GNU Linux-libre 4.19.314-gnu1
[releases.git] / fs / jfs / jfs_extent.c
1 /*
2  *   Copyright (C) International Business Machines Corp., 2000-2004
3  *
4  *   This program is free software;  you can redistribute it and/or modify
5  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  *   (at your option) any later version.
8  *
9  *   This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  *   but WITHOUT ANY WARRANTY;  without even the implied warranty of
11  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See
12  *   the GNU General Public License for more details.
13  *
14  *   You should have received a copy of the GNU General Public License
15  *   along with this program;  if not, write to the Free Software
16  *   Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
17  */
18
19 #include <linux/fs.h>
20 #include <linux/quotaops.h>
21 #include "jfs_incore.h"
22 #include "jfs_inode.h"
23 #include "jfs_superblock.h"
24 #include "jfs_dmap.h"
25 #include "jfs_extent.h"
26 #include "jfs_debug.h"
27
28 /*
29  * forward references
30  */
31 static int extBalloc(struct inode *, s64, s64 *, s64 *);
32 #ifdef _NOTYET
33 static int extBrealloc(struct inode *, s64, s64, s64 *, s64 *);
34 #endif
35 static s64 extRoundDown(s64 nb);
36
37 #define DPD(a)          (printk("(a): %d\n",(a)))
38 #define DPC(a)          (printk("(a): %c\n",(a)))
39 #define DPL1(a)                                 \
40 {                                               \
41         if ((a) >> 32)                          \
42                 printk("(a): %x%08x  ",(a));    \
43         else                                    \
44                 printk("(a): %x  ",(a) << 32);  \
45 }
46 #define DPL(a)                                  \
47 {                                               \
48         if ((a) >> 32)                          \
49                 printk("(a): %x%08x\n",(a));    \
50         else                                    \
51                 printk("(a): %x\n",(a) << 32);  \
52 }
53
54 #define DPD1(a)         (printk("(a): %d  ",(a)))
55 #define DPX(a)          (printk("(a): %08x\n",(a)))
56 #define DPX1(a)         (printk("(a): %08x  ",(a)))
57 #define DPS(a)          (printk("%s\n",(a)))
58 #define DPE(a)          (printk("\nENTERING: %s\n",(a)))
59 #define DPE1(a)         (printk("\nENTERING: %s",(a)))
60 #define DPS1(a)         (printk("  %s  ",(a)))
61
62
63 /*
64  * NAME:        extAlloc()
65  *
66  * FUNCTION:    allocate an extent for a specified page range within a
67  *              file.
68  *
69  * PARAMETERS:
70  *      ip      - the inode of the file.
71  *      xlen    - requested extent length.
72  *      pno     - the starting page number with the file.
73  *      xp      - pointer to an xad.  on entry, xad describes an
74  *                extent that is used as an allocation hint if the
75  *                xaddr of the xad is non-zero.  on successful exit,
76  *                the xad describes the newly allocated extent.
77  *      abnr    - bool indicating whether the newly allocated extent
78  *                should be marked as allocated but not recorded.
79  *
80  * RETURN VALUES:
81  *      0       - success
82  *      -EIO    - i/o error.
83  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
84  */
85 int
86 extAlloc(struct inode *ip, s64 xlen, s64 pno, xad_t * xp, bool abnr)
87 {
88         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ip->i_sb);
89         s64 nxlen, nxaddr, xoff, hint, xaddr = 0;
90         int rc;
91         int xflag;
92
93         /* This blocks if we are low on resources */
94         txBeginAnon(ip->i_sb);
95
96         /* Avoid race with jfs_commit_inode() */
97         mutex_lock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
98
99         /* validate extent length */
100         if (xlen > MAXXLEN)
101                 xlen = MAXXLEN;
102
103         /* get the page's starting extent offset */
104         xoff = pno << sbi->l2nbperpage;
105
106         /* check if an allocation hint was provided */
107         if ((hint = addressXAD(xp))) {
108                 /* get the size of the extent described by the hint */
109                 nxlen = lengthXAD(xp);
110
111                 /* check if the hint is for the portion of the file
112                  * immediately previous to the current allocation
113                  * request and if hint extent has the same abnr
114                  * value as the current request.  if so, we can
115                  * extend the hint extent to include the current
116                  * extent if we can allocate the blocks immediately
117                  * following the hint extent.
118                  */
119                 if (offsetXAD(xp) + nxlen == xoff &&
120                     abnr == ((xp->flag & XAD_NOTRECORDED) ? true : false))
121                         xaddr = hint + nxlen;
122
123                 /* adjust the hint to the last block of the extent */
124                 hint += (nxlen - 1);
125         }
126
127         /* allocate the disk blocks for the extent.  initially, extBalloc()
128          * will try to allocate disk blocks for the requested size (xlen).
129          * if this fails (xlen contiguous free blocks not available), it'll
130          * try to allocate a smaller number of blocks (producing a smaller
131          * extent), with this smaller number of blocks consisting of the
132          * requested number of blocks rounded down to the next smaller
133          * power of 2 number (i.e. 16 -> 8).  it'll continue to round down
134          * and retry the allocation until the number of blocks to allocate
135          * is smaller than the number of blocks per page.
136          */
137         nxlen = xlen;
138         if ((rc = extBalloc(ip, hint ? hint : INOHINT(ip), &nxlen, &nxaddr))) {
139                 mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
140                 return (rc);
141         }
142
143         /* Allocate blocks to quota. */
144         rc = dquot_alloc_block(ip, nxlen);
145         if (rc) {
146                 dbFree(ip, nxaddr, (s64) nxlen);
147                 mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
148                 return rc;
149         }
150
151         /* determine the value of the extent flag */
152         xflag = abnr ? XAD_NOTRECORDED : 0;
153
154         /* if we can extend the hint extent to cover the current request,
155          * extend it.  otherwise, insert a new extent to
156          * cover the current request.
157          */
158         if (xaddr && xaddr == nxaddr)
159                 rc = xtExtend(0, ip, xoff, (int) nxlen, 0);
160         else
161                 rc = xtInsert(0, ip, xflag, xoff, (int) nxlen, &nxaddr, 0);
162
163         /* if the extend or insert failed,
164          * free the newly allocated blocks and return the error.
165          */
166         if (rc) {
167                 dbFree(ip, nxaddr, nxlen);
168                 dquot_free_block(ip, nxlen);
169                 mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
170                 return (rc);
171         }
172
173         /* set the results of the extent allocation */
174         XADaddress(xp, nxaddr);
175         XADlength(xp, nxlen);
176         XADoffset(xp, xoff);
177         xp->flag = xflag;
178
179         mark_inode_dirty(ip);
180
181         mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
182         /*
183          * COMMIT_SyncList flags an anonymous tlock on page that is on
184          * sync list.
185          * We need to commit the inode to get the page written disk.
186          */
187         if (test_and_clear_cflag(COMMIT_Synclist,ip))
188                 jfs_commit_inode(ip, 0);
189
190         return (0);
191 }
192
193
194 #ifdef _NOTYET
195 /*
196  * NAME:        extRealloc()
197  *
198  * FUNCTION:    extend the allocation of a file extent containing a
199  *              partial back last page.
200  *
201  * PARAMETERS:
202  *      ip      - the inode of the file.
203  *      cp      - cbuf for the partial backed last page.
204  *      xlen    - request size of the resulting extent.
205  *      xp      - pointer to an xad. on successful exit, the xad
206  *                describes the newly allocated extent.
207  *      abnr    - bool indicating whether the newly allocated extent
208  *                should be marked as allocated but not recorded.
209  *
210  * RETURN VALUES:
211  *      0       - success
212  *      -EIO    - i/o error.
213  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
214  */
215 int extRealloc(struct inode *ip, s64 nxlen, xad_t * xp, bool abnr)
216 {
217         struct super_block *sb = ip->i_sb;
218         s64 xaddr, xlen, nxaddr, delta, xoff;
219         s64 ntail, nextend, ninsert;
220         int rc, nbperpage = JFS_SBI(sb)->nbperpage;
221         int xflag;
222
223         /* This blocks if we are low on resources */
224         txBeginAnon(ip->i_sb);
225
226         mutex_lock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
227         /* validate extent length */
228         if (nxlen > MAXXLEN)
229                 nxlen = MAXXLEN;
230
231         /* get the extend (partial) page's disk block address and
232          * number of blocks.
233          */
234         xaddr = addressXAD(xp);
235         xlen = lengthXAD(xp);
236         xoff = offsetXAD(xp);
237
238         /* if the extend page is abnr and if the request is for
239          * the extent to be allocated and recorded,
240          * make the page allocated and recorded.
241          */
242         if ((xp->flag & XAD_NOTRECORDED) && !abnr) {
243                 xp->flag = 0;
244                 if ((rc = xtUpdate(0, ip, xp)))
245                         goto exit;
246         }
247
248         /* try to allocated the request number of blocks for the
249          * extent.  dbRealloc() first tries to satisfy the request
250          * by extending the allocation in place. otherwise, it will
251          * try to allocate a new set of blocks large enough for the
252          * request.  in satisfying a request, dbReAlloc() may allocate
253          * less than what was request but will always allocate enough
254          * space as to satisfy the extend page.
255          */
256         if ((rc = extBrealloc(ip, xaddr, xlen, &nxlen, &nxaddr)))
257                 goto exit;
258
259         /* Allocat blocks to quota. */
260         rc = dquot_alloc_block(ip, nxlen);
261         if (rc) {
262                 dbFree(ip, nxaddr, (s64) nxlen);
263                 mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
264                 return rc;
265         }
266
267         delta = nxlen - xlen;
268
269         /* check if the extend page is not abnr but the request is abnr
270          * and the allocated disk space is for more than one page.  if this
271          * is the case, there is a miss match of abnr between the extend page
272          * and the one or more pages following the extend page.  as a result,
273          * two extents will have to be manipulated. the first will be that
274          * of the extent of the extend page and will be manipulated thru
275          * an xtExtend() or an xtTailgate(), depending upon whether the
276          * disk allocation occurred as an inplace extension.  the second
277          * extent will be manipulated (created) through an xtInsert() and
278          * will be for the pages following the extend page.
279          */
280         if (abnr && (!(xp->flag & XAD_NOTRECORDED)) && (nxlen > nbperpage)) {
281                 ntail = nbperpage;
282                 nextend = ntail - xlen;
283                 ninsert = nxlen - nbperpage;
284
285                 xflag = XAD_NOTRECORDED;
286         } else {
287                 ntail = nxlen;
288                 nextend = delta;
289                 ninsert = 0;
290
291                 xflag = xp->flag;
292         }
293
294         /* if we were able to extend the disk allocation in place,
295          * extend the extent.  otherwise, move the extent to a
296          * new disk location.
297          */
298         if (xaddr == nxaddr) {
299                 /* extend the extent */
300                 if ((rc = xtExtend(0, ip, xoff + xlen, (int) nextend, 0))) {
301                         dbFree(ip, xaddr + xlen, delta);
302                         dquot_free_block(ip, nxlen);
303                         goto exit;
304                 }
305         } else {
306                 /*
307                  * move the extent to a new location:
308                  *
309                  * xtTailgate() accounts for relocated tail extent;
310                  */
311                 if ((rc = xtTailgate(0, ip, xoff, (int) ntail, nxaddr, 0))) {
312                         dbFree(ip, nxaddr, nxlen);
313                         dquot_free_block(ip, nxlen);
314                         goto exit;
315                 }
316         }
317
318
319         /* check if we need to also insert a new extent */
320         if (ninsert) {
321                 /* perform the insert.  if it fails, free the blocks
322                  * to be inserted and make it appear that we only did
323                  * the xtExtend() or xtTailgate() above.
324                  */
325                 xaddr = nxaddr + ntail;
326                 if (xtInsert (0, ip, xflag, xoff + ntail, (int) ninsert,
327                               &xaddr, 0)) {
328                         dbFree(ip, xaddr, (s64) ninsert);
329                         delta = nextend;
330                         nxlen = ntail;
331                         xflag = 0;
332                 }
333         }
334
335         /* set the return results */
336         XADaddress(xp, nxaddr);
337         XADlength(xp, nxlen);
338         XADoffset(xp, xoff);
339         xp->flag = xflag;
340
341         mark_inode_dirty(ip);
342 exit:
343         mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
344         return (rc);
345 }
346 #endif                  /* _NOTYET */
347
348
349 /*
350  * NAME:        extHint()
351  *
352  * FUNCTION:    produce an extent allocation hint for a file offset.
353  *
354  * PARAMETERS:
355  *      ip      - the inode of the file.
356  *      offset  - file offset for which the hint is needed.
357  *      xp      - pointer to the xad that is to be filled in with
358  *                the hint.
359  *
360  * RETURN VALUES:
361  *      0       - success
362  *      -EIO    - i/o error.
363  */
364 int extHint(struct inode *ip, s64 offset, xad_t * xp)
365 {
366         struct super_block *sb = ip->i_sb;
367         int nbperpage = JFS_SBI(sb)->nbperpage;
368         s64 prev;
369         int rc = 0;
370         s64 xaddr;
371         int xlen;
372         int xflag;
373
374         /* init the hint as "no hint provided" */
375         XADaddress(xp, 0);
376
377         /* determine the starting extent offset of the page previous
378          * to the page containing the offset.
379          */
380         prev = ((offset & ~POFFSET) >> JFS_SBI(sb)->l2bsize) - nbperpage;
381
382         /* if the offset is in the first page of the file, no hint provided.
383          */
384         if (prev < 0)
385                 goto out;
386
387         rc = xtLookup(ip, prev, nbperpage, &xflag, &xaddr, &xlen, 0);
388
389         if ((rc == 0) && xlen) {
390                 if (xlen != nbperpage) {
391                         jfs_error(ip->i_sb, "corrupt xtree\n");
392                         rc = -EIO;
393                 }
394                 XADaddress(xp, xaddr);
395                 XADlength(xp, xlen);
396                 XADoffset(xp, prev);
397                 /*
398                  * only preserve the abnr flag within the xad flags
399                  * of the returned hint.
400                  */
401                 xp->flag  = xflag & XAD_NOTRECORDED;
402         } else
403                 rc = 0;
404
405 out:
406         return (rc);
407 }
408
409
410 /*
411  * NAME:        extRecord()
412  *
413  * FUNCTION:    change a page with a file from not recorded to recorded.
414  *
415  * PARAMETERS:
416  *      ip      - inode of the file.
417  *      cp      - cbuf of the file page.
418  *
419  * RETURN VALUES:
420  *      0       - success
421  *      -EIO    - i/o error.
422  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
423  */
424 int extRecord(struct inode *ip, xad_t * xp)
425 {
426         int rc;
427
428         txBeginAnon(ip->i_sb);
429
430         mutex_lock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
431
432         /* update the extent */
433         rc = xtUpdate(0, ip, xp);
434
435         mutex_unlock(&JFS_IP(ip)->commit_mutex);
436         return rc;
437 }
438
439
440 #ifdef _NOTYET
441 /*
442  * NAME:        extFill()
443  *
444  * FUNCTION:    allocate disk space for a file page that represents
445  *              a file hole.
446  *
447  * PARAMETERS:
448  *      ip      - the inode of the file.
449  *      cp      - cbuf of the file page represent the hole.
450  *
451  * RETURN VALUES:
452  *      0       - success
453  *      -EIO    - i/o error.
454  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
455  */
456 int extFill(struct inode *ip, xad_t * xp)
457 {
458         int rc, nbperpage = JFS_SBI(ip->i_sb)->nbperpage;
459         s64 blkno = offsetXAD(xp) >> ip->i_blkbits;
460
461 //      assert(ISSPARSE(ip));
462
463         /* initialize the extent allocation hint */
464         XADaddress(xp, 0);
465
466         /* allocate an extent to fill the hole */
467         if ((rc = extAlloc(ip, nbperpage, blkno, xp, false)))
468                 return (rc);
469
470         assert(lengthPXD(xp) == nbperpage);
471
472         return (0);
473 }
474 #endif                  /* _NOTYET */
475
476
477 /*
478  * NAME:        extBalloc()
479  *
480  * FUNCTION:    allocate disk blocks to form an extent.
481  *
482  *              initially, we will try to allocate disk blocks for the
483  *              requested size (nblocks).  if this fails (nblocks
484  *              contiguous free blocks not available), we'll try to allocate
485  *              a smaller number of blocks (producing a smaller extent), with
486  *              this smaller number of blocks consisting of the requested
487  *              number of blocks rounded down to the next smaller power of 2
488  *              number (i.e. 16 -> 8).  we'll continue to round down and
489  *              retry the allocation until the number of blocks to allocate
490  *              is smaller than the number of blocks per page.
491  *
492  * PARAMETERS:
493  *      ip       - the inode of the file.
494  *      hint     - disk block number to be used as an allocation hint.
495  *      *nblocks - pointer to an s64 value.  on entry, this value specifies
496  *                 the desired number of block to be allocated. on successful
497  *                 exit, this value is set to the number of blocks actually
498  *                 allocated.
499  *      blkno    - pointer to a block address that is filled in on successful
500  *                 return with the starting block number of the newly
501  *                 allocated block range.
502  *
503  * RETURN VALUES:
504  *      0       - success
505  *      -EIO    - i/o error.
506  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
507  */
508 static int
509 extBalloc(struct inode *ip, s64 hint, s64 * nblocks, s64 * blkno)
510 {
511         struct jfs_inode_info *ji = JFS_IP(ip);
512         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ip->i_sb);
513         s64 nb, nblks, daddr, max;
514         int rc, nbperpage = sbi->nbperpage;
515         struct bmap *bmp = sbi->bmap;
516         int ag;
517
518         /* get the number of blocks to initially attempt to allocate.
519          * we'll first try the number of blocks requested unless this
520          * number is greater than the maximum number of contiguous free
521          * blocks in the map. in that case, we'll start off with the
522          * maximum free.
523          */
524
525         /* give up if no space left */
526         if (bmp->db_maxfreebud == -1)
527                 return -ENOSPC;
528
529         max = (s64) 1 << bmp->db_maxfreebud;
530         if (*nblocks >= max && *nblocks > nbperpage)
531                 nb = nblks = (max > nbperpage) ? max : nbperpage;
532         else
533                 nb = nblks = *nblocks;
534
535         /* try to allocate blocks */
536         while ((rc = dbAlloc(ip, hint, nb, &daddr)) != 0) {
537                 /* if something other than an out of space error,
538                  * stop and return this error.
539                  */
540                 if (rc != -ENOSPC)
541                         return (rc);
542
543                 /* decrease the allocation request size */
544                 nb = min(nblks, extRoundDown(nb));
545
546                 /* give up if we cannot cover a page */
547                 if (nb < nbperpage)
548                         return (rc);
549         }
550
551         *nblocks = nb;
552         *blkno = daddr;
553
554         if (S_ISREG(ip->i_mode) && (ji->fileset == FILESYSTEM_I)) {
555                 ag = BLKTOAG(daddr, sbi);
556                 spin_lock_irq(&ji->ag_lock);
557                 if (ji->active_ag == -1) {
558                         atomic_inc(&bmp->db_active[ag]);
559                         ji->active_ag = ag;
560                 } else if (ji->active_ag != ag) {
561                         atomic_dec(&bmp->db_active[ji->active_ag]);
562                         atomic_inc(&bmp->db_active[ag]);
563                         ji->active_ag = ag;
564                 }
565                 spin_unlock_irq(&ji->ag_lock);
566         }
567
568         return (0);
569 }
570
571
572 #ifdef _NOTYET
573 /*
574  * NAME:        extBrealloc()
575  *
576  * FUNCTION:    attempt to extend an extent's allocation.
577  *
578  *              Initially, we will try to extend the extent's allocation
579  *              in place.  If this fails, we'll try to move the extent
580  *              to a new set of blocks.  If moving the extent, we initially
581  *              will try to allocate disk blocks for the requested size
582  *              (newnblks).  if this fails (new contiguous free blocks not
583  *              available), we'll try to allocate a smaller number of
584  *              blocks (producing a smaller extent), with this smaller
585  *              number of blocks consisting of the requested number of
586  *              blocks rounded down to the next smaller power of 2
587  *              number (i.e. 16 -> 8).  We'll continue to round down and
588  *              retry the allocation until the number of blocks to allocate
589  *              is smaller than the number of blocks per page.
590  *
591  * PARAMETERS:
592  *      ip       - the inode of the file.
593  *      blkno    - starting block number of the extents current allocation.
594  *      nblks    - number of blocks within the extents current allocation.
595  *      newnblks - pointer to a s64 value.  on entry, this value is the
596  *                 the new desired extent size (number of blocks).  on
597  *                 successful exit, this value is set to the extent's actual
598  *                 new size (new number of blocks).
599  *      newblkno - the starting block number of the extents new allocation.
600  *
601  * RETURN VALUES:
602  *      0       - success
603  *      -EIO    - i/o error.
604  *      -ENOSPC - insufficient disk resources.
605  */
606 static int
607 extBrealloc(struct inode *ip,
608             s64 blkno, s64 nblks, s64 * newnblks, s64 * newblkno)
609 {
610         int rc;
611
612         /* try to extend in place */
613         if ((rc = dbExtend(ip, blkno, nblks, *newnblks - nblks)) == 0) {
614                 *newblkno = blkno;
615                 return (0);
616         } else {
617                 if (rc != -ENOSPC)
618                         return (rc);
619         }
620
621         /* in place extension not possible.
622          * try to move the extent to a new set of blocks.
623          */
624         return (extBalloc(ip, blkno, newnblks, newblkno));
625 }
626 #endif                  /* _NOTYET */
627
628
629 /*
630  * NAME:        extRoundDown()
631  *
632  * FUNCTION:    round down a specified number of blocks to the next
633  *              smallest power of 2 number.
634  *
635  * PARAMETERS:
636  *      nb      - the inode of the file.
637  *
638  * RETURN VALUES:
639  *      next smallest power of 2 number.
640  */
641 static s64 extRoundDown(s64 nb)
642 {
643         int i;
644         u64 m, k;
645
646         for (i = 0, m = (u64) 1 << 63; i < 64; i++, m >>= 1) {
647                 if (m & nb)
648                         break;
649         }
650
651         i = 63 - i;
652         k = (u64) 1 << i;
653         k = ((k - 1) & nb) ? k : k >> 1;
654
655         return (k);
656 }