Merge tag 'mm-nonmm-stable-2024-05-19-11-56' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux...
[sfrench/cifs-2.6.git] / fs / ext2 / balloc.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  linux/fs/ext2/balloc.c
4  *
5  * Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995
6  * Remy Card (card@masi.ibp.fr)
7  * Laboratoire MASI - Institut Blaise Pascal
8  * Universite Pierre et Marie Curie (Paris VI)
9  *
10  *  Enhanced block allocation by Stephen Tweedie (sct@redhat.com), 1993
11  *  Big-endian to little-endian byte-swapping/bitmaps by
12  *        David S. Miller (davem@caip.rutgers.edu), 1995
13  */
14
15 #include "ext2.h"
16 #include <linux/quotaops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/sched.h>
19 #include <linux/cred.h>
20 #include <linux/buffer_head.h>
21 #include <linux/capability.h>
22
23 /*
24  * balloc.c contains the blocks allocation and deallocation routines
25  */
26
27 /*
28  * The free blocks are managed by bitmaps.  A file system contains several
29  * blocks groups.  Each group contains 1 bitmap block for blocks, 1 bitmap
30  * block for inodes, N blocks for the inode table and data blocks.
31  *
32  * The file system contains group descriptors which are located after the
33  * super block.  Each descriptor contains the number of the bitmap block and
34  * the free blocks count in the block.  The descriptors are loaded in memory
35  * when a file system is mounted (see ext2_fill_super).
36  */
37
38
39 struct ext2_group_desc * ext2_get_group_desc(struct super_block * sb,
40                                              unsigned int block_group,
41                                              struct buffer_head ** bh)
42 {
43         unsigned long group_desc;
44         unsigned long offset;
45         struct ext2_group_desc * desc;
46         struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
47
48         if (block_group >= sbi->s_groups_count) {
49                 WARN(1, "block_group >= groups_count - "
50                      "block_group = %d, groups_count = %lu",
51                      block_group, sbi->s_groups_count);
52
53                 return NULL;
54         }
55
56         group_desc = block_group >> EXT2_DESC_PER_BLOCK_BITS(sb);
57         offset = block_group & (EXT2_DESC_PER_BLOCK(sb) - 1);
58         if (!sbi->s_group_desc[group_desc]) {
59                 WARN(1, "Group descriptor not loaded - "
60                      "block_group = %d, group_desc = %lu, desc = %lu",
61                       block_group, group_desc, offset);
62                 return NULL;
63         }
64
65         desc = (struct ext2_group_desc *) sbi->s_group_desc[group_desc]->b_data;
66         if (bh)
67                 *bh = sbi->s_group_desc[group_desc];
68         return desc + offset;
69 }
70
71 static int ext2_valid_block_bitmap(struct super_block *sb,
72                                         struct ext2_group_desc *desc,
73                                         unsigned int block_group,
74                                         struct buffer_head *bh)
75 {
76         ext2_grpblk_t offset;
77         ext2_grpblk_t next_zero_bit;
78         ext2_fsblk_t bitmap_blk;
79         ext2_fsblk_t group_first_block;
80
81         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, block_group);
82
83         /* check whether block bitmap block number is set */
84         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap);
85         offset = bitmap_blk - group_first_block;
86         if (!ext2_test_bit(offset, bh->b_data))
87                 /* bad block bitmap */
88                 goto err_out;
89
90         /* check whether the inode bitmap block number is set */
91         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_inode_bitmap);
92         offset = bitmap_blk - group_first_block;
93         if (!ext2_test_bit(offset, bh->b_data))
94                 /* bad block bitmap */
95                 goto err_out;
96
97         /* check whether the inode table block number is set */
98         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_inode_table);
99         offset = bitmap_blk - group_first_block;
100         next_zero_bit = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data,
101                                 offset + EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group,
102                                 offset);
103         if (next_zero_bit >= offset + EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group)
104                 /* good bitmap for inode tables */
105                 return 1;
106
107 err_out:
108         ext2_error(sb, __func__,
109                         "Invalid block bitmap - "
110                         "block_group = %d, block = %lu",
111                         block_group, bitmap_blk);
112         return 0;
113 }
114
115 /*
116  * Read the bitmap for a given block_group,and validate the
117  * bits for block/inode/inode tables are set in the bitmaps
118  *
119  * Return buffer_head on success or NULL in case of failure.
120  */
121 static struct buffer_head *
122 read_block_bitmap(struct super_block *sb, unsigned int block_group)
123 {
124         struct ext2_group_desc * desc;
125         struct buffer_head * bh = NULL;
126         ext2_fsblk_t bitmap_blk;
127         int ret;
128
129         desc = ext2_get_group_desc(sb, block_group, NULL);
130         if (!desc)
131                 return NULL;
132         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap);
133         bh = sb_getblk(sb, bitmap_blk);
134         if (unlikely(!bh)) {
135                 ext2_error(sb, __func__,
136                             "Cannot read block bitmap - "
137                             "block_group = %d, block_bitmap = %u",
138                             block_group, le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap));
139                 return NULL;
140         }
141         ret = bh_read(bh, 0);
142         if (ret > 0)
143                 return bh;
144         if (ret < 0) {
145                 brelse(bh);
146                 ext2_error(sb, __func__,
147                             "Cannot read block bitmap - "
148                             "block_group = %d, block_bitmap = %u",
149                             block_group, le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap));
150                 return NULL;
151         }
152
153         ext2_valid_block_bitmap(sb, desc, block_group, bh);
154         /*
155          * file system mounted not to panic on error, continue with corrupt
156          * bitmap
157          */
158         return bh;
159 }
160
161 static void group_adjust_blocks(struct super_block *sb, int group_no,
162         struct ext2_group_desc *desc, struct buffer_head *bh, int count)
163 {
164         if (count) {
165                 struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
166                 unsigned free_blocks;
167
168                 spin_lock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
169                 free_blocks = le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
170                 desc->bg_free_blocks_count = cpu_to_le16(free_blocks + count);
171                 spin_unlock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
172                 mark_buffer_dirty(bh);
173         }
174 }
175
176 /*
177  * The reservation window structure operations
178  * --------------------------------------------
179  * Operations include:
180  * dump, find, add, remove, is_empty, find_next_reservable_window, etc.
181  *
182  * We use a red-black tree to represent per-filesystem reservation
183  * windows.
184  *
185  */
186
187 /**
188  * __rsv_window_dump() -- Dump the filesystem block allocation reservation map
189  * @root:               root of per-filesystem reservation rb tree
190  * @verbose:            verbose mode
191  * @fn:                 function which wishes to dump the reservation map
192  *
193  * If verbose is turned on, it will print the whole block reservation
194  * windows(start, end). Otherwise, it will only print out the "bad" windows,
195  * those windows that overlap with their immediate neighbors.
196  */
197 #if 1
198 static void __rsv_window_dump(struct rb_root *root, int verbose,
199                               const char *fn)
200 {
201         struct rb_node *n;
202         struct ext2_reserve_window_node *rsv, *prev;
203         int bad;
204
205 restart:
206         n = rb_first(root);
207         bad = 0;
208         prev = NULL;
209
210         printk("Block Allocation Reservation Windows Map (%s):\n", fn);
211         while (n) {
212                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
213                 if (verbose)
214                         printk("reservation window 0x%p "
215                                 "start: %lu, end: %lu\n",
216                                 rsv, rsv->rsv_start, rsv->rsv_end);
217                 if (rsv->rsv_start && rsv->rsv_start >= rsv->rsv_end) {
218                         printk("Bad reservation %p (start >= end)\n",
219                                rsv);
220                         bad = 1;
221                 }
222                 if (prev && prev->rsv_end >= rsv->rsv_start) {
223                         printk("Bad reservation %p (prev->end >= start)\n",
224                                rsv);
225                         bad = 1;
226                 }
227                 if (bad) {
228                         if (!verbose) {
229                                 printk("Restarting reservation walk in verbose mode\n");
230                                 verbose = 1;
231                                 goto restart;
232                         }
233                 }
234                 n = rb_next(n);
235                 prev = rsv;
236         }
237         printk("Window map complete.\n");
238         BUG_ON(bad);
239 }
240 #define rsv_window_dump(root, verbose) \
241         __rsv_window_dump((root), (verbose), __func__)
242 #else
243 #define rsv_window_dump(root, verbose) do {} while (0)
244 #endif
245
246 /**
247  * goal_in_my_reservation()
248  * @rsv:                inode's reservation window
249  * @grp_goal:           given goal block relative to the allocation block group
250  * @group:              the current allocation block group
251  * @sb:                 filesystem super block
252  *
253  * Test if the given goal block (group relative) is within the file's
254  * own block reservation window range.
255  *
256  * If the reservation window is outside the goal allocation group, return 0;
257  * grp_goal (given goal block) could be -1, which means no specific
258  * goal block. In this case, always return 1.
259  * If the goal block is within the reservation window, return 1;
260  * otherwise, return 0;
261  */
262 static int
263 goal_in_my_reservation(struct ext2_reserve_window *rsv, ext2_grpblk_t grp_goal,
264                         unsigned int group, struct super_block * sb)
265 {
266         ext2_fsblk_t group_first_block, group_last_block;
267
268         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
269         group_last_block = ext2_group_last_block_no(sb, group);
270
271         if ((rsv->_rsv_start > group_last_block) ||
272             (rsv->_rsv_end < group_first_block))
273                 return 0;
274         if ((grp_goal >= 0) && ((grp_goal + group_first_block < rsv->_rsv_start)
275                 || (grp_goal + group_first_block > rsv->_rsv_end)))
276                 return 0;
277         return 1;
278 }
279
280 /**
281  * search_reserve_window()
282  * @root:               root of reservation tree
283  * @goal:               target allocation block
284  *
285  * Find the reserved window which includes the goal, or the previous one
286  * if the goal is not in any window.
287  * Returns NULL if there are no windows or if all windows start after the goal.
288  */
289 static struct ext2_reserve_window_node *
290 search_reserve_window(struct rb_root *root, ext2_fsblk_t goal)
291 {
292         struct rb_node *n = root->rb_node;
293         struct ext2_reserve_window_node *rsv;
294
295         if (!n)
296                 return NULL;
297
298         do {
299                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
300
301                 if (goal < rsv->rsv_start)
302                         n = n->rb_left;
303                 else if (goal > rsv->rsv_end)
304                         n = n->rb_right;
305                 else
306                         return rsv;
307         } while (n);
308         /*
309          * We've fallen off the end of the tree: the goal wasn't inside
310          * any particular node.  OK, the previous node must be to one
311          * side of the interval containing the goal.  If it's the RHS,
312          * we need to back up one.
313          */
314         if (rsv->rsv_start > goal) {
315                 n = rb_prev(&rsv->rsv_node);
316                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
317         }
318         return rsv;
319 }
320
321 /*
322  * ext2_rsv_window_add() -- Insert a window to the block reservation rb tree.
323  * @sb:                 super block
324  * @rsv:                reservation window to add
325  *
326  * Must be called with rsv_lock held.
327  */
328 void ext2_rsv_window_add(struct super_block *sb,
329                     struct ext2_reserve_window_node *rsv)
330 {
331         struct rb_root *root = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root;
332         struct rb_node *node = &rsv->rsv_node;
333         ext2_fsblk_t start = rsv->rsv_start;
334
335         struct rb_node ** p = &root->rb_node;
336         struct rb_node * parent = NULL;
337         struct ext2_reserve_window_node *this;
338
339         while (*p)
340         {
341                 parent = *p;
342                 this = rb_entry(parent, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
343
344                 if (start < this->rsv_start)
345                         p = &(*p)->rb_left;
346                 else if (start > this->rsv_end)
347                         p = &(*p)->rb_right;
348                 else {
349                         rsv_window_dump(root, 1);
350                         BUG();
351                 }
352         }
353
354         rb_link_node(node, parent, p);
355         rb_insert_color(node, root);
356 }
357
358 /**
359  * rsv_window_remove() -- unlink a window from the reservation rb tree
360  * @sb:                 super block
361  * @rsv:                reservation window to remove
362  *
363  * Mark the block reservation window as not allocated, and unlink it
364  * from the filesystem reservation window rb tree. Must be called with
365  * rsv_lock held.
366  */
367 static void rsv_window_remove(struct super_block *sb,
368                               struct ext2_reserve_window_node *rsv)
369 {
370         rsv->rsv_start = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
371         rsv->rsv_end = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
372         rsv->rsv_alloc_hit = 0;
373         rb_erase(&rsv->rsv_node, &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root);
374 }
375
376 /*
377  * rsv_is_empty() -- Check if the reservation window is allocated.
378  * @rsv:                given reservation window to check
379  *
380  * returns 1 if the end block is EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED.
381  */
382 static inline int rsv_is_empty(struct ext2_reserve_window *rsv)
383 {
384         /* a valid reservation end block could not be 0 */
385         return (rsv->_rsv_end == EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED);
386 }
387
388 /**
389  * ext2_init_block_alloc_info()
390  * @inode:              file inode structure
391  *
392  * Allocate and initialize the  reservation window structure, and
393  * link the window to the ext2 inode structure at last
394  *
395  * The reservation window structure is only dynamically allocated
396  * and linked to ext2 inode the first time the open file
397  * needs a new block. So, before every ext2_new_block(s) call, for
398  * regular files, we should check whether the reservation window
399  * structure exists or not. In the latter case, this function is called.
400  * Fail to do so will result in block reservation being turned off for that
401  * open file.
402  *
403  * This function is called from ext2_get_blocks_handle(), also called
404  * when setting the reservation window size through ioctl before the file
405  * is open for write (needs block allocation).
406  *
407  * Needs truncate_mutex protection prior to calling this function.
408  */
409 void ext2_init_block_alloc_info(struct inode *inode)
410 {
411         struct ext2_inode_info *ei = EXT2_I(inode);
412         struct ext2_block_alloc_info *block_i;
413         struct super_block *sb = inode->i_sb;
414
415         block_i = kmalloc(sizeof(*block_i), GFP_KERNEL);
416         if (block_i) {
417                 struct ext2_reserve_window_node *rsv = &block_i->rsv_window_node;
418
419                 rsv->rsv_start = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
420                 rsv->rsv_end = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
421
422                 /*
423                  * if filesystem is mounted with NORESERVATION, the goal
424                  * reservation window size is set to zero to indicate
425                  * block reservation is off
426                  */
427                 if (!test_opt(sb, RESERVATION))
428                         rsv->rsv_goal_size = 0;
429                 else
430                         rsv->rsv_goal_size = EXT2_DEFAULT_RESERVE_BLOCKS;
431                 rsv->rsv_alloc_hit = 0;
432                 block_i->last_alloc_logical_block = 0;
433                 block_i->last_alloc_physical_block = 0;
434         }
435         ei->i_block_alloc_info = block_i;
436 }
437
438 /**
439  * ext2_discard_reservation()
440  * @inode:              inode
441  *
442  * Discard(free) block reservation window on last file close, or truncate
443  * or at last iput().
444  *
445  * It is being called in three cases:
446  *      ext2_release_file(): last writer closes the file
447  *      ext2_clear_inode(): last iput(), when nobody links to this file.
448  *      ext2_truncate(): when the block indirect map is about to change.
449  */
450 void ext2_discard_reservation(struct inode *inode)
451 {
452         struct ext2_inode_info *ei = EXT2_I(inode);
453         struct ext2_block_alloc_info *block_i = ei->i_block_alloc_info;
454         struct ext2_reserve_window_node *rsv;
455         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(inode->i_sb)->s_rsv_window_lock;
456
457         if (!block_i)
458                 return;
459
460         rsv = &block_i->rsv_window_node;
461         if (!rsv_is_empty(&rsv->rsv_window)) {
462                 spin_lock(rsv_lock);
463                 if (!rsv_is_empty(&rsv->rsv_window))
464                         rsv_window_remove(inode->i_sb, rsv);
465                 spin_unlock(rsv_lock);
466         }
467 }
468
469 /**
470  * ext2_free_blocks() -- Free given blocks and update quota and i_blocks
471  * @inode:              inode
472  * @block:              start physical block to free
473  * @count:              number of blocks to free
474  */
475 void ext2_free_blocks(struct inode * inode, ext2_fsblk_t block,
476                       unsigned long count)
477 {
478         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
479         struct buffer_head * bh2;
480         unsigned long block_group;
481         unsigned long bit;
482         unsigned long i;
483         unsigned long overflow;
484         struct super_block * sb = inode->i_sb;
485         struct ext2_sb_info * sbi = EXT2_SB(sb);
486         struct ext2_group_desc * desc;
487         struct ext2_super_block * es = sbi->s_es;
488         unsigned freed = 0, group_freed;
489
490         if (!ext2_data_block_valid(sbi, block, count)) {
491                 ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
492                             "Freeing blocks not in datazone - "
493                             "block = %lu, count = %lu", block, count);
494                 goto error_return;
495         }
496
497         ext2_debug ("freeing block(s) %lu-%lu\n", block, block + count - 1);
498
499 do_more:
500         overflow = 0;
501         block_group = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) /
502                       EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
503         bit = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
504                       EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
505         /*
506          * Check to see if we are freeing blocks across a group
507          * boundary.
508          */
509         if (bit + count > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)) {
510                 overflow = bit + count - EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
511                 count -= overflow;
512         }
513         brelse(bitmap_bh);
514         bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, block_group);
515         if (!bitmap_bh)
516                 goto error_return;
517
518         desc = ext2_get_group_desc (sb, block_group, &bh2);
519         if (!desc)
520                 goto error_return;
521
522         if (in_range (le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap), block, count) ||
523             in_range (le32_to_cpu(desc->bg_inode_bitmap), block, count) ||
524             in_range (block, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
525                       sbi->s_itb_per_group) ||
526             in_range (block + count - 1, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
527                       sbi->s_itb_per_group)) {
528                 ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
529                             "Freeing blocks in system zones - "
530                             "Block = %lu, count = %lu",
531                             block, count);
532                 goto error_return;
533         }
534
535         for (i = 0, group_freed = 0; i < count; i++) {
536                 if (!ext2_clear_bit_atomic(sb_bgl_lock(sbi, block_group),
537                                                 bit + i, bitmap_bh->b_data)) {
538                         ext2_error(sb, __func__,
539                                 "bit already cleared for block %lu", block + i);
540                 } else {
541                         group_freed++;
542                 }
543         }
544
545         mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
546         if (sb->s_flags & SB_SYNCHRONOUS)
547                 sync_dirty_buffer(bitmap_bh);
548
549         group_adjust_blocks(sb, block_group, desc, bh2, group_freed);
550         freed += group_freed;
551
552         if (overflow) {
553                 block += count;
554                 count = overflow;
555                 goto do_more;
556         }
557 error_return:
558         brelse(bitmap_bh);
559         if (freed) {
560                 percpu_counter_add(&sbi->s_freeblocks_counter, freed);
561                 dquot_free_block_nodirty(inode, freed);
562                 mark_inode_dirty(inode);
563         }
564 }
565
566 /**
567  * bitmap_search_next_usable_block()
568  * @start:              the starting block (group relative) of the search
569  * @bh:                 bufferhead contains the block group bitmap
570  * @maxblocks:          the ending block (group relative) of the reservation
571  *
572  * The bitmap search --- search forward through the actual bitmap on disk until
573  * we find a bit free.
574  */
575 static ext2_grpblk_t
576 bitmap_search_next_usable_block(ext2_grpblk_t start, struct buffer_head *bh,
577                                         ext2_grpblk_t maxblocks)
578 {
579         ext2_grpblk_t next;
580
581         next = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data, maxblocks, start);
582         if (next >= maxblocks)
583                 return -1;
584         return next;
585 }
586
587 /**
588  * find_next_usable_block()
589  * @start:              the starting block (group relative) to find next
590  *                      allocatable block in bitmap.
591  * @bh:                 bufferhead contains the block group bitmap
592  * @maxblocks:          the ending block (group relative) for the search
593  *
594  * Find an allocatable block in a bitmap.  We perform the "most
595  * appropriate allocation" algorithm of looking for a free block near
596  * the initial goal; then for a free byte somewhere in the bitmap;
597  * then for any free bit in the bitmap.
598  */
599 static ext2_grpblk_t
600 find_next_usable_block(int start, struct buffer_head *bh, int maxblocks)
601 {
602         ext2_grpblk_t here, next;
603         char *p, *r;
604
605         if (start > 0) {
606                 /*
607                  * The goal was occupied; search forward for a free 
608                  * block within the next XX blocks.
609                  *
610                  * end_goal is more or less random, but it has to be
611                  * less than EXT2_BLOCKS_PER_GROUP. Aligning up to the
612                  * next 64-bit boundary is simple..
613                  */
614                 ext2_grpblk_t end_goal = (start + 63) & ~63;
615                 if (end_goal > maxblocks)
616                         end_goal = maxblocks;
617                 here = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data, end_goal, start);
618                 if (here < end_goal)
619                         return here;
620                 ext2_debug("Bit not found near goal\n");
621         }
622
623         here = start;
624         if (here < 0)
625                 here = 0;
626
627         p = ((char *)bh->b_data) + (here >> 3);
628         r = memscan(p, 0, ((maxblocks + 7) >> 3) - (here >> 3));
629         next = (r - ((char *)bh->b_data)) << 3;
630
631         if (next < maxblocks && next >= here)
632                 return next;
633
634         here = bitmap_search_next_usable_block(here, bh, maxblocks);
635         return here;
636 }
637
638 /**
639  * ext2_try_to_allocate()
640  * @sb:                 superblock
641  * @group:              given allocation block group
642  * @bitmap_bh:          bufferhead holds the block bitmap
643  * @grp_goal:           given target block within the group
644  * @count:              target number of blocks to allocate
645  * @my_rsv:             reservation window
646  *
647  * Attempt to allocate blocks within a give range. Set the range of allocation
648  * first, then find the first free bit(s) from the bitmap (within the range),
649  * and at last, allocate the blocks by claiming the found free bit as allocated.
650  *
651  * To set the range of this allocation:
652  *      if there is a reservation window, only try to allocate block(s)
653  *      from the file's own reservation window;
654  *      Otherwise, the allocation range starts from the give goal block,
655  *      ends at the block group's last block.
656  *
657  * If we failed to allocate the desired block then we may end up crossing to a
658  * new bitmap.
659  */
660 static int
661 ext2_try_to_allocate(struct super_block *sb, int group,
662                         struct buffer_head *bitmap_bh, ext2_grpblk_t grp_goal,
663                         unsigned long *count,
664                         struct ext2_reserve_window *my_rsv)
665 {
666         ext2_fsblk_t group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
667         ext2_fsblk_t group_last_block = ext2_group_last_block_no(sb, group);
668         ext2_grpblk_t start, end;
669         unsigned long num = 0;
670
671         start = 0;
672         end = group_last_block - group_first_block + 1;
673         /* we do allocation within the reservation window if we have a window */
674         if (my_rsv) {
675                 if (my_rsv->_rsv_start >= group_first_block)
676                         start = my_rsv->_rsv_start - group_first_block;
677                 if (my_rsv->_rsv_end < group_last_block)
678                         end = my_rsv->_rsv_end - group_first_block + 1;
679                 if (grp_goal < start || grp_goal >= end)
680                         grp_goal = -1;
681         }
682         BUG_ON(start > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb));
683
684         if (grp_goal < 0) {
685                 grp_goal = find_next_usable_block(start, bitmap_bh, end);
686                 if (grp_goal < 0)
687                         goto fail_access;
688                 if (!my_rsv) {
689                         int i;
690
691                         for (i = 0; i < 7 && grp_goal > start &&
692                                         !ext2_test_bit(grp_goal - 1,
693                                                         bitmap_bh->b_data);
694                                         i++, grp_goal--)
695                                 ;
696                 }
697         }
698
699         for (; num < *count && grp_goal < end; grp_goal++) {
700                 if (ext2_set_bit_atomic(sb_bgl_lock(EXT2_SB(sb), group),
701                                         grp_goal, bitmap_bh->b_data)) {
702                         if (num == 0)
703                                 continue;
704                         break;
705                 }
706                 num++;
707         }
708
709         if (num == 0)
710                 goto fail_access;
711
712         *count = num;
713         return grp_goal - num;
714 fail_access:
715         return -1;
716 }
717
718 /**
719  * find_next_reservable_window - Find a reservable space within the given range.
720  * @search_head: The list to search.
721  * @my_rsv: The reservation we're currently using.
722  * @sb: The super block.
723  * @start_block: The first block we consider to start the real search from
724  * @last_block: The maximum block number that our goal reservable space
725  *      could start from.
726  *
727  * It does not allocate the reservation window: alloc_new_reservation()
728  * will do the work later.
729  *
730  * We search the given range, rather than the whole reservation double
731  * linked list, (start_block, last_block) to find a free region that is
732  * of my size and has not been reserved.
733  *
734  * @search_head is not necessarily the list head of the whole filesystem.
735  * We have both head and @start_block to assist the search for the
736  * reservable space. The list starts from head, but we will shift to
737  * the place where start_block is, then start from there, when looking
738  * for a reservable space.
739  *
740  * @last_block is normally the last block in this group. The search will end
741  * when we found the start of next possible reservable space is out
742  * of this boundary.  This could handle the cross boundary reservation
743  * window request.
744  *
745  * Return: -1 if we could not find a range of sufficient size.  If we could,
746  * return 0 and fill in @my_rsv with the range information.
747  */
748 static int find_next_reservable_window(
749                                 struct ext2_reserve_window_node *search_head,
750                                 struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
751                                 struct super_block * sb,
752                                 ext2_fsblk_t start_block,
753                                 ext2_fsblk_t last_block)
754 {
755         struct rb_node *next;
756         struct ext2_reserve_window_node *rsv, *prev;
757         ext2_fsblk_t cur;
758         int size = my_rsv->rsv_goal_size;
759
760         /* TODO: make the start of the reservation window byte-aligned */
761         /* cur = *start_block & ~7;*/
762         cur = start_block;
763         rsv = search_head;
764         if (!rsv)
765                 return -1;
766
767         while (1) {
768                 if (cur <= rsv->rsv_end)
769                         cur = rsv->rsv_end + 1;
770
771                 /* TODO?
772                  * in the case we could not find a reservable space
773                  * that is what is expected, during the re-search, we could
774                  * remember what's the largest reservable space we could have
775                  * and return that one.
776                  *
777                  * For now it will fail if we could not find the reservable
778                  * space with expected-size (or more)...
779                  */
780                 if (cur > last_block)
781                         return -1;              /* fail */
782
783                 prev = rsv;
784                 next = rb_next(&rsv->rsv_node);
785                 rsv = rb_entry(next,struct ext2_reserve_window_node,rsv_node);
786
787                 /*
788                  * Reached the last reservation, we can just append to the
789                  * previous one.
790                  */
791                 if (!next)
792                         break;
793
794                 if (cur + size <= rsv->rsv_start) {
795                         /*
796                          * Found a reserveable space big enough.  We could
797                          * have a reservation across the group boundary here
798                          */
799                         break;
800                 }
801         }
802         /*
803          * we come here either :
804          * when we reach the end of the whole list,
805          * and there is empty reservable space after last entry in the list.
806          * append it to the end of the list.
807          *
808          * or we found one reservable space in the middle of the list,
809          * return the reservation window that we could append to.
810          * succeed.
811          */
812
813         if ((prev != my_rsv) && (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)))
814                 rsv_window_remove(sb, my_rsv);
815
816         /*
817          * Let's book the whole available window for now.  We will check the
818          * disk bitmap later and then, if there are free blocks then we adjust
819          * the window size if it's larger than requested.
820          * Otherwise, we will remove this node from the tree next time
821          * call find_next_reservable_window.
822          */
823         my_rsv->rsv_start = cur;
824         my_rsv->rsv_end = cur + size - 1;
825         my_rsv->rsv_alloc_hit = 0;
826
827         if (prev != my_rsv)
828                 ext2_rsv_window_add(sb, my_rsv);
829
830         return 0;
831 }
832
833 /**
834  * alloc_new_reservation - Allocate a new reservation window.
835  * @my_rsv: The reservation we're currently using.
836  * @grp_goal: The goal block relative to the start of the group.
837  * @sb: The super block.
838  * @group: The group we are trying to allocate in.
839  * @bitmap_bh: The block group block bitmap.
840  *
841  * To make a new reservation, we search part of the filesystem reservation
842  * list (the list inside the group). We try to allocate a new
843  * reservation window near @grp_goal, or the beginning of the
844  * group, if @grp_goal is negative.
845  *
846  * We first find a reservable space after the goal, then from there,
847  * we check the bitmap for the first free block after it. If there is
848  * no free block until the end of group, then the whole group is full,
849  * we failed. Otherwise, check if the free block is inside the expected
850  * reservable space, if so, we succeed.
851  *
852  * If the first free block is outside the reservable space, then start
853  * from the first free block, we search for next available space, and
854  * go on.
855  *
856  * on succeed, a new reservation will be found and inserted into the
857  * list. It contains at least one free block, and it does not overlap
858  * with other reservation windows.
859  *
860  * Return: 0 on success, -1 if we failed to find a reservation window
861  * in this group
862  */
863 static int alloc_new_reservation(struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
864                 ext2_grpblk_t grp_goal, struct super_block *sb,
865                 unsigned int group, struct buffer_head *bitmap_bh)
866 {
867         struct ext2_reserve_window_node *search_head;
868         ext2_fsblk_t group_first_block, group_end_block, start_block;
869         ext2_grpblk_t first_free_block;
870         struct rb_root *fs_rsv_root = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root;
871         unsigned long size;
872         int ret;
873         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_lock;
874
875         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
876         group_end_block = ext2_group_last_block_no(sb, group);
877
878         if (grp_goal < 0)
879                 start_block = group_first_block;
880         else
881                 start_block = grp_goal + group_first_block;
882
883         size = my_rsv->rsv_goal_size;
884
885         if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)) {
886                 /*
887                  * if the old reservation is cross group boundary
888                  * and if the goal is inside the old reservation window,
889                  * we will come here when we just failed to allocate from
890                  * the first part of the window. We still have another part
891                  * that belongs to the next group. In this case, there is no
892                  * point to discard our window and try to allocate a new one
893                  * in this group(which will fail). we should
894                  * keep the reservation window, just simply move on.
895                  *
896                  * Maybe we could shift the start block of the reservation
897                  * window to the first block of next group.
898                  */
899
900                 if ((my_rsv->rsv_start <= group_end_block) &&
901                                 (my_rsv->rsv_end > group_end_block) &&
902                                 (start_block >= my_rsv->rsv_start))
903                         return -1;
904
905                 if ((my_rsv->rsv_alloc_hit >
906                      (my_rsv->rsv_end - my_rsv->rsv_start + 1) / 2)) {
907                         /*
908                          * if the previously allocation hit ratio is
909                          * greater than 1/2, then we double the size of
910                          * the reservation window the next time,
911                          * otherwise we keep the same size window
912                          */
913                         size = size * 2;
914                         if (size > EXT2_MAX_RESERVE_BLOCKS)
915                                 size = EXT2_MAX_RESERVE_BLOCKS;
916                         my_rsv->rsv_goal_size= size;
917                 }
918         }
919
920         spin_lock(rsv_lock);
921         /*
922          * shift the search start to the window near the goal block
923          */
924         search_head = search_reserve_window(fs_rsv_root, start_block);
925
926         /*
927          * find_next_reservable_window() simply finds a reservable window
928          * inside the given range(start_block, group_end_block).
929          *
930          * To make sure the reservation window has a free bit inside it, we
931          * need to check the bitmap after we found a reservable window.
932          */
933 retry:
934         ret = find_next_reservable_window(search_head, my_rsv, sb,
935                                                 start_block, group_end_block);
936
937         if (ret == -1) {
938                 if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window))
939                         rsv_window_remove(sb, my_rsv);
940                 spin_unlock(rsv_lock);
941                 return -1;
942         }
943
944         /*
945          * On success, find_next_reservable_window() returns the
946          * reservation window where there is a reservable space after it.
947          * Before we reserve this reservable space, we need
948          * to make sure there is at least a free block inside this region.
949          *
950          * Search the first free bit on the block bitmap.  Search starts from
951          * the start block of the reservable space we just found.
952          */
953         spin_unlock(rsv_lock);
954         first_free_block = bitmap_search_next_usable_block(
955                         my_rsv->rsv_start - group_first_block,
956                         bitmap_bh, group_end_block - group_first_block + 1);
957
958         if (first_free_block < 0) {
959                 /*
960                  * no free block left on the bitmap, no point
961                  * to reserve the space. return failed.
962                  */
963                 spin_lock(rsv_lock);
964                 if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window))
965                         rsv_window_remove(sb, my_rsv);
966                 spin_unlock(rsv_lock);
967                 return -1;              /* failed */
968         }
969
970         start_block = first_free_block + group_first_block;
971         /*
972          * check if the first free block is within the
973          * free space we just reserved
974          */
975         if (start_block >= my_rsv->rsv_start && start_block <= my_rsv->rsv_end)
976                 return 0;               /* success */
977         /*
978          * if the first free bit we found is out of the reservable space
979          * continue search for next reservable space,
980          * start from where the free block is,
981          * we also shift the list head to where we stopped last time
982          */
983         search_head = my_rsv;
984         spin_lock(rsv_lock);
985         goto retry;
986 }
987
988 /**
989  * try_to_extend_reservation()
990  * @my_rsv:             given reservation window
991  * @sb:                 super block
992  * @size:               the delta to extend
993  *
994  * Attempt to expand the reservation window large enough to have
995  * required number of free blocks
996  *
997  * Since ext2_try_to_allocate() will always allocate blocks within
998  * the reservation window range, if the window size is too small,
999  * multiple blocks allocation has to stop at the end of the reservation
1000  * window. To make this more efficient, given the total number of
1001  * blocks needed and the current size of the window, we try to
1002  * expand the reservation window size if necessary on a best-effort
1003  * basis before ext2_new_blocks() tries to allocate blocks.
1004  */
1005 static void try_to_extend_reservation(struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
1006                         struct super_block *sb, int size)
1007 {
1008         struct ext2_reserve_window_node *next_rsv;
1009         struct rb_node *next;
1010         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_lock;
1011
1012         if (!spin_trylock(rsv_lock))
1013                 return;
1014
1015         next = rb_next(&my_rsv->rsv_node);
1016
1017         if (!next)
1018                 my_rsv->rsv_end += size;
1019         else {
1020                 next_rsv = rb_entry(next, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
1021
1022                 if ((next_rsv->rsv_start - my_rsv->rsv_end - 1) >= size)
1023                         my_rsv->rsv_end += size;
1024                 else
1025                         my_rsv->rsv_end = next_rsv->rsv_start - 1;
1026         }
1027         spin_unlock(rsv_lock);
1028 }
1029
1030 /**
1031  * ext2_try_to_allocate_with_rsv()
1032  * @sb:                 superblock
1033  * @group:              given allocation block group
1034  * @bitmap_bh:          bufferhead holds the block bitmap
1035  * @grp_goal:           given target block within the group
1036  * @count:              target number of blocks to allocate
1037  * @my_rsv:             reservation window
1038  *
1039  * This is the main function used to allocate a new block and its reservation
1040  * window.
1041  *
1042  * Each time when a new block allocation is need, first try to allocate from
1043  * its own reservation.  If it does not have a reservation window, instead of
1044  * looking for a free bit on bitmap first, then look up the reservation list to
1045  * see if it is inside somebody else's reservation window, we try to allocate a
1046  * reservation window for it starting from the goal first. Then do the block
1047  * allocation within the reservation window.
1048  *
1049  * This will avoid keeping on searching the reservation list again and
1050  * again when somebody is looking for a free block (without
1051  * reservation), and there are lots of free blocks, but they are all
1052  * being reserved.
1053  *
1054  * We use a red-black tree for the per-filesystem reservation list.
1055  */
1056 static ext2_grpblk_t
1057 ext2_try_to_allocate_with_rsv(struct super_block *sb, unsigned int group,
1058                         struct buffer_head *bitmap_bh, ext2_grpblk_t grp_goal,
1059                         struct ext2_reserve_window_node * my_rsv,
1060                         unsigned long *count)
1061 {
1062         ext2_fsblk_t group_first_block, group_last_block;
1063         ext2_grpblk_t ret = 0;
1064         unsigned long num = *count;
1065
1066         /*
1067          * we don't deal with reservation when
1068          * filesystem is mounted without reservation
1069          * or the file is not a regular file
1070          * or last attempt to allocate a block with reservation turned on failed
1071          */
1072         if (my_rsv == NULL) {
1073                 return ext2_try_to_allocate(sb, group, bitmap_bh,
1074                                                 grp_goal, count, NULL);
1075         }
1076         /*
1077          * grp_goal is a group relative block number (if there is a goal)
1078          * 0 <= grp_goal < EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)
1079          * first block is a filesystem wide block number
1080          * first block is the block number of the first block in this group
1081          */
1082         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
1083         group_last_block = ext2_group_last_block_no(sb, group);
1084
1085         /*
1086          * Basically we will allocate a new block from inode's reservation
1087          * window.
1088          *
1089          * We need to allocate a new reservation window, if:
1090          * a) inode does not have a reservation window; or
1091          * b) last attempt to allocate a block from existing reservation
1092          *    failed; or
1093          * c) we come here with a goal and with a reservation window
1094          *
1095          * We do not need to allocate a new reservation window if we come here
1096          * at the beginning with a goal and the goal is inside the window, or
1097          * we don't have a goal but already have a reservation window.
1098          * then we could go to allocate from the reservation window directly.
1099          */
1100         while (1) {
1101                 if (rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window) || (ret < 0) ||
1102                         !goal_in_my_reservation(&my_rsv->rsv_window,
1103                                                 grp_goal, group, sb)) {
1104                         if (my_rsv->rsv_goal_size < *count)
1105                                 my_rsv->rsv_goal_size = *count;
1106                         ret = alloc_new_reservation(my_rsv, grp_goal, sb,
1107                                                         group, bitmap_bh);
1108                         if (ret < 0)
1109                                 break;                  /* failed */
1110
1111                         if (!goal_in_my_reservation(&my_rsv->rsv_window,
1112                                                         grp_goal, group, sb))
1113                                 grp_goal = -1;
1114                 } else if (grp_goal >= 0) {
1115                         int curr = my_rsv->rsv_end -
1116                                         (grp_goal + group_first_block) + 1;
1117
1118                         if (curr < *count)
1119                                 try_to_extend_reservation(my_rsv, sb,
1120                                                         *count - curr);
1121                 }
1122
1123                 if ((my_rsv->rsv_start > group_last_block) ||
1124                                 (my_rsv->rsv_end < group_first_block)) {
1125                         ext2_error(sb, __func__,
1126                                    "Reservation out of group %u range goal %d fsb[%lu,%lu] rsv[%lu, %lu]",
1127                                    group, grp_goal, group_first_block,
1128                                    group_last_block, my_rsv->rsv_start,
1129                                    my_rsv->rsv_end);
1130                         rsv_window_dump(&EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root, 1);
1131                         return -1;
1132                 }
1133                 ret = ext2_try_to_allocate(sb, group, bitmap_bh, grp_goal,
1134                                            &num, &my_rsv->rsv_window);
1135                 if (ret >= 0) {
1136                         my_rsv->rsv_alloc_hit += num;
1137                         *count = num;
1138                         break;                          /* succeed */
1139                 }
1140                 num = *count;
1141         }
1142         return ret;
1143 }
1144
1145 /**
1146  * ext2_has_free_blocks()
1147  * @sbi:                in-core super block structure.
1148  *
1149  * Check if filesystem has at least 1 free block available for allocation.
1150  */
1151 static int ext2_has_free_blocks(struct ext2_sb_info *sbi)
1152 {
1153         ext2_fsblk_t free_blocks, root_blocks;
1154
1155         free_blocks = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_freeblocks_counter);
1156         root_blocks = le32_to_cpu(sbi->s_es->s_r_blocks_count);
1157         if (free_blocks < root_blocks + 1 && !capable(CAP_SYS_RESOURCE) &&
1158                 !uid_eq(sbi->s_resuid, current_fsuid()) &&
1159                 (gid_eq(sbi->s_resgid, GLOBAL_ROOT_GID) ||
1160                  !in_group_p (sbi->s_resgid))) {
1161                 return 0;
1162         }
1163         return 1;
1164 }
1165
1166 /*
1167  * Returns 1 if the passed-in block region is valid; 0 if some part overlaps
1168  * with filesystem metadata blocks.
1169  */
1170 int ext2_data_block_valid(struct ext2_sb_info *sbi, ext2_fsblk_t start_blk,
1171                           unsigned int count)
1172 {
1173         if ((start_blk <= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_first_data_block)) ||
1174             (start_blk + count - 1 < start_blk) ||
1175             (start_blk + count - 1 >= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_blocks_count)))
1176                 return 0;
1177
1178         /* Ensure we do not step over superblock */
1179         if ((start_blk <= sbi->s_sb_block) &&
1180             (start_blk + count - 1 >= sbi->s_sb_block))
1181                 return 0;
1182
1183         return 1;
1184 }
1185
1186 /*
1187  * ext2_new_blocks() -- core block(s) allocation function
1188  * @inode:              file inode
1189  * @goal:               given target block(filesystem wide)
1190  * @count:              target number of blocks to allocate
1191  * @errp:               error code
1192  * @flags:              allocate flags
1193  *
1194  * ext2_new_blocks uses a goal block to assist allocation.  If the goal is
1195  * free, or there is a free block within 32 blocks of the goal, that block
1196  * is allocated.  Otherwise a forward search is made for a free block; within 
1197  * each block group the search first looks for an entire free byte in the block
1198  * bitmap, and then for any free bit if that fails.
1199  * This function also updates quota and i_blocks field.
1200  */
1201 ext2_fsblk_t ext2_new_blocks(struct inode *inode, ext2_fsblk_t goal,
1202                     unsigned long *count, int *errp, unsigned int flags)
1203 {
1204         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
1205         struct buffer_head *gdp_bh;
1206         int group_no;
1207         int goal_group;
1208         ext2_grpblk_t grp_target_blk;   /* blockgroup relative goal block */
1209         ext2_grpblk_t grp_alloc_blk;    /* blockgroup-relative allocated block*/
1210         ext2_fsblk_t ret_block;         /* filesyetem-wide allocated block */
1211         int bgi;                        /* blockgroup iteration index */
1212         int performed_allocation = 0;
1213         ext2_grpblk_t free_blocks;      /* number of free blocks in a group */
1214         struct super_block *sb;
1215         struct ext2_group_desc *gdp;
1216         struct ext2_super_block *es;
1217         struct ext2_sb_info *sbi;
1218         struct ext2_reserve_window_node *my_rsv = NULL;
1219         struct ext2_block_alloc_info *block_i;
1220         unsigned short windowsz = 0;
1221         unsigned long ngroups;
1222         unsigned long num = *count;
1223         int ret;
1224
1225         *errp = -ENOSPC;
1226         sb = inode->i_sb;
1227
1228         /*
1229          * Check quota for allocation of this block.
1230          */
1231         ret = dquot_alloc_block(inode, num);
1232         if (ret) {
1233                 *errp = ret;
1234                 return 0;
1235         }
1236
1237         sbi = EXT2_SB(sb);
1238         es = EXT2_SB(sb)->s_es;
1239         ext2_debug("goal=%lu.\n", goal);
1240         /*
1241          * Allocate a block from reservation only when the filesystem is
1242          * mounted with reservation(default,-o reservation), and it's a regular
1243          * file, and the desired window size is greater than 0 (One could use
1244          * ioctl command EXT2_IOC_SETRSVSZ to set the window size to 0 to turn
1245          * off reservation on that particular file). Also do not use the
1246          * reservation window if the caller asked us not to do it.
1247          */
1248         block_i = EXT2_I(inode)->i_block_alloc_info;
1249         if (!(flags & EXT2_ALLOC_NORESERVE) && block_i) {
1250                 windowsz = block_i->rsv_window_node.rsv_goal_size;
1251                 if (windowsz > 0)
1252                         my_rsv = &block_i->rsv_window_node;
1253         }
1254
1255         if (!ext2_has_free_blocks(sbi)) {
1256                 *errp = -ENOSPC;
1257                 goto out;
1258         }
1259
1260         /*
1261          * First, test whether the goal block is free.
1262          */
1263         if (goal < le32_to_cpu(es->s_first_data_block) ||
1264             goal >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count))
1265                 goal = le32_to_cpu(es->s_first_data_block);
1266         group_no = (goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) /
1267                         EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
1268         goal_group = group_no;
1269 retry_alloc:
1270         gdp = ext2_get_group_desc(sb, group_no, &gdp_bh);
1271         if (!gdp)
1272                 goto io_error;
1273
1274         free_blocks = le16_to_cpu(gdp->bg_free_blocks_count);
1275         /*
1276          * if there is not enough free blocks to make a new resevation
1277          * turn off reservation for this allocation
1278          */
1279         if (my_rsv && (free_blocks < windowsz)
1280                 && (free_blocks > 0)
1281                 && (rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)))
1282                 my_rsv = NULL;
1283
1284         if (free_blocks > 0) {
1285                 grp_target_blk = ((goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
1286                                 EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb));
1287                 /*
1288                  * In case we retry allocation (due to fs reservation not
1289                  * working out or fs corruption), the bitmap_bh is non-null
1290                  * pointer and we have to release it before calling
1291                  * read_block_bitmap().
1292                  */
1293                 brelse(bitmap_bh);
1294                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
1295                 if (!bitmap_bh)
1296                         goto io_error;
1297                 grp_alloc_blk = ext2_try_to_allocate_with_rsv(sb, group_no,
1298                                         bitmap_bh, grp_target_blk,
1299                                         my_rsv, &num);
1300                 if (grp_alloc_blk >= 0)
1301                         goto allocated;
1302         }
1303
1304         ngroups = EXT2_SB(sb)->s_groups_count;
1305         smp_rmb();
1306
1307         /*
1308          * Now search the rest of the groups.  We assume that
1309          * group_no and gdp correctly point to the last group visited.
1310          */
1311         for (bgi = 0; bgi < ngroups; bgi++) {
1312                 group_no++;
1313                 if (group_no >= ngroups)
1314                         group_no = 0;
1315                 gdp = ext2_get_group_desc(sb, group_no, &gdp_bh);
1316                 if (!gdp)
1317                         goto io_error;
1318
1319                 free_blocks = le16_to_cpu(gdp->bg_free_blocks_count);
1320                 /*
1321                  * skip this group (and avoid loading bitmap) if there
1322                  * are no free blocks
1323                  */
1324                 if (!free_blocks)
1325                         continue;
1326                 /*
1327                  * skip this group if the number of
1328                  * free blocks is less than half of the reservation
1329                  * window size.
1330                  */
1331                 if (my_rsv && (free_blocks <= (windowsz/2)))
1332                         continue;
1333
1334                 brelse(bitmap_bh);
1335                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
1336                 if (!bitmap_bh)
1337                         goto io_error;
1338                 /*
1339                  * try to allocate block(s) from this group, without a goal(-1).
1340                  */
1341                 grp_alloc_blk = ext2_try_to_allocate_with_rsv(sb, group_no,
1342                                         bitmap_bh, -1, my_rsv, &num);
1343                 if (grp_alloc_blk >= 0)
1344                         goto allocated;
1345         }
1346         /*
1347          * We may end up a bogus earlier ENOSPC error due to
1348          * filesystem is "full" of reservations, but
1349          * there maybe indeed free blocks available on disk
1350          * In this case, we just forget about the reservations
1351          * just do block allocation as without reservations.
1352          */
1353         if (my_rsv) {
1354                 my_rsv = NULL;
1355                 windowsz = 0;
1356                 group_no = goal_group;
1357                 goto retry_alloc;
1358         }
1359         /* No space left on the device */
1360         *errp = -ENOSPC;
1361         goto out;
1362
1363 allocated:
1364
1365         ext2_debug("using block group %d(%d)\n",
1366                         group_no, gdp->bg_free_blocks_count);
1367
1368         ret_block = grp_alloc_blk + ext2_group_first_block_no(sb, group_no);
1369
1370         if (in_range(le32_to_cpu(gdp->bg_block_bitmap), ret_block, num) ||
1371             in_range(le32_to_cpu(gdp->bg_inode_bitmap), ret_block, num) ||
1372             in_range(ret_block, le32_to_cpu(gdp->bg_inode_table),
1373                       EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group) ||
1374             in_range(ret_block + num - 1, le32_to_cpu(gdp->bg_inode_table),
1375                       EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group)) {
1376                 ext2_error(sb, "ext2_new_blocks",
1377                             "Allocating block in system zone - "
1378                             "blocks from "E2FSBLK", length %lu",
1379                             ret_block, num);
1380                 /*
1381                  * ext2_try_to_allocate marked the blocks we allocated as in
1382                  * use.  So we may want to selectively mark some of the blocks
1383                  * as free
1384                  */
1385                 num = *count;
1386                 goto retry_alloc;
1387         }
1388
1389         performed_allocation = 1;
1390
1391         if (ret_block + num - 1 >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count)) {
1392                 ext2_error(sb, "ext2_new_blocks",
1393                             "block("E2FSBLK") >= blocks count(%d) - "
1394                             "block_group = %d, es == %p ", ret_block,
1395                         le32_to_cpu(es->s_blocks_count), group_no, es);
1396                 goto out;
1397         }
1398
1399         group_adjust_blocks(sb, group_no, gdp, gdp_bh, -num);
1400         percpu_counter_sub(&sbi->s_freeblocks_counter, num);
1401
1402         mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
1403         if (sb->s_flags & SB_SYNCHRONOUS)
1404                 sync_dirty_buffer(bitmap_bh);
1405
1406         *errp = 0;
1407         brelse(bitmap_bh);
1408         if (num < *count) {
1409                 dquot_free_block_nodirty(inode, *count-num);
1410                 mark_inode_dirty(inode);
1411                 *count = num;
1412         }
1413         return ret_block;
1414
1415 io_error:
1416         *errp = -EIO;
1417 out:
1418         /*
1419          * Undo the block allocation
1420          */
1421         if (!performed_allocation) {
1422                 dquot_free_block_nodirty(inode, *count);
1423                 mark_inode_dirty(inode);
1424         }
1425         brelse(bitmap_bh);
1426         return 0;
1427 }
1428
1429 #ifdef EXT2FS_DEBUG
1430
1431 unsigned long ext2_count_free(struct buffer_head *map, unsigned int numchars)
1432 {
1433         return numchars * BITS_PER_BYTE - memweight(map->b_data, numchars);
1434 }
1435
1436 #endif  /*  EXT2FS_DEBUG  */
1437
1438 unsigned long ext2_count_free_blocks (struct super_block * sb)
1439 {
1440         struct ext2_group_desc * desc;
1441         unsigned long desc_count = 0;
1442         int i;
1443 #ifdef EXT2FS_DEBUG
1444         unsigned long bitmap_count, x;
1445         struct ext2_super_block *es;
1446
1447         es = EXT2_SB(sb)->s_es;
1448         desc_count = 0;
1449         bitmap_count = 0;
1450         desc = NULL;
1451         for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
1452                 struct buffer_head *bitmap_bh;
1453                 desc = ext2_get_group_desc (sb, i, NULL);
1454                 if (!desc)
1455                         continue;
1456                 desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
1457                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, i);
1458                 if (!bitmap_bh)
1459                         continue;
1460                 
1461                 x = ext2_count_free(bitmap_bh, sb->s_blocksize);
1462                 printk ("group %d: stored = %d, counted = %lu\n",
1463                         i, le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count), x);
1464                 bitmap_count += x;
1465                 brelse(bitmap_bh);
1466         }
1467         printk("ext2_count_free_blocks: stored = %lu, computed = %lu, %lu\n",
1468                 (long)le32_to_cpu(es->s_free_blocks_count),
1469                 desc_count, bitmap_count);
1470         return bitmap_count;
1471 #else
1472         for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
1473                 desc = ext2_get_group_desc(sb, i, NULL);
1474                 if (!desc)
1475                         continue;
1476                 desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
1477         }
1478         return desc_count;
1479 #endif
1480 }
1481
1482 static inline int test_root(int a, int b)
1483 {
1484         int num = b;
1485
1486         while (a > num)
1487                 num *= b;
1488         return num == a;
1489 }
1490
1491 static int ext2_group_sparse(int group)
1492 {
1493         if (group <= 1)
1494                 return 1;
1495         return (test_root(group, 3) || test_root(group, 5) ||
1496                 test_root(group, 7));
1497 }
1498
1499 /**
1500  *      ext2_bg_has_super - number of blocks used by the superblock in group
1501  *      @sb: superblock for filesystem
1502  *      @group: group number to check
1503  *
1504  *      Return the number of blocks used by the superblock (primary or backup)
1505  *      in this group.  Currently this will be only 0 or 1.
1506  */
1507 int ext2_bg_has_super(struct super_block *sb, int group)
1508 {
1509         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb,EXT2_FEATURE_RO_COMPAT_SPARSE_SUPER)&&
1510             !ext2_group_sparse(group))
1511                 return 0;
1512         return 1;
1513 }
1514
1515 /**
1516  *      ext2_bg_num_gdb - number of blocks used by the group table in group
1517  *      @sb: superblock for filesystem
1518  *      @group: group number to check
1519  *
1520  *      Return the number of blocks used by the group descriptor table
1521  *      (primary or backup) in this group.  In the future there may be a
1522  *      different number of descriptor blocks in each group.
1523  */
1524 unsigned long ext2_bg_num_gdb(struct super_block *sb, int group)
1525 {
1526         return ext2_bg_has_super(sb, group) ? EXT2_SB(sb)->s_gdb_count : 0;
1527 }
1528