]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - fs/ocfs2/localalloc.c
Merge tag 'for-linus' of git://github.com/openrisc/linux
[linux.git] / fs / ocfs2 / localalloc.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* -*- mode: c; c-basic-offset: 8; -*-
3  * vim: noexpandtab sw=8 ts=8 sts=0:
4  *
5  * localalloc.c
6  *
7  * Node local data allocation
8  *
9  * Copyright (C) 2002, 2004 Oracle.  All rights reserved.
10  */
11
12 #include <linux/fs.h>
13 #include <linux/types.h>
14 #include <linux/slab.h>
15 #include <linux/highmem.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17
18 #include <cluster/masklog.h>
19
20 #include "ocfs2.h"
21
22 #include "alloc.h"
23 #include "blockcheck.h"
24 #include "dlmglue.h"
25 #include "inode.h"
26 #include "journal.h"
27 #include "localalloc.h"
28 #include "suballoc.h"
29 #include "super.h"
30 #include "sysfile.h"
31 #include "ocfs2_trace.h"
32
33 #include "buffer_head_io.h"
34
35 #define OCFS2_LOCAL_ALLOC(dinode)       (&((dinode)->id2.i_lab))
36
37 static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc);
38
39 static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
40                                              struct ocfs2_dinode *alloc,
41                                              u32 *numbits,
42                                              struct ocfs2_alloc_reservation *resv);
43
44 static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc);
45
46 static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
47                                     handle_t *handle,
48                                     struct ocfs2_dinode *alloc,
49                                     struct inode *main_bm_inode,
50                                     struct buffer_head *main_bm_bh);
51
52 static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
53                                                 struct ocfs2_alloc_context **ac,
54                                                 struct inode **bitmap_inode,
55                                                 struct buffer_head **bitmap_bh);
56
57 static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
58                                         handle_t *handle,
59                                         struct ocfs2_alloc_context *ac);
60
61 static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
62                                           struct inode *local_alloc_inode);
63
64 /*
65  * ocfs2_la_default_mb() - determine a default size, in megabytes of
66  * the local alloc.
67  *
68  * Generally, we'd like to pick as large a local alloc as
69  * possible. Performance on large workloads tends to scale
70  * proportionally to la size. In addition to that, the reservations
71  * code functions more efficiently as it can reserve more windows for
72  * write.
73  *
74  * Some things work against us when trying to choose a large local alloc:
75  *
76  * - We need to ensure our sizing is picked to leave enough space in
77  *   group descriptors for other allocations (such as block groups,
78  *   etc). Picking default sizes which are a multiple of 4 could help
79  *   - block groups are allocated in 2mb and 4mb chunks.
80  *
81  * - Likewise, we don't want to starve other nodes of bits on small
82  *   file systems. This can easily be taken care of by limiting our
83  *   default to a reasonable size (256M) on larger cluster sizes.
84  *
85  * - Some file systems can't support very large sizes - 4k and 8k in
86  *   particular are limited to less than 128 and 256 megabytes respectively.
87  *
88  * The following reference table shows group descriptor and local
89  * alloc maximums at various cluster sizes (4k blocksize)
90  *
91  * csize: 4K    group: 126M     la: 121M
92  * csize: 8K    group: 252M     la: 243M
93  * csize: 16K   group: 504M     la: 486M
94  * csize: 32K   group: 1008M    la: 972M
95  * csize: 64K   group: 2016M    la: 1944M
96  * csize: 128K  group: 4032M    la: 3888M
97  * csize: 256K  group: 8064M    la: 7776M
98  * csize: 512K  group: 16128M   la: 15552M
99  * csize: 1024K group: 32256M   la: 31104M
100  */
101 #define OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB 256
102 #define OCFS2_LA_OLD_DEFAULT    8
103 unsigned int ocfs2_la_default_mb(struct ocfs2_super *osb)
104 {
105         unsigned int la_mb;
106         unsigned int gd_mb;
107         unsigned int la_max_mb;
108         unsigned int megs_per_slot;
109         struct super_block *sb = osb->sb;
110
111         gd_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb,
112                 8 * ocfs2_group_bitmap_size(sb, 0, osb->s_feature_incompat));
113
114         /*
115          * This takes care of files systems with very small group
116          * descriptors - 512 byte blocksize at cluster sizes lower
117          * than 16K and also 1k blocksize with 4k cluster size.
118          */
119         if ((sb->s_blocksize == 512 && osb->s_clustersize <= 8192)
120             || (sb->s_blocksize == 1024 && osb->s_clustersize == 4096))
121                 return OCFS2_LA_OLD_DEFAULT;
122
123         /*
124          * Leave enough room for some block groups and make the final
125          * value we work from a multiple of 4.
126          */
127         gd_mb -= 16;
128         gd_mb &= 0xFFFFFFFB;
129
130         la_mb = gd_mb;
131
132         /*
133          * Keep window sizes down to a reasonable default
134          */
135         if (la_mb > OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB) {
136                 /*
137                  * Some clustersize / blocksize combinations will have
138                  * given us a larger than OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB
139                  * default size, but get poor distribution when
140                  * limited to exactly 256 megabytes.
141                  *
142                  * As an example, 16K clustersize at 4K blocksize
143                  * gives us a cluster group size of 504M. Paring the
144                  * local alloc size down to 256 however, would give us
145                  * only one window and around 200MB left in the
146                  * cluster group. Instead, find the first size below
147                  * 256 which would give us an even distribution.
148                  *
149                  * Larger cluster group sizes actually work out pretty
150                  * well when pared to 256, so we don't have to do this
151                  * for any group that fits more than two
152                  * OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB windows.
153                  */
154                 if (gd_mb > (2 * OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB))
155                         la_mb = 256;
156                 else {
157                         unsigned int gd_mult = gd_mb;
158
159                         while (gd_mult > 256)
160                                 gd_mult = gd_mult >> 1;
161
162                         la_mb = gd_mult;
163                 }
164         }
165
166         megs_per_slot = osb->osb_clusters_at_boot / osb->max_slots;
167         megs_per_slot = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb, megs_per_slot);
168         /* Too many nodes, too few disk clusters. */
169         if (megs_per_slot < la_mb)
170                 la_mb = megs_per_slot;
171
172         /* We can't store more bits than we can in a block. */
173         la_max_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb,
174                                                 ocfs2_local_alloc_size(sb) * 8);
175         if (la_mb > la_max_mb)
176                 la_mb = la_max_mb;
177
178         return la_mb;
179 }
180
181 void ocfs2_la_set_sizes(struct ocfs2_super *osb, int requested_mb)
182 {
183         struct super_block *sb = osb->sb;
184         unsigned int la_default_mb = ocfs2_la_default_mb(osb);
185         unsigned int la_max_mb;
186
187         la_max_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(sb,
188                                                 ocfs2_local_alloc_size(sb) * 8);
189
190         trace_ocfs2_la_set_sizes(requested_mb, la_max_mb, la_default_mb);
191
192         if (requested_mb == -1) {
193                 /* No user request - use defaults */
194                 osb->local_alloc_default_bits =
195                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, la_default_mb);
196         } else if (requested_mb > la_max_mb) {
197                 /* Request is too big, we give the maximum available */
198                 osb->local_alloc_default_bits =
199                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, la_max_mb);
200         } else {
201                 osb->local_alloc_default_bits =
202                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, requested_mb);
203         }
204
205         osb->local_alloc_bits = osb->local_alloc_default_bits;
206 }
207
208 static inline int ocfs2_la_state_enabled(struct ocfs2_super *osb)
209 {
210         return (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED ||
211                 osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_ENABLED);
212 }
213
214 void ocfs2_local_alloc_seen_free_bits(struct ocfs2_super *osb,
215                                       unsigned int num_clusters)
216 {
217         spin_lock(&osb->osb_lock);
218         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED ||
219             osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED)
220                 if (num_clusters >= osb->local_alloc_default_bits) {
221                         cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
222                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
223                 }
224         spin_unlock(&osb->osb_lock);
225 }
226
227 void ocfs2_la_enable_worker(struct work_struct *work)
228 {
229         struct ocfs2_super *osb =
230                 container_of(work, struct ocfs2_super,
231                              la_enable_wq.work);
232         spin_lock(&osb->osb_lock);
233         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
234         spin_unlock(&osb->osb_lock);
235 }
236
237 /*
238  * Tell us whether a given allocation should use the local alloc
239  * file. Otherwise, it has to go to the main bitmap.
240  *
241  * This function does semi-dirty reads of local alloc size and state!
242  * This is ok however, as the values are re-checked once under mutex.
243  */
244 int ocfs2_alloc_should_use_local(struct ocfs2_super *osb, u64 bits)
245 {
246         int ret = 0;
247         int la_bits;
248
249         spin_lock(&osb->osb_lock);
250         la_bits = osb->local_alloc_bits;
251
252         if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
253                 goto bail;
254
255         /* la_bits should be at least twice the size (in clusters) of
256          * a new block group. We want to be sure block group
257          * allocations go through the local alloc, so allow an
258          * allocation to take up to half the bitmap. */
259         if (bits > (la_bits / 2))
260                 goto bail;
261
262         ret = 1;
263 bail:
264         trace_ocfs2_alloc_should_use_local(
265              (unsigned long long)bits, osb->local_alloc_state, la_bits, ret);
266         spin_unlock(&osb->osb_lock);
267         return ret;
268 }
269
270 int ocfs2_load_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
271 {
272         int status = 0;
273         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
274         struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
275         u32 num_used;
276         struct inode *inode = NULL;
277         struct ocfs2_local_alloc *la;
278
279         if (osb->local_alloc_bits == 0)
280                 goto bail;
281
282         if (osb->local_alloc_bits >= osb->bitmap_cpg) {
283                 mlog(ML_NOTICE, "Requested local alloc window %d is larger "
284                      "than max possible %u. Using defaults.\n",
285                      osb->local_alloc_bits, (osb->bitmap_cpg - 1));
286                 osb->local_alloc_bits =
287                         ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb,
288                                                     ocfs2_la_default_mb(osb));
289         }
290
291         /* read the alloc off disk */
292         inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb, LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
293                                             osb->slot_num);
294         if (!inode) {
295                 status = -EINVAL;
296                 mlog_errno(status);
297                 goto bail;
298         }
299
300         status = ocfs2_read_inode_block_full(inode, &alloc_bh,
301                                              OCFS2_BH_IGNORE_CACHE);
302         if (status < 0) {
303                 mlog_errno(status);
304                 goto bail;
305         }
306
307         alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
308         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
309
310         if (!(le32_to_cpu(alloc->i_flags) &
311             (OCFS2_LOCAL_ALLOC_FL|OCFS2_BITMAP_FL))) {
312                 mlog(ML_ERROR, "Invalid local alloc inode, %llu\n",
313                      (unsigned long long)OCFS2_I(inode)->ip_blkno);
314                 status = -EINVAL;
315                 goto bail;
316         }
317
318         if ((la->la_size == 0) ||
319             (le16_to_cpu(la->la_size) > ocfs2_local_alloc_size(inode->i_sb))) {
320                 mlog(ML_ERROR, "Local alloc size is invalid (la_size = %u)\n",
321                      le16_to_cpu(la->la_size));
322                 status = -EINVAL;
323                 goto bail;
324         }
325
326         /* do a little verification. */
327         num_used = ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc);
328
329         /* hopefully the local alloc has always been recovered before
330          * we load it. */
331         if (num_used
332             || alloc->id1.bitmap1.i_used
333             || alloc->id1.bitmap1.i_total
334             || la->la_bm_off) {
335                 mlog(ML_ERROR, "inconsistent detected, clean journal with"
336                      " unrecovered local alloc, please run fsck.ocfs2!\n"
337                      "found = %u, set = %u, taken = %u, off = %u\n",
338                      num_used, le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
339                      le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
340                      OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off);
341
342                 status = -EINVAL;
343                 goto bail;
344         }
345
346         osb->local_alloc_bh = alloc_bh;
347         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
348
349 bail:
350         if (status < 0)
351                 brelse(alloc_bh);
352         iput(inode);
353
354         trace_ocfs2_load_local_alloc(osb->local_alloc_bits);
355
356         if (status)
357                 mlog_errno(status);
358         return status;
359 }
360
361 /*
362  * return any unused bits to the bitmap and write out a clean
363  * local_alloc.
364  *
365  * local_alloc_bh is optional. If not passed, we will simply use the
366  * one off osb. If you do pass it however, be warned that it *will* be
367  * returned brelse'd and NULL'd out.*/
368 void ocfs2_shutdown_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
369 {
370         int status;
371         handle_t *handle;
372         struct inode *local_alloc_inode = NULL;
373         struct buffer_head *bh = NULL;
374         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
375         struct inode *main_bm_inode = NULL;
376         struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
377         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
378
379         cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
380         flush_workqueue(osb->ocfs2_wq);
381
382         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_UNUSED)
383                 goto out;
384
385         local_alloc_inode =
386                 ocfs2_get_system_file_inode(osb,
387                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
388                                             osb->slot_num);
389         if (!local_alloc_inode) {
390                 status = -ENOENT;
391                 mlog_errno(status);
392                 goto out;
393         }
394
395         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
396
397         ocfs2_resmap_uninit(&osb->osb_la_resmap);
398
399         main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
400                                                     GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
401                                                     OCFS2_INVALID_SLOT);
402         if (!main_bm_inode) {
403                 status = -EINVAL;
404                 mlog_errno(status);
405                 goto out;
406         }
407
408         inode_lock(main_bm_inode);
409
410         status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
411         if (status < 0) {
412                 mlog_errno(status);
413                 goto out_mutex;
414         }
415
416         /* WINDOW_MOVE_CREDITS is a bit heavy... */
417         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
418         if (IS_ERR(handle)) {
419                 mlog_errno(PTR_ERR(handle));
420                 handle = NULL;
421                 goto out_unlock;
422         }
423
424         bh = osb->local_alloc_bh;
425         alloc = (struct ocfs2_dinode *) bh->b_data;
426
427         alloc_copy = kmemdup(alloc, bh->b_size, GFP_NOFS);
428         if (!alloc_copy) {
429                 status = -ENOMEM;
430                 goto out_commit;
431         }
432
433         status = ocfs2_journal_access_di(handle, INODE_CACHE(local_alloc_inode),
434                                          bh, OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
435         if (status < 0) {
436                 mlog_errno(status);
437                 goto out_commit;
438         }
439
440         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
441         ocfs2_journal_dirty(handle, bh);
442
443         brelse(bh);
444         osb->local_alloc_bh = NULL;
445         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_UNUSED;
446
447         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
448                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
449         if (status < 0)
450                 mlog_errno(status);
451
452 out_commit:
453         ocfs2_commit_trans(osb, handle);
454
455 out_unlock:
456         brelse(main_bm_bh);
457
458         ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
459
460 out_mutex:
461         inode_unlock(main_bm_inode);
462         iput(main_bm_inode);
463
464 out:
465         iput(local_alloc_inode);
466
467         kfree(alloc_copy);
468 }
469
470 /*
471  * We want to free the bitmap bits outside of any recovery context as
472  * we'll need a cluster lock to do so, but we must clear the local
473  * alloc before giving up the recovered nodes journal. To solve this,
474  * we kmalloc a copy of the local alloc before it's change for the
475  * caller to process with ocfs2_complete_local_alloc_recovery
476  */
477 int ocfs2_begin_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
478                                      int slot_num,
479                                      struct ocfs2_dinode **alloc_copy)
480 {
481         int status = 0;
482         struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
483         struct inode *inode = NULL;
484         struct ocfs2_dinode *alloc;
485
486         trace_ocfs2_begin_local_alloc_recovery(slot_num);
487
488         *alloc_copy = NULL;
489
490         inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
491                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
492                                             slot_num);
493         if (!inode) {
494                 status = -EINVAL;
495                 mlog_errno(status);
496                 goto bail;
497         }
498
499         inode_lock(inode);
500
501         status = ocfs2_read_inode_block_full(inode, &alloc_bh,
502                                              OCFS2_BH_IGNORE_CACHE);
503         if (status < 0) {
504                 mlog_errno(status);
505                 goto bail;
506         }
507
508         *alloc_copy = kmalloc(alloc_bh->b_size, GFP_KERNEL);
509         if (!(*alloc_copy)) {
510                 status = -ENOMEM;
511                 goto bail;
512         }
513         memcpy((*alloc_copy), alloc_bh->b_data, alloc_bh->b_size);
514
515         alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
516         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
517
518         ocfs2_compute_meta_ecc(osb->sb, alloc_bh->b_data, &alloc->i_check);
519         status = ocfs2_write_block(osb, alloc_bh, INODE_CACHE(inode));
520         if (status < 0)
521                 mlog_errno(status);
522
523 bail:
524         if (status < 0) {
525                 kfree(*alloc_copy);
526                 *alloc_copy = NULL;
527         }
528
529         brelse(alloc_bh);
530
531         if (inode) {
532                 inode_unlock(inode);
533                 iput(inode);
534         }
535
536         if (status)
537                 mlog_errno(status);
538         return status;
539 }
540
541 /*
542  * Step 2: By now, we've completed the journal recovery, we've stamped
543  * a clean local alloc on disk and dropped the node out of the
544  * recovery map. Dlm locks will no longer stall, so lets clear out the
545  * main bitmap.
546  */
547 int ocfs2_complete_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
548                                         struct ocfs2_dinode *alloc)
549 {
550         int status;
551         handle_t *handle;
552         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
553         struct inode *main_bm_inode;
554
555         main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
556                                                     GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
557                                                     OCFS2_INVALID_SLOT);
558         if (!main_bm_inode) {
559                 status = -EINVAL;
560                 mlog_errno(status);
561                 goto out;
562         }
563
564         inode_lock(main_bm_inode);
565
566         status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
567         if (status < 0) {
568                 mlog_errno(status);
569                 goto out_mutex;
570         }
571
572         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
573         if (IS_ERR(handle)) {
574                 status = PTR_ERR(handle);
575                 handle = NULL;
576                 mlog_errno(status);
577                 goto out_unlock;
578         }
579
580         /* we want the bitmap change to be recorded on disk asap */
581         handle->h_sync = 1;
582
583         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc,
584                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
585         if (status < 0)
586                 mlog_errno(status);
587
588         ocfs2_commit_trans(osb, handle);
589
590 out_unlock:
591         ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
592
593 out_mutex:
594         inode_unlock(main_bm_inode);
595
596         brelse(main_bm_bh);
597
598         iput(main_bm_inode);
599
600 out:
601         if (!status)
602                 ocfs2_init_steal_slots(osb);
603         if (status)
604                 mlog_errno(status);
605         return status;
606 }
607
608 /*
609  * make sure we've got at least bits_wanted contiguous bits in the
610  * local alloc. You lose them when you drop i_mutex.
611  *
612  * We will add ourselves to the transaction passed in, but may start
613  * our own in order to shift windows.
614  */
615 int ocfs2_reserve_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
616                                    u32 bits_wanted,
617                                    struct ocfs2_alloc_context *ac)
618 {
619         int status;
620         struct ocfs2_dinode *alloc;
621         struct inode *local_alloc_inode;
622         unsigned int free_bits;
623
624         BUG_ON(!ac);
625
626         local_alloc_inode =
627                 ocfs2_get_system_file_inode(osb,
628                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
629                                             osb->slot_num);
630         if (!local_alloc_inode) {
631                 status = -ENOENT;
632                 mlog_errno(status);
633                 goto bail;
634         }
635
636         inode_lock(local_alloc_inode);
637
638         /*
639          * We must double check state and allocator bits because
640          * another process may have changed them while holding i_mutex.
641          */
642         spin_lock(&osb->osb_lock);
643         if (!ocfs2_la_state_enabled(osb) ||
644             (bits_wanted > osb->local_alloc_bits)) {
645                 spin_unlock(&osb->osb_lock);
646                 status = -ENOSPC;
647                 goto bail;
648         }
649         spin_unlock(&osb->osb_lock);
650
651         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
652
653 #ifdef CONFIG_OCFS2_DEBUG_FS
654         if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) !=
655             ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc)) {
656                 status = ocfs2_error(osb->sb, "local alloc inode %llu says it has %u used bits, but a count shows %u\n",
657                                 (unsigned long long)le64_to_cpu(alloc->i_blkno),
658                                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
659                                 ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc));
660                 goto bail;
661         }
662 #endif
663
664         free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
665                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
666         if (bits_wanted > free_bits) {
667                 /* uhoh, window change time. */
668                 status =
669                         ocfs2_local_alloc_slide_window(osb, local_alloc_inode);
670                 if (status < 0) {
671                         if (status != -ENOSPC)
672                                 mlog_errno(status);
673                         goto bail;
674                 }
675
676                 /*
677                  * Under certain conditions, the window slide code
678                  * might have reduced the number of bits available or
679                  * disabled the the local alloc entirely. Re-check
680                  * here and return -ENOSPC if necessary.
681                  */
682                 status = -ENOSPC;
683                 if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
684                         goto bail;
685
686                 free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
687                         le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
688                 if (bits_wanted > free_bits)
689                         goto bail;
690         }
691
692         ac->ac_inode = local_alloc_inode;
693         /* We should never use localalloc from another slot */
694         ac->ac_alloc_slot = osb->slot_num;
695         ac->ac_which = OCFS2_AC_USE_LOCAL;
696         get_bh(osb->local_alloc_bh);
697         ac->ac_bh = osb->local_alloc_bh;
698         status = 0;
699 bail:
700         if (status < 0 && local_alloc_inode) {
701                 inode_unlock(local_alloc_inode);
702                 iput(local_alloc_inode);
703         }
704
705         trace_ocfs2_reserve_local_alloc_bits(
706                 (unsigned long long)ac->ac_max_block,
707                 bits_wanted, osb->slot_num, status);
708
709         if (status)
710                 mlog_errno(status);
711         return status;
712 }
713
714 int ocfs2_claim_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
715                                  handle_t *handle,
716                                  struct ocfs2_alloc_context *ac,
717                                  u32 bits_wanted,
718                                  u32 *bit_off,
719                                  u32 *num_bits)
720 {
721         int status, start;
722         struct inode *local_alloc_inode;
723         void *bitmap;
724         struct ocfs2_dinode *alloc;
725         struct ocfs2_local_alloc *la;
726
727         BUG_ON(ac->ac_which != OCFS2_AC_USE_LOCAL);
728
729         local_alloc_inode = ac->ac_inode;
730         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
731         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
732
733         start = ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(osb, alloc, &bits_wanted,
734                                                   ac->ac_resv);
735         if (start == -1) {
736                 /* TODO: Shouldn't we just BUG here? */
737                 status = -ENOSPC;
738                 mlog_errno(status);
739                 goto bail;
740         }
741
742         bitmap = la->la_bitmap;
743         *bit_off = le32_to_cpu(la->la_bm_off) + start;
744         *num_bits = bits_wanted;
745
746         status = ocfs2_journal_access_di(handle,
747                                          INODE_CACHE(local_alloc_inode),
748                                          osb->local_alloc_bh,
749                                          OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
750         if (status < 0) {
751                 mlog_errno(status);
752                 goto bail;
753         }
754
755         ocfs2_resmap_claimed_bits(&osb->osb_la_resmap, ac->ac_resv, start,
756                                   bits_wanted);
757
758         while(bits_wanted--)
759                 ocfs2_set_bit(start++, bitmap);
760
761         le32_add_cpu(&alloc->id1.bitmap1.i_used, *num_bits);
762         ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
763
764 bail:
765         if (status)
766                 mlog_errno(status);
767         return status;
768 }
769
770 int ocfs2_free_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
771                                 handle_t *handle,
772                                 struct ocfs2_alloc_context *ac,
773                                 u32 bit_off,
774                                 u32 num_bits)
775 {
776         int status, start;
777         u32 clear_bits;
778         struct inode *local_alloc_inode;
779         void *bitmap;
780         struct ocfs2_dinode *alloc;
781         struct ocfs2_local_alloc *la;
782
783         BUG_ON(ac->ac_which != OCFS2_AC_USE_LOCAL);
784
785         local_alloc_inode = ac->ac_inode;
786         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
787         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
788
789         bitmap = la->la_bitmap;
790         start = bit_off - le32_to_cpu(la->la_bm_off);
791         clear_bits = num_bits;
792
793         status = ocfs2_journal_access_di(handle,
794                         INODE_CACHE(local_alloc_inode),
795                         osb->local_alloc_bh,
796                         OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
797         if (status < 0) {
798                 mlog_errno(status);
799                 goto bail;
800         }
801
802         while (clear_bits--)
803                 ocfs2_clear_bit(start++, bitmap);
804
805         le32_add_cpu(&alloc->id1.bitmap1.i_used, -num_bits);
806         ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
807
808 bail:
809         return status;
810 }
811
812 static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc)
813 {
814         u32 count;
815         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
816
817         count = memweight(la->la_bitmap, le16_to_cpu(la->la_size));
818
819         trace_ocfs2_local_alloc_count_bits(count);
820         return count;
821 }
822
823 static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
824                                      struct ocfs2_dinode *alloc,
825                                      u32 *numbits,
826                                      struct ocfs2_alloc_reservation *resv)
827 {
828         int numfound = 0, bitoff, left, startoff;
829         int local_resv = 0;
830         struct ocfs2_alloc_reservation r;
831         void *bitmap = NULL;
832         struct ocfs2_reservation_map *resmap = &osb->osb_la_resmap;
833
834         if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
835                 bitoff = -1;
836                 goto bail;
837         }
838
839         if (!resv) {
840                 local_resv = 1;
841                 ocfs2_resv_init_once(&r);
842                 ocfs2_resv_set_type(&r, OCFS2_RESV_FLAG_TMP);
843                 resv = &r;
844         }
845
846         numfound = *numbits;
847         if (ocfs2_resmap_resv_bits(resmap, resv, &bitoff, &numfound) == 0) {
848                 if (numfound < *numbits)
849                         *numbits = numfound;
850                 goto bail;
851         }
852
853         /*
854          * Code error. While reservations are enabled, local
855          * allocation should _always_ go through them.
856          */
857         BUG_ON(osb->osb_resv_level != 0);
858
859         /*
860          * Reservations are disabled. Handle this the old way.
861          */
862
863         bitmap = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap;
864
865         numfound = bitoff = startoff = 0;
866         left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
867         while ((bitoff = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, startoff)) != -1) {
868                 if (bitoff == left) {
869                         /* mlog(0, "bitoff (%d) == left", bitoff); */
870                         break;
871                 }
872                 /* mlog(0, "Found a zero: bitoff = %d, startoff = %d, "
873                    "numfound = %d\n", bitoff, startoff, numfound);*/
874
875                 /* Ok, we found a zero bit... is it contig. or do we
876                  * start over?*/
877                 if (bitoff == startoff) {
878                         /* we found a zero */
879                         numfound++;
880                         startoff++;
881                 } else {
882                         /* got a zero after some ones */
883                         numfound = 1;
884                         startoff = bitoff+1;
885                 }
886                 /* we got everything we needed */
887                 if (numfound == *numbits) {
888                         /* mlog(0, "Found it all!\n"); */
889                         break;
890                 }
891         }
892
893         trace_ocfs2_local_alloc_find_clear_bits_search_bitmap(bitoff, numfound);
894
895         if (numfound == *numbits)
896                 bitoff = startoff - numfound;
897         else
898                 bitoff = -1;
899
900 bail:
901         if (local_resv)
902                 ocfs2_resv_discard(resmap, resv);
903
904         trace_ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(*numbits,
905                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
906                 bitoff, numfound);
907
908         return bitoff;
909 }
910
911 static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc)
912 {
913         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
914         int i;
915
916         alloc->id1.bitmap1.i_total = 0;
917         alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
918         la->la_bm_off = 0;
919         for(i = 0; i < le16_to_cpu(la->la_size); i++)
920                 la->la_bitmap[i] = 0;
921 }
922
923 #if 0
924 /* turn this on and uncomment below to aid debugging window shifts. */
925 static void ocfs2_verify_zero_bits(unsigned long *bitmap,
926                                    unsigned int start,
927                                    unsigned int count)
928 {
929         unsigned int tmp = count;
930         while(tmp--) {
931                 if (ocfs2_test_bit(start + tmp, bitmap)) {
932                         printk("ocfs2_verify_zero_bits: start = %u, count = "
933                                "%u\n", start, count);
934                         printk("ocfs2_verify_zero_bits: bit %u is set!",
935                                start + tmp);
936                         BUG();
937                 }
938         }
939 }
940 #endif
941
942 /*
943  * sync the local alloc to main bitmap.
944  *
945  * assumes you've already locked the main bitmap -- the bitmap inode
946  * passed is used for caching.
947  */
948 static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
949                                     handle_t *handle,
950                                     struct ocfs2_dinode *alloc,
951                                     struct inode *main_bm_inode,
952                                     struct buffer_head *main_bm_bh)
953 {
954         int status = 0;
955         int bit_off, left, count, start;
956         u64 la_start_blk;
957         u64 blkno;
958         void *bitmap;
959         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
960
961         trace_ocfs2_sync_local_to_main(
962              le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
963              le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used));
964
965         if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
966                 goto bail;
967         }
968
969         if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) ==
970             le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total)) {
971                 goto bail;
972         }
973
974         la_start_blk = ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
975                                                 le32_to_cpu(la->la_bm_off));
976         bitmap = la->la_bitmap;
977         start = count = bit_off = 0;
978         left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
979
980         while ((bit_off = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, start))
981                != -1) {
982                 if ((bit_off < left) && (bit_off == start)) {
983                         count++;
984                         start++;
985                         continue;
986                 }
987                 if (count) {
988                         blkno = la_start_blk +
989                                 ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
990                                                          start - count);
991
992                         trace_ocfs2_sync_local_to_main_free(
993                              count, start - count,
994                              (unsigned long long)la_start_blk,
995                              (unsigned long long)blkno);
996
997                         status = ocfs2_release_clusters(handle,
998                                                         main_bm_inode,
999                                                         main_bm_bh, blkno,
1000                                                         count);
1001                         if (status < 0) {
1002                                 mlog_errno(status);
1003                                 goto bail;
1004                         }
1005                 }
1006                 if (bit_off >= left)
1007                         break;
1008                 count = 1;
1009                 start = bit_off + 1;
1010         }
1011
1012 bail:
1013         if (status)
1014                 mlog_errno(status);
1015         return status;
1016 }
1017
1018 enum ocfs2_la_event {
1019         OCFS2_LA_EVENT_SLIDE,           /* Normal window slide. */
1020         OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED,      /* The global bitmap has
1021                                          * enough bits theoretically
1022                                          * free, but a contiguous
1023                                          * allocation could not be
1024                                          * found. */
1025         OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC,          /* Global bitmap doesn't have
1026                                          * enough bits free to satisfy
1027                                          * our request. */
1028 };
1029 #define OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL (30 * HZ)
1030 /*
1031  * Given an event, calculate the size of our next local alloc window.
1032  *
1033  * This should always be called under i_mutex of the local alloc inode
1034  * so that local alloc disabling doesn't race with processes trying to
1035  * use the allocator.
1036  *
1037  * Returns the state which the local alloc was left in. This value can
1038  * be ignored by some paths.
1039  */
1040 static int ocfs2_recalc_la_window(struct ocfs2_super *osb,
1041                                   enum ocfs2_la_event event)
1042 {
1043         unsigned int bits;
1044         int state;
1045
1046         spin_lock(&osb->osb_lock);
1047         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED) {
1048                 WARN_ON_ONCE(osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED);
1049                 goto out_unlock;
1050         }
1051
1052         /*
1053          * ENOSPC and fragmentation are treated similarly for now.
1054          */
1055         if (event == OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC ||
1056             event == OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) {
1057                 /*
1058                  * We ran out of contiguous space in the primary
1059                  * bitmap. Drastically reduce the number of bits used
1060                  * by local alloc until we have to disable it.
1061                  */
1062                 bits = osb->local_alloc_bits >> 1;
1063                 if (bits > ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb, 1)) {
1064                         /*
1065                          * By setting state to THROTTLED, we'll keep
1066                          * the number of local alloc bits used down
1067                          * until an event occurs which would give us
1068                          * reason to assume the bitmap situation might
1069                          * have changed.
1070                          */
1071                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_THROTTLED;
1072                         osb->local_alloc_bits = bits;
1073                 } else {
1074                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
1075                 }
1076                 queue_delayed_work(osb->ocfs2_wq, &osb->la_enable_wq,
1077                                    OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL);
1078                 goto out_unlock;
1079         }
1080
1081         /*
1082          * Don't increase the size of the local alloc window until we
1083          * know we might be able to fulfill the request. Otherwise, we
1084          * risk bouncing around the global bitmap during periods of
1085          * low space.
1086          */
1087         if (osb->local_alloc_state != OCFS2_LA_THROTTLED)
1088                 osb->local_alloc_bits = osb->local_alloc_default_bits;
1089
1090 out_unlock:
1091         state = osb->local_alloc_state;
1092         spin_unlock(&osb->osb_lock);
1093
1094         return state;
1095 }
1096
1097 static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
1098                                                 struct ocfs2_alloc_context **ac,
1099                                                 struct inode **bitmap_inode,
1100                                                 struct buffer_head **bitmap_bh)
1101 {
1102         int status;
1103
1104         *ac = kzalloc(sizeof(struct ocfs2_alloc_context), GFP_KERNEL);
1105         if (!(*ac)) {
1106                 status = -ENOMEM;
1107                 mlog_errno(status);
1108                 goto bail;
1109         }
1110
1111 retry_enospc:
1112         (*ac)->ac_bits_wanted = osb->local_alloc_bits;
1113         status = ocfs2_reserve_cluster_bitmap_bits(osb, *ac);
1114         if (status == -ENOSPC) {
1115                 if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC) ==
1116                     OCFS2_LA_DISABLED)
1117                         goto bail;
1118
1119                 ocfs2_free_ac_resource(*ac);
1120                 memset(*ac, 0, sizeof(struct ocfs2_alloc_context));
1121                 goto retry_enospc;
1122         }
1123         if (status < 0) {
1124                 mlog_errno(status);
1125                 goto bail;
1126         }
1127
1128         *bitmap_inode = (*ac)->ac_inode;
1129         igrab(*bitmap_inode);
1130         *bitmap_bh = (*ac)->ac_bh;
1131         get_bh(*bitmap_bh);
1132         status = 0;
1133 bail:
1134         if ((status < 0) && *ac) {
1135                 ocfs2_free_alloc_context(*ac);
1136                 *ac = NULL;
1137         }
1138
1139         if (status)
1140                 mlog_errno(status);
1141         return status;
1142 }
1143
1144 /*
1145  * pass it the bitmap lock in lock_bh if you have it.
1146  */
1147 static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
1148                                         handle_t *handle,
1149                                         struct ocfs2_alloc_context *ac)
1150 {
1151         int status = 0;
1152         u32 cluster_off, cluster_count;
1153         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
1154         struct ocfs2_local_alloc *la;
1155
1156         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
1157         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
1158
1159         trace_ocfs2_local_alloc_new_window(
1160                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
1161                 osb->local_alloc_bits);
1162
1163         /* Instruct the allocation code to try the most recently used
1164          * cluster group. We'll re-record the group used this pass
1165          * below. */
1166         ac->ac_last_group = osb->la_last_gd;
1167
1168         /* we used the generic suballoc reserve function, but we set
1169          * everything up nicely, so there's no reason why we can't use
1170          * the more specific cluster api to claim bits. */
1171         status = ocfs2_claim_clusters(handle, ac, osb->local_alloc_bits,
1172                                       &cluster_off, &cluster_count);
1173         if (status == -ENOSPC) {
1174 retry_enospc:
1175                 /*
1176                  * Note: We could also try syncing the journal here to
1177                  * allow use of any free bits which the current
1178                  * transaction can't give us access to. --Mark
1179                  */
1180                 if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) ==
1181                     OCFS2_LA_DISABLED)
1182                         goto bail;
1183
1184                 ac->ac_bits_wanted = osb->local_alloc_bits;
1185                 status = ocfs2_claim_clusters(handle, ac,
1186                                               osb->local_alloc_bits,
1187                                               &cluster_off,
1188                                               &cluster_count);
1189                 if (status == -ENOSPC)
1190                         goto retry_enospc;
1191                 /*
1192                  * We only shrunk the *minimum* number of in our
1193                  * request - it's entirely possible that the allocator
1194                  * might give us more than we asked for.
1195                  */
1196                 if (status == 0) {
1197                         spin_lock(&osb->osb_lock);
1198                         osb->local_alloc_bits = cluster_count;
1199                         spin_unlock(&osb->osb_lock);
1200                 }
1201         }
1202         if (status < 0) {
1203                 if (status != -ENOSPC)
1204                         mlog_errno(status);
1205                 goto bail;
1206         }
1207
1208         osb->la_last_gd = ac->ac_last_group;
1209
1210         la->la_bm_off = cpu_to_le32(cluster_off);
1211         alloc->id1.bitmap1.i_total = cpu_to_le32(cluster_count);
1212         /* just in case... In the future when we find space ourselves,
1213          * we don't have to get all contiguous -- but we'll have to
1214          * set all previously used bits in bitmap and update
1215          * la_bits_set before setting the bits in the main bitmap. */
1216         alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
1217         memset(OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap, 0,
1218                le16_to_cpu(la->la_size));
1219
1220         ocfs2_resmap_restart(&osb->osb_la_resmap, cluster_count,
1221                              OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap);
1222
1223         trace_ocfs2_local_alloc_new_window_result(
1224                 OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off,
1225                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total));
1226
1227 bail:
1228         if (status)
1229                 mlog_errno(status);
1230         return status;
1231 }
1232
1233 /* Note that we do *NOT* lock the local alloc inode here as
1234  * it's been locked already for us. */
1235 static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
1236                                           struct inode *local_alloc_inode)
1237 {
1238         int status = 0;
1239         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
1240         struct inode *main_bm_inode = NULL;
1241         handle_t *handle = NULL;
1242         struct ocfs2_dinode *alloc;
1243         struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
1244         struct ocfs2_alloc_context *ac = NULL;
1245
1246         ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_SLIDE);
1247
1248         /* This will lock the main bitmap for us. */
1249         status = ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(osb,
1250                                                       &ac,
1251                                                       &main_bm_inode,
1252                                                       &main_bm_bh);
1253         if (status < 0) {
1254                 if (status != -ENOSPC)
1255                         mlog_errno(status);
1256                 goto bail;
1257         }
1258
1259         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
1260         if (IS_ERR(handle)) {
1261                 status = PTR_ERR(handle);
1262                 handle = NULL;
1263                 mlog_errno(status);
1264                 goto bail;
1265         }
1266
1267         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
1268
1269         /* We want to clear the local alloc before doing anything
1270          * else, so that if we error later during this operation,
1271          * local alloc shutdown won't try to double free main bitmap
1272          * bits. Make a copy so the sync function knows which bits to
1273          * free. */
1274         alloc_copy = kmemdup(alloc, osb->local_alloc_bh->b_size, GFP_NOFS);
1275         if (!alloc_copy) {
1276                 status = -ENOMEM;
1277                 mlog_errno(status);
1278                 goto bail;
1279         }
1280
1281         status = ocfs2_journal_access_di(handle,
1282                                          INODE_CACHE(local_alloc_inode),
1283                                          osb->local_alloc_bh,
1284                                          OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
1285         if (status < 0) {
1286                 mlog_errno(status);
1287                 goto bail;
1288         }
1289
1290         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
1291         ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
1292
1293         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
1294                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
1295         if (status < 0) {
1296                 mlog_errno(status);
1297                 goto bail;
1298         }
1299
1300         status = ocfs2_local_alloc_new_window(osb, handle, ac);
1301         if (status < 0) {
1302                 if (status != -ENOSPC)
1303                         mlog_errno(status);
1304                 goto bail;
1305         }
1306
1307         atomic_inc(&osb->alloc_stats.moves);
1308
1309 bail:
1310         if (handle)
1311                 ocfs2_commit_trans(osb, handle);
1312
1313         brelse(main_bm_bh);
1314
1315         iput(main_bm_inode);
1316         kfree(alloc_copy);
1317
1318         if (ac)
1319                 ocfs2_free_alloc_context(ac);
1320
1321         if (status)
1322                 mlog_errno(status);
1323         return status;
1324 }
1325