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 #define in_range(b, first, len) ((b) >= (first) && (b) <= (first) + (len) - 1)
  40
  41 struct ext2_group_desc * ext2_get_group_desc(struct super_block * sb,
  42                                              unsigned int block_group,
  43                                              struct buffer_head ** bh)
  44 {
  45         unsigned long group_desc;
  46         unsigned long offset;
  47         struct ext2_group_desc * desc;
  48         struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
  49
  50         if (block_group >= sbi->s_groups_count) {
  51                 ext2_error (sb, "ext2_get_group_desc",
  52                             "block_group >= groups_count - "
  53                             "block_group = %d, groups_count = %lu",
  54                             block_group, sbi->s_groups_count);
  55
  56                 return NULL;
  57         }
  58
  59         group_desc = block_group >> EXT2_DESC_PER_BLOCK_BITS(sb);
  60         offset = block_group & (EXT2_DESC_PER_BLOCK(sb) - 1);
  61         if (!sbi->s_group_desc[group_desc]) {
  62                 ext2_error (sb, "ext2_get_group_desc",
  63                             "Group descriptor not loaded - "
  64                             "block_group = %d, group_desc = %lu, desc = %lu",
  65                              block_group, group_desc, offset);
  66                 return NULL;
  67         }
  68
  69         desc = (struct ext2_group_desc *) sbi->s_group_desc[group_desc]->b_data;
  70         if (bh)
  71                 *bh = sbi->s_group_desc[group_desc];
  72         return desc + offset;
  73 }
  74
  75 static int ext2_valid_block_bitmap(struct super_block *sb,
  76                                         struct ext2_group_desc *desc,
  77                                         unsigned int block_group,
  78                                         struct buffer_head *bh)
  79 {
  80         ext2_grpblk_t offset;
  81         ext2_grpblk_t next_zero_bit;
  82         ext2_fsblk_t bitmap_blk;
  83         ext2_fsblk_t group_first_block;
  84
  85         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, block_group);
  86
  87         /* check whether block bitmap block number is set */
  88         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap);
  89         offset = bitmap_blk - group_first_block;
  90         if (!ext2_test_bit(offset, bh->b_data))
  91                 /* bad block bitmap */
  92                 goto err_out;
  93
  94         /* check whether the inode bitmap block number is set */
  95         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_inode_bitmap);
  96         offset = bitmap_blk - group_first_block;
  97         if (!ext2_test_bit(offset, bh->b_data))
  98                 /* bad block bitmap */
  99                 goto err_out;
 100
 101         /* check whether the inode table block number is set */
 102         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_inode_table);
 103         offset = bitmap_blk - group_first_block;
 104         next_zero_bit = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data,
 105                                 offset + EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group,
 106                                 offset);
 107         if (next_zero_bit >= offset + EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group)
 108                 /* good bitmap for inode tables */
 109                 return 1;
 110
 111 err_out:
 112         ext2_error(sb, __func__,
 113                         "Invalid block bitmap - "
 114                         "block_group = %d, block = %lu",
 115                         block_group, bitmap_blk);
 116         return 0;
 117 }
 118
 119 /*
 120  * Read the bitmap for a given block_group,and validate the
 121  * bits for block/inode/inode tables are set in the bitmaps
 122  *
 123  * Return buffer_head on success or NULL in case of failure.
 124  */
 125 static struct buffer_head *
 126 read_block_bitmap(struct super_block *sb, unsigned int block_group)
 127 {
 128         struct ext2_group_desc * desc;
 129         struct buffer_head * bh = NULL;
 130         ext2_fsblk_t bitmap_blk;
 131
 132         desc = ext2_get_group_desc(sb, block_group, NULL);
 133         if (!desc)
 134                 return NULL;
 135         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap);
 136         bh = sb_getblk(sb, bitmap_blk);
 137         if (unlikely(!bh)) {
 138                 ext2_error(sb, __func__,
 139                             "Cannot read block bitmap - "
 140                             "block_group = %d, block_bitmap = %u",
 141                             block_group, le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap));
 142                 return NULL;
 143         }
 144         if (likely(bh_uptodate_or_lock(bh)))
 145                 return bh;
 146
 147         if (bh_submit_read(bh) < 0) {
 148                 brelse(bh);
 149                 ext2_error(sb, __func__,
 150                             "Cannot read block bitmap - "
 151                             "block_group = %d, block_bitmap = %u",
 152                             block_group, le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap));
 153                 return NULL;
 154         }
 155
 156         ext2_valid_block_bitmap(sb, desc, block_group, bh);
 157         /*
 158          * file system mounted not to panic on error, continue with corrupt
 159          * bitmap
 160          */
 161         return bh;
 162 }
 163
 164 static void group_adjust_blocks(struct super_block *sb, int group_no,
 165         struct ext2_group_desc *desc, struct buffer_head *bh, int count)
 166 {
 167         if (count) {
 168                 struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
 169                 unsigned free_blocks;
 170
 171                 spin_lock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
 172                 free_blocks = le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
 173                 desc->bg_free_blocks_count = cpu_to_le16(free_blocks + count);
 174                 spin_unlock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
 175                 mark_buffer_dirty(bh);
 176         }
 177 }
 178
 179 /*
 180  * The reservation window structure operations
 181  * --------------------------------------------
 182  * Operations include:
 183  * dump, find, add, remove, is_empty, find_next_reservable_window, etc.
 184  *
 185  * We use a red-black tree to represent per-filesystem reservation
 186  * windows.
 187  *
 188  */
 189
 190 /**
 191  * __rsv_window_dump() -- Dump the filesystem block allocation reservation map
 192  * @rb_root:            root of per-filesystem reservation rb tree
 193  * @verbose:            verbose mode
 194  * @fn:                 function which wishes to dump the reservation map
 195  *
 196  * If verbose is turned on, it will print the whole block reservation
 197  * windows(start, end). Otherwise, it will only print out the "bad" windows,
 198  * those windows that overlap with their immediate neighbors.
 199  */
 200 #if 1
 201 static void __rsv_window_dump(struct rb_root *root, int verbose,
 202                               const char *fn)
 203 {
 204         struct rb_node *n;
 205         struct ext2_reserve_window_node *rsv, *prev;
 206         int bad;
 207
 208 restart:
 209         n = rb_first(root);
 210         bad = 0;
 211         prev = NULL;
 212
 213         printk("Block Allocation Reservation Windows Map (%s):\n", fn);
 214         while (n) {
 215                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
 216                 if (verbose)
 217                         printk("reservation window 0x%p "
 218                                 "start: %lu, end: %lu\n",
 219                                 rsv, rsv->rsv_start, rsv->rsv_end);
 220                 if (rsv->rsv_start && rsv->rsv_start >= rsv->rsv_end) {
 221                         printk("Bad reservation %p (start >= end)\n",
 222                                rsv);
 223                         bad = 1;
 224                 }
 225                 if (prev && prev->rsv_end >= rsv->rsv_start) {
 226                         printk("Bad reservation %p (prev->end >= start)\n",
 227                                rsv);
 228                         bad = 1;
 229                 }
 230                 if (bad) {
 231                         if (!verbose) {
 232                                 printk("Restarting reservation walk in verbose mode\n");
 233                                 verbose = 1;
 234                                 goto restart;
 235                         }
 236                 }
 237                 n = rb_next(n);
 238                 prev = rsv;
 239         }
 240         printk("Window map complete.\n");
 241         BUG_ON(bad);
 242 }
 243 #define rsv_window_dump(root, verbose) \
 244         __rsv_window_dump((root), (verbose), __func__)
 245 #else
 246 #define rsv_window_dump(root, verbose) do {} while (0)
 247 #endif
 248
 249 /**
 250  * goal_in_my_reservation()
 251  * @rsv:                inode's reservation window
 252  * @grp_goal:           given goal block relative to the allocation block group
 253  * @group:              the current allocation block group
 254  * @sb:                 filesystem super block
 255  *
 256  * Test if the given goal block (group relative) is within the file's
 257  * own block reservation window range.
 258  *
 259  * If the reservation window is outside the goal allocation group, return 0;
 260  * grp_goal (given goal block) could be -1, which means no specific
 261  * goal block. In this case, always return 1.
 262  * If the goal block is within the reservation window, return 1;
 263  * otherwise, return 0;
 264  */
 265 static int
 266 goal_in_my_reservation(struct ext2_reserve_window *rsv, ext2_grpblk_t grp_goal,
 267                         unsigned int group, struct super_block * sb)
 268 {
 269         ext2_fsblk_t group_first_block, group_last_block;
 270
 271         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
 272         group_last_block = group_first_block + EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb) - 1;
 273
 274         if ((rsv->_rsv_start > group_last_block) ||
 275             (rsv->_rsv_end < group_first_block))
 276                 return 0;
 277         if ((grp_goal >= 0) && ((grp_goal + group_first_block < rsv->_rsv_start)
 278                 || (grp_goal + group_first_block > rsv->_rsv_end)))
 279                 return 0;
 280         return 1;
 281 }
 282
 283 /**
 284  * search_reserve_window()
 285  * @rb_root:            root of reservation tree
 286  * @goal:               target allocation block
 287  *
 288  * Find the reserved window which includes the goal, or the previous one
 289  * if the goal is not in any window.
 290  * Returns NULL if there are no windows or if all windows start after the goal.
 291  */
 292 static struct ext2_reserve_window_node *
 293 search_reserve_window(struct rb_root *root, ext2_fsblk_t goal)
 294 {
 295         struct rb_node *n = root->rb_node;
 296         struct ext2_reserve_window_node *rsv;
 297
 298         if (!n)
 299                 return NULL;
 300
 301         do {
 302                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
 303
 304                 if (goal < rsv->rsv_start)
 305                         n = n->rb_left;
 306                 else if (goal > rsv->rsv_end)
 307                         n = n->rb_right;
 308                 else
 309                         return rsv;
 310         } while (n);
 311         /*
 312          * We've fallen off the end of the tree: the goal wasn't inside
 313          * any particular node.  OK, the previous node must be to one
 314          * side of the interval containing the goal.  If it's the RHS,
 315          * we need to back up one.
 316          */
 317         if (rsv->rsv_start > goal) {
 318                 n = rb_prev(&rsv->rsv_node);
 319                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
 320         }
 321         return rsv;
 322 }
 323
 324 /*
 325  * ext2_rsv_window_add() -- Insert a window to the block reservation rb tree.
 326  * @sb:                 super block
 327  * @rsv:                reservation window to add
 328  *
 329  * Must be called with rsv_lock held.
 330  */
 331 void ext2_rsv_window_add(struct super_block *sb,
 332                     struct ext2_reserve_window_node *rsv)
 333 {
 334         struct rb_root *root = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root;
 335         struct rb_node *node = &rsv->rsv_node;
 336         ext2_fsblk_t start = rsv->rsv_start;
 337
 338         struct rb_node ** p = &root->rb_node;
 339         struct rb_node * parent = NULL;
 340         struct ext2_reserve_window_node *this;
 341
 342         while (*p)
 343         {
 344                 parent = *p;
 345                 this = rb_entry(parent, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
 346
 347                 if (start < this->rsv_start)
 348                         p = &(*p)->rb_left;
 349                 else if (start > this->rsv_end)
 350                         p = &(*p)->rb_right;
 351                 else {
 352                         rsv_window_dump(root, 1);
 353                         BUG();
 354                 }
 355         }
 356
 357         rb_link_node(node, parent, p);
 358         rb_insert_color(node, root);
 359 }
 360
 361 /**
 362  * rsv_window_remove() -- unlink a window from the reservation rb tree
 363  * @sb:                 super block
 364  * @rsv:                reservation window to remove
 365  *
 366  * Mark the block reservation window as not allocated, and unlink it
 367  * from the filesystem reservation window rb tree. Must be called with
 368  * rsv_lock held.
 369  */
 370 static void rsv_window_remove(struct super_block *sb,
 371                               struct ext2_reserve_window_node *rsv)
 372 {
 373         rsv->rsv_start = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
 374         rsv->rsv_end = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
 375         rsv->rsv_alloc_hit = 0;
 376         rb_erase(&rsv->rsv_node, &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root);
 377 }
 378
 379 /*
 380  * rsv_is_empty() -- Check if the reservation window is allocated.
 381  * @rsv:                given reservation window to check
 382  *
 383  * returns 1 if the end block is EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED.
 384  */
 385 static inline int rsv_is_empty(struct ext2_reserve_window *rsv)
 386 {
 387         /* a valid reservation end block could not be 0 */
 388         return (rsv->_rsv_end == EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED);
 389 }
 390
 391 /**
 392  * ext2_init_block_alloc_info()
 393  * @inode:              file inode structure
 394  *
 395  * Allocate and initialize the  reservation window structure, and
 396  * link the window to the ext2 inode structure at last
 397  *
 398  * The reservation window structure is only dynamically allocated
 399  * and linked to ext2 inode the first time the open file
 400  * needs a new block. So, before every ext2_new_block(s) call, for
 401  * regular files, we should check whether the reservation window
 402  * structure exists or not. In the latter case, this function is called.
 403  * Fail to do so will result in block reservation being turned off for that
 404  * open file.
 405  *
 406  * This function is called from ext2_get_blocks_handle(), also called
 407  * when setting the reservation window size through ioctl before the file
 408  * is open for write (needs block allocation).
 409  *
 410  * Needs truncate_mutex protection prior to calling this function.
 411  */
 412 void ext2_init_block_alloc_info(struct inode *inode)
 413 {
 414         struct ext2_inode_info *ei = EXT2_I(inode);
 415         struct ext2_block_alloc_info *block_i;
 416         struct super_block *sb = inode->i_sb;
 417
 418         block_i = kmalloc(sizeof(*block_i), GFP_NOFS);
 419         if (block_i) {
 420                 struct ext2_reserve_window_node *rsv = &block_i->rsv_window_node;
 421
 422                 rsv->rsv_start = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
 423                 rsv->rsv_end = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
 424
 425                 /*
 426                  * if filesystem is mounted with NORESERVATION, the goal
 427                  * reservation window size is set to zero to indicate
 428                  * block reservation is off
 429                  */
 430                 if (!test_opt(sb, RESERVATION))
 431                         rsv->rsv_goal_size = 0;
 432                 else
 433                         rsv->rsv_goal_size = EXT2_DEFAULT_RESERVE_BLOCKS;
 434                 rsv->rsv_alloc_hit = 0;
 435                 block_i->last_alloc_logical_block = 0;
 436                 block_i->last_alloc_physical_block = 0;
 437         }
 438         ei->i_block_alloc_info = block_i;
 439 }
 440
 441 /**
 442  * ext2_discard_reservation()
 443  * @inode:              inode
 444  *
 445  * Discard(free) block reservation window on last file close, or truncate
 446  * or at last iput().
 447  *
 448  * It is being called in three cases:
 449  *      ext2_release_file(): last writer closes the file
 450  *      ext2_clear_inode(): last iput(), when nobody links to this file.
 451  *      ext2_truncate(): when the block indirect map is about to change.
 452  */
 453 void ext2_discard_reservation(struct inode *inode)
 454 {
 455         struct ext2_inode_info *ei = EXT2_I(inode);
 456         struct ext2_block_alloc_info *block_i = ei->i_block_alloc_info;
 457         struct ext2_reserve_window_node *rsv;
 458         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(inode->i_sb)->s_rsv_window_lock;
 459
 460         if (!block_i)
 461                 return;
 462
 463         rsv = &block_i->rsv_window_node;
 464         if (!rsv_is_empty(&rsv->rsv_window)) {
 465                 spin_lock(rsv_lock);
 466                 if (!rsv_is_empty(&rsv->rsv_window))
 467                         rsv_window_remove(inode->i_sb, rsv);
 468                 spin_unlock(rsv_lock);
 469         }
 470 }
 471
 472 /**
 473  * ext2_free_blocks() -- Free given blocks and update quota and i_blocks
 474  * @inode:              inode
 475  * @block:              start physical block to free
 476  * @count:              number of blocks to free
 477  */
 478 void ext2_free_blocks (struct inode * inode, unsigned long block,
 479                        unsigned long count)
 480 {
 481         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
 482         struct buffer_head * bh2;
 483         unsigned long block_group;
 484         unsigned long bit;
 485         unsigned long i;
 486         unsigned long overflow;
 487         struct super_block * sb = inode->i_sb;
 488         struct ext2_sb_info * sbi = EXT2_SB(sb);
 489         struct ext2_group_desc * desc;
 490         struct ext2_super_block * es = sbi->s_es;
 491         unsigned freed = 0, group_freed;
 492
 493         if (block < le32_to_cpu(es->s_first_data_block) ||
 494             block + count < block ||
 495             block + count > le32_to_cpu(es->s_blocks_count)) {
 496                 ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
 497                             "Freeing blocks not in datazone - "
 498                             "block = %lu, count = %lu", block, count);
 499                 goto error_return;
 500         }
 501
 502         ext2_debug ("freeing block(s) %lu-%lu\n", block, block + count - 1);
 503
 504 do_more:
 505         overflow = 0;
 506         block_group = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) /
 507                       EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
 508         bit = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
 509                       EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
 510         /*
 511          * Check to see if we are freeing blocks across a group
 512          * boundary.
 513          */
 514         if (bit + count > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)) {
 515                 overflow = bit + count - EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
 516                 count -= overflow;
 517         }
 518         brelse(bitmap_bh);
 519         bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, block_group);
 520         if (!bitmap_bh)
 521                 goto error_return;
 522
 523         desc = ext2_get_group_desc (sb, block_group, &bh2);
 524         if (!desc)
 525                 goto error_return;
 526
 527         if (in_range (le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap), block, count) ||
 528             in_range (le32_to_cpu(desc->bg_inode_bitmap), block, count) ||
 529             in_range (block, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
 530                       sbi->s_itb_per_group) ||
 531             in_range (block + count - 1, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
 532                       sbi->s_itb_per_group)) {
 533                 ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
 534                             "Freeing blocks in system zones - "
 535                             "Block = %lu, count = %lu",
 536                             block, count);
 537                 goto error_return;
 538         }
 539
 540         for (i = 0, group_freed = 0; i < count; i++) {
 541                 if (!ext2_clear_bit_atomic(sb_bgl_lock(sbi, block_group),
 542                                                 bit + i, bitmap_bh->b_data)) {
 543                         ext2_error(sb, __func__,
 544                                 "bit already cleared for block %lu", block + i);
 545                 } else {
 546                         group_freed++;
 547                 }
 548         }
 549
 550         mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
 551         if (sb->s_flags & SB_SYNCHRONOUS)
 552                 sync_dirty_buffer(bitmap_bh);
 553
 554         group_adjust_blocks(sb, block_group, desc, bh2, group_freed);
 555         freed += group_freed;
 556
 557         if (overflow) {
 558                 block += count;
 559                 count = overflow;
 560                 goto do_more;
 561         }
 562 error_return:
 563         brelse(bitmap_bh);
 564         if (freed) {
 565                 percpu_counter_add(&sbi->s_freeblocks_counter, freed);
 566                 dquot_free_block_nodirty(inode, freed);
 567                 mark_inode_dirty(inode);
 568         }
 569 }
 570
 571 /**
 572  * bitmap_search_next_usable_block()
 573  * @start:              the starting block (group relative) of the search
 574  * @bh:                 bufferhead contains the block group bitmap
 575  * @maxblocks:          the ending block (group relative) of the reservation
 576  *
 577  * The bitmap search --- search forward through the actual bitmap on disk until
 578  * we find a bit free.
 579  */
 580 static ext2_grpblk_t
 581 bitmap_search_next_usable_block(ext2_grpblk_t start, struct buffer_head *bh,
 582                                         ext2_grpblk_t maxblocks)
 583 {
 584         ext2_grpblk_t next;
 585
 586         next = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data, maxblocks, start);
 587         if (next >= maxblocks)
 588                 return -1;
 589         return next;
 590 }
 591
 592 /**
 593  * find_next_usable_block()
 594  * @start:              the starting block (group relative) to find next
 595  *                      allocatable block in bitmap.
 596  * @bh:                 bufferhead contains the block group bitmap
 597  * @maxblocks:          the ending block (group relative) for the search
 598  *
 599  * Find an allocatable block in a bitmap.  We perform the "most
 600  * appropriate allocation" algorithm of looking for a free block near
 601  * the initial goal; then for a free byte somewhere in the bitmap;
 602  * then for any free bit in the bitmap.
 603  */
 604 static ext2_grpblk_t
 605 find_next_usable_block(int start, struct buffer_head *bh, int maxblocks)
 606 {
 607         ext2_grpblk_t here, next;
 608         char *p, *r;
 609
 610         if (start > 0) {
 611                 /*
 612                  * The goal was occupied; search forward for a free
 613                  * block within the next XX blocks.
 614                  *
 615                  * end_goal is more or less random, but it has to be
 616                  * less than EXT2_BLOCKS_PER_GROUP. Aligning up to the
 617                  * next 64-bit boundary is simple..
 618                  */
 619                 ext2_grpblk_t end_goal = (start + 63) & ~63;
 620                 if (end_goal > maxblocks)
 621                         end_goal = maxblocks;
 622                 here = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data, end_goal, start);
 623                 if (here < end_goal)
 624                         return here;
 625                 ext2_debug("Bit not found near goal\n");
 626         }
 627
 628         here = start;
 629         if (here < 0)
 630                 here = 0;
 631
 632         p = ((char *)bh->b_data) + (here >> 3);
 633         r = memscan(p, 0, ((maxblocks + 7) >> 3) - (here >> 3));
 634         next = (r - ((char *)bh->b_data)) << 3;
 635
 636         if (next < maxblocks && next >= here)
 637                 return next;
 638
 639         here = bitmap_search_next_usable_block(here, bh, maxblocks);
 640         return here;
 641 }
 642
 643 /**
 644  * ext2_try_to_allocate()
 645  * @sb:                 superblock
 646  * @group:              given allocation block group
 647  * @bitmap_bh:          bufferhead holds the block bitmap
 648  * @grp_goal:           given target block within the group
 649  * @count:              target number of blocks to allocate
 650  * @my_rsv:             reservation window
 651  *
 652  * Attempt to allocate blocks within a give range. Set the range of allocation
 653  * first, then find the first free bit(s) from the bitmap (within the range),
 654  * and at last, allocate the blocks by claiming the found free bit as allocated.
 655  *
 656  * To set the range of this allocation:
 657  *      if there is a reservation window, only try to allocate block(s)
 658  *      from the file's own reservation window;
 659  *      Otherwise, the allocation range starts from the give goal block,
 660  *      ends at the block group's last block.
 661  *
 662  * If we failed to allocate the desired block then we may end up crossing to a
 663  * new bitmap.
 664  */
 665 static int
 666 ext2_try_to_allocate(struct super_block *sb, int group,
 667                         struct buffer_head *bitmap_bh, ext2_grpblk_t grp_goal,
 668                         unsigned long *count,
 669                         struct ext2_reserve_window *my_rsv)
 670 {
 671         ext2_fsblk_t group_first_block;
 672         ext2_grpblk_t start, end;
 673         unsigned long num = 0;
 674
 675         /* we do allocation within the reservation window if we have a window */
 676         if (my_rsv) {
 677                 group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
 678                 if (my_rsv->_rsv_start >= group_first_block)
 679                         start = my_rsv->_rsv_start - group_first_block;
 680                 else
 681                         /* reservation window cross group boundary */
 682                         start = 0;
 683                 end = my_rsv->_rsv_end - group_first_block + 1;
 684                 if (end > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb))
 685                         /* reservation window crosses group boundary */
 686                         end = EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
 687                 if ((start <= grp_goal) && (grp_goal < end))
 688                         start = grp_goal;
 689                 else
 690                         grp_goal = -1;
 691         } else {
 692                 if (grp_goal > 0)
 693                         start = grp_goal;
 694                 else
 695                         start = 0;
 696                 end = EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
 697         }
 698
 699         BUG_ON(start > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb));
 700
 701 repeat:
 702         if (grp_goal < 0) {
 703                 grp_goal = find_next_usable_block(start, bitmap_bh, end);
 704                 if (grp_goal < 0)
 705                         goto fail_access;
 706                 if (!my_rsv) {
 707                         int i;
 708
 709                         for (i = 0; i < 7 && grp_goal > start &&
 710                                         !ext2_test_bit(grp_goal - 1,
 711                                                         bitmap_bh->b_data);
 712                                         i++, grp_goal--)
 713                                 ;
 714                 }
 715         }
 716         start = grp_goal;
 717
 718         if (ext2_set_bit_atomic(sb_bgl_lock(EXT2_SB(sb), group), grp_goal,
 719                                                         bitmap_bh->b_data)) {
 720                 /*
 721                  * The block was allocated by another thread, or it was
 722                  * allocated and then freed by another thread
 723                  */
 724                 start++;
 725                 grp_goal++;
 726                 if (start >= end)
 727                         goto fail_access;
 728                 goto repeat;
 729         }
 730         num++;
 731         grp_goal++;
 732         while (num < *count && grp_goal < end
 733                 && !ext2_set_bit_atomic(sb_bgl_lock(EXT2_SB(sb), group),
 734                                         grp_goal, bitmap_bh->b_data)) {
 735                 num++;
 736                 grp_goal++;
 737         }
 738         *count = num;
 739         return grp_goal - num;
 740 fail_access:
 741         *count = num;
 742         return -1;
 743 }
 744
 745 /**
 746  *      find_next_reservable_window():
 747  *              find a reservable space within the given range.
 748  *              It does not allocate the reservation window for now:
 749  *              alloc_new_reservation() will do the work later.
 750  *
 751  *      @search_head: the head of the searching list;
 752  *              This is not necessarily the list head of the whole filesystem
 753  *
 754  *              We have both head and start_block to assist the search
 755  *              for the reservable space. The list starts from head,
 756  *              but we will shift to the place where start_block is,
 757  *              then start from there, when looking for a reservable space.
 758  *
 759  *      @size: the target new reservation window size
 760  *
 761  *      @group_first_block: the first block we consider to start
 762  *                      the real search from
 763  *
 764  *      @last_block:
 765  *              the maximum block number that our goal reservable space
 766  *              could start from. This is normally the last block in this
 767  *              group. The search will end when we found the start of next
 768  *              possible reservable space is out of this boundary.
 769  *              This could handle the cross boundary reservation window
 770  *              request.
 771  *
 772  *      basically we search from the given range, rather than the whole
 773  *      reservation double linked list, (start_block, last_block)
 774  *      to find a free region that is of my size and has not
 775  *      been reserved.
 776  *
 777  */
 778 static int find_next_reservable_window(
 779                                 struct ext2_reserve_window_node *search_head,
 780                                 struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
 781                                 struct super_block * sb,
 782                                 ext2_fsblk_t start_block,
 783                                 ext2_fsblk_t last_block)
 784 {
 785         struct rb_node *next;
 786         struct ext2_reserve_window_node *rsv, *prev;
 787         ext2_fsblk_t cur;
 788         int size = my_rsv->rsv_goal_size;
 789
 790         /* TODO: make the start of the reservation window byte-aligned */
 791         /* cur = *start_block & ~7;*/
 792         cur = start_block;
 793         rsv = search_head;
 794         if (!rsv)
 795                 return -1;
 796
 797         while (1) {
 798                 if (cur <= rsv->rsv_end)
 799                         cur = rsv->rsv_end + 1;
 800
 801                 /* TODO?
 802                  * in the case we could not find a reservable space
 803                  * that is what is expected, during the re-search, we could
 804                  * remember what's the largest reservable space we could have
 805                  * and return that one.
 806                  *
 807                  * For now it will fail if we could not find the reservable
 808                  * space with expected-size (or more)...
 809                  */
 810                 if (cur > last_block)
 811                         return -1;              /* fail */
 812
 813                 prev = rsv;
 814                 next = rb_next(&rsv->rsv_node);
 815                 rsv = rb_entry(next,struct ext2_reserve_window_node,rsv_node);
 816
 817                 /*
 818                  * Reached the last reservation, we can just append to the
 819                  * previous one.
 820                  */
 821                 if (!next)
 822                         break;
 823
 824                 if (cur + size <= rsv->rsv_start) {
 825                         /*
 826                          * Found a reserveable space big enough.  We could
 827                          * have a reservation across the group boundary here
 828                          */
 829                         break;
 830                 }
 831         }
 832         /*
 833          * we come here either :
 834          * when we reach the end of the whole list,
 835          * and there is empty reservable space after last entry in the list.
 836          * append it to the end of the list.
 837          *
 838          * or we found one reservable space in the middle of the list,
 839          * return the reservation window that we could append to.
 840          * succeed.
 841          */
 842
 843         if ((prev != my_rsv) && (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)))
 844                 rsv_window_remove(sb, my_rsv);
 845
 846         /*
 847          * Let's book the whole available window for now.  We will check the
 848          * disk bitmap later and then, if there are free blocks then we adjust
 849          * the window size if it's larger than requested.
 850          * Otherwise, we will remove this node from the tree next time
 851          * call find_next_reservable_window.
 852          */
 853         my_rsv->rsv_start = cur;
 854         my_rsv->rsv_end = cur + size - 1;
 855         my_rsv->rsv_alloc_hit = 0;
 856
 857         if (prev != my_rsv)
 858                 ext2_rsv_window_add(sb, my_rsv);
 859
 860         return 0;
 861 }
 862
 863 /**
 864  *      alloc_new_reservation()--allocate a new reservation window
 865  *
 866  *              To make a new reservation, we search part of the filesystem
 867  *              reservation list (the list that inside the group). We try to
 868  *              allocate a new reservation window near the allocation goal,
 869  *              or the beginning of the group, if there is no goal.
 870  *
 871  *              We first find a reservable space after the goal, then from
 872  *              there, we check the bitmap for the first free block after
 873  *              it. If there is no free block until the end of group, then the
 874  *              whole group is full, we failed. Otherwise, check if the free
 875  *              block is inside the expected reservable space, if so, we
 876  *              succeed.
 877  *              If the first free block is outside the reservable space, then
 878  *              start from the first free block, we search for next available
 879  *              space, and go on.
 880  *
 881  *      on succeed, a new reservation will be found and inserted into the list
 882  *      It contains at least one free block, and it does not overlap with other
 883  *      reservation windows.
 884  *
 885  *      failed: we failed to find a reservation window in this group
 886  *
 887  *      @rsv: the reservation
 888  *
 889  *      @grp_goal: The goal (group-relative).  It is where the search for a
 890  *              free reservable space should start from.
 891  *              if we have a goal(goal >0 ), then start from there,
 892  *              no goal(goal = -1), we start from the first block
 893  *              of the group.
 894  *
 895  *      @sb: the super block
 896  *      @group: the group we are trying to allocate in
 897  *      @bitmap_bh: the block group block bitmap
 898  *
 899  */
 900 static int alloc_new_reservation(struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
 901                 ext2_grpblk_t grp_goal, struct super_block *sb,
 902                 unsigned int group, struct buffer_head *bitmap_bh)
 903 {
 904         struct ext2_reserve_window_node *search_head;
 905         ext2_fsblk_t group_first_block, group_end_block, start_block;
 906         ext2_grpblk_t first_free_block;
 907         struct rb_root *fs_rsv_root = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root;
 908         unsigned long size;
 909         int ret;
 910         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_lock;
 911
 912         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
 913         group_end_block = group_first_block + (EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb) - 1);
 914
 915         if (grp_goal < 0)
 916                 start_block = group_first_block;
 917         else
 918                 start_block = grp_goal + group_first_block;
 919
 920         size = my_rsv->rsv_goal_size;
 921
 922         if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)) {
 923                 /*
 924                  * if the old reservation is cross group boundary
 925                  * and if the goal is inside the old reservation window,
 926                  * we will come here when we just failed to allocate from
 927                  * the first part of the window. We still have another part
 928                  * that belongs to the next group. In this case, there is no
 929                  * point to discard our window and try to allocate a new one
 930                  * in this group(which will fail). we should
 931                  * keep the reservation window, just simply move on.
 932                  *
 933                  * Maybe we could shift the start block of the reservation
 934                  * window to the first block of next group.
 935                  */
 936
 937                 if ((my_rsv->rsv_start <= group_end_block) &&
 938                                 (my_rsv->rsv_end > group_end_block) &&
 939                                 (start_block >= my_rsv->rsv_start))
 940                         return -1;
 941
 942                 if ((my_rsv->rsv_alloc_hit >
 943                      (my_rsv->rsv_end - my_rsv->rsv_start + 1) / 2)) {
 944                         /*
 945                          * if the previously allocation hit ratio is
 946                          * greater than 1/2, then we double the size of
 947                          * the reservation window the next time,
 948                          * otherwise we keep the same size window
 949                          */
 950                         size = size * 2;
 951                         if (size > EXT2_MAX_RESERVE_BLOCKS)
 952                                 size = EXT2_MAX_RESERVE_BLOCKS;
 953                         my_rsv->rsv_goal_size= size;
 954                 }
 955         }
 956
 957         spin_lock(rsv_lock);
 958         /*
 959          * shift the search start to the window near the goal block
 960          */
 961         search_head = search_reserve_window(fs_rsv_root, start_block);
 962
 963         /*
 964          * find_next_reservable_window() simply finds a reservable window
 965          * inside the given range(start_block, group_end_block).
 966          *
 967          * To make sure the reservation window has a free bit inside it, we
 968          * need to check the bitmap after we found a reservable window.
 969          */
 970 retry:
 971         ret = find_next_reservable_window(search_head, my_rsv, sb,
 972                                                 start_block, group_end_block);
 973
 974         if (ret == -1) {
 975                 if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window))
 976                         rsv_window_remove(sb, my_rsv);
 977                 spin_unlock(rsv_lock);
 978                 return -1;
 979         }
 980
 981         /*
 982          * On success, find_next_reservable_window() returns the
 983          * reservation window where there is a reservable space after it.
 984          * Before we reserve this reservable space, we need
 985          * to make sure there is at least a free block inside this region.
 986          *
 987          * Search the first free bit on the block bitmap.  Search starts from
 988          * the start block of the reservable space we just found.
 989          */
 990         spin_unlock(rsv_lock);
 991         first_free_block = bitmap_search_next_usable_block(
 992                         my_rsv->rsv_start - group_first_block,
 993                         bitmap_bh, group_end_block - group_first_block + 1);
 994
 995         if (first_free_block < 0) {
 996                 /*
 997                  * no free block left on the bitmap, no point
 998                  * to reserve the space. return failed.
 999                  */
1000                 spin_lock(rsv_lock);
1001                 if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window))
1002                         rsv_window_remove(sb, my_rsv);
1003                 spin_unlock(rsv_lock);
1004                 return -1;              /* failed */
1005         }
1006
1007         start_block = first_free_block + group_first_block;
1008         /*
1009          * check if the first free block is within the
1010          * free space we just reserved
1011          */
1012         if (start_block >= my_rsv->rsv_start && start_block <= my_rsv->rsv_end)
1013                 return 0;               /* success */
1014         /*
1015          * if the first free bit we found is out of the reservable space
1016          * continue search for next reservable space,
1017          * start from where the free block is,
1018          * we also shift the list head to where we stopped last time
1019          */
1020         search_head = my_rsv;
1021         spin_lock(rsv_lock);
1022         goto retry;
1023 }
1024
1025 /**
1026  * try_to_extend_reservation()
1027  * @my_rsv:             given reservation window
1028  * @sb:                 super block
1029  * @size:               the delta to extend
1030  *
1031  * Attempt to expand the reservation window large enough to have
1032  * required number of free blocks
1033  *
1034  * Since ext2_try_to_allocate() will always allocate blocks within
1035  * the reservation window range, if the window size is too small,
1036  * multiple blocks allocation has to stop at the end of the reservation
1037  * window. To make this more efficient, given the total number of
1038  * blocks needed and the current size of the window, we try to
1039  * expand the reservation window size if necessary on a best-effort
1040  * basis before ext2_new_blocks() tries to allocate blocks.
1041  */
1042 static void try_to_extend_reservation(struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
1043                         struct super_block *sb, int size)
1044 {
1045         struct ext2_reserve_window_node *next_rsv;
1046         struct rb_node *next;
1047         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_lock;
1048
1049         if (!spin_trylock(rsv_lock))
1050                 return;
1051
1052         next = rb_next(&my_rsv->rsv_node);
1053
1054         if (!next)
1055                 my_rsv->rsv_end += size;
1056         else {
1057                 next_rsv = rb_entry(next, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
1058
1059                 if ((next_rsv->rsv_start - my_rsv->rsv_end - 1) >= size)
1060                         my_rsv->rsv_end += size;
1061                 else
1062                         my_rsv->rsv_end = next_rsv->rsv_start - 1;
1063         }
1064         spin_unlock(rsv_lock);
1065 }
1066
1067 /**
1068  * ext2_try_to_allocate_with_rsv()
1069  * @sb:                 superblock
1070  * @group:              given allocation block group
1071  * @bitmap_bh:          bufferhead holds the block bitmap
1072  * @grp_goal:           given target block within the group
1073  * @count:              target number of blocks to allocate
1074  * @my_rsv:             reservation window
1075  *
1076  * This is the main function used to allocate a new block and its reservation
1077  * window.
1078  *
1079  * Each time when a new block allocation is need, first try to allocate from
1080  * its own reservation.  If it does not have a reservation window, instead of
1081  * looking for a free bit on bitmap first, then look up the reservation list to
1082  * see if it is inside somebody else's reservation window, we try to allocate a
1083  * reservation window for it starting from the goal first. Then do the block
1084  * allocation within the reservation window.
1085  *
1086  * This will avoid keeping on searching the reservation list again and
1087  * again when somebody is looking for a free block (without
1088  * reservation), and there are lots of free blocks, but they are all
1089  * being reserved.
1090  *
1091  * We use a red-black tree for the per-filesystem reservation list.
1092  */
1093 static ext2_grpblk_t
1094 ext2_try_to_allocate_with_rsv(struct super_block *sb, unsigned int group,
1095                         struct buffer_head *bitmap_bh, ext2_grpblk_t grp_goal,
1096                         struct ext2_reserve_window_node * my_rsv,
1097                         unsigned long *count)
1098 {
1099         ext2_fsblk_t group_first_block, group_last_block;
1100         ext2_grpblk_t ret = 0;
1101         unsigned long num = *count;
1102
1103         /*
1104          * we don't deal with reservation when
1105          * filesystem is mounted without reservation
1106          * or the file is not a regular file
1107          * or last attempt to allocate a block with reservation turned on failed
1108          */
1109         if (my_rsv == NULL) {
1110                 return ext2_try_to_allocate(sb, group, bitmap_bh,
1111                                                 grp_goal, count, NULL);
1112         }
1113         /*
1114          * grp_goal is a group relative block number (if there is a goal)
1115          * 0 <= grp_goal < EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)
1116          * first block is a filesystem wide block number
1117          * first block is the block number of the first block in this group
1118          */
1119         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
1120         group_last_block = group_first_block + (EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb) - 1);
1121
1122         /*
1123          * Basically we will allocate a new block from inode's reservation
1124          * window.
1125          *
1126          * We need to allocate a new reservation window, if:
1127          * a) inode does not have a reservation window; or
1128          * b) last attempt to allocate a block from existing reservation
1129          *    failed; or
1130          * c) we come here with a goal and with a reservation window
1131          *
1132          * We do not need to allocate a new reservation window if we come here
1133          * at the beginning with a goal and the goal is inside the window, or
1134          * we don't have a goal but already have a reservation window.
1135          * then we could go to allocate from the reservation window directly.
1136          */
1137         while (1) {
1138                 if (rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window) || (ret < 0) ||
1139                         !goal_in_my_reservation(&my_rsv->rsv_window,
1140                                                 grp_goal, group, sb)) {
1141                         if (my_rsv->rsv_goal_size < *count)
1142                                 my_rsv->rsv_goal_size = *count;
1143                         ret = alloc_new_reservation(my_rsv, grp_goal, sb,
1144                                                         group, bitmap_bh);
1145                         if (ret < 0)
1146                                 break;                  /* failed */
1147
1148                         if (!goal_in_my_reservation(&my_rsv->rsv_window,
1149                                                         grp_goal, group, sb))
1150                                 grp_goal = -1;
1151                 } else if (grp_goal >= 0) {
1152                         int curr = my_rsv->rsv_end -
1153                                         (grp_goal + group_first_block) + 1;
1154
1155                         if (curr < *count)
1156                                 try_to_extend_reservation(my_rsv, sb,
1157                                                         *count - curr);
1158                 }
1159
1160                 if ((my_rsv->rsv_start > group_last_block) ||
1161                                 (my_rsv->rsv_end < group_first_block)) {
1162                         rsv_window_dump(&EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root, 1);
1163                         BUG();
1164                 }
1165                 ret = ext2_try_to_allocate(sb, group, bitmap_bh, grp_goal,
1166                                            &num, &my_rsv->rsv_window);
1167                 if (ret >= 0) {
1168                         my_rsv->rsv_alloc_hit += num;
1169                         *count = num;
1170                         break;                          /* succeed */
1171                 }
1172                 num = *count;
1173         }
1174         return ret;
1175 }
1176
1177 /**
1178  * ext2_has_free_blocks()
1179  * @sbi:                in-core super block structure.
1180  *
1181  * Check if filesystem has at least 1 free block available for allocation.
1182  */
1183 static int ext2_has_free_blocks(struct ext2_sb_info *sbi)
1184 {
1185         ext2_fsblk_t free_blocks, root_blocks;
1186
1187         free_blocks = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_freeblocks_counter);
1188         root_blocks = le32_to_cpu(sbi->s_es->s_r_blocks_count);
1189         if (free_blocks < root_blocks + 1 && !capable(CAP_SYS_RESOURCE) &&
1190                 !uid_eq(sbi->s_resuid, current_fsuid()) &&
1191                 (gid_eq(sbi->s_resgid, GLOBAL_ROOT_GID) ||
1192                  !in_group_p (sbi->s_resgid))) {
1193                 return 0;
1194         }
1195         return 1;
1196 }
1197
1198 /*
1199  * Returns 1 if the passed-in block region is valid; 0 if some part overlaps
1200  * with filesystem metadata blocksi.
1201  */
1202 int ext2_data_block_valid(struct ext2_sb_info *sbi, ext2_fsblk_t start_blk,
1203                           unsigned int count)
1204 {
1205         if ((start_blk <= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_first_data_block)) ||
1206             (start_blk + count < start_blk) ||
1207             (start_blk > le32_to_cpu(sbi->s_es->s_blocks_count)))
1208                 return 0;
1209
1210         /* Ensure we do not step over superblock */
1211         if ((start_blk <= sbi->s_sb_block) &&
1212             (start_blk + count >= sbi->s_sb_block))
1213                 return 0;
1214
1215
1216         return 1;
1217 }
1218
1219 /*
1220  * ext2_new_blocks() -- core block(s) allocation function
1221  * @inode:              file inode
1222  * @goal:               given target block(filesystem wide)
1223  * @count:              target number of blocks to allocate
1224  * @errp:               error code
1225  *
1226  * ext2_new_blocks uses a goal block to assist allocation.  If the goal is
1227  * free, or there is a free block within 32 blocks of the goal, that block
1228  * is allocated.  Otherwise a forward search is made for a free block; within
1229  * each block group the search first looks for an entire free byte in the block
1230  * bitmap, and then for any free bit if that fails.
1231  * This function also updates quota and i_blocks field.
1232  */
1233 ext2_fsblk_t ext2_new_blocks(struct inode *inode, ext2_fsblk_t goal,
1234                     unsigned long *count, int *errp)
1235 {
1236         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
1237         struct buffer_head *gdp_bh;
1238         int group_no;
1239         int goal_group;
1240         ext2_grpblk_t grp_target_blk;   /* blockgroup relative goal block */
1241         ext2_grpblk_t grp_alloc_blk;    /* blockgroup-relative allocated block*/
1242         ext2_fsblk_t ret_block;         /* filesyetem-wide allocated block */
1243         int bgi;                        /* blockgroup iteration index */
1244         int performed_allocation = 0;
1245         ext2_grpblk_t free_blocks;      /* number of free blocks in a group */
1246         struct super_block *sb;
1247         struct ext2_group_desc *gdp;
1248         struct ext2_super_block *es;
1249         struct ext2_sb_info *sbi;
1250         struct ext2_reserve_window_node *my_rsv = NULL;
1251         struct ext2_block_alloc_info *block_i;
1252         unsigned short windowsz = 0;
1253         unsigned long ngroups;
1254         unsigned long num = *count;
1255         int ret;
1256
1257         *errp = -ENOSPC;
1258         sb = inode->i_sb;
1259
1260         /*
1261          * Check quota for allocation of this block.
1262          */
1263         ret = dquot_alloc_block(inode, num);
1264         if (ret) {
1265                 *errp = ret;
1266                 return 0;
1267         }
1268
1269         sbi = EXT2_SB(sb);
1270         es = EXT2_SB(sb)->s_es;
1271         ext2_debug("goal=%lu.\n", goal);
1272         /*
1273          * Allocate a block from reservation only when
1274          * filesystem is mounted with reservation(default,-o reservation), and
1275          * it's a regular file, and
1276          * the desired window size is greater than 0 (One could use ioctl
1277          * command EXT2_IOC_SETRSVSZ to set the window size to 0 to turn off
1278          * reservation on that particular file)
1279          */
1280         block_i = EXT2_I(inode)->i_block_alloc_info;
1281         if (block_i) {
1282                 windowsz = block_i->rsv_window_node.rsv_goal_size;
1283                 if (windowsz > 0)
1284                         my_rsv = &block_i->rsv_window_node;
1285         }
1286
1287         if (!ext2_has_free_blocks(sbi)) {
1288                 *errp = -ENOSPC;
1289                 goto out;
1290         }
1291
1292         /*
1293          * First, test whether the goal block is free.
1294          */
1295         if (goal < le32_to_cpu(es->s_first_data_block) ||
1296             goal >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count))
1297                 goal = le32_to_cpu(es->s_first_data_block);
1298         group_no = (goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) /
1299                         EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
1300         goal_group = group_no;
1301 retry_alloc:
1302         gdp = ext2_get_group_desc(sb, group_no, &gdp_bh);
1303         if (!gdp)
1304                 goto io_error;
1305
1306         free_blocks = le16_to_cpu(gdp->bg_free_blocks_count);
1307         /*
1308          * if there is not enough free blocks to make a new resevation
1309          * turn off reservation for this allocation
1310          */
1311         if (my_rsv && (free_blocks < windowsz)
1312                 && (free_blocks > 0)
1313                 && (rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)))
1314                 my_rsv = NULL;
1315
1316         if (free_blocks > 0) {
1317                 grp_target_blk = ((goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
1318                                 EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb));
1319                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
1320                 if (!bitmap_bh)
1321                         goto io_error;
1322                 grp_alloc_blk = ext2_try_to_allocate_with_rsv(sb, group_no,
1323                                         bitmap_bh, grp_target_blk,
1324                                         my_rsv, &num);
1325                 if (grp_alloc_blk >= 0)
1326                         goto allocated;
1327         }
1328
1329         ngroups = EXT2_SB(sb)->s_groups_count;
1330         smp_rmb();
1331
1332         /*
1333          * Now search the rest of the groups.  We assume that
1334          * group_no and gdp correctly point to the last group visited.
1335          */
1336         for (bgi = 0; bgi < ngroups; bgi++) {
1337                 group_no++;
1338                 if (group_no >= ngroups)
1339                         group_no = 0;
1340                 gdp = ext2_get_group_desc(sb, group_no, &gdp_bh);
1341                 if (!gdp)
1342                         goto io_error;
1343
1344                 free_blocks = le16_to_cpu(gdp->bg_free_blocks_count);
1345                 /*
1346                  * skip this group (and avoid loading bitmap) if there
1347                  * are no free blocks
1348                  */
1349                 if (!free_blocks)
1350                         continue;
1351                 /*
1352                  * skip this group if the number of
1353                  * free blocks is less than half of the reservation
1354                  * window size.
1355                  */
1356                 if (my_rsv && (free_blocks <= (windowsz/2)))
1357                         continue;
1358
1359                 brelse(bitmap_bh);
1360                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
1361                 if (!bitmap_bh)
1362                         goto io_error;
1363                 /*
1364                  * try to allocate block(s) from this group, without a goal(-1).
1365                  */
1366                 grp_alloc_blk = ext2_try_to_allocate_with_rsv(sb, group_no,
1367                                         bitmap_bh, -1, my_rsv, &num);
1368                 if (grp_alloc_blk >= 0)
1369                         goto allocated;
1370         }
1371         /*
1372          * We may end up a bogus earlier ENOSPC error due to
1373          * filesystem is "full" of reservations, but
1374          * there maybe indeed free blocks available on disk
1375          * In this case, we just forget about the reservations
1376          * just do block allocation as without reservations.
1377          */
1378         if (my_rsv) {
1379                 my_rsv = NULL;
1380                 windowsz = 0;
1381                 group_no = goal_group;
1382                 goto retry_alloc;
1383         }
1384         /* No space left on the device */
1385         *errp = -ENOSPC;
1386         goto out;
1387
1388 allocated:
1389
1390         ext2_debug("using block group %d(%d)\n",
1391                         group_no, gdp->bg_free_blocks_count);
1392
1393         ret_block = grp_alloc_blk + ext2_group_first_block_no(sb, group_no);
1394
1395         if (in_range(le32_to_cpu(gdp->bg_block_bitmap), ret_block, num) ||
1396             in_range(le32_to_cpu(gdp->bg_inode_bitmap), ret_block, num) ||
1397             in_range(ret_block, le32_to_cpu(gdp->bg_inode_table),
1398                       EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group) ||
1399             in_range(ret_block + num - 1, le32_to_cpu(gdp->bg_inode_table),
1400                       EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group)) {
1401                 ext2_error(sb, "ext2_new_blocks",
1402                             "Allocating block in system zone - "
1403                             "blocks from "E2FSBLK", length %lu",
1404                             ret_block, num);
1405                 /*
1406                  * ext2_try_to_allocate marked the blocks we allocated as in
1407                  * use.  So we may want to selectively mark some of the blocks
1408                  * as free
1409                  */
1410                 goto retry_alloc;
1411         }
1412
1413         performed_allocation = 1;
1414
1415         if (ret_block + num - 1 >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count)) {
1416                 ext2_error(sb, "ext2_new_blocks",
1417                             "block("E2FSBLK") >= blocks count(%d) - "
1418                             "block_group = %d, es == %p ", ret_block,
1419                         le32_to_cpu(es->s_blocks_count), group_no, es);
1420                 goto out;
1421         }
1422
1423         group_adjust_blocks(sb, group_no, gdp, gdp_bh, -num);
1424         percpu_counter_sub(&sbi->s_freeblocks_counter, num);
1425
1426         mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
1427         if (sb->s_flags & SB_SYNCHRONOUS)
1428                 sync_dirty_buffer(bitmap_bh);
1429
1430         *errp = 0;
1431         brelse(bitmap_bh);
1432         if (num < *count) {
1433                 dquot_free_block_nodirty(inode, *count-num);
1434                 mark_inode_dirty(inode);
1435                 *count = num;
1436         }
1437         return ret_block;
1438
1439 io_error:
1440         *errp = -EIO;
1441 out:
1442         /*
1443          * Undo the block allocation
1444          */
1445         if (!performed_allocation) {
1446                 dquot_free_block_nodirty(inode, *count);
1447                 mark_inode_dirty(inode);
1448         }
1449         brelse(bitmap_bh);
1450         return 0;
1451 }
1452
1453 ext2_fsblk_t ext2_new_block(struct inode *inode, unsigned long goal, int *errp)
1454 {
1455         unsigned long count = 1;
1456
1457         return ext2_new_blocks(inode, goal, &count, errp);
1458 }
1459
1460 #ifdef EXT2FS_DEBUG
1461
1462 unsigned long ext2_count_free(struct buffer_head *map, unsigned int numchars)
1463 {
1464         return numchars * BITS_PER_BYTE - memweight(map->b_data, numchars);
1465 }
1466
1467 #endif  /*  EXT2FS_DEBUG  */
1468
1469 unsigned long ext2_count_free_blocks (struct super_block * sb)
1470 {
1471         struct ext2_group_desc * desc;
1472         unsigned long desc_count = 0;
1473         int i;
1474 #ifdef EXT2FS_DEBUG
1475         unsigned long bitmap_count, x;
1476         struct ext2_super_block *es;
1477
1478         es = EXT2_SB(sb)->s_es;
1479         desc_count = 0;
1480         bitmap_count = 0;
1481         desc = NULL;
1482         for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
1483                 struct buffer_head *bitmap_bh;
1484                 desc = ext2_get_group_desc (sb, i, NULL);
1485                 if (!desc)
1486                         continue;
1487                 desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
1488                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, i);
1489                 if (!bitmap_bh)
1490                         continue;
1491
1492                 x = ext2_count_free(bitmap_bh, sb->s_blocksize);
1493                 printk ("group %d: stored = %d, counted = %lu\n",
1494                         i, le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count), x);
1495                 bitmap_count += x;
1496                 brelse(bitmap_bh);
1497         }
1498         printk("ext2_count_free_blocks: stored = %lu, computed = %lu, %lu\n",
1499                 (long)le32_to_cpu(es->s_free_blocks_count),
1500                 desc_count, bitmap_count);
1501         return bitmap_count;
1502 #else
1503         for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
1504                 desc = ext2_get_group_desc (sb, i, NULL);
1505                 if (!desc)
1506                         continue;
1507                 desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
1508         }
1509         return desc_count;
1510 #endif
1511 }
1512
1513 static inline int test_root(int a, int b)
1514 {
1515         int num = b;
1516
1517         while (a > num)
1518                 num *= b;
1519         return num == a;
1520 }
1521
1522 static int ext2_group_sparse(int group)
1523 {
1524         if (group <= 1)
1525                 return 1;
1526         return (test_root(group, 3) || test_root(group, 5) ||
1527                 test_root(group, 7));
1528 }
1529
1530 /**
1531  *      ext2_bg_has_super - number of blocks used by the superblock in group
1532  *      @sb: superblock for filesystem
1533  *      @group: group number to check
1534  *
1535  *      Return the number of blocks used by the superblock (primary or backup)
1536  *      in this group.  Currently this will be only 0 or 1.
1537  */
1538 int ext2_bg_has_super(struct super_block *sb, int group)
1539 {
1540         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb,EXT2_FEATURE_RO_COMPAT_SPARSE_SUPER)&&
1541             !ext2_group_sparse(group))
1542                 return 0;
1543         return 1;
1544 }
1545
1546 /**
1547  *      ext2_bg_num_gdb - number of blocks used by the group table in group
1548  *      @sb: superblock for filesystem
1549  *      @group: group number to check
1550  *
1551  *      Return the number of blocks used by the group descriptor table
1552  *      (primary or backup) in this group.  In the future there may be a
1553  *      different number of descriptor blocks in each group.
1554  */
1555 unsigned long ext2_bg_num_gdb(struct super_block *sb, int group)
1556 {
1557         return ext2_bg_has_super(sb, group) ? EXT2_SB(sb)->s_gdb_count : 0;
1558 }
1559