d0bdb74f0e151bc0fd8471146b681442aec4137a
[sfrench/cifs-2.6.git] / fs / ext2 / balloc.c
1 /*
2  *  linux/fs/ext2/balloc.c
3  *
4  * Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995
5  * Remy Card (card@masi.ibp.fr)
6  * Laboratoire MASI - Institut Blaise Pascal
7  * Universite Pierre et Marie Curie (Paris VI)
8  *
9  *  Enhanced block allocation by Stephen Tweedie (sct@redhat.com), 1993
10  *  Big-endian to little-endian byte-swapping/bitmaps by
11  *        David S. Miller (davem@caip.rutgers.edu), 1995
12  */
13
14 #include "ext2.h"
15 #include <linux/quotaops.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/sched.h>
18 #include <linux/cred.h>
19 #include <linux/buffer_head.h>
20 #include <linux/capability.h>
21
22 /*
23  * balloc.c contains the blocks allocation and deallocation routines
24  */
25
26 /*
27  * The free blocks are managed by bitmaps.  A file system contains several
28  * blocks groups.  Each group contains 1 bitmap block for blocks, 1 bitmap
29  * block for inodes, N blocks for the inode table and data blocks.
30  *
31  * The file system contains group descriptors which are located after the
32  * super block.  Each descriptor contains the number of the bitmap block and
33  * the free blocks count in the block.  The descriptors are loaded in memory
34  * when a file system is mounted (see ext2_fill_super).
35  */
36
37
38 #define in_range(b, first, len) ((b) >= (first) && (b) <= (first) + (len) - 1)
39
40 struct ext2_group_desc * ext2_get_group_desc(struct super_block * sb,
41                                              unsigned int block_group,
42                                              struct buffer_head ** bh)
43 {
44         unsigned long group_desc;
45         unsigned long offset;
46         struct ext2_group_desc * desc;
47         struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
48
49         if (block_group >= sbi->s_groups_count) {
50                 ext2_error (sb, "ext2_get_group_desc",
51                             "block_group >= groups_count - "
52                             "block_group = %d, groups_count = %lu",
53                             block_group, sbi->s_groups_count);
54
55                 return NULL;
56         }
57
58         group_desc = block_group >> EXT2_DESC_PER_BLOCK_BITS(sb);
59         offset = block_group & (EXT2_DESC_PER_BLOCK(sb) - 1);
60         if (!sbi->s_group_desc[group_desc]) {
61                 ext2_error (sb, "ext2_get_group_desc",
62                             "Group descriptor not loaded - "
63                             "block_group = %d, group_desc = %lu, desc = %lu",
64                              block_group, group_desc, offset);
65                 return NULL;
66         }
67
68         desc = (struct ext2_group_desc *) sbi->s_group_desc[group_desc]->b_data;
69         if (bh)
70                 *bh = sbi->s_group_desc[group_desc];
71         return desc + offset;
72 }
73
74 static int ext2_valid_block_bitmap(struct super_block *sb,
75                                         struct ext2_group_desc *desc,
76                                         unsigned int block_group,
77                                         struct buffer_head *bh)
78 {
79         ext2_grpblk_t offset;
80         ext2_grpblk_t next_zero_bit;
81         ext2_fsblk_t bitmap_blk;
82         ext2_fsblk_t group_first_block;
83
84         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, block_group);
85
86         /* check whether block bitmap block number is set */
87         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap);
88         offset = bitmap_blk - group_first_block;
89         if (!ext2_test_bit(offset, bh->b_data))
90                 /* bad block bitmap */
91                 goto err_out;
92
93         /* check whether the inode bitmap block number is set */
94         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_inode_bitmap);
95         offset = bitmap_blk - group_first_block;
96         if (!ext2_test_bit(offset, bh->b_data))
97                 /* bad block bitmap */
98                 goto err_out;
99
100         /* check whether the inode table block number is set */
101         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_inode_table);
102         offset = bitmap_blk - group_first_block;
103         next_zero_bit = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data,
104                                 offset + EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group,
105                                 offset);
106         if (next_zero_bit >= offset + EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group)
107                 /* good bitmap for inode tables */
108                 return 1;
109
110 err_out:
111         ext2_error(sb, __func__,
112                         "Invalid block bitmap - "
113                         "block_group = %d, block = %lu",
114                         block_group, bitmap_blk);
115         return 0;
116 }
117
118 /*
119  * Read the bitmap for a given block_group,and validate the
120  * bits for block/inode/inode tables are set in the bitmaps
121  *
122  * Return buffer_head on success or NULL in case of failure.
123  */
124 static struct buffer_head *
125 read_block_bitmap(struct super_block *sb, unsigned int block_group)
126 {
127         struct ext2_group_desc * desc;
128         struct buffer_head * bh = NULL;
129         ext2_fsblk_t bitmap_blk;
130
131         desc = ext2_get_group_desc(sb, block_group, NULL);
132         if (!desc)
133                 return NULL;
134         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap);
135         bh = sb_getblk(sb, bitmap_blk);
136         if (unlikely(!bh)) {
137                 ext2_error(sb, __func__,
138                             "Cannot read block bitmap - "
139                             "block_group = %d, block_bitmap = %u",
140                             block_group, le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap));
141                 return NULL;
142         }
143         if (likely(bh_uptodate_or_lock(bh)))
144                 return bh;
145
146         if (bh_submit_read(bh) < 0) {
147                 brelse(bh);
148                 ext2_error(sb, __func__,
149                             "Cannot read block bitmap - "
150                             "block_group = %d, block_bitmap = %u",
151                             block_group, le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap));
152                 return NULL;
153         }
154
155         ext2_valid_block_bitmap(sb, desc, block_group, bh);
156         /*
157          * file system mounted not to panic on error, continue with corrupt
158          * bitmap
159          */
160         return bh;
161 }
162
163 static void group_adjust_blocks(struct super_block *sb, int group_no,
164         struct ext2_group_desc *desc, struct buffer_head *bh, int count)
165 {
166         if (count) {
167                 struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
168                 unsigned free_blocks;
169
170                 spin_lock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
171                 free_blocks = le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
172                 desc->bg_free_blocks_count = cpu_to_le16(free_blocks + count);
173                 spin_unlock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
174                 mark_buffer_dirty(bh);
175         }
176 }
177
178 /*
179  * The reservation window structure operations
180  * --------------------------------------------
181  * Operations include:
182  * dump, find, add, remove, is_empty, find_next_reservable_window, etc.
183  *
184  * We use a red-black tree to represent per-filesystem reservation
185  * windows.
186  *
187  */
188
189 /**
190  * __rsv_window_dump() -- Dump the filesystem block allocation reservation map
191  * @rb_root:            root of per-filesystem reservation rb tree
192  * @verbose:            verbose mode
193  * @fn:                 function which wishes to dump the reservation map
194  *
195  * If verbose is turned on, it will print the whole block reservation
196  * windows(start, end). Otherwise, it will only print out the "bad" windows,
197  * those windows that overlap with their immediate neighbors.
198  */
199 #if 1
200 static void __rsv_window_dump(struct rb_root *root, int verbose,
201                               const char *fn)
202 {
203         struct rb_node *n;
204         struct ext2_reserve_window_node *rsv, *prev;
205         int bad;
206
207 restart:
208         n = rb_first(root);
209         bad = 0;
210         prev = NULL;
211
212         printk("Block Allocation Reservation Windows Map (%s):\n", fn);
213         while (n) {
214                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
215                 if (verbose)
216                         printk("reservation window 0x%p "
217                                 "start: %lu, end: %lu\n",
218                                 rsv, rsv->rsv_start, rsv->rsv_end);
219                 if (rsv->rsv_start && rsv->rsv_start >= rsv->rsv_end) {
220                         printk("Bad reservation %p (start >= end)\n",
221                                rsv);
222                         bad = 1;
223                 }
224                 if (prev && prev->rsv_end >= rsv->rsv_start) {
225                         printk("Bad reservation %p (prev->end >= start)\n",
226                                rsv);
227                         bad = 1;
228                 }
229                 if (bad) {
230                         if (!verbose) {
231                                 printk("Restarting reservation walk in verbose mode\n");
232                                 verbose = 1;
233                                 goto restart;
234                         }
235                 }
236                 n = rb_next(n);
237                 prev = rsv;
238         }
239         printk("Window map complete.\n");
240         BUG_ON(bad);
241 }
242 #define rsv_window_dump(root, verbose) \
243         __rsv_window_dump((root), (verbose), __func__)
244 #else
245 #define rsv_window_dump(root, verbose) do {} while (0)
246 #endif
247
248 /**
249  * goal_in_my_reservation()
250  * @rsv:                inode's reservation window
251  * @grp_goal:           given goal block relative to the allocation block group
252  * @group:              the current allocation block group
253  * @sb:                 filesystem super block
254  *
255  * Test if the given goal block (group relative) is within the file's
256  * own block reservation window range.
257  *
258  * If the reservation window is outside the goal allocation group, return 0;
259  * grp_goal (given goal block) could be -1, which means no specific
260  * goal block. In this case, always return 1.
261  * If the goal block is within the reservation window, return 1;
262  * otherwise, return 0;
263  */
264 static int
265 goal_in_my_reservation(struct ext2_reserve_window *rsv, ext2_grpblk_t grp_goal,
266                         unsigned int group, struct super_block * sb)
267 {
268         ext2_fsblk_t group_first_block, group_last_block;
269
270         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
271         group_last_block = group_first_block + EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb) - 1;
272
273         if ((rsv->_rsv_start > group_last_block) ||
274             (rsv->_rsv_end < group_first_block))
275                 return 0;
276         if ((grp_goal >= 0) && ((grp_goal + group_first_block < rsv->_rsv_start)
277                 || (grp_goal + group_first_block > rsv->_rsv_end)))
278                 return 0;
279         return 1;
280 }
281
282 /**
283  * search_reserve_window()
284  * @rb_root:            root of reservation tree
285  * @goal:               target allocation block
286  *
287  * Find the reserved window which includes the goal, or the previous one
288  * if the goal is not in any window.
289  * Returns NULL if there are no windows or if all windows start after the goal.
290  */
291 static struct ext2_reserve_window_node *
292 search_reserve_window(struct rb_root *root, ext2_fsblk_t goal)
293 {
294         struct rb_node *n = root->rb_node;
295         struct ext2_reserve_window_node *rsv;
296
297         if (!n)
298                 return NULL;
299
300         do {
301                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
302
303                 if (goal < rsv->rsv_start)
304                         n = n->rb_left;
305                 else if (goal > rsv->rsv_end)
306                         n = n->rb_right;
307                 else
308                         return rsv;
309         } while (n);
310         /*
311          * We've fallen off the end of the tree: the goal wasn't inside
312          * any particular node.  OK, the previous node must be to one
313          * side of the interval containing the goal.  If it's the RHS,
314          * we need to back up one.
315          */
316         if (rsv->rsv_start > goal) {
317                 n = rb_prev(&rsv->rsv_node);
318                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
319         }
320         return rsv;
321 }
322
323 /*
324  * ext2_rsv_window_add() -- Insert a window to the block reservation rb tree.
325  * @sb:                 super block
326  * @rsv:                reservation window to add
327  *
328  * Must be called with rsv_lock held.
329  */
330 void ext2_rsv_window_add(struct super_block *sb,
331                     struct ext2_reserve_window_node *rsv)
332 {
333         struct rb_root *root = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root;
334         struct rb_node *node = &rsv->rsv_node;
335         ext2_fsblk_t start = rsv->rsv_start;
336
337         struct rb_node ** p = &root->rb_node;
338         struct rb_node * parent = NULL;
339         struct ext2_reserve_window_node *this;
340
341         while (*p)
342         {
343                 parent = *p;
344                 this = rb_entry(parent, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
345
346                 if (start < this->rsv_start)
347                         p = &(*p)->rb_left;
348                 else if (start > this->rsv_end)
349                         p = &(*p)->rb_right;
350                 else {
351                         rsv_window_dump(root, 1);
352                         BUG();
353                 }
354         }
355
356         rb_link_node(node, parent, p);
357         rb_insert_color(node, root);
358 }
359
360 /**
361  * rsv_window_remove() -- unlink a window from the reservation rb tree
362  * @sb:                 super block
363  * @rsv:                reservation window to remove
364  *
365  * Mark the block reservation window as not allocated, and unlink it
366  * from the filesystem reservation window rb tree. Must be called with
367  * rsv_lock held.
368  */
369 static void rsv_window_remove(struct super_block *sb,
370                               struct ext2_reserve_window_node *rsv)
371 {
372         rsv->rsv_start = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
373         rsv->rsv_end = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
374         rsv->rsv_alloc_hit = 0;
375         rb_erase(&rsv->rsv_node, &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root);
376 }
377
378 /*
379  * rsv_is_empty() -- Check if the reservation window is allocated.
380  * @rsv:                given reservation window to check
381  *
382  * returns 1 if the end block is EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED.
383  */
384 static inline int rsv_is_empty(struct ext2_reserve_window *rsv)
385 {
386         /* a valid reservation end block could not be 0 */
387         return (rsv->_rsv_end == EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED);
388 }
389
390 /**
391  * ext2_init_block_alloc_info()
392  * @inode:              file inode structure
393  *
394  * Allocate and initialize the  reservation window structure, and
395  * link the window to the ext2 inode structure at last
396  *
397  * The reservation window structure is only dynamically allocated
398  * and linked to ext2 inode the first time the open file
399  * needs a new block. So, before every ext2_new_block(s) call, for
400  * regular files, we should check whether the reservation window
401  * structure exists or not. In the latter case, this function is called.
402  * Fail to do so will result in block reservation being turned off for that
403  * open file.
404  *
405  * This function is called from ext2_get_blocks_handle(), also called
406  * when setting the reservation window size through ioctl before the file
407  * is open for write (needs block allocation).
408  *
409  * Needs truncate_mutex protection prior to calling this function.
410  */
411 void ext2_init_block_alloc_info(struct inode *inode)
412 {
413         struct ext2_inode_info *ei = EXT2_I(inode);
414         struct ext2_block_alloc_info *block_i;
415         struct super_block *sb = inode->i_sb;
416
417         block_i = kmalloc(sizeof(*block_i), GFP_NOFS);
418         if (block_i) {
419                 struct ext2_reserve_window_node *rsv = &block_i->rsv_window_node;
420
421                 rsv->rsv_start = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
422                 rsv->rsv_end = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
423
424                 /*
425                  * if filesystem is mounted with NORESERVATION, the goal
426                  * reservation window size is set to zero to indicate
427                  * block reservation is off
428                  */
429                 if (!test_opt(sb, RESERVATION))
430                         rsv->rsv_goal_size = 0;
431                 else
432                         rsv->rsv_goal_size = EXT2_DEFAULT_RESERVE_BLOCKS;
433                 rsv->rsv_alloc_hit = 0;
434                 block_i->last_alloc_logical_block = 0;
435                 block_i->last_alloc_physical_block = 0;
436         }
437         ei->i_block_alloc_info = block_i;
438 }
439
440 /**
441  * ext2_discard_reservation()
442  * @inode:              inode
443  *
444  * Discard(free) block reservation window on last file close, or truncate
445  * or at last iput().
446  *
447  * It is being called in three cases:
448  *      ext2_release_file(): last writer closes the file
449  *      ext2_clear_inode(): last iput(), when nobody links to this file.
450  *      ext2_truncate(): when the block indirect map is about to change.
451  */
452 void ext2_discard_reservation(struct inode *inode)
453 {
454         struct ext2_inode_info *ei = EXT2_I(inode);
455         struct ext2_block_alloc_info *block_i = ei->i_block_alloc_info;
456         struct ext2_reserve_window_node *rsv;
457         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(inode->i_sb)->s_rsv_window_lock;
458
459         if (!block_i)
460                 return;
461
462         rsv = &block_i->rsv_window_node;
463         if (!rsv_is_empty(&rsv->rsv_window)) {
464                 spin_lock(rsv_lock);
465                 if (!rsv_is_empty(&rsv->rsv_window))
466                         rsv_window_remove(inode->i_sb, rsv);
467                 spin_unlock(rsv_lock);
468         }
469 }
470
471 /**
472  * ext2_free_blocks() -- Free given blocks and update quota and i_blocks
473  * @inode:              inode
474  * @block:              start physical block to free
475  * @count:              number of blocks to free
476  */
477 void ext2_free_blocks (struct inode * inode, unsigned long block,
478                        unsigned long count)
479 {
480         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
481         struct buffer_head * bh2;
482         unsigned long block_group;
483         unsigned long bit;
484         unsigned long i;
485         unsigned long overflow;
486         struct super_block * sb = inode->i_sb;
487         struct ext2_sb_info * sbi = EXT2_SB(sb);
488         struct ext2_group_desc * desc;
489         struct ext2_super_block * es = sbi->s_es;
490         unsigned freed = 0, group_freed;
491
492         if (block < le32_to_cpu(es->s_first_data_block) ||
493             block + count < block ||
494             block + count > le32_to_cpu(es->s_blocks_count)) {
495                 ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
496                             "Freeing blocks not in datazone - "
497                             "block = %lu, count = %lu", block, count);
498                 goto error_return;
499         }
500
501         ext2_debug ("freeing block(s) %lu-%lu\n", block, block + count - 1);
502
503 do_more:
504         overflow = 0;
505         block_group = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) /
506                       EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
507         bit = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
508                       EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
509         /*
510          * Check to see if we are freeing blocks across a group
511          * boundary.
512          */
513         if (bit + count > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)) {
514                 overflow = bit + count - EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
515                 count -= overflow;
516         }
517         brelse(bitmap_bh);
518         bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, block_group);
519         if (!bitmap_bh)
520                 goto error_return;
521
522         desc = ext2_get_group_desc (sb, block_group, &bh2);
523         if (!desc)
524                 goto error_return;
525
526         if (in_range (le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap), block, count) ||
527             in_range (le32_to_cpu(desc->bg_inode_bitmap), block, count) ||
528             in_range (block, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
529                       sbi->s_itb_per_group) ||
530             in_range (block + count - 1, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
531                       sbi->s_itb_per_group)) {
532                 ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
533                             "Freeing blocks in system zones - "
534                             "Block = %lu, count = %lu",
535                             block, count);
536                 goto error_return;
537         }
538
539         for (i = 0, group_freed = 0; i < count; i++) {
540                 if (!ext2_clear_bit_atomic(sb_bgl_lock(sbi, block_group),
541                                                 bit + i, bitmap_bh->b_data)) {
542                         ext2_error(sb, __func__,
543                                 "bit already cleared for block %lu", block + i);
544                 } else {
545                         group_freed++;
546                 }
547         }
548
549         mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
550         if (sb->s_flags & MS_SYNCHRONOUS)
551                 sync_dirty_buffer(bitmap_bh);
552
553         group_adjust_blocks(sb, block_group, desc, bh2, group_freed);
554         freed += group_freed;
555
556         if (overflow) {
557                 block += count;
558                 count = overflow;
559                 goto do_more;
560         }
561 error_return:
562         brelse(bitmap_bh);
563         if (freed) {
564                 percpu_counter_add(&sbi->s_freeblocks_counter, freed);
565                 dquot_free_block_nodirty(inode, freed);
566                 mark_inode_dirty(inode);
567         }
568 }
569
570 /**
571  * bitmap_search_next_usable_block()
572  * @start:              the starting block (group relative) of the search
573  * @bh:                 bufferhead contains the block group bitmap
574  * @maxblocks:          the ending block (group relative) of the reservation
575  *
576  * The bitmap search --- search forward through the actual bitmap on disk until
577  * we find a bit free.
578  */
579 static ext2_grpblk_t
580 bitmap_search_next_usable_block(ext2_grpblk_t start, struct buffer_head *bh,
581                                         ext2_grpblk_t maxblocks)
582 {
583         ext2_grpblk_t next;
584
585         next = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data, maxblocks, start);
586         if (next >= maxblocks)
587                 return -1;
588         return next;
589 }
590
591 /**
592  * find_next_usable_block()
593  * @start:              the starting block (group relative) to find next
594  *                      allocatable block in bitmap.
595  * @bh:                 bufferhead contains the block group bitmap
596  * @maxblocks:          the ending block (group relative) for the search
597  *
598  * Find an allocatable block in a bitmap.  We perform the "most
599  * appropriate allocation" algorithm of looking for a free block near
600  * the initial goal; then for a free byte somewhere in the bitmap;
601  * then for any free bit in the bitmap.
602  */
603 static ext2_grpblk_t
604 find_next_usable_block(int start, struct buffer_head *bh, int maxblocks)
605 {
606         ext2_grpblk_t here, next;
607         char *p, *r;
608
609         if (start > 0) {
610                 /*
611                  * The goal was occupied; search forward for a free 
612                  * block within the next XX blocks.
613                  *
614                  * end_goal is more or less random, but it has to be
615                  * less than EXT2_BLOCKS_PER_GROUP. Aligning up to the
616                  * next 64-bit boundary is simple..
617                  */
618                 ext2_grpblk_t end_goal = (start + 63) & ~63;
619                 if (end_goal > maxblocks)
620                         end_goal = maxblocks;
621                 here = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data, end_goal, start);
622                 if (here < end_goal)
623                         return here;
624                 ext2_debug("Bit not found near goal\n");
625         }
626
627         here = start;
628         if (here < 0)
629                 here = 0;
630
631         p = ((char *)bh->b_data) + (here >> 3);
632         r = memscan(p, 0, ((maxblocks + 7) >> 3) - (here >> 3));
633         next = (r - ((char *)bh->b_data)) << 3;
634
635         if (next < maxblocks && next >= here)
636                 return next;
637
638         here = bitmap_search_next_usable_block(here, bh, maxblocks);
639         return here;
640 }
641
642 /**
643  * ext2_try_to_allocate()
644  * @sb:                 superblock
645  * @group:              given allocation block group
646  * @bitmap_bh:          bufferhead holds the block bitmap
647  * @grp_goal:           given target block within the group
648  * @count:              target number of blocks to allocate
649  * @my_rsv:             reservation window
650  *
651  * Attempt to allocate blocks within a give range. Set the range of allocation
652  * first, then find the first free bit(s) from the bitmap (within the range),
653  * and at last, allocate the blocks by claiming the found free bit as allocated.
654  *
655  * To set the range of this allocation:
656  *      if there is a reservation window, only try to allocate block(s)
657  *      from the file's own reservation window;
658  *      Otherwise, the allocation range starts from the give goal block,
659  *      ends at the block group's last block.
660  *
661  * If we failed to allocate the desired block then we may end up crossing to a
662  * new bitmap.
663  */
664 static int
665 ext2_try_to_allocate(struct super_block *sb, int group,
666                         struct buffer_head *bitmap_bh, ext2_grpblk_t grp_goal,
667                         unsigned long *count,
668                         struct ext2_reserve_window *my_rsv)
669 {
670         ext2_fsblk_t group_first_block;
671         ext2_grpblk_t start, end;
672         unsigned long num = 0;
673
674         /* we do allocation within the reservation window if we have a window */
675         if (my_rsv) {
676                 group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
677                 if (my_rsv->_rsv_start >= group_first_block)
678                         start = my_rsv->_rsv_start - group_first_block;
679                 else
680                         /* reservation window cross group boundary */
681                         start = 0;
682                 end = my_rsv->_rsv_end - group_first_block + 1;
683                 if (end > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb))
684                         /* reservation window crosses group boundary */
685                         end = EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
686                 if ((start <= grp_goal) && (grp_goal < end))
687                         start = grp_goal;
688                 else
689                         grp_goal = -1;
690         } else {
691                 if (grp_goal > 0)
692                         start = grp_goal;
693                 else
694                         start = 0;
695                 end = EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
696         }
697
698         BUG_ON(start > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb));
699
700 repeat:
701         if (grp_goal < 0) {
702                 grp_goal = find_next_usable_block(start, bitmap_bh, end);
703                 if (grp_goal < 0)
704                         goto fail_access;
705                 if (!my_rsv) {
706                         int i;
707
708                         for (i = 0; i < 7 && grp_goal > start &&
709                                         !ext2_test_bit(grp_goal - 1,
710                                                         bitmap_bh->b_data);
711                                         i++, grp_goal--)
712                                 ;
713                 }
714         }
715         start = grp_goal;
716
717         if (ext2_set_bit_atomic(sb_bgl_lock(EXT2_SB(sb), group), grp_goal,
718                                                         bitmap_bh->b_data)) {
719                 /*
720                  * The block was allocated by another thread, or it was
721                  * allocated and then freed by another thread
722                  */
723                 start++;
724                 grp_goal++;
725                 if (start >= end)
726                         goto fail_access;
727                 goto repeat;
728         }
729         num++;
730         grp_goal++;
731         while (num < *count && grp_goal < end
732                 && !ext2_set_bit_atomic(sb_bgl_lock(EXT2_SB(sb), group),
733                                         grp_goal, bitmap_bh->b_data)) {
734                 num++;
735                 grp_goal++;
736         }
737         *count = num;
738         return grp_goal - num;
739 fail_access:
740         *count = num;
741         return -1;
742 }
743
744 /**
745  *      find_next_reservable_window():
746  *              find a reservable space within the given range.
747  *              It does not allocate the reservation window for now:
748  *              alloc_new_reservation() will do the work later.
749  *
750  *      @search_head: the head of the searching list;
751  *              This is not necessarily the list head of the whole filesystem
752  *
753  *              We have both head and start_block to assist the search
754  *              for the reservable space. The list starts from head,
755  *              but we will shift to the place where start_block is,
756  *              then start from there, when looking for a reservable space.
757  *
758  *      @size: the target new reservation window size
759  *
760  *      @group_first_block: the first block we consider to start
761  *                      the real search from
762  *
763  *      @last_block:
764  *              the maximum block number that our goal reservable space
765  *              could start from. This is normally the last block in this
766  *              group. The search will end when we found the start of next
767  *              possible reservable space is out of this boundary.
768  *              This could handle the cross boundary reservation window
769  *              request.
770  *
771  *      basically we search from the given range, rather than the whole
772  *      reservation double linked list, (start_block, last_block)
773  *      to find a free region that is of my size and has not
774  *      been reserved.
775  *
776  */
777 static int find_next_reservable_window(
778                                 struct ext2_reserve_window_node *search_head,
779                                 struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
780                                 struct super_block * sb,
781                                 ext2_fsblk_t start_block,
782                                 ext2_fsblk_t last_block)
783 {
784         struct rb_node *next;
785         struct ext2_reserve_window_node *rsv, *prev;
786         ext2_fsblk_t cur;
787         int size = my_rsv->rsv_goal_size;
788
789         /* TODO: make the start of the reservation window byte-aligned */
790         /* cur = *start_block & ~7;*/
791         cur = start_block;
792         rsv = search_head;
793         if (!rsv)
794                 return -1;
795
796         while (1) {
797                 if (cur <= rsv->rsv_end)
798                         cur = rsv->rsv_end + 1;
799
800                 /* TODO?
801                  * in the case we could not find a reservable space
802                  * that is what is expected, during the re-search, we could
803                  * remember what's the largest reservable space we could have
804                  * and return that one.
805                  *
806                  * For now it will fail if we could not find the reservable
807                  * space with expected-size (or more)...
808                  */
809                 if (cur > last_block)
810                         return -1;              /* fail */
811
812                 prev = rsv;
813                 next = rb_next(&rsv->rsv_node);
814                 rsv = rb_entry(next,struct ext2_reserve_window_node,rsv_node);
815
816                 /*
817                  * Reached the last reservation, we can just append to the
818                  * previous one.
819                  */
820                 if (!next)
821                         break;
822
823                 if (cur + size <= rsv->rsv_start) {
824                         /*
825                          * Found a reserveable space big enough.  We could
826                          * have a reservation across the group boundary here
827                          */
828                         break;
829                 }
830         }
831         /*
832          * we come here either :
833          * when we reach the end of the whole list,
834          * and there is empty reservable space after last entry in the list.
835          * append it to the end of the list.
836          *
837          * or we found one reservable space in the middle of the list,
838          * return the reservation window that we could append to.
839          * succeed.
840          */
841
842         if ((prev != my_rsv) && (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)))
843                 rsv_window_remove(sb, my_rsv);
844
845         /*
846          * Let's book the whole available window for now.  We will check the
847          * disk bitmap later and then, if there are free blocks then we adjust
848          * the window size if it's larger than requested.
849          * Otherwise, we will remove this node from the tree next time
850          * call find_next_reservable_window.
851          */
852         my_rsv->rsv_start = cur;
853         my_rsv->rsv_end = cur + size - 1;
854         my_rsv->rsv_alloc_hit = 0;
855
856         if (prev != my_rsv)
857                 ext2_rsv_window_add(sb, my_rsv);
858
859         return 0;
860 }
861
862 /**
863  *      alloc_new_reservation()--allocate a new reservation window
864  *
865  *              To make a new reservation, we search part of the filesystem
866  *              reservation list (the list that inside the group). We try to
867  *              allocate a new reservation window near the allocation goal,
868  *              or the beginning of the group, if there is no goal.
869  *
870  *              We first find a reservable space after the goal, then from
871  *              there, we check the bitmap for the first free block after
872  *              it. If there is no free block until the end of group, then the
873  *              whole group is full, we failed. Otherwise, check if the free
874  *              block is inside the expected reservable space, if so, we
875  *              succeed.
876  *              If the first free block is outside the reservable space, then
877  *              start from the first free block, we search for next available
878  *              space, and go on.
879  *
880  *      on succeed, a new reservation will be found and inserted into the list
881  *      It contains at least one free block, and it does not overlap with other
882  *      reservation windows.
883  *
884  *      failed: we failed to find a reservation window in this group
885  *
886  *      @rsv: the reservation
887  *
888  *      @grp_goal: The goal (group-relative).  It is where the search for a
889  *              free reservable space should start from.
890  *              if we have a goal(goal >0 ), then start from there,
891  *              no goal(goal = -1), we start from the first block
892  *              of the group.
893  *
894  *      @sb: the super block
895  *      @group: the group we are trying to allocate in
896  *      @bitmap_bh: the block group block bitmap
897  *
898  */
899 static int alloc_new_reservation(struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
900                 ext2_grpblk_t grp_goal, struct super_block *sb,
901                 unsigned int group, struct buffer_head *bitmap_bh)
902 {
903         struct ext2_reserve_window_node *search_head;
904         ext2_fsblk_t group_first_block, group_end_block, start_block;
905         ext2_grpblk_t first_free_block;
906         struct rb_root *fs_rsv_root = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root;
907         unsigned long size;
908         int ret;
909         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_lock;
910
911         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
912         group_end_block = group_first_block + (EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb) - 1);
913
914         if (grp_goal < 0)
915                 start_block = group_first_block;
916         else
917                 start_block = grp_goal + group_first_block;
918
919         size = my_rsv->rsv_goal_size;
920
921         if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)) {
922                 /*
923                  * if the old reservation is cross group boundary
924                  * and if the goal is inside the old reservation window,
925                  * we will come here when we just failed to allocate from
926                  * the first part of the window. We still have another part
927                  * that belongs to the next group. In this case, there is no
928                  * point to discard our window and try to allocate a new one
929                  * in this group(which will fail). we should
930                  * keep the reservation window, just simply move on.
931                  *
932                  * Maybe we could shift the start block of the reservation
933                  * window to the first block of next group.
934                  */
935
936                 if ((my_rsv->rsv_start <= group_end_block) &&
937                                 (my_rsv->rsv_end > group_end_block) &&
938                                 (start_block >= my_rsv->rsv_start))
939                         return -1;
940
941                 if ((my_rsv->rsv_alloc_hit >
942                      (my_rsv->rsv_end - my_rsv->rsv_start + 1) / 2)) {
943                         /*
944                          * if the previously allocation hit ratio is
945                          * greater than 1/2, then we double the size of
946                          * the reservation window the next time,
947                          * otherwise we keep the same size window
948                          */
949                         size = size * 2;
950                         if (size > EXT2_MAX_RESERVE_BLOCKS)
951                                 size = EXT2_MAX_RESERVE_BLOCKS;
952                         my_rsv->rsv_goal_size= size;
953                 }
954         }
955
956         spin_lock(rsv_lock);
957         /*
958          * shift the search start to the window near the goal block
959          */
960         search_head = search_reserve_window(fs_rsv_root, start_block);
961
962         /*
963          * find_next_reservable_window() simply finds a reservable window
964          * inside the given range(start_block, group_end_block).
965          *
966          * To make sure the reservation window has a free bit inside it, we
967          * need to check the bitmap after we found a reservable window.
968          */
969 retry:
970         ret = find_next_reservable_window(search_head, my_rsv, sb,
971                                                 start_block, group_end_block);
972
973         if (ret == -1) {
974                 if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window))
975                         rsv_window_remove(sb, my_rsv);
976                 spin_unlock(rsv_lock);
977                 return -1;
978         }
979
980         /*
981          * On success, find_next_reservable_window() returns the
982          * reservation window where there is a reservable space after it.
983          * Before we reserve this reservable space, we need
984          * to make sure there is at least a free block inside this region.
985          *
986          * Search the first free bit on the block bitmap.  Search starts from
987          * the start block of the reservable space we just found.
988          */
989         spin_unlock(rsv_lock);
990         first_free_block = bitmap_search_next_usable_block(
991                         my_rsv->rsv_start - group_first_block,
992                         bitmap_bh, group_end_block - group_first_block + 1);
993
994         if (first_free_block < 0) {
995                 /*
996                  * no free block left on the bitmap, no point
997                  * to reserve the space. return failed.
998                  */
999                 spin_lock(rsv_lock);
1000                 if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window))
1001                         rsv_window_remove(sb, my_rsv);
1002                 spin_unlock(rsv_lock);
1003                 return -1;              /* failed */
1004         }
1005
1006         start_block = first_free_block + group_first_block;
1007         /*
1008          * check if the first free block is within the
1009          * free space we just reserved
1010          */
1011         if (start_block >= my_rsv->rsv_start && start_block <= my_rsv->rsv_end)
1012                 return 0;               /* success */
1013         /*
1014          * if the first free bit we found is out of the reservable space
1015          * continue search for next reservable space,
1016          * start from where the free block is,
1017          * we also shift the list head to where we stopped last time
1018          */
1019         search_head = my_rsv;
1020         spin_lock(rsv_lock);
1021         goto retry;
1022 }
1023
1024 /**
1025  * try_to_extend_reservation()
1026  * @my_rsv:             given reservation window
1027  * @sb:                 super block
1028  * @size:               the delta to extend
1029  *
1030  * Attempt to expand the reservation window large enough to have
1031  * required number of free blocks
1032  *
1033  * Since ext2_try_to_allocate() will always allocate blocks within
1034  * the reservation window range, if the window size is too small,
1035  * multiple blocks allocation has to stop at the end of the reservation
1036  * window. To make this more efficient, given the total number of
1037  * blocks needed and the current size of the window, we try to
1038  * expand the reservation window size if necessary on a best-effort
1039  * basis before ext2_new_blocks() tries to allocate blocks.
1040  */
1041 static void try_to_extend_reservation(struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
1042                         struct super_block *sb, int size)
1043 {
1044         struct ext2_reserve_window_node *next_rsv;
1045         struct rb_node *next;
1046         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_lock;
1047
1048         if (!spin_trylock(rsv_lock))
1049                 return;
1050
1051         next = rb_next(&my_rsv->rsv_node);
1052
1053         if (!next)
1054                 my_rsv->rsv_end += size;
1055         else {
1056                 next_rsv = rb_entry(next, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
1057
1058                 if ((next_rsv->rsv_start - my_rsv->rsv_end - 1) >= size)
1059                         my_rsv->rsv_end += size;
1060                 else
1061                         my_rsv->rsv_end = next_rsv->rsv_start - 1;
1062         }
1063         spin_unlock(rsv_lock);
1064 }
1065
1066 /**
1067  * ext2_try_to_allocate_with_rsv()
1068  * @sb:                 superblock
1069  * @group:              given allocation block group
1070  * @bitmap_bh:          bufferhead holds the block bitmap
1071  * @grp_goal:           given target block within the group
1072  * @count:              target number of blocks to allocate
1073  * @my_rsv:             reservation window
1074  *
1075  * This is the main function used to allocate a new block and its reservation
1076  * window.
1077  *
1078  * Each time when a new block allocation is need, first try to allocate from
1079  * its own reservation.  If it does not have a reservation window, instead of
1080  * looking for a free bit on bitmap first, then look up the reservation list to
1081  * see if it is inside somebody else's reservation window, we try to allocate a
1082  * reservation window for it starting from the goal first. Then do the block
1083  * allocation within the reservation window.
1084  *
1085  * This will avoid keeping on searching the reservation list again and
1086  * again when somebody is looking for a free block (without
1087  * reservation), and there are lots of free blocks, but they are all
1088  * being reserved.
1089  *
1090  * We use a red-black tree for the per-filesystem reservation list.
1091  */
1092 static ext2_grpblk_t
1093 ext2_try_to_allocate_with_rsv(struct super_block *sb, unsigned int group,
1094                         struct buffer_head *bitmap_bh, ext2_grpblk_t grp_goal,
1095                         struct ext2_reserve_window_node * my_rsv,
1096                         unsigned long *count)
1097 {
1098         ext2_fsblk_t group_first_block, group_last_block;
1099         ext2_grpblk_t ret = 0;
1100         unsigned long num = *count;
1101
1102         /*
1103          * we don't deal with reservation when
1104          * filesystem is mounted without reservation
1105          * or the file is not a regular file
1106          * or last attempt to allocate a block with reservation turned on failed
1107          */
1108         if (my_rsv == NULL) {
1109                 return ext2_try_to_allocate(sb, group, bitmap_bh,
1110                                                 grp_goal, count, NULL);
1111         }
1112         /*
1113          * grp_goal is a group relative block number (if there is a goal)
1114          * 0 <= grp_goal < EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)
1115          * first block is a filesystem wide block number
1116          * first block is the block number of the first block in this group
1117          */
1118         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
1119         group_last_block = group_first_block + (EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb) - 1);
1120
1121         /*
1122          * Basically we will allocate a new block from inode's reservation
1123          * window.
1124          *
1125          * We need to allocate a new reservation window, if:
1126          * a) inode does not have a reservation window; or
1127          * b) last attempt to allocate a block from existing reservation
1128          *    failed; or
1129          * c) we come here with a goal and with a reservation window
1130          *
1131          * We do not need to allocate a new reservation window if we come here
1132          * at the beginning with a goal and the goal is inside the window, or
1133          * we don't have a goal but already have a reservation window.
1134          * then we could go to allocate from the reservation window directly.
1135          */
1136         while (1) {
1137                 if (rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window) || (ret < 0) ||
1138                         !goal_in_my_reservation(&my_rsv->rsv_window,
1139                                                 grp_goal, group, sb)) {
1140                         if (my_rsv->rsv_goal_size < *count)
1141                                 my_rsv->rsv_goal_size = *count;
1142                         ret = alloc_new_reservation(my_rsv, grp_goal, sb,
1143                                                         group, bitmap_bh);
1144                         if (ret < 0)
1145                                 break;                  /* failed */
1146
1147                         if (!goal_in_my_reservation(&my_rsv->rsv_window,
1148                                                         grp_goal, group, sb))
1149                                 grp_goal = -1;
1150                 } else if (grp_goal >= 0) {
1151                         int curr = my_rsv->rsv_end -
1152                                         (grp_goal + group_first_block) + 1;
1153
1154                         if (curr < *count)
1155                                 try_to_extend_reservation(my_rsv, sb,
1156                                                         *count - curr);
1157                 }
1158
1159                 if ((my_rsv->rsv_start > group_last_block) ||
1160                                 (my_rsv->rsv_end < group_first_block)) {
1161                         rsv_window_dump(&EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root, 1);
1162                         BUG();
1163                 }
1164                 ret = ext2_try_to_allocate(sb, group, bitmap_bh, grp_goal,
1165                                            &num, &my_rsv->rsv_window);
1166                 if (ret >= 0) {
1167                         my_rsv->rsv_alloc_hit += num;
1168                         *count = num;
1169                         break;                          /* succeed */
1170                 }
1171                 num = *count;
1172         }
1173         return ret;
1174 }
1175
1176 /**
1177  * ext2_has_free_blocks()
1178  * @sbi:                in-core super block structure.
1179  *
1180  * Check if filesystem has at least 1 free block available for allocation.
1181  */
1182 static int ext2_has_free_blocks(struct ext2_sb_info *sbi)
1183 {
1184         ext2_fsblk_t free_blocks, root_blocks;
1185
1186         free_blocks = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_freeblocks_counter);
1187         root_blocks = le32_to_cpu(sbi->s_es->s_r_blocks_count);
1188         if (free_blocks < root_blocks + 1 && !capable(CAP_SYS_RESOURCE) &&
1189                 !uid_eq(sbi->s_resuid, current_fsuid()) &&
1190                 (gid_eq(sbi->s_resgid, GLOBAL_ROOT_GID) ||
1191                  !in_group_p (sbi->s_resgid))) {
1192                 return 0;
1193         }
1194         return 1;
1195 }
1196
1197 /*
1198  * Returns 1 if the passed-in block region is valid; 0 if some part overlaps
1199  * with filesystem metadata blocksi.
1200  */
1201 int ext2_data_block_valid(struct ext2_sb_info *sbi, ext2_fsblk_t start_blk,
1202                           unsigned int count)
1203 {
1204         if ((start_blk <= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_first_data_block)) ||
1205             (start_blk + count < start_blk) ||
1206             (start_blk > le32_to_cpu(sbi->s_es->s_blocks_count)))
1207                 return 0;
1208
1209         /* Ensure we do not step over superblock */
1210         if ((start_blk <= sbi->s_sb_block) &&
1211             (start_blk + count >= sbi->s_sb_block))
1212                 return 0;
1213
1214
1215         return 1;
1216 }
1217
1218 /*
1219  * ext2_new_blocks() -- core block(s) allocation function
1220  * @inode:              file inode
1221  * @goal:               given target block(filesystem wide)
1222  * @count:              target number of blocks to allocate
1223  * @errp:               error code
1224  *
1225  * ext2_new_blocks uses a goal block to assist allocation.  If the goal is
1226  * free, or there is a free block within 32 blocks of the goal, that block
1227  * is allocated.  Otherwise a forward search is made for a free block; within 
1228  * each block group the search first looks for an entire free byte in the block
1229  * bitmap, and then for any free bit if that fails.
1230  * This function also updates quota and i_blocks field.
1231  */
1232 ext2_fsblk_t ext2_new_blocks(struct inode *inode, ext2_fsblk_t goal,
1233                     unsigned long *count, int *errp)
1234 {
1235         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
1236         struct buffer_head *gdp_bh;
1237         int group_no;
1238         int goal_group;
1239         ext2_grpblk_t grp_target_blk;   /* blockgroup relative goal block */
1240         ext2_grpblk_t grp_alloc_blk;    /* blockgroup-relative allocated block*/
1241         ext2_fsblk_t ret_block;         /* filesyetem-wide allocated block */
1242         int bgi;                        /* blockgroup iteration index */
1243         int performed_allocation = 0;
1244         ext2_grpblk_t free_blocks;      /* number of free blocks in a group */
1245         struct super_block *sb;
1246         struct ext2_group_desc *gdp;
1247         struct ext2_super_block *es;
1248         struct ext2_sb_info *sbi;
1249         struct ext2_reserve_window_node *my_rsv = NULL;
1250         struct ext2_block_alloc_info *block_i;
1251         unsigned short windowsz = 0;
1252         unsigned long ngroups;
1253         unsigned long num = *count;
1254         int ret;
1255
1256         *errp = -ENOSPC;
1257         sb = inode->i_sb;
1258
1259         /*
1260          * Check quota for allocation of this block.
1261          */
1262         ret = dquot_alloc_block(inode, num);
1263         if (ret) {
1264                 *errp = ret;
1265                 return 0;
1266         }
1267
1268         sbi = EXT2_SB(sb);
1269         es = EXT2_SB(sb)->s_es;
1270         ext2_debug("goal=%lu.\n", goal);
1271         /*
1272          * Allocate a block from reservation only when
1273          * filesystem is mounted with reservation(default,-o reservation), and
1274          * it's a regular file, and
1275          * the desired window size is greater than 0 (One could use ioctl
1276          * command EXT2_IOC_SETRSVSZ to set the window size to 0 to turn off
1277          * reservation on that particular file)
1278          */
1279         block_i = EXT2_I(inode)->i_block_alloc_info;
1280         if (block_i) {
1281                 windowsz = block_i->rsv_window_node.rsv_goal_size;
1282                 if (windowsz > 0)
1283                         my_rsv = &block_i->rsv_window_node;
1284         }
1285
1286         if (!ext2_has_free_blocks(sbi)) {
1287                 *errp = -ENOSPC;
1288                 goto out;
1289         }
1290
1291         /*
1292          * First, test whether the goal block is free.
1293          */
1294         if (goal < le32_to_cpu(es->s_first_data_block) ||
1295             goal >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count))
1296                 goal = le32_to_cpu(es->s_first_data_block);
1297         group_no = (goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) /
1298                         EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
1299         goal_group = group_no;
1300 retry_alloc:
1301         gdp = ext2_get_group_desc(sb, group_no, &gdp_bh);
1302         if (!gdp)
1303                 goto io_error;
1304
1305         free_blocks = le16_to_cpu(gdp->bg_free_blocks_count);
1306         /*
1307          * if there is not enough free blocks to make a new resevation
1308          * turn off reservation for this allocation
1309          */
1310         if (my_rsv && (free_blocks < windowsz)
1311                 && (free_blocks > 0)
1312                 && (rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)))
1313                 my_rsv = NULL;
1314
1315         if (free_blocks > 0) {
1316                 grp_target_blk = ((goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
1317                                 EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb));
1318                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
1319                 if (!bitmap_bh)
1320                         goto io_error;
1321                 grp_alloc_blk = ext2_try_to_allocate_with_rsv(sb, group_no,
1322                                         bitmap_bh, grp_target_blk,
1323                                         my_rsv, &num);
1324                 if (grp_alloc_blk >= 0)
1325                         goto allocated;
1326         }
1327
1328         ngroups = EXT2_SB(sb)->s_groups_count;
1329         smp_rmb();
1330
1331         /*
1332          * Now search the rest of the groups.  We assume that
1333          * group_no and gdp correctly point to the last group visited.
1334          */
1335         for (bgi = 0; bgi < ngroups; bgi++) {
1336                 group_no++;
1337                 if (group_no >= ngroups)
1338                         group_no = 0;
1339                 gdp = ext2_get_group_desc(sb, group_no, &gdp_bh);
1340                 if (!gdp)
1341                         goto io_error;
1342
1343                 free_blocks = le16_to_cpu(gdp->bg_free_blocks_count);
1344                 /*
1345                  * skip this group (and avoid loading bitmap) if there
1346                  * are no free blocks
1347                  */
1348                 if (!free_blocks)
1349                         continue;
1350                 /*
1351                  * skip this group if the number of
1352                  * free blocks is less than half of the reservation
1353                  * window size.
1354                  */
1355                 if (my_rsv && (free_blocks <= (windowsz/2)))
1356                         continue;
1357
1358                 brelse(bitmap_bh);
1359                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
1360                 if (!bitmap_bh)
1361                         goto io_error;
1362                 /*
1363                  * try to allocate block(s) from this group, without a goal(-1).
1364                  */
1365                 grp_alloc_blk = ext2_try_to_allocate_with_rsv(sb, group_no,
1366                                         bitmap_bh, -1, my_rsv, &num);
1367                 if (grp_alloc_blk >= 0)
1368                         goto allocated;
1369         }
1370         /*
1371          * We may end up a bogus earlier ENOSPC error due to
1372          * filesystem is "full" of reservations, but
1373          * there maybe indeed free blocks available on disk
1374          * In this case, we just forget about the reservations
1375          * just do block allocation as without reservations.
1376          */
1377         if (my_rsv) {
1378                 my_rsv = NULL;
1379                 windowsz = 0;
1380                 group_no = goal_group;
1381                 goto retry_alloc;
1382         }
1383         /* No space left on the device */
1384         *errp = -ENOSPC;
1385         goto out;
1386
1387 allocated:
1388
1389         ext2_debug("using block group %d(%d)\n",
1390                         group_no, gdp->bg_free_blocks_count);
1391
1392         ret_block = grp_alloc_blk + ext2_group_first_block_no(sb, group_no);
1393
1394         if (in_range(le32_to_cpu(gdp->bg_block_bitmap), ret_block, num) ||
1395             in_range(le32_to_cpu(gdp->bg_inode_bitmap), ret_block, num) ||
1396             in_range(ret_block, le32_to_cpu(gdp->bg_inode_table),
1397                       EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group) ||
1398             in_range(ret_block + num - 1, le32_to_cpu(gdp->bg_inode_table),
1399                       EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group)) {
1400                 ext2_error(sb, "ext2_new_blocks",
1401                             "Allocating block in system zone - "
1402                             "blocks from "E2FSBLK", length %lu",
1403                             ret_block, num);
1404                 /*
1405                  * ext2_try_to_allocate marked the blocks we allocated as in
1406                  * use.  So we may want to selectively mark some of the blocks
1407                  * as free
1408                  */
1409                 goto retry_alloc;
1410         }
1411
1412         performed_allocation = 1;
1413
1414         if (ret_block + num - 1 >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count)) {
1415                 ext2_error(sb, "ext2_new_blocks",
1416                             "block("E2FSBLK") >= blocks count(%d) - "
1417                             "block_group = %d, es == %p ", ret_block,
1418                         le32_to_cpu(es->s_blocks_count), group_no, es);
1419                 goto out;
1420         }
1421
1422         group_adjust_blocks(sb, group_no, gdp, gdp_bh, -num);
1423         percpu_counter_sub(&sbi->s_freeblocks_counter, num);
1424
1425         mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
1426         if (sb->s_flags & MS_SYNCHRONOUS)
1427                 sync_dirty_buffer(bitmap_bh);
1428
1429         *errp = 0;
1430         brelse(bitmap_bh);
1431         if (num < *count) {
1432                 dquot_free_block_nodirty(inode, *count-num);
1433                 mark_inode_dirty(inode);
1434                 *count = num;
1435         }
1436         return ret_block;
1437
1438 io_error:
1439         *errp = -EIO;
1440 out:
1441         /*
1442          * Undo the block allocation
1443          */
1444         if (!performed_allocation) {
1445                 dquot_free_block_nodirty(inode, *count);
1446                 mark_inode_dirty(inode);
1447         }
1448         brelse(bitmap_bh);
1449         return 0;
1450 }
1451
1452 ext2_fsblk_t ext2_new_block(struct inode *inode, unsigned long goal, int *errp)
1453 {
1454         unsigned long count = 1;
1455
1456         return ext2_new_blocks(inode, goal, &count, errp);
1457 }
1458
1459 #ifdef EXT2FS_DEBUG
1460
1461 unsigned long ext2_count_free(struct buffer_head *map, unsigned int numchars)
1462 {
1463         return numchars * BITS_PER_BYTE - memweight(map->b_data, numchars);
1464 }
1465
1466 #endif  /*  EXT2FS_DEBUG  */
1467
1468 unsigned long ext2_count_free_blocks (struct super_block * sb)
1469 {
1470         struct ext2_group_desc * desc;
1471         unsigned long desc_count = 0;
1472         int i;
1473 #ifdef EXT2FS_DEBUG
1474         unsigned long bitmap_count, x;
1475         struct ext2_super_block *es;
1476
1477         es = EXT2_SB(sb)->s_es;
1478         desc_count = 0;
1479         bitmap_count = 0;
1480         desc = NULL;
1481         for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
1482                 struct buffer_head *bitmap_bh;
1483                 desc = ext2_get_group_desc (sb, i, NULL);
1484                 if (!desc)
1485                         continue;
1486                 desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
1487                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, i);
1488                 if (!bitmap_bh)
1489                         continue;
1490                 
1491                 x = ext2_count_free(bitmap_bh, sb->s_blocksize);
1492                 printk ("group %d: stored = %d, counted = %lu\n",
1493                         i, le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count), x);
1494                 bitmap_count += x;
1495                 brelse(bitmap_bh);
1496         }
1497         printk("ext2_count_free_blocks: stored = %lu, computed = %lu, %lu\n",
1498                 (long)le32_to_cpu(es->s_free_blocks_count),
1499                 desc_count, bitmap_count);
1500         return bitmap_count;
1501 #else
1502         for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
1503                 desc = ext2_get_group_desc (sb, i, NULL);
1504                 if (!desc)
1505                         continue;
1506                 desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
1507         }
1508         return desc_count;
1509 #endif
1510 }
1511
1512 static inline int test_root(int a, int b)
1513 {
1514         int num = b;
1515
1516         while (a > num)
1517                 num *= b;
1518         return num == a;
1519 }
1520
1521 static int ext2_group_sparse(int group)
1522 {
1523         if (group <= 1)
1524                 return 1;
1525         return (test_root(group, 3) || test_root(group, 5) ||
1526                 test_root(group, 7));
1527 }
1528
1529 /**
1530  *      ext2_bg_has_super - number of blocks used by the superblock in group
1531  *      @sb: superblock for filesystem
1532  *      @group: group number to check
1533  *
1534  *      Return the number of blocks used by the superblock (primary or backup)
1535  *      in this group.  Currently this will be only 0 or 1.
1536  */
1537 int ext2_bg_has_super(struct super_block *sb, int group)
1538 {
1539         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb,EXT2_FEATURE_RO_COMPAT_SPARSE_SUPER)&&
1540             !ext2_group_sparse(group))
1541                 return 0;
1542         return 1;
1543 }
1544
1545 /**
1546  *      ext2_bg_num_gdb - number of blocks used by the group table in group
1547  *      @sb: superblock for filesystem
1548  *      @group: group number to check
1549  *
1550  *      Return the number of blocks used by the group descriptor table
1551  *      (primary or backup) in this group.  In the future there may be a
1552  *      different number of descriptor blocks in each group.
1553  */
1554 unsigned long ext2_bg_num_gdb(struct super_block *sb, int group)
1555 {
1556         return ext2_bg_has_super(sb, group) ? EXT2_SB(sb)->s_gdb_count : 0;
1557 }
1558