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