Merge tag 'pstore-v5.12-rc2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kees...
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / ocfs2 / localalloc.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* -*- mode: c; c-basic-offset: 8; -*-
3  * vim: noexpandtab sw=8 ts=8 sts=0:
4  *
5  * localalloc.c
6  *
7  * Node local data allocation
8  *
9  * Copyright (C) 2002, 2004 Oracle.  All rights reserved.
10  */
11
12 #include <linux/fs.h>
13 #include <linux/types.h>
14 #include <linux/slab.h>
15 #include <linux/highmem.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17
18 #include <cluster/masklog.h>
19
20 #include "ocfs2.h"
21
22 #include "alloc.h"
23 #include "blockcheck.h"
24 #include "dlmglue.h"
25 #include "inode.h"
26 #include "journal.h"
27 #include "localalloc.h"
28 #include "suballoc.h"
29 #include "super.h"
30 #include "sysfile.h"
31 #include "ocfs2_trace.h"
32
33 #include "buffer_head_io.h"
34
35 #define OCFS2_LOCAL_ALLOC(dinode)       (&((dinode)->id2.i_lab))
36
37 static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc);
38
39 static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
40                                              struct ocfs2_dinode *alloc,
41                                              u32 *numbits,
42                                              struct ocfs2_alloc_reservation *resv);
43
44 static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc);
45
46 static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
47                                     handle_t *handle,
48                                     struct ocfs2_dinode *alloc,
49                                     struct inode *main_bm_inode,
50                                     struct buffer_head *main_bm_bh);
51
52 static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
53                                                 struct ocfs2_alloc_context **ac,
54                                                 struct inode **bitmap_inode,
55                                                 struct buffer_head **bitmap_bh);
56
57 static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
58                                         handle_t *handle,
59                                         struct ocfs2_alloc_context *ac);
60
61 static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
62                                           struct inode *local_alloc_inode);
63
64 /*
65  * ocfs2_la_default_mb() - determine a default size, in megabytes of
66  * the local alloc.
67  *
68  * Generally, we'd like to pick as large a local alloc as
69  * possible. Performance on large workloads tends to scale
70  * proportionally to la size. In addition to that, the reservations
71  * code functions more efficiently as it can reserve more windows for
72  * write.
73  *
74  * Some things work against us when trying to choose a large local alloc:
75  *
76  * - We need to ensure our sizing is picked to leave enough space in
77  *   group descriptors for other allocations (such as block groups,
78  *   etc). Picking default sizes which are a multiple of 4 could help
79  *   - block groups are allocated in 2mb and 4mb chunks.
80  *
81  * - Likewise, we don't want to starve other nodes of bits on small
82  *   file systems. This can easily be taken care of by limiting our
83  *   default to a reasonable size (256M) on larger cluster sizes.
84  *
85  * - Some file systems can't support very large sizes - 4k and 8k in
86  *   particular are limited to less than 128 and 256 megabytes respectively.
87  *
88  * The following reference table shows group descriptor and local
89  * alloc maximums at various cluster sizes (4k blocksize)
90  *
91  * csize: 4K    group: 126M     la: 121M
92  * csize: 8K    group: 252M     la: 243M
93  * csize: 16K   group: 504M     la: 486M
94  * csize: 32K   group: 1008M    la: 972M
95  * csize: 64K   group: 2016M    la: 1944M
96  * csize: 128K  group: 4032M    la: 3888M
97  * csize: 256K  group: 8064M    la: 7776M
98  * csize: 512K  group: 16128M   la: 15552M
99  * csize: 1024K group: 32256M   la: 31104M
100  */
101 #define OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB 256
102 #define OCFS2_LA_OLD_DEFAULT    8
103 unsigned int ocfs2_la_default_mb(struct ocfs2_super *osb)
104 {
105         unsigned int la_mb;
106         unsigned int gd_mb;
107         unsigned int la_max_mb;
108         unsigned int megs_per_slot;
109         struct super_block *sb = osb->sb;
110
111         gd_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb,
112                 8 * ocfs2_group_bitmap_size(sb, 0, osb->s_feature_incompat));
113
114         /*
115          * This takes care of files systems with very small group
116          * descriptors - 512 byte blocksize at cluster sizes lower
117          * than 16K and also 1k blocksize with 4k cluster size.
118          */
119         if ((sb->s_blocksize == 512 && osb->s_clustersize <= 8192)
120             || (sb->s_blocksize == 1024 && osb->s_clustersize == 4096))
121                 return OCFS2_LA_OLD_DEFAULT;
122
123         /*
124          * Leave enough room for some block groups and make the final
125          * value we work from a multiple of 4.
126          */
127         gd_mb -= 16;
128         gd_mb &= 0xFFFFFFFB;
129
130         la_mb = gd_mb;
131
132         /*
133          * Keep window sizes down to a reasonable default
134          */
135         if (la_mb > OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB) {
136                 /*
137                  * Some clustersize / blocksize combinations will have
138                  * given us a larger than OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB
139                  * default size, but get poor distribution when
140                  * limited to exactly 256 megabytes.
141                  *
142                  * As an example, 16K clustersize at 4K blocksize
143                  * gives us a cluster group size of 504M. Paring the
144                  * local alloc size down to 256 however, would give us
145                  * only one window and around 200MB left in the
146                  * cluster group. Instead, find the first size below
147                  * 256 which would give us an even distribution.
148                  *
149                  * Larger cluster group sizes actually work out pretty
150                  * well when pared to 256, so we don't have to do this
151                  * for any group that fits more than two
152                  * OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB windows.
153                  */
154                 if (gd_mb > (2 * OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB))
155                         la_mb = 256;
156                 else {
157                         unsigned int gd_mult = gd_mb;
158
159                         while (gd_mult > 256)
160                                 gd_mult = gd_mult >> 1;
161
162                         la_mb = gd_mult;
163                 }
164         }
165
166         megs_per_slot = osb->osb_clusters_at_boot / osb->max_slots;
167         megs_per_slot = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb, megs_per_slot);
168         /* Too many nodes, too few disk clusters. */
169         if (megs_per_slot < la_mb)
170                 la_mb = megs_per_slot;
171
172         /* We can't store more bits than we can in a block. */
173         la_max_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb,
174                                                 ocfs2_local_alloc_size(sb) * 8);
175         if (la_mb > la_max_mb)
176                 la_mb = la_max_mb;
177
178         return la_mb;
179 }
180
181 void ocfs2_la_set_sizes(struct ocfs2_super *osb, int requested_mb)
182 {
183         struct super_block *sb = osb->sb;
184         unsigned int la_default_mb = ocfs2_la_default_mb(osb);
185         unsigned int la_max_mb;
186
187         la_max_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(sb,
188                                                 ocfs2_local_alloc_size(sb) * 8);
189
190         trace_ocfs2_la_set_sizes(requested_mb, la_max_mb, la_default_mb);
191
192         if (requested_mb == -1) {
193                 /* No user request - use defaults */
194                 osb->local_alloc_default_bits =
195                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, la_default_mb);
196         } else if (requested_mb > la_max_mb) {
197                 /* Request is too big, we give the maximum available */
198                 osb->local_alloc_default_bits =
199                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, la_max_mb);
200         } else {
201                 osb->local_alloc_default_bits =
202                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, requested_mb);
203         }
204
205         osb->local_alloc_bits = osb->local_alloc_default_bits;
206 }
207
208 static inline int ocfs2_la_state_enabled(struct ocfs2_super *osb)
209 {
210         return (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED ||
211                 osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_ENABLED);
212 }
213
214 void ocfs2_local_alloc_seen_free_bits(struct ocfs2_super *osb,
215                                       unsigned int num_clusters)
216 {
217         spin_lock(&osb->osb_lock);
218         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED ||
219             osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED)
220                 if (num_clusters >= osb->local_alloc_default_bits) {
221                         cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
222                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
223                 }
224         spin_unlock(&osb->osb_lock);
225 }
226
227 void ocfs2_la_enable_worker(struct work_struct *work)
228 {
229         struct ocfs2_super *osb =
230                 container_of(work, struct ocfs2_super,
231                              la_enable_wq.work);
232         spin_lock(&osb->osb_lock);
233         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
234         spin_unlock(&osb->osb_lock);
235 }
236
237 /*
238  * Tell us whether a given allocation should use the local alloc
239  * file. Otherwise, it has to go to the main bitmap.
240  *
241  * This function does semi-dirty reads of local alloc size and state!
242  * This is ok however, as the values are re-checked once under mutex.
243  */
244 int ocfs2_alloc_should_use_local(struct ocfs2_super *osb, u64 bits)
245 {
246         int ret = 0;
247         int la_bits;
248
249         spin_lock(&osb->osb_lock);
250         la_bits = osb->local_alloc_bits;
251
252         if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
253                 goto bail;
254
255         /* la_bits should be at least twice the size (in clusters) of
256          * a new block group. We want to be sure block group
257          * allocations go through the local alloc, so allow an
258          * allocation to take up to half the bitmap. */
259         if (bits > (la_bits / 2))
260                 goto bail;
261
262         ret = 1;
263 bail:
264         trace_ocfs2_alloc_should_use_local(
265              (unsigned long long)bits, osb->local_alloc_state, la_bits, ret);
266         spin_unlock(&osb->osb_lock);
267         return ret;
268 }
269
270 int ocfs2_load_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
271 {
272         int status = 0;
273         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
274         struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
275         u32 num_used;
276         struct inode *inode = NULL;
277         struct ocfs2_local_alloc *la;
278
279         if (osb->local_alloc_bits == 0)
280                 goto bail;
281
282         if (osb->local_alloc_bits >= osb->bitmap_cpg) {
283                 mlog(ML_NOTICE, "Requested local alloc window %d is larger "
284                      "than max possible %u. Using defaults.\n",
285                      osb->local_alloc_bits, (osb->bitmap_cpg - 1));
286                 osb->local_alloc_bits =
287                         ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb,
288                                                     ocfs2_la_default_mb(osb));
289         }
290
291         /* read the alloc off disk */
292         inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb, LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
293                                             osb->slot_num);
294         if (!inode) {
295                 status = -EINVAL;
296                 mlog_errno(status);
297                 goto bail;
298         }
299
300         status = ocfs2_read_inode_block_full(inode, &alloc_bh,
301                                              OCFS2_BH_IGNORE_CACHE);
302         if (status < 0) {
303                 mlog_errno(status);
304                 goto bail;
305         }
306
307         alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
308         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
309
310         if (!(le32_to_cpu(alloc->i_flags) &
311             (OCFS2_LOCAL_ALLOC_FL|OCFS2_BITMAP_FL))) {
312                 mlog(ML_ERROR, "Invalid local alloc inode, %llu\n",
313                      (unsigned long long)OCFS2_I(inode)->ip_blkno);
314                 status = -EINVAL;
315                 goto bail;
316         }
317
318         if ((la->la_size == 0) ||
319             (le16_to_cpu(la->la_size) > ocfs2_local_alloc_size(inode->i_sb))) {
320                 mlog(ML_ERROR, "Local alloc size is invalid (la_size = %u)\n",
321                      le16_to_cpu(la->la_size));
322                 status = -EINVAL;
323                 goto bail;
324         }
325
326         /* do a little verification. */
327         num_used = ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc);
328
329         /* hopefully the local alloc has always been recovered before
330          * we load it. */
331         if (num_used
332             || alloc->id1.bitmap1.i_used
333             || alloc->id1.bitmap1.i_total
334             || la->la_bm_off) {
335                 mlog(ML_ERROR, "inconsistent detected, clean journal with"
336                      " unrecovered local alloc, please run fsck.ocfs2!\n"
337                      "found = %u, set = %u, taken = %u, off = %u\n",
338                      num_used, le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
339                      le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
340                      OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off);
341
342                 status = -EINVAL;
343                 goto bail;
344         }
345
346         osb->local_alloc_bh = alloc_bh;
347         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
348
349 bail:
350         if (status < 0)
351                 brelse(alloc_bh);
352         iput(inode);
353
354         trace_ocfs2_load_local_alloc(osb->local_alloc_bits);
355
356         if (status)
357                 mlog_errno(status);
358         return status;
359 }
360
361 /*
362  * return any unused bits to the bitmap and write out a clean
363  * local_alloc.
364  *
365  * local_alloc_bh is optional. If not passed, we will simply use the
366  * one off osb. If you do pass it however, be warned that it *will* be
367  * returned brelse'd and NULL'd out.*/
368 void ocfs2_shutdown_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
369 {
370         int status;
371         handle_t *handle;
372         struct inode *local_alloc_inode = NULL;
373         struct buffer_head *bh = NULL;
374         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
375         struct inode *main_bm_inode = NULL;
376         struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
377         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
378
379         cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
380         if (osb->ocfs2_wq)
381                 flush_workqueue(osb->ocfs2_wq);
382
383         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_UNUSED)
384                 goto out;
385
386         local_alloc_inode =
387                 ocfs2_get_system_file_inode(osb,
388                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
389                                             osb->slot_num);
390         if (!local_alloc_inode) {
391                 status = -ENOENT;
392                 mlog_errno(status);
393                 goto out;
394         }
395
396         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
397
398         ocfs2_resmap_uninit(&osb->osb_la_resmap);
399
400         main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
401                                                     GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
402                                                     OCFS2_INVALID_SLOT);
403         if (!main_bm_inode) {
404                 status = -EINVAL;
405                 mlog_errno(status);
406                 goto out;
407         }
408
409         inode_lock(main_bm_inode);
410
411         status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
412         if (status < 0) {
413                 mlog_errno(status);
414                 goto out_mutex;
415         }
416
417         /* WINDOW_MOVE_CREDITS is a bit heavy... */
418         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
419         if (IS_ERR(handle)) {
420                 mlog_errno(PTR_ERR(handle));
421                 handle = NULL;
422                 goto out_unlock;
423         }
424
425         bh = osb->local_alloc_bh;
426         alloc = (struct ocfs2_dinode *) bh->b_data;
427
428         alloc_copy = kmemdup(alloc, bh->b_size, GFP_NOFS);
429         if (!alloc_copy) {
430                 status = -ENOMEM;
431                 goto out_commit;
432         }
433
434         status = ocfs2_journal_access_di(handle, INODE_CACHE(local_alloc_inode),
435                                          bh, OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
436         if (status < 0) {
437                 mlog_errno(status);
438                 goto out_commit;
439         }
440
441         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
442         ocfs2_journal_dirty(handle, bh);
443
444         brelse(bh);
445         osb->local_alloc_bh = NULL;
446         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_UNUSED;
447
448         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
449                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
450         if (status < 0)
451                 mlog_errno(status);
452
453 out_commit:
454         ocfs2_commit_trans(osb, handle);
455
456 out_unlock:
457         brelse(main_bm_bh);
458
459         ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
460
461 out_mutex:
462         inode_unlock(main_bm_inode);
463         iput(main_bm_inode);
464
465 out:
466         iput(local_alloc_inode);
467
468         kfree(alloc_copy);
469 }
470
471 /*
472  * We want to free the bitmap bits outside of any recovery context as
473  * we'll need a cluster lock to do so, but we must clear the local
474  * alloc before giving up the recovered nodes journal. To solve this,
475  * we kmalloc a copy of the local alloc before it's change for the
476  * caller to process with ocfs2_complete_local_alloc_recovery
477  */
478 int ocfs2_begin_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
479                                      int slot_num,
480                                      struct ocfs2_dinode **alloc_copy)
481 {
482         int status = 0;
483         struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
484         struct inode *inode = NULL;
485         struct ocfs2_dinode *alloc;
486
487         trace_ocfs2_begin_local_alloc_recovery(slot_num);
488
489         *alloc_copy = NULL;
490
491         inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
492                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
493                                             slot_num);
494         if (!inode) {
495                 status = -EINVAL;
496                 mlog_errno(status);
497                 goto bail;
498         }
499
500         inode_lock(inode);
501
502         status = ocfs2_read_inode_block_full(inode, &alloc_bh,
503                                              OCFS2_BH_IGNORE_CACHE);
504         if (status < 0) {
505                 mlog_errno(status);
506                 goto bail;
507         }
508
509         *alloc_copy = kmalloc(alloc_bh->b_size, GFP_KERNEL);
510         if (!(*alloc_copy)) {
511                 status = -ENOMEM;
512                 goto bail;
513         }
514         memcpy((*alloc_copy), alloc_bh->b_data, alloc_bh->b_size);
515
516         alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
517         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
518
519         ocfs2_compute_meta_ecc(osb->sb, alloc_bh->b_data, &alloc->i_check);
520         status = ocfs2_write_block(osb, alloc_bh, INODE_CACHE(inode));
521         if (status < 0)
522                 mlog_errno(status);
523
524 bail:
525         if (status < 0) {
526                 kfree(*alloc_copy);
527                 *alloc_copy = NULL;
528         }
529
530         brelse(alloc_bh);
531
532         if (inode) {
533                 inode_unlock(inode);
534                 iput(inode);
535         }
536
537         if (status)
538                 mlog_errno(status);
539         return status;
540 }
541
542 /*
543  * Step 2: By now, we've completed the journal recovery, we've stamped
544  * a clean local alloc on disk and dropped the node out of the
545  * recovery map. Dlm locks will no longer stall, so lets clear out the
546  * main bitmap.
547  */
548 int ocfs2_complete_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
549                                         struct ocfs2_dinode *alloc)
550 {
551         int status;
552         handle_t *handle;
553         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
554         struct inode *main_bm_inode;
555
556         main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
557                                                     GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
558                                                     OCFS2_INVALID_SLOT);
559         if (!main_bm_inode) {
560                 status = -EINVAL;
561                 mlog_errno(status);
562                 goto out;
563         }
564
565         inode_lock(main_bm_inode);
566
567         status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
568         if (status < 0) {
569                 mlog_errno(status);
570                 goto out_mutex;
571         }
572
573         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
574         if (IS_ERR(handle)) {
575                 status = PTR_ERR(handle);
576                 handle = NULL;
577                 mlog_errno(status);
578                 goto out_unlock;
579         }
580
581         /* we want the bitmap change to be recorded on disk asap */
582         handle->h_sync = 1;
583
584         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc,
585                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
586         if (status < 0)
587                 mlog_errno(status);
588
589         ocfs2_commit_trans(osb, handle);
590
591 out_unlock:
592         ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
593
594 out_mutex:
595         inode_unlock(main_bm_inode);
596
597         brelse(main_bm_bh);
598
599         iput(main_bm_inode);
600
601 out:
602         if (!status)
603                 ocfs2_init_steal_slots(osb);
604         if (status)
605                 mlog_errno(status);
606         return status;
607 }
608
609 /*
610  * make sure we've got at least bits_wanted contiguous bits in the
611  * local alloc. You lose them when you drop i_mutex.
612  *
613  * We will add ourselves to the transaction passed in, but may start
614  * our own in order to shift windows.
615  */
616 int ocfs2_reserve_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
617                                    u32 bits_wanted,
618                                    struct ocfs2_alloc_context *ac)
619 {
620         int status;
621         struct ocfs2_dinode *alloc;
622         struct inode *local_alloc_inode;
623         unsigned int free_bits;
624
625         BUG_ON(!ac);
626
627         local_alloc_inode =
628                 ocfs2_get_system_file_inode(osb,
629                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
630                                             osb->slot_num);
631         if (!local_alloc_inode) {
632                 status = -ENOENT;
633                 mlog_errno(status);
634                 goto bail;
635         }
636
637         inode_lock(local_alloc_inode);
638
639         /*
640          * We must double check state and allocator bits because
641          * another process may have changed them while holding i_mutex.
642          */
643         spin_lock(&osb->osb_lock);
644         if (!ocfs2_la_state_enabled(osb) ||
645             (bits_wanted > osb->local_alloc_bits)) {
646                 spin_unlock(&osb->osb_lock);
647                 status = -ENOSPC;
648                 goto bail;
649         }
650         spin_unlock(&osb->osb_lock);
651
652         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
653
654 #ifdef CONFIG_OCFS2_DEBUG_FS
655         if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) !=
656             ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc)) {
657                 status = ocfs2_error(osb->sb, "local alloc inode %llu says it has %u used bits, but a count shows %u\n",
658                                 (unsigned long long)le64_to_cpu(alloc->i_blkno),
659                                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
660                                 ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc));
661                 goto bail;
662         }
663 #endif
664
665         free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
666                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
667         if (bits_wanted > free_bits) {
668                 /* uhoh, window change time. */
669                 status =
670                         ocfs2_local_alloc_slide_window(osb, local_alloc_inode);
671                 if (status < 0) {
672                         if (status != -ENOSPC)
673                                 mlog_errno(status);
674                         goto bail;
675                 }
676
677                 /*
678                  * Under certain conditions, the window slide code
679                  * might have reduced the number of bits available or
680                  * disabled the local alloc entirely. Re-check
681                  * here and return -ENOSPC if necessary.
682                  */
683                 status = -ENOSPC;
684                 if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
685                         goto bail;
686
687                 free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
688                         le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
689                 if (bits_wanted > free_bits)
690                         goto bail;
691         }
692
693         ac->ac_inode = local_alloc_inode;
694         /* We should never use localalloc from another slot */
695         ac->ac_alloc_slot = osb->slot_num;
696         ac->ac_which = OCFS2_AC_USE_LOCAL;
697         get_bh(osb->local_alloc_bh);
698         ac->ac_bh = osb->local_alloc_bh;
699         status = 0;
700 bail:
701         if (status < 0 && local_alloc_inode) {
702                 inode_unlock(local_alloc_inode);
703                 iput(local_alloc_inode);
704         }
705
706         trace_ocfs2_reserve_local_alloc_bits(
707                 (unsigned long long)ac->ac_max_block,
708                 bits_wanted, osb->slot_num, status);
709
710         if (status)
711                 mlog_errno(status);
712         return status;
713 }
714
715 int ocfs2_claim_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
716                                  handle_t *handle,
717                                  struct ocfs2_alloc_context *ac,
718                                  u32 bits_wanted,
719                                  u32 *bit_off,
720                                  u32 *num_bits)
721 {
722         int status, start;
723         struct inode *local_alloc_inode;
724         void *bitmap;
725         struct ocfs2_dinode *alloc;
726         struct ocfs2_local_alloc *la;
727
728         BUG_ON(ac->ac_which != OCFS2_AC_USE_LOCAL);
729
730         local_alloc_inode = ac->ac_inode;
731         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
732         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
733
734         start = ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(osb, alloc, &bits_wanted,
735                                                   ac->ac_resv);
736         if (start == -1) {
737                 /* TODO: Shouldn't we just BUG here? */
738                 status = -ENOSPC;
739                 mlog_errno(status);
740                 goto bail;
741         }
742
743         bitmap = la->la_bitmap;
744         *bit_off = le32_to_cpu(la->la_bm_off) + start;
745         *num_bits = bits_wanted;
746
747         status = ocfs2_journal_access_di(handle,
748                                          INODE_CACHE(local_alloc_inode),
749                                          osb->local_alloc_bh,
750                                          OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
751         if (status < 0) {
752                 mlog_errno(status);
753                 goto bail;
754         }
755
756         ocfs2_resmap_claimed_bits(&osb->osb_la_resmap, ac->ac_resv, start,
757                                   bits_wanted);
758
759         while(bits_wanted--)
760                 ocfs2_set_bit(start++, bitmap);
761
762         le32_add_cpu(&alloc->id1.bitmap1.i_used, *num_bits);
763         ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
764
765 bail:
766         if (status)
767                 mlog_errno(status);
768         return status;
769 }
770
771 int ocfs2_free_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
772                                 handle_t *handle,
773                                 struct ocfs2_alloc_context *ac,
774                                 u32 bit_off,
775                                 u32 num_bits)
776 {
777         int status, start;
778         u32 clear_bits;
779         struct inode *local_alloc_inode;
780         void *bitmap;
781         struct ocfs2_dinode *alloc;
782         struct ocfs2_local_alloc *la;
783
784         BUG_ON(ac->ac_which != OCFS2_AC_USE_LOCAL);
785
786         local_alloc_inode = ac->ac_inode;
787         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
788         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
789
790         bitmap = la->la_bitmap;
791         start = bit_off - le32_to_cpu(la->la_bm_off);
792         clear_bits = num_bits;
793
794         status = ocfs2_journal_access_di(handle,
795                         INODE_CACHE(local_alloc_inode),
796                         osb->local_alloc_bh,
797                         OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
798         if (status < 0) {
799                 mlog_errno(status);
800                 goto bail;
801         }
802
803         while (clear_bits--)
804                 ocfs2_clear_bit(start++, bitmap);
805
806         le32_add_cpu(&alloc->id1.bitmap1.i_used, -num_bits);
807         ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
808
809 bail:
810         return status;
811 }
812
813 static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc)
814 {
815         u32 count;
816         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
817
818         count = memweight(la->la_bitmap, le16_to_cpu(la->la_size));
819
820         trace_ocfs2_local_alloc_count_bits(count);
821         return count;
822 }
823
824 static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
825                                      struct ocfs2_dinode *alloc,
826                                      u32 *numbits,
827                                      struct ocfs2_alloc_reservation *resv)
828 {
829         int numfound = 0, bitoff, left, startoff;
830         int local_resv = 0;
831         struct ocfs2_alloc_reservation r;
832         void *bitmap = NULL;
833         struct ocfs2_reservation_map *resmap = &osb->osb_la_resmap;
834
835         if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
836                 bitoff = -1;
837                 goto bail;
838         }
839
840         if (!resv) {
841                 local_resv = 1;
842                 ocfs2_resv_init_once(&r);
843                 ocfs2_resv_set_type(&r, OCFS2_RESV_FLAG_TMP);
844                 resv = &r;
845         }
846
847         numfound = *numbits;
848         if (ocfs2_resmap_resv_bits(resmap, resv, &bitoff, &numfound) == 0) {
849                 if (numfound < *numbits)
850                         *numbits = numfound;
851                 goto bail;
852         }
853
854         /*
855          * Code error. While reservations are enabled, local
856          * allocation should _always_ go through them.
857          */
858         BUG_ON(osb->osb_resv_level != 0);
859
860         /*
861          * Reservations are disabled. Handle this the old way.
862          */
863
864         bitmap = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap;
865
866         numfound = bitoff = startoff = 0;
867         left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
868         while ((bitoff = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, startoff)) != -1) {
869                 if (bitoff == left) {
870                         /* mlog(0, "bitoff (%d) == left", bitoff); */
871                         break;
872                 }
873                 /* mlog(0, "Found a zero: bitoff = %d, startoff = %d, "
874                    "numfound = %d\n", bitoff, startoff, numfound);*/
875
876                 /* Ok, we found a zero bit... is it contig. or do we
877                  * start over?*/
878                 if (bitoff == startoff) {
879                         /* we found a zero */
880                         numfound++;
881                         startoff++;
882                 } else {
883                         /* got a zero after some ones */
884                         numfound = 1;
885                         startoff = bitoff+1;
886                 }
887                 /* we got everything we needed */
888                 if (numfound == *numbits) {
889                         /* mlog(0, "Found it all!\n"); */
890                         break;
891                 }
892         }
893
894         trace_ocfs2_local_alloc_find_clear_bits_search_bitmap(bitoff, numfound);
895
896         if (numfound == *numbits)
897                 bitoff = startoff - numfound;
898         else
899                 bitoff = -1;
900
901 bail:
902         if (local_resv)
903                 ocfs2_resv_discard(resmap, resv);
904
905         trace_ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(*numbits,
906                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
907                 bitoff, numfound);
908
909         return bitoff;
910 }
911
912 static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc)
913 {
914         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
915         int i;
916
917         alloc->id1.bitmap1.i_total = 0;
918         alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
919         la->la_bm_off = 0;
920         for(i = 0; i < le16_to_cpu(la->la_size); i++)
921                 la->la_bitmap[i] = 0;
922 }
923
924 #if 0
925 /* turn this on and uncomment below to aid debugging window shifts. */
926 static void ocfs2_verify_zero_bits(unsigned long *bitmap,
927                                    unsigned int start,
928                                    unsigned int count)
929 {
930         unsigned int tmp = count;
931         while(tmp--) {
932                 if (ocfs2_test_bit(start + tmp, bitmap)) {
933                         printk("ocfs2_verify_zero_bits: start = %u, count = "
934                                "%u\n", start, count);
935                         printk("ocfs2_verify_zero_bits: bit %u is set!",
936                                start + tmp);
937                         BUG();
938                 }
939         }
940 }
941 #endif
942
943 /*
944  * sync the local alloc to main bitmap.
945  *
946  * assumes you've already locked the main bitmap -- the bitmap inode
947  * passed is used for caching.
948  */
949 static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
950                                     handle_t *handle,
951                                     struct ocfs2_dinode *alloc,
952                                     struct inode *main_bm_inode,
953                                     struct buffer_head *main_bm_bh)
954 {
955         int status = 0;
956         int bit_off, left, count, start;
957         u64 la_start_blk;
958         u64 blkno;
959         void *bitmap;
960         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
961
962         trace_ocfs2_sync_local_to_main(
963              le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
964              le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used));
965
966         if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
967                 goto bail;
968         }
969
970         if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) ==
971             le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total)) {
972                 goto bail;
973         }
974
975         la_start_blk = ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
976                                                 le32_to_cpu(la->la_bm_off));
977         bitmap = la->la_bitmap;
978         start = count = bit_off = 0;
979         left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
980
981         while ((bit_off = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, start))
982                != -1) {
983                 if ((bit_off < left) && (bit_off == start)) {
984                         count++;
985                         start++;
986                         continue;
987                 }
988                 if (count) {
989                         blkno = la_start_blk +
990                                 ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
991                                                          start - count);
992
993                         trace_ocfs2_sync_local_to_main_free(
994                              count, start - count,
995                              (unsigned long long)la_start_blk,
996                              (unsigned long long)blkno);
997
998                         status = ocfs2_release_clusters(handle,
999                                                         main_bm_inode,
1000                                                         main_bm_bh, blkno,
1001                                                         count);
1002                         if (status < 0) {
1003                                 mlog_errno(status);
1004                                 goto bail;
1005                         }
1006                 }
1007                 if (bit_off >= left)
1008                         break;
1009                 count = 1;
1010                 start = bit_off + 1;
1011         }
1012
1013 bail:
1014         if (status)
1015                 mlog_errno(status);
1016         return status;
1017 }
1018
1019 enum ocfs2_la_event {
1020         OCFS2_LA_EVENT_SLIDE,           /* Normal window slide. */
1021         OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED,      /* The global bitmap has
1022                                          * enough bits theoretically
1023                                          * free, but a contiguous
1024                                          * allocation could not be
1025                                          * found. */
1026         OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC,          /* Global bitmap doesn't have
1027                                          * enough bits free to satisfy
1028                                          * our request. */
1029 };
1030 #define OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL (30 * HZ)
1031 /*
1032  * Given an event, calculate the size of our next local alloc window.
1033  *
1034  * This should always be called under i_mutex of the local alloc inode
1035  * so that local alloc disabling doesn't race with processes trying to
1036  * use the allocator.
1037  *
1038  * Returns the state which the local alloc was left in. This value can
1039  * be ignored by some paths.
1040  */
1041 static int ocfs2_recalc_la_window(struct ocfs2_super *osb,
1042                                   enum ocfs2_la_event event)
1043 {
1044         unsigned int bits;
1045         int state;
1046
1047         spin_lock(&osb->osb_lock);
1048         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED) {
1049                 WARN_ON_ONCE(osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED);
1050                 goto out_unlock;
1051         }
1052
1053         /*
1054          * ENOSPC and fragmentation are treated similarly for now.
1055          */
1056         if (event == OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC ||
1057             event == OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) {
1058                 /*
1059                  * We ran out of contiguous space in the primary
1060                  * bitmap. Drastically reduce the number of bits used
1061                  * by local alloc until we have to disable it.
1062                  */
1063                 bits = osb->local_alloc_bits >> 1;
1064                 if (bits > ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb, 1)) {
1065                         /*
1066                          * By setting state to THROTTLED, we'll keep
1067                          * the number of local alloc bits used down
1068                          * until an event occurs which would give us
1069                          * reason to assume the bitmap situation might
1070                          * have changed.
1071                          */
1072                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_THROTTLED;
1073                         osb->local_alloc_bits = bits;
1074                 } else {
1075                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
1076                 }
1077                 queue_delayed_work(osb->ocfs2_wq, &osb->la_enable_wq,
1078                                    OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL);
1079                 goto out_unlock;
1080         }
1081
1082         /*
1083          * Don't increase the size of the local alloc window until we
1084          * know we might be able to fulfill the request. Otherwise, we
1085          * risk bouncing around the global bitmap during periods of
1086          * low space.
1087          */
1088         if (osb->local_alloc_state != OCFS2_LA_THROTTLED)
1089                 osb->local_alloc_bits = osb->local_alloc_default_bits;
1090
1091 out_unlock:
1092         state = osb->local_alloc_state;
1093         spin_unlock(&osb->osb_lock);
1094
1095         return state;
1096 }
1097
1098 static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
1099                                                 struct ocfs2_alloc_context **ac,
1100                                                 struct inode **bitmap_inode,
1101                                                 struct buffer_head **bitmap_bh)
1102 {
1103         int status;
1104
1105         *ac = kzalloc(sizeof(struct ocfs2_alloc_context), GFP_KERNEL);
1106         if (!(*ac)) {
1107                 status = -ENOMEM;
1108                 mlog_errno(status);
1109                 goto bail;
1110         }
1111
1112 retry_enospc:
1113         (*ac)->ac_bits_wanted = osb->local_alloc_bits;
1114         status = ocfs2_reserve_cluster_bitmap_bits(osb, *ac);
1115         if (status == -ENOSPC) {
1116                 if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC) ==
1117                     OCFS2_LA_DISABLED)
1118                         goto bail;
1119
1120                 ocfs2_free_ac_resource(*ac);
1121                 memset(*ac, 0, sizeof(struct ocfs2_alloc_context));
1122                 goto retry_enospc;
1123         }
1124         if (status < 0) {
1125                 mlog_errno(status);
1126                 goto bail;
1127         }
1128
1129         *bitmap_inode = (*ac)->ac_inode;
1130         igrab(*bitmap_inode);
1131         *bitmap_bh = (*ac)->ac_bh;
1132         get_bh(*bitmap_bh);
1133         status = 0;
1134 bail:
1135         if ((status < 0) && *ac) {
1136                 ocfs2_free_alloc_context(*ac);
1137                 *ac = NULL;
1138         }
1139
1140         if (status)
1141                 mlog_errno(status);
1142         return status;
1143 }
1144
1145 /*
1146  * pass it the bitmap lock in lock_bh if you have it.
1147  */
1148 static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
1149                                         handle_t *handle,
1150                                         struct ocfs2_alloc_context *ac)
1151 {
1152         int status = 0;
1153         u32 cluster_off, cluster_count;
1154         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
1155         struct ocfs2_local_alloc *la;
1156
1157         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
1158         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
1159
1160         trace_ocfs2_local_alloc_new_window(
1161                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
1162                 osb->local_alloc_bits);
1163
1164         /* Instruct the allocation code to try the most recently used
1165          * cluster group. We'll re-record the group used this pass
1166          * below. */
1167         ac->ac_last_group = osb->la_last_gd;
1168
1169         /* we used the generic suballoc reserve function, but we set
1170          * everything up nicely, so there's no reason why we can't use
1171          * the more specific cluster api to claim bits. */
1172         status = ocfs2_claim_clusters(handle, ac, osb->local_alloc_bits,
1173                                       &cluster_off, &cluster_count);
1174         if (status == -ENOSPC) {
1175 retry_enospc:
1176                 /*
1177                  * Note: We could also try syncing the journal here to
1178                  * allow use of any free bits which the current
1179                  * transaction can't give us access to. --Mark
1180                  */
1181                 if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) ==
1182                     OCFS2_LA_DISABLED)
1183                         goto bail;
1184
1185                 ac->ac_bits_wanted = osb->local_alloc_bits;
1186                 status = ocfs2_claim_clusters(handle, ac,
1187                                               osb->local_alloc_bits,
1188                                               &cluster_off,
1189                                               &cluster_count);
1190                 if (status == -ENOSPC)
1191                         goto retry_enospc;
1192                 /*
1193                  * We only shrunk the *minimum* number of in our
1194                  * request - it's entirely possible that the allocator
1195                  * might give us more than we asked for.
1196                  */
1197                 if (status == 0) {
1198                         spin_lock(&osb->osb_lock);
1199                         osb->local_alloc_bits = cluster_count;
1200                         spin_unlock(&osb->osb_lock);
1201                 }
1202         }
1203         if (status < 0) {
1204                 if (status != -ENOSPC)
1205                         mlog_errno(status);
1206                 goto bail;
1207         }
1208
1209         osb->la_last_gd = ac->ac_last_group;
1210
1211         la->la_bm_off = cpu_to_le32(cluster_off);
1212         alloc->id1.bitmap1.i_total = cpu_to_le32(cluster_count);
1213         /* just in case... In the future when we find space ourselves,
1214          * we don't have to get all contiguous -- but we'll have to
1215          * set all previously used bits in bitmap and update
1216          * la_bits_set before setting the bits in the main bitmap. */
1217         alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
1218         memset(OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap, 0,
1219                le16_to_cpu(la->la_size));
1220
1221         ocfs2_resmap_restart(&osb->osb_la_resmap, cluster_count,
1222                              OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap);
1223
1224         trace_ocfs2_local_alloc_new_window_result(
1225                 OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off,
1226                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total));
1227
1228 bail:
1229         if (status)
1230                 mlog_errno(status);
1231         return status;
1232 }
1233
1234 /* Note that we do *NOT* lock the local alloc inode here as
1235  * it's been locked already for us. */
1236 static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
1237                                           struct inode *local_alloc_inode)
1238 {
1239         int status = 0;
1240         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
1241         struct inode *main_bm_inode = NULL;
1242         handle_t *handle = NULL;
1243         struct ocfs2_dinode *alloc;
1244         struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
1245         struct ocfs2_alloc_context *ac = NULL;
1246
1247         ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_SLIDE);
1248
1249         /* This will lock the main bitmap for us. */
1250         status = ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(osb,
1251                                                       &ac,
1252                                                       &main_bm_inode,
1253                                                       &main_bm_bh);
1254         if (status < 0) {
1255                 if (status != -ENOSPC)
1256                         mlog_errno(status);
1257                 goto bail;
1258         }
1259
1260         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
1261         if (IS_ERR(handle)) {
1262                 status = PTR_ERR(handle);
1263                 handle = NULL;
1264                 mlog_errno(status);
1265                 goto bail;
1266         }
1267
1268         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
1269
1270         /* We want to clear the local alloc before doing anything
1271          * else, so that if we error later during this operation,
1272          * local alloc shutdown won't try to double free main bitmap
1273          * bits. Make a copy so the sync function knows which bits to
1274          * free. */
1275         alloc_copy = kmemdup(alloc, osb->local_alloc_bh->b_size, GFP_NOFS);
1276         if (!alloc_copy) {
1277                 status = -ENOMEM;
1278                 mlog_errno(status);
1279                 goto bail;
1280         }
1281
1282         status = ocfs2_journal_access_di(handle,
1283                                          INODE_CACHE(local_alloc_inode),
1284                                          osb->local_alloc_bh,
1285                                          OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
1286         if (status < 0) {
1287                 mlog_errno(status);
1288                 goto bail;
1289         }
1290
1291         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
1292         ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
1293
1294         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
1295                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
1296         if (status < 0) {
1297                 mlog_errno(status);
1298                 goto bail;
1299         }
1300
1301         status = ocfs2_local_alloc_new_window(osb, handle, ac);
1302         if (status < 0) {
1303                 if (status != -ENOSPC)
1304                         mlog_errno(status);
1305                 goto bail;
1306         }
1307
1308         atomic_inc(&osb->alloc_stats.moves);
1309
1310 bail:
1311         if (handle)
1312                 ocfs2_commit_trans(osb, handle);
1313
1314         brelse(main_bm_bh);
1315
1316         iput(main_bm_inode);
1317         kfree(alloc_copy);
1318
1319         if (ac)
1320                 ocfs2_free_alloc_context(ac);
1321
1322         if (status)
1323                 mlog_errno(status);
1324         return status;
1325 }
1326