fs/jfs/jfs_dmap.c

   1 /*
   2  *   Copyright (C) International Business Machines Corp., 2000-2004
   3  *   Portions Copyright (C) Tino Reichardt, 2012
   4  *
   5  *   This program is free software;  you can redistribute it and/or modify
   6  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   8  *   (at your option) any later version.
   9  *
  10  *   This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  *   but WITHOUT ANY WARRANTY;  without even the implied warranty of
  12  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See
  13  *   the GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  *   You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  *   along with this program;  if not, write to the Free Software
  17  *   Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
  18  */
  19
  20 #include <linux/fs.h>
  21 #include <linux/slab.h>
  22 #include "jfs_incore.h"
  23 #include "jfs_superblock.h"
  24 #include "jfs_dmap.h"
  25 #include "jfs_imap.h"
  26 #include "jfs_lock.h"
  27 #include "jfs_metapage.h"
  28 #include "jfs_debug.h"
  29 #include "jfs_discard.h"
  30
  31 /*
  32  *      SERIALIZATION of the Block Allocation Map.
  33  *
  34  *      the working state of the block allocation map is accessed in
  35  *      two directions:
  36  *
  37  *      1) allocation and free requests that start at the dmap
  38  *         level and move up through the dmap control pages (i.e.
  39  *         the vast majority of requests).
  40  *
  41  *      2) allocation requests that start at dmap control page
  42  *         level and work down towards the dmaps.
  43  *
  44  *      the serialization scheme used here is as follows.
  45  *
  46  *      requests which start at the bottom are serialized against each
  47  *      other through buffers and each requests holds onto its buffers
  48  *      as it works it way up from a single dmap to the required level
  49  *      of dmap control page.
  50  *      requests that start at the top are serialized against each other
  51  *      and request that start from the bottom by the multiple read/single
  52  *      write inode lock of the bmap inode. requests starting at the top
  53  *      take this lock in write mode while request starting at the bottom
  54  *      take the lock in read mode.  a single top-down request may proceed
  55  *      exclusively while multiple bottoms-up requests may proceed
  56  *      simultaneously (under the protection of busy buffers).
  57  *
  58  *      in addition to information found in dmaps and dmap control pages,
  59  *      the working state of the block allocation map also includes read/
  60  *      write information maintained in the bmap descriptor (i.e. total
  61  *      free block count, allocation group level free block counts).
  62  *      a single exclusive lock (BMAP_LOCK) is used to guard this information
  63  *      in the face of multiple-bottoms up requests.
  64  *      (lock ordering: IREAD_LOCK, BMAP_LOCK);
  65  *
  66  *      accesses to the persistent state of the block allocation map (limited
  67  *      to the persistent bitmaps in dmaps) is guarded by (busy) buffers.
  68  */
  69
  70 #define BMAP_LOCK_INIT(bmp)     mutex_init(&bmp->db_bmaplock)
  71 #define BMAP_LOCK(bmp)          mutex_lock(&bmp->db_bmaplock)
  72 #define BMAP_UNLOCK(bmp)        mutex_unlock(&bmp->db_bmaplock)
  73
  74 /*
  75  * forward references
  76  */
  77 static void dbAllocBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
  78                         int nblocks);
  79 static void dbSplit(dmtree_t * tp, int leafno, int splitsz, int newval);
  80 static int dbBackSplit(dmtree_t * tp, int leafno);
  81 static int dbJoin(dmtree_t * tp, int leafno, int newval);
  82 static void dbAdjTree(dmtree_t * tp, int leafno, int newval);
  83 static int dbAdjCtl(struct bmap * bmp, s64 blkno, int newval, int alloc,
  84                     int level);
  85 static int dbAllocAny(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results);
  86 static int dbAllocNext(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
  87                        int nblocks);
  88 static int dbAllocNear(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
  89                        int nblocks,
  90                        int l2nb, s64 * results);
  91 static int dbAllocDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
  92                        int nblocks);
  93 static int dbAllocDmapLev(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, int nblocks,
  94                           int l2nb,
  95                           s64 * results);
  96 static int dbAllocAG(struct bmap * bmp, int agno, s64 nblocks, int l2nb,
  97                      s64 * results);
  98 static int dbAllocCtl(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 blkno,
  99                       s64 * results);
 100 static int dbExtend(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks);
 101 static int dbFindBits(u32 word, int l2nb);
 102 static int dbFindCtl(struct bmap * bmp, int l2nb, int level, s64 * blkno);
 103 static int dbFindLeaf(dmtree_t * tp, int l2nb, int *leafidx);
 104 static int dbFreeBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
 105                       int nblocks);
 106 static int dbFreeDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
 107                       int nblocks);
 108 static int dbMaxBud(u8 * cp);
 109 static int blkstol2(s64 nb);
 110
 111 static int cntlz(u32 value);
 112 static int cnttz(u32 word);
 113
 114 static int dbAllocDmapBU(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
 115                          int nblocks);
 116 static int dbInitDmap(struct dmap * dp, s64 blkno, int nblocks);
 117 static int dbInitDmapTree(struct dmap * dp);
 118 static int dbInitTree(struct dmaptree * dtp);
 119 static int dbInitDmapCtl(struct dmapctl * dcp, int level, int i);
 120 static int dbGetL2AGSize(s64 nblocks);
 121
 122 /*
 123  *      buddy table
 124  *
 125  * table used for determining buddy sizes within characters of
 126  * dmap bitmap words.  the characters themselves serve as indexes
 127  * into the table, with the table elements yielding the maximum
 128  * binary buddy of free bits within the character.
 129  */
 130 static const s8 budtab[256] = {
 131         3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
 132         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 133         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 134         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 135         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 136         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 137         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 138         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 139         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 140         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 141         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 142         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 143         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 144         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 145         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 146         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, -1
 147 };
 148
 149 /*
 150  * NAME:        dbMount()
 151  *
 152  * FUNCTION:    initializate the block allocation map.
 153  *
 154  *              memory is allocated for the in-core bmap descriptor and
 155  *              the in-core descriptor is initialized from disk.
 156  *
 157  * PARAMETERS:
 158  *      ipbmap  - pointer to in-core inode for the block map.
 159  *
 160  * RETURN VALUES:
 161  *      0       - success
 162  *      -ENOMEM - insufficient memory
 163  *      -EIO    - i/o error
 164  *      -EINVAL - wrong bmap data
 165  */
 166 int dbMount(struct inode *ipbmap)
 167 {
 168         struct bmap *bmp;
 169         struct dbmap_disk *dbmp_le;
 170         struct metapage *mp;
 171         int i;
 172
 173         /*
 174          * allocate/initialize the in-memory bmap descriptor
 175          */
 176         /* allocate memory for the in-memory bmap descriptor */
 177         bmp = kmalloc(sizeof(struct bmap), GFP_KERNEL);
 178         if (bmp == NULL)
 179                 return -ENOMEM;
 180
 181         /* read the on-disk bmap descriptor. */
 182         mp = read_metapage(ipbmap,
 183                            BMAPBLKNO << JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->l2nbperpage,
 184                            PSIZE, 0);
 185         if (mp == NULL) {
 186                 kfree(bmp);
 187                 return -EIO;
 188         }
 189
 190         /* copy the on-disk bmap descriptor to its in-memory version. */
 191         dbmp_le = (struct dbmap_disk *) mp->data;
 192         bmp->db_mapsize = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_mapsize);
 193         bmp->db_nfree = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_nfree);
 194         bmp->db_l2nbperpage = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_l2nbperpage);
 195         bmp->db_numag = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_numag);
 196         if (!bmp->db_numag) {
 197                 release_metapage(mp);
 198                 kfree(bmp);
 199                 return -EINVAL;
 200         }
 201
 202         bmp->db_maxlevel = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_maxlevel);
 203         bmp->db_maxag = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_maxag);
 204         bmp->db_agpref = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agpref);
 205         bmp->db_aglevel = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_aglevel);
 206         bmp->db_agheight = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agheight);
 207         bmp->db_agwidth = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agwidth);
 208         bmp->db_agstart = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agstart);
 209         bmp->db_agl2size = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agl2size);
 210         for (i = 0; i < MAXAG; i++)
 211                 bmp->db_agfree[i] = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_agfree[i]);
 212         bmp->db_agsize = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_agsize);
 213         bmp->db_maxfreebud = dbmp_le->dn_maxfreebud;
 214
 215         /* release the buffer. */
 216         release_metapage(mp);
 217
 218         /* bind the bmap inode and the bmap descriptor to each other. */
 219         bmp->db_ipbmap = ipbmap;
 220         JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap = bmp;
 221
 222         memset(bmp->db_active, 0, sizeof(bmp->db_active));
 223
 224         /*
 225          * allocate/initialize the bmap lock
 226          */
 227         BMAP_LOCK_INIT(bmp);
 228
 229         return (0);
 230 }
 231
 232
 233 /*
 234  * NAME:        dbUnmount()
 235  *
 236  * FUNCTION:    terminate the block allocation map in preparation for
 237  *              file system unmount.
 238  *
 239  *              the in-core bmap descriptor is written to disk and
 240  *              the memory for this descriptor is freed.
 241  *
 242  * PARAMETERS:
 243  *      ipbmap  - pointer to in-core inode for the block map.
 244  *
 245  * RETURN VALUES:
 246  *      0       - success
 247  *      -EIO    - i/o error
 248  */
 249 int dbUnmount(struct inode *ipbmap, int mounterror)
 250 {
 251         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
 252
 253         if (!(mounterror || isReadOnly(ipbmap)))
 254                 dbSync(ipbmap);
 255
 256         /*
 257          * Invalidate the page cache buffers
 258          */
 259         truncate_inode_pages(ipbmap->i_mapping, 0);
 260
 261         /* free the memory for the in-memory bmap. */
 262         kfree(bmp);
 263
 264         return (0);
 265 }
 266
 267 /*
 268  *      dbSync()
 269  */
 270 int dbSync(struct inode *ipbmap)
 271 {
 272         struct dbmap_disk *dbmp_le;
 273         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
 274         struct metapage *mp;
 275         int i;
 276
 277         /*
 278          * write bmap global control page
 279          */
 280         /* get the buffer for the on-disk bmap descriptor. */
 281         mp = read_metapage(ipbmap,
 282                            BMAPBLKNO << JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->l2nbperpage,
 283                            PSIZE, 0);
 284         if (mp == NULL) {
 285                 jfs_err("dbSync: read_metapage failed!");
 286                 return -EIO;
 287         }
 288         /* copy the in-memory version of the bmap to the on-disk version */
 289         dbmp_le = (struct dbmap_disk *) mp->data;
 290         dbmp_le->dn_mapsize = cpu_to_le64(bmp->db_mapsize);
 291         dbmp_le->dn_nfree = cpu_to_le64(bmp->db_nfree);
 292         dbmp_le->dn_l2nbperpage = cpu_to_le32(bmp->db_l2nbperpage);
 293         dbmp_le->dn_numag = cpu_to_le32(bmp->db_numag);
 294         dbmp_le->dn_maxlevel = cpu_to_le32(bmp->db_maxlevel);
 295         dbmp_le->dn_maxag = cpu_to_le32(bmp->db_maxag);
 296         dbmp_le->dn_agpref = cpu_to_le32(bmp->db_agpref);
 297         dbmp_le->dn_aglevel = cpu_to_le32(bmp->db_aglevel);
 298         dbmp_le->dn_agheight = cpu_to_le32(bmp->db_agheight);
 299         dbmp_le->dn_agwidth = cpu_to_le32(bmp->db_agwidth);
 300         dbmp_le->dn_agstart = cpu_to_le32(bmp->db_agstart);
 301         dbmp_le->dn_agl2size = cpu_to_le32(bmp->db_agl2size);
 302         for (i = 0; i < MAXAG; i++)
 303                 dbmp_le->dn_agfree[i] = cpu_to_le64(bmp->db_agfree[i]);
 304         dbmp_le->dn_agsize = cpu_to_le64(bmp->db_agsize);
 305         dbmp_le->dn_maxfreebud = bmp->db_maxfreebud;
 306
 307         /* write the buffer */
 308         write_metapage(mp);
 309
 310         /*
 311          * write out dirty pages of bmap
 312          */
 313         filemap_write_and_wait(ipbmap->i_mapping);
 314
 315         diWriteSpecial(ipbmap, 0);
 316
 317         return (0);
 318 }
 319
 320 /*
 321  * NAME:        dbFree()
 322  *
 323  * FUNCTION:    free the specified block range from the working block
 324  *              allocation map.
 325  *
 326  *              the blocks will be free from the working map one dmap
 327  *              at a time.
 328  *
 329  * PARAMETERS:
 330  *      ip      - pointer to in-core inode;
 331  *      blkno   - starting block number to be freed.
 332  *      nblocks - number of blocks to be freed.
 333  *
 334  * RETURN VALUES:
 335  *      0       - success
 336  *      -EIO    - i/o error
 337  */
 338 int dbFree(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks)
 339 {
 340         struct metapage *mp;
 341         struct dmap *dp;
 342         int nb, rc;
 343         s64 lblkno, rem;
 344         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
 345         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
 346         struct super_block *sb = ipbmap->i_sb;
 347
 348         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
 349
 350         /* block to be freed better be within the mapsize. */
 351         if (unlikely((blkno == 0) || (blkno + nblocks > bmp->db_mapsize))) {
 352                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 353                 printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, nblocks = %Lx\n",
 354                        (unsigned long long) blkno,
 355                        (unsigned long long) nblocks);
 356                 jfs_error(ip->i_sb, "block to be freed is outside the map\n");
 357                 return -EIO;
 358         }
 359
 360         /**
 361          * TRIM the blocks, when mounted with discard option
 362          */
 363         if (JFS_SBI(sb)->flag & JFS_DISCARD)
 364                 if (JFS_SBI(sb)->minblks_trim <= nblocks)
 365                         jfs_issue_discard(ipbmap, blkno, nblocks);
 366
 367         /*
 368          * free the blocks a dmap at a time.
 369          */
 370         mp = NULL;
 371         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nb, blkno += nb) {
 372                 /* release previous dmap if any */
 373                 if (mp) {
 374                         write_metapage(mp);
 375                 }
 376
 377                 /* get the buffer for the current dmap. */
 378                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
 379                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
 380                 if (mp == NULL) {
 381                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 382                         return -EIO;
 383                 }
 384                 dp = (struct dmap *) mp->data;
 385
 386                 /* determine the number of blocks to be freed from
 387                  * this dmap.
 388                  */
 389                 nb = min(rem, BPERDMAP - (blkno & (BPERDMAP - 1)));
 390
 391                 /* free the blocks. */
 392                 if ((rc = dbFreeDmap(bmp, dp, blkno, nb))) {
 393                         jfs_error(ip->i_sb, "error in block map\n");
 394                         release_metapage(mp);
 395                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 396                         return (rc);
 397                 }
 398         }
 399
 400         /* write the last buffer. */
 401         write_metapage(mp);
 402
 403         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 404
 405         return (0);
 406 }
 407
 408
 409 /*
 410  * NAME:        dbUpdatePMap()
 411  *
 412  * FUNCTION:    update the allocation state (free or allocate) of the
 413  *              specified block range in the persistent block allocation map.
 414  *
 415  *              the blocks will be updated in the persistent map one
 416  *              dmap at a time.
 417  *
 418  * PARAMETERS:
 419  *      ipbmap  - pointer to in-core inode for the block map.
 420  *      free    - 'true' if block range is to be freed from the persistent
 421  *                map; 'false' if it is to be allocated.
 422  *      blkno   - starting block number of the range.
 423  *      nblocks - number of contiguous blocks in the range.
 424  *      tblk    - transaction block;
 425  *
 426  * RETURN VALUES:
 427  *      0       - success
 428  *      -EIO    - i/o error
 429  */
 430 int
 431 dbUpdatePMap(struct inode *ipbmap,
 432              int free, s64 blkno, s64 nblocks, struct tblock * tblk)
 433 {
 434         int nblks, dbitno, wbitno, rbits;
 435         int word, nbits, nwords;
 436         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
 437         s64 lblkno, rem, lastlblkno;
 438         u32 mask;
 439         struct dmap *dp;
 440         struct metapage *mp;
 441         struct jfs_log *log;
 442         int lsn, difft, diffp;
 443         unsigned long flags;
 444
 445         /* the blocks better be within the mapsize. */
 446         if (blkno + nblocks > bmp->db_mapsize) {
 447                 printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, nblocks = %Lx\n",
 448                        (unsigned long long) blkno,
 449                        (unsigned long long) nblocks);
 450                 jfs_error(ipbmap->i_sb, "blocks are outside the map\n");
 451                 return -EIO;
 452         }
 453
 454         /* compute delta of transaction lsn from log syncpt */
 455         lsn = tblk->lsn;
 456         log = (struct jfs_log *) JFS_SBI(tblk->sb)->log;
 457         logdiff(difft, lsn, log);
 458
 459         /*
 460          * update the block state a dmap at a time.
 461          */
 462         mp = NULL;
 463         lastlblkno = 0;
 464         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nblks, blkno += nblks) {
 465                 /* get the buffer for the current dmap. */
 466                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
 467                 if (lblkno != lastlblkno) {
 468                         if (mp) {
 469                                 write_metapage(mp);
 470                         }
 471
 472                         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE,
 473                                            0);
 474                         if (mp == NULL)
 475                                 return -EIO;
 476                         metapage_wait_for_io(mp);
 477                 }
 478                 dp = (struct dmap *) mp->data;
 479
 480                 /* determine the bit number and word within the dmap of
 481                  * the starting block.  also determine how many blocks
 482                  * are to be updated within this dmap.
 483                  */
 484                 dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
 485                 word = dbitno >> L2DBWORD;
 486                 nblks = min(rem, (s64)BPERDMAP - dbitno);
 487
 488                 /* update the bits of the dmap words. the first and last
 489                  * words may only have a subset of their bits updated. if
 490                  * this is the case, we'll work against that word (i.e.
 491                  * partial first and/or last) only in a single pass.  a
 492                  * single pass will also be used to update all words that
 493                  * are to have all their bits updated.
 494                  */
 495                 for (rbits = nblks; rbits > 0;
 496                      rbits -= nbits, dbitno += nbits) {
 497                         /* determine the bit number within the word and
 498                          * the number of bits within the word.
 499                          */
 500                         wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
 501                         nbits = min(rbits, DBWORD - wbitno);
 502
 503                         /* check if only part of the word is to be updated. */
 504                         if (nbits < DBWORD) {
 505                                 /* update (free or allocate) the bits
 506                                  * in this word.
 507                                  */
 508                                 mask =
 509                                     (ONES << (DBWORD - nbits) >> wbitno);
 510                                 if (free)
 511                                         dp->pmap[word] &=
 512                                             cpu_to_le32(~mask);
 513                                 else
 514                                         dp->pmap[word] |=
 515                                             cpu_to_le32(mask);
 516
 517                                 word += 1;
 518                         } else {
 519                                 /* one or more words are to have all
 520                                  * their bits updated.  determine how
 521                                  * many words and how many bits.
 522                                  */
 523                                 nwords = rbits >> L2DBWORD;
 524                                 nbits = nwords << L2DBWORD;
 525
 526                                 /* update (free or allocate) the bits
 527                                  * in these words.
 528                                  */
 529                                 if (free)
 530                                         memset(&dp->pmap[word], 0,
 531                                                nwords * 4);
 532                                 else
 533                                         memset(&dp->pmap[word], (int) ONES,
 534                                                nwords * 4);
 535
 536                                 word += nwords;
 537                         }
 538                 }
 539
 540                 /*
 541                  * update dmap lsn
 542                  */
 543                 if (lblkno == lastlblkno)
 544                         continue;
 545
 546                 lastlblkno = lblkno;
 547
 548                 LOGSYNC_LOCK(log, flags);
 549                 if (mp->lsn != 0) {
 550                         /* inherit older/smaller lsn */
 551                         logdiff(diffp, mp->lsn, log);
 552                         if (difft < diffp) {
 553                                 mp->lsn = lsn;
 554
 555                                 /* move bp after tblock in logsync list */
 556                                 list_move(&mp->synclist, &tblk->synclist);
 557                         }
 558
 559                         /* inherit younger/larger clsn */
 560                         logdiff(difft, tblk->clsn, log);
 561                         logdiff(diffp, mp->clsn, log);
 562                         if (difft > diffp)
 563                                 mp->clsn = tblk->clsn;
 564                 } else {
 565                         mp->log = log;
 566                         mp->lsn = lsn;
 567
 568                         /* insert bp after tblock in logsync list */
 569                         log->count++;
 570                         list_add(&mp->synclist, &tblk->synclist);
 571
 572                         mp->clsn = tblk->clsn;
 573                 }
 574                 LOGSYNC_UNLOCK(log, flags);
 575         }
 576
 577         /* write the last buffer. */
 578         if (mp) {
 579                 write_metapage(mp);
 580         }
 581
 582         return (0);
 583 }
 584
 585
 586 /*
 587  * NAME:        dbNextAG()
 588  *
 589  * FUNCTION:    find the preferred allocation group for new allocations.
 590  *
 591  *              Within the allocation groups, we maintain a preferred
 592  *              allocation group which consists of a group with at least
 593  *              average free space.  It is the preferred group that we target
 594  *              new inode allocation towards.  The tie-in between inode
 595  *              allocation and block allocation occurs as we allocate the
 596  *              first (data) block of an inode and specify the inode (block)
 597  *              as the allocation hint for this block.
 598  *
 599  *              We try to avoid having more than one open file growing in
 600  *              an allocation group, as this will lead to fragmentation.
 601  *              This differs from the old OS/2 method of trying to keep
 602  *              empty ags around for large allocations.
 603  *
 604  * PARAMETERS:
 605  *      ipbmap  - pointer to in-core inode for the block map.
 606  *
 607  * RETURN VALUES:
 608  *      the preferred allocation group number.
 609  */
 610 int dbNextAG(struct inode *ipbmap)
 611 {
 612         s64 avgfree;
 613         int agpref;
 614         s64 hwm = 0;
 615         int i;
 616         int next_best = -1;
 617         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
 618
 619         BMAP_LOCK(bmp);
 620
 621         /* determine the average number of free blocks within the ags. */
 622         avgfree = (u32)bmp->db_nfree / bmp->db_numag;
 623
 624         /*
 625          * if the current preferred ag does not have an active allocator
 626          * and has at least average freespace, return it
 627          */
 628         agpref = bmp->db_agpref;
 629         if ((atomic_read(&bmp->db_active[agpref]) == 0) &&
 630             (bmp->db_agfree[agpref] >= avgfree))
 631                 goto unlock;
 632
 633         /* From the last preferred ag, find the next one with at least
 634          * average free space.
 635          */
 636         for (i = 0 ; i < bmp->db_numag; i++, agpref++) {
 637                 if (agpref == bmp->db_numag)
 638                         agpref = 0;
 639
 640                 if (atomic_read(&bmp->db_active[agpref]))
 641                         /* open file is currently growing in this ag */
 642                         continue;
 643                 if (bmp->db_agfree[agpref] >= avgfree) {
 644                         /* Return this one */
 645                         bmp->db_agpref = agpref;
 646                         goto unlock;
 647                 } else if (bmp->db_agfree[agpref] > hwm) {
 648                         /* Less than avg. freespace, but best so far */
 649                         hwm = bmp->db_agfree[agpref];
 650                         next_best = agpref;
 651                 }
 652         }
 653
 654         /*
 655          * If no inactive ag was found with average freespace, use the
 656          * next best
 657          */
 658         if (next_best != -1)
 659                 bmp->db_agpref = next_best;
 660         /* else leave db_agpref unchanged */
 661 unlock:
 662         BMAP_UNLOCK(bmp);
 663
 664         /* return the preferred group.
 665          */
 666         return (bmp->db_agpref);
 667 }
 668
 669 /*
 670  * NAME:        dbAlloc()
 671  *
 672  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous free
 673  *              blocks from the working allocation block map.
 674  *
 675  *              the block allocation policy uses hints and a multi-step
 676  *              approach.
 677  *
 678  *              for allocation requests smaller than the number of blocks
 679  *              per dmap, we first try to allocate the new blocks
 680  *              immediately following the hint.  if these blocks are not
 681  *              available, we try to allocate blocks near the hint.  if
 682  *              no blocks near the hint are available, we next try to
 683  *              allocate within the same dmap as contains the hint.
 684  *
 685  *              if no blocks are available in the dmap or the allocation
 686  *              request is larger than the dmap size, we try to allocate
 687  *              within the same allocation group as contains the hint. if
 688  *              this does not succeed, we finally try to allocate anywhere
 689  *              within the aggregate.
 690  *
 691  *              we also try to allocate anywhere within the aggregate for
 692  *              for allocation requests larger than the allocation group
 693  *              size or requests that specify no hint value.
 694  *
 695  * PARAMETERS:
 696  *      ip      - pointer to in-core inode;
 697  *      hint    - allocation hint.
 698  *      nblocks - number of contiguous blocks in the range.
 699  *      results - on successful return, set to the starting block number
 700  *                of the newly allocated contiguous range.
 701  *
 702  * RETURN VALUES:
 703  *      0       - success
 704  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
 705  *      -EIO    - i/o error
 706  */
 707 int dbAlloc(struct inode *ip, s64 hint, s64 nblocks, s64 * results)
 708 {
 709         int rc, agno;
 710         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
 711         struct bmap *bmp;
 712         struct metapage *mp;
 713         s64 lblkno, blkno;
 714         struct dmap *dp;
 715         int l2nb;
 716         s64 mapSize;
 717         int writers;
 718
 719         /* assert that nblocks is valid */
 720         assert(nblocks > 0);
 721
 722         /* get the log2 number of blocks to be allocated.
 723          * if the number of blocks is not a log2 multiple,
 724          * it will be rounded up to the next log2 multiple.
 725          */
 726         l2nb = BLKSTOL2(nblocks);
 727
 728         bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
 729
 730         mapSize = bmp->db_mapsize;
 731
 732         /* the hint should be within the map */
 733         if (hint >= mapSize) {
 734                 jfs_error(ip->i_sb, "the hint is outside the map\n");
 735                 return -EIO;
 736         }
 737
 738         /* if the number of blocks to be allocated is greater than the
 739          * allocation group size, try to allocate anywhere.
 740          */
 741         if (l2nb > bmp->db_agl2size) {
 742                 IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
 743
 744                 rc = dbAllocAny(bmp, nblocks, l2nb, results);
 745
 746                 goto write_unlock;
 747         }
 748
 749         /*
 750          * If no hint, let dbNextAG recommend an allocation group
 751          */
 752         if (hint == 0)
 753                 goto pref_ag;
 754
 755         /* we would like to allocate close to the hint.  adjust the
 756          * hint to the block following the hint since the allocators
 757          * will start looking for free space starting at this point.
 758          */
 759         blkno = hint + 1;
 760
 761         if (blkno >= bmp->db_mapsize)
 762                 goto pref_ag;
 763
 764         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
 765
 766         /* check if blkno crosses over into a new allocation group.
 767          * if so, check if we should allow allocations within this
 768          * allocation group.
 769          */
 770         if ((blkno & (bmp->db_agsize - 1)) == 0)
 771                 /* check if the AG is currently being written to.
 772                  * if so, call dbNextAG() to find a non-busy
 773                  * AG with sufficient free space.
 774                  */
 775                 if (atomic_read(&bmp->db_active[agno]))
 776                         goto pref_ag;
 777
 778         /* check if the allocation request size can be satisfied from a
 779          * single dmap.  if so, try to allocate from the dmap containing
 780          * the hint using a tiered strategy.
 781          */
 782         if (nblocks <= BPERDMAP) {
 783                 IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
 784
 785                 /* get the buffer for the dmap containing the hint.
 786                  */
 787                 rc = -EIO;
 788                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
 789                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
 790                 if (mp == NULL)
 791                         goto read_unlock;
 792
 793                 dp = (struct dmap *) mp->data;
 794
 795                 /* first, try to satisfy the allocation request with the
 796                  * blocks beginning at the hint.
 797                  */
 798                 if ((rc = dbAllocNext(bmp, dp, blkno, (int) nblocks))
 799                     != -ENOSPC) {
 800                         if (rc == 0) {
 801                                 *results = blkno;
 802                                 mark_metapage_dirty(mp);
 803                         }
 804
 805                         release_metapage(mp);
 806                         goto read_unlock;
 807                 }
 808
 809                 writers = atomic_read(&bmp->db_active[agno]);
 810                 if ((writers > 1) ||
 811                     ((writers == 1) && (JFS_IP(ip)->active_ag != agno))) {
 812                         /*
 813                          * Someone else is writing in this allocation
 814                          * group.  To avoid fragmenting, try another ag
 815                          */
 816                         release_metapage(mp);
 817                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 818                         goto pref_ag;
 819                 }
 820
 821                 /* next, try to satisfy the allocation request with blocks
 822                  * near the hint.
 823                  */
 824                 if ((rc =
 825                      dbAllocNear(bmp, dp, blkno, (int) nblocks, l2nb, results))
 826                     != -ENOSPC) {
 827                         if (rc == 0)
 828                                 mark_metapage_dirty(mp);
 829
 830                         release_metapage(mp);
 831                         goto read_unlock;
 832                 }
 833
 834                 /* try to satisfy the allocation request with blocks within
 835                  * the same dmap as the hint.
 836                  */
 837                 if ((rc = dbAllocDmapLev(bmp, dp, (int) nblocks, l2nb, results))
 838                     != -ENOSPC) {
 839                         if (rc == 0)
 840                                 mark_metapage_dirty(mp);
 841
 842                         release_metapage(mp);
 843                         goto read_unlock;
 844                 }
 845
 846                 release_metapage(mp);
 847                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 848         }
 849
 850         /* try to satisfy the allocation request with blocks within
 851          * the same allocation group as the hint.
 852          */
 853         IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
 854         if ((rc = dbAllocAG(bmp, agno, nblocks, l2nb, results)) != -ENOSPC)
 855                 goto write_unlock;
 856
 857         IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
 858
 859
 860       pref_ag:
 861         /*
 862          * Let dbNextAG recommend a preferred allocation group
 863          */
 864         agno = dbNextAG(ipbmap);
 865         IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
 866
 867         /* Try to allocate within this allocation group.  if that fails, try to
 868          * allocate anywhere in the map.
 869          */
 870         if ((rc = dbAllocAG(bmp, agno, nblocks, l2nb, results)) == -ENOSPC)
 871                 rc = dbAllocAny(bmp, nblocks, l2nb, results);
 872
 873       write_unlock:
 874         IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
 875
 876         return (rc);
 877
 878       read_unlock:
 879         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 880
 881         return (rc);
 882 }
 883
 884 #ifdef _NOTYET
 885 /*
 886  * NAME:        dbAllocExact()
 887  *
 888  * FUNCTION:    try to allocate the requested extent;
 889  *
 890  * PARAMETERS:
 891  *      ip      - pointer to in-core inode;
 892  *      blkno   - extent address;
 893  *      nblocks - extent length;
 894  *
 895  * RETURN VALUES:
 896  *      0       - success
 897  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
 898  *      -EIO    - i/o error
 899  */
 900 int dbAllocExact(struct inode *ip, s64 blkno, int nblocks)
 901 {
 902         int rc;
 903         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
 904         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
 905         struct dmap *dp;
 906         s64 lblkno;
 907         struct metapage *mp;
 908
 909         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
 910
 911         /*
 912          * validate extent request:
 913          *
 914          * note: defragfs policy:
 915          *  max 64 blocks will be moved.
 916          *  allocation request size must be satisfied from a single dmap.
 917          */
 918         if (nblocks <= 0 || nblocks > BPERDMAP || blkno >= bmp->db_mapsize) {
 919                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 920                 return -EINVAL;
 921         }
 922
 923         if (nblocks > ((s64) 1 << bmp->db_maxfreebud)) {
 924                 /* the free space is no longer available */
 925                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 926                 return -ENOSPC;
 927         }
 928
 929         /* read in the dmap covering the extent */
 930         lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
 931         mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
 932         if (mp == NULL) {
 933                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 934                 return -EIO;
 935         }
 936         dp = (struct dmap *) mp->data;
 937
 938         /* try to allocate the requested extent */
 939         rc = dbAllocNext(bmp, dp, blkno, nblocks);
 940
 941         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 942
 943         if (rc == 0)
 944                 mark_metapage_dirty(mp);
 945
 946         release_metapage(mp);
 947
 948         return (rc);
 949 }
 950 #endif /* _NOTYET */
 951
 952 /*
 953  * NAME:        dbReAlloc()
 954  *
 955  * FUNCTION:    attempt to extend a current allocation by a specified
 956  *              number of blocks.
 957  *
 958  *              this routine attempts to satisfy the allocation request
 959  *              by first trying to extend the existing allocation in
 960  *              place by allocating the additional blocks as the blocks
 961  *              immediately following the current allocation.  if these
 962  *              blocks are not available, this routine will attempt to
 963  *              allocate a new set of contiguous blocks large enough
 964  *              to cover the existing allocation plus the additional
 965  *              number of blocks required.
 966  *
 967  * PARAMETERS:
 968  *      ip          -  pointer to in-core inode requiring allocation.
 969  *      blkno       -  starting block of the current allocation.
 970  *      nblocks     -  number of contiguous blocks within the current
 971  *                     allocation.
 972  *      addnblocks  -  number of blocks to add to the allocation.
 973  *      results -      on successful return, set to the starting block number
 974  *                     of the existing allocation if the existing allocation
 975  *                     was extended in place or to a newly allocated contiguous
 976  *                     range if the existing allocation could not be extended
 977  *                     in place.
 978  *
 979  * RETURN VALUES:
 980  *      0       - success
 981  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
 982  *      -EIO    - i/o error
 983  */
 984 int
 985 dbReAlloc(struct inode *ip,
 986           s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks, s64 * results)
 987 {
 988         int rc;
 989
 990         /* try to extend the allocation in place.
 991          */
 992         if ((rc = dbExtend(ip, blkno, nblocks, addnblocks)) == 0) {
 993                 *results = blkno;
 994                 return (0);
 995         } else {
 996                 if (rc != -ENOSPC)
 997                         return (rc);
 998         }
 999
1000         /* could not extend the allocation in place, so allocate a
1001          * new set of blocks for the entire request (i.e. try to get
1002          * a range of contiguous blocks large enough to cover the
1003          * existing allocation plus the additional blocks.)
1004          */
1005         return (dbAlloc
1006                 (ip, blkno + nblocks - 1, addnblocks + nblocks, results));
1007 }
1008
1009
1010 /*
1011  * NAME:        dbExtend()
1012  *
1013  * FUNCTION:    attempt to extend a current allocation by a specified
1014  *              number of blocks.
1015  *
1016  *              this routine attempts to satisfy the allocation request
1017  *              by first trying to extend the existing allocation in
1018  *              place by allocating the additional blocks as the blocks
1019  *              immediately following the current allocation.
1020  *
1021  * PARAMETERS:
1022  *      ip          -  pointer to in-core inode requiring allocation.
1023  *      blkno       -  starting block of the current allocation.
1024  *      nblocks     -  number of contiguous blocks within the current
1025  *                     allocation.
1026  *      addnblocks  -  number of blocks to add to the allocation.
1027  *
1028  * RETURN VALUES:
1029  *      0       - success
1030  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1031  *      -EIO    - i/o error
1032  */
1033 static int dbExtend(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks)
1034 {
1035         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ip->i_sb);
1036         s64 lblkno, lastblkno, extblkno;
1037         uint rel_block;
1038         struct metapage *mp;
1039         struct dmap *dp;
1040         int rc;
1041         struct inode *ipbmap = sbi->ipbmap;
1042         struct bmap *bmp;
1043
1044         /*
1045          * We don't want a non-aligned extent to cross a page boundary
1046          */
1047         if (((rel_block = blkno & (sbi->nbperpage - 1))) &&
1048             (rel_block + nblocks + addnblocks > sbi->nbperpage))
1049                 return -ENOSPC;
1050
1051         /* get the last block of the current allocation */
1052         lastblkno = blkno + nblocks - 1;
1053
1054         /* determine the block number of the block following
1055          * the existing allocation.
1056          */
1057         extblkno = lastblkno + 1;
1058
1059         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
1060
1061         /* better be within the file system */
1062         bmp = sbi->bmap;
1063         if (lastblkno < 0 || lastblkno >= bmp->db_mapsize) {
1064                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1065                 jfs_error(ip->i_sb, "the block is outside the filesystem\n");
1066                 return -EIO;
1067         }
1068
1069         /* we'll attempt to extend the current allocation in place by
1070          * allocating the additional blocks as the blocks immediately
1071          * following the current allocation.  we only try to extend the
1072          * current allocation in place if the number of additional blocks
1073          * can fit into a dmap, the last block of the current allocation
1074          * is not the last block of the file system, and the start of the
1075          * inplace extension is not on an allocation group boundary.
1076          */
1077         if (addnblocks > BPERDMAP || extblkno >= bmp->db_mapsize ||
1078             (extblkno & (bmp->db_agsize - 1)) == 0) {
1079                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1080                 return -ENOSPC;
1081         }
1082
1083         /* get the buffer for the dmap containing the first block
1084          * of the extension.
1085          */
1086         lblkno = BLKTODMAP(extblkno, bmp->db_l2nbperpage);
1087         mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1088         if (mp == NULL) {
1089                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1090                 return -EIO;
1091         }
1092
1093         dp = (struct dmap *) mp->data;
1094
1095         /* try to allocate the blocks immediately following the
1096          * current allocation.
1097          */
1098         rc = dbAllocNext(bmp, dp, extblkno, (int) addnblocks);
1099
1100         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1101
1102         /* were we successful ? */
1103         if (rc == 0)
1104                 write_metapage(mp);
1105         else
1106                 /* we were not successful */
1107                 release_metapage(mp);
1108
1109         return (rc);
1110 }
1111
1112
1113 /*
1114  * NAME:        dbAllocNext()
1115  *
1116  * FUNCTION:    attempt to allocate the blocks of the specified block
1117  *              range within a dmap.
1118  *
1119  * PARAMETERS:
1120  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1121  *      dp      -  pointer to dmap.
1122  *      blkno   -  starting block number of the range.
1123  *      nblocks -  number of contiguous free blocks of the range.
1124  *
1125  * RETURN VALUES:
1126  *      0       - success
1127  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1128  *      -EIO    - i/o error
1129  *
1130  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1131  */
1132 static int dbAllocNext(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
1133                        int nblocks)
1134 {
1135         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw;
1136         int l2size;
1137         s8 *leaf;
1138         u32 mask;
1139
1140         if (dp->tree.leafidx != cpu_to_le32(LEAFIND)) {
1141                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "Corrupt dmap page\n");
1142                 return -EIO;
1143         }
1144
1145         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree.
1146          */
1147         leaf = dp->tree.stree + le32_to_cpu(dp->tree.leafidx);
1148
1149         /* determine the bit number and word within the dmap of the
1150          * starting block.
1151          */
1152         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
1153         word = dbitno >> L2DBWORD;
1154
1155         /* check if the specified block range is contained within
1156          * this dmap.
1157          */
1158         if (dbitno + nblocks > BPERDMAP)
1159                 return -ENOSPC;
1160
1161         /* check if the starting leaf indicates that anything
1162          * is free.
1163          */
1164         if (leaf[word] == NOFREE)
1165                 return -ENOSPC;
1166
1167         /* check the dmaps words corresponding to block range to see
1168          * if the block range is free.  not all bits of the first and
1169          * last words may be contained within the block range.  if this
1170          * is the case, we'll work against those words (i.e. partial first
1171          * and/or last) on an individual basis (a single pass) and examine
1172          * the actual bits to determine if they are free.  a single pass
1173          * will be used for all dmap words fully contained within the
1174          * specified range.  within this pass, the leaves of the dmap
1175          * tree will be examined to determine if the blocks are free. a
1176          * single leaf may describe the free space of multiple dmap
1177          * words, so we may visit only a subset of the actual leaves
1178          * corresponding to the dmap words of the block range.
1179          */
1180         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
1181                 /* determine the bit number within the word and
1182                  * the number of bits within the word.
1183                  */
1184                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
1185                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
1186
1187                 /* check if only part of the word is to be examined.
1188                  */
1189                 if (nb < DBWORD) {
1190                         /* check if the bits are free.
1191                          */
1192                         mask = (ONES << (DBWORD - nb) >> wbitno);
1193                         if ((mask & ~le32_to_cpu(dp->wmap[word])) != mask)
1194                                 return -ENOSPC;
1195
1196                         word += 1;
1197                 } else {
1198                         /* one or more dmap words are fully contained
1199                          * within the block range.  determine how many
1200                          * words and how many bits.
1201                          */
1202                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
1203                         nb = nwords << L2DBWORD;
1204
1205                         /* now examine the appropriate leaves to determine
1206                          * if the blocks are free.
1207                          */
1208                         while (nwords > 0) {
1209                                 /* does the leaf describe any free space ?
1210                                  */
1211                                 if (leaf[word] < BUDMIN)
1212                                         return -ENOSPC;
1213
1214                                 /* determine the l2 number of bits provided
1215                                  * by this leaf.
1216                                  */
1217                                 l2size =
1218                                     min_t(int, leaf[word], NLSTOL2BSZ(nwords));
1219
1220                                 /* determine how many words were handled.
1221                                  */
1222                                 nw = BUDSIZE(l2size, BUDMIN);
1223
1224                                 nwords -= nw;
1225                                 word += nw;
1226                         }
1227                 }
1228         }
1229
1230         /* allocate the blocks.
1231          */
1232         return (dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks));
1233 }
1234
1235
1236 /*
1237  * NAME:        dbAllocNear()
1238  *
1239  * FUNCTION:    attempt to allocate a number of contiguous free blocks near
1240  *              a specified block (hint) within a dmap.
1241  *
1242  *              starting with the dmap leaf that covers the hint, we'll
1243  *              check the next four contiguous leaves for sufficient free
1244  *              space.  if sufficient free space is found, we'll allocate
1245  *              the desired free space.
1246  *
1247  * PARAMETERS:
1248  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1249  *      dp      -  pointer to dmap.
1250  *      blkno   -  block number to allocate near.
1251  *      nblocks -  actual number of contiguous free blocks desired.
1252  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1253  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1254  *                 of the newly allocated range.
1255  *
1256  * RETURN VALUES:
1257  *      0       - success
1258  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1259  *      -EIO    - i/o error
1260  *
1261  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1262  */
1263 static int
1264 dbAllocNear(struct bmap * bmp,
1265             struct dmap * dp, s64 blkno, int nblocks, int l2nb, s64 * results)
1266 {
1267         int word, lword, rc;
1268         s8 *leaf;
1269
1270         if (dp->tree.leafidx != cpu_to_le32(LEAFIND)) {
1271                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "Corrupt dmap page\n");
1272                 return -EIO;
1273         }
1274
1275         leaf = dp->tree.stree + le32_to_cpu(dp->tree.leafidx);
1276
1277         /* determine the word within the dmap that holds the hint
1278          * (i.e. blkno).  also, determine the last word in the dmap
1279          * that we'll include in our examination.
1280          */
1281         word = (blkno & (BPERDMAP - 1)) >> L2DBWORD;
1282         lword = min(word + 4, LPERDMAP);
1283
1284         /* examine the leaves for sufficient free space.
1285          */
1286         for (; word < lword; word++) {
1287                 /* does the leaf describe sufficient free space ?
1288                  */
1289                 if (leaf[word] < l2nb)
1290                         continue;
1291
1292                 /* determine the block number within the file system
1293                  * of the first block described by this dmap word.
1294                  */
1295                 blkno = le64_to_cpu(dp->start) + (word << L2DBWORD);
1296
1297                 /* if not all bits of the dmap word are free, get the
1298                  * starting bit number within the dmap word of the required
1299                  * string of free bits and adjust the block number with the
1300                  * value.
1301                  */
1302                 if (leaf[word] < BUDMIN)
1303                         blkno +=
1304                             dbFindBits(le32_to_cpu(dp->wmap[word]), l2nb);
1305
1306                 /* allocate the blocks.
1307                  */
1308                 if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks)) == 0)
1309                         *results = blkno;
1310
1311                 return (rc);
1312         }
1313
1314         return -ENOSPC;
1315 }
1316
1317
1318 /*
1319  * NAME:        dbAllocAG()
1320  *
1321  * FUNCTION:    attempt to allocate the specified number of contiguous
1322  *              free blocks within the specified allocation group.
1323  *
1324  *              unless the allocation group size is equal to the number
1325  *              of blocks per dmap, the dmap control pages will be used to
1326  *              find the required free space, if available.  we start the
1327  *              search at the highest dmap control page level which
1328  *              distinctly describes the allocation group's free space
1329  *              (i.e. the highest level at which the allocation group's
1330  *              free space is not mixed in with that of any other group).
1331  *              in addition, we start the search within this level at a
1332  *              height of the dmapctl dmtree at which the nodes distinctly
1333  *              describe the allocation group's free space.  at this height,
1334  *              the allocation group's free space may be represented by 1
1335  *              or two sub-trees, depending on the allocation group size.
1336  *              we search the top nodes of these subtrees left to right for
1337  *              sufficient free space.  if sufficient free space is found,
1338  *              the subtree is searched to find the leftmost leaf that
1339  *              has free space.  once we have made it to the leaf, we
1340  *              move the search to the next lower level dmap control page
1341  *              corresponding to this leaf.  we continue down the dmap control
1342  *              pages until we find the dmap that contains or starts the
1343  *              sufficient free space and we allocate at this dmap.
1344  *
1345  *              if the allocation group size is equal to the dmap size,
1346  *              we'll start at the dmap corresponding to the allocation
1347  *              group and attempt the allocation at this level.
1348  *
1349  *              the dmap control page search is also not performed if the
1350  *              allocation group is completely free and we go to the first
1351  *              dmap of the allocation group to do the allocation.  this is
1352  *              done because the allocation group may be part (not the first
1353  *              part) of a larger binary buddy system, causing the dmap
1354  *              control pages to indicate no free space (NOFREE) within
1355  *              the allocation group.
1356  *
1357  * PARAMETERS:
1358  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1359  *      agno    - allocation group number.
1360  *      nblocks -  actual number of contiguous free blocks desired.
1361  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1362  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1363  *                 of the newly allocated range.
1364  *
1365  * RETURN VALUES:
1366  *      0       - success
1367  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1368  *      -EIO    - i/o error
1369  *
1370  * note: IWRITE_LOCK(ipmap) held on entry/exit;
1371  */
1372 static int
1373 dbAllocAG(struct bmap * bmp, int agno, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results)
1374 {
1375         struct metapage *mp;
1376         struct dmapctl *dcp;
1377         int rc, ti, i, k, m, n, agperlev;
1378         s64 blkno, lblkno;
1379         int budmin;
1380
1381         /* allocation request should not be for more than the
1382          * allocation group size.
1383          */
1384         if (l2nb > bmp->db_agl2size) {
1385                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1386                           "allocation request is larger than the allocation group size\n");
1387                 return -EIO;
1388         }
1389
1390         /* determine the starting block number of the allocation
1391          * group.
1392          */
1393         blkno = (s64) agno << bmp->db_agl2size;
1394
1395         /* check if the allocation group size is the minimum allocation
1396          * group size or if the allocation group is completely free. if
1397          * the allocation group size is the minimum size of BPERDMAP (i.e.
1398          * 1 dmap), there is no need to search the dmap control page (below)
1399          * that fully describes the allocation group since the allocation
1400          * group is already fully described by a dmap.  in this case, we
1401          * just call dbAllocCtl() to search the dmap tree and allocate the
1402          * required space if available.
1403          *
1404          * if the allocation group is completely free, dbAllocCtl() is
1405          * also called to allocate the required space.  this is done for
1406          * two reasons.  first, it makes no sense searching the dmap control
1407          * pages for free space when we know that free space exists.  second,
1408          * the dmap control pages may indicate that the allocation group
1409          * has no free space if the allocation group is part (not the first
1410          * part) of a larger binary buddy system.
1411          */
1412         if (bmp->db_agsize == BPERDMAP
1413             || bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize) {
1414                 rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1415                 if ((rc == -ENOSPC) &&
1416                     (bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize)) {
1417                         printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, blocks = %Lx\n",
1418                                (unsigned long long) blkno,
1419                                (unsigned long long) nblocks);
1420                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1421                                   "dbAllocCtl failed in free AG\n");
1422                 }
1423                 return (rc);
1424         }
1425
1426         /* the buffer for the dmap control page that fully describes the
1427          * allocation group.
1428          */
1429         lblkno = BLKTOCTL(blkno, bmp->db_l2nbperpage, bmp->db_aglevel);
1430         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1431         if (mp == NULL)
1432                 return -EIO;
1433         dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
1434         budmin = dcp->budmin;
1435
1436         if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
1437                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "Corrupt dmapctl page\n");
1438                 release_metapage(mp);
1439                 return -EIO;
1440         }
1441
1442         /* search the subtree(s) of the dmap control page that describes
1443          * the allocation group, looking for sufficient free space.  to begin,
1444          * determine how many allocation groups are represented in a dmap
1445          * control page at the control page level (i.e. L0, L1, L2) that
1446          * fully describes an allocation group. next, determine the starting
1447          * tree index of this allocation group within the control page.
1448          */
1449         agperlev =
1450             (1 << (L2LPERCTL - (bmp->db_agheight << 1))) / bmp->db_agwidth;
1451         ti = bmp->db_agstart + bmp->db_agwidth * (agno & (agperlev - 1));
1452
1453         /* dmap control page trees fan-out by 4 and a single allocation
1454          * group may be described by 1 or 2 subtrees within the ag level
1455          * dmap control page, depending upon the ag size. examine the ag's
1456          * subtrees for sufficient free space, starting with the leftmost
1457          * subtree.
1458          */
1459         for (i = 0; i < bmp->db_agwidth; i++, ti++) {
1460                 /* is there sufficient free space ?
1461                  */
1462                 if (l2nb > dcp->stree[ti])
1463                         continue;
1464
1465                 /* sufficient free space found in a subtree. now search down
1466                  * the subtree to find the leftmost leaf that describes this
1467                  * free space.
1468                  */
1469                 for (k = bmp->db_agheight; k > 0; k--) {
1470                         for (n = 0, m = (ti << 2) + 1; n < 4; n++) {
1471                                 if (l2nb <= dcp->stree[m + n]) {
1472                                         ti = m + n;
1473                                         break;
1474                                 }
1475                         }
1476                         if (n == 4) {
1477                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1478                                           "failed descending stree\n");
1479                                 release_metapage(mp);
1480                                 return -EIO;
1481                         }
1482                 }
1483
1484                 /* determine the block number within the file system
1485                  * that corresponds to this leaf.
1486                  */
1487                 if (bmp->db_aglevel == 2)
1488                         blkno = 0;
1489                 else if (bmp->db_aglevel == 1)
1490                         blkno &= ~(MAXL1SIZE - 1);
1491                 else            /* bmp->db_aglevel == 0 */
1492                         blkno &= ~(MAXL0SIZE - 1);
1493
1494                 blkno +=
1495                     ((s64) (ti - le32_to_cpu(dcp->leafidx))) << budmin;
1496
1497                 /* release the buffer in preparation for going down
1498                  * the next level of dmap control pages.
1499                  */
1500                 release_metapage(mp);
1501
1502                 /* check if we need to continue to search down the lower
1503                  * level dmap control pages.  we need to if the number of
1504                  * blocks required is less than maximum number of blocks
1505                  * described at the next lower level.
1506                  */
1507                 if (l2nb < budmin) {
1508
1509                         /* search the lower level dmap control pages to get
1510                          * the starting block number of the dmap that
1511                          * contains or starts off the free space.
1512                          */
1513                         if ((rc =
1514                              dbFindCtl(bmp, l2nb, bmp->db_aglevel - 1,
1515                                        &blkno))) {
1516                                 if (rc == -ENOSPC) {
1517                                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1518                                                   "control page inconsistent\n");
1519                                         return -EIO;
1520                                 }
1521                                 return (rc);
1522                         }
1523                 }
1524
1525                 /* allocate the blocks.
1526                  */
1527                 rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1528                 if (rc == -ENOSPC) {
1529                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1530                                   "unable to allocate blocks\n");
1531                         rc = -EIO;
1532                 }
1533                 return (rc);
1534         }
1535
1536         /* no space in the allocation group.  release the buffer and
1537          * return -ENOSPC.
1538          */
1539         release_metapage(mp);
1540
1541         return -ENOSPC;
1542 }
1543
1544
1545 /*
1546  * NAME:        dbAllocAny()
1547  *
1548  * FUNCTION:    attempt to allocate the specified number of contiguous
1549  *              free blocks anywhere in the file system.
1550  *
1551  *              dbAllocAny() attempts to find the sufficient free space by
1552  *              searching down the dmap control pages, starting with the
1553  *              highest level (i.e. L0, L1, L2) control page.  if free space
1554  *              large enough to satisfy the desired free space is found, the
1555  *              desired free space is allocated.
1556  *
1557  * PARAMETERS:
1558  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1559  *      nblocks  -  actual number of contiguous free blocks desired.
1560  *      l2nb     -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1561  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1562  *                 of the newly allocated range.
1563  *
1564  * RETURN VALUES:
1565  *      0       - success
1566  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1567  *      -EIO    - i/o error
1568  *
1569  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1570  */
1571 static int dbAllocAny(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results)
1572 {
1573         int rc;
1574         s64 blkno = 0;
1575
1576         /* starting with the top level dmap control page, search
1577          * down the dmap control levels for sufficient free space.
1578          * if free space is found, dbFindCtl() returns the starting
1579          * block number of the dmap that contains or starts off the
1580          * range of free space.
1581          */
1582         if ((rc = dbFindCtl(bmp, l2nb, bmp->db_maxlevel, &blkno)))
1583                 return (rc);
1584
1585         /* allocate the blocks.
1586          */
1587         rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1588         if (rc == -ENOSPC) {
1589                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "unable to allocate blocks\n");
1590                 return -EIO;
1591         }
1592         return (rc);
1593 }
1594
1595
1596 /*
1597  * NAME:        dbDiscardAG()
1598  *
1599  * FUNCTION:    attempt to discard (TRIM) all free blocks of specific AG
1600  *
1601  *              algorithm:
1602  *              1) allocate blocks, as large as possible and save them
1603  *                 while holding IWRITE_LOCK on ipbmap
1604  *              2) trim all these saved block/length values
1605  *              3) mark the blocks free again
1606  *
1607  *              benefit:
1608  *              - we work only on one ag at some time, minimizing how long we
1609  *                need to lock ipbmap
1610  *              - reading / writing the fs is possible most time, even on
1611  *                trimming
1612  *
1613  *              downside:
1614  *              - we write two times to the dmapctl and dmap pages
1615  *              - but for me, this seems the best way, better ideas?
1616  *              /TR 2012
1617  *
1618  * PARAMETERS:
1619  *      ip      - pointer to in-core inode
1620  *      agno    - ag to trim
1621  *      minlen  - minimum value of contiguous blocks
1622  *
1623  * RETURN VALUES:
1624  *      s64     - actual number of blocks trimmed
1625  */
1626 s64 dbDiscardAG(struct inode *ip, int agno, s64 minlen)
1627 {
1628         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
1629         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
1630         s64 nblocks, blkno;
1631         u64 trimmed = 0;
1632         int rc, l2nb;
1633         struct super_block *sb = ipbmap->i_sb;
1634
1635         struct range2trim {
1636                 u64 blkno;
1637                 u64 nblocks;
1638         } *totrim, *tt;
1639
1640         /* max blkno / nblocks pairs to trim */
1641         int count = 0, range_cnt;
1642         u64 max_ranges;
1643
1644         /* prevent others from writing new stuff here, while trimming */
1645         IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
1646
1647         nblocks = bmp->db_agfree[agno];
1648         max_ranges = nblocks;
1649         do_div(max_ranges, minlen);
1650         range_cnt = min_t(u64, max_ranges + 1, 32 * 1024);
1651         totrim = kmalloc(sizeof(struct range2trim) * range_cnt, GFP_NOFS);
1652         if (totrim == NULL) {
1653                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "no memory for trim array\n");
1654                 IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
1655                 return 0;
1656         }
1657
1658         tt = totrim;
1659         while (nblocks >= minlen) {
1660                 l2nb = BLKSTOL2(nblocks);
1661
1662                 /* 0 = okay, -EIO = fatal, -ENOSPC -> try smaller block */
1663                 rc = dbAllocAG(bmp, agno, nblocks, l2nb, &blkno);
1664                 if (rc == 0) {
1665                         tt->blkno = blkno;
1666                         tt->nblocks = nblocks;
1667                         tt++; count++;
1668
1669                         /* the whole ag is free, trim now */
1670                         if (bmp->db_agfree[agno] == 0)
1671                                 break;
1672
1673                         /* give a hint for the next while */
1674                         nblocks = bmp->db_agfree[agno];
1675                         continue;
1676                 } else if (rc == -ENOSPC) {
1677                         /* search for next smaller log2 block */
1678                         l2nb = BLKSTOL2(nblocks) - 1;
1679                         nblocks = 1LL << l2nb;
1680                 } else {
1681                         /* Trim any already allocated blocks */
1682                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "-EIO\n");
1683                         break;
1684                 }
1685
1686                 /* check, if our trim array is full */
1687                 if (unlikely(count >= range_cnt - 1))
1688                         break;
1689         }
1690         IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
1691
1692         tt->nblocks = 0; /* mark the current end */
1693         for (tt = totrim; tt->nblocks != 0; tt++) {
1694                 /* when mounted with online discard, dbFree() will
1695                  * call jfs_issue_discard() itself */
1696                 if (!(JFS_SBI(sb)->flag & JFS_DISCARD))
1697                         jfs_issue_discard(ip, tt->blkno, tt->nblocks);
1698                 dbFree(ip, tt->blkno, tt->nblocks);
1699                 trimmed += tt->nblocks;
1700         }
1701         kfree(totrim);
1702
1703         return trimmed;
1704 }
1705
1706 /*
1707  * NAME:        dbFindCtl()
1708  *
1709  * FUNCTION:    starting at a specified dmap control page level and block
1710  *              number, search down the dmap control levels for a range of
1711  *              contiguous free blocks large enough to satisfy an allocation
1712  *              request for the specified number of free blocks.
1713  *
1714  *              if sufficient contiguous free blocks are found, this routine
1715  *              returns the starting block number within a dmap page that
1716  *              contains or starts a range of contiqious free blocks that
1717  *              is sufficient in size.
1718  *
1719  * PARAMETERS:
1720  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1721  *      level   -  starting dmap control page level.
1722  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1723  *      *blkno  -  on entry, starting block number for conducting the search.
1724  *                 on successful return, the first block within a dmap page
1725  *                 that contains or starts a range of contiguous free blocks.
1726  *
1727  * RETURN VALUES:
1728  *      0       - success
1729  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1730  *      -EIO    - i/o error
1731  *
1732  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1733  */
1734 static int dbFindCtl(struct bmap * bmp, int l2nb, int level, s64 * blkno)
1735 {
1736         int rc, leafidx, lev;
1737         s64 b, lblkno;
1738         struct dmapctl *dcp;
1739         int budmin;
1740         struct metapage *mp;
1741
1742         /* starting at the specified dmap control page level and block
1743          * number, search down the dmap control levels for the starting
1744          * block number of a dmap page that contains or starts off
1745          * sufficient free blocks.
1746          */
1747         for (lev = level, b = *blkno; lev >= 0; lev--) {
1748                 /* get the buffer of the dmap control page for the block
1749                  * number and level (i.e. L0, L1, L2).
1750                  */
1751                 lblkno = BLKTOCTL(b, bmp->db_l2nbperpage, lev);
1752                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1753                 if (mp == NULL)
1754                         return -EIO;
1755                 dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
1756                 budmin = dcp->budmin;
1757
1758                 if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
1759                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1760                                   "Corrupt dmapctl page\n");
1761                         release_metapage(mp);
1762                         return -EIO;
1763                 }
1764
1765                 /* search the tree within the dmap control page for
1766                  * sufficient free space.  if sufficient free space is found,
1767                  * dbFindLeaf() returns the index of the leaf at which
1768                  * free space was found.
1769                  */
1770                 rc = dbFindLeaf((dmtree_t *) dcp, l2nb, &leafidx);
1771
1772                 /* release the buffer.
1773                  */
1774                 release_metapage(mp);
1775
1776                 /* space found ?
1777                  */
1778                 if (rc) {
1779                         if (lev != level) {
1780                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1781                                           "dmap inconsistent\n");
1782                                 return -EIO;
1783                         }
1784                         return -ENOSPC;
1785                 }
1786
1787                 /* adjust the block number to reflect the location within
1788                  * the dmap control page (i.e. the leaf) at which free
1789                  * space was found.
1790                  */
1791                 b += (((s64) leafidx) << budmin);
1792
1793                 /* we stop the search at this dmap control page level if
1794                  * the number of blocks required is greater than or equal
1795                  * to the maximum number of blocks described at the next
1796                  * (lower) level.
1797                  */
1798                 if (l2nb >= budmin)
1799                         break;
1800         }
1801
1802         *blkno = b;
1803         return (0);
1804 }
1805
1806
1807 /*
1808  * NAME:        dbAllocCtl()
1809  *
1810  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous
1811  *              blocks starting within a specific dmap.
1812  *
1813  *              this routine is called by higher level routines that search
1814  *              the dmap control pages above the actual dmaps for contiguous
1815  *              free space.  the result of successful searches by these
1816  *              routines are the starting block numbers within dmaps, with
1817  *              the dmaps themselves containing the desired contiguous free
1818  *              space or starting a contiguous free space of desired size
1819  *              that is made up of the blocks of one or more dmaps. these
1820  *              calls should not fail due to insufficent resources.
1821  *
1822  *              this routine is called in some cases where it is not known
1823  *              whether it will fail due to insufficient resources.  more
1824  *              specifically, this occurs when allocating from an allocation
1825  *              group whose size is equal to the number of blocks per dmap.
1826  *              in this case, the dmap control pages are not examined prior
1827  *              to calling this routine (to save pathlength) and the call
1828  *              might fail.
1829  *
1830  *              for a request size that fits within a dmap, this routine relies
1831  *              upon the dmap's dmtree to find the requested contiguous free
1832  *              space.  for request sizes that are larger than a dmap, the
1833  *              requested free space will start at the first block of the
1834  *              first dmap (i.e. blkno).
1835  *
1836  * PARAMETERS:
1837  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1838  *      nblocks  -  actual number of contiguous free blocks to allocate.
1839  *      l2nb     -  log2 number of contiguous free blocks to allocate.
1840  *      blkno    -  starting block number of the dmap to start the allocation
1841  *                  from.
1842  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1843  *                 of the newly allocated range.
1844  *
1845  * RETURN VALUES:
1846  *      0       - success
1847  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1848  *      -EIO    - i/o error
1849  *
1850  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1851  */
1852 static int
1853 dbAllocCtl(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 blkno, s64 * results)
1854 {
1855         int rc, nb;
1856         s64 b, lblkno, n;
1857         struct metapage *mp;
1858         struct dmap *dp;
1859
1860         /* check if the allocation request is confined to a single dmap.
1861          */
1862         if (l2nb <= L2BPERDMAP) {
1863                 /* get the buffer for the dmap.
1864                  */
1865                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
1866                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1867                 if (mp == NULL)
1868                         return -EIO;
1869                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1870
1871                 /* try to allocate the blocks.
1872                  */
1873                 rc = dbAllocDmapLev(bmp, dp, (int) nblocks, l2nb, results);
1874                 if (rc == 0)
1875                         mark_metapage_dirty(mp);
1876
1877                 release_metapage(mp);
1878
1879                 return (rc);
1880         }
1881
1882         /* allocation request involving multiple dmaps. it must start on
1883          * a dmap boundary.
1884          */
1885         assert((blkno & (BPERDMAP - 1)) == 0);
1886
1887         /* allocate the blocks dmap by dmap.
1888          */
1889         for (n = nblocks, b = blkno; n > 0; n -= nb, b += nb) {
1890                 /* get the buffer for the dmap.
1891                  */
1892                 lblkno = BLKTODMAP(b, bmp->db_l2nbperpage);
1893                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1894                 if (mp == NULL) {
1895                         rc = -EIO;
1896                         goto backout;
1897                 }
1898                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1899
1900                 /* the dmap better be all free.
1901                  */
1902                 if (dp->tree.stree[ROOT] != L2BPERDMAP) {
1903                         release_metapage(mp);
1904                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1905                                   "the dmap is not all free\n");
1906                         rc = -EIO;
1907                         goto backout;
1908                 }
1909
1910                 /* determine how many blocks to allocate from this dmap.
1911                  */
1912                 nb = min_t(s64, n, BPERDMAP);
1913
1914                 /* allocate the blocks from the dmap.
1915                  */
1916                 if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, b, nb))) {
1917                         release_metapage(mp);
1918                         goto backout;
1919                 }
1920
1921                 /* write the buffer.
1922                  */
1923                 write_metapage(mp);
1924         }
1925
1926         /* set the results (starting block number) and return.
1927          */
1928         *results = blkno;
1929         return (0);
1930
1931         /* something failed in handling an allocation request involving
1932          * multiple dmaps.  we'll try to clean up by backing out any
1933          * allocation that has already happened for this request.  if
1934          * we fail in backing out the allocation, we'll mark the file
1935          * system to indicate that blocks have been leaked.
1936          */
1937       backout:
1938
1939         /* try to backout the allocations dmap by dmap.
1940          */
1941         for (n = nblocks - n, b = blkno; n > 0;
1942              n -= BPERDMAP, b += BPERDMAP) {
1943                 /* get the buffer for this dmap.
1944                  */
1945                 lblkno = BLKTODMAP(b, bmp->db_l2nbperpage);
1946                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1947                 if (mp == NULL) {
1948                         /* could not back out.  mark the file system
1949                          * to indicate that we have leaked blocks.
1950                          */
1951                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1952                                   "I/O Error: Block Leakage\n");
1953                         continue;
1954                 }
1955                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1956
1957                 /* free the blocks is this dmap.
1958                  */
1959                 if (dbFreeDmap(bmp, dp, b, BPERDMAP)) {
1960                         /* could not back out.  mark the file system
1961                          * to indicate that we have leaked blocks.
1962                          */
1963                         release_metapage(mp);
1964                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "Block Leakage\n");
1965                         continue;
1966                 }
1967
1968                 /* write the buffer.
1969                  */
1970                 write_metapage(mp);
1971         }
1972
1973         return (rc);
1974 }
1975
1976
1977 /*
1978  * NAME:        dbAllocDmapLev()
1979  *
1980  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous blocks
1981  *              from a specified dmap.
1982  *
1983  *              this routine checks if the contiguous blocks are available.
1984  *              if so, nblocks of blocks are allocated; otherwise, ENOSPC is
1985  *              returned.
1986  *
1987  * PARAMETERS:
1988  *      mp      -  pointer to bmap descriptor
1989  *      dp      -  pointer to dmap to attempt to allocate blocks from.
1990  *      l2nb    -  log2 number of contiguous block desired.
1991  *      nblocks -  actual number of contiguous block desired.
1992  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1993  *                 of the newly allocated range.
1994  *
1995  * RETURN VALUES:
1996  *      0       - success
1997  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1998  *      -EIO    - i/o error
1999  *
2000  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap), e.g., from dbAlloc(), or
2001  *      IWRITE_LOCK(ipbmap), e.g., dbAllocCtl(), held on entry/exit;
2002  */
2003 static int
2004 dbAllocDmapLev(struct bmap * bmp,
2005                struct dmap * dp, int nblocks, int l2nb, s64 * results)
2006 {
2007         s64 blkno;
2008         int leafidx, rc;
2009
2010         /* can't be more than a dmaps worth of blocks */
2011         assert(l2nb <= L2BPERDMAP);
2012
2013         /* search the tree within the dmap page for sufficient
2014          * free space.  if sufficient free space is found, dbFindLeaf()
2015          * returns the index of the leaf at which free space was found.
2016          */
2017         if (dbFindLeaf((dmtree_t *) & dp->tree, l2nb, &leafidx))
2018                 return -ENOSPC;
2019
2020         /* determine the block number within the file system corresponding
2021          * to the leaf at which free space was found.
2022          */
2023         blkno = le64_to_cpu(dp->start) + (leafidx << L2DBWORD);
2024
2025         /* if not all bits of the dmap word are free, get the starting
2026          * bit number within the dmap word of the required string of free
2027          * bits and adjust the block number with this value.
2028          */
2029         if (dp->tree.stree[leafidx + LEAFIND] < BUDMIN)
2030                 blkno += dbFindBits(le32_to_cpu(dp->wmap[leafidx]), l2nb);
2031
2032         /* allocate the blocks */
2033         if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks)) == 0)
2034                 *results = blkno;
2035
2036         return (rc);
2037 }
2038
2039
2040 /*
2041  * NAME:        dbAllocDmap()
2042  *
2043  * FUNCTION:    adjust the disk allocation map to reflect the allocation
2044  *              of a specified block range within a dmap.
2045  *
2046  *              this routine allocates the specified blocks from the dmap
2047  *              through a call to dbAllocBits(). if the allocation of the
2048  *              block range causes the maximum string of free blocks within
2049  *              the dmap to change (i.e. the value of the root of the dmap's
2050  *              dmtree), this routine will cause this change to be reflected
2051  *              up through the appropriate levels of the dmap control pages
2052  *              by a call to dbAdjCtl() for the L0 dmap control page that
2053  *              covers this dmap.
2054  *
2055  * PARAMETERS:
2056  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2057  *      dp      -  pointer to dmap to allocate the block range from.
2058  *      blkno   -  starting block number of the block to be allocated.
2059  *      nblocks -  number of blocks to be allocated.
2060  *
2061  * RETURN VALUES:
2062  *      0       - success
2063  *      -EIO    - i/o error
2064  *
2065  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2066  */
2067 static int dbAllocDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2068                        int nblocks)
2069 {
2070         s8 oldroot;
2071         int rc;
2072
2073         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
2074          * of the dmap tree.
2075          */
2076         oldroot = dp->tree.stree[ROOT];
2077
2078         /* allocate the specified (blocks) bits */
2079         dbAllocBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2080
2081         /* if the root has not changed, done. */
2082         if (dp->tree.stree[ROOT] == oldroot)
2083                 return (0);
2084
2085         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
2086          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
2087          * backout the bit allocation (thus making everything consistent).
2088          */
2089         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, dp->tree.stree[ROOT], 1, 0)))
2090                 dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2091
2092         return (rc);
2093 }
2094
2095
2096 /*
2097  * NAME:        dbFreeDmap()
2098  *
2099  * FUNCTION:    adjust the disk allocation map to reflect the allocation
2100  *              of a specified block range within a dmap.
2101  *
2102  *              this routine frees the specified blocks from the dmap through
2103  *              a call to dbFreeBits(). if the deallocation of the block range
2104  *              causes the maximum string of free blocks within the dmap to
2105  *              change (i.e. the value of the root of the dmap's dmtree), this
2106  *              routine will cause this change to be reflected up through the
2107  *              appropriate levels of the dmap control pages by a call to
2108  *              dbAdjCtl() for the L0 dmap control page that covers this dmap.
2109  *
2110  * PARAMETERS:
2111  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2112  *      dp      -  pointer to dmap to free the block range from.
2113  *      blkno   -  starting block number of the block to be freed.
2114  *      nblocks -  number of blocks to be freed.
2115  *
2116  * RETURN VALUES:
2117  *      0       - success
2118  *      -EIO    - i/o error
2119  *
2120  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2121  */
2122 static int dbFreeDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2123                       int nblocks)
2124 {
2125         s8 oldroot;
2126         int rc = 0, word;
2127
2128         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
2129          * of the dmap tree.
2130          */
2131         oldroot = dp->tree.stree[ROOT];
2132
2133         /* free the specified (blocks) bits */
2134         rc = dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2135
2136         /* if error or the root has not changed, done. */
2137         if (rc || (dp->tree.stree[ROOT] == oldroot))
2138                 return (rc);
2139
2140         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
2141          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
2142          * backout the deallocation.
2143          */
2144         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, dp->tree.stree[ROOT], 0, 0))) {
2145                 word = (blkno & (BPERDMAP - 1)) >> L2DBWORD;
2146
2147                 /* as part of backing out the deallocation, we will have
2148                  * to back split the dmap tree if the deallocation caused
2149                  * the freed blocks to become part of a larger binary buddy
2150                  * system.
2151                  */
2152                 if (dp->tree.stree[word] == NOFREE)
2153                         dbBackSplit((dmtree_t *) & dp->tree, word);
2154
2155                 dbAllocBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2156         }
2157
2158         return (rc);
2159 }
2160
2161
2162 /*
2163  * NAME:        dbAllocBits()
2164  *
2165  * FUNCTION:    allocate a specified block range from a dmap.
2166  *
2167  *              this routine updates the dmap to reflect the working
2168  *              state allocation of the specified block range. it directly
2169  *              updates the bits of the working map and causes the adjustment
2170  *              of the binary buddy system described by the dmap's dmtree
2171  *              leaves to reflect the bits allocated.  it also causes the
2172  *              dmap's dmtree, as a whole, to reflect the allocated range.
2173  *
2174  * PARAMETERS:
2175  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2176  *      dp      -  pointer to dmap to allocate bits from.
2177  *      blkno   -  starting block number of the bits to be allocated.
2178  *      nblocks -  number of bits to be allocated.
2179  *
2180  * RETURN VALUES: none
2181  *
2182  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2183  */
2184 static void dbAllocBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2185                         int nblocks)
2186 {
2187         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw, agno;
2188         dmtree_t *tp = (dmtree_t *) & dp->tree;
2189         int size;
2190         s8 *leaf;
2191
2192         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree */
2193         leaf = dp->tree.stree + LEAFIND;
2194
2195         /* determine the bit number and word within the dmap of the
2196          * starting block.
2197          */
2198         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
2199         word = dbitno >> L2DBWORD;
2200
2201         /* block range better be within the dmap */
2202         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
2203
2204         /* allocate the bits of the dmap's words corresponding to the block
2205          * range. not all bits of the first and last words may be contained
2206          * within the block range.  if this is the case, we'll work against
2207          * those words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
2208          * (a single pass), allocating the bits of interest by hand and
2209          * updating the leaf corresponding to the dmap word. a single pass
2210          * will be used for all dmap words fully contained within the
2211          * specified range.  within this pass, the bits of all fully contained
2212          * dmap words will be marked as free in a single shot and the leaves
2213          * will be updated. a single leaf may describe the free space of
2214          * multiple dmap words, so we may update only a subset of the actual
2215          * leaves corresponding to the dmap words of the block range.
2216          */
2217         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
2218                 /* determine the bit number within the word and
2219                  * the number of bits within the word.
2220                  */
2221                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
2222                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
2223
2224                 /* check if only part of a word is to be allocated.
2225                  */
2226                 if (nb < DBWORD) {
2227                         /* allocate (set to 1) the appropriate bits within
2228                          * this dmap word.
2229                          */
2230                         dp->wmap[word] |= cpu_to_le32(ONES << (DBWORD - nb)
2231                                                       >> wbitno);
2232
2233                         /* update the leaf for this dmap word. in addition
2234                          * to setting the leaf value to the binary buddy max
2235                          * of the updated dmap word, dbSplit() will split
2236                          * the binary system of the leaves if need be.
2237                          */
2238                         dbSplit(tp, word, BUDMIN,
2239                                 dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[word]));
2240
2241                         word += 1;
2242                 } else {
2243                         /* one or more dmap words are fully contained
2244                          * within the block range.  determine how many
2245                          * words and allocate (set to 1) the bits of these
2246                          * words.
2247                          */
2248                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
2249                         memset(&dp->wmap[word], (int) ONES, nwords * 4);
2250
2251                         /* determine how many bits.
2252                          */
2253                         nb = nwords << L2DBWORD;
2254
2255                         /* now update the appropriate leaves to reflect
2256                          * the allocated words.
2257                          */
2258                         for (; nwords > 0; nwords -= nw) {
2259                                 if (leaf[word] < BUDMIN) {
2260                                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2261                                                   "leaf page corrupt\n");
2262                                         break;
2263                                 }
2264
2265                                 /* determine what the leaf value should be
2266                                  * updated to as the minimum of the l2 number
2267                                  * of bits being allocated and the l2 number
2268                                  * of bits currently described by this leaf.
2269                                  */
2270                                 size = min_t(int, leaf[word],
2271                                              NLSTOL2BSZ(nwords));
2272
2273                                 /* update the leaf to reflect the allocation.
2274                                  * in addition to setting the leaf value to
2275                                  * NOFREE, dbSplit() will split the binary
2276                                  * system of the leaves to reflect the current
2277                                  * allocation (size).
2278                                  */
2279                                 dbSplit(tp, word, size, NOFREE);
2280
2281                                 /* get the number of dmap words handled */
2282                                 nw = BUDSIZE(size, BUDMIN);
2283                                 word += nw;
2284                         }
2285                 }
2286         }
2287
2288         /* update the free count for this dmap */
2289         le32_add_cpu(&dp->nfree, -nblocks);
2290
2291         BMAP_LOCK(bmp);
2292
2293         /* if this allocation group is completely free,
2294          * update the maximum allocation group number if this allocation
2295          * group is the new max.
2296          */
2297         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
2298         if (agno > bmp->db_maxag)
2299                 bmp->db_maxag = agno;
2300
2301         /* update the free count for the allocation group and map */
2302         bmp->db_agfree[agno] -= nblocks;
2303         bmp->db_nfree -= nblocks;
2304
2305         BMAP_UNLOCK(bmp);
2306 }
2307
2308
2309 /*
2310  * NAME:        dbFreeBits()
2311  *
2312  * FUNCTION:    free a specified block range from a dmap.
2313  *
2314  *              this routine updates the dmap to reflect the working
2315  *              state allocation of the specified block range. it directly
2316  *              updates the bits of the working map and causes the adjustment
2317  *              of the binary buddy system described by the dmap's dmtree
2318  *              leaves to reflect the bits freed.  it also causes the dmap's
2319  *              dmtree, as a whole, to reflect the deallocated range.
2320  *
2321  * PARAMETERS:
2322  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2323  *      dp      -  pointer to dmap to free bits from.
2324  *      blkno   -  starting block number of the bits to be freed.
2325  *      nblocks -  number of bits to be freed.
2326  *
2327  * RETURN VALUES: 0 for success
2328  *
2329  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2330  */
2331 static int dbFreeBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2332                        int nblocks)
2333 {
2334         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw, agno;
2335         dmtree_t *tp = (dmtree_t *) & dp->tree;
2336         int rc = 0;
2337         int size;
2338
2339         /* determine the bit number and word within the dmap of the
2340          * starting block.
2341          */
2342         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
2343         word = dbitno >> L2DBWORD;
2344
2345         /* block range better be within the dmap.
2346          */
2347         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
2348
2349         /* free the bits of the dmaps words corresponding to the block range.
2350          * not all bits of the first and last words may be contained within
2351          * the block range.  if this is the case, we'll work against those
2352          * words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
2353          * (a single pass), freeing the bits of interest by hand and updating
2354          * the leaf corresponding to the dmap word. a single pass will be used
2355          * for all dmap words fully contained within the specified range.
2356          * within this pass, the bits of all fully contained dmap words will
2357          * be marked as free in a single shot and the leaves will be updated. a
2358          * single leaf may describe the free space of multiple dmap words,
2359          * so we may update only a subset of the actual leaves corresponding
2360          * to the dmap words of the block range.
2361          *
2362          * dbJoin() is used to update leaf values and will join the binary
2363          * buddy system of the leaves if the new leaf values indicate this
2364          * should be done.
2365          */
2366         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
2367                 /* determine the bit number within the word and
2368                  * the number of bits within the word.
2369                  */
2370                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
2371                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
2372
2373                 /* check if only part of a word is to be freed.
2374                  */
2375                 if (nb < DBWORD) {
2376                         /* free (zero) the appropriate bits within this
2377                          * dmap word.
2378                          */
2379                         dp->wmap[word] &=
2380                             cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
2381                                           >> wbitno));
2382
2383                         /* update the leaf for this dmap word.
2384                          */
2385                         rc = dbJoin(tp, word,
2386                                     dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[word]));
2387                         if (rc)
2388                                 return rc;
2389
2390                         word += 1;
2391                 } else {
2392                         /* one or more dmap words are fully contained
2393                          * within the block range.  determine how many
2394                          * words and free (zero) the bits of these words.
2395                          */
2396                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
2397                         memset(&dp->wmap[word], 0, nwords * 4);
2398
2399                         /* determine how many bits.
2400                          */
2401                         nb = nwords << L2DBWORD;
2402
2403                         /* now update the appropriate leaves to reflect
2404                          * the freed words.
2405                          */
2406                         for (; nwords > 0; nwords -= nw) {
2407                                 /* determine what the leaf value should be
2408                                  * updated to as the minimum of the l2 number
2409                                  * of bits being freed and the l2 (max) number
2410                                  * of bits that can be described by this leaf.
2411                                  */
2412                                 size =
2413                                     min(LITOL2BSZ
2414                                         (word, L2LPERDMAP, BUDMIN),
2415                                         NLSTOL2BSZ(nwords));
2416
2417                                 /* update the leaf.
2418                                  */
2419                                 rc = dbJoin(tp, word, size);
2420                                 if (rc)
2421                                         return rc;
2422
2423                                 /* get the number of dmap words handled.
2424                                  */
2425                                 nw = BUDSIZE(size, BUDMIN);
2426                                 word += nw;
2427                         }
2428                 }
2429         }
2430
2431         /* update the free count for this dmap.
2432          */
2433         le32_add_cpu(&dp->nfree, nblocks);
2434
2435         BMAP_LOCK(bmp);
2436
2437         /* update the free count for the allocation group and
2438          * map.
2439          */
2440         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
2441         bmp->db_nfree += nblocks;
2442         bmp->db_agfree[agno] += nblocks;
2443
2444         /* check if this allocation group is not completely free and
2445          * if it is currently the maximum (rightmost) allocation group.
2446          * if so, establish the new maximum allocation group number by
2447          * searching left for the first allocation group with allocation.
2448          */
2449         if ((bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize && agno == bmp->db_maxag) ||
2450             (agno == bmp->db_numag - 1 &&
2451              bmp->db_agfree[agno] == (bmp-> db_mapsize & (BPERDMAP - 1)))) {
2452                 while (bmp->db_maxag > 0) {
2453                         bmp->db_maxag -= 1;
2454                         if (bmp->db_agfree[bmp->db_maxag] !=
2455                             bmp->db_agsize)
2456                                 break;
2457                 }
2458
2459                 /* re-establish the allocation group preference if the
2460                  * current preference is right of the maximum allocation
2461                  * group.
2462                  */
2463                 if (bmp->db_agpref > bmp->db_maxag)
2464                         bmp->db_agpref = bmp->db_maxag;
2465         }
2466
2467         BMAP_UNLOCK(bmp);
2468
2469         return 0;
2470 }
2471
2472
2473 /*
2474  * NAME:        dbAdjCtl()
2475  *
2476  * FUNCTION:    adjust a dmap control page at a specified level to reflect
2477  *              the change in a lower level dmap or dmap control page's
2478  *              maximum string of free blocks (i.e. a change in the root
2479  *              of the lower level object's dmtree) due to the allocation
2480  *              or deallocation of a range of blocks with a single dmap.
2481  *
2482  *              on entry, this routine is provided with the new value of
2483  *              the lower level dmap or dmap control page root and the
2484  *              starting block number of the block range whose allocation
2485  *              or deallocation resulted in the root change.  this range
2486  *              is respresented by a single leaf of the current dmapctl
2487  *              and the leaf will be updated with this value, possibly
2488  *              causing a binary buddy system within the leaves to be
2489  *              split or joined.  the update may also cause the dmapctl's
2490  *              dmtree to be updated.
2491  *
2492  *              if the adjustment of the dmap control page, itself, causes its
2493  *              root to change, this change will be bubbled up to the next dmap
2494  *              control level by a recursive call to this routine, specifying
2495  *              the new root value and the next dmap control page level to
2496  *              be adjusted.
2497  * PARAMETERS:
2498  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2499  *      blkno   -  the first block of a block range within a dmap.  it is
2500  *                 the allocation or deallocation of this block range that
2501  *                 requires the dmap control page to be adjusted.
2502  *      newval  -  the new value of the lower level dmap or dmap control
2503  *                 page root.
2504  *      alloc   -  'true' if adjustment is due to an allocation.
2505  *      level   -  current level of dmap control page (i.e. L0, L1, L2) to
2506  *                 be adjusted.
2507  *
2508  * RETURN VALUES:
2509  *      0       - success
2510  *      -EIO    - i/o error
2511  *
2512  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2513  */
2514 static int
2515 dbAdjCtl(struct bmap * bmp, s64 blkno, int newval, int alloc, int level)
2516 {
2517         struct metapage *mp;
2518         s8 oldroot;
2519         int oldval;
2520         s64 lblkno;
2521         struct dmapctl *dcp;
2522         int rc, leafno, ti;
2523
2524         /* get the buffer for the dmap control page for the specified
2525          * block number and control page level.
2526          */
2527         lblkno = BLKTOCTL(blkno, bmp->db_l2nbperpage, level);
2528         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
2529         if (mp == NULL)
2530                 return -EIO;
2531         dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
2532
2533         if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
2534                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "Corrupt dmapctl page\n");
2535                 release_metapage(mp);
2536                 return -EIO;
2537         }
2538
2539         /* determine the leaf number corresponding to the block and
2540          * the index within the dmap control tree.
2541          */
2542         leafno = BLKTOCTLLEAF(blkno, dcp->budmin);
2543         ti = leafno + le32_to_cpu(dcp->leafidx);
2544
2545         /* save the current leaf value and the current root level (i.e.
2546          * maximum l2 free string described by this dmapctl).
2547          */
2548         oldval = dcp->stree[ti];
2549         oldroot = dcp->stree[ROOT];
2550
2551         /* check if this is a control page update for an allocation.
2552          * if so, update the leaf to reflect the new leaf value using
2553          * dbSplit(); otherwise (deallocation), use dbJoin() to update
2554          * the leaf with the new value.  in addition to updating the
2555          * leaf, dbSplit() will also split the binary buddy system of
2556          * the leaves, if required, and bubble new values within the
2557          * dmapctl tree, if required.  similarly, dbJoin() will join
2558          * the binary buddy system of leaves and bubble new values up
2559          * the dmapctl tree as required by the new leaf value.
2560          */
2561         if (alloc) {
2562                 /* check if we are in the middle of a binary buddy
2563                  * system.  this happens when we are performing the
2564                  * first allocation out of an allocation group that
2565                  * is part (not the first part) of a larger binary
2566                  * buddy system.  if we are in the middle, back split
2567                  * the system prior to calling dbSplit() which assumes
2568                  * that it is at the front of a binary buddy system.
2569                  */
2570                 if (oldval == NOFREE) {
2571                         rc = dbBackSplit((dmtree_t *) dcp, leafno);
2572                         if (rc)
2573                                 return rc;
2574                         oldval = dcp->stree[ti];
2575                 }
2576                 dbSplit((dmtree_t *) dcp, leafno, dcp->budmin, newval);
2577         } else {
2578                 rc = dbJoin((dmtree_t *) dcp, leafno, newval);
2579                 if (rc)
2580                         return rc;
2581         }
2582
2583         /* check if the root of the current dmap control page changed due
2584          * to the update and if the current dmap control page is not at
2585          * the current top level (i.e. L0, L1, L2) of the map.  if so (i.e.
2586          * root changed and this is not the top level), call this routine
2587          * again (recursion) for the next higher level of the mapping to
2588          * reflect the change in root for the current dmap control page.
2589          */
2590         if (dcp->stree[ROOT] != oldroot) {
2591                 /* are we below the top level of the map.  if so,
2592                  * bubble the root up to the next higher level.
2593                  */
2594                 if (level < bmp->db_maxlevel) {
2595                         /* bubble up the new root of this dmap control page to
2596                          * the next level.
2597                          */
2598                         if ((rc =
2599                              dbAdjCtl(bmp, blkno, dcp->stree[ROOT], alloc,
2600                                       level + 1))) {
2601                                 /* something went wrong in bubbling up the new
2602                                  * root value, so backout the changes to the
2603                                  * current dmap control page.
2604                                  */
2605                                 if (alloc) {
2606                                         dbJoin((dmtree_t *) dcp, leafno,
2607                                                oldval);
2608                                 } else {
2609                                         /* the dbJoin() above might have
2610                                          * caused a larger binary buddy system
2611                                          * to form and we may now be in the
2612                                          * middle of it.  if this is the case,
2613                                          * back split the buddies.
2614                                          */
2615                                         if (dcp->stree[ti] == NOFREE)
2616                                                 dbBackSplit((dmtree_t *)
2617                                                             dcp, leafno);
2618                                         dbSplit((dmtree_t *) dcp, leafno,
2619                                                 dcp->budmin, oldval);
2620                                 }
2621
2622                                 /* release the buffer and return the error.
2623                                  */
2624                                 release_metapage(mp);
2625                                 return (rc);
2626                         }
2627                 } else {
2628                         /* we're at the top level of the map. update
2629                          * the bmap control page to reflect the size
2630                          * of the maximum free buddy system.
2631                          */
2632                         assert(level == bmp->db_maxlevel);
2633                         if (bmp->db_maxfreebud != oldroot) {
2634                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2635                                           "the maximum free buddy is not the old root\n");
2636                         }
2637                         bmp->db_maxfreebud = dcp->stree[ROOT];
2638                 }
2639         }
2640
2641         /* write the buffer.
2642          */
2643         write_metapage(mp);
2644
2645         return (0);
2646 }
2647
2648
2649 /*
2650  * NAME:        dbSplit()
2651  *
2652  * FUNCTION:    update the leaf of a dmtree with a new value, splitting
2653  *              the leaf from the binary buddy system of the dmtree's
2654  *              leaves, as required.
2655  *
2656  * PARAMETERS:
2657  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2658  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2659  *      splitsz - the size the binary buddy system starting at the leaf
2660  *                must be split to, specified as the log2 number of blocks.
2661  *      newval  - the new value for the leaf.
2662  *
2663  * RETURN VALUES: none
2664  *
2665  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2666  */
2667 static void dbSplit(dmtree_t * tp, int leafno, int splitsz, int newval)
2668 {
2669         int budsz;
2670         int cursz;
2671         s8 *leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2672
2673         /* check if the leaf needs to be split.
2674          */
2675         if (leaf[leafno] > tp->dmt_budmin) {
2676                 /* the split occurs by cutting the buddy system in half
2677                  * at the specified leaf until we reach the specified
2678                  * size.  pick up the starting split size (current size
2679                  * - 1 in l2) and the corresponding buddy size.
2680                  */
2681                 cursz = leaf[leafno] - 1;
2682                 budsz = BUDSIZE(cursz, tp->dmt_budmin);
2683
2684                 /* split until we reach the specified size.
2685                  */
2686                 while (cursz >= splitsz) {
2687                         /* update the buddy's leaf with its new value.
2688                          */
2689                         dbAdjTree(tp, leafno ^ budsz, cursz);
2690
2691                         /* on to the next size and buddy.
2692                          */
2693                         cursz -= 1;
2694                         budsz >>= 1;
2695                 }
2696         }
2697
2698         /* adjust the dmap tree to reflect the specified leaf's new
2699          * value.
2700          */
2701         dbAdjTree(tp, leafno, newval);
2702 }
2703
2704
2705 /*
2706  * NAME:        dbBackSplit()
2707  *
2708  * FUNCTION:    back split the binary buddy system of dmtree leaves
2709  *              that hold a specified leaf until the specified leaf
2710  *              starts its own binary buddy system.
2711  *
2712  *              the allocators typically perform allocations at the start
2713  *              of binary buddy systems and dbSplit() is used to accomplish
2714  *              any required splits.  in some cases, however, allocation
2715  *              may occur in the middle of a binary system and requires a
2716  *              back split, with the split proceeding out from the middle of
2717  *              the system (less efficient) rather than the start of the
2718  *              system (more efficient).  the cases in which a back split
2719  *              is required are rare and are limited to the first allocation
2720  *              within an allocation group which is a part (not first part)
2721  *              of a larger binary buddy system and a few exception cases
2722  *              in which a previous join operation must be backed out.
2723  *
2724  * PARAMETERS:
2725  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2726  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2727  *
2728  * RETURN VALUES: none
2729  *
2730  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2731  */
2732 static int dbBackSplit(dmtree_t * tp, int leafno)
2733 {
2734         int budsz, bud, w, bsz, size;
2735         int cursz;
2736         s8 *leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2737
2738         /* leaf should be part (not first part) of a binary
2739          * buddy system.
2740          */
2741         assert(leaf[leafno] == NOFREE);
2742
2743         /* the back split is accomplished by iteratively finding the leaf
2744          * that starts the buddy system that contains the specified leaf and
2745          * splitting that system in two.  this iteration continues until
2746          * the specified leaf becomes the start of a buddy system.
2747          *
2748          * determine maximum possible l2 size for the specified leaf.
2749          */
2750         size =
2751             LITOL2BSZ(leafno, le32_to_cpu(tp->dmt_l2nleafs),
2752                       tp->dmt_budmin);
2753
2754         /* determine the number of leaves covered by this size.  this
2755          * is the buddy size that we will start with as we search for
2756          * the buddy system that contains the specified leaf.
2757          */
2758         budsz = BUDSIZE(size, tp->dmt_budmin);
2759
2760         /* back split.
2761          */
2762         while (leaf[leafno] == NOFREE) {
2763                 /* find the leftmost buddy leaf.
2764                  */
2765                 for (w = leafno, bsz = budsz;; bsz <<= 1,
2766                      w = (w < bud) ? w : bud) {
2767                         if (bsz >= le32_to_cpu(tp->dmt_nleafs)) {
2768                                 jfs_err("JFS: block map error in dbBackSplit");
2769                                 return -EIO;
2770                         }
2771
2772                         /* determine the buddy.
2773                          */
2774                         bud = w ^ bsz;
2775
2776                         /* check if this buddy is the start of the system.
2777                          */
2778                         if (leaf[bud] != NOFREE) {
2779                                 /* split the leaf at the start of the
2780                                  * system in two.
2781                                  */
2782                                 cursz = leaf[bud] - 1;
2783                                 dbSplit(tp, bud, cursz, cursz);
2784                                 break;
2785                         }
2786                 }
2787         }
2788
2789         if (leaf[leafno] != size) {
2790                 jfs_err("JFS: wrong leaf value in dbBackSplit");
2791                 return -EIO;
2792         }
2793         return 0;
2794 }
2795
2796
2797 /*
2798  * NAME:        dbJoin()
2799  *
2800  * FUNCTION:    update the leaf of a dmtree with a new value, joining
2801  *              the leaf with other leaves of the dmtree into a multi-leaf
2802  *              binary buddy system, as required.
2803  *
2804  * PARAMETERS:
2805  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2806  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2807  *      newval  - the new value for the leaf.
2808  *
2809  * RETURN VALUES: none
2810  */
2811 static int dbJoin(dmtree_t * tp, int leafno, int newval)
2812 {
2813         int budsz, buddy;
2814         s8 *leaf;
2815
2816         /* can the new leaf value require a join with other leaves ?
2817          */
2818         if (newval >= tp->dmt_budmin) {
2819                 /* pickup a pointer to the leaves of the tree.
2820                  */
2821                 leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2822
2823                 /* try to join the specified leaf into a large binary
2824                  * buddy system.  the join proceeds by attempting to join
2825                  * the specified leafno with its buddy (leaf) at new value.
2826                  * if the join occurs, we attempt to join the left leaf
2827                  * of the joined buddies with its buddy at new value + 1.
2828                  * we continue to join until we find a buddy that cannot be
2829                  * joined (does not have a value equal to the size of the
2830                  * last join) or until all leaves have been joined into a
2831                  * single system.
2832                  *
2833                  * get the buddy size (number of words covered) of
2834                  * the new value.
2835                  */
2836                 budsz = BUDSIZE(newval, tp->dmt_budmin);
2837
2838                 /* try to join.
2839                  */
2840                 while (budsz < le32_to_cpu(tp->dmt_nleafs)) {
2841                         /* get the buddy leaf.
2842                          */
2843                         buddy = leafno ^ budsz;
2844
2845                         /* if the leaf's new value is greater than its
2846                          * buddy's value, we join no more.
2847                          */
2848                         if (newval > leaf[buddy])
2849                                 break;
2850
2851                         /* It shouldn't be less */
2852                         if (newval < leaf[buddy])
2853                                 return -EIO;
2854
2855                         /* check which (leafno or buddy) is the left buddy.
2856                          * the left buddy gets to claim the blocks resulting
2857                          * from the join while the right gets to claim none.
2858                          * the left buddy is also eligible to participate in
2859                          * a join at the next higher level while the right
2860                          * is not.
2861                          *
2862                          */
2863                         if (leafno < buddy) {
2864                                 /* leafno is the left buddy.
2865                                  */
2866                                 dbAdjTree(tp, buddy, NOFREE);
2867                         } else {
2868                                 /* buddy is the left buddy and becomes
2869                                  * leafno.
2870                                  */
2871                                 dbAdjTree(tp, leafno, NOFREE);
2872                                 leafno = buddy;
2873                         }
2874
2875                         /* on to try the next join.
2876                          */
2877                         newval += 1;
2878                         budsz <<= 1;
2879                 }
2880         }
2881
2882         /* update the leaf value.
2883          */
2884         dbAdjTree(tp, leafno, newval);
2885
2886         return 0;
2887 }
2888
2889
2890 /*
2891  * NAME:        dbAdjTree()
2892  *
2893  * FUNCTION:    update a leaf of a dmtree with a new value, adjusting
2894  *              the dmtree, as required, to reflect the new leaf value.
2895  *              the combination of any buddies must already be done before
2896  *              this is called.
2897  *
2898  * PARAMETERS:
2899  *      tp      - pointer to the tree to be adjusted.
2900  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2901  *      newval  - the new value for the leaf.
2902  *
2903  * RETURN VALUES: none
2904  */
2905 static void dbAdjTree(dmtree_t * tp, int leafno, int newval)
2906 {
2907         int lp, pp, k;
2908         int max;
2909
2910         /* pick up the index of the leaf for this leafno.
2911          */
2912         lp = leafno + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2913
2914         /* is the current value the same as the old value ?  if so,
2915          * there is nothing to do.
2916          */
2917         if (tp->dmt_stree[lp] == newval)
2918                 return;
2919
2920         /* set the new value.
2921          */
2922         tp->dmt_stree[lp] = newval;
2923
2924         /* bubble the new value up the tree as required.
2925          */
2926         for (k = 0; k < le32_to_cpu(tp->dmt_height); k++) {
2927                 /* get the index of the first leaf of the 4 leaf
2928                  * group containing the specified leaf (leafno).
2929                  */
2930                 lp = ((lp - 1) & ~0x03) + 1;
2931
2932                 /* get the index of the parent of this 4 leaf group.
2933                  */
2934                 pp = (lp - 1) >> 2;
2935
2936                 /* determine the maximum of the 4 leaves.
2937                  */
2938                 max = TREEMAX(&tp->dmt_stree[lp]);
2939
2940                 /* if the maximum of the 4 is the same as the
2941                  * parent's value, we're done.
2942                  */
2943                 if (tp->dmt_stree[pp] == max)
2944                         break;
2945
2946                 /* parent gets new value.
2947                  */
2948                 tp->dmt_stree[pp] = max;
2949
2950                 /* parent becomes leaf for next go-round.
2951                  */
2952                 lp = pp;
2953         }
2954 }
2955
2956
2957 /*
2958  * NAME:        dbFindLeaf()
2959  *
2960  * FUNCTION:    search a dmtree_t for sufficient free blocks, returning
2961  *              the index of a leaf describing the free blocks if
2962  *              sufficient free blocks are found.
2963  *
2964  *              the search starts at the top of the dmtree_t tree and
2965  *              proceeds down the tree to the leftmost leaf with sufficient
2966  *              free space.
2967  *
2968  * PARAMETERS:
2969  *      tp      - pointer to the tree to be searched.
2970  *      l2nb    - log2 number of free blocks to search for.
2971  *      leafidx - return pointer to be set to the index of the leaf
2972  *                describing at least l2nb free blocks if sufficient
2973  *                free blocks are found.
2974  *
2975  * RETURN VALUES:
2976  *      0       - success
2977  *      -ENOSPC - insufficient free blocks.
2978  */
2979 static int dbFindLeaf(dmtree_t * tp, int l2nb, int *leafidx)
2980 {
2981         int ti, n = 0, k, x = 0;
2982
2983         /* first check the root of the tree to see if there is
2984          * sufficient free space.
2985          */
2986         if (l2nb > tp->dmt_stree[ROOT])
2987                 return -ENOSPC;
2988
2989         /* sufficient free space available. now search down the tree
2990          * starting at the next level for the leftmost leaf that
2991          * describes sufficient free space.
2992          */
2993         for (k = le32_to_cpu(tp->dmt_height), ti = 1;
2994              k > 0; k--, ti = ((ti + n) << 2) + 1) {
2995                 /* search the four nodes at this level, starting from
2996                  * the left.
2997                  */
2998                 for (x = ti, n = 0; n < 4; n++) {
2999                         /* sufficient free space found.  move to the next
3000                          * level (or quit if this is the last level).
3001                          */
3002                         if (l2nb <= tp->dmt_stree[x + n])
3003                                 break;
3004                 }
3005
3006                 /* better have found something since the higher
3007                  * levels of the tree said it was here.
3008                  */
3009                 assert(n < 4);
3010         }
3011
3012         /* set the return to the leftmost leaf describing sufficient
3013          * free space.
3014          */
3015         *leafidx = x + n - le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
3016
3017         return (0);
3018 }
3019
3020
3021 /*
3022  * NAME:        dbFindBits()
3023  *
3024  * FUNCTION:    find a specified number of binary buddy free bits within a
3025  *              dmap bitmap word value.
3026  *
3027  *              this routine searches the bitmap value for (1 << l2nb) free
3028  *              bits at (1 << l2nb) alignments within the value.
3029  *
3030  * PARAMETERS:
3031  *      word    -  dmap bitmap word value.
3032  *      l2nb    -  number of free bits specified as a log2 number.
3033  *
3034  * RETURN VALUES:
3035  *      starting bit number of free bits.
3036  */
3037 static int dbFindBits(u32 word, int l2nb)
3038 {
3039         int bitno, nb;
3040         u32 mask;
3041
3042         /* get the number of bits.
3043          */
3044         nb = 1 << l2nb;
3045         assert(nb <= DBWORD);
3046
3047         /* complement the word so we can use a mask (i.e. 0s represent
3048          * free bits) and compute the mask.
3049          */
3050         word = ~word;
3051         mask = ONES << (DBWORD - nb);
3052
3053         /* scan the word for nb free bits at nb alignments.
3054          */
3055         for (bitno = 0; mask != 0; bitno += nb, mask >>= nb) {
3056                 if ((mask & word) == mask)
3057                         break;
3058         }
3059
3060         ASSERT(bitno < 32);
3061
3062         /* return the bit number.
3063          */
3064         return (bitno);
3065 }
3066
3067
3068 /*
3069  * NAME:        dbMaxBud(u8 *cp)
3070  *
3071  * FUNCTION:    determine the largest binary buddy string of free
3072  *              bits within 32-bits of the map.
3073  *
3074  * PARAMETERS:
3075  *      cp      -  pointer to the 32-bit value.
3076  *
3077  * RETURN VALUES:
3078  *      largest binary buddy of free bits within a dmap word.
3079  */
3080 static int dbMaxBud(u8 * cp)
3081 {
3082         signed char tmp1, tmp2;
3083
3084         /* check if the wmap word is all free. if so, the
3085          * free buddy size is BUDMIN.
3086          */
3087         if (*((uint *) cp) == 0)
3088                 return (BUDMIN);
3089
3090         /* check if the wmap word is half free. if so, the
3091          * free buddy size is BUDMIN-1.
3092          */
3093         if (*((u16 *) cp) == 0 || *((u16 *) cp + 1) == 0)
3094                 return (BUDMIN - 1);
3095
3096         /* not all free or half free. determine the free buddy
3097          * size thru table lookup using quarters of the wmap word.
3098          */
3099         tmp1 = max(budtab[cp[2]], budtab[cp[3]]);
3100         tmp2 = max(budtab[cp[0]], budtab[cp[1]]);
3101         return (max(tmp1, tmp2));
3102 }
3103
3104
3105 /*
3106  * NAME:        cnttz(uint word)
3107  *
3108  * FUNCTION:    determine the number of trailing zeros within a 32-bit
3109  *              value.
3110  *
3111  * PARAMETERS:
3112  *      value   -  32-bit value to be examined.
3113  *
3114  * RETURN VALUES:
3115  *      count of trailing zeros
3116  */
3117 static int cnttz(u32 word)
3118 {
3119         int n;
3120
3121         for (n = 0; n < 32; n++, word >>= 1) {
3122                 if (word & 0x01)
3123                         break;
3124         }
3125
3126         return (n);
3127 }
3128
3129
3130 /*
3131  * NAME:        cntlz(u32 value)
3132  *
3133  * FUNCTION:    determine the number of leading zeros within a 32-bit
3134  *              value.
3135  *
3136  * PARAMETERS:
3137  *      value   -  32-bit value to be examined.
3138  *
3139  * RETURN VALUES:
3140  *      count of leading zeros
3141  */
3142 static int cntlz(u32 value)
3143 {
3144         int n;
3145
3146         for (n = 0; n < 32; n++, value <<= 1) {
3147                 if (value & HIGHORDER)
3148                         break;
3149         }
3150         return (n);
3151 }
3152
3153
3154 /*
3155  * NAME:        blkstol2(s64 nb)
3156  *
3157  * FUNCTION:    convert a block count to its log2 value. if the block
3158  *              count is not a l2 multiple, it is rounded up to the next
3159  *              larger l2 multiple.
3160  *
3161  * PARAMETERS:
3162  *      nb      -  number of blocks
3163  *
3164  * RETURN VALUES:
3165  *      log2 number of blocks
3166  */
3167 static int blkstol2(s64 nb)
3168 {
3169         int l2nb;
3170         s64 mask;               /* meant to be signed */
3171
3172         mask = (s64) 1 << (64 - 1);
3173
3174         /* count the leading bits.
3175          */
3176         for (l2nb = 0; l2nb < 64; l2nb++, mask >>= 1) {
3177                 /* leading bit found.
3178                  */
3179                 if (nb & mask) {
3180                         /* determine the l2 value.
3181                          */
3182                         l2nb = (64 - 1) - l2nb;
3183
3184                         /* check if we need to round up.
3185                          */
3186                         if (~mask & nb)
3187                                 l2nb++;
3188
3189                         return (l2nb);
3190                 }
3191         }
3192         assert(0);
3193         return 0;               /* fix compiler warning */
3194 }
3195
3196
3197 /*
3198  * NAME:        dbAllocBottomUp()
3199  *
3200  * FUNCTION:    alloc the specified block range from the working block
3201  *              allocation map.
3202  *
3203  *              the blocks will be alloc from the working map one dmap
3204  *              at a time.
3205  *
3206  * PARAMETERS:
3207  *      ip      -  pointer to in-core inode;
3208  *      blkno   -  starting block number to be freed.
3209  *      nblocks -  number of blocks to be freed.
3210  *
3211  * RETURN VALUES:
3212  *      0       - success
3213  *      -EIO    - i/o error
3214  */
3215 int dbAllocBottomUp(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks)
3216 {
3217         struct metapage *mp;
3218         struct dmap *dp;
3219         int nb, rc;
3220         s64 lblkno, rem;
3221         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
3222         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
3223
3224         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
3225
3226         /* block to be allocated better be within the mapsize. */
3227         ASSERT(nblocks <= bmp->db_mapsize - blkno);
3228
3229         /*
3230          * allocate the blocks a dmap at a time.
3231          */
3232         mp = NULL;
3233         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nb, blkno += nb) {
3234                 /* release previous dmap if any */
3235                 if (mp) {
3236                         write_metapage(mp);
3237                 }
3238
3239                 /* get the buffer for the current dmap. */
3240                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
3241                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
3242                 if (mp == NULL) {
3243                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3244                         return -EIO;
3245                 }
3246                 dp = (struct dmap *) mp->data;
3247
3248                 /* determine the number of blocks to be allocated from
3249                  * this dmap.
3250                  */
3251                 nb = min(rem, BPERDMAP - (blkno & (BPERDMAP - 1)));
3252
3253                 /* allocate the blocks. */
3254                 if ((rc = dbAllocDmapBU(bmp, dp, blkno, nb))) {
3255                         release_metapage(mp);
3256                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3257                         return (rc);
3258                 }
3259         }
3260
3261         /* write the last buffer. */
3262         write_metapage(mp);
3263
3264         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3265
3266         return (0);
3267 }
3268
3269
3270 static int dbAllocDmapBU(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
3271                          int nblocks)
3272 {
3273         int rc;
3274         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, agno;
3275         s8 oldroot;
3276         struct dmaptree *tp = (struct dmaptree *) & dp->tree;
3277
3278         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
3279          * of the dmap tree.
3280          */
3281         oldroot = tp->stree[ROOT];
3282
3283         /* determine the bit number and word within the dmap of the
3284          * starting block.
3285          */
3286         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
3287         word = dbitno >> L2DBWORD;
3288
3289         /* block range better be within the dmap */
3290         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
3291
3292         /* allocate the bits of the dmap's words corresponding to the block
3293          * range. not all bits of the first and last words may be contained
3294          * within the block range.  if this is the case, we'll work against
3295          * those words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
3296          * (a single pass), allocating the bits of interest by hand and
3297          * updating the leaf corresponding to the dmap word. a single pass
3298          * will be used for all dmap words fully contained within the
3299          * specified range.  within this pass, the bits of all fully contained
3300          * dmap words will be marked as free in a single shot and the leaves
3301          * will be updated. a single leaf may describe the free space of
3302          * multiple dmap words, so we may update only a subset of the actual
3303          * leaves corresponding to the dmap words of the block range.
3304          */
3305         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
3306                 /* determine the bit number within the word and
3307                  * the number of bits within the word.
3308                  */
3309                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
3310                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
3311
3312                 /* check if only part of a word is to be allocated.
3313                  */
3314                 if (nb < DBWORD) {
3315                         /* allocate (set to 1) the appropriate bits within
3316                          * this dmap word.
3317                          */
3318                         dp->wmap[word] |= cpu_to_le32(ONES << (DBWORD - nb)
3319                                                       >> wbitno);
3320
3321                         word++;
3322                 } else {
3323                         /* one or more dmap words are fully contained
3324                          * within the block range.  determine how many
3325                          * words and allocate (set to 1) the bits of these
3326                          * words.
3327                          */
3328                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
3329                         memset(&dp->wmap[word], (int) ONES, nwords * 4);
3330
3331                         /* determine how many bits */
3332                         nb = nwords << L2DBWORD;
3333                         word += nwords;
3334                 }
3335         }
3336
3337         /* update the free count for this dmap */
3338         le32_add_cpu(&dp->nfree, -nblocks);
3339
3340         /* reconstruct summary tree */
3341         dbInitDmapTree(dp);
3342
3343         BMAP_LOCK(bmp);
3344
3345         /* if this allocation group is completely free,
3346          * update the highest active allocation group number
3347          * if this allocation group is the new max.
3348          */
3349         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
3350         if (agno > bmp->db_maxag)
3351                 bmp->db_maxag = agno;
3352
3353         /* update the free count for the allocation group and map */
3354         bmp->db_agfree[agno] -= nblocks;
3355         bmp->db_nfree -= nblocks;
3356
3357         BMAP_UNLOCK(bmp);
3358
3359         /* if the root has not changed, done. */
3360         if (tp->stree[ROOT] == oldroot)
3361                 return (0);
3362
3363         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
3364          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
3365          * backout the bit allocation (thus making everything consistent).
3366          */
3367         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, tp->stree[ROOT], 1, 0)))
3368                 dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
3369
3370         return (rc);
3371 }
3372
3373
3374 /*
3375  * NAME:        dbExtendFS()
3376  *
3377  * FUNCTION:    extend bmap from blkno for nblocks;
3378  *              dbExtendFS() updates bmap ready for dbAllocBottomUp();
3379  *
3380  * L2
3381  *  |
3382  *   L1---------------------------------L1
3383  *    |                                  |
3384  *     L0---------L0---------L0           L0---------L0---------L0
3385  *      |          |          |            |          |          |
3386  *       d0,...,dn  d0,...,dn  d0,...,dn    d0,...,dn  d0,...,dn  d0,.,dm;
3387  * L2L1L0d0,...,dnL0d0,...,dnL0d0,...,dnL1L0d0,...,dnL0d0,...,dnL0d0,..dm
3388  *
3389  * <---old---><----------------------------extend----------------------->
3390  */
3391 int dbExtendFS(struct inode *ipbmap, s64 blkno, s64 nblocks)
3392 {
3393         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ipbmap->i_sb);
3394         int nbperpage = sbi->nbperpage;
3395         int i, i0 = true, j, j0 = true, k, n;
3396         s64 newsize;
3397         s64 p;
3398         struct metapage *mp, *l2mp, *l1mp = NULL, *l0mp = NULL;
3399         struct dmapctl *l2dcp, *l1dcp, *l0dcp;
3400         struct dmap *dp;
3401         s8 *l0leaf, *l1leaf, *l2leaf;
3402         struct bmap *bmp = sbi->bmap;
3403         int agno, l2agsize, oldl2agsize;
3404         s64 ag_rem;
3405
3406         newsize = blkno + nblocks;
3407
3408         jfs_info("dbExtendFS: blkno:%Ld nblocks:%Ld newsize:%Ld",
3409                  (long long) blkno, (long long) nblocks, (long long) newsize);
3410
3411         /*
3412          *      initialize bmap control page.
3413          *
3414          * all the data in bmap control page should exclude
3415          * the mkfs hidden dmap page.
3416          */
3417
3418         /* update mapsize */
3419         bmp->db_mapsize = newsize;
3420         bmp->db_maxlevel = BMAPSZTOLEV(bmp->db_mapsize);
3421
3422         /* compute new AG size */
3423         l2agsize = dbGetL2AGSize(newsize);
3424         oldl2agsize = bmp->db_agl2size;
3425
3426         bmp->db_agl2size = l2agsize;
3427         bmp->db_agsize = 1 << l2agsize;
3428
3429         /* compute new number of AG */
3430         agno = bmp->db_numag;
3431         bmp->db_numag = newsize >> l2agsize;
3432         bmp->db_numag += ((u32) newsize % (u32) bmp->db_agsize) ? 1 : 0;
3433
3434         /*
3435          *      reconfigure db_agfree[]
3436          * from old AG configuration to new AG configuration;
3437          *
3438          * coalesce contiguous k (newAGSize/oldAGSize) AGs;
3439          * i.e., (AGi, ..., AGj) where i = k*n and j = k*(n+1) - 1 to AGn;
3440          * note: new AG size = old AG size * (2**x).
3441          */
3442         if (l2agsize == oldl2agsize)
3443                 goto extend;
3444         k = 1 << (l2agsize - oldl2agsize);
3445         ag_rem = bmp->db_agfree[0];     /* save agfree[0] */
3446         for (i = 0, n = 0; i < agno; n++) {
3447                 bmp->db_agfree[n] = 0;  /* init collection point */
3448
3449                 /* coalesce contiguous k AGs; */
3450                 for (j = 0; j < k && i < agno; j++, i++) {
3451                         /* merge AGi to AGn */
3452                         bmp->db_agfree[n] += bmp->db_agfree[i];
3453                 }
3454         }
3455         bmp->db_agfree[0] += ag_rem;    /* restore agfree[0] */
3456
3457         for (; n < MAXAG; n++)
3458                 bmp->db_agfree[n] = 0;
3459
3460         /*
3461          * update highest active ag number
3462          */
3463
3464         bmp->db_maxag = bmp->db_maxag / k;
3465
3466         /*
3467          *      extend bmap
3468          *
3469          * update bit maps and corresponding level control pages;
3470          * global control page db_nfree, db_agfree[agno], db_maxfreebud;
3471          */
3472       extend:
3473         /* get L2 page */
3474         p = BMAPBLKNO + nbperpage;      /* L2 page */
3475         l2mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3476         if (!l2mp) {
3477                 jfs_error(ipbmap->i_sb, "L2 page could not be read\n");
3478                 return -EIO;
3479         }
3480         l2dcp = (struct dmapctl *) l2mp->data;
3481
3482         /* compute start L1 */
3483         k = blkno >> L2MAXL1SIZE;
3484         l2leaf = l2dcp->stree + CTLLEAFIND + k;
3485         p = BLKTOL1(blkno, sbi->l2nbperpage);   /* L1 page */
3486
3487         /*
3488          * extend each L1 in L2
3489          */
3490         for (; k < LPERCTL; k++, p += nbperpage) {
3491                 /* get L1 page */
3492                 if (j0) {
3493                         /* read in L1 page: (blkno & (MAXL1SIZE - 1)) */
3494                         l1mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3495                         if (l1mp == NULL)
3496                                 goto errout;
3497                         l1dcp = (struct dmapctl *) l1mp->data;
3498
3499                         /* compute start L0 */
3500                         j = (blkno & (MAXL1SIZE - 1)) >> L2MAXL0SIZE;
3501                         l1leaf = l1dcp->stree + CTLLEAFIND + j;
3502                         p = BLKTOL0(blkno, sbi->l2nbperpage);
3503                         j0 = false;
3504                 } else {
3505                         /* assign/init L1 page */
3506                         l1mp = get_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3507                         if (l1mp == NULL)
3508                                 goto errout;
3509
3510                         l1dcp = (struct dmapctl *) l1mp->data;
3511
3512                         /* compute start L0 */
3513                         j = 0;
3514                         l1leaf = l1dcp->stree + CTLLEAFIND;
3515                         p += nbperpage; /* 1st L0 of L1.k */
3516                 }
3517
3518                 /*
3519                  * extend each L0 in L1
3520                  */
3521                 for (; j < LPERCTL; j++) {
3522                         /* get L0 page */
3523                         if (i0) {
3524                                 /* read in L0 page: (blkno & (MAXL0SIZE - 1)) */
3525
3526                                 l0mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3527                                 if (l0mp == NULL)
3528                                         goto errout;
3529                                 l0dcp = (struct dmapctl *) l0mp->data;
3530
3531                                 /* compute start dmap */
3532                                 i = (blkno & (MAXL0SIZE - 1)) >>
3533                                     L2BPERDMAP;
3534                                 l0leaf = l0dcp->stree + CTLLEAFIND + i;
3535                                 p = BLKTODMAP(blkno,
3536                                               sbi->l2nbperpage);
3537                                 i0 = false;
3538                         } else {
3539                                 /* assign/init L0 page */
3540                                 l0mp = get_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3541                                 if (l0mp == NULL)
3542                                         goto errout;
3543
3544                                 l0dcp = (struct dmapctl *) l0mp->data;
3545
3546                                 /* compute start dmap */
3547                                 i = 0;
3548                                 l0leaf = l0dcp->stree + CTLLEAFIND;
3549                                 p += nbperpage; /* 1st dmap of L0.j */
3550                         }
3551
3552                         /*
3553                          * extend each dmap in L0
3554                          */
3555                         for (; i < LPERCTL; i++) {
3556                                 /*
3557                                  * reconstruct the dmap page, and
3558                                  * initialize corresponding parent L0 leaf
3559                                  */
3560                                 if ((n = blkno & (BPERDMAP - 1))) {
3561                                         /* read in dmap page: */
3562                                         mp = read_metapage(ipbmap, p,
3563                                                            PSIZE, 0);
3564                                         if (mp == NULL)
3565                                                 goto errout;
3566                                         n = min(nblocks, (s64)BPERDMAP - n);
3567                                 } else {
3568                                         /* assign/init dmap page */
3569                                         mp = read_metapage(ipbmap, p,
3570                                                            PSIZE, 0);
3571                                         if (mp == NULL)
3572                                                 goto errout;
3573
3574                                         n = min_t(s64, nblocks, BPERDMAP);
3575                                 }
3576
3577                                 dp = (struct dmap *) mp->data;
3578                                 *l0leaf = dbInitDmap(dp, blkno, n);
3579
3580                                 bmp->db_nfree += n;
3581                                 agno = le64_to_cpu(dp->start) >> l2agsize;
3582                                 bmp->db_agfree[agno] += n;
3583
3584                                 write_metapage(mp);
3585
3586                                 l0leaf++;
3587                                 p += nbperpage;
3588
3589                                 blkno += n;
3590                                 nblocks -= n;
3591                                 if (nblocks == 0)
3592                                         break;
3593                         }       /* for each dmap in a L0 */
3594
3595                         /*
3596                          * build current L0 page from its leaves, and
3597                          * initialize corresponding parent L1 leaf
3598                          */
3599                         *l1leaf = dbInitDmapCtl(l0dcp, 0, ++i);
3600                         write_metapage(l0mp);
3601                         l0mp = NULL;
3602
3603                         if (nblocks)
3604                                 l1leaf++;       /* continue for next L0 */
3605                         else {
3606                                 /* more than 1 L0 ? */
3607                                 if (j > 0)
3608                                         break;  /* build L1 page */
3609                                 else {
3610                                         /* summarize in global bmap page */
3611                                         bmp->db_maxfreebud = *l1leaf;
3612                                         release_metapage(l1mp);
3613                                         release_metapage(l2mp);
3614                                         goto finalize;
3615                                 }
3616                         }
3617                 }               /* for each L0 in a L1 */
3618
3619                 /*
3620                  * build current L1 page from its leaves, and
3621                  * initialize corresponding parent L2 leaf
3622                  */
3623                 *l2leaf = dbInitDmapCtl(l1dcp, 1, ++j);
3624                 write_metapage(l1mp);
3625                 l1mp = NULL;
3626
3627                 if (nblocks)
3628                         l2leaf++;       /* continue for next L1 */
3629                 else {
3630                         /* more than 1 L1 ? */
3631                         if (k > 0)
3632                                 break;  /* build L2 page */
3633                         else {
3634                                 /* summarize in global bmap page */
3635                                 bmp->db_maxfreebud = *l2leaf;
3636                                 release_metapage(l2mp);
3637                                 goto finalize;
3638                         }
3639                 }
3640         }                       /* for each L1 in a L2 */
3641
3642         jfs_error(ipbmap->i_sb, "function has not returned as expected\n");
3643 errout:
3644         if (l0mp)
3645                 release_metapage(l0mp);
3646         if (l1mp)
3647                 release_metapage(l1mp);
3648         release_metapage(l2mp);
3649         return -EIO;
3650
3651         /*
3652          *      finalize bmap control page
3653          */
3654 finalize:
3655
3656         return 0;
3657 }
3658
3659
3660 /*
3661  *      dbFinalizeBmap()
3662  */
3663 void dbFinalizeBmap(struct inode *ipbmap)
3664 {
3665         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
3666         int actags, inactags, l2nl;
3667         s64 ag_rem, actfree, inactfree, avgfree;
3668         int i, n;
3669
3670         /*
3671          *      finalize bmap control page
3672          */
3673 //finalize:
3674         /*
3675          * compute db_agpref: preferred ag to allocate from
3676          * (the leftmost ag with average free space in it);
3677          */
3678 //agpref:
3679         /* get the number of active ags and inacitve ags */
3680         actags = bmp->db_maxag + 1;
3681         inactags = bmp->db_numag - actags;
3682         ag_rem = bmp->db_mapsize & (bmp->db_agsize - 1);        /* ??? */
3683
3684         /* determine how many blocks are in the inactive allocation
3685          * groups. in doing this, we must account for the fact that
3686          * the rightmost group might be a partial group (i.e. file
3687          * system size is not a multiple of the group size).
3688          */
3689         inactfree = (inactags && ag_rem) ?
3690             ((inactags - 1) << bmp->db_agl2size) + ag_rem
3691             : inactags << bmp->db_agl2size;
3692
3693         /* determine how many free blocks are in the active
3694          * allocation groups plus the average number of free blocks
3695          * within the active ags.
3696          */
3697         actfree = bmp->db_nfree - inactfree;
3698         avgfree = (u32) actfree / (u32) actags;
3699
3700         /* if the preferred allocation group has not average free space.
3701          * re-establish the preferred group as the leftmost
3702          * group with average free space.
3703          */
3704         if (bmp->db_agfree[bmp->db_agpref] < avgfree) {
3705                 for (bmp->db_agpref = 0; bmp->db_agpref < actags;
3706                      bmp->db_agpref++) {
3707                         if (bmp->db_agfree[bmp->db_agpref] >= avgfree)
3708                                 break;
3709                 }
3710                 if (bmp->db_agpref >= bmp->db_numag) {
3711                         jfs_error(ipbmap->i_sb,
3712                                   "cannot find ag with average freespace\n");
3713                 }
3714         }
3715
3716         /*
3717          * compute db_aglevel, db_agheight, db_width, db_agstart:
3718          * an ag is covered in aglevel dmapctl summary tree,
3719          * at agheight level height (from leaf) with agwidth number of nodes
3720          * each, which starts at agstart index node of the smmary tree node
3721          * array;
3722          */
3723         bmp->db_aglevel = BMAPSZTOLEV(bmp->db_agsize);
3724         l2nl =
3725             bmp->db_agl2size - (L2BPERDMAP + bmp->db_aglevel * L2LPERCTL);
3726         bmp->db_agheight = l2nl >> 1;
3727         bmp->db_agwidth = 1 << (l2nl - (bmp->db_agheight << 1));
3728         for (i = 5 - bmp->db_agheight, bmp->db_agstart = 0, n = 1; i > 0;
3729              i--) {
3730                 bmp->db_agstart += n;
3731                 n <<= 2;
3732         }
3733
3734 }
3735
3736
3737 /*
3738  * NAME:        dbInitDmap()/ujfs_idmap_page()
3739  *
3740  * FUNCTION:    initialize working/persistent bitmap of the dmap page
3741  *              for the specified number of blocks:
3742  *
3743  *              at entry, the bitmaps had been initialized as free (ZEROS);
3744  *              The number of blocks will only account for the actually
3745  *              existing blocks. Blocks which don't actually exist in
3746  *              the aggregate will be marked as allocated (ONES);
3747  *
3748  * PARAMETERS:
3749  *      dp      - pointer to page of map
3750  *      nblocks - number of blocks this page
3751  *
3752  * RETURNS: NONE
3753  */
3754 static int dbInitDmap(struct dmap * dp, s64 Blkno, int nblocks)
3755 {
3756         int blkno, w, b, r, nw, nb, i;
3757
3758         /* starting block number within the dmap */
3759         blkno = Blkno & (BPERDMAP - 1);
3760
3761         if (blkno == 0) {
3762                 dp->nblocks = dp->nfree = cpu_to_le32(nblocks);
3763                 dp->start = cpu_to_le64(Blkno);
3764
3765                 if (nblocks == BPERDMAP) {
3766                         memset(&dp->wmap[0], 0, LPERDMAP * 4);
3767                         memset(&dp->pmap[0], 0, LPERDMAP * 4);
3768                         goto initTree;
3769                 }
3770         } else {
3771                 le32_add_cpu(&dp->nblocks, nblocks);
3772                 le32_add_cpu(&dp->nfree, nblocks);
3773         }
3774
3775         /* word number containing start block number */
3776         w = blkno >> L2DBWORD;
3777
3778         /*
3779          * free the bits corresponding to the block range (ZEROS):
3780          * note: not all bits of the first and last words may be contained
3781          * within the block range.
3782          */
3783         for (r = nblocks; r > 0; r -= nb, blkno += nb) {
3784                 /* number of bits preceding range to be freed in the word */
3785                 b = blkno & (DBWORD - 1);
3786                 /* number of bits to free in the word */
3787                 nb = min(r, DBWORD - b);
3788
3789                 /* is partial word to be freed ? */
3790                 if (nb < DBWORD) {
3791                         /* free (set to 0) from the bitmap word */
3792                         dp->wmap[w] &= cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
3793                                                      >> b));
3794                         dp->pmap[w] &= cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
3795                                                      >> b));
3796
3797                         /* skip the word freed */
3798                         w++;
3799                 } else {
3800                         /* free (set to 0) contiguous bitmap words */
3801                         nw = r >> L2DBWORD;
3802                         memset(&dp->wmap[w], 0, nw * 4);
3803                         memset(&dp->pmap[w], 0, nw * 4);
3804
3805                         /* skip the words freed */
3806                         nb = nw << L2DBWORD;
3807                         w += nw;
3808                 }
3809         }
3810
3811         /*
3812          * mark bits following the range to be freed (non-existing
3813          * blocks) as allocated (ONES)
3814          */
3815
3816         if (blkno == BPERDMAP)
3817                 goto initTree;
3818
3819         /* the first word beyond the end of existing blocks */
3820         w = blkno >> L2DBWORD;
3821
3822         /* does nblocks fall on a 32-bit boundary ? */
3823         b = blkno & (DBWORD - 1);
3824         if (b) {
3825                 /* mark a partial word allocated */
3826                 dp->wmap[w] = dp->pmap[w] = cpu_to_le32(ONES >> b);
3827                 w++;
3828         }
3829
3830         /* set the rest of the words in the page to allocated (ONES) */
3831         for (i = w; i < LPERDMAP; i++)
3832                 dp->pmap[i] = dp->wmap[i] = cpu_to_le32(ONES);
3833
3834         /*
3835          * init tree
3836          */
3837       initTree:
3838         return (dbInitDmapTree(dp));
3839 }
3840
3841
3842 /*
3843  * NAME:        dbInitDmapTree()/ujfs_complete_dmap()
3844  *
3845  * FUNCTION:    initialize summary tree of the specified dmap:
3846  *
3847  *              at entry, bitmap of the dmap has been initialized;
3848  *
3849  * PARAMETERS:
3850  *      dp      - dmap to complete
3851  *      blkno   - starting block number for this dmap
3852  *      treemax - will be filled in with max free for this dmap
3853  *
3854  * RETURNS:     max free string at the root of the tree
3855  */
3856 static int dbInitDmapTree(struct dmap * dp)
3857 {
3858         struct dmaptree *tp;
3859         s8 *cp;
3860         int i;
3861
3862         /* init fixed info of tree */
3863         tp = &dp->tree;
3864         tp->nleafs = cpu_to_le32(LPERDMAP);
3865         tp->l2nleafs = cpu_to_le32(L2LPERDMAP);
3866         tp->leafidx = cpu_to_le32(LEAFIND);
3867         tp->height = cpu_to_le32(4);
3868         tp->budmin = BUDMIN;
3869
3870         /* init each leaf from corresponding wmap word:
3871          * note: leaf is set to NOFREE(-1) if all blocks of corresponding
3872          * bitmap word are allocated.
3873          */
3874         cp = tp->stree + le32_to_cpu(tp->leafidx);
3875         for (i = 0; i < LPERDMAP; i++)
3876                 *cp++ = dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[i]);
3877
3878         /* build the dmap's binary buddy summary tree */
3879         return (dbInitTree(tp));
3880 }
3881
3882
3883 /*
3884  * NAME:        dbInitTree()/ujfs_adjtree()
3885  *
3886  * FUNCTION:    initialize binary buddy summary tree of a dmap or dmapctl.
3887  *
3888  *              at entry, the leaves of the tree has been initialized
3889  *              from corresponding bitmap word or root of summary tree
3890  *              of the child control page;
3891  *              configure binary buddy system at the leaf level, then
3892  *              bubble up the values of the leaf nodes up the tree.
3893  *
3894  * PARAMETERS:
3895  *      cp      - Pointer to the root of the tree
3896  *      l2leaves- Number of leaf nodes as a power of 2
3897  *      l2min   - Number of blocks that can be covered by a leaf
3898  *                as a power of 2
3899  *
3900  * RETURNS: max free string at the root of the tree
3901  */
3902 static int dbInitTree(struct dmaptree * dtp)
3903 {
3904         int l2max, l2free, bsize, nextb, i;
3905         int child, parent, nparent;
3906         s8 *tp, *cp, *cp1;
3907
3908         tp = dtp->stree;
3909
3910         /* Determine the maximum free string possible for the leaves */
3911         l2max = le32_to_cpu(dtp->l2nleafs) + dtp->budmin;
3912
3913         /*
3914          * configure the leaf levevl into binary buddy system
3915          *
3916          * Try to combine buddies starting with a buddy size of 1
3917          * (i.e. two leaves). At a buddy size of 1 two buddy leaves
3918          * can be combined if both buddies have a maximum free of l2min;
3919          * the combination will result in the left-most buddy leaf having
3920          * a maximum free of l2min+1.
3921          * After processing all buddies for a given size, process buddies
3922          * at the next higher buddy size (i.e. current size * 2) and
3923          * the next maximum free (current free + 1).
3924          * This continues until the maximum possible buddy combination
3925          * yields maximum free.
3926          */
3927         for (l2free = dtp->budmin, bsize = 1; l2free < l2max;
3928              l2free++, bsize = nextb) {
3929                 /* get next buddy size == current buddy pair size */
3930                 nextb = bsize << 1;
3931
3932                 /* scan each adjacent buddy pair at current buddy size */
3933                 for (i = 0, cp = tp + le32_to_cpu(dtp->leafidx);
3934                      i < le32_to_cpu(dtp->nleafs);
3935                      i += nextb, cp += nextb) {
3936                         /* coalesce if both adjacent buddies are max free */
3937                         if (*cp == l2free && *(cp + bsize) == l2free) {
3938                                 *cp = l2free + 1;       /* left take right */
3939                                 *(cp + bsize) = -1;     /* right give left */
3940                         }
3941                 }
3942         }
3943
3944         /*
3945          * bubble summary information of leaves up the tree.
3946          *
3947          * Starting at the leaf node level, the four nodes described by
3948          * the higher level parent node are compared for a maximum free and
3949          * this maximum becomes the value of the parent node.
3950          * when all lower level nodes are processed in this fashion then
3951          * move up to the next level (parent becomes a lower level node) and
3952          * continue the process for that level.
3953          */
3954         for (child = le32_to_cpu(dtp->leafidx),
3955              nparent = le32_to_cpu(dtp->nleafs) >> 2;
3956              nparent > 0; nparent >>= 2, child = parent) {
3957                 /* get index of 1st node of parent level */
3958                 parent = (child - 1) >> 2;
3959
3960                 /* set the value of the parent node as the maximum
3961                  * of the four nodes of the current level.
3962                  */
3963                 for (i = 0, cp = tp + child, cp1 = tp + parent;
3964                      i < nparent; i++, cp += 4, cp1++)
3965                         *cp1 = TREEMAX(cp);
3966         }
3967
3968         return (*tp);
3969 }
3970
3971
3972 /*
3973  *      dbInitDmapCtl()
3974  *
3975  * function: initialize dmapctl page
3976  */
3977 static int dbInitDmapCtl(struct dmapctl * dcp, int level, int i)
3978 {                               /* start leaf index not covered by range */
3979         s8 *cp;
3980
3981         dcp->nleafs = cpu_to_le32(LPERCTL);
3982         dcp->l2nleafs = cpu_to_le32(L2LPERCTL);
3983         dcp->leafidx = cpu_to_le32(CTLLEAFIND);
3984         dcp->height = cpu_to_le32(5);
3985         dcp->budmin = L2BPERDMAP + L2LPERCTL * level;
3986
3987         /*
3988          * initialize the leaves of current level that were not covered
3989          * by the specified input block range (i.e. the leaves have no
3990          * low level dmapctl or dmap).
3991          */
3992         cp = &dcp->stree[CTLLEAFIND + i];
3993         for (; i < LPERCTL; i++)
3994                 *cp++ = NOFREE;
3995
3996         /* build the dmap's binary buddy summary tree */
3997         return (dbInitTree((struct dmaptree *) dcp));
3998 }
3999
4000
4001 /*
4002  * NAME:        dbGetL2AGSize()/ujfs_getagl2size()
4003  *
4004  * FUNCTION:    Determine log2(allocation group size) from aggregate size
4005  *
4006  * PARAMETERS:
4007  *      nblocks - Number of blocks in aggregate
4008  *
4009  * RETURNS: log2(allocation group size) in aggregate blocks
4010  */
4011 static int dbGetL2AGSize(s64 nblocks)
4012 {
4013         s64 sz;
4014         s64 m;
4015         int l2sz;
4016
4017         if (nblocks < BPERDMAP * MAXAG)
4018                 return (L2BPERDMAP);
4019
4020         /* round up aggregate size to power of 2 */
4021         m = ((u64) 1 << (64 - 1));
4022         for (l2sz = 64; l2sz >= 0; l2sz--, m >>= 1) {
4023                 if (m & nblocks)
4024                         break;
4025         }
4026
4027         sz = (s64) 1 << l2sz;
4028         if (sz < nblocks)
4029                 l2sz += 1;
4030
4031         /* agsize = roundupSize/max_number_of_ag */
4032         return (l2sz - L2MAXAG);
4033 }
4034
4035
4036 /*
4037  * NAME:        dbMapFileSizeToMapSize()
4038  *
4039  * FUNCTION:    compute number of blocks the block allocation map file
4040  *              can cover from the map file size;
4041  *
4042  * RETURNS:     Number of blocks which can be covered by this block map file;
4043  */
4044
4045 /*
4046  * maximum number of map pages at each level including control pages
4047  */
4048 #define MAXL0PAGES      (1 + LPERCTL)
4049 #define MAXL1PAGES      (1 + LPERCTL * MAXL0PAGES)
4050 #define MAXL2PAGES      (1 + LPERCTL * MAXL1PAGES)
4051
4052 /*
4053  * convert number of map pages to the zero origin top dmapctl level
4054  */
4055 #define BMAPPGTOLEV(npages)     \
4056         (((npages) <= 3 + MAXL0PAGES) ? 0 : \
4057          ((npages) <= 2 + MAXL1PAGES) ? 1 : 2)
4058
4059 s64 dbMapFileSizeToMapSize(struct inode * ipbmap)
4060 {
4061         struct super_block *sb = ipbmap->i_sb;
4062         s64 nblocks;
4063         s64 npages, ndmaps;
4064         int level, i;
4065         int complete, factor;
4066
4067         nblocks = ipbmap->i_size >> JFS_SBI(sb)->l2bsize;
4068         npages = nblocks >> JFS_SBI(sb)->l2nbperpage;
4069         level = BMAPPGTOLEV(npages);
4070
4071         /* At each level, accumulate the number of dmap pages covered by
4072          * the number of full child levels below it;
4073          * repeat for the last incomplete child level.
4074          */
4075         ndmaps = 0;
4076         npages--;               /* skip the first global control page */
4077         /* skip higher level control pages above top level covered by map */
4078         npages -= (2 - level);
4079         npages--;               /* skip top level's control page */
4080         for (i = level; i >= 0; i--) {
4081                 factor =
4082                     (i == 2) ? MAXL1PAGES : ((i == 1) ? MAXL0PAGES : 1);
4083                 complete = (u32) npages / factor;
4084                 ndmaps += complete * ((i == 2) ? LPERCTL * LPERCTL :
4085                                       ((i == 1) ? LPERCTL : 1));
4086
4087                 /* pages in last/incomplete child */
4088                 npages = (u32) npages % factor;
4089                 /* skip incomplete child's level control page */
4090                 npages--;
4091         }
4092
4093         /* convert the number of dmaps into the number of blocks
4094          * which can be covered by the dmaps;
4095          */
4096         nblocks = ndmaps << L2BPERDMAP;
4097
4098         return (nblocks);
4099 }