ocfs2: Remove mlog(0) from fs/ocfs2/localalloc.c
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / 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
32 #define MLOG_MASK_PREFIX ML_DISK_ALLOC
33 #include <cluster/masklog.h>
34
35 #include "ocfs2.h"
36
37 #include "alloc.h"
38 #include "blockcheck.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 #include "ocfs2_trace.h"
47
48 #include "buffer_head_io.h"
49
50 #define OCFS2_LOCAL_ALLOC(dinode)       (&((dinode)->id2.i_lab))
51
52 static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc);
53
54 static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
55                                              struct ocfs2_dinode *alloc,
56                                              u32 *numbits,
57                                              struct ocfs2_alloc_reservation *resv);
58
59 static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc);
60
61 static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
62                                     handle_t *handle,
63                                     struct ocfs2_dinode *alloc,
64                                     struct inode *main_bm_inode,
65                                     struct buffer_head *main_bm_bh);
66
67 static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
68                                                 struct ocfs2_alloc_context **ac,
69                                                 struct inode **bitmap_inode,
70                                                 struct buffer_head **bitmap_bh);
71
72 static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
73                                         handle_t *handle,
74                                         struct ocfs2_alloc_context *ac);
75
76 static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
77                                           struct inode *local_alloc_inode);
78
79 /*
80  * ocfs2_la_default_mb() - determine a default size, in megabytes of
81  * the local alloc.
82  *
83  * Generally, we'd like to pick as large a local alloc as
84  * possible. Performance on large workloads tends to scale
85  * proportionally to la size. In addition to that, the reservations
86  * code functions more efficiently as it can reserve more windows for
87  * write.
88  *
89  * Some things work against us when trying to choose a large local alloc:
90  *
91  * - We need to ensure our sizing is picked to leave enough space in
92  *   group descriptors for other allocations (such as block groups,
93  *   etc). Picking default sizes which are a multiple of 4 could help
94  *   - block groups are allocated in 2mb and 4mb chunks.
95  *
96  * - Likewise, we don't want to starve other nodes of bits on small
97  *   file systems. This can easily be taken care of by limiting our
98  *   default to a reasonable size (256M) on larger cluster sizes.
99  *
100  * - Some file systems can't support very large sizes - 4k and 8k in
101  *   particular are limited to less than 128 and 256 megabytes respectively.
102  *
103  * The following reference table shows group descriptor and local
104  * alloc maximums at various cluster sizes (4k blocksize)
105  *
106  * csize: 4K    group: 126M     la: 121M
107  * csize: 8K    group: 252M     la: 243M
108  * csize: 16K   group: 504M     la: 486M
109  * csize: 32K   group: 1008M    la: 972M
110  * csize: 64K   group: 2016M    la: 1944M
111  * csize: 128K  group: 4032M    la: 3888M
112  * csize: 256K  group: 8064M    la: 7776M
113  * csize: 512K  group: 16128M   la: 15552M
114  * csize: 1024K group: 32256M   la: 31104M
115  */
116 #define OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB 256
117 #define OCFS2_LA_OLD_DEFAULT    8
118 unsigned int ocfs2_la_default_mb(struct ocfs2_super *osb)
119 {
120         unsigned int la_mb;
121         unsigned int gd_mb;
122         unsigned int la_max_mb;
123         unsigned int megs_per_slot;
124         struct super_block *sb = osb->sb;
125
126         gd_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb,
127                 8 * ocfs2_group_bitmap_size(sb, 0, osb->s_feature_incompat));
128
129         /*
130          * This takes care of files systems with very small group
131          * descriptors - 512 byte blocksize at cluster sizes lower
132          * than 16K and also 1k blocksize with 4k cluster size.
133          */
134         if ((sb->s_blocksize == 512 && osb->s_clustersize <= 8192)
135             || (sb->s_blocksize == 1024 && osb->s_clustersize == 4096))
136                 return OCFS2_LA_OLD_DEFAULT;
137
138         /*
139          * Leave enough room for some block groups and make the final
140          * value we work from a multiple of 4.
141          */
142         gd_mb -= 16;
143         gd_mb &= 0xFFFFFFFB;
144
145         la_mb = gd_mb;
146
147         /*
148          * Keep window sizes down to a reasonable default
149          */
150         if (la_mb > OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB) {
151                 /*
152                  * Some clustersize / blocksize combinations will have
153                  * given us a larger than OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB
154                  * default size, but get poor distribution when
155                  * limited to exactly 256 megabytes.
156                  *
157                  * As an example, 16K clustersize at 4K blocksize
158                  * gives us a cluster group size of 504M. Paring the
159                  * local alloc size down to 256 however, would give us
160                  * only one window and around 200MB left in the
161                  * cluster group. Instead, find the first size below
162                  * 256 which would give us an even distribution.
163                  *
164                  * Larger cluster group sizes actually work out pretty
165                  * well when pared to 256, so we don't have to do this
166                  * for any group that fits more than two
167                  * OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB windows.
168                  */
169                 if (gd_mb > (2 * OCFS2_LA_MAX_DEFAULT_MB))
170                         la_mb = 256;
171                 else {
172                         unsigned int gd_mult = gd_mb;
173
174                         while (gd_mult > 256)
175                                 gd_mult = gd_mult >> 1;
176
177                         la_mb = gd_mult;
178                 }
179         }
180
181         megs_per_slot = osb->osb_clusters_at_boot / osb->max_slots;
182         megs_per_slot = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb, megs_per_slot);
183         /* Too many nodes, too few disk clusters. */
184         if (megs_per_slot < la_mb)
185                 la_mb = megs_per_slot;
186
187         /* We can't store more bits than we can in a block. */
188         la_max_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(osb->sb,
189                                                 ocfs2_local_alloc_size(sb) * 8);
190         if (la_mb > la_max_mb)
191                 la_mb = la_max_mb;
192
193         return la_mb;
194 }
195
196 void ocfs2_la_set_sizes(struct ocfs2_super *osb, int requested_mb)
197 {
198         struct super_block *sb = osb->sb;
199         unsigned int la_default_mb = ocfs2_la_default_mb(osb);
200         unsigned int la_max_mb;
201
202         la_max_mb = ocfs2_clusters_to_megabytes(sb,
203                                                 ocfs2_local_alloc_size(sb) * 8);
204
205         trace_ocfs2_la_set_sizes(requested_mb, la_max_mb, la_default_mb);
206
207         if (requested_mb == -1) {
208                 /* No user request - use defaults */
209                 osb->local_alloc_default_bits =
210                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, la_default_mb);
211         } else if (requested_mb > la_max_mb) {
212                 /* Request is too big, we give the maximum available */
213                 osb->local_alloc_default_bits =
214                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, la_max_mb);
215         } else {
216                 osb->local_alloc_default_bits =
217                         ocfs2_megabytes_to_clusters(sb, requested_mb);
218         }
219
220         osb->local_alloc_bits = osb->local_alloc_default_bits;
221 }
222
223 static inline int ocfs2_la_state_enabled(struct ocfs2_super *osb)
224 {
225         return (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED ||
226                 osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_ENABLED);
227 }
228
229 void ocfs2_local_alloc_seen_free_bits(struct ocfs2_super *osb,
230                                       unsigned int num_clusters)
231 {
232         spin_lock(&osb->osb_lock);
233         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED ||
234             osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_THROTTLED)
235                 if (num_clusters >= osb->local_alloc_default_bits) {
236                         cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
237                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
238                 }
239         spin_unlock(&osb->osb_lock);
240 }
241
242 void ocfs2_la_enable_worker(struct work_struct *work)
243 {
244         struct ocfs2_super *osb =
245                 container_of(work, struct ocfs2_super,
246                              la_enable_wq.work);
247         spin_lock(&osb->osb_lock);
248         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
249         spin_unlock(&osb->osb_lock);
250 }
251
252 /*
253  * Tell us whether a given allocation should use the local alloc
254  * file. Otherwise, it has to go to the main bitmap.
255  *
256  * This function does semi-dirty reads of local alloc size and state!
257  * This is ok however, as the values are re-checked once under mutex.
258  */
259 int ocfs2_alloc_should_use_local(struct ocfs2_super *osb, u64 bits)
260 {
261         int ret = 0;
262         int la_bits;
263
264         spin_lock(&osb->osb_lock);
265         la_bits = osb->local_alloc_bits;
266
267         if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
268                 goto bail;
269
270         /* la_bits should be at least twice the size (in clusters) of
271          * a new block group. We want to be sure block group
272          * allocations go through the local alloc, so allow an
273          * allocation to take up to half the bitmap. */
274         if (bits > (la_bits / 2))
275                 goto bail;
276
277         ret = 1;
278 bail:
279         trace_ocfs2_alloc_should_use_local(
280              (unsigned long long)bits, osb->local_alloc_state, la_bits, ret);
281         spin_unlock(&osb->osb_lock);
282         return ret;
283 }
284
285 int ocfs2_load_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
286 {
287         int status = 0;
288         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
289         struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
290         u32 num_used;
291         struct inode *inode = NULL;
292         struct ocfs2_local_alloc *la;
293
294         if (osb->local_alloc_bits == 0)
295                 goto bail;
296
297         if (osb->local_alloc_bits >= osb->bitmap_cpg) {
298                 mlog(ML_NOTICE, "Requested local alloc window %d is larger "
299                      "than max possible %u. Using defaults.\n",
300                      osb->local_alloc_bits, (osb->bitmap_cpg - 1));
301                 osb->local_alloc_bits =
302                         ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb,
303                                                     ocfs2_la_default_mb(osb));
304         }
305
306         /* read the alloc off disk */
307         inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb, LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
308                                             osb->slot_num);
309         if (!inode) {
310                 status = -EINVAL;
311                 mlog_errno(status);
312                 goto bail;
313         }
314
315         status = ocfs2_read_inode_block_full(inode, &alloc_bh,
316                                              OCFS2_BH_IGNORE_CACHE);
317         if (status < 0) {
318                 mlog_errno(status);
319                 goto bail;
320         }
321
322         alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
323         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
324
325         if (!(le32_to_cpu(alloc->i_flags) &
326             (OCFS2_LOCAL_ALLOC_FL|OCFS2_BITMAP_FL))) {
327                 mlog(ML_ERROR, "Invalid local alloc inode, %llu\n",
328                      (unsigned long long)OCFS2_I(inode)->ip_blkno);
329                 status = -EINVAL;
330                 goto bail;
331         }
332
333         if ((la->la_size == 0) ||
334             (le16_to_cpu(la->la_size) > ocfs2_local_alloc_size(inode->i_sb))) {
335                 mlog(ML_ERROR, "Local alloc size is invalid (la_size = %u)\n",
336                      le16_to_cpu(la->la_size));
337                 status = -EINVAL;
338                 goto bail;
339         }
340
341         /* do a little verification. */
342         num_used = ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc);
343
344         /* hopefully the local alloc has always been recovered before
345          * we load it. */
346         if (num_used
347             || alloc->id1.bitmap1.i_used
348             || alloc->id1.bitmap1.i_total
349             || la->la_bm_off)
350                 mlog(ML_ERROR, "Local alloc hasn't been recovered!\n"
351                      "found = %u, set = %u, taken = %u, off = %u\n",
352                      num_used, le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
353                      le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
354                      OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off);
355
356         osb->local_alloc_bh = alloc_bh;
357         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_ENABLED;
358
359 bail:
360         if (status < 0)
361                 brelse(alloc_bh);
362         if (inode)
363                 iput(inode);
364
365         trace_ocfs2_load_local_alloc(osb->local_alloc_bits);
366
367         if (status)
368                 mlog_errno(status);
369         return status;
370 }
371
372 /*
373  * return any unused bits to the bitmap and write out a clean
374  * local_alloc.
375  *
376  * local_alloc_bh is optional. If not passed, we will simply use the
377  * one off osb. If you do pass it however, be warned that it *will* be
378  * returned brelse'd and NULL'd out.*/
379 void ocfs2_shutdown_local_alloc(struct ocfs2_super *osb)
380 {
381         int status;
382         handle_t *handle;
383         struct inode *local_alloc_inode = NULL;
384         struct buffer_head *bh = NULL;
385         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
386         struct inode *main_bm_inode = NULL;
387         struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
388         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
389
390         cancel_delayed_work(&osb->la_enable_wq);
391         flush_workqueue(ocfs2_wq);
392
393         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_UNUSED)
394                 goto out;
395
396         local_alloc_inode =
397                 ocfs2_get_system_file_inode(osb,
398                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
399                                             osb->slot_num);
400         if (!local_alloc_inode) {
401                 status = -ENOENT;
402                 mlog_errno(status);
403                 goto out;
404         }
405
406         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
407
408         ocfs2_resmap_uninit(&osb->osb_la_resmap);
409
410         main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
411                                                     GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
412                                                     OCFS2_INVALID_SLOT);
413         if (!main_bm_inode) {
414                 status = -EINVAL;
415                 mlog_errno(status);
416                 goto out;
417         }
418
419         mutex_lock(&main_bm_inode->i_mutex);
420
421         status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
422         if (status < 0) {
423                 mlog_errno(status);
424                 goto out_mutex;
425         }
426
427         /* WINDOW_MOVE_CREDITS is a bit heavy... */
428         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
429         if (IS_ERR(handle)) {
430                 mlog_errno(PTR_ERR(handle));
431                 handle = NULL;
432                 goto out_unlock;
433         }
434
435         bh = osb->local_alloc_bh;
436         alloc = (struct ocfs2_dinode *) bh->b_data;
437
438         alloc_copy = kmalloc(bh->b_size, GFP_NOFS);
439         if (!alloc_copy) {
440                 status = -ENOMEM;
441                 goto out_commit;
442         }
443         memcpy(alloc_copy, alloc, bh->b_size);
444
445         status = ocfs2_journal_access_di(handle, INODE_CACHE(local_alloc_inode),
446                                          bh, OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
447         if (status < 0) {
448                 mlog_errno(status);
449                 goto out_commit;
450         }
451
452         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
453         ocfs2_journal_dirty(handle, bh);
454
455         brelse(bh);
456         osb->local_alloc_bh = NULL;
457         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_UNUSED;
458
459         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
460                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
461         if (status < 0)
462                 mlog_errno(status);
463
464 out_commit:
465         ocfs2_commit_trans(osb, handle);
466
467 out_unlock:
468         brelse(main_bm_bh);
469
470         ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
471
472 out_mutex:
473         mutex_unlock(&main_bm_inode->i_mutex);
474         iput(main_bm_inode);
475
476 out:
477         if (local_alloc_inode)
478                 iput(local_alloc_inode);
479
480         if (alloc_copy)
481                 kfree(alloc_copy);
482 }
483
484 /*
485  * We want to free the bitmap bits outside of any recovery context as
486  * we'll need a cluster lock to do so, but we must clear the local
487  * alloc before giving up the recovered nodes journal. To solve this,
488  * we kmalloc a copy of the local alloc before it's change for the
489  * caller to process with ocfs2_complete_local_alloc_recovery
490  */
491 int ocfs2_begin_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
492                                      int slot_num,
493                                      struct ocfs2_dinode **alloc_copy)
494 {
495         int status = 0;
496         struct buffer_head *alloc_bh = NULL;
497         struct inode *inode = NULL;
498         struct ocfs2_dinode *alloc;
499
500         trace_ocfs2_begin_local_alloc_recovery(slot_num);
501
502         *alloc_copy = NULL;
503
504         inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
505                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
506                                             slot_num);
507         if (!inode) {
508                 status = -EINVAL;
509                 mlog_errno(status);
510                 goto bail;
511         }
512
513         mutex_lock(&inode->i_mutex);
514
515         status = ocfs2_read_inode_block_full(inode, &alloc_bh,
516                                              OCFS2_BH_IGNORE_CACHE);
517         if (status < 0) {
518                 mlog_errno(status);
519                 goto bail;
520         }
521
522         *alloc_copy = kmalloc(alloc_bh->b_size, GFP_KERNEL);
523         if (!(*alloc_copy)) {
524                 status = -ENOMEM;
525                 goto bail;
526         }
527         memcpy((*alloc_copy), alloc_bh->b_data, alloc_bh->b_size);
528
529         alloc = (struct ocfs2_dinode *) alloc_bh->b_data;
530         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
531
532         ocfs2_compute_meta_ecc(osb->sb, alloc_bh->b_data, &alloc->i_check);
533         status = ocfs2_write_block(osb, alloc_bh, INODE_CACHE(inode));
534         if (status < 0)
535                 mlog_errno(status);
536
537 bail:
538         if ((status < 0) && (*alloc_copy)) {
539                 kfree(*alloc_copy);
540                 *alloc_copy = NULL;
541         }
542
543         brelse(alloc_bh);
544
545         if (inode) {
546                 mutex_unlock(&inode->i_mutex);
547                 iput(inode);
548         }
549
550         if (status)
551                 mlog_errno(status);
552         return status;
553 }
554
555 /*
556  * Step 2: By now, we've completed the journal recovery, we've stamped
557  * a clean local alloc on disk and dropped the node out of the
558  * recovery map. Dlm locks will no longer stall, so lets clear out the
559  * main bitmap.
560  */
561 int ocfs2_complete_local_alloc_recovery(struct ocfs2_super *osb,
562                                         struct ocfs2_dinode *alloc)
563 {
564         int status;
565         handle_t *handle;
566         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
567         struct inode *main_bm_inode;
568
569         main_bm_inode = ocfs2_get_system_file_inode(osb,
570                                                     GLOBAL_BITMAP_SYSTEM_INODE,
571                                                     OCFS2_INVALID_SLOT);
572         if (!main_bm_inode) {
573                 status = -EINVAL;
574                 mlog_errno(status);
575                 goto out;
576         }
577
578         mutex_lock(&main_bm_inode->i_mutex);
579
580         status = ocfs2_inode_lock(main_bm_inode, &main_bm_bh, 1);
581         if (status < 0) {
582                 mlog_errno(status);
583                 goto out_mutex;
584         }
585
586         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
587         if (IS_ERR(handle)) {
588                 status = PTR_ERR(handle);
589                 handle = NULL;
590                 mlog_errno(status);
591                 goto out_unlock;
592         }
593
594         /* we want the bitmap change to be recorded on disk asap */
595         handle->h_sync = 1;
596
597         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc,
598                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
599         if (status < 0)
600                 mlog_errno(status);
601
602         ocfs2_commit_trans(osb, handle);
603
604 out_unlock:
605         ocfs2_inode_unlock(main_bm_inode, 1);
606
607 out_mutex:
608         mutex_unlock(&main_bm_inode->i_mutex);
609
610         brelse(main_bm_bh);
611
612         iput(main_bm_inode);
613
614 out:
615         if (!status)
616                 ocfs2_init_steal_slots(osb);
617         if (status)
618                 mlog_errno(status);
619         return status;
620 }
621
622 /*
623  * make sure we've got at least bits_wanted contiguous bits in the
624  * local alloc. You lose them when you drop i_mutex.
625  *
626  * We will add ourselves to the transaction passed in, but may start
627  * our own in order to shift windows.
628  */
629 int ocfs2_reserve_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
630                                    u32 bits_wanted,
631                                    struct ocfs2_alloc_context *ac)
632 {
633         int status;
634         struct ocfs2_dinode *alloc;
635         struct inode *local_alloc_inode;
636         unsigned int free_bits;
637
638         BUG_ON(!ac);
639
640         local_alloc_inode =
641                 ocfs2_get_system_file_inode(osb,
642                                             LOCAL_ALLOC_SYSTEM_INODE,
643                                             osb->slot_num);
644         if (!local_alloc_inode) {
645                 status = -ENOENT;
646                 mlog_errno(status);
647                 goto bail;
648         }
649
650         mutex_lock(&local_alloc_inode->i_mutex);
651
652         /*
653          * We must double check state and allocator bits because
654          * another process may have changed them while holding i_mutex.
655          */
656         spin_lock(&osb->osb_lock);
657         if (!ocfs2_la_state_enabled(osb) ||
658             (bits_wanted > osb->local_alloc_bits)) {
659                 spin_unlock(&osb->osb_lock);
660                 status = -ENOSPC;
661                 goto bail;
662         }
663         spin_unlock(&osb->osb_lock);
664
665         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
666
667 #ifdef CONFIG_OCFS2_DEBUG_FS
668         if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) !=
669             ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc)) {
670                 ocfs2_error(osb->sb, "local alloc inode %llu says it has "
671                             "%u free bits, but a count shows %u",
672                             (unsigned long long)le64_to_cpu(alloc->i_blkno),
673                             le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used),
674                             ocfs2_local_alloc_count_bits(alloc));
675                 status = -EIO;
676                 goto bail;
677         }
678 #endif
679
680         free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
681                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
682         if (bits_wanted > free_bits) {
683                 /* uhoh, window change time. */
684                 status =
685                         ocfs2_local_alloc_slide_window(osb, local_alloc_inode);
686                 if (status < 0) {
687                         if (status != -ENOSPC)
688                                 mlog_errno(status);
689                         goto bail;
690                 }
691
692                 /*
693                  * Under certain conditions, the window slide code
694                  * might have reduced the number of bits available or
695                  * disabled the the local alloc entirely. Re-check
696                  * here and return -ENOSPC if necessary.
697                  */
698                 status = -ENOSPC;
699                 if (!ocfs2_la_state_enabled(osb))
700                         goto bail;
701
702                 free_bits = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total) -
703                         le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used);
704                 if (bits_wanted > free_bits)
705                         goto bail;
706         }
707
708         ac->ac_inode = local_alloc_inode;
709         /* We should never use localalloc from another slot */
710         ac->ac_alloc_slot = osb->slot_num;
711         ac->ac_which = OCFS2_AC_USE_LOCAL;
712         get_bh(osb->local_alloc_bh);
713         ac->ac_bh = osb->local_alloc_bh;
714         status = 0;
715 bail:
716         if (status < 0 && local_alloc_inode) {
717                 mutex_unlock(&local_alloc_inode->i_mutex);
718                 iput(local_alloc_inode);
719         }
720
721         trace_ocfs2_reserve_local_alloc_bits(
722                 (unsigned long long)ac->ac_max_block,
723                 bits_wanted, osb->slot_num, status);
724
725         if (status)
726                 mlog_errno(status);
727         return status;
728 }
729
730 int ocfs2_claim_local_alloc_bits(struct ocfs2_super *osb,
731                                  handle_t *handle,
732                                  struct ocfs2_alloc_context *ac,
733                                  u32 bits_wanted,
734                                  u32 *bit_off,
735                                  u32 *num_bits)
736 {
737         int status, start;
738         struct inode *local_alloc_inode;
739         void *bitmap;
740         struct ocfs2_dinode *alloc;
741         struct ocfs2_local_alloc *la;
742
743         BUG_ON(ac->ac_which != OCFS2_AC_USE_LOCAL);
744
745         local_alloc_inode = ac->ac_inode;
746         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
747         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
748
749         start = ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(osb, alloc, &bits_wanted,
750                                                   ac->ac_resv);
751         if (start == -1) {
752                 /* TODO: Shouldn't we just BUG here? */
753                 status = -ENOSPC;
754                 mlog_errno(status);
755                 goto bail;
756         }
757
758         bitmap = la->la_bitmap;
759         *bit_off = le32_to_cpu(la->la_bm_off) + start;
760         *num_bits = bits_wanted;
761
762         status = ocfs2_journal_access_di(handle,
763                                          INODE_CACHE(local_alloc_inode),
764                                          osb->local_alloc_bh,
765                                          OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
766         if (status < 0) {
767                 mlog_errno(status);
768                 goto bail;
769         }
770
771         ocfs2_resmap_claimed_bits(&osb->osb_la_resmap, ac->ac_resv, start,
772                                   bits_wanted);
773
774         while(bits_wanted--)
775                 ocfs2_set_bit(start++, bitmap);
776
777         le32_add_cpu(&alloc->id1.bitmap1.i_used, *num_bits);
778         ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
779
780 bail:
781         if (status)
782                 mlog_errno(status);
783         return status;
784 }
785
786 static u32 ocfs2_local_alloc_count_bits(struct ocfs2_dinode *alloc)
787 {
788         int i;
789         u8 *buffer;
790         u32 count = 0;
791         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
792
793         buffer = la->la_bitmap;
794         for (i = 0; i < le16_to_cpu(la->la_size); i++)
795                 count += hweight8(buffer[i]);
796
797         trace_ocfs2_local_alloc_count_bits(count);
798         return count;
799 }
800
801 static int ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(struct ocfs2_super *osb,
802                                      struct ocfs2_dinode *alloc,
803                                      u32 *numbits,
804                                      struct ocfs2_alloc_reservation *resv)
805 {
806         int numfound, bitoff, left, startoff, lastzero;
807         int local_resv = 0;
808         struct ocfs2_alloc_reservation r;
809         void *bitmap = NULL;
810         struct ocfs2_reservation_map *resmap = &osb->osb_la_resmap;
811
812         if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
813                 bitoff = -1;
814                 goto bail;
815         }
816
817         if (!resv) {
818                 local_resv = 1;
819                 ocfs2_resv_init_once(&r);
820                 ocfs2_resv_set_type(&r, OCFS2_RESV_FLAG_TMP);
821                 resv = &r;
822         }
823
824         numfound = *numbits;
825         if (ocfs2_resmap_resv_bits(resmap, resv, &bitoff, &numfound) == 0) {
826                 if (numfound < *numbits)
827                         *numbits = numfound;
828                 goto bail;
829         }
830
831         /*
832          * Code error. While reservations are enabled, local
833          * allocation should _always_ go through them.
834          */
835         BUG_ON(osb->osb_resv_level != 0);
836
837         /*
838          * Reservations are disabled. Handle this the old way.
839          */
840
841         bitmap = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap;
842
843         numfound = bitoff = startoff = 0;
844         lastzero = -1;
845         left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
846         while ((bitoff = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, startoff)) != -1) {
847                 if (bitoff == left) {
848                         /* mlog(0, "bitoff (%d) == left", bitoff); */
849                         break;
850                 }
851                 /* mlog(0, "Found a zero: bitoff = %d, startoff = %d, "
852                    "numfound = %d\n", bitoff, startoff, numfound);*/
853
854                 /* Ok, we found a zero bit... is it contig. or do we
855                  * start over?*/
856                 if (bitoff == startoff) {
857                         /* we found a zero */
858                         numfound++;
859                         startoff++;
860                 } else {
861                         /* got a zero after some ones */
862                         numfound = 1;
863                         startoff = bitoff+1;
864                 }
865                 /* we got everything we needed */
866                 if (numfound == *numbits) {
867                         /* mlog(0, "Found it all!\n"); */
868                         break;
869                 }
870         }
871
872         trace_ocfs2_local_alloc_find_clear_bits_search_bitmap(bitoff, numfound);
873
874         if (numfound == *numbits)
875                 bitoff = startoff - numfound;
876         else
877                 bitoff = -1;
878
879 bail:
880         if (local_resv)
881                 ocfs2_resv_discard(resmap, resv);
882
883         trace_ocfs2_local_alloc_find_clear_bits(*numbits,
884                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
885                 bitoff, numfound);
886
887         return bitoff;
888 }
889
890 static void ocfs2_clear_local_alloc(struct ocfs2_dinode *alloc)
891 {
892         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
893         int i;
894
895         alloc->id1.bitmap1.i_total = 0;
896         alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
897         la->la_bm_off = 0;
898         for(i = 0; i < le16_to_cpu(la->la_size); i++)
899                 la->la_bitmap[i] = 0;
900 }
901
902 #if 0
903 /* turn this on and uncomment below to aid debugging window shifts. */
904 static void ocfs2_verify_zero_bits(unsigned long *bitmap,
905                                    unsigned int start,
906                                    unsigned int count)
907 {
908         unsigned int tmp = count;
909         while(tmp--) {
910                 if (ocfs2_test_bit(start + tmp, bitmap)) {
911                         printk("ocfs2_verify_zero_bits: start = %u, count = "
912                                "%u\n", start, count);
913                         printk("ocfs2_verify_zero_bits: bit %u is set!",
914                                start + tmp);
915                         BUG();
916                 }
917         }
918 }
919 #endif
920
921 /*
922  * sync the local alloc to main bitmap.
923  *
924  * assumes you've already locked the main bitmap -- the bitmap inode
925  * passed is used for caching.
926  */
927 static int ocfs2_sync_local_to_main(struct ocfs2_super *osb,
928                                     handle_t *handle,
929                                     struct ocfs2_dinode *alloc,
930                                     struct inode *main_bm_inode,
931                                     struct buffer_head *main_bm_bh)
932 {
933         int status = 0;
934         int bit_off, left, count, start;
935         u64 la_start_blk;
936         u64 blkno;
937         void *bitmap;
938         struct ocfs2_local_alloc *la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
939
940         trace_ocfs2_sync_local_to_main(
941              le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
942              le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used));
943
944         if (!alloc->id1.bitmap1.i_total) {
945                 goto bail;
946         }
947
948         if (le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_used) ==
949             le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total)) {
950                 goto bail;
951         }
952
953         la_start_blk = ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
954                                                 le32_to_cpu(la->la_bm_off));
955         bitmap = la->la_bitmap;
956         start = count = bit_off = 0;
957         left = le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total);
958
959         while ((bit_off = ocfs2_find_next_zero_bit(bitmap, left, start))
960                != -1) {
961                 if ((bit_off < left) && (bit_off == start)) {
962                         count++;
963                         start++;
964                         continue;
965                 }
966                 if (count) {
967                         blkno = la_start_blk +
968                                 ocfs2_clusters_to_blocks(osb->sb,
969                                                          start - count);
970
971                         trace_ocfs2_sync_local_to_main_free(
972                              count, start - count,
973                              (unsigned long long)la_start_blk,
974                              (unsigned long long)blkno);
975
976                         status = ocfs2_release_clusters(handle,
977                                                         main_bm_inode,
978                                                         main_bm_bh, blkno,
979                                                         count);
980                         if (status < 0) {
981                                 mlog_errno(status);
982                                 goto bail;
983                         }
984                 }
985                 if (bit_off >= left)
986                         break;
987                 count = 1;
988                 start = bit_off + 1;
989         }
990
991 bail:
992         if (status)
993                 mlog_errno(status);
994         return status;
995 }
996
997 enum ocfs2_la_event {
998         OCFS2_LA_EVENT_SLIDE,           /* Normal window slide. */
999         OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED,      /* The global bitmap has
1000                                          * enough bits theoretically
1001                                          * free, but a contiguous
1002                                          * allocation could not be
1003                                          * found. */
1004         OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC,          /* Global bitmap doesn't have
1005                                          * enough bits free to satisfy
1006                                          * our request. */
1007 };
1008 #define OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL (30 * HZ)
1009 /*
1010  * Given an event, calculate the size of our next local alloc window.
1011  *
1012  * This should always be called under i_mutex of the local alloc inode
1013  * so that local alloc disabling doesn't race with processes trying to
1014  * use the allocator.
1015  *
1016  * Returns the state which the local alloc was left in. This value can
1017  * be ignored by some paths.
1018  */
1019 static int ocfs2_recalc_la_window(struct ocfs2_super *osb,
1020                                   enum ocfs2_la_event event)
1021 {
1022         unsigned int bits;
1023         int state;
1024
1025         spin_lock(&osb->osb_lock);
1026         if (osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED) {
1027                 WARN_ON_ONCE(osb->local_alloc_state == OCFS2_LA_DISABLED);
1028                 goto out_unlock;
1029         }
1030
1031         /*
1032          * ENOSPC and fragmentation are treated similarly for now.
1033          */
1034         if (event == OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC ||
1035             event == OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) {
1036                 /*
1037                  * We ran out of contiguous space in the primary
1038                  * bitmap. Drastically reduce the number of bits used
1039                  * by local alloc until we have to disable it.
1040                  */
1041                 bits = osb->local_alloc_bits >> 1;
1042                 if (bits > ocfs2_megabytes_to_clusters(osb->sb, 1)) {
1043                         /*
1044                          * By setting state to THROTTLED, we'll keep
1045                          * the number of local alloc bits used down
1046                          * until an event occurs which would give us
1047                          * reason to assume the bitmap situation might
1048                          * have changed.
1049                          */
1050                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_THROTTLED;
1051                         osb->local_alloc_bits = bits;
1052                 } else {
1053                         osb->local_alloc_state = OCFS2_LA_DISABLED;
1054                 }
1055                 queue_delayed_work(ocfs2_wq, &osb->la_enable_wq,
1056                                    OCFS2_LA_ENABLE_INTERVAL);
1057                 goto out_unlock;
1058         }
1059
1060         /*
1061          * Don't increase the size of the local alloc window until we
1062          * know we might be able to fulfill the request. Otherwise, we
1063          * risk bouncing around the global bitmap during periods of
1064          * low space.
1065          */
1066         if (osb->local_alloc_state != OCFS2_LA_THROTTLED)
1067                 osb->local_alloc_bits = osb->local_alloc_default_bits;
1068
1069 out_unlock:
1070         state = osb->local_alloc_state;
1071         spin_unlock(&osb->osb_lock);
1072
1073         return state;
1074 }
1075
1076 static int ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(struct ocfs2_super *osb,
1077                                                 struct ocfs2_alloc_context **ac,
1078                                                 struct inode **bitmap_inode,
1079                                                 struct buffer_head **bitmap_bh)
1080 {
1081         int status;
1082
1083         *ac = kzalloc(sizeof(struct ocfs2_alloc_context), GFP_KERNEL);
1084         if (!(*ac)) {
1085                 status = -ENOMEM;
1086                 mlog_errno(status);
1087                 goto bail;
1088         }
1089
1090 retry_enospc:
1091         (*ac)->ac_bits_wanted = osb->local_alloc_default_bits;
1092         status = ocfs2_reserve_cluster_bitmap_bits(osb, *ac);
1093         if (status == -ENOSPC) {
1094                 if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_ENOSPC) ==
1095                     OCFS2_LA_DISABLED)
1096                         goto bail;
1097
1098                 ocfs2_free_ac_resource(*ac);
1099                 memset(*ac, 0, sizeof(struct ocfs2_alloc_context));
1100                 goto retry_enospc;
1101         }
1102         if (status < 0) {
1103                 mlog_errno(status);
1104                 goto bail;
1105         }
1106
1107         *bitmap_inode = (*ac)->ac_inode;
1108         igrab(*bitmap_inode);
1109         *bitmap_bh = (*ac)->ac_bh;
1110         get_bh(*bitmap_bh);
1111         status = 0;
1112 bail:
1113         if ((status < 0) && *ac) {
1114                 ocfs2_free_alloc_context(*ac);
1115                 *ac = NULL;
1116         }
1117
1118         if (status)
1119                 mlog_errno(status);
1120         return status;
1121 }
1122
1123 /*
1124  * pass it the bitmap lock in lock_bh if you have it.
1125  */
1126 static int ocfs2_local_alloc_new_window(struct ocfs2_super *osb,
1127                                         handle_t *handle,
1128                                         struct ocfs2_alloc_context *ac)
1129 {
1130         int status = 0;
1131         u32 cluster_off, cluster_count;
1132         struct ocfs2_dinode *alloc = NULL;
1133         struct ocfs2_local_alloc *la;
1134
1135         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
1136         la = OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc);
1137
1138         trace_ocfs2_local_alloc_new_window(
1139                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total),
1140                 osb->local_alloc_bits);
1141
1142         /* Instruct the allocation code to try the most recently used
1143          * cluster group. We'll re-record the group used this pass
1144          * below. */
1145         ac->ac_last_group = osb->la_last_gd;
1146
1147         /* we used the generic suballoc reserve function, but we set
1148          * everything up nicely, so there's no reason why we can't use
1149          * the more specific cluster api to claim bits. */
1150         status = ocfs2_claim_clusters(handle, ac, osb->local_alloc_bits,
1151                                       &cluster_off, &cluster_count);
1152         if (status == -ENOSPC) {
1153 retry_enospc:
1154                 /*
1155                  * Note: We could also try syncing the journal here to
1156                  * allow use of any free bits which the current
1157                  * transaction can't give us access to. --Mark
1158                  */
1159                 if (ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_FRAGMENTED) ==
1160                     OCFS2_LA_DISABLED)
1161                         goto bail;
1162
1163                 ac->ac_bits_wanted = osb->local_alloc_default_bits;
1164                 status = ocfs2_claim_clusters(handle, ac,
1165                                               osb->local_alloc_bits,
1166                                               &cluster_off,
1167                                               &cluster_count);
1168                 if (status == -ENOSPC)
1169                         goto retry_enospc;
1170                 /*
1171                  * We only shrunk the *minimum* number of in our
1172                  * request - it's entirely possible that the allocator
1173                  * might give us more than we asked for.
1174                  */
1175                 if (status == 0) {
1176                         spin_lock(&osb->osb_lock);
1177                         osb->local_alloc_bits = cluster_count;
1178                         spin_unlock(&osb->osb_lock);
1179                 }
1180         }
1181         if (status < 0) {
1182                 if (status != -ENOSPC)
1183                         mlog_errno(status);
1184                 goto bail;
1185         }
1186
1187         osb->la_last_gd = ac->ac_last_group;
1188
1189         la->la_bm_off = cpu_to_le32(cluster_off);
1190         alloc->id1.bitmap1.i_total = cpu_to_le32(cluster_count);
1191         /* just in case... In the future when we find space ourselves,
1192          * we don't have to get all contiguous -- but we'll have to
1193          * set all previously used bits in bitmap and update
1194          * la_bits_set before setting the bits in the main bitmap. */
1195         alloc->id1.bitmap1.i_used = 0;
1196         memset(OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap, 0,
1197                le16_to_cpu(la->la_size));
1198
1199         ocfs2_resmap_restart(&osb->osb_la_resmap, cluster_count,
1200                              OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bitmap);
1201
1202         trace_ocfs2_local_alloc_new_window_result(
1203                 OCFS2_LOCAL_ALLOC(alloc)->la_bm_off,
1204                 le32_to_cpu(alloc->id1.bitmap1.i_total));
1205
1206 bail:
1207         if (status)
1208                 mlog_errno(status);
1209         return status;
1210 }
1211
1212 /* Note that we do *NOT* lock the local alloc inode here as
1213  * it's been locked already for us. */
1214 static int ocfs2_local_alloc_slide_window(struct ocfs2_super *osb,
1215                                           struct inode *local_alloc_inode)
1216 {
1217         int status = 0;
1218         struct buffer_head *main_bm_bh = NULL;
1219         struct inode *main_bm_inode = NULL;
1220         handle_t *handle = NULL;
1221         struct ocfs2_dinode *alloc;
1222         struct ocfs2_dinode *alloc_copy = NULL;
1223         struct ocfs2_alloc_context *ac = NULL;
1224
1225         ocfs2_recalc_la_window(osb, OCFS2_LA_EVENT_SLIDE);
1226
1227         /* This will lock the main bitmap for us. */
1228         status = ocfs2_local_alloc_reserve_for_window(osb,
1229                                                       &ac,
1230                                                       &main_bm_inode,
1231                                                       &main_bm_bh);
1232         if (status < 0) {
1233                 if (status != -ENOSPC)
1234                         mlog_errno(status);
1235                 goto bail;
1236         }
1237
1238         handle = ocfs2_start_trans(osb, OCFS2_WINDOW_MOVE_CREDITS);
1239         if (IS_ERR(handle)) {
1240                 status = PTR_ERR(handle);
1241                 handle = NULL;
1242                 mlog_errno(status);
1243                 goto bail;
1244         }
1245
1246         alloc = (struct ocfs2_dinode *) osb->local_alloc_bh->b_data;
1247
1248         /* We want to clear the local alloc before doing anything
1249          * else, so that if we error later during this operation,
1250          * local alloc shutdown won't try to double free main bitmap
1251          * bits. Make a copy so the sync function knows which bits to
1252          * free. */
1253         alloc_copy = kmalloc(osb->local_alloc_bh->b_size, GFP_NOFS);
1254         if (!alloc_copy) {
1255                 status = -ENOMEM;
1256                 mlog_errno(status);
1257                 goto bail;
1258         }
1259         memcpy(alloc_copy, alloc, osb->local_alloc_bh->b_size);
1260
1261         status = ocfs2_journal_access_di(handle,
1262                                          INODE_CACHE(local_alloc_inode),
1263                                          osb->local_alloc_bh,
1264                                          OCFS2_JOURNAL_ACCESS_WRITE);
1265         if (status < 0) {
1266                 mlog_errno(status);
1267                 goto bail;
1268         }
1269
1270         ocfs2_clear_local_alloc(alloc);
1271         ocfs2_journal_dirty(handle, osb->local_alloc_bh);
1272
1273         status = ocfs2_sync_local_to_main(osb, handle, alloc_copy,
1274                                           main_bm_inode, main_bm_bh);
1275         if (status < 0) {
1276                 mlog_errno(status);
1277                 goto bail;
1278         }
1279
1280         status = ocfs2_local_alloc_new_window(osb, handle, ac);
1281         if (status < 0) {
1282                 if (status != -ENOSPC)
1283                         mlog_errno(status);
1284                 goto bail;
1285         }
1286
1287         atomic_inc(&osb->alloc_stats.moves);
1288
1289 bail:
1290         if (handle)
1291                 ocfs2_commit_trans(osb, handle);
1292
1293         brelse(main_bm_bh);
1294
1295         if (main_bm_inode)
1296                 iput(main_bm_inode);
1297
1298         if (alloc_copy)
1299                 kfree(alloc_copy);
1300
1301         if (ac)
1302                 ocfs2_free_alloc_context(ac);
1303
1304         if (status)
1305                 mlog_errno(status);
1306         return status;
1307 }
1308