300         do {
301                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
302
303                 if (goal < rsv->rsv_start)
304                         n = n->rb_left;
305                 else if (goal > rsv->rsv_end)
306                         n = n->rb_right;
307                 else
308                         return rsv;
309         } while (n);
310         /*
311          * We've fallen off the end of the tree: the goal wasn't inside
312          * any particular node.  OK, the previous node must be to one
313          * side of the interval containing the goal.  If it's the RHS,
314          * we need to back up one.
315          */
316         if (rsv->rsv_start > goal) {
317                 n = rb_prev(&rsv->rsv_node);
318                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
319         }
320         return rsv;
321 }
322
323 /*
324  * ext2_rsv_window_add() -- Insert a window to the block reservation rb tree.
325  * @sb:                 super block
326  * @rsv:                reservation window to add
327  *
328  * Must be called with rsv_lock held.
329  */
330 void ext2_rsv_window_add(struct super_block *sb,
331                     struct ext2_reserve_window_node *rsv)
332 {
333         struct rb_root *root = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root;
334         struct rb_node *node = &rsv->rsv_node;
335         ext2_fsblk_t start = rsv->rsv_start;
336
337         struct rb_node ** p = &root->rb_node;
338         struct rb_node * parent = NULL;
339         struct ext2_reserve_window_node *this;
340
341         while (*p)
342         {
343                 parent = *p;
344                 this = rb_entry(parent, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
345
346                 if (start < this->rsv_start)
347                         p = &(*p)->rb_left;
348                 else if (start > this->rsv_end)
349                         p = &(*p)->rb_right;
350                 else {
351                         rsv_window_dump(root, 1);
352                         BUG();
353                 }
354         }
355
356         rb_link_node(node, parent, p);
357         rb_insert_color(node, root);
358 }
359
360 /**
361  * rsv_window_remove() -- unlink a window from the reservation rb tree
362  * @sb:                 super block
363  * @rsv:                reservation window to remove
364  *
365  * Mark the block reservation window as not allocated, and unlink it
366  * from the filesystem reservation window rb tree. Must be called with
367  * rsv_lock held.
368  */
369 static void rsv_window_remove(struct super_block *sb,
370                               struct ext2_reserve_window_node *rsv)
371 {
372         rsv->rsv_start = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
373         rsv->rsv_end = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
374         rsv->rsv_alloc_hit = 0;
375         rb_erase(&rsv->rsv_node, &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root);
376 }
377
378 /*
379  * rsv_is_empty() -- Check if the reservation window is allocated.
380  * @rsv:                given reservation window to check
381  *
382  * returns 1 if the end block is EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED.
383  */
384 static inline int rsv_is_empty(struct ext2_reserve_window *rsv)
385 {
386         /* a valid reservation end block could not be 0 */
387         return (rsv->_rsv_end == EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED);
388 }
389
390 /**
391  * ext2_init_block_alloc_info()
392  * @inode:              file inode structure
393  *
394  * Allocate and initialize the  reservation window structure, and
395  * link the window to the ext2 inode structure at last
396  *
397  * The reservation window structure is only dynamically allocated
398  * and linked to ext2 inode the first time the open file
399  * needs a new block. So, before every ext2_new_block(s) call, for
400  * regular files, we should check whether the reservation window
401  * structure exists or not. In the latter case, this function is called.
402  * Fail to do so will result in block reservation being turned off for that
403  * open file.
404  *
405  * This function is called from ext2_get_blocks_handle(), also called
406  * when setting the reservation window size through ioctl before the file
407  * is open for write (needs block allocation).
408  *
409  * Needs truncate_mutex protection prior to calling this function.
410  */
411 void ext2_init_block_alloc_info(struct inode *inode)
412 {
413         struct ext2_inode_info *ei = EXT2_I(inode);
414         struct ext2_block_alloc_info *block_i;
415         struct super_block *sb = inode->i_sb;
416
417         block_i = kmalloc(sizeof(*block_i), GFP_NOFS);
418         if (block_i) {
419                 struct ext2_reserve_window_node *rsv = &block_i->rsv_window_node;
420
421                 rsv->rsv_start = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
422                 rsv->rsv_end = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
423
424                 /*
425                  * if filesystem is mounted with NORESERVATION, the goal
426                  * reservation window size is set to zero to indicate
427                  * block reservation is off
428                  */
429                 if (!test_opt(sb, RESERVATION))
430                         rsv->rsv_goal_size = 0;
431                 else
432                         rsv->rsv_goal_size = EXT2_DEFAULT_RESERVE_BLOCKS;
433                 rsv->rsv_alloc_hit = 0;
434                 block_i->last_alloc_logical_block = 0;
435                 block_i->last_alloc_physical_block = 0;
436         }
437         ei->i_block_alloc_info = block_i;
438 }
439
440 /**
441  * ext2_discard_reservation()
442  * @inode:              inode
443  *
444  * Discard(free) block reservation window on last file close, or truncate
445  * or at last iput().
446  *
447  * It is being called in three cases:
448  *      ext2_release_file(): last writer closes the file
449  *      ext2_clear_inode(): last iput(), when nobody links to this file.
450  *      ext2_truncate(): when the block indirect map is about to change.
451  */
452 void ext2_discard_reservation(struct inode *inode)
453 {
454         struct ext2_inode_info *ei = EXT2_I(inode);
455         struct ext2_block_alloc_info *block_i = ei->i_block_alloc_info;
456         struct ext2_reserve_window_node *rsv;
457         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(inode->i_sb)->s_rsv_window_lock;
458
459         if (!block_i)
460                 return;
461
462         rsv = &block_i->rsv_window_node;
463         if (!rsv_is_empty(&rsv->rsv_window)) {
464                 spin_lock(rsv_lock);
465                 if (!rsv_is_empty(&rsv->rsv_window))
466                         rsv_window_remove(inode->i_sb, rsv);
467                 spin_unlock(rsv_lock);
468         }
469 }
470
471 /**
472  * ext2_free_blocks() -- Free given blocks and update quota and i_blocks
473  * @inode:              inode
474  * @block:              start physical block to free
475  * @count:              number of blocks to free
476  */
477 void ext2_free_blocks(struct inode * inode, ext2_fsblk_t block,
478                       unsigned long count)
479 {
480         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
481         struct buffer_head * bh2;
482         unsigned long block_group;
483         unsigned long bit;
484         unsigned long i;
485         unsigned long overflow;
486         struct super_block * sb = inode->i_sb;
487         struct ext2_sb_info * sbi = EXT2_SB(sb);
488         struct ext2_group_desc * desc;
489         struct ext2_super_block * es = sbi->s_es;
490         unsigned freed = 0, group_freed;
491
492         if (!ext2_data_block_valid(sbi, block, count)) {
493                 ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
494                             "Freeing blocks not in datazone - "
495                             "block = %lu, count = %lu", block, count);
496                 goto error_return;
497         }
498
499         ext2_debug ("freeing block(s) %lu-%lu\n", block, block + count - 1);
500
501 do_more:
502         overflow = 0;
503         block_group = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) /
504                       EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
505         bit = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
506                       EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
507         /*
508          * Check to see if we are freeing blocks across a group
509          * boundary.
510          */
511         if (bit + count > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)) {
512                 overflow = bit + count - EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
513                 count -= overflow;
514         }
515         brelse(bitmap_bh);
516         bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, block_group);
517         if (!bitmap_bh)
518                 goto error_return;
519
520         desc = ext2_get_group_desc (sb, block_group, &bh2);
521         if (!desc)
522                 goto error_return;
523
524         if (in_range (le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap), block, count) ||
525             in_range (le32_to_cpu(desc->bg_inode_bitmap), block, count) ||
526             in_range (block, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
527                       sbi->s_itb_per_group) ||
528             in_range (block + count - 1, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
529                       sbi->s_itb_per_group)) {
530                 ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
531                             "Freeing blocks in system zones - "
532                             "Block = %lu, count = %lu",
533                             block, count);
534                 goto error_return;
535         }
536
537         for (i = 0, group_freed = 0; i < count; i++) {
538                 if (!ext2_clear_bit_atomic(sb_bgl_lock(sbi, block_group),
539                                                 bit + i, bitmap_bh->b_data)) {
540                         ext2_error(sb, __func__,
541                                 "bit already cleared for block %lu", block + i);
542                 } else {
543                         group_freed++;
544                 }
545         }
546
547         mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
548         if (sb->s_flags & SB_SYNCHRONOUS)
549                 sync_dirty_buffer(bitmap_bh);
550
551         group_adjust_blocks(sb, block_group, desc, bh2, group_freed);
552         freed += group_freed;
553
554         if (overflow) {
555                 block += count;
556                 count = overflow;
557                 goto do_more;
558         }
559 error_return:
560         brelse(bitmap_bh);
561         if (freed) {
562                 percpu_counter_add(&sbi->s_freeblocks_counter, freed);
563                 dquot_free_block_nodirty(inode, freed);
564                 mark_inode_dirty(inode);
565         }
566 }
567
568 /**
569  * bitmap_search_next_usable_block()
570  * @start:              the starting block (group relative) of the search
571  * @bh:                 bufferhead contains the block group bitmap
572  * @maxblocks:          the ending block (group relative) of the reservation
573  *
574  * The bitmap search --- search forward through the actual bitmap on disk until
575  * we find a bit free.
576  */
577 static ext2_grpblk_t
578 bitmap_search_next_usable_block(ext2_grpblk_t start, struct buffer_head *bh,
579                                         ext2_grpblk_t maxblocks)
580 {
581         ext2_grpblk_t next;
582
583         next = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data, maxblocks, start);
584         if (next >= maxblocks)
585                 return -1;
586         return next;
587 }
588
589 /**
590  * find_next_usable_block()
591  * @start:              the starting block (group relative) to find next
592  *                      allocatable block in bitmap.
593  * @bh:                 bufferhead contains the block group bitmap
594  * @maxblocks:          the ending block (group relative) for the search
595  *
596  * Find an allocatable block in a bitmap.  We perform the "most
597  * appropriate allocation" algorithm of looking for a free block near
598  * the initial goal; then for a free byte somewhere in the bitmap;
599  * then for any free bit in the bitmap.
600  */
601 static ext2_grpblk_t
602 find_next_usable_block(int start, struct buffer_head *bh, int maxblocks)
603 {
604         ext2_grpblk_t here, next;
605         char *p, *r;
606
607         if (start > 0) {
608                 /*
609                  * The goal was occupied; search forward for a free 
610                  * block within the next XX blocks.
611                  *
612                  * end_goal is more or less random, but it has to be
613                  * less than EXT2_BLOCKS_PER_GROUP. Aligning up to the
614                  * next 64-bit boundary is simple..
615                  */
616                 ext2_grpblk_t end_goal = (start + 63) & ~63;
617                 if (end_goal > maxblocks)
618                         end_goal = maxblocks;
619                 here = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data, end_goal, start);
620                 if (here < end_goal)
621                         return here;
622                 ext2_debug("Bit not found near goal\n");
623         }
624
625         here = start;
626         if (here < 0)
627                 here = 0;
628
629         p = ((char *)bh->b_data) + (here >> 3);
630         r = memscan(p, 0, ((maxblocks + 7) >> 3) - (here >> 3));
631         next = (r - ((char *)bh->b_data)) << 3;
632
633         if (next < maxblocks && next >= here)
634                 return next;
635
636         here = bitmap_search_next_usable_block(here, bh, maxblocks);
637         return here;
638 }
639
640 /**
641  * ext2_try_to_allocate()
642  * @sb:                 superblock
643  * @group:              given allocation block group
644  * @bitmap_bh:          bufferhead holds the block bitmap
645  * @grp_goal:           given target block within the group
646  * @count:              target number of blocks to allocate
647  * @my_rsv:             reservation window
648  *
649  * Attempt to allocate blocks within a give range. Set the range of allocation
650  * first, then find the first free bit(s) from the bitmap (within the range),
651  * and at last, allocate the blocks by claiming the found free bit as allocated.
652  *
653  * To set the range of this allocation:
654  *      if there is a reservation window, only try to allocate block(s)
655  *      from the file's own reservation window;
656  *      Otherwise, the allocation range starts from the give goal block,
657  *      ends at the block group's last block.
658  *
659  * If we failed to allocate the desired block then we may end up crossing to a
660  * new bitmap.
661  */
662 static int
663 ext2_try_to_allocate(struct super_block *sb, int group,
664                         struct buffer_head *bitmap_bh, ext2_grpblk_t grp_goal,
665                         unsigned long *count,
666                         struct ext2_reserve_window *my_rsv)
667 {
668         ext2_fsblk_t group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
669         ext2_fsblk_t group_last_block = ext2_group_last_block_no(sb, group);
670         ext2_grpblk_t start, end;
671         unsigned long num = 0;
672
673         start = 0;
674         end = group_last_block - group_first_block + 1;
675         /* we do allocation within the reservation window if we have a window */
676         if (my_rsv) {
677                 if (my_rsv->_rsv_start >= group_first_block)
678                         start = my_rsv->_rsv_start - group_first_block;
679                 if (my_rsv->_rsv_end < group_last_block)
680                         end = my_rsv->_rsv_end - group_first_block + 1;
681                 if (grp_goal < start || grp_goal >= end)
682                         grp_goal = -1;
683         }
684         BUG_ON(start > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb));
685
686         if (grp_goal < 0) {
687                 grp_goal = find_next_usable_block(start, bitmap_bh, end);
688                 if (grp_goal < 0)
689                         goto fail_access;
690                 if (!my_rsv) {
691                         int i;
692
693                         for (i = 0; i < 7 && grp_goal > start &&
694                                         !ext2_test_bit(grp_goal - 1,
695                                                         bitmap_bh->b_data);
696                                         i++, grp_goal--)
697                                 ;
698                 }
699         }
700
701         for (; num < *count && grp_goal < end; grp_goal++) {
702                 if (ext2_set_bit_atomic(sb_bgl_lock(EXT2_SB(sb), group),
703                                         grp_goal, bitmap_bh->b_data)) {
704                         if (num == 0)
705                                 continue;
706                         break;
707                 }
708                 num++;
709         }
710
711         if (num == 0)
712                 goto fail_access;
713
714         *count = num;
715         return grp_goal - num;
716 fail_access:
717         return -1;
718 }
719
720 /**
721  * find_next_reservable_window - Find a reservable space within the given range.
722  * @search_head: The list to search.
723  * @my_rsv: The reservation we're currently using.
724  * @sb: The super block.
725  * @start_block: The first block we consider to start the real search from
726  * @last_block: The maximum block number that our goal reservable space
727  *      could start from.
728  *
729  * It does not allocate the reservation window: alloc_new_reservation()
730  * will do the work later.
731  *
732  * We search the given range, rather than the whole reservation double
733  * linked list, (start_block, last_block) to find a free region that is
734  * of my size and has not been reserved.
735  *
736  * @search_head is not necessarily the list head of the whole filesystem.
737  * We have both head and @start_block to assist the search for the
738  * reservable space. The list starts from head, but we will shift to
739  * the place where start_block is, then start from there, when looking
740  * for a reservable space.
741  *
742  * @last_block is normally the last block in this group. The search will end
743  * when we found the start of next possible reservable space is out
744  * of this boundary.  This could handle the cross boundary reservation
745  * window request.
746  *
747  * Return: -1 if we could not find a range of sufficient size.  If we could,
748  * return 0 and fill in @my_rsv with the range information.
749  */
750 static int find_next_reservable_window(
751                                 struct ext2_reserve_window_node *search_head,
752                                 struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
753                                 struct super_block * sb,
754                                 ext2_fsblk_t start_block,
755                                 ext2_fsblk_t last_block)
756 {
757         struct rb_node *next;
758         struct ext2_reserve_window_node *rsv, *prev;
759         ext2_fsblk_t cur;
760         int size = my_rsv->rsv_goal_size;
761
762         /* TODO: make the start of the reservation window byte-aligned */
763         /* cur = *start_block & ~7;*/
764         cur = start_block;
765         rsv = search_head;
766         if (!rsv)
767                 return -1;
768
769         while (1) {
770                 if (cur <= rsv->rsv_end)
771                         cur = rsv->rsv_end + 1;
772
773                 /* TODO?
774                  * in the case we could not find a reservable space
775                  * that is what is expected, during the re-search, we could
776                  * remember what's the largest reservable space we could have
777                  * and return that one.
778                  *
779                  * For now it will fail if we could not find the reservable
780                  * space with expected-size (or more)...
781                  */
782                 if (cur > last_block)
783                         return -1;              /* fail */
784
785                 prev = rsv;
786                 next = rb_next(&rsv->rsv_node);
787                 rsv = rb_entry(next,struct ext2_reserve_window_node,rsv_node);
788
789                 /*
790                  * Reached the last reservation, we can just append to the
791                  * previous one.
792                  */
793                 if (!next)
794                         break;
795
796                 if (cur + size <= rsv->rsv_start) {
797                         /*
798                          * Found a reserveable space big enough.  We could
799                          * have a reservation across the group boundary here
800                          */
801                         break;
802                 }
803         }
804         /*
805          * we come here either :
806          * when we reach the end of the whole list,
807          * and there is empty reservable space after last entry in the list.
808          * append it to the end of the list.
809          *
810          * or we found one reservable space in the middle of the list,
811          * return the reservation window that we could append to.
812          * succeed.
813          */
814
815         if ((prev != my_rsv) && (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)))
816                 rsv_window_remove(sb, my_rsv);
817
818         /*
819          * Let's book the whole available window for now.  We will check the
820          * disk bitmap later and then, if there are free blocks then we adjust
821          * the window size if it's larger than requested.
822          * Otherwise, we will remove this node from the tree next time
823          * call find_next_reservable_window.
824          */
825         my_rsv->rsv_start = cur;
826         my_rsv->rsv_end = cur + size - 1;
827         my_rsv->rsv_alloc_hit = 0;
828
829         if (prev != my_rsv)
830                 ext2_rsv_window_add(sb, my_rsv);
831
832         return 0;
833 }
834
835 /**
836  * alloc_new_reservation - Allocate a new reservation window.
837  * @my_rsv: The reservation we're currently using.
838  * @grp_goal: The goal block relative to the start of the group.
839  * @sb: The super block.
840  * @group: The group we are trying to allocate in.
841  * @bitmap_bh: The block group block bitmap.
842  *
843  * To make a new reservation, we search part of the filesystem reservation
844  * list (the list inside the group). We try to allocate a new
845  * reservation window near @grp_goal, or the beginning of the
846  * group, if @grp_goal is negative.
847  *
848  * We first find a reservable space after the goal, then from there,
849  * we check the bitmap for the first free block after it. If there is
850  * no free block until the end of group, then the whole group is full,
851  * we failed. Otherwise, check if the free block is inside the expected
852  * reservable space, if so, we succeed.
853  *
854  * If the first free block is outside the reservable space, then start
855  * from the first free block, we search for next available space, and
856  * go on.
857  *
858  * on succeed, a new reservation will be found and inserted into the
859  * list. It contains at least one free block, and it does not overlap
860  * with other reservation windows.
861  *
862  * Return: 0 on success, -1 if we failed to find a reservation window
863  * in this group
864  */
865 static int alloc_new_reservation(struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
866                 ext2_grpblk_t grp_goal, struct super_block *sb,
867                 unsigned int group, struct buffer_head *bitmap_bh)
868 {
869         struct ext2_reserve_window_node *search_head;
870         ext2_fsblk_t group_first_block, group_end_block, start_block;
871         ext2_grpblk_t first_free_block;
872         struct rb_root *fs_rsv_root = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root;
873         unsigned long size;
874         int ret;
875         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_lock;
876
877         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
878         group_end_block = ext2_group_last_block_no(sb, group);
879
880         if (grp_goal < 0)
881                 start_block = group_first_block;
882         else
883                 start_block = grp_goal + group_first_block;
884
885         size = my_rsv->rsv_goal_size;
886
887         if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)) {
888                 /*
889                  * if the old reservation is cross group boundary
890                  * and if the goal is inside the old reservation window,
891                  * we will come here when we just failed to allocate from
892                  * the first part of the window. We still have another part
893                  * that belongs to the next group. In this case, there is no
894                  * point to discard our window and try to allocate a new one
895                  * in this group(which will fail). we should
896                  * keep the reservation window, just simply move on.
897                  *
898                  * Maybe we could shift the start block of the reservation
899                  * window to the first block of next group.
900                  */
901
902                 if ((my_rsv->rsv_start <= group_end_block) &&
903                                 (my_rsv->rsv_end > group_end_block) &&
904                                 (start_block >= my_rsv->rsv_start))
905                         return -1;
906
907                 if ((my_rsv->rsv_alloc_hit >
908                      (my_rsv->rsv_end - my_rsv->rsv_start + 1) / 2)) {
909                         /*
910                          * if the previously allocation hit ratio is
911                          * greater than 1/2, then we double the size of
912                          * the reservation window the next time,
913                          * otherwise we keep the same size window
914                          */
915                         size = size * 2;
916                         if (size > EXT2_MAX_RESERVE_BLOCKS)
917                                 size = EXT2_MAX_RESERVE_BLOCKS;
918                         my_rsv->rsv_goal_size= size;
919                 }
920         }
921
922         spin_lock(rsv_lock);
923         /*
924          * shift the search start to the window near the goal block
925          */
926         search_head = search_reserve_window(fs_rsv_root, start_block);
927
928         /*
929          * find_next_reservable_window() simply finds a reservable window
930          * inside the given range(start_block, group_end_block).
931          *
932          * To make sure the reservation window has a free bit inside it, we
933          * need to check the bitmap after we found a reservable window.
934          */
935 retry:
936         ret = find_next_reservable_window(search_head, my_rsv, sb,
937                                                 start_block, group_end_block);
938
939         if (ret == -1) {
940                 if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window))
941                         rsv_window_remove(sb, my_rsv);
942                 spin_unlock(rsv_lock);
943                 return -1;
944         }
945
946         /*
947          * On success, find_next_reservable_window() returns the
948          * reservation window where there is a reservable space after it.
949          * Before we reserve this reservable space, we need
950          * to make sure there is at least a free block inside this region.
951          *
952          * Search the first free bit on the block bitmap.  Search starts from
953          * the start block of the reservable space we just found.
954          */
955         spin_unlock(rsv_lock);
956         first_free_block = bitmap_search_next_usable_block(
957                         my_rsv->rsv_start - group_first_block,
958                         bitmap_bh, group_end_block - group_first_block + 1);
959
960         if (first_free_block < 0) {
961                 /*
962                  * no free block left on the bitmap, no point
963                  * to reserve the space. return failed.
964                  */
965                 spin_lock(rsv_lock);
966                 if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window))
967                         rsv_window_remove(sb, my_rsv);
968                 spin_unlock(rsv_lock);
969                 return -1;              /* failed */
970         }
971
972         start_block = first_free_block + group_first_block;
973         /*
974          * check if the first free block is within the
975          * free space we just reserved
976          */
977         if (start_block >= my_rsv->rsv_start && start_block <= my_rsv->rsv_end)
978                 return 0;               /* success */
979         /*
980          * if the first free bit we found is out of the reservable space
981          * continue search for next reservable space,
982          * start from where the free block is,
983          * we also shift the list head to where we stopped last time
984          */
985         search_head = my_rsv;
986         spin_lock(rsv_lock);
987         goto retry;
988 }
989
990 /**
991  * try_to_extend_reservation()
992  * @my_rsv:             given reservation window
993  * @sb:                 super block
994  * @size:               the delta to extend
995  *
996  * Attempt to expand the reservation window large enough to have
997  * required number of free blocks
998  *
999  * Since ext2_try_to_allocate() will always allocate blocks within
1000  * the reservation window range, if the window size is too small,
1001  * multiple blocks allocation has to stop at the end of the reservation
1002  * window. To make this more efficient, given the total number of
1003  * blocks needed and the current size of the window, we try to
1004  * expand the reservation window size if necessary on a best-effort
1005  * basis before ext2_new_blocks() tries to allocate blocks.
1006  */
1007 static void try_to_extend_reservation(struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
1008                         struct super_block *sb, int size)
1009 {
1010         struct ext2_reserve_window_node *next_rsv;
1011         struct rb_node *next;
1012         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_lock;
1013
1014         if (!spin_trylock(rsv_lock))
1015                 return;
1016
1017         next = rb_next(&my_rsv->rsv_node);
1018
1019         if (!next)
1020                 my_rsv->rsv_end += size;
1021         else {
1022                 next_rsv = rb_entry(next, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
1023
1024                 if ((next_rsv->rsv_start - my_rsv->rsv_end - 1) >= size)
1025                         my_rsv->rsv_end += size;
1026                 else
1027                         my_rsv->rsv_end = next_rsv->rsv_start - 1;
1028         }
1029         spin_unlock(rsv_lock);
1030 }
1031
1032 /**
1033  * ext2_try_to_allocate_with_rsv()
1034  * @sb:                 superblock
1035  * @group:              given allocation block group
1036  * @bitmap_bh:          bufferhead holds the block bitmap
1037  * @grp_goal:           given target block within the group
1038  * @count:              target number of blocks to allocate
1039  * @my_rsv:             reservation window
1040  *
1041  * This is the main function used to allocate a new block and its reservation
1042  * window.
1043  *
1044  * Each time when a new block allocation is need, first try to allocate from
1045  * its own reservation.  If it does not have a reservation window, instead of
1046  * looking for a free bit on bitmap first, then look up the reservation list to
1047  * see if it is inside somebody else's reservation window, we try to allocate a
1048  * reservation window for it starting from the goal first. Then do the block
1049  * allocation within the reservation window.
1050  *
1051  * This will avoid keeping on searching the reservation list again and
1052  * again when somebody is looking for a free block (without
1053  * reservation), and there are lots of free blocks, but they are all
1054  * being reserved.
1055  *
1056  * We use a red-black tree for the per-filesystem reservation list.
1057  */
1058 static ext2_grpblk_t
1059 ext2_try_to_allocate_with_rsv(struct super_block *sb, unsigned int group,
1060                         struct buffer_head *bitmap_bh, ext2_grpblk_t grp_goal,
1061                         struct ext2_reserve_window_node * my_rsv,
1062                         unsigned long *count)
1063 {
1064         ext2_fsblk_t group_first_block, group_last_block;
1065         ext2_grpblk_t ret = 0;
1066         unsigned long num = *count;
1067
1068         /*
1069          * we don't deal with reservation when
1070          * filesystem is mounted without reservation
1071          * or the file is not a regular file
1072          * or last attempt to allocate a block with reservation turned on failed
1073          */
1074         if (my_rsv == NULL) {
1075                 return ext2_try_to_allocate(sb, group, bitmap_bh,
1076                                                 grp_goal, count, NULL);
1077         }
1078         /*
1079          * grp_goal is a group relative block number (if there is a goal)
1080          * 0 <= grp_goal < EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)
1081          * first block is a filesystem wide block number
1082          * first block is the block number of the first block in this group
1083          */
1084         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
1085         group_last_block = ext2_group_last_block_no(sb, group);
1086
1087         /*
1088          * Basically we will allocate a new block from inode's reservation
1089          * window.
1090          *
1091          * We need to allocate a new reservation window, if:
1092          * a) inode does not have a reservation window; or
1093          * b) last attempt to allocate a block from existing reservation
1094          *    failed; or
1095          * c) we come here with a goal and with a reservation window
1096          *
1097          * We do not need to allocate a new reservation window if we come here
1098          * at the beginning with a goal and the goal is inside the window, or
1099          * we don't have a goal but already have a reservation window.
1100          * then we could go to allocate from the reservation window directly.
1101          */
1102         while (1) {
1103                 if (rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window) || (ret < 0) ||
1104                         !goal_in_my_reservation(&my_rsv->rsv_window,
1105                                                 grp_goal, group, sb)) {
1106                         if (my_rsv->rsv_goal_size < *count)
1107                                 my_rsv->rsv_goal_size = *count;
1108                         ret = alloc_new_reservation(my_rsv, grp_goal, sb,
1109                                                         group, bitmap_bh);
1110                         if (ret < 0)
1111                                 break;                  /* failed */
1112
1113                         if (!goal_in_my_reservation(&my_rsv->rsv_window,
1114                                                         grp_goal, group, sb))
1115                                 grp_goal = -1;
1116                 } else if (grp_goal >= 0) {
1117                         int curr = my_rsv->rsv_end -
1118                                         (grp_goal + group_first_block) + 1;
1119
1120                         if (curr < *count)
1121                                 try_to_extend_reservation(my_rsv, sb,
1122                                                         *count - curr);
1123                 }
1124
1125                 if ((my_rsv->rsv_start > group_last_block) ||
1126                                 (my_rsv->rsv_end < group_first_block)) {
1127                         ext2_error(sb, __func__,
1128                                    "Reservation out of group %u range goal %d fsb[%lu,%lu] rsv[%lu, %lu]",
1129                                    group, grp_goal, group_first_block,
1130                                    group_last_block, my_rsv->rsv_start,
1131                                    my_rsv->rsv_end);
1132                         rsv_window_dump(&EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root, 1);
1133                         return -1;
1134                 }
1135                 ret = ext2_try_to_allocate(sb, group, bitmap_bh, grp_goal,
1136                                            &num, &my_rsv->rsv_window);
1137                 if (ret >= 0) {
1138                         my_rsv->rsv_alloc_hit += num;
1139                         *count = num;
1140                         break;                          /* succeed */
1141                 }
1142                 num = *count;
1143         }
1144         return ret;
1145 }
1146
1147 /**
1148  * ext2_has_free_blocks()
1149  * @sbi:                in-core super block structure.
1150  *
1151  * Check if filesystem has at least 1 free block available for allocation.
1152  */
1153 static int ext2_has_free_blocks(struct ext2_sb_info *sbi)
1154 {
1155         ext2_fsblk_t free_blocks, root_blocks;
1156
1157         free_blocks = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_freeblocks_counter);
1158         root_blocks = le32_to_cpu(sbi->s_es->s_r_blocks_count);
1159         if (free_blocks < root_blocks + 1 && !capable(CAP_SYS_RESOURCE) &&
1160                 !uid_eq(sbi->s_resuid, current_fsuid()) &&
1161                 (gid_eq(sbi->s_resgid, GLOBAL_ROOT_GID) ||
1162                  !in_group_p (sbi->s_resgid))) {
1163                 return 0;
1164         }
1165         return 1;
1166 }
1167
1168 /*
1169  * Returns 1 if the passed-in block region is valid; 0 if some part overlaps
1170  * with filesystem metadata blocks.
1171  */
1172 int ext2_data_block_valid(struct ext2_sb_info *sbi, ext2_fsblk_t start_blk,
1173                           unsigned int count)
1174 {
1175         if ((start_blk <= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_first_data_block)) ||
1176             (start_blk + count - 1 < start_blk) ||
1177             (start_blk + count - 1 >= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_blocks_count)))
1178                 return 0;
1179
1180         /* Ensure we do not step over superblock */
1181         if ((start_blk <= sbi->s_sb_block) &&
1182             (start_blk + count - 1 >= sbi->s_sb_block))
1183                 return 0;
1184
1185         return 1;
1186 }
1187
1188 /*
1189  * ext2_new_blocks() -- core block(s) allocation function
1190  * @inode:              file inode
1191  * @goal:               given target block(filesystem wide)
1192  * @count:              target number of blocks to allocate
1193  * @errp:               error code
1194  * @flags:              allocate flags
1195  *
1196  * ext2_new_blocks uses a goal block to assist allocation.  If the goal is
1197  * free, or there is a free block within 32 blocks of the goal, that block
1198  * is allocated.  Otherwise a forward search is made for a free block; within 
1199  * each block group the search first looks for an entire free byte in the block
1200  * bitmap, and then for any free bit if that fails.
1201  * This function also updates quota and i_blocks field.
1202  */
1203 ext2_fsblk_t ext2_new_blocks(struct inode *inode, ext2_fsblk_t goal,
1204                     unsigned long *count, int *errp, unsigned int flags)
1205 {
1206         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
1207         struct buffer_head *gdp_bh;
1208         int group_no;
1209         int goal_group;
1210         ext2_grpblk_t grp_target_blk;   /* blockgroup relative goal block */
1211         ext2_grpblk_t grp_alloc_blk;    /* blockgroup-relative allocated block*/
1212         ext2_fsblk_t ret_block;         /* filesyetem-wide allocated block */
1213         int bgi;                        /* blockgroup iteration index */
1214         int performed_allocation = 0;
1215         ext2_grpblk_t free_blocks;      /* number of free blocks in a group */
1216         struct super_block *sb;
1217         struct ext2_group_desc *gdp;
1218         struct ext2_super_block *es;
1219         struct ext2_sb_info *sbi;
1220         struct ext2_reserve_window_node *my_rsv = NULL;
1221         struct ext2_block_alloc_info *block_i;
1222         unsigned short windowsz = 0;
1223         unsigned long ngroups;
1224         unsigned long num = *count;
1225         int ret;
1226
1227         *errp = -ENOSPC;
1228         sb = inode->i_sb;
1229
1230         /*
1231          * Check quota for allocation of this block.
1232          */
1233         ret = dquot_alloc_block(inode, num);
1234         if (ret) {
1235                 *errp = ret;
1236                 return 0;
1237         }
1238
1239         sbi = EXT2_SB(sb);
1240         es = EXT2_SB(sb)->s_es;
1241         ext2_debug("goal=%lu.\n", goal);
1242         /*
1243          * Allocate a block from reservation only when the filesystem is
1244          * mounted with reservation(default,-o reservation), and it's a regular
1245          * file, and the desired window size is greater than 0 (One could use
1246          * ioctl command EXT2_IOC_SETRSVSZ to set the window size to 0 to turn
1247          * off reservation on that particular file). Also do not use the
1248          * reservation window if the caller asked us not to do it.
1249          */
1250         block_i = EXT2_I(inode)->i_block_alloc_info;
1251         if (!(flags & EXT2_ALLOC_NORESERVE) && block_i) {
1252                 windowsz = block_i->rsv_window_node.rsv_goal_size;
1253                 if (windowsz > 0)
1254                         my_rsv = &block_i->rsv_window_node;
1255         }
1256
1257         if (!ext2_has_free_blocks(sbi)) {
1258                 *errp = -ENOSPC;
1259                 goto out;
1260         }
1261
1262         /*
1263          * First, test whether the goal block is free.
1264          */
1265         if (goal < le32_to_cpu(es->s_first_data_block) ||
1266             goal >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count))
1267                 goal = le32_to_cpu(es->s_first_data_block);
1268         group_no = (goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) /
1269                         EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
1270         goal_group = group_no;
1271 retry_alloc:
1272         gdp = ext2_get_group_desc(sb, group_no, &gdp_bh);
1273         if (!gdp)
1274                 goto io_error;
1275
1276         free_blocks = le16_to_cpu(gdp->bg_free_blocks_count);
1277         /*
1278          * if there is not enough free blocks to make a new resevation
1279          * turn off reservation for this allocation
1280          */
1281         if (my_rsv && (free_blocks < windowsz)
1282                 && (free_blocks > 0)
1283                 && (rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)))
1284                 my_rsv = NULL;
1285
1286         if (free_blocks > 0) {
1287                 grp_target_blk = ((goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
1288                                 EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb));
1289                 /*
1290                  * In case we retry allocation (due to fs reservation not
1291                  * working out or fs corruption), the bitmap_bh is non-null
1292                  * pointer and we have to release it before calling
1293                  * read_block_bitmap().
1294                  */
1295                 brelse(bitmap_bh);
1296                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
1297                 if (!bitmap_bh)
1298                         goto io_error;
1299                 grp_alloc_blk = ext2_try_to_allocate_with_rsv(sb, group_no,
1300                                         bitmap_bh, grp_target_blk,
1301                                         my_rsv, &num);
1302                 if (grp_alloc_blk >= 0)
1303                         goto allocated;
1304         }
1305
1306         ngroups = EXT2_SB(sb)->s_groups_count;
1307         smp_rmb();
1308
1309         /*
1310          * Now search the rest of the groups.  We assume that
1311          * group_no and gdp correctly point to the last group visited.
1312          */
1313         for (bgi = 0; bgi < ngroups; bgi++) {
1314                 group_no++;
1315                 if (group_no >= ngroups)
1316                         group_no = 0;
1317                 gdp = ext2_get_group_desc(sb, group_no, &gdp_bh);
1318                 if (!gdp)
1319                         goto io_error;
1320
1321                 free_blocks = le16_to_cpu(gdp->bg_free_blocks_count);
1322                 /*
1323                  * skip this group (and avoid loading bitmap) if there
1324                  * are no free blocks
1325                  */
1326                 if (!free_blocks)
1327                         continue;
1328                 /*
1329                  * skip this group if the number of
1330                  * free blocks is less than half of the reservation
1331                  * window size.
1332                  */
1333                 if (my_rsv && (free_blocks <= (windowsz/2)))
1334                         continue;
1335
1336                 brelse(bitmap_bh);
1337                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
1338                 if (!bitmap_bh)
1339                         goto io_error;
1340                 /*
1341                  * try to allocate block(s) from this group, without a goal(-1).
1342                  */
1343                 grp_alloc_blk = ext2_try_to_allocate_with_rsv(sb, group_no,
1344                                         bitmap_bh, -1, my_rsv, &num);
1345                 if (grp_alloc_blk >= 0)
1346                         goto allocated;
1347         }
1348         /*
1349          * We may end up a bogus earlier ENOSPC error due to
1350          * filesystem is "full" of reservations, but
1351          * there maybe indeed free blocks available on disk
1352          * In this case, we just forget about the reservations
1353          * just do block allocation as without reservations.
1354          */
1355         if (my_rsv) {
1356                 my_rsv = NULL;
1357                 windowsz = 0;
1358                 group_no = goal_group;
1359                 goto retry_alloc;
1360         }
1361         /* No space left on the device */
1362         *errp = -ENOSPC;
1363         goto out;
1364
1365 allocated:
1366
1367         ext2_debug("using block group %d(%d)\n",
1368                         group_no, gdp->bg_free_blocks_count);
1369
1370         ret_block = grp_alloc_blk + ext2_group_first_block_no(sb, group_no);
1371
1372         if (in_range(le32_to_cpu(gdp->bg_block_bitmap), ret_block, num) ||
1373             in_range(le32_to_cpu(gdp->bg_inode_bitmap), ret_block, num) ||
1374             in_range(ret_block, le32_to_cpu(gdp->bg_inode_table),
1375                       EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group) ||
1376             in_range(ret_block + num - 1, le32_to_cpu(gdp->bg_inode_table),
1377                       EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group)) {
1378                 ext2_error(sb, "ext2_new_blocks",
1379                             "Allocating block in system zone - "
1380                             "blocks from "E2FSBLK", length %lu",
1381                             ret_block, num);
1382                 /*
1383                  * ext2_try_to_allocate marked the blocks we allocated as in
1384                  * use.  So we may want to selectively mark some of the blocks
1385                  * as free
1386                  */
1387                 num = *count;
1388                 goto retry_alloc;
1389         }
1390
1391         performed_allocation = 1;
1392
1393         if (ret_block + num - 1 >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count)) {
1394                 ext2_error(sb, "ext2_new_blocks",
1395                             "block("E2FSBLK") >= blocks count(%d) - "
1396                             "block_group = %d, es == %p ", ret_block,
1397                         le32_to_cpu(es->s_blocks_count), group_no, es);
1398                 goto out;
1399         }
1400
1401         group_adjust_blocks(sb, group_no, gdp, gdp_bh, -num);
1402         percpu_counter_sub(&sbi->s_freeblocks_counter, num);
1403
1404         mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
1405         if (sb->s_flags & SB_SYNCHRONOUS)
1406                 sync_dirty_buffer(bitmap_bh);
1407
1408         *errp = 0;
1409         brelse(bitmap_bh);
1410         if (num < *count) {
1411                 dquot_free_block_nodirty(inode, *count-num);
1412                 mark_inode_dirty(inode);
1413                 *count = num;
1414         }
1415         return ret_block;
1416
1417 io_error:
1418         *errp = -EIO;
1419 out:
1420         /*
1421          * Undo the block allocation
1422          */
1423         if (!performed_allocation) {
1424                 dquot_free_block_nodirty(inode, *count);
1425                 mark_inode_dirty(inode);
1426         }
1427         brelse(bitmap_bh);
1428         return 0;
1429 }
1430
1431 #ifdef EXT2FS_DEBUG
1432
1433 unsigned long ext2_count_free(struct buffer_head *map, unsigned int numchars)
1434 {
1435         return numchars * BITS_PER_BYTE - memweight(map->b_data, numchars);
1436 }
1437
1438 #endif  /*  EXT2FS_DEBUG  */
1439
1440 unsigned long ext2_count_free_blocks (struct super_block * sb)
1441 {
1442         struct ext2_group_desc * desc;
1443         unsigned long desc_count = 0;
1444         int i;
1445 #ifdef EXT2FS_DEBUG
1446         unsigned long bitmap_count, x;
1447         struct ext2_super_block *es;
1448
1449         es = EXT2_SB(sb)->s_es;
1450         desc_count = 0;
1451         bitmap_count = 0;
1452         desc = NULL;
1453         for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
1454                 struct buffer_head *bitmap_bh;
1455                 desc = ext2_get_group_desc (sb, i, NULL);
1456                 if (!desc)
1457                         continue;
1458                 desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
1459                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, i);
1460                 if (!bitmap_bh)
1461                         continue;
1462                 
1463                 x = ext2_count_free(bitmap_bh, sb->s_blocksize);
1464                 printk ("group %d: stored = %d, counted = %lu\n",
1465                         i, le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count), x);
1466                 bitmap_count += x;
1467                 brelse(bitmap_bh);
1468         }
1469         printk("ext2_count_free_blocks: stored = %lu, computed = %lu, %lu\n",
1470                 (long)le32_to_cpu(es->s_free_blocks_count),
1471                 desc_count, bitmap_count);
1472         return bitmap_count;
1473 #else
1474         for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
1475                 desc = ext2_get_group_desc(sb, i, NULL);
1476                 if (!desc)
1477                         continue;
1478                 desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
1479         }
1480         return desc_count;
1481 #endif
1482 }
1483
1484 static inline int test_root(int a, int b)
1485 {
1486         int num = b;
1487
1488         while (a > num)
1489                 num *= b;
1490         return num == a;
1491 }
1492
1493 static int ext2_group_sparse(int group)
1494 {
1495         if (group <= 1)
1496                 return 1;
1497         return (test_root(group, 3) || test_root(group, 5) ||
1498                 test_root(group, 7));
1499 }
1500
1501 /**
1502  *      ext2_bg_has_super - number of blocks used by the superblock in group
1503  *      @sb: superblock for filesystem
1504  *      @group: group number to check
1505  *
1506  *      Return the number of blocks used by the superblock (primary or backup)
1507  *      in this group.  Currently this will be only 0 or 1.
1508  */
1509 int ext2_bg_has_super(struct super_block *sb, int group)
1510 {
1511         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb,EXT2_FEATURE_RO_COMPAT_SPARSE_SUPER)&&
1512             !ext2_group_sparse(group))
1513                 return 0;
1514         return 1;
1515 }
1516
1517 /**
1518  *      ext2_bg_num_gdb - number of blocks used by the group table in group
1519  *      @sb: superblock for filesystem
1520  *      @group: group number to check
1521  *
1522  *      Return the number of blocks used by the group descriptor table
1523  *      (primary or backup) in this group.  In the future there may be a
1524  *      different number of descriptor blocks in each group.
1525  */
1526 unsigned long ext2_bg_num_gdb(struct super_block *sb, int group)
1527 {
1528         return ext2_bg_has_super(sb, group) ? EXT2_SB(sb)->s_gdb_count : 0;
1529 }
1530