]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - fs/ext2/balloc.c
Merge tag 'riscv/for-v5.4-rc3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/riscv...
[linux.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 #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 (!ext2_data_block_valid(sbi, block, count)) {
494                 ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
495                             "Freeing blocks not in datazone - "
496                             "block = %lu, count = %lu", block, count);
497                 goto error_return;
498         }
499
500         ext2_debug ("freeing block(s) %lu-%lu\n", block, block + count - 1);
501
502 do_more:
503         overflow = 0;
504         block_group = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) /
505                       EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
506         bit = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
507                       EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
508         /*
509          * Check to see if we are freeing blocks across a group
510          * boundary.
511          */
512         if (bit + count > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)) {
513                 overflow = bit + count - EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
514                 count -= overflow;
515         }
516         brelse(bitmap_bh);
517         bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, block_group);
518         if (!bitmap_bh)
519                 goto error_return;
520
521         desc = ext2_get_group_desc (sb, block_group, &bh2);
522         if (!desc)
523                 goto error_return;
524
525         if (in_range (le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap), block, count) ||
526             in_range (le32_to_cpu(desc->bg_inode_bitmap), block, count) ||
527             in_range (block, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
528                       sbi->s_itb_per_group) ||
529             in_range (block + count - 1, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
530                       sbi->s_itb_per_group)) {
531                 ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
532                             "Freeing blocks in system zones - "
533                             "Block = %lu, count = %lu",
534                             block, count);
535                 goto error_return;
536         }
537
538         for (i = 0, group_freed = 0; i < count; i++) {
539                 if (!ext2_clear_bit_atomic(sb_bgl_lock(sbi, block_group),
540                                                 bit + i, bitmap_bh->b_data)) {
541                         ext2_error(sb, __func__,
542                                 "bit already cleared for block %lu", block + i);
543                 } else {
544                         group_freed++;
545                 }
546         }
547
548         mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
549         if (sb->s_flags & SB_SYNCHRONOUS)
550                 sync_dirty_buffer(bitmap_bh);
551
552         group_adjust_blocks(sb, block_group, desc, bh2, group_freed);
553         freed += group_freed;
554
555         if (overflow) {
556                 block += count;
557                 count = overflow;
558                 goto do_more;
559         }
560 error_return:
561         brelse(bitmap_bh);
562         if (freed) {
563                 percpu_counter_add(&sbi->s_freeblocks_counter, freed);
564                 dquot_free_block_nodirty(inode, freed);
565                 mark_inode_dirty(inode);
566         }
567 }
568
569 /**
570  * bitmap_search_next_usable_block()
571  * @start:              the starting block (group relative) of the search
572  * @bh:                 bufferhead contains the block group bitmap
573  * @maxblocks:          the ending block (group relative) of the reservation
574  *
575  * The bitmap search --- search forward through the actual bitmap on disk until
576  * we find a bit free.
577  */
578 static ext2_grpblk_t
579 bitmap_search_next_usable_block(ext2_grpblk_t start, struct buffer_head *bh,
580                                         ext2_grpblk_t maxblocks)
581 {
582         ext2_grpblk_t next;
583
584         next = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data, maxblocks, start);
585         if (next >= maxblocks)
586                 return -1;
587         return next;
588 }
589
590 /**
591  * find_next_usable_block()
592  * @start:              the starting block (group relative) to find next
593  *                      allocatable block in bitmap.
594  * @bh:                 bufferhead contains the block group bitmap
595  * @maxblocks:          the ending block (group relative) for the search
596  *
597  * Find an allocatable block in a bitmap.  We perform the "most
598  * appropriate allocation" algorithm of looking for a free block near
599  * the initial goal; then for a free byte somewhere in the bitmap;
600  * then for any free bit in the bitmap.
601  */
602 static ext2_grpblk_t
603 find_next_usable_block(int start, struct buffer_head *bh, int maxblocks)
604 {
605         ext2_grpblk_t here, next;
606         char *p, *r;
607
608         if (start > 0) {
609                 /*
610                  * The goal was occupied; search forward for a free 
611                  * block within the next XX blocks.
612                  *
613                  * end_goal is more or less random, but it has to be
614                  * less than EXT2_BLOCKS_PER_GROUP. Aligning up to the
615                  * next 64-bit boundary is simple..
616                  */
617                 ext2_grpblk_t end_goal = (start + 63) & ~63;
618                 if (end_goal > maxblocks)
619                         end_goal = maxblocks;
620                 here = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data, end_goal, start);
621                 if (here < end_goal)
622                         return here;
623                 ext2_debug("Bit not found near goal\n");
624         }
625
626         here = start;
627         if (here < 0)
628                 here = 0;
629
630         p = ((char *)bh->b_data) + (here >> 3);
631         r = memscan(p, 0, ((maxblocks + 7) >> 3) - (here >> 3));
632         next = (r - ((char *)bh->b_data)) << 3;
633
634         if (next < maxblocks && next >= here)
635                 return next;
636
637         here = bitmap_search_next_usable_block(here, bh, maxblocks);
638         return here;
639 }
640
641 /**
642  * ext2_try_to_allocate()
643  * @sb:                 superblock
644  * @group:              given allocation block group
645  * @bitmap_bh:          bufferhead holds the block bitmap
646  * @grp_goal:           given target block within the group
647  * @count:              target number of blocks to allocate
648  * @my_rsv:             reservation window
649  *
650  * Attempt to allocate blocks within a give range. Set the range of allocation
651  * first, then find the first free bit(s) from the bitmap (within the range),
652  * and at last, allocate the blocks by claiming the found free bit as allocated.
653  *
654  * To set the range of this allocation:
655  *      if there is a reservation window, only try to allocate block(s)
656  *      from the file's own reservation window;
657  *      Otherwise, the allocation range starts from the give goal block,
658  *      ends at the block group's last block.
659  *
660  * If we failed to allocate the desired block then we may end up crossing to a
661  * new bitmap.
662  */
663 static int
664 ext2_try_to_allocate(struct super_block *sb, int group,
665                         struct buffer_head *bitmap_bh, ext2_grpblk_t grp_goal,
666                         unsigned long *count,
667                         struct ext2_reserve_window *my_rsv)
668 {
669         ext2_fsblk_t group_first_block;
670         ext2_grpblk_t start, end;
671         unsigned long num = 0;
672
673         /* we do allocation within the reservation window if we have a window */
674         if (my_rsv) {
675                 group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
676                 if (my_rsv->_rsv_start >= group_first_block)
677                         start = my_rsv->_rsv_start - group_first_block;
678                 else
679                         /* reservation window cross group boundary */
680                         start = 0;
681                 end = my_rsv->_rsv_end - group_first_block + 1;
682                 if (end > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb))
683                         /* reservation window crosses group boundary */
684                         end = EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
685                 if ((start <= grp_goal) && (grp_goal < end))
686                         start = grp_goal;
687                 else
688                         grp_goal = -1;
689         } else {
690                 if (grp_goal > 0)
691                         start = grp_goal;
692                 else
693                         start = 0;
694                 end = EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
695         }
696
697         BUG_ON(start > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb));
698
699 repeat:
700         if (grp_goal < 0) {
701                 grp_goal = find_next_usable_block(start, bitmap_bh, end);
702                 if (grp_goal < 0)
703                         goto fail_access;
704                 if (!my_rsv) {
705                         int i;
706
707                         for (i = 0; i < 7 && grp_goal > start &&
708                                         !ext2_test_bit(grp_goal - 1,
709                                                         bitmap_bh->b_data);
710                                         i++, grp_goal--)
711                                 ;
712                 }
713         }
714         start = grp_goal;
715
716         if (ext2_set_bit_atomic(sb_bgl_lock(EXT2_SB(sb), group), grp_goal,
717                                                         bitmap_bh->b_data)) {
718                 /*
719                  * The block was allocated by another thread, or it was
720                  * allocated and then freed by another thread
721                  */
722                 start++;
723                 grp_goal++;
724                 if (start >= end)
725                         goto fail_access;
726                 goto repeat;
727         }
728         num++;
729         grp_goal++;
730         while (num < *count && grp_goal < end
731                 && !ext2_set_bit_atomic(sb_bgl_lock(EXT2_SB(sb), group),
732                                         grp_goal, bitmap_bh->b_data)) {
733                 num++;
734                 grp_goal++;
735         }
736         *count = num;
737         return grp_goal - num;
738 fail_access:
739         *count = num;
740         return -1;
741 }
742
743 /**
744  *      find_next_reservable_window():
745  *              find a reservable space within the given range.
746  *              It does not allocate the reservation window for now:
747  *              alloc_new_reservation() will do the work later.
748  *
749  *      @search_head: the head of the searching list;
750  *              This is not necessarily the list head of the whole filesystem
751  *
752  *              We have both head and start_block to assist the search
753  *              for the reservable space. The list starts from head,
754  *              but we will shift to the place where start_block is,
755  *              then start from there, when looking for a reservable space.
756  *
757  *      @size: the target new reservation window size
758  *
759  *      @group_first_block: the first block we consider to start
760  *                      the real search from
761  *
762  *      @last_block:
763  *              the maximum block number that our goal reservable space
764  *              could start from. This is normally the last block in this
765  *              group. The search will end when we found the start of next
766  *              possible reservable space is out of this boundary.
767  *              This could handle the cross boundary reservation window
768  *              request.
769  *
770  *      basically we search from the given range, rather than the whole
771  *      reservation double linked list, (start_block, last_block)
772  *      to find a free region that is of my size and has not
773  *      been reserved.
774  *
775  */
776 static int find_next_reservable_window(
777                                 struct ext2_reserve_window_node *search_head,
778                                 struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
779                                 struct super_block * sb,
780                                 ext2_fsblk_t start_block,
781                                 ext2_fsblk_t last_block)
782 {
783         struct rb_node *next;
784         struct ext2_reserve_window_node *rsv, *prev;
785         ext2_fsblk_t cur;
786         int size = my_rsv->rsv_goal_size;
787
788         /* TODO: make the start of the reservation window byte-aligned */
789         /* cur = *start_block & ~7;*/
790         cur = start_block;
791         rsv = search_head;
792         if (!rsv)
793                 return -1;
794
795         while (1) {
796                 if (cur <= rsv->rsv_end)
797                         cur = rsv->rsv_end + 1;
798
799                 /* TODO?
800                  * in the case we could not find a reservable space
801                  * that is what is expected, during the re-search, we could
802                  * remember what's the largest reservable space we could have
803                  * and return that one.
804                  *
805                  * For now it will fail if we could not find the reservable
806                  * space with expected-size (or more)...
807                  */
808                 if (cur > last_block)
809                         return -1;              /* fail */
810
811                 prev = rsv;
812                 next = rb_next(&rsv->rsv_node);
813                 rsv = rb_entry(next,struct ext2_reserve_window_node,rsv_node);
814
815                 /*
816                  * Reached the last reservation, we can just append to the
817                  * previous one.
818                  */
819                 if (!next)
820                         break;
821
822                 if (cur + size <= rsv->rsv_start) {
823                         /*
824                          * Found a reserveable space big enough.  We could
825                          * have a reservation across the group boundary here
826                          */
827                         break;
828                 }
829         }
830         /*
831          * we come here either :
832          * when we reach the end of the whole list,
833          * and there is empty reservable space after last entry in the list.
834          * append it to the end of the list.
835          *
836          * or we found one reservable space in the middle of the list,
837          * return the reservation window that we could append to.
838          * succeed.
839          */
840
841         if ((prev != my_rsv) && (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)))
842                 rsv_window_remove(sb, my_rsv);
843
844         /*
845          * Let's book the whole available window for now.  We will check the
846          * disk bitmap later and then, if there are free blocks then we adjust
847          * the window size if it's larger than requested.
848          * Otherwise, we will remove this node from the tree next time
849          * call find_next_reservable_window.
850          */
851         my_rsv->rsv_start = cur;
852         my_rsv->rsv_end = cur + size - 1;
853         my_rsv->rsv_alloc_hit = 0;
854
855         if (prev != my_rsv)
856                 ext2_rsv_window_add(sb, my_rsv);
857
858         return 0;
859 }
860
861 /**
862  *      alloc_new_reservation()--allocate a new reservation window
863  *
864  *              To make a new reservation, we search part of the filesystem
865  *              reservation list (the list that inside the group). We try to
866  *              allocate a new reservation window near the allocation goal,
867  *              or the beginning of the group, if there is no goal.
868  *
869  *              We first find a reservable space after the goal, then from
870  *              there, we check the bitmap for the first free block after
871  *              it. If there is no free block until the end of group, then the
872  *              whole group is full, we failed. Otherwise, check if the free
873  *              block is inside the expected reservable space, if so, we
874  *              succeed.
875  *              If the first free block is outside the reservable space, then
876  *              start from the first free block, we search for next available
877  *              space, and go on.
878  *
879  *      on succeed, a new reservation will be found and inserted into the list
880  *      It contains at least one free block, and it does not overlap with other
881  *      reservation windows.
882  *
883  *      failed: we failed to find a reservation window in this group
884  *
885  *      @rsv: the reservation
886  *
887  *      @grp_goal: The goal (group-relative).  It is where the search for a
888  *              free reservable space should start from.
889  *              if we have a goal(goal >0 ), then start from there,
890  *              no goal(goal = -1), we start from the first block
891  *              of the group.
892  *
893  *      @sb: the super block
894  *      @group: the group we are trying to allocate in
895  *      @bitmap_bh: the block group block bitmap
896  *
897  */
898 static int alloc_new_reservation(struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
899                 ext2_grpblk_t grp_goal, struct super_block *sb,
900                 unsigned int group, struct buffer_head *bitmap_bh)
901 {
902         struct ext2_reserve_window_node *search_head;
903         ext2_fsblk_t group_first_block, group_end_block, start_block;
904         ext2_grpblk_t first_free_block;
905         struct rb_root *fs_rsv_root = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root;
906         unsigned long size;
907         int ret;
908         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_lock;
909
910         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
911         group_end_block = group_first_block + (EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb) - 1);
912
913         if (grp_goal < 0)
914                 start_block = group_first_block;
915         else
916                 start_block = grp_goal + group_first_block;
917
918         size = my_rsv->rsv_goal_size;
919
920         if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)) {
921                 /*
922                  * if the old reservation is cross group boundary
923                  * and if the goal is inside the old reservation window,
924                  * we will come here when we just failed to allocate from
925                  * the first part of the window. We still have another part
926                  * that belongs to the next group. In this case, there is no
927                  * point to discard our window and try to allocate a new one
928                  * in this group(which will fail). we should
929                  * keep the reservation window, just simply move on.
930                  *
931                  * Maybe we could shift the start block of the reservation
932                  * window to the first block of next group.
933                  */
934
935                 if ((my_rsv->rsv_start <= group_end_block) &&
936                                 (my_rsv->rsv_end > group_end_block) &&
937                                 (start_block >= my_rsv->rsv_start))
938                         return -1;
939
940                 if ((my_rsv->rsv_alloc_hit >
941                      (my_rsv->rsv_end - my_rsv->rsv_start + 1) / 2)) {
942                         /*
943                          * if the previously allocation hit ratio is
944                          * greater than 1/2, then we double the size of
945                          * the reservation window the next time,
946                          * otherwise we keep the same size window
947                          */
948                         size = size * 2;
949                         if (size > EXT2_MAX_RESERVE_BLOCKS)
950                                 size = EXT2_MAX_RESERVE_BLOCKS;
951                         my_rsv->rsv_goal_size= size;
952                 }
953         }
954
955         spin_lock(rsv_lock);
956         /*
957          * shift the search start to the window near the goal block
958          */
959         search_head = search_reserve_window(fs_rsv_root, start_block);
960
961         /*
962          * find_next_reservable_window() simply finds a reservable window
963          * inside the given range(start_block, group_end_block).
964          *
965          * To make sure the reservation window has a free bit inside it, we
966          * need to check the bitmap after we found a reservable window.
967          */
968 retry:
969         ret = find_next_reservable_window(search_head, my_rsv, sb,
970                                                 start_block, group_end_block);
971
972         if (ret == -1) {
973                 if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window))
974                         rsv_window_remove(sb, my_rsv);
975                 spin_unlock(rsv_lock);
976                 return -1;
977         }
978
979         /*
980          * On success, find_next_reservable_window() returns the
981          * reservation window where there is a reservable space after it.
982          * Before we reserve this reservable space, we need
983          * to make sure there is at least a free block inside this region.
984          *
985          * Search the first free bit on the block bitmap.  Search starts from
986          * the start block of the reservable space we just found.
987          */
988         spin_unlock(rsv_lock);
989         first_free_block = bitmap_search_next_usable_block(
990                         my_rsv->rsv_start - group_first_block,
991                         bitmap_bh, group_end_block - group_first_block + 1);
992
993         if (first_free_block < 0) {
994                 /*
995                  * no free block left on the bitmap, no point
996                  * to reserve the space. return failed.
997                  */
998                 spin_lock(rsv_lock);
999                 if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window))
1000                         rsv_window_remove(sb, my_rsv);
1001                 spin_unlock(rsv_lock);
1002                 return -1;              /* failed */
1003         }
1004
1005         start_block = first_free_block + group_first_block;
1006         /*
1007          * check if the first free block is within the
1008          * free space we just reserved
1009          */
1010         if (start_block >= my_rsv->rsv_start && start_block <= my_rsv->rsv_end)
1011                 return 0;               /* success */
1012         /*
1013          * if the first free bit we found is out of the reservable space
1014          * continue search for next reservable space,
1015          * start from where the free block is,
1016          * we also shift the list head to where we stopped last time
1017          */
1018         search_head = my_rsv;
1019         spin_lock(rsv_lock);
1020         goto retry;
1021 }
1022
1023 /**
1024  * try_to_extend_reservation()
1025  * @my_rsv:             given reservation window
1026  * @sb:                 super block
1027  * @size:               the delta to extend
1028  *
1029  * Attempt to expand the reservation window large enough to have
1030  * required number of free blocks
1031  *
1032  * Since ext2_try_to_allocate() will always allocate blocks within
1033  * the reservation window range, if the window size is too small,
1034  * multiple blocks allocation has to stop at the end of the reservation
1035  * window. To make this more efficient, given the total number of
1036  * blocks needed and the current size of the window, we try to
1037  * expand the reservation window size if necessary on a best-effort
1038  * basis before ext2_new_blocks() tries to allocate blocks.
1039  */
1040 static void try_to_extend_reservation(struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
1041                         struct super_block *sb, int size)
1042 {
1043         struct ext2_reserve_window_node *next_rsv;
1044         struct rb_node *next;
1045         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_lock;
1046
1047         if (!spin_trylock(rsv_lock))
1048                 return;
1049
1050         next = rb_next(&my_rsv->rsv_node);
1051
1052         if (!next)
1053                 my_rsv->rsv_end += size;
1054         else {
1055                 next_rsv = rb_entry(next, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
1056
1057                 if ((next_rsv->rsv_start - my_rsv->rsv_end - 1) >= size)
1058                         my_rsv->rsv_end += size;
1059                 else
1060                         my_rsv->rsv_end = next_rsv->rsv_start - 1;
1061         }
1062         spin_unlock(rsv_lock);
1063 }
1064
1065 /**
1066  * ext2_try_to_allocate_with_rsv()
1067  * @sb:                 superblock
1068  * @group:              given allocation block group
1069  * @bitmap_bh:          bufferhead holds the block bitmap
1070  * @grp_goal:           given target block within the group
1071  * @count:              target number of blocks to allocate
1072  * @my_rsv:             reservation window
1073  *
1074  * This is the main function used to allocate a new block and its reservation
1075  * window.
1076  *
1077  * Each time when a new block allocation is need, first try to allocate from
1078  * its own reservation.  If it does not have a reservation window, instead of
1079  * looking for a free bit on bitmap first, then look up the reservation list to
1080  * see if it is inside somebody else's reservation window, we try to allocate a
1081  * reservation window for it starting from the goal first. Then do the block
1082  * allocation within the reservation window.
1083  *
1084  * This will avoid keeping on searching the reservation list again and
1085  * again when somebody is looking for a free block (without
1086  * reservation), and there are lots of free blocks, but they are all
1087  * being reserved.
1088  *
1089  * We use a red-black tree for the per-filesystem reservation list.
1090  */
1091 static ext2_grpblk_t
1092 ext2_try_to_allocate_with_rsv(struct super_block *sb, unsigned int group,
1093                         struct buffer_head *bitmap_bh, ext2_grpblk_t grp_goal,
1094                         struct ext2_reserve_window_node * my_rsv,
1095                         unsigned long *count)
1096 {
1097         ext2_fsblk_t group_first_block, group_last_block;
1098         ext2_grpblk_t ret = 0;
1099         unsigned long num = *count;
1100
1101         /*
1102          * we don't deal with reservation when
1103          * filesystem is mounted without reservation
1104          * or the file is not a regular file
1105          * or last attempt to allocate a block with reservation turned on failed
1106          */
1107         if (my_rsv == NULL) {
1108                 return ext2_try_to_allocate(sb, group, bitmap_bh,
1109                                                 grp_goal, count, NULL);
1110         }
1111         /*
1112          * grp_goal is a group relative block number (if there is a goal)
1113          * 0 <= grp_goal < EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)
1114          * first block is a filesystem wide block number
1115          * first block is the block number of the first block in this group
1116          */
1117         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
1118         group_last_block = group_first_block + (EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb) - 1);
1119
1120         /*
1121          * Basically we will allocate a new block from inode's reservation
1122          * window.
1123          *
1124          * We need to allocate a new reservation window, if:
1125          * a) inode does not have a reservation window; or
1126          * b) last attempt to allocate a block from existing reservation
1127          *    failed; or
1128          * c) we come here with a goal and with a reservation window
1129          *
1130          * We do not need to allocate a new reservation window if we come here
1131          * at the beginning with a goal and the goal is inside the window, or
1132          * we don't have a goal but already have a reservation window.
1133          * then we could go to allocate from the reservation window directly.
1134          */
1135         while (1) {
1136                 if (rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window) || (ret < 0) ||
1137                         !goal_in_my_reservation(&my_rsv->rsv_window,
1138                                                 grp_goal, group, sb)) {
1139                         if (my_rsv->rsv_goal_size < *count)
1140                                 my_rsv->rsv_goal_size = *count;
1141                         ret = alloc_new_reservation(my_rsv, grp_goal, sb,
1142                                                         group, bitmap_bh);
1143                         if (ret < 0)
1144                                 break;                  /* failed */
1145
1146                         if (!goal_in_my_reservation(&my_rsv->rsv_window,
1147                                                         grp_goal, group, sb))
1148                                 grp_goal = -1;
1149                 } else if (grp_goal >= 0) {
1150                         int curr = my_rsv->rsv_end -
1151                                         (grp_goal + group_first_block) + 1;
1152
1153                         if (curr < *count)
1154                                 try_to_extend_reservation(my_rsv, sb,
1155                                                         *count - curr);
1156                 }
1157
1158                 if ((my_rsv->rsv_start > group_last_block) ||
1159                                 (my_rsv->rsv_end < group_first_block)) {
1160                         rsv_window_dump(&EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root, 1);
1161                         BUG();
1162                 }
1163                 ret = ext2_try_to_allocate(sb, group, bitmap_bh, grp_goal,
1164                                            &num, &my_rsv->rsv_window);
1165                 if (ret >= 0) {
1166                         my_rsv->rsv_alloc_hit += num;
1167                         *count = num;
1168                         break;                          /* succeed */
1169                 }
1170                 num = *count;
1171         }
1172         return ret;
1173 }
1174
1175 /**
1176  * ext2_has_free_blocks()
1177  * @sbi:                in-core super block structure.
1178  *
1179  * Check if filesystem has at least 1 free block available for allocation.
1180  */
1181 static int ext2_has_free_blocks(struct ext2_sb_info *sbi)
1182 {
1183         ext2_fsblk_t free_blocks, root_blocks;
1184
1185         free_blocks = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_freeblocks_counter);
1186         root_blocks = le32_to_cpu(sbi->s_es->s_r_blocks_count);
1187         if (free_blocks < root_blocks + 1 && !capable(CAP_SYS_RESOURCE) &&
1188                 !uid_eq(sbi->s_resuid, current_fsuid()) &&
1189                 (gid_eq(sbi->s_resgid, GLOBAL_ROOT_GID) ||
1190                  !in_group_p (sbi->s_resgid))) {
1191                 return 0;
1192         }
1193         return 1;
1194 }
1195
1196 /*
1197  * Returns 1 if the passed-in block region is valid; 0 if some part overlaps
1198  * with filesystem metadata blocks.
1199  */
1200 int ext2_data_block_valid(struct ext2_sb_info *sbi, ext2_fsblk_t start_blk,
1201                           unsigned int count)
1202 {
1203         if ((start_blk <= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_first_data_block)) ||
1204             (start_blk + count - 1 < start_blk) ||
1205             (start_blk + count - 1 >= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_blocks_count)))
1206                 return 0;
1207
1208         /* Ensure we do not step over superblock */
1209         if ((start_blk <= sbi->s_sb_block) &&
1210             (start_blk + count - 1 >= sbi->s_sb_block))
1211                 return 0;
1212
1213         return 1;
1214 }
1215
1216 /*
1217  * ext2_new_blocks() -- core block(s) allocation function
1218  * @inode:              file inode
1219  * @goal:               given target block(filesystem wide)
1220  * @count:              target number of blocks to allocate
1221  * @errp:               error code
1222  *
1223  * ext2_new_blocks uses a goal block to assist allocation.  If the goal is
1224  * free, or there is a free block within 32 blocks of the goal, that block
1225  * is allocated.  Otherwise a forward search is made for a free block; within 
1226  * each block group the search first looks for an entire free byte in the block
1227  * bitmap, and then for any free bit if that fails.
1228  * This function also updates quota and i_blocks field.
1229  */
1230 ext2_fsblk_t ext2_new_blocks(struct inode *inode, ext2_fsblk_t goal,
1231                     unsigned long *count, int *errp)
1232 {
1233         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
1234         struct buffer_head *gdp_bh;
1235         int group_no;
1236         int goal_group;
1237         ext2_grpblk_t grp_target_blk;   /* blockgroup relative goal block */
1238         ext2_grpblk_t grp_alloc_blk;    /* blockgroup-relative allocated block*/
1239         ext2_fsblk_t ret_block;         /* filesyetem-wide allocated block */
1240         int bgi;                        /* blockgroup iteration index */
1241         int performed_allocation = 0;
1242         ext2_grpblk_t free_blocks;      /* number of free blocks in a group */
1243         struct super_block *sb;
1244         struct ext2_group_desc *gdp;
1245         struct ext2_super_block *es;
1246         struct ext2_sb_info *sbi;
1247         struct ext2_reserve_window_node *my_rsv = NULL;
1248         struct ext2_block_alloc_info *block_i;
1249         unsigned short windowsz = 0;
1250         unsigned long ngroups;
1251         unsigned long num = *count;
1252         int ret;
1253
1254         *errp = -ENOSPC;
1255         sb = inode->i_sb;
1256
1257         /*
1258          * Check quota for allocation of this block.
1259          */
1260         ret = dquot_alloc_block(inode, num);
1261         if (ret) {
1262                 *errp = ret;
1263                 return 0;
1264         }
1265
1266         sbi = EXT2_SB(sb);
1267         es = EXT2_SB(sb)->s_es;
1268         ext2_debug("goal=%lu.\n", goal);
1269         /*
1270          * Allocate a block from reservation only when
1271          * filesystem is mounted with reservation(default,-o reservation), and
1272          * it's a regular file, and
1273          * the desired window size is greater than 0 (One could use ioctl
1274          * command EXT2_IOC_SETRSVSZ to set the window size to 0 to turn off
1275          * reservation on that particular file)
1276          */
1277         block_i = EXT2_I(inode)->i_block_alloc_info;
1278         if (block_i) {
1279                 windowsz = block_i->rsv_window_node.rsv_goal_size;
1280                 if (windowsz > 0)
1281                         my_rsv = &block_i->rsv_window_node;
1282         }
1283
1284         if (!ext2_has_free_blocks(sbi)) {
1285                 *errp = -ENOSPC;
1286                 goto out;
1287         }
1288
1289         /*
1290          * First, test whether the goal block is free.
1291          */
1292         if (goal < le32_to_cpu(es->s_first_data_block) ||
1293             goal >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count))
1294                 goal = le32_to_cpu(es->s_first_data_block);
1295         group_no = (goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) /
1296                         EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
1297         goal_group = group_no;
1298 retry_alloc:
1299         gdp = ext2_get_group_desc(sb, group_no, &gdp_bh);
1300         if (!gdp)
1301                 goto io_error;
1302
1303         free_blocks = le16_to_cpu(gdp->bg_free_blocks_count);
1304         /*
1305          * if there is not enough free blocks to make a new resevation
1306          * turn off reservation for this allocation
1307          */
1308         if (my_rsv && (free_blocks < windowsz)
1309                 && (free_blocks > 0)
1310                 && (rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)))
1311                 my_rsv = NULL;
1312
1313         if (free_blocks > 0) {
1314                 grp_target_blk = ((goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
1315                                 EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb));
1316                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
1317                 if (!bitmap_bh)
1318                         goto io_error;
1319                 grp_alloc_blk = ext2_try_to_allocate_with_rsv(sb, group_no,
1320                                         bitmap_bh, grp_target_blk,
1321                                         my_rsv, &num);
1322                 if (grp_alloc_blk >= 0)
1323                         goto allocated;
1324         }
1325
1326         ngroups = EXT2_SB(sb)->s_groups_count;
1327         smp_rmb();
1328
1329         /*
1330          * Now search the rest of the groups.  We assume that
1331          * group_no and gdp correctly point to the last group visited.
1332          */
1333         for (bgi = 0; bgi < ngroups; bgi++) {
1334                 group_no++;
1335                 if (group_no >= ngroups)
1336                         group_no = 0;
1337                 gdp = ext2_get_group_desc(sb, group_no, &gdp_bh);
1338                 if (!gdp)
1339                         goto io_error;
1340
1341                 free_blocks = le16_to_cpu(gdp->bg_free_blocks_count);
1342                 /*
1343                  * skip this group (and avoid loading bitmap) if there
1344                  * are no free blocks
1345                  */
1346                 if (!free_blocks)
1347                         continue;
1348                 /*
1349                  * skip this group if the number of
1350                  * free blocks is less than half of the reservation
1351                  * window size.
1352                  */
1353                 if (my_rsv && (free_blocks <= (windowsz/2)))
1354                         continue;
1355
1356                 brelse(bitmap_bh);
1357                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
1358                 if (!bitmap_bh)
1359                         goto io_error;
1360                 /*
1361                  * try to allocate block(s) from this group, without a goal(-1).
1362                  */
1363                 grp_alloc_blk = ext2_try_to_allocate_with_rsv(sb, group_no,
1364                                         bitmap_bh, -1, my_rsv, &num);
1365                 if (grp_alloc_blk >= 0)
1366                         goto allocated;
1367         }
1368         /*
1369          * We may end up a bogus earlier ENOSPC error due to
1370          * filesystem is "full" of reservations, but
1371          * there maybe indeed free blocks available on disk
1372          * In this case, we just forget about the reservations
1373          * just do block allocation as without reservations.
1374          */
1375         if (my_rsv) {
1376                 my_rsv = NULL;
1377                 windowsz = 0;
1378                 group_no = goal_group;
1379                 goto retry_alloc;
1380         }
1381         /* No space left on the device */
1382         *errp = -ENOSPC;
1383         goto out;
1384
1385 allocated:
1386
1387         ext2_debug("using block group %d(%d)\n",
1388                         group_no, gdp->bg_free_blocks_count);
1389
1390         ret_block = grp_alloc_blk + ext2_group_first_block_no(sb, group_no);
1391
1392         if (in_range(le32_to_cpu(gdp->bg_block_bitmap), ret_block, num) ||
1393             in_range(le32_to_cpu(gdp->bg_inode_bitmap), ret_block, num) ||
1394             in_range(ret_block, le32_to_cpu(gdp->bg_inode_table),
1395                       EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group) ||
1396             in_range(ret_block + num - 1, le32_to_cpu(gdp->bg_inode_table),
1397                       EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group)) {
1398                 ext2_error(sb, "ext2_new_blocks",
1399                             "Allocating block in system zone - "
1400                             "blocks from "E2FSBLK", length %lu",
1401                             ret_block, num);
1402                 /*
1403                  * ext2_try_to_allocate marked the blocks we allocated as in
1404                  * use.  So we may want to selectively mark some of the blocks
1405                  * as free
1406                  */
1407                 goto retry_alloc;
1408         }
1409
1410         performed_allocation = 1;
1411
1412         if (ret_block + num - 1 >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count)) {
1413                 ext2_error(sb, "ext2_new_blocks",
1414                             "block("E2FSBLK") >= blocks count(%d) - "
1415                             "block_group = %d, es == %p ", ret_block,
1416                         le32_to_cpu(es->s_blocks_count), group_no, es);
1417                 goto out;
1418         }
1419
1420         group_adjust_blocks(sb, group_no, gdp, gdp_bh, -num);
1421         percpu_counter_sub(&sbi->s_freeblocks_counter, num);
1422
1423         mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
1424         if (sb->s_flags & SB_SYNCHRONOUS)
1425                 sync_dirty_buffer(bitmap_bh);
1426
1427         *errp = 0;
1428         brelse(bitmap_bh);
1429         if (num < *count) {
1430                 dquot_free_block_nodirty(inode, *count-num);
1431                 mark_inode_dirty(inode);
1432                 *count = num;
1433         }
1434         return ret_block;
1435
1436 io_error:
1437         *errp = -EIO;
1438 out:
1439         /*
1440          * Undo the block allocation
1441          */
1442         if (!performed_allocation) {
1443                 dquot_free_block_nodirty(inode, *count);
1444                 mark_inode_dirty(inode);
1445         }
1446         brelse(bitmap_bh);
1447         return 0;
1448 }
1449
1450 ext2_fsblk_t ext2_new_block(struct inode *inode, unsigned long goal, int *errp)
1451 {
1452         unsigned long count = 1;
1453
1454         return ext2_new_blocks(inode, goal, &count, errp);
1455 }
1456
1457 #ifdef EXT2FS_DEBUG
1458
1459 unsigned long ext2_count_free(struct buffer_head *map, unsigned int numchars)
1460 {
1461         return numchars * BITS_PER_BYTE - memweight(map->b_data, numchars);
1462 }
1463
1464 #endif  /*  EXT2FS_DEBUG  */
1465
1466 unsigned long ext2_count_free_blocks (struct super_block * sb)
1467 {
1468         struct ext2_group_desc * desc;
1469         unsigned long desc_count = 0;
1470         int i;
1471 #ifdef EXT2FS_DEBUG
1472         unsigned long bitmap_count, x;
1473         struct ext2_super_block *es;
1474
1475         es = EXT2_SB(sb)->s_es;
1476         desc_count = 0;
1477         bitmap_count = 0;
1478         desc = NULL;
1479         for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
1480                 struct buffer_head *bitmap_bh;
1481                 desc = ext2_get_group_desc (sb, i, NULL);
1482                 if (!desc)
1483                         continue;
1484                 desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
1485                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, i);
1486                 if (!bitmap_bh)
1487                         continue;
1488                 
1489                 x = ext2_count_free(bitmap_bh, sb->s_blocksize);
1490                 printk ("group %d: stored = %d, counted = %lu\n",
1491                         i, le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count), x);
1492                 bitmap_count += x;
1493                 brelse(bitmap_bh);
1494         }
1495         printk("ext2_count_free_blocks: stored = %lu, computed = %lu, %lu\n",
1496                 (long)le32_to_cpu(es->s_free_blocks_count),
1497                 desc_count, bitmap_count);
1498         return bitmap_count;
1499 #else
1500         for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
1501                 desc = ext2_get_group_desc (sb, i, NULL);
1502                 if (!desc)
1503                         continue;
1504                 desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
1505         }
1506         return desc_count;
1507 #endif
1508 }
1509
1510 static inline int test_root(int a, int b)
1511 {
1512         int num = b;
1513
1514         while (a > num)
1515                 num *= b;
1516         return num == a;
1517 }
1518
1519 static int ext2_group_sparse(int group)
1520 {
1521         if (group <= 1)
1522                 return 1;
1523         return (test_root(group, 3) || test_root(group, 5) ||
1524                 test_root(group, 7));
1525 }
1526
1527 /**
1528  *      ext2_bg_has_super - number of blocks used by the superblock in group
1529  *      @sb: superblock for filesystem
1530  *      @group: group number to check
1531  *
1532  *      Return the number of blocks used by the superblock (primary or backup)
1533  *      in this group.  Currently this will be only 0 or 1.
1534  */
1535 int ext2_bg_has_super(struct super_block *sb, int group)
1536 {
1537         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb,EXT2_FEATURE_RO_COMPAT_SPARSE_SUPER)&&
1538             !ext2_group_sparse(group))
1539                 return 0;
1540         return 1;
1541 }
1542
1543 /**
1544  *      ext2_bg_num_gdb - number of blocks used by the group table in group
1545  *      @sb: superblock for filesystem
1546  *      @group: group number to check
1547  *
1548  *      Return the number of blocks used by the group descriptor table
1549  *      (primary or backup) in this group.  In the future there may be a
1550  *      different number of descriptor blocks in each group.
1551  */
1552 unsigned long ext2_bg_num_gdb(struct super_block *sb, int group)
1553 {
1554         return ext2_bg_has_super(sb, group) ? EXT2_SB(sb)->s_gdb_count : 0;
1555 }
1556