fs/ocfs2/localalloc.c

   1 /* -*- mode: c; c-basic-offset: 8; -*-
   2  * vim: noexpandtab sw=8 ts=8 sts=0:
   3  *
   4  * localalloc.c
   5  *
   6  * Node local data allocation
   7  *
   8  * Copyright (C) 2002, 2004 Oracle.  All rights reserved.
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  11  * modify it under the terms of the GNU General Public
  12  * License as published by the Free Software Foundation; either
  13  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  14  *
  15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18  * General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public
  21  * License along with this program; if not, write to the
  22  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  23  * Boston, MA 021110-1307, USA.
  24  */
  25
  26 #include <linux/fs.h>
  27 #include <linux/types.h>
  28 #include <linux/slab.h>
  29 #include <linux/highmem.h>
  30 #include <linux/bitops.h>
  31 #include <linux/debugfs.h>
  32
  33 #define MLOG_MASK_PREFIX ML_DISK_ALLOC
  34 #include <cluster/masklog.h>
  35
  36 #include "ocfs2.h"
  37
  38 #include "alloc.h"
  39 #include "dlmglue.h"
  40 #include "inode.h"
  41 #include "journal.h"
  42 #include "localalloc.h"
  43 #include "suballoc.h"
  44 #include "super.h"
  45 #include "sysfile.h"
  46
  47 #include "buffer_head_io.h"
  48
  49 #define OCFS2_LOCAL_ALLOC(dinode)       (&((dinode)->id2.i_lab))
  50
  51 static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc);
  52
  53 static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
  54                                              struct ocfs2_dinode *alloc,
  55                                              u32 numbits);
  56
  57 static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc);
  58
  59 static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
  60                                     handle_t *handle,
  61                                     struct ocfs2_dinode *alloc,
  62                                     struct inode *main_bm_inode,
  63                                     struct buffer_head *main_bm_bh);
  64
  65 static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
  66                                                 struct ocfs2_alloc_context **ac,
  67                                                 struct inode **bitmap_inode,
  68                                                 struct buffer_head **bitmap_bh);
  69
  70 static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
  71                                         handle_t *handle,
  72                                         struct ocfs2_alloc_context *ac);
  73
  74 static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
  75                                           struct inode *local_alloc_inode);
  76
  77 #ifdef CONFIG_OCFS2_FS_STATS
  78
  79 DEFINE_MUTEX(la_debug_mutex);
  80
  81 static int ocfs2_la_debug_open(struct inode *inode, struct file *file)
  82 {
  83         file->private_data = inode->i_private;
  84         return 0;
  85 }
  86
  87 #define LA_DEBUG_BUF_SZ PAGE_CACHE_SIZE
  88 #define LA_DEBUG_VER    1
  89 static ssize_t ocfs2_la_debug_read(struct file *file, char __user *userbuf,
  90                                    size_t count, loff_t *ppos)
  91 {
  92         struct ocfs2_super *osb = file->private_data;
  93         int written, ret;
  94         char *buf = osb->local_alloc_debug_buf;
  95
  96         mutex_lock(&la_debug_mutex);
  97         memset(buf, 0, LA_DEBUG_BUF_SZ);
  98
  99         written = snprintf(buf, LA_DEBUG_BUF_SZ,
 100                            "0x%x\t0x%llx\t%u\t%u\t0x%x\n",
 101                            LA_DEBUG_VER,
 102                            (unsigned long long)osb->la_last_gd,
 103                            osb->local_alloc_default_bits,
 104                            osb->local_alloc_bits, osb->local_alloc_state);
 105
 106         ret = simple_read_from_buffer(userbuf, count, ppos, buf, written);
 107
 108         mutex_unlock(&la_debug_mutex);
 109         return ret;
 110 }
 111
 112 static const struct file_operations ocfs2_la_debug_fops = {
 113         .open =         ocfs2_la_debug_open,
 114         .read =         ocfs2_la_debug_read,
 115 };
 116
 117 static void ocfs2_init_la_debug(struct ocfs2_super *osb)
 118 {
 119         osb->local_alloc_debug_buf = kmalloc(LA_DEBUG_BUF_SZ, GFP_NOFS);
 120         if (!osb->local_alloc_debug_buf)
 121                 return;
 122
 123         osb->local_alloc_debug = debugfs_create_file("local_alloc_stats",
 124                                                      S_IFREG|S_IRUSR,
 125                                                      osb->osb_debug_root,
 126                                                      osb,
 127                                                      &ocfs2_la_debug_fops);
 128         if (!osb->local_alloc_debug) {
 129                 kfree(osb->local_alloc_debug_buf);
 130                 osb->local_alloc_debug_buf = NULL;
 131         }
 132 }
 133
 134 static void ocfs2_shutdown_la_debug(struct ocfs2_super *osb)
 135 {
 136         if (osb->local_alloc_debug)
 137                 debugfs_remove(osb->local_alloc_debug);
 138
 139         if (osb->local_alloc_debug_buf)
 140                 kfree(osb->local_alloc_debug_buf);
 141
 142         osb->local_alloc_debug_buf = NULL;
 143         osb->local_alloc_debug = NULL;
 144 }
 145 #else   /* CONFIG_OCFS2_FS_STATS */
 146 static void ocfs2_init_la_debug(struct ocfs2_super *osb)
 147 {
 148         return;
 149 }
 150 static void ocfs2_shutdown_la_debug(struct ocfs2_super *osb)
 151 {
 152         return;
 153 }
 154 #endif
 155
 156 static inline int ocfs2_la_state_enabled(struct ocfs2_super *osb)
 157 {
 158         return (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED ||
 159                 osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_ENABLED);
 160 }
 161
 162 void ocfs2_local_alloc_seen_free_bits(struct ocfs2_super *osb,
 163                                       unsigned int num_clusters)
 164 {
 165         spin_lock(&osb->osb_lock);
 166         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED ||
 167             osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED)
 168                 if (num_clusters >= osb->local_alloc_default_bits) {
 169                         cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
 170                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
 171                 }
 172         spin_unlock(&osb->osb_lock);
 173 }
 174
 175 void ocfs2_la_enable_worker(struct work_struct *work)
 176 {
 177         struct ocfs2_super *osb =
 178                 container_of(work, struct ocfs2_super,
 179                              la_enable_wq.work);
 180         spin_lock(&osb->osb_lock);
 181         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
 182         spin_unlock(&osb->osb_lock);
 183 }
 184
 185 /*
 186  * Tell us whether a given allocation should use the local alloc
 187  * file. Otherwise, it has to go to the main bitmap.
 188  *
 189  * This function does semi-dirty reads of local alloc size and state!
 190  * This is ok however, as the values are re-checked once under mutex.
 191  */
 192 int ocfs2_alloc_should_use_local(struct ocfs2_super *osb, u64 bits)
 193 {
 194         int ret = 0;
 195         int la_bits;
 196
 197         spin_lock(&osb->osb_lock);
 198         la_bits = osb->local_alloc_bits;
 199
 200         if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
 201                 goto bail;
 202
 203         /* la_bits should be at least twice the size (in clusters) of
 204          * a new block group. We want to be sure block group
 205          * allocations go through the local alloc, so allow an
 206          * allocation to take up to half the bitmap. */
 207         if (bits > (la_bits / 2))
 208                 goto bail;
 209
 210         ret = 1;
 211 bail:
 212         mlog(0, "state=%d, bits=%llu, la_bits=%d, ret=%d\n",
 213              osb->local_alloc_state, (unsigned long long)bits, la_bits, ret);
 214         spin_unlock(&osb->osb_lock);
 215         return ret;
 216 }
 217
 218 int ocfs2_load_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
 219 {
 220         int status = 0;
 221         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
 222         struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
 223         u32 num_used;
 224         struct inode *inode = NULL;
 225         struct ocfs2_local_alloc *la;
 226
 227         mlog_entry_void();
 228
 229         ocfs2_init_la_debug(osb);
 230
 231         if (osb->local_alloc_bits == 0)
 232                 goto bail;
 233
 234         if (osb->local_alloc_bits >= osb->bitmap_cpg) {
 235                 mlog(ML_NOTICE, "Requested local alloc window %d is larger "
 236                      "than max possible %u. Using defaults.\n",
 237                      osb->local_alloc_bits, (osb->bitmap_cpg - 1));
 238                 osb->local_alloc_bits =
 239                         ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb,
 240                                                     OCFS2_DEFAULT_LOCAL_ALLOC_SIZE);
 241         }
 242
 243         /* read the alloc off disk */
 244         inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb, LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
 245                                             osb->slot_num);
 246         if (!inode) {
 247                 status = -EINVAL;
 248                 mlog_errno(status);
 249                 goto bail;
 250         }
 251
 252         status = ocfs2_read_block(osb, OCFS2_I(inode)->ip_blkno,
 253                                   &alloc_bh, 0, inode);
 254         if (status < 0) {
 255                 mlog_errno(status);
 256                 goto bail;
 257         }
 258
 259         alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
 260         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
 261
 262         if (!(le32_to_cpu(alloc->i_flags) &
 263             (OCFS2_LOCAL_ALLOC_FL|OCFS2_BITMAP_FL))) {
 264                 mlog(ML_ERROR, "Invalid local alloc inode, %llu\n",
 265                      (unsigned long long)OCFS2_I(inode)->ip_blkno);
 266                 status = -EINVAL;
 267                 goto bail;
 268         }
 269
 270         if ((la->la_size == 0) ||
 271             (le16_to_cpu(la->la_size) > ocfs2_local_alloc_size(inode->i_sb))) {
 272                 mlog(ML_ERROR, "Local alloc size is invalid (la_size = %u)\n",
 273                      le16_to_cpu(la->la_size));
 274                 status = -EINVAL;
 275                 goto bail;
 276         }
 277
 278         /* do a little verification. */
 279         num_used = ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc);
 280
 281         /* hopefully the local alloc has always been recovered before
 282          * we load it. */
 283         if (num_used
 284             || alloc->id1.bitmap1.i_used
 285             || alloc->id1.bitmap1.i_total
 286             || la->la_bm_off)
 287                 mlog(ML_ERROR, "Local alloc hasn't been recovered!\n"
 288                      "found = %u, set = %u, taken = %u, off = %u\n",
 289                      num_used, le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
 290                      le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
 291                      OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off);
 292
 293         osb->local_alloc_bh = alloc_bh;
 294         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
 295
 296 bail:
 297         if (status < 0)
 298                 if (alloc_bh)
 299                         brelse(alloc_bh);
 300         if (inode)
 301                 iput(inode);
 302
 303         if (status < 0)
 304                 ocfs2_shutdown_la_debug(osb);
 305
 306         mlog(0, "Local alloc window bits = %d\n", osb->local_alloc_bits);
 307
 308         mlog_exit(status);
 309         return status;
 310 }
 311
 312 /*
 313  * return any unused bits to the bitmap and write out a clean
 314  * local_alloc.
 315  *
 316  * local_alloc_bh is optional. If not passed, we will simply use the
 317  * one off osb. If you do pass it however, be warned that it *will* be
 318  * returned brelse'd and NULL'd out.*/
 319 void ocfs2_shutdown_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
 320 {
 321         int status;
 322         handle_t *handle;
 323         struct inode *local_alloc_inode = NULL;
 324         struct buffer_head *bh = NULL;
 325         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
 326         struct inode *main_bm_inode = NULL;
 327         struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
 328         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
 329
 330         mlog_entry_void();
 331
 332         cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
 333         flush_workqueue(ocfs2_wq);
 334
 335         ocfs2_shutdown_la_debug(osb);
 336
 337         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_UNUSED)
 338                 goto out;
 339
 340         local_alloc_inode =
 341                 ocfs2_get_system_file_inode(osb,
 342                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
 343                                             osb->slot_num);
 344         if (!local_alloc_inode) {
 345                 status = -ENOENT;
 346                 mlog_errno(status);
 347                 goto out;
 348         }
 349
 350         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
 351
 352         main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
 353                                                     GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
 354                                                     OCFS2_INVALID_SLOT);
 355         if (!main_bm_inode) {
 356                 status = -EINVAL;
 357                 mlog_errno(status);
 358                 goto out;
 359         }
 360
 361         mutex_lock(&main_bm_inode->i_mutex);
 362
 363         status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
 364         if (status < 0) {
 365                 mlog_errno(status);
 366                 goto out_mutex;
 367         }
 368
 369         /* WINDOW_MOVE_CREDITS is a bit heavy... */
 370         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
 371         if (IS_ERR(handle)) {
 372                 mlog_errno(PTR_ERR(handle));
 373                 handle = NULL;
 374                 goto out_unlock;
 375         }
 376
 377         bh = osb->local_alloc_bh;
 378         alloc = (struct ocfs2_dinode *) bh->b_data;
 379
 380         alloc_copy = kmalloc(bh->b_size, GFP_NOFS);
 381         if (!alloc_copy) {
 382                 status = -ENOMEM;
 383                 goto out_commit;
 384         }
 385         memcpy(alloc_copy, alloc, bh->b_size);
 386
 387         status = ocfs2_journal_access(handle, local_alloc_inode, bh,
 388                                       OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
 389         if (status < 0) {
 390                 mlog_errno(status);
 391                 goto out_commit;
 392         }
 393
 394         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
 395
 396         status = ocfs2_journal_dirty(handle, bh);
 397         if (status < 0) {
 398                 mlog_errno(status);
 399                 goto out_commit;
 400         }
 401
 402         brelse(bh);
 403         osb->local_alloc_bh = NULL;
 404         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_UNUSED;
 405
 406         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
 407                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
 408         if (status < 0)
 409                 mlog_errno(status);
 410
 411 out_commit:
 412         ocfs2_commit_trans(osb, handle);
 413
 414 out_unlock:
 415         if (main_bm_bh)
 416                 brelse(main_bm_bh);
 417
 418         ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
 419
 420 out_mutex:
 421         mutex_unlock(&main_bm_inode->i_mutex);
 422         iput(main_bm_inode);
 423
 424 out:
 425         if (local_alloc_inode)
 426                 iput(local_alloc_inode);
 427
 428         if (alloc_copy)
 429                 kfree(alloc_copy);
 430
 431         mlog_exit_void();
 432 }
 433
 434 /*
 435  * We want to free the bitmap bits outside of any recovery context as
 436  * we'll need a cluster lock to do so, but we must clear the local
 437  * alloc before giving up the recovered nodes journal. To solve this,
 438  * we kmalloc a copy of the local alloc before it's change for the
 439  * caller to process with ocfs2_complete_local_alloc_recovery
 440  */
 441 int ocfs2_begin_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
 442                                      int slot_num,
 443                                      struct ocfs2_dinode **alloc_copy)
 444 {
 445         int status = 0;
 446         struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
 447         struct inode *inode = NULL;
 448         struct ocfs2_dinode *alloc;
 449
 450         mlog_entry("(slot_num = %d)\n", slot_num);
 451
 452         *alloc_copy = NULL;
 453
 454         inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
 455                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
 456                                             slot_num);
 457         if (!inode) {
 458                 status = -EINVAL;
 459                 mlog_errno(status);
 460                 goto bail;
 461         }
 462
 463         mutex_lock(&inode->i_mutex);
 464
 465         status = ocfs2_read_block(osb, OCFS2_I(inode)->ip_blkno,
 466                                   &alloc_bh, 0, inode);
 467         if (status < 0) {
 468                 mlog_errno(status);
 469                 goto bail;
 470         }
 471
 472         *alloc_copy = kmalloc(alloc_bh->b_size, GFP_KERNEL);
 473         if (!(*alloc_copy)) {
 474                 status = -ENOMEM;
 475                 goto bail;
 476         }
 477         memcpy((*alloc_copy), alloc_bh->b_data, alloc_bh->b_size);
 478
 479         alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
 480         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
 481
 482         status = ocfs2_write_block(osb, alloc_bh, inode);
 483         if (status < 0)
 484                 mlog_errno(status);
 485
 486 bail:
 487         if ((status < 0) && (*alloc_copy)) {
 488                 kfree(*alloc_copy);
 489                 *alloc_copy = NULL;
 490         }
 491
 492         if (alloc_bh)
 493                 brelse(alloc_bh);
 494
 495         if (inode) {
 496                 mutex_unlock(&inode->i_mutex);
 497                 iput(inode);
 498         }
 499
 500         mlog_exit(status);
 501         return status;
 502 }
 503
 504 /*
 505  * Step 2: By now, we've completed the journal recovery, we've stamped
 506  * a clean local alloc on disk and dropped the node out of the
 507  * recovery map. Dlm locks will no longer stall, so lets clear out the
 508  * main bitmap.
 509  */
 510 int ocfs2_complete_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
 511                                         struct ocfs2_dinode *alloc)
 512 {
 513         int status;
 514         handle_t *handle;
 515         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
 516         struct inode *main_bm_inode;
 517
 518         mlog_entry_void();
 519
 520         main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
 521                                                     GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
 522                                                     OCFS2_INVALID_SLOT);
 523         if (!main_bm_inode) {
 524                 status = -EINVAL;
 525                 mlog_errno(status);
 526                 goto out;
 527         }
 528
 529         mutex_lock(&main_bm_inode->i_mutex);
 530
 531         status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
 532         if (status < 0) {
 533                 mlog_errno(status);
 534                 goto out_mutex;
 535         }
 536
 537         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
 538         if (IS_ERR(handle)) {
 539                 status = PTR_ERR(handle);
 540                 handle = NULL;
 541                 mlog_errno(status);
 542                 goto out_unlock;
 543         }
 544
 545         /* we want the bitmap change to be recorded on disk asap */
 546         handle->h_sync = 1;
 547
 548         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc,
 549                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
 550         if (status < 0)
 551                 mlog_errno(status);
 552
 553         ocfs2_commit_trans(osb, handle);
 554
 555 out_unlock:
 556         ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
 557
 558 out_mutex:
 559         mutex_unlock(&main_bm_inode->i_mutex);
 560
 561         if (main_bm_bh)
 562                 brelse(main_bm_bh);
 563
 564         iput(main_bm_inode);
 565
 566 out:
 567         if (!status)
 568                 ocfs2_init_inode_steal_slot(osb);
 569         mlog_exit(status);
 570         return status;
 571 }
 572
 573 /* Check to see if the local alloc window is within ac->ac_max_block */
 574 static int ocfs2_local_alloc_in_range(struct inode *inode,
 575                                       struct ocfs2_alloc_context *ac,
 576                                       u32 bits_wanted)
 577 {
 578         struct ocfs2_super *osb = OCFS2_SB(inode->i_sb);
 579         struct ocfs2_dinode *alloc;
 580         struct ocfs2_local_alloc *la;
 581         int start;
 582         u64 block_off;
 583
 584         if (!ac->ac_max_block)
 585                 return 1;
 586
 587         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
 588         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
 589
 590         start = ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(osb, alloc, bits_wanted);
 591         if (start == -1) {
 592                 mlog_errno(-ENOSPC);
 593                 return 0;
 594         }
 595
 596         /*
 597          * Converting (bm_off + start + bits_wanted) to blocks gives us
 598          * the blkno just past our actual allocation.  This is perfect
 599          * to compare with ac_max_block.
 600          */
 601         block_off = ocfs2_clusters_to_blocks(inode->i_sb,
 602                                              le32_to_cpu(la->la_bm_off) +
 603                                              start + bits_wanted);
 604         mlog(0, "Checking %llu against %llu\n",
 605              (unsigned long long)block_off,
 606              (unsigned long long)ac->ac_max_block);
 607         if (block_off > ac->ac_max_block)
 608                 return 0;
 609
 610         return 1;
 611 }
 612
 613 /*
 614  * make sure we've got at least bits_wanted contiguous bits in the
 615  * local alloc. You lose them when you drop i_mutex.
 616  *
 617  * We will add ourselves to the transaction passed in, but may start
 618  * our own in order to shift windows.
 619  */
 620 int ocfs2_reserve_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
 621                                    u32 bits_wanted,
 622                                    struct ocfs2_alloc_context *ac)
 623 {
 624         int status;
 625         struct ocfs2_dinode *alloc;
 626         struct inode *local_alloc_inode;
 627         unsigned int free_bits;
 628
 629         mlog_entry_void();
 630
 631         BUG_ON(!ac);
 632
 633         local_alloc_inode =
 634                 ocfs2_get_system_file_inode(osb,
 635                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
 636                                             osb->slot_num);
 637         if (!local_alloc_inode) {
 638                 status = -ENOENT;
 639                 mlog_errno(status);
 640                 goto bail;
 641         }
 642
 643         mutex_lock(&local_alloc_inode->i_mutex);
 644
 645         /*
 646          * We must double check state and allocator bits because
 647          * another process may have changed them while holding i_mutex.
 648          */
 649         spin_lock(&osb->osb_lock);
 650         if (!ocfs2_la_state_enabled(osb) ||
 651             (bits_wanted > osb->local_alloc_bits)) {
 652                 spin_unlock(&osb->osb_lock);
 653                 status = -ENOSPC;
 654                 goto bail;
 655         }
 656         spin_unlock(&osb->osb_lock);
 657
 658         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
 659
 660 #ifdef CONFIG_OCFS2_DEBUG_FS
 661         if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) !=
 662             ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc)) {
 663                 ocfs2_error(osb->sb, "local alloc inode %llu says it has "
 664                             "%u free bits, but a count shows %u",
 665                             (unsigned long long)le64_to_cpu(alloc->i_blkno),
 666                             le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
 667                             ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc));
 668                 status = -EIO;
 669                 goto bail;
 670         }
 671 #endif
 672
 673         free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
 674                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
 675         if (bits_wanted > free_bits) {
 676                 /* uhoh, window change time. */
 677                 status =
 678                         ocfs2_local_alloc_slide_window(osb, local_alloc_inode);
 679                 if (status < 0) {
 680                         if (status != -ENOSPC)
 681                                 mlog_errno(status);
 682                         goto bail;
 683                 }
 684
 685                 /*
 686                  * Under certain conditions, the window slide code
 687                  * might have reduced the number of bits available or
 688                  * disabled the the local alloc entirely. Re-check
 689                  * here and return -ENOSPC if necessary.
 690                  */
 691                 status = -ENOSPC;
 692                 if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
 693                         goto bail;
 694
 695                 free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
 696                         le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
 697                 if (bits_wanted > free_bits)
 698                         goto bail;
 699         }
 700
 701         if (ac->ac_max_block)
 702                 mlog(0, "Calling in_range for max block %llu\n",
 703                      (unsigned long long)ac->ac_max_block);
 704
 705         if (!ocfs2_local_alloc_in_range(local_alloc_inode, ac,
 706                                         bits_wanted)) {
 707                 /*
 708                  * The window is outside ac->ac_max_block.
 709                  * This errno tells the caller to keep localalloc enabled
 710                  * but to get the allocation from the main bitmap.
 711                  */
 712                 status = -EFBIG;
 713                 goto bail;
 714         }
 715
 716         ac->ac_inode = local_alloc_inode;
 717         /* We should never use localalloc from another slot */
 718         ac->ac_alloc_slot = osb->slot_num;
 719         ac->ac_which = OCFS2_AC_USE_LOCAL;
 720         get_bh(osb->local_alloc_bh);
 721         ac->ac_bh = osb->local_alloc_bh;
 722         status = 0;
 723 bail:
 724         if (status < 0 && local_alloc_inode) {
 725                 mutex_unlock(&local_alloc_inode->i_mutex);
 726                 iput(local_alloc_inode);
 727         }
 728
 729         mlog(0, "bits=%d, slot=%d, ret=%d\n", bits_wanted, osb->slot_num,
 730              status);
 731
 732         mlog_exit(status);
 733         return status;
 734 }
 735
 736 int ocfs2_claim_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
 737                                  handle_t *handle,
 738                                  struct ocfs2_alloc_context *ac,
 739                                  u32 bits_wanted,
 740                                  u32 *bit_off,
 741                                  u32 *num_bits)
 742 {
 743         int status, start;
 744         struct inode *local_alloc_inode;
 745         void *bitmap;
 746         struct ocfs2_dinode *alloc;
 747         struct ocfs2_local_alloc *la;
 748
 749         mlog_entry_void();
 750         BUG_ON(ac->ac_which != OCFS2_AC_USE_LOCAL);
 751
 752         local_alloc_inode = ac->ac_inode;
 753         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
 754         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
 755
 756         start = ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(osb, alloc, bits_wanted);
 757         if (start == -1) {
 758                 /* TODO: Shouldn't we just BUG here? */
 759                 status = -ENOSPC;
 760                 mlog_errno(status);
 761                 goto bail;
 762         }
 763
 764         bitmap = la->la_bitmap;
 765         *bit_off = le32_to_cpu(la->la_bm_off) + start;
 766         /* local alloc is always contiguous by nature -- we never
 767          * delete bits from it! */
 768         *num_bits = bits_wanted;
 769
 770         status = ocfs2_journal_access(handle, local_alloc_inode,
 771                                       osb->local_alloc_bh,
 772                                       OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
 773         if (status < 0) {
 774                 mlog_errno(status);
 775                 goto bail;
 776         }
 777
 778         while(bits_wanted--)
 779                 ocfs2_set_bit(start++, bitmap);
 780
 781         le32_add_cpu(&alloc->id1.bitmap1.i_used, *num_bits);
 782
 783         status = ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
 784         if (status < 0) {
 785                 mlog_errno(status);
 786                 goto bail;
 787         }
 788
 789         status = 0;
 790 bail:
 791         mlog_exit(status);
 792         return status;
 793 }
 794
 795 static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc)
 796 {
 797         int i;
 798         u8 *buffer;
 799         u32 count = 0;
 800         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
 801
 802         mlog_entry_void();
 803
 804         buffer = la->la_bitmap;
 805         for (i = 0; i < le16_to_cpu(la->la_size); i++)
 806                 count += hweight8(buffer[i]);
 807
 808         mlog_exit(count);
 809         return count;
 810 }
 811
 812 static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
 813                                              struct ocfs2_dinode *alloc,
 814                                              u32 numbits)
 815 {
 816         int numfound, bitoff, left, startoff, lastzero;
 817         void *bitmap = NULL;
 818
 819         mlog_entry("(numbits wanted = %u)\n", numbits);
 820
 821         if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
 822                 mlog(0, "No bits in my window!\n");
 823                 bitoff = -1;
 824                 goto bail;
 825         }
 826
 827         bitmap = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap;
 828
 829         numfound = bitoff = startoff = 0;
 830         lastzero = -1;
 831         left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
 832         while ((bitoff = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, startoff)) != -1) {
 833                 if (bitoff == left) {
 834                         /* mlog(0, "bitoff (%d) == left", bitoff); */
 835                         break;
 836                 }
 837                 /* mlog(0, "Found a zero: bitoff = %d, startoff = %d, "
 838                    "numfound = %d\n", bitoff, startoff, numfound);*/
 839
 840                 /* Ok, we found a zero bit... is it contig. or do we
 841                  * start over?*/
 842                 if (bitoff == startoff) {
 843                         /* we found a zero */
 844                         numfound++;
 845                         startoff++;
 846                 } else {
 847                         /* got a zero after some ones */
 848                         numfound = 1;
 849                         startoff = bitoff+1;
 850                 }
 851                 /* we got everything we needed */
 852                 if (numfound == numbits) {
 853                         /* mlog(0, "Found it all!\n"); */
 854                         break;
 855                 }
 856         }
 857
 858         mlog(0, "Exiting loop, bitoff = %d, numfound = %d\n", bitoff,
 859              numfound);
 860
 861         if (numfound == numbits)
 862                 bitoff = startoff - numfound;
 863         else
 864                 bitoff = -1;
 865
 866 bail:
 867         mlog_exit(bitoff);
 868         return bitoff;
 869 }
 870
 871 static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc)
 872 {
 873         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
 874         int i;
 875         mlog_entry_void();
 876
 877         alloc->id1.bitmap1.i_total = 0;
 878         alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
 879         la->la_bm_off = 0;
 880         for(i = 0; i < le16_to_cpu(la->la_size); i++)
 881                 la->la_bitmap[i] = 0;
 882
 883         mlog_exit_void();
 884 }
 885
 886 #if 0
 887 /* turn this on and uncomment below to aid debugging window shifts. */
 888 static void ocfs2_verify_zero_bits(unsigned long *bitmap,
 889                                    unsigned int start,
 890                                    unsigned int count)
 891 {
 892         unsigned int tmp = count;
 893         while(tmp--) {
 894                 if (ocfs2_test_bit(start + tmp, bitmap)) {
 895                         printk("ocfs2_verify_zero_bits: start = %u, count = "
 896                                "%u\n", start, count);
 897                         printk("ocfs2_verify_zero_bits: bit %u is set!",
 898                                start + tmp);
 899                         BUG();
 900                 }
 901         }
 902 }
 903 #endif
 904
 905 /*
 906  * sync the local alloc to main bitmap.
 907  *
 908  * assumes you've already locked the main bitmap -- the bitmap inode
 909  * passed is used for caching.
 910  */
 911 static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
 912                                     handle_t *handle,
 913                                     struct ocfs2_dinode *alloc,
 914                                     struct inode *main_bm_inode,
 915                                     struct buffer_head *main_bm_bh)
 916 {
 917         int status = 0;
 918         int bit_off, left, count, start;
 919         u64 la_start_blk;
 920         u64 blkno;
 921         void *bitmap;
 922         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
 923
 924         mlog_entry("total = %u, used = %u\n",
 925                    le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
 926                    le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used));
 927
 928         if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
 929                 mlog(0, "nothing to sync!\n");
 930                 goto bail;
 931         }
 932
 933         if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) ==
 934             le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total)) {
 935                 mlog(0, "all bits were taken!\n");
 936                 goto bail;
 937         }
 938
 939         la_start_blk = ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
 940                                                 le32_to_cpu(la->la_bm_off));
 941         bitmap = la->la_bitmap;
 942         start = count = bit_off = 0;
 943         left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
 944
 945         while ((bit_off = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, start))
 946                != -1) {
 947                 if ((bit_off < left) && (bit_off == start)) {
 948                         count++;
 949                         start++;
 950                         continue;
 951                 }
 952                 if (count) {
 953                         blkno = la_start_blk +
 954                                 ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
 955                                                          start - count);
 956
 957                         mlog(0, "freeing %u bits starting at local alloc bit "
 958                              "%u (la_start_blk = %llu, blkno = %llu)\n",
 959                              count, start - count,
 960                              (unsigned long long)la_start_blk,
 961                              (unsigned long long)blkno);
 962
 963                         status = ocfs2_free_clusters(handle, main_bm_inode,
 964                                                      main_bm_bh, blkno, count);
 965                         if (status < 0) {
 966                                 mlog_errno(status);
 967                                 goto bail;
 968                         }
 969                 }
 970                 if (bit_off >= left)
 971                         break;
 972                 count = 1;
 973                 start = bit_off + 1;
 974         }
 975
 976 bail:
 977         mlog_exit(status);
 978         return status;
 979 }
 980
 981 enum ocfs2_la_event {
 982         OCFS2_LA_EVENT_SLIDE,           /* Normal window slide. */
 983         OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED,      /* The global bitmap has
 984                                          * enough bits theoretically
 985                                          * free, but a contiguous
 986                                          * allocation could not be
 987                                          * found. */
 988         OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC,          /* Global bitmap doesn't have
 989                                          * enough bits free to satisfy
 990                                          * our request. */
 991 };
 992 #define OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL (30 * HZ)
 993 /*
 994  * Given an event, calculate the size of our next local alloc window.
 995  *
 996  * This should always be called under i_mutex of the local alloc inode
 997  * so that local alloc disabling doesn't race with processes trying to
 998  * use the allocator.
 999  *
1000  * Returns the state which the local alloc was left in. This value can
1001  * be ignored by some paths.
1002  */
1003 static int ocfs2_recalc_la_window(struct ocfs2_super *osb,
1004                                   enum ocfs2_la_event event)
1005 {
1006         unsigned int bits;
1007         int state;
1008
1009         spin_lock(&osb->osb_lock);
1010         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED) {
1011                 WARN_ON_ONCE(osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED);
1012                 goto out_unlock;
1013         }
1014
1015         /*
1016          * ENOSPC and fragmentation are treated similarly for now.
1017          */
1018         if (event == OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC ||
1019             event == OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) {
1020                 /*
1021                  * We ran out of contiguous space in the primary
1022                  * bitmap. Drastically reduce the number of bits used
1023                  * by local alloc until we have to disable it.
1024                  */
1025                 bits = osb->local_alloc_bits >> 1;
1026                 if (bits > ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb, 1)) {
1027                         /*
1028                          * By setting state to THROTTLED, we'll keep
1029                          * the number of local alloc bits used down
1030                          * until an event occurs which would give us
1031                          * reason to assume the bitmap situation might
1032                          * have changed.
1033                          */
1034                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_THROTTLED;
1035                         osb->local_alloc_bits = bits;
1036                 } else {
1037                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
1038                 }
1039                 queue_delayed_work(ocfs2_wq, &osb->la_enable_wq,
1040                                    OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL);
1041                 goto out_unlock;
1042         }
1043
1044         /*
1045          * Don't increase the size of the local alloc window until we
1046          * know we might be able to fulfill the request. Otherwise, we
1047          * risk bouncing around the global bitmap during periods of
1048          * low space.
1049          */
1050         if (osb->local_alloc_state != OCFS2_LA_THROTTLED)
1051                 osb->local_alloc_bits = osb->local_alloc_default_bits;
1052
1053 out_unlock:
1054         state = osb->local_alloc_state;
1055         spin_unlock(&osb->osb_lock);
1056
1057         return state;
1058 }
1059
1060 static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
1061                                                 struct ocfs2_alloc_context **ac,
1062                                                 struct inode **bitmap_inode,
1063                                                 struct buffer_head **bitmap_bh)
1064 {
1065         int status;
1066
1067         *ac = kzalloc(sizeof(struct ocfs2_alloc_context), GFP_KERNEL);
1068         if (!(*ac)) {
1069                 status = -ENOMEM;
1070                 mlog_errno(status);
1071                 goto bail;
1072         }
1073
1074 retry_enospc:
1075         (*ac)->ac_bits_wanted = osb->local_alloc_bits;
1076
1077         status = ocfs2_reserve_cluster_bitmap_bits(osb, *ac);
1078         if (status == -ENOSPC) {
1079                 if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC) ==
1080                     OCFS2_LA_DISABLED)
1081                         goto bail;
1082
1083                 ocfs2_free_ac_resource(*ac);
1084                 memset(*ac, 0, sizeof(struct ocfs2_alloc_context));
1085                 goto retry_enospc;
1086         }
1087         if (status < 0) {
1088                 mlog_errno(status);
1089                 goto bail;
1090         }
1091
1092         *bitmap_inode = (*ac)->ac_inode;
1093         igrab(*bitmap_inode);
1094         *bitmap_bh = (*ac)->ac_bh;
1095         get_bh(*bitmap_bh);
1096         status = 0;
1097 bail:
1098         if ((status < 0) && *ac) {
1099                 ocfs2_free_alloc_context(*ac);
1100                 *ac = NULL;
1101         }
1102
1103         mlog_exit(status);
1104         return status;
1105 }
1106
1107 /*
1108  * pass it the bitmap lock in lock_bh if you have it.
1109  */
1110 static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
1111                                         handle_t *handle,
1112                                         struct ocfs2_alloc_context *ac)
1113 {
1114         int status = 0;
1115         u32 cluster_off, cluster_count;
1116         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
1117         struct ocfs2_local_alloc *la;
1118
1119         mlog_entry_void();
1120
1121         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
1122         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
1123
1124         if (alloc->id1.bitmap1.i_total)
1125                 mlog(0, "asking me to alloc a new window over a non-empty "
1126                      "one\n");
1127
1128         mlog(0, "Allocating %u clusters for a new window.\n",
1129              osb->local_alloc_bits);
1130
1131         /* Instruct the allocation code to try the most recently used
1132          * cluster group. We'll re-record the group used this pass
1133          * below. */
1134         ac->ac_last_group = osb->la_last_gd;
1135
1136         /* we used the generic suballoc reserve function, but we set
1137          * everything up nicely, so there's no reason why we can't use
1138          * the more specific cluster api to claim bits. */
1139         status = ocfs2_claim_clusters(osb, handle, ac, osb->local_alloc_bits,
1140                                       &cluster_off, &cluster_count);
1141         if (status == -ENOSPC) {
1142 retry_enospc:
1143                 /*
1144                  * Note: We could also try syncing the journal here to
1145                  * allow use of any free bits which the current
1146                  * transaction can't give us access to. --Mark
1147                  */
1148                 if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) ==
1149                     OCFS2_LA_DISABLED)
1150                         goto bail;
1151
1152                 status = ocfs2_claim_clusters(osb, handle, ac,
1153                                               osb->local_alloc_bits,
1154                                               &cluster_off,
1155                                               &cluster_count);
1156                 if (status == -ENOSPC)
1157                         goto retry_enospc;
1158                 /*
1159                  * We only shrunk the *minimum* number of in our
1160                  * request - it's entirely possible that the allocator
1161                  * might give us more than we asked for.
1162                  */
1163                 if (status == 0) {
1164                         spin_lock(&osb->osb_lock);
1165                         osb->local_alloc_bits = cluster_count;
1166                         spin_unlock(&osb->osb_lock);
1167                 }
1168         }
1169         if (status < 0) {
1170                 if (status != -ENOSPC)
1171                         mlog_errno(status);
1172                 goto bail;
1173         }
1174
1175         osb->la_last_gd = ac->ac_last_group;
1176
1177         la->la_bm_off = cpu_to_le32(cluster_off);
1178         alloc->id1.bitmap1.i_total = cpu_to_le32(cluster_count);
1179         /* just in case... In the future when we find space ourselves,
1180          * we don't have to get all contiguous -- but we'll have to
1181          * set all previously used bits in bitmap and update
1182          * la_bits_set before setting the bits in the main bitmap. */
1183         alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
1184         memset(OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap, 0,
1185                le16_to_cpu(la->la_size));
1186
1187         mlog(0, "New window allocated:\n");
1188         mlog(0, "window la_bm_off = %u\n",
1189              OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off);
1190         mlog(0, "window bits = %u\n", le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total));
1191
1192 bail:
1193         mlog_exit(status);
1194         return status;
1195 }
1196
1197 /* Note that we do *NOT* lock the local alloc inode here as
1198  * it's been locked already for us. */
1199 static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
1200                                           struct inode *local_alloc_inode)
1201 {
1202         int status = 0;
1203         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
1204         struct inode *main_bm_inode = NULL;
1205         handle_t *handle = NULL;
1206         struct ocfs2_dinode *alloc;
1207         struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
1208         struct ocfs2_alloc_context *ac = NULL;
1209
1210         mlog_entry_void();
1211
1212         ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_SLIDE);
1213
1214         /* This will lock the main bitmap for us. */
1215         status = ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(osb,
1216                                                       &ac,
1217                                                       &main_bm_inode,
1218                                                       &main_bm_bh);
1219         if (status < 0) {
1220                 if (status != -ENOSPC)
1221                         mlog_errno(status);
1222                 goto bail;
1223         }
1224
1225         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
1226         if (IS_ERR(handle)) {
1227                 status = PTR_ERR(handle);
1228                 handle = NULL;
1229                 mlog_errno(status);
1230                 goto bail;
1231         }
1232
1233         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
1234
1235         /* We want to clear the local alloc before doing anything
1236          * else, so that if we error later during this operation,
1237          * local alloc shutdown won't try to double free main bitmap
1238          * bits. Make a copy so the sync function knows which bits to
1239          * free. */
1240         alloc_copy = kmalloc(osb->local_alloc_bh->b_size, GFP_NOFS);
1241         if (!alloc_copy) {
1242                 status = -ENOMEM;
1243                 mlog_errno(status);
1244                 goto bail;
1245         }
1246         memcpy(alloc_copy, alloc, osb->local_alloc_bh->b_size);
1247
1248         status = ocfs2_journal_access(handle, local_alloc_inode,
1249                                       osb->local_alloc_bh,
1250                                       OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
1251         if (status < 0) {
1252                 mlog_errno(status);
1253                 goto bail;
1254         }
1255
1256         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
1257
1258         status = ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
1259         if (status < 0) {
1260                 mlog_errno(status);
1261                 goto bail;
1262         }
1263
1264         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
1265                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
1266         if (status < 0) {
1267                 mlog_errno(status);
1268                 goto bail;
1269         }
1270
1271         status = ocfs2_local_alloc_new_window(osb, handle, ac);
1272         if (status < 0) {
1273                 if (status != -ENOSPC)
1274                         mlog_errno(status);
1275                 goto bail;
1276         }
1277
1278         atomic_inc(&osb->alloc_stats.moves);
1279
1280         status = 0;
1281 bail:
1282         if (handle)
1283                 ocfs2_commit_trans(osb, handle);
1284
1285         if (main_bm_bh)
1286                 brelse(main_bm_bh);
1287
1288         if (main_bm_inode)
1289                 iput(main_bm_inode);
1290
1291         if (alloc_copy)
1292                 kfree(alloc_copy);
1293
1294         if (ac)
1295                 ocfs2_free_alloc_context(ac);
1296
1297         mlog_exit(status);
1298         return status;
1299 }
1300