Merge tag 'fs_for_v5.14-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jack...
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / ocfs2 / localalloc.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /*
3  * localalloc.c
4  *
5  * Node local data allocation
6  *
7  * Copyright (C) 2002, 2004 Oracle.  All rights reserved.
8  */
9
10 #include <linux/fs.h>
11 #include <linux/types.h>
12 #include <linux/slab.h>
13 #include <linux/highmem.h>
14 #include <linux/bitops.h>
15
16 #include <cluster/masklog.h>
17
18 #include "ocfs2.h"
19
20 #include "alloc.h"
21 #include "blockcheck.h"
22 #include "dlmglue.h"
23 #include "inode.h"
24 #include "journal.h"
25 #include "localalloc.h"
26 #include "suballoc.h"
27 #include "super.h"
28 #include "sysfile.h"
29 #include "ocfs2_trace.h"
30
31 #include "buffer_head_io.h"
32
33 #define OCFS2_LOCAL_ALLOC(dinode)       (&((dinode)->id2.i_lab))
34
35 static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc);
36
37 static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
38                                              struct ocfs2_dinode *alloc,
39                                              u32 *numbits,
40                                              struct ocfs2_alloc_reservation *resv);
41
42 static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc);
43
44 static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
45                                     handle_t *handle,
46                                     struct ocfs2_dinode *alloc,
47                                     struct inode *main_bm_inode,
48                                     struct buffer_head *main_bm_bh);
49
50 static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
51                                                 struct ocfs2_alloc_context **ac,
52                                                 struct inode **bitmap_inode,
53                                                 struct buffer_head **bitmap_bh);
54
55 static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
56                                         handle_t *handle,
57                                         struct ocfs2_alloc_context *ac);
58
59 static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
60                                           struct inode *local_alloc_inode);
61
62 /*
63  * ocfs2_la_default_mb() - determine a default size, in megabytes of
64  * the local alloc.
65  *
66  * Generally, we'd like to pick as large a local alloc as
67  * possible. Performance on large workloads tends to scale
68  * proportionally to la size. In addition to that, the reservations
69  * code functions more efficiently as it can reserve more windows for
70  * write.
71  *
72  * Some things work against us when trying to choose a large local alloc:
73  *
74  * - We need to ensure our sizing is picked to leave enough space in
75  *   group descriptors for other allocations (such as block groups,
76  *   etc). Picking default sizes which are a multiple of 4 could help
77  *   - block groups are allocated in 2mb and 4mb chunks.
78  *
79  * - Likewise, we don't want to starve other nodes of bits on small
80  *   file systems. This can easily be taken care of by limiting our
81  *   default to a reasonable size (256M) on larger cluster sizes.
82  *
83  * - Some file systems can't support very large sizes - 4k and 8k in
84  *   particular are limited to less than 128 and 256 megabytes respectively.
85  *
86  * The following reference table shows group descriptor and local
87  * alloc maximums at various cluster sizes (4k blocksize)
88  *
89  * csize: 4K    group: 126M     la: 121M
90  * csize: 8K    group: 252M     la: 243M
91  * csize: 16K   group: 504M     la: 486M
92  * csize: 32K   group: 1008M    la: 972M
93  * csize: 64K   group: 2016M    la: 1944M
94  * csize: 128K  group: 4032M    la: 3888M
95  * csize: 256K  group: 8064M    la: 7776M
96  * csize: 512K  group: 16128M   la: 15552M
97  * csize: 1024K group: 32256M   la: 31104M
98  */
99 #define OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB 256
100 #define OCFS2_LA_OLD_DEFAULT    8
101 unsigned int ocfs2_la_default_mb(struct ocfs2_super *osb)
102 {
103         unsigned int la_mb;
104         unsigned int gd_mb;
105         unsigned int la_max_mb;
106         unsigned int megs_per_slot;
107         struct super_block *sb = osb->sb;
108
109         gd_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb,
110                 8 * ocfs2_group_bitmap_size(sb, 0, osb->s_feature_incompat));
111
112         /*
113          * This takes care of files systems with very small group
114          * descriptors - 512 byte blocksize at cluster sizes lower
115          * than 16K and also 1k blocksize with 4k cluster size.
116          */
117         if ((sb->s_blocksize == 512 && osb->s_clustersize <= 8192)
118             || (sb->s_blocksize == 1024 && osb->s_clustersize == 4096))
119                 return OCFS2_LA_OLD_DEFAULT;
120
121         /*
122          * Leave enough room for some block groups and make the final
123          * value we work from a multiple of 4.
124          */
125         gd_mb -= 16;
126         gd_mb &= 0xFFFFFFFB;
127
128         la_mb = gd_mb;
129
130         /*
131          * Keep window sizes down to a reasonable default
132          */
133         if (la_mb > OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB) {
134                 /*
135                  * Some clustersize / blocksize combinations will have
136                  * given us a larger than OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB
137                  * default size, but get poor distribution when
138                  * limited to exactly 256 megabytes.
139                  *
140                  * As an example, 16K clustersize at 4K blocksize
141                  * gives us a cluster group size of 504M. Paring the
142                  * local alloc size down to 256 however, would give us
143                  * only one window and around 200MB left in the
144                  * cluster group. Instead, find the first size below
145                  * 256 which would give us an even distribution.
146                  *
147                  * Larger cluster group sizes actually work out pretty
148                  * well when pared to 256, so we don't have to do this
149                  * for any group that fits more than two
150                  * OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB windows.
151                  */
152                 if (gd_mb > (2 * OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB))
153                         la_mb = 256;
154                 else {
155                         unsigned int gd_mult = gd_mb;
156
157                         while (gd_mult > 256)
158                                 gd_mult = gd_mult >> 1;
159
160                         la_mb = gd_mult;
161                 }
162         }
163
164         megs_per_slot = osb->osb_clusters_at_boot / osb->max_slots;
165         megs_per_slot = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb, megs_per_slot);
166         /* Too many nodes, too few disk clusters. */
167         if (megs_per_slot < la_mb)
168                 la_mb = megs_per_slot;
169
170         /* We can't store more bits than we can in a block. */
171         la_max_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb,
172                                                 ocfs2_local_alloc_size(sb) * 8);
173         if (la_mb > la_max_mb)
174                 la_mb = la_max_mb;
175
176         return la_mb;
177 }
178
179 void ocfs2_la_set_sizes(struct ocfs2_super *osb, int requested_mb)
180 {
181         struct super_block *sb = osb->sb;
182         unsigned int la_default_mb = ocfs2_la_default_mb(osb);
183         unsigned int la_max_mb;
184
185         la_max_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(sb,
186                                                 ocfs2_local_alloc_size(sb) * 8);
187
188         trace_ocfs2_la_set_sizes(requested_mb, la_max_mb, la_default_mb);
189
190         if (requested_mb == -1) {
191                 /* No user request - use defaults */
192                 osb->local_alloc_default_bits =
193                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, la_default_mb);
194         } else if (requested_mb > la_max_mb) {
195                 /* Request is too big, we give the maximum available */
196                 osb->local_alloc_default_bits =
197                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, la_max_mb);
198         } else {
199                 osb->local_alloc_default_bits =
200                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, requested_mb);
201         }
202
203         osb->local_alloc_bits = osb->local_alloc_default_bits;
204 }
205
206 static inline int ocfs2_la_state_enabled(struct ocfs2_super *osb)
207 {
208         return (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED ||
209                 osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_ENABLED);
210 }
211
212 void ocfs2_local_alloc_seen_free_bits(struct ocfs2_super *osb,
213                                       unsigned int num_clusters)
214 {
215         spin_lock(&osb->osb_lock);
216         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED ||
217             osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED)
218                 if (num_clusters >= osb->local_alloc_default_bits) {
219                         cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
220                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
221                 }
222         spin_unlock(&osb->osb_lock);
223 }
224
225 void ocfs2_la_enable_worker(struct work_struct *work)
226 {
227         struct ocfs2_super *osb =
228                 container_of(work, struct ocfs2_super,
229                              la_enable_wq.work);
230         spin_lock(&osb->osb_lock);
231         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
232         spin_unlock(&osb->osb_lock);
233 }
234
235 /*
236  * Tell us whether a given allocation should use the local alloc
237  * file. Otherwise, it has to go to the main bitmap.
238  *
239  * This function does semi-dirty reads of local alloc size and state!
240  * This is ok however, as the values are re-checked once under mutex.
241  */
242 int ocfs2_alloc_should_use_local(struct ocfs2_super *osb, u64 bits)
243 {
244         int ret = 0;
245         int la_bits;
246
247         spin_lock(&osb->osb_lock);
248         la_bits = osb->local_alloc_bits;
249
250         if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
251                 goto bail;
252
253         /* la_bits should be at least twice the size (in clusters) of
254          * a new block group. We want to be sure block group
255          * allocations go through the local alloc, so allow an
256          * allocation to take up to half the bitmap. */
257         if (bits > (la_bits / 2))
258                 goto bail;
259
260         ret = 1;
261 bail:
262         trace_ocfs2_alloc_should_use_local(
263              (unsigned long long)bits, osb->local_alloc_state, la_bits, ret);
264         spin_unlock(&osb->osb_lock);
265         return ret;
266 }
267
268 int ocfs2_load_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
269 {
270         int status = 0;
271         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
272         struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
273         u32 num_used;
274         struct inode *inode = NULL;
275         struct ocfs2_local_alloc *la;
276
277         if (osb->local_alloc_bits == 0)
278                 goto bail;
279
280         if (osb->local_alloc_bits >= osb->bitmap_cpg) {
281                 mlog(ML_NOTICE, "Requested local alloc window %d is larger "
282                      "than max possible %u. Using defaults.\n",
283                      osb->local_alloc_bits, (osb->bitmap_cpg - 1));
284                 osb->local_alloc_bits =
285                         ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb,
286                                                     ocfs2_la_default_mb(osb));
287         }
288
289         /* read the alloc off disk */
290         inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb, LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
291                                             osb->slot_num);
292         if (!inode) {
293                 status = -EINVAL;
294                 mlog_errno(status);
295                 goto bail;
296         }
297
298         status = ocfs2_read_inode_block_full(inode, &alloc_bh,
299                                              OCFS2_BH_IGNORE_CACHE);
300         if (status < 0) {
301                 mlog_errno(status);
302                 goto bail;
303         }
304
305         alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
306         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
307
308         if (!(le32_to_cpu(alloc->i_flags) &
309             (OCFS2_LOCAL_ALLOC_FL|OCFS2_BITMAP_FL))) {
310                 mlog(ML_ERROR, "Invalid local alloc inode, %llu\n",
311                      (unsigned long long)OCFS2_I(inode)->ip_blkno);
312                 status = -EINVAL;
313                 goto bail;
314         }
315
316         if ((la->la_size == 0) ||
317             (le16_to_cpu(la->la_size) > ocfs2_local_alloc_size(inode->i_sb))) {
318                 mlog(ML_ERROR, "Local alloc size is invalid (la_size = %u)\n",
319                      le16_to_cpu(la->la_size));
320                 status = -EINVAL;
321                 goto bail;
322         }
323
324         /* do a little verification. */
325         num_used = ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc);
326
327         /* hopefully the local alloc has always been recovered before
328          * we load it. */
329         if (num_used
330             || alloc->id1.bitmap1.i_used
331             || alloc->id1.bitmap1.i_total
332             || la->la_bm_off) {
333                 mlog(ML_ERROR, "inconsistent detected, clean journal with"
334                      " unrecovered local alloc, please run fsck.ocfs2!\n"
335                      "found = %u, set = %u, taken = %u, off = %u\n",
336                      num_used, le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
337                      le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
338                      OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off);
339
340                 status = -EINVAL;
341                 goto bail;
342         }
343
344         osb->local_alloc_bh = alloc_bh;
345         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
346
347 bail:
348         if (status < 0)
349                 brelse(alloc_bh);
350         iput(inode);
351
352         trace_ocfs2_load_local_alloc(osb->local_alloc_bits);
353
354         if (status)
355                 mlog_errno(status);
356         return status;
357 }
358
359 /*
360  * return any unused bits to the bitmap and write out a clean
361  * local_alloc.
362  *
363  * local_alloc_bh is optional. If not passed, we will simply use the
364  * one off osb. If you do pass it however, be warned that it *will* be
365  * returned brelse'd and NULL'd out.*/
366 void ocfs2_shutdown_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
367 {
368         int status;
369         handle_t *handle;
370         struct inode *local_alloc_inode = NULL;
371         struct buffer_head *bh = NULL;
372         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
373         struct inode *main_bm_inode = NULL;
374         struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
375         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
376
377         cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
378         if (osb->ocfs2_wq)
379                 flush_workqueue(osb->ocfs2_wq);
380
381         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_UNUSED)
382                 goto out;
383
384         local_alloc_inode =
385                 ocfs2_get_system_file_inode(osb,
386                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
387                                             osb->slot_num);
388         if (!local_alloc_inode) {
389                 status = -ENOENT;
390                 mlog_errno(status);
391                 goto out;
392         }
393
394         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
395
396         ocfs2_resmap_uninit(&osb->osb_la_resmap);
397
398         main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
399                                                     GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
400                                                     OCFS2_INVALID_SLOT);
401         if (!main_bm_inode) {
402                 status = -EINVAL;
403                 mlog_errno(status);
404                 goto out;
405         }
406
407         inode_lock(main_bm_inode);
408
409         status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
410         if (status < 0) {
411                 mlog_errno(status);
412                 goto out_mutex;
413         }
414
415         /* WINDOW_MOVE_CREDITS is a bit heavy... */
416         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
417         if (IS_ERR(handle)) {
418                 mlog_errno(PTR_ERR(handle));
419                 handle = NULL;
420                 goto out_unlock;
421         }
422
423         bh = osb->local_alloc_bh;
424         alloc = (struct ocfs2_dinode *) bh->b_data;
425
426         alloc_copy = kmemdup(alloc, bh->b_size, GFP_NOFS);
427         if (!alloc_copy) {
428                 status = -ENOMEM;
429                 goto out_commit;
430         }
431
432         status = ocfs2_journal_access_di(handle, INODE_CACHE(local_alloc_inode),
433                                          bh, OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
434         if (status < 0) {
435                 mlog_errno(status);
436                 goto out_commit;
437         }
438
439         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
440         ocfs2_journal_dirty(handle, bh);
441
442         brelse(bh);
443         osb->local_alloc_bh = NULL;
444         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_UNUSED;
445
446         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
447                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
448         if (status < 0)
449                 mlog_errno(status);
450
451 out_commit:
452         ocfs2_commit_trans(osb, handle);
453
454 out_unlock:
455         brelse(main_bm_bh);
456
457         ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
458
459 out_mutex:
460         inode_unlock(main_bm_inode);
461         iput(main_bm_inode);
462
463 out:
464         iput(local_alloc_inode);
465
466         kfree(alloc_copy);
467 }
468
469 /*
470  * We want to free the bitmap bits outside of any recovery context as
471  * we'll need a cluster lock to do so, but we must clear the local
472  * alloc before giving up the recovered nodes journal. To solve this,
473  * we kmalloc a copy of the local alloc before it's change for the
474  * caller to process with ocfs2_complete_local_alloc_recovery
475  */
476 int ocfs2_begin_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
477                                      int slot_num,
478                                      struct ocfs2_dinode **alloc_copy)
479 {
480         int status = 0;
481         struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
482         struct inode *inode = NULL;
483         struct ocfs2_dinode *alloc;
484
485         trace_ocfs2_begin_local_alloc_recovery(slot_num);
486
487         *alloc_copy = NULL;
488
489         inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
490                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
491                                             slot_num);
492         if (!inode) {
493                 status = -EINVAL;
494                 mlog_errno(status);
495                 goto bail;
496         }
497
498         inode_lock(inode);
499
500         status = ocfs2_read_inode_block_full(inode, &alloc_bh,
501                                              OCFS2_BH_IGNORE_CACHE);
502         if (status < 0) {
503                 mlog_errno(status);
504                 goto bail;
505         }
506
507         *alloc_copy = kmalloc(alloc_bh->b_size, GFP_KERNEL);
508         if (!(*alloc_copy)) {
509                 status = -ENOMEM;
510                 goto bail;
511         }
512         memcpy((*alloc_copy), alloc_bh->b_data, alloc_bh->b_size);
513
514         alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
515         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
516
517         ocfs2_compute_meta_ecc(osb->sb, alloc_bh->b_data, &alloc->i_check);
518         status = ocfs2_write_block(osb, alloc_bh, INODE_CACHE(inode));
519         if (status < 0)
520                 mlog_errno(status);
521
522 bail:
523         if (status < 0) {
524                 kfree(*alloc_copy);
525                 *alloc_copy = NULL;
526         }
527
528         brelse(alloc_bh);
529
530         if (inode) {
531                 inode_unlock(inode);
532                 iput(inode);
533         }
534
535         if (status)
536                 mlog_errno(status);
537         return status;
538 }
539
540 /*
541  * Step 2: By now, we've completed the journal recovery, we've stamped
542  * a clean local alloc on disk and dropped the node out of the
543  * recovery map. Dlm locks will no longer stall, so lets clear out the
544  * main bitmap.
545  */
546 int ocfs2_complete_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
547                                         struct ocfs2_dinode *alloc)
548 {
549         int status;
550         handle_t *handle;
551         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
552         struct inode *main_bm_inode;
553
554         main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
555                                                     GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
556                                                     OCFS2_INVALID_SLOT);
557         if (!main_bm_inode) {
558                 status = -EINVAL;
559                 mlog_errno(status);
560                 goto out;
561         }
562
563         inode_lock(main_bm_inode);
564
565         status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
566         if (status < 0) {
567                 mlog_errno(status);
568                 goto out_mutex;
569         }
570
571         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
572         if (IS_ERR(handle)) {
573                 status = PTR_ERR(handle);
574                 handle = NULL;
575                 mlog_errno(status);
576                 goto out_unlock;
577         }
578
579         /* we want the bitmap change to be recorded on disk asap */
580         handle->h_sync = 1;
581
582         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc,
583                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
584         if (status < 0)
585                 mlog_errno(status);
586
587         ocfs2_commit_trans(osb, handle);
588
589 out_unlock:
590         ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
591
592 out_mutex:
593         inode_unlock(main_bm_inode);
594
595         brelse(main_bm_bh);
596
597         iput(main_bm_inode);
598
599 out:
600         if (!status)
601                 ocfs2_init_steal_slots(osb);
602         if (status)
603                 mlog_errno(status);
604         return status;
605 }
606
607 /*
608  * make sure we've got at least bits_wanted contiguous bits in the
609  * local alloc. You lose them when you drop i_mutex.
610  *
611  * We will add ourselves to the transaction passed in, but may start
612  * our own in order to shift windows.
613  */
614 int ocfs2_reserve_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
615                                    u32 bits_wanted,
616                                    struct ocfs2_alloc_context *ac)
617 {
618         int status;
619         struct ocfs2_dinode *alloc;
620         struct inode *local_alloc_inode;
621         unsigned int free_bits;
622
623         BUG_ON(!ac);
624
625         local_alloc_inode =
626                 ocfs2_get_system_file_inode(osb,
627                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
628                                             osb->slot_num);
629         if (!local_alloc_inode) {
630                 status = -ENOENT;
631                 mlog_errno(status);
632                 goto bail;
633         }
634
635         inode_lock(local_alloc_inode);
636
637         /*
638          * We must double check state and allocator bits because
639          * another process may have changed them while holding i_mutex.
640          */
641         spin_lock(&osb->osb_lock);
642         if (!ocfs2_la_state_enabled(osb) ||
643             (bits_wanted > osb->local_alloc_bits)) {
644                 spin_unlock(&osb->osb_lock);
645                 status = -ENOSPC;
646                 goto bail;
647         }
648         spin_unlock(&osb->osb_lock);
649
650         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
651
652 #ifdef CONFIG_OCFS2_DEBUG_FS
653         if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) !=
654             ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc)) {
655                 status = ocfs2_error(osb->sb, "local alloc inode %llu says it has %u used bits, but a count shows %u\n",
656                                 (unsigned long long)le64_to_cpu(alloc->i_blkno),
657                                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
658                                 ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc));
659                 goto bail;
660         }
661 #endif
662
663         free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
664                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
665         if (bits_wanted > free_bits) {
666                 /* uhoh, window change time. */
667                 status =
668                         ocfs2_local_alloc_slide_window(osb, local_alloc_inode);
669                 if (status < 0) {
670                         if (status != -ENOSPC)
671                                 mlog_errno(status);
672                         goto bail;
673                 }
674
675                 /*
676                  * Under certain conditions, the window slide code
677                  * might have reduced the number of bits available or
678                  * disabled the local alloc entirely. Re-check
679                  * here and return -ENOSPC if necessary.
680                  */
681                 status = -ENOSPC;
682                 if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
683                         goto bail;
684
685                 free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
686                         le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
687                 if (bits_wanted > free_bits)
688                         goto bail;
689         }
690
691         ac->ac_inode = local_alloc_inode;
692         /* We should never use localalloc from another slot */
693         ac->ac_alloc_slot = osb->slot_num;
694         ac->ac_which = OCFS2_AC_USE_LOCAL;
695         get_bh(osb->local_alloc_bh);
696         ac->ac_bh = osb->local_alloc_bh;
697         status = 0;
698 bail:
699         if (status < 0 && local_alloc_inode) {
700                 inode_unlock(local_alloc_inode);
701                 iput(local_alloc_inode);
702         }
703
704         trace_ocfs2_reserve_local_alloc_bits(
705                 (unsigned long long)ac->ac_max_block,
706                 bits_wanted, osb->slot_num, status);
707
708         if (status)
709                 mlog_errno(status);
710         return status;
711 }
712
713 int ocfs2_claim_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
714                                  handle_t *handle,
715                                  struct ocfs2_alloc_context *ac,
716                                  u32 bits_wanted,
717                                  u32 *bit_off,
718                                  u32 *num_bits)
719 {
720         int status, start;
721         struct inode *local_alloc_inode;
722         void *bitmap;
723         struct ocfs2_dinode *alloc;
724         struct ocfs2_local_alloc *la;
725
726         BUG_ON(ac->ac_which != OCFS2_AC_USE_LOCAL);
727
728         local_alloc_inode = ac->ac_inode;
729         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
730         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
731
732         start = ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(osb, alloc, &bits_wanted,
733                                                   ac->ac_resv);
734         if (start == -1) {
735                 /* TODO: Shouldn't we just BUG here? */
736                 status = -ENOSPC;
737                 mlog_errno(status);
738                 goto bail;
739         }
740
741         bitmap = la->la_bitmap;
742         *bit_off = le32_to_cpu(la->la_bm_off) + start;
743         *num_bits = bits_wanted;
744
745         status = ocfs2_journal_access_di(handle,
746                                          INODE_CACHE(local_alloc_inode),
747                                          osb->local_alloc_bh,
748                                          OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
749         if (status < 0) {
750                 mlog_errno(status);
751                 goto bail;
752         }
753
754         ocfs2_resmap_claimed_bits(&osb->osb_la_resmap, ac->ac_resv, start,
755                                   bits_wanted);
756
757         while(bits_wanted--)
758                 ocfs2_set_bit(start++, bitmap);
759
760         le32_add_cpu(&alloc->id1.bitmap1.i_used, *num_bits);
761         ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
762
763 bail:
764         if (status)
765                 mlog_errno(status);
766         return status;
767 }
768
769 int ocfs2_free_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
770                                 handle_t *handle,
771                                 struct ocfs2_alloc_context *ac,
772                                 u32 bit_off,
773                                 u32 num_bits)
774 {
775         int status, start;
776         u32 clear_bits;
777         struct inode *local_alloc_inode;
778         void *bitmap;
779         struct ocfs2_dinode *alloc;
780         struct ocfs2_local_alloc *la;
781
782         BUG_ON(ac->ac_which != OCFS2_AC_USE_LOCAL);
783
784         local_alloc_inode = ac->ac_inode;
785         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
786         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
787
788         bitmap = la->la_bitmap;
789         start = bit_off - le32_to_cpu(la->la_bm_off);
790         clear_bits = num_bits;
791
792         status = ocfs2_journal_access_di(handle,
793                         INODE_CACHE(local_alloc_inode),
794                         osb->local_alloc_bh,
795                         OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
796         if (status < 0) {
797                 mlog_errno(status);
798                 goto bail;
799         }
800
801         while (clear_bits--)
802                 ocfs2_clear_bit(start++, bitmap);
803
804         le32_add_cpu(&alloc->id1.bitmap1.i_used, -num_bits);
805         ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
806
807 bail:
808         return status;
809 }
810
811 static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc)
812 {
813         u32 count;
814         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
815
816         count = memweight(la->la_bitmap, le16_to_cpu(la->la_size));
817
818         trace_ocfs2_local_alloc_count_bits(count);
819         return count;
820 }
821
822 static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
823                                      struct ocfs2_dinode *alloc,
824                                      u32 *numbits,
825                                      struct ocfs2_alloc_reservation *resv)
826 {
827         int numfound = 0, bitoff, left, startoff;
828         int local_resv = 0;
829         struct ocfs2_alloc_reservation r;
830         void *bitmap = NULL;
831         struct ocfs2_reservation_map *resmap = &osb->osb_la_resmap;
832
833         if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
834                 bitoff = -1;
835                 goto bail;
836         }
837
838         if (!resv) {
839                 local_resv = 1;
840                 ocfs2_resv_init_once(&r);
841                 ocfs2_resv_set_type(&r, OCFS2_RESV_FLAG_TMP);
842                 resv = &r;
843         }
844
845         numfound = *numbits;
846         if (ocfs2_resmap_resv_bits(resmap, resv, &bitoff, &numfound) == 0) {
847                 if (numfound < *numbits)
848                         *numbits = numfound;
849                 goto bail;
850         }
851
852         /*
853          * Code error. While reservations are enabled, local
854          * allocation should _always_ go through them.
855          */
856         BUG_ON(osb->osb_resv_level != 0);
857
858         /*
859          * Reservations are disabled. Handle this the old way.
860          */
861
862         bitmap = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap;
863
864         numfound = bitoff = startoff = 0;
865         left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
866         while ((bitoff = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, startoff)) != -1) {
867                 if (bitoff == left) {
868                         /* mlog(0, "bitoff (%d) == left", bitoff); */
869                         break;
870                 }
871                 /* mlog(0, "Found a zero: bitoff = %d, startoff = %d, "
872                    "numfound = %d\n", bitoff, startoff, numfound);*/
873
874                 /* Ok, we found a zero bit... is it contig. or do we
875                  * start over?*/
876                 if (bitoff == startoff) {
877                         /* we found a zero */
878                         numfound++;
879                         startoff++;
880                 } else {
881                         /* got a zero after some ones */
882                         numfound = 1;
883                         startoff = bitoff+1;
884                 }
885                 /* we got everything we needed */
886                 if (numfound == *numbits) {
887                         /* mlog(0, "Found it all!\n"); */
888                         break;
889                 }
890         }
891
892         trace_ocfs2_local_alloc_find_clear_bits_search_bitmap(bitoff, numfound);
893
894         if (numfound == *numbits)
895                 bitoff = startoff - numfound;
896         else
897                 bitoff = -1;
898
899 bail:
900         if (local_resv)
901                 ocfs2_resv_discard(resmap, resv);
902
903         trace_ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(*numbits,
904                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
905                 bitoff, numfound);
906
907         return bitoff;
908 }
909
910 static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc)
911 {
912         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
913         int i;
914
915         alloc->id1.bitmap1.i_total = 0;
916         alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
917         la->la_bm_off = 0;
918         for(i = 0; i < le16_to_cpu(la->la_size); i++)
919                 la->la_bitmap[i] = 0;
920 }
921
922 #if 0
923 /* turn this on and uncomment below to aid debugging window shifts. */
924 static void ocfs2_verify_zero_bits(unsigned long *bitmap,
925                                    unsigned int start,
926                                    unsigned int count)
927 {
928         unsigned int tmp = count;
929         while(tmp--) {
930                 if (ocfs2_test_bit(start + tmp, bitmap)) {
931                         printk("ocfs2_verify_zero_bits: start = %u, count = "
932                                "%u\n", start, count);
933                         printk("ocfs2_verify_zero_bits: bit %u is set!",
934                                start + tmp);
935                         BUG();
936                 }
937         }
938 }
939 #endif
940
941 /*
942  * sync the local alloc to main bitmap.
943  *
944  * assumes you've already locked the main bitmap -- the bitmap inode
945  * passed is used for caching.
946  */
947 static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
948                                     handle_t *handle,
949                                     struct ocfs2_dinode *alloc,
950                                     struct inode *main_bm_inode,
951                                     struct buffer_head *main_bm_bh)
952 {
953         int status = 0;
954         int bit_off, left, count, start;
955         u64 la_start_blk;
956         u64 blkno;
957         void *bitmap;
958         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
959
960         trace_ocfs2_sync_local_to_main(
961              le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
962              le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used));
963
964         if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
965                 goto bail;
966         }
967
968         if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) ==
969             le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total)) {
970                 goto bail;
971         }
972
973         la_start_blk = ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
974                                                 le32_to_cpu(la->la_bm_off));
975         bitmap = la->la_bitmap;
976         start = count = bit_off = 0;
977         left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
978
979         while ((bit_off = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, start))
980                != -1) {
981                 if ((bit_off < left) && (bit_off == start)) {
982                         count++;
983                         start++;
984                         continue;
985                 }
986                 if (count) {
987                         blkno = la_start_blk +
988                                 ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
989                                                          start - count);
990
991                         trace_ocfs2_sync_local_to_main_free(
992                              count, start - count,
993                              (unsigned long long)la_start_blk,
994                              (unsigned long long)blkno);
995
996                         status = ocfs2_release_clusters(handle,
997                                                         main_bm_inode,
998                                                         main_bm_bh, blkno,
999                                                         count);
1000                         if (status < 0) {
1001                                 mlog_errno(status);
1002                                 goto bail;
1003                         }
1004                 }
1005                 if (bit_off >= left)
1006                         break;
1007                 count = 1;
1008                 start = bit_off + 1;
1009         }
1010
1011 bail:
1012         if (status)
1013                 mlog_errno(status);
1014         return status;
1015 }
1016
1017 enum ocfs2_la_event {
1018         OCFS2_LA_EVENT_SLIDE,           /* Normal window slide. */
1019         OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED,      /* The global bitmap has
1020                                          * enough bits theoretically
1021                                          * free, but a contiguous
1022                                          * allocation could not be
1023                                          * found. */
1024         OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC,          /* Global bitmap doesn't have
1025                                          * enough bits free to satisfy
1026                                          * our request. */
1027 };
1028 #define OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL (30 * HZ)
1029 /*
1030  * Given an event, calculate the size of our next local alloc window.
1031  *
1032  * This should always be called under i_mutex of the local alloc inode
1033  * so that local alloc disabling doesn't race with processes trying to
1034  * use the allocator.
1035  *
1036  * Returns the state which the local alloc was left in. This value can
1037  * be ignored by some paths.
1038  */
1039 static int ocfs2_recalc_la_window(struct ocfs2_super *osb,
1040                                   enum ocfs2_la_event event)
1041 {
1042         unsigned int bits;
1043         int state;
1044
1045         spin_lock(&osb->osb_lock);
1046         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED) {
1047                 WARN_ON_ONCE(osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED);
1048                 goto out_unlock;
1049         }
1050
1051         /*
1052          * ENOSPC and fragmentation are treated similarly for now.
1053          */
1054         if (event == OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC ||
1055             event == OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) {
1056                 /*
1057                  * We ran out of contiguous space in the primary
1058                  * bitmap. Drastically reduce the number of bits used
1059                  * by local alloc until we have to disable it.
1060                  */
1061                 bits = osb->local_alloc_bits >> 1;
1062                 if (bits > ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb, 1)) {
1063                         /*
1064                          * By setting state to THROTTLED, we'll keep
1065                          * the number of local alloc bits used down
1066                          * until an event occurs which would give us
1067                          * reason to assume the bitmap situation might
1068                          * have changed.
1069                          */
1070                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_THROTTLED;
1071                         osb->local_alloc_bits = bits;
1072                 } else {
1073                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
1074                 }
1075                 queue_delayed_work(osb->ocfs2_wq, &osb->la_enable_wq,
1076                                    OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL);
1077                 goto out_unlock;
1078         }
1079
1080         /*
1081          * Don't increase the size of the local alloc window until we
1082          * know we might be able to fulfill the request. Otherwise, we
1083          * risk bouncing around the global bitmap during periods of
1084          * low space.
1085          */
1086         if (osb->local_alloc_state != OCFS2_LA_THROTTLED)
1087                 osb->local_alloc_bits = osb->local_alloc_default_bits;
1088
1089 out_unlock:
1090         state = osb->local_alloc_state;
1091         spin_unlock(&osb->osb_lock);
1092
1093         return state;
1094 }
1095
1096 static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
1097                                                 struct ocfs2_alloc_context **ac,
1098                                                 struct inode **bitmap_inode,
1099                                                 struct buffer_head **bitmap_bh)
1100 {
1101         int status;
1102
1103         *ac = kzalloc(sizeof(struct ocfs2_alloc_context), GFP_KERNEL);
1104         if (!(*ac)) {
1105                 status = -ENOMEM;
1106                 mlog_errno(status);
1107                 goto bail;
1108         }
1109
1110 retry_enospc:
1111         (*ac)->ac_bits_wanted = osb->local_alloc_bits;
1112         status = ocfs2_reserve_cluster_bitmap_bits(osb, *ac);
1113         if (status == -ENOSPC) {
1114                 if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC) ==
1115                     OCFS2_LA_DISABLED)
1116                         goto bail;
1117
1118                 ocfs2_free_ac_resource(*ac);
1119                 memset(*ac, 0, sizeof(struct ocfs2_alloc_context));
1120                 goto retry_enospc;
1121         }
1122         if (status < 0) {
1123                 mlog_errno(status);
1124                 goto bail;
1125         }
1126
1127         *bitmap_inode = (*ac)->ac_inode;
1128         igrab(*bitmap_inode);
1129         *bitmap_bh = (*ac)->ac_bh;
1130         get_bh(*bitmap_bh);
1131         status = 0;
1132 bail:
1133         if ((status < 0) && *ac) {
1134                 ocfs2_free_alloc_context(*ac);
1135                 *ac = NULL;
1136         }
1137
1138         if (status)
1139                 mlog_errno(status);
1140         return status;
1141 }
1142
1143 /*
1144  * pass it the bitmap lock in lock_bh if you have it.
1145  */
1146 static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
1147                                         handle_t *handle,
1148                                         struct ocfs2_alloc_context *ac)
1149 {
1150         int status = 0;
1151         u32 cluster_off, cluster_count;
1152         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
1153         struct ocfs2_local_alloc *la;
1154
1155         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
1156         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
1157
1158         trace_ocfs2_local_alloc_new_window(
1159                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
1160                 osb->local_alloc_bits);
1161
1162         /* Instruct the allocation code to try the most recently used
1163          * cluster group. We'll re-record the group used this pass
1164          * below. */
1165         ac->ac_last_group = osb->la_last_gd;
1166
1167         /* we used the generic suballoc reserve function, but we set
1168          * everything up nicely, so there's no reason why we can't use
1169          * the more specific cluster api to claim bits. */
1170         status = ocfs2_claim_clusters(handle, ac, osb->local_alloc_bits,
1171                                       &cluster_off, &cluster_count);
1172         if (status == -ENOSPC) {
1173 retry_enospc:
1174                 /*
1175                  * Note: We could also try syncing the journal here to
1176                  * allow use of any free bits which the current
1177                  * transaction can't give us access to. --Mark
1178                  */
1179                 if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) ==
1180                     OCFS2_LA_DISABLED)
1181                         goto bail;
1182
1183                 ac->ac_bits_wanted = osb->local_alloc_bits;
1184                 status = ocfs2_claim_clusters(handle, ac,
1185                                               osb->local_alloc_bits,
1186                                               &cluster_off,
1187                                               &cluster_count);
1188                 if (status == -ENOSPC)
1189                         goto retry_enospc;
1190                 /*
1191                  * We only shrunk the *minimum* number of in our
1192                  * request - it's entirely possible that the allocator
1193                  * might give us more than we asked for.
1194                  */
1195                 if (status == 0) {
1196                         spin_lock(&osb->osb_lock);
1197                         osb->local_alloc_bits = cluster_count;
1198                         spin_unlock(&osb->osb_lock);
1199                 }
1200         }
1201         if (status < 0) {
1202                 if (status != -ENOSPC)
1203                         mlog_errno(status);
1204                 goto bail;
1205         }
1206
1207         osb->la_last_gd = ac->ac_last_group;
1208
1209         la->la_bm_off = cpu_to_le32(cluster_off);
1210         alloc->id1.bitmap1.i_total = cpu_to_le32(cluster_count);
1211         /* just in case... In the future when we find space ourselves,
1212          * we don't have to get all contiguous -- but we'll have to
1213          * set all previously used bits in bitmap and update
1214          * la_bits_set before setting the bits in the main bitmap. */
1215         alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
1216         memset(OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap, 0,
1217                le16_to_cpu(la->la_size));
1218
1219         ocfs2_resmap_restart(&osb->osb_la_resmap, cluster_count,
1220                              OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap);
1221
1222         trace_ocfs2_local_alloc_new_window_result(
1223                 OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off,
1224                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total));
1225
1226 bail:
1227         if (status)
1228                 mlog_errno(status);
1229         return status;
1230 }
1231
1232 /* Note that we do *NOT* lock the local alloc inode here as
1233  * it's been locked already for us. */
1234 static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
1235                                           struct inode *local_alloc_inode)
1236 {
1237         int status = 0;
1238         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
1239         struct inode *main_bm_inode = NULL;
1240         handle_t *handle = NULL;
1241         struct ocfs2_dinode *alloc;
1242         struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
1243         struct ocfs2_alloc_context *ac = NULL;
1244
1245         ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_SLIDE);
1246
1247         /* This will lock the main bitmap for us. */
1248         status = ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(osb,
1249                                                       &ac,
1250                                                       &main_bm_inode,
1251                                                       &main_bm_bh);
1252         if (status < 0) {
1253                 if (status != -ENOSPC)
1254                         mlog_errno(status);
1255                 goto bail;
1256         }
1257
1258         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
1259         if (IS_ERR(handle)) {
1260                 status = PTR_ERR(handle);
1261                 handle = NULL;
1262                 mlog_errno(status);
1263                 goto bail;
1264         }
1265
1266         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
1267
1268         /* We want to clear the local alloc before doing anything
1269          * else, so that if we error later during this operation,
1270          * local alloc shutdown won't try to double free main bitmap
1271          * bits. Make a copy so the sync function knows which bits to
1272          * free. */
1273         alloc_copy = kmemdup(alloc, osb->local_alloc_bh->b_size, GFP_NOFS);
1274         if (!alloc_copy) {
1275                 status = -ENOMEM;
1276                 mlog_errno(status);
1277                 goto bail;
1278         }
1279
1280         status = ocfs2_journal_access_di(handle,
1281                                          INODE_CACHE(local_alloc_inode),
1282                                          osb->local_alloc_bh,
1283                                          OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
1284         if (status < 0) {
1285                 mlog_errno(status);
1286                 goto bail;
1287         }
1288
1289         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
1290         ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
1291
1292         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
1293                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
1294         if (status < 0) {
1295                 mlog_errno(status);
1296                 goto bail;
1297         }
1298
1299         status = ocfs2_local_alloc_new_window(osb, handle, ac);
1300         if (status < 0) {
1301                 if (status != -ENOSPC)
1302                         mlog_errno(status);
1303                 goto bail;
1304         }
1305
1306         atomic_inc(&osb->alloc_stats.moves);
1307
1308 bail:
1309         if (handle)
1310                 ocfs2_commit_trans(osb, handle);
1311
1312         brelse(main_bm_bh);
1313
1314         iput(main_bm_inode);
1315         kfree(alloc_copy);
1316
1317         if (ac)
1318                 ocfs2_free_alloc_context(ac);
1319
1320         if (status)
1321                 mlog_errno(status);
1322         return status;
1323 }
1324