fs/jfs/jfs_dmap.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  *   Copyright (C) International Business Machines Corp., 2000-2004
   4  *   Portions Copyright (C) Tino Reichardt, 2012
   5  */
   6
   7 #include <linux/fs.h>
   8 #include <linux/slab.h>
   9 #include "jfs_incore.h"
  10 #include "jfs_superblock.h"
  11 #include "jfs_dmap.h"
  12 #include "jfs_imap.h"
  13 #include "jfs_lock.h"
  14 #include "jfs_metapage.h"
  15 #include "jfs_debug.h"
  16 #include "jfs_discard.h"
  17
  18 /*
  19  *      SERIALIZATION of the Block Allocation Map.
  20  *
  21  *      the working state of the block allocation map is accessed in
  22  *      two directions:
  23  *
  24  *      1) allocation and free requests that start at the dmap
  25  *         level and move up through the dmap control pages (i.e.
  26  *         the vast majority of requests).
  27  *
  28  *      2) allocation requests that start at dmap control page
  29  *         level and work down towards the dmaps.
  30  *
  31  *      the serialization scheme used here is as follows.
  32  *
  33  *      requests which start at the bottom are serialized against each
  34  *      other through buffers and each requests holds onto its buffers
  35  *      as it works it way up from a single dmap to the required level
  36  *      of dmap control page.
  37  *      requests that start at the top are serialized against each other
  38  *      and request that start from the bottom by the multiple read/single
  39  *      write inode lock of the bmap inode. requests starting at the top
  40  *      take this lock in write mode while request starting at the bottom
  41  *      take the lock in read mode.  a single top-down request may proceed
  42  *      exclusively while multiple bottoms-up requests may proceed
  43  *      simultaneously (under the protection of busy buffers).
  44  *
  45  *      in addition to information found in dmaps and dmap control pages,
  46  *      the working state of the block allocation map also includes read/
  47  *      write information maintained in the bmap descriptor (i.e. total
  48  *      free block count, allocation group level free block counts).
  49  *      a single exclusive lock (BMAP_LOCK) is used to guard this information
  50  *      in the face of multiple-bottoms up requests.
  51  *      (lock ordering: IREAD_LOCK, BMAP_LOCK);
  52  *
  53  *      accesses to the persistent state of the block allocation map (limited
  54  *      to the persistent bitmaps in dmaps) is guarded by (busy) buffers.
  55  */
  56
  57 #define BMAP_LOCK_INIT(bmp)     mutex_init(&bmp->db_bmaplock)
  58 #define BMAP_LOCK(bmp)          mutex_lock(&bmp->db_bmaplock)
  59 #define BMAP_UNLOCK(bmp)        mutex_unlock(&bmp->db_bmaplock)
  60
  61 /*
  62  * forward references
  63  */
  64 static void dbAllocBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
  65                         int nblocks);
  66 static void dbSplit(dmtree_t * tp, int leafno, int splitsz, int newval);
  67 static int dbBackSplit(dmtree_t * tp, int leafno);
  68 static int dbJoin(dmtree_t * tp, int leafno, int newval);
  69 static void dbAdjTree(dmtree_t * tp, int leafno, int newval);
  70 static int dbAdjCtl(struct bmap * bmp, s64 blkno, int newval, int alloc,
  71                     int level);
  72 static int dbAllocAny(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results);
  73 static int dbAllocNext(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
  74                        int nblocks);
  75 static int dbAllocNear(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
  76                        int nblocks,
  77                        int l2nb, s64 * results);
  78 static int dbAllocDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
  79                        int nblocks);
  80 static int dbAllocDmapLev(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, int nblocks,
  81                           int l2nb,
  82                           s64 * results);
  83 static int dbAllocAG(struct bmap * bmp, int agno, s64 nblocks, int l2nb,
  84                      s64 * results);
  85 static int dbAllocCtl(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 blkno,
  86                       s64 * results);
  87 static int dbExtend(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks);
  88 static int dbFindBits(u32 word, int l2nb);
  89 static int dbFindCtl(struct bmap * bmp, int l2nb, int level, s64 * blkno);
  90 static int dbFindLeaf(dmtree_t * tp, int l2nb, int *leafidx);
  91 static int dbFreeBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
  92                       int nblocks);
  93 static int dbFreeDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
  94                       int nblocks);
  95 static int dbMaxBud(u8 * cp);
  96 static int blkstol2(s64 nb);
  97
  98 static int cntlz(u32 value);
  99 static int cnttz(u32 word);
 100
 101 static int dbAllocDmapBU(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
 102                          int nblocks);
 103 static int dbInitDmap(struct dmap * dp, s64 blkno, int nblocks);
 104 static int dbInitDmapTree(struct dmap * dp);
 105 static int dbInitTree(struct dmaptree * dtp);
 106 static int dbInitDmapCtl(struct dmapctl * dcp, int level, int i);
 107 static int dbGetL2AGSize(s64 nblocks);
 108
 109 /*
 110  *      buddy table
 111  *
 112  * table used for determining buddy sizes within characters of
 113  * dmap bitmap words.  the characters themselves serve as indexes
 114  * into the table, with the table elements yielding the maximum
 115  * binary buddy of free bits within the character.
 116  */
 117 static const s8 budtab[256] = {
 118         3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
 119         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 120         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 121         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 122         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 123         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 124         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 125         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 126         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 127         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 128         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 129         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 130         2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 131         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 132         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
 133         2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, -1
 134 };
 135
 136 /*
 137  * NAME:        dbMount()
 138  *
 139  * FUNCTION:    initializate the block allocation map.
 140  *
 141  *              memory is allocated for the in-core bmap descriptor and
 142  *              the in-core descriptor is initialized from disk.
 143  *
 144  * PARAMETERS:
 145  *      ipbmap  - pointer to in-core inode for the block map.
 146  *
 147  * RETURN VALUES:
 148  *      0       - success
 149  *      -ENOMEM - insufficient memory
 150  *      -EIO    - i/o error
 151  *      -EINVAL - wrong bmap data
 152  */
 153 int dbMount(struct inode *ipbmap)
 154 {
 155         struct bmap *bmp;
 156         struct dbmap_disk *dbmp_le;
 157         struct metapage *mp;
 158         int i;
 159
 160         /*
 161          * allocate/initialize the in-memory bmap descriptor
 162          */
 163         /* allocate memory for the in-memory bmap descriptor */
 164         bmp = kmalloc(sizeof(struct bmap), GFP_KERNEL);
 165         if (bmp == NULL)
 166                 return -ENOMEM;
 167
 168         /* read the on-disk bmap descriptor. */
 169         mp = read_metapage(ipbmap,
 170                            BMAPBLKNO << JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->l2nbperpage,
 171                            PSIZE, 0);
 172         if (mp == NULL) {
 173                 kfree(bmp);
 174                 return -EIO;
 175         }
 176
 177         /* copy the on-disk bmap descriptor to its in-memory version. */
 178         dbmp_le = (struct dbmap_disk *) mp->data;
 179         bmp->db_mapsize = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_mapsize);
 180         bmp->db_nfree = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_nfree);
 181         bmp->db_l2nbperpage = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_l2nbperpage);
 182         bmp->db_numag = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_numag);
 183         if (!bmp->db_numag) {
 184                 release_metapage(mp);
 185                 kfree(bmp);
 186                 return -EINVAL;
 187         }
 188
 189         bmp->db_maxlevel = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_maxlevel);
 190         bmp->db_maxag = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_maxag);
 191         bmp->db_agpref = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agpref);
 192         bmp->db_aglevel = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_aglevel);
 193         bmp->db_agheight = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agheight);
 194         bmp->db_agwidth = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agwidth);
 195         bmp->db_agstart = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agstart);
 196         bmp->db_agl2size = le32_to_cpu(dbmp_le->dn_agl2size);
 197         for (i = 0; i < MAXAG; i++)
 198                 bmp->db_agfree[i] = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_agfree[i]);
 199         bmp->db_agsize = le64_to_cpu(dbmp_le->dn_agsize);
 200         bmp->db_maxfreebud = dbmp_le->dn_maxfreebud;
 201
 202         /* release the buffer. */
 203         release_metapage(mp);
 204
 205         /* bind the bmap inode and the bmap descriptor to each other. */
 206         bmp->db_ipbmap = ipbmap;
 207         JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap = bmp;
 208
 209         memset(bmp->db_active, 0, sizeof(bmp->db_active));
 210
 211         /*
 212          * allocate/initialize the bmap lock
 213          */
 214         BMAP_LOCK_INIT(bmp);
 215
 216         return (0);
 217 }
 218
 219
 220 /*
 221  * NAME:        dbUnmount()
 222  *
 223  * FUNCTION:    terminate the block allocation map in preparation for
 224  *              file system unmount.
 225  *
 226  *              the in-core bmap descriptor is written to disk and
 227  *              the memory for this descriptor is freed.
 228  *
 229  * PARAMETERS:
 230  *      ipbmap  - pointer to in-core inode for the block map.
 231  *
 232  * RETURN VALUES:
 233  *      0       - success
 234  *      -EIO    - i/o error
 235  */
 236 int dbUnmount(struct inode *ipbmap, int mounterror)
 237 {
 238         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
 239
 240         if (!(mounterror || isReadOnly(ipbmap)))
 241                 dbSync(ipbmap);
 242
 243         /*
 244          * Invalidate the page cache buffers
 245          */
 246         truncate_inode_pages(ipbmap->i_mapping, 0);
 247
 248         /* free the memory for the in-memory bmap. */
 249         kfree(bmp);
 250
 251         return (0);
 252 }
 253
 254 /*
 255  *      dbSync()
 256  */
 257 int dbSync(struct inode *ipbmap)
 258 {
 259         struct dbmap_disk *dbmp_le;
 260         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
 261         struct metapage *mp;
 262         int i;
 263
 264         /*
 265          * write bmap global control page
 266          */
 267         /* get the buffer for the on-disk bmap descriptor. */
 268         mp = read_metapage(ipbmap,
 269                            BMAPBLKNO << JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->l2nbperpage,
 270                            PSIZE, 0);
 271         if (mp == NULL) {
 272                 jfs_err("dbSync: read_metapage failed!");
 273                 return -EIO;
 274         }
 275         /* copy the in-memory version of the bmap to the on-disk version */
 276         dbmp_le = (struct dbmap_disk *) mp->data;
 277         dbmp_le->dn_mapsize = cpu_to_le64(bmp->db_mapsize);
 278         dbmp_le->dn_nfree = cpu_to_le64(bmp->db_nfree);
 279         dbmp_le->dn_l2nbperpage = cpu_to_le32(bmp->db_l2nbperpage);
 280         dbmp_le->dn_numag = cpu_to_le32(bmp->db_numag);
 281         dbmp_le->dn_maxlevel = cpu_to_le32(bmp->db_maxlevel);
 282         dbmp_le->dn_maxag = cpu_to_le32(bmp->db_maxag);
 283         dbmp_le->dn_agpref = cpu_to_le32(bmp->db_agpref);
 284         dbmp_le->dn_aglevel = cpu_to_le32(bmp->db_aglevel);
 285         dbmp_le->dn_agheight = cpu_to_le32(bmp->db_agheight);
 286         dbmp_le->dn_agwidth = cpu_to_le32(bmp->db_agwidth);
 287         dbmp_le->dn_agstart = cpu_to_le32(bmp->db_agstart);
 288         dbmp_le->dn_agl2size = cpu_to_le32(bmp->db_agl2size);
 289         for (i = 0; i < MAXAG; i++)
 290                 dbmp_le->dn_agfree[i] = cpu_to_le64(bmp->db_agfree[i]);
 291         dbmp_le->dn_agsize = cpu_to_le64(bmp->db_agsize);
 292         dbmp_le->dn_maxfreebud = bmp->db_maxfreebud;
 293
 294         /* write the buffer */
 295         write_metapage(mp);
 296
 297         /*
 298          * write out dirty pages of bmap
 299          */
 300         filemap_write_and_wait(ipbmap->i_mapping);
 301
 302         diWriteSpecial(ipbmap, 0);
 303
 304         return (0);
 305 }
 306
 307 /*
 308  * NAME:        dbFree()
 309  *
 310  * FUNCTION:    free the specified block range from the working block
 311  *              allocation map.
 312  *
 313  *              the blocks will be free from the working map one dmap
 314  *              at a time.
 315  *
 316  * PARAMETERS:
 317  *      ip      - pointer to in-core inode;
 318  *      blkno   - starting block number to be freed.
 319  *      nblocks - number of blocks to be freed.
 320  *
 321  * RETURN VALUES:
 322  *      0       - success
 323  *      -EIO    - i/o error
 324  */
 325 int dbFree(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks)
 326 {
 327         struct metapage *mp;
 328         struct dmap *dp;
 329         int nb, rc;
 330         s64 lblkno, rem;
 331         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
 332         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
 333         struct super_block *sb = ipbmap->i_sb;
 334
 335         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
 336
 337         /* block to be freed better be within the mapsize. */
 338         if (unlikely((blkno == 0) || (blkno + nblocks > bmp->db_mapsize))) {
 339                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 340                 printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, nblocks = %Lx\n",
 341                        (unsigned long long) blkno,
 342                        (unsigned long long) nblocks);
 343                 jfs_error(ip->i_sb, "block to be freed is outside the map\n");
 344                 return -EIO;
 345         }
 346
 347         /**
 348          * TRIM the blocks, when mounted with discard option
 349          */
 350         if (JFS_SBI(sb)->flag & JFS_DISCARD)
 351                 if (JFS_SBI(sb)->minblks_trim <= nblocks)
 352                         jfs_issue_discard(ipbmap, blkno, nblocks);
 353
 354         /*
 355          * free the blocks a dmap at a time.
 356          */
 357         mp = NULL;
 358         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nb, blkno += nb) {
 359                 /* release previous dmap if any */
 360                 if (mp) {
 361                         write_metapage(mp);
 362                 }
 363
 364                 /* get the buffer for the current dmap. */
 365                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
 366                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
 367                 if (mp == NULL) {
 368                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 369                         return -EIO;
 370                 }
 371                 dp = (struct dmap *) mp->data;
 372
 373                 /* determine the number of blocks to be freed from
 374                  * this dmap.
 375                  */
 376                 nb = min(rem, BPERDMAP - (blkno & (BPERDMAP - 1)));
 377
 378                 /* free the blocks. */
 379                 if ((rc = dbFreeDmap(bmp, dp, blkno, nb))) {
 380                         jfs_error(ip->i_sb, "error in block map\n");
 381                         release_metapage(mp);
 382                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 383                         return (rc);
 384                 }
 385         }
 386
 387         /* write the last buffer. */
 388         if (mp)
 389                 write_metapage(mp);
 390
 391         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 392
 393         return (0);
 394 }
 395
 396
 397 /*
 398  * NAME:        dbUpdatePMap()
 399  *
 400  * FUNCTION:    update the allocation state (free or allocate) of the
 401  *              specified block range in the persistent block allocation map.
 402  *
 403  *              the blocks will be updated in the persistent map one
 404  *              dmap at a time.
 405  *
 406  * PARAMETERS:
 407  *      ipbmap  - pointer to in-core inode for the block map.
 408  *      free    - 'true' if block range is to be freed from the persistent
 409  *                map; 'false' if it is to be allocated.
 410  *      blkno   - starting block number of the range.
 411  *      nblocks - number of contiguous blocks in the range.
 412  *      tblk    - transaction block;
 413  *
 414  * RETURN VALUES:
 415  *      0       - success
 416  *      -EIO    - i/o error
 417  */
 418 int
 419 dbUpdatePMap(struct inode *ipbmap,
 420              int free, s64 blkno, s64 nblocks, struct tblock * tblk)
 421 {
 422         int nblks, dbitno, wbitno, rbits;
 423         int word, nbits, nwords;
 424         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
 425         s64 lblkno, rem, lastlblkno;
 426         u32 mask;
 427         struct dmap *dp;
 428         struct metapage *mp;
 429         struct jfs_log *log;
 430         int lsn, difft, diffp;
 431         unsigned long flags;
 432
 433         /* the blocks better be within the mapsize. */
 434         if (blkno + nblocks > bmp->db_mapsize) {
 435                 printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, nblocks = %Lx\n",
 436                        (unsigned long long) blkno,
 437                        (unsigned long long) nblocks);
 438                 jfs_error(ipbmap->i_sb, "blocks are outside the map\n");
 439                 return -EIO;
 440         }
 441
 442         /* compute delta of transaction lsn from log syncpt */
 443         lsn = tblk->lsn;
 444         log = (struct jfs_log *) JFS_SBI(tblk->sb)->log;
 445         logdiff(difft, lsn, log);
 446
 447         /*
 448          * update the block state a dmap at a time.
 449          */
 450         mp = NULL;
 451         lastlblkno = 0;
 452         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nblks, blkno += nblks) {
 453                 /* get the buffer for the current dmap. */
 454                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
 455                 if (lblkno != lastlblkno) {
 456                         if (mp) {
 457                                 write_metapage(mp);
 458                         }
 459
 460                         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE,
 461                                            0);
 462                         if (mp == NULL)
 463                                 return -EIO;
 464                         metapage_wait_for_io(mp);
 465                 }
 466                 dp = (struct dmap *) mp->data;
 467
 468                 /* determine the bit number and word within the dmap of
 469                  * the starting block.  also determine how many blocks
 470                  * are to be updated within this dmap.
 471                  */
 472                 dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
 473                 word = dbitno >> L2DBWORD;
 474                 nblks = min(rem, (s64)BPERDMAP - dbitno);
 475
 476                 /* update the bits of the dmap words. the first and last
 477                  * words may only have a subset of their bits updated. if
 478                  * this is the case, we'll work against that word (i.e.
 479                  * partial first and/or last) only in a single pass.  a
 480                  * single pass will also be used to update all words that
 481                  * are to have all their bits updated.
 482                  */
 483                 for (rbits = nblks; rbits > 0;
 484                      rbits -= nbits, dbitno += nbits) {
 485                         /* determine the bit number within the word and
 486                          * the number of bits within the word.
 487                          */
 488                         wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
 489                         nbits = min(rbits, DBWORD - wbitno);
 490
 491                         /* check if only part of the word is to be updated. */
 492                         if (nbits < DBWORD) {
 493                                 /* update (free or allocate) the bits
 494                                  * in this word.
 495                                  */
 496                                 mask =
 497                                     (ONES << (DBWORD - nbits) >> wbitno);
 498                                 if (free)
 499                                         dp->pmap[word] &=
 500                                             cpu_to_le32(~mask);
 501                                 else
 502                                         dp->pmap[word] |=
 503                                             cpu_to_le32(mask);
 504
 505                                 word += 1;
 506                         } else {
 507                                 /* one or more words are to have all
 508                                  * their bits updated.  determine how
 509                                  * many words and how many bits.
 510                                  */
 511                                 nwords = rbits >> L2DBWORD;
 512                                 nbits = nwords << L2DBWORD;
 513
 514                                 /* update (free or allocate) the bits
 515                                  * in these words.
 516                                  */
 517                                 if (free)
 518                                         memset(&dp->pmap[word], 0,
 519                                                nwords * 4);
 520                                 else
 521                                         memset(&dp->pmap[word], (int) ONES,
 522                                                nwords * 4);
 523
 524                                 word += nwords;
 525                         }
 526                 }
 527
 528                 /*
 529                  * update dmap lsn
 530                  */
 531                 if (lblkno == lastlblkno)
 532                         continue;
 533
 534                 lastlblkno = lblkno;
 535
 536                 LOGSYNC_LOCK(log, flags);
 537                 if (mp->lsn != 0) {
 538                         /* inherit older/smaller lsn */
 539                         logdiff(diffp, mp->lsn, log);
 540                         if (difft < diffp) {
 541                                 mp->lsn = lsn;
 542
 543                                 /* move bp after tblock in logsync list */
 544                                 list_move(&mp->synclist, &tblk->synclist);
 545                         }
 546
 547                         /* inherit younger/larger clsn */
 548                         logdiff(difft, tblk->clsn, log);
 549                         logdiff(diffp, mp->clsn, log);
 550                         if (difft > diffp)
 551                                 mp->clsn = tblk->clsn;
 552                 } else {
 553                         mp->log = log;
 554                         mp->lsn = lsn;
 555
 556                         /* insert bp after tblock in logsync list */
 557                         log->count++;
 558                         list_add(&mp->synclist, &tblk->synclist);
 559
 560                         mp->clsn = tblk->clsn;
 561                 }
 562                 LOGSYNC_UNLOCK(log, flags);
 563         }
 564
 565         /* write the last buffer. */
 566         if (mp) {
 567                 write_metapage(mp);
 568         }
 569
 570         return (0);
 571 }
 572
 573
 574 /*
 575  * NAME:        dbNextAG()
 576  *
 577  * FUNCTION:    find the preferred allocation group for new allocations.
 578  *
 579  *              Within the allocation groups, we maintain a preferred
 580  *              allocation group which consists of a group with at least
 581  *              average free space.  It is the preferred group that we target
 582  *              new inode allocation towards.  The tie-in between inode
 583  *              allocation and block allocation occurs as we allocate the
 584  *              first (data) block of an inode and specify the inode (block)
 585  *              as the allocation hint for this block.
 586  *
 587  *              We try to avoid having more than one open file growing in
 588  *              an allocation group, as this will lead to fragmentation.
 589  *              This differs from the old OS/2 method of trying to keep
 590  *              empty ags around for large allocations.
 591  *
 592  * PARAMETERS:
 593  *      ipbmap  - pointer to in-core inode for the block map.
 594  *
 595  * RETURN VALUES:
 596  *      the preferred allocation group number.
 597  */
 598 int dbNextAG(struct inode *ipbmap)
 599 {
 600         s64 avgfree;
 601         int agpref;
 602         s64 hwm = 0;
 603         int i;
 604         int next_best = -1;
 605         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
 606
 607         BMAP_LOCK(bmp);
 608
 609         /* determine the average number of free blocks within the ags. */
 610         avgfree = (u32)bmp->db_nfree / bmp->db_numag;
 611
 612         /*
 613          * if the current preferred ag does not have an active allocator
 614          * and has at least average freespace, return it
 615          */
 616         agpref = bmp->db_agpref;
 617         if ((atomic_read(&bmp->db_active[agpref]) == 0) &&
 618             (bmp->db_agfree[agpref] >= avgfree))
 619                 goto unlock;
 620
 621         /* From the last preferred ag, find the next one with at least
 622          * average free space.
 623          */
 624         for (i = 0 ; i < bmp->db_numag; i++, agpref++) {
 625                 if (agpref == bmp->db_numag)
 626                         agpref = 0;
 627
 628                 if (atomic_read(&bmp->db_active[agpref]))
 629                         /* open file is currently growing in this ag */
 630                         continue;
 631                 if (bmp->db_agfree[agpref] >= avgfree) {
 632                         /* Return this one */
 633                         bmp->db_agpref = agpref;
 634                         goto unlock;
 635                 } else if (bmp->db_agfree[agpref] > hwm) {
 636                         /* Less than avg. freespace, but best so far */
 637                         hwm = bmp->db_agfree[agpref];
 638                         next_best = agpref;
 639                 }
 640         }
 641
 642         /*
 643          * If no inactive ag was found with average freespace, use the
 644          * next best
 645          */
 646         if (next_best != -1)
 647                 bmp->db_agpref = next_best;
 648         /* else leave db_agpref unchanged */
 649 unlock:
 650         BMAP_UNLOCK(bmp);
 651
 652         /* return the preferred group.
 653          */
 654         return (bmp->db_agpref);
 655 }
 656
 657 /*
 658  * NAME:        dbAlloc()
 659  *
 660  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous free
 661  *              blocks from the working allocation block map.
 662  *
 663  *              the block allocation policy uses hints and a multi-step
 664  *              approach.
 665  *
 666  *              for allocation requests smaller than the number of blocks
 667  *              per dmap, we first try to allocate the new blocks
 668  *              immediately following the hint.  if these blocks are not
 669  *              available, we try to allocate blocks near the hint.  if
 670  *              no blocks near the hint are available, we next try to
 671  *              allocate within the same dmap as contains the hint.
 672  *
 673  *              if no blocks are available in the dmap or the allocation
 674  *              request is larger than the dmap size, we try to allocate
 675  *              within the same allocation group as contains the hint. if
 676  *              this does not succeed, we finally try to allocate anywhere
 677  *              within the aggregate.
 678  *
 679  *              we also try to allocate anywhere within the aggregate
 680  *              for allocation requests larger than the allocation group
 681  *              size or requests that specify no hint value.
 682  *
 683  * PARAMETERS:
 684  *      ip      - pointer to in-core inode;
 685  *      hint    - allocation hint.
 686  *      nblocks - number of contiguous blocks in the range.
 687  *      results - on successful return, set to the starting block number
 688  *                of the newly allocated contiguous range.
 689  *
 690  * RETURN VALUES:
 691  *      0       - success
 692  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
 693  *      -EIO    - i/o error
 694  */
 695 int dbAlloc(struct inode *ip, s64 hint, s64 nblocks, s64 * results)
 696 {
 697         int rc, agno;
 698         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
 699         struct bmap *bmp;
 700         struct metapage *mp;
 701         s64 lblkno, blkno;
 702         struct dmap *dp;
 703         int l2nb;
 704         s64 mapSize;
 705         int writers;
 706
 707         /* assert that nblocks is valid */
 708         assert(nblocks > 0);
 709
 710         /* get the log2 number of blocks to be allocated.
 711          * if the number of blocks is not a log2 multiple,
 712          * it will be rounded up to the next log2 multiple.
 713          */
 714         l2nb = BLKSTOL2(nblocks);
 715
 716         bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
 717
 718         mapSize = bmp->db_mapsize;
 719
 720         /* the hint should be within the map */
 721         if (hint >= mapSize) {
 722                 jfs_error(ip->i_sb, "the hint is outside the map\n");
 723                 return -EIO;
 724         }
 725
 726         /* if the number of blocks to be allocated is greater than the
 727          * allocation group size, try to allocate anywhere.
 728          */
 729         if (l2nb > bmp->db_agl2size) {
 730                 IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
 731
 732                 rc = dbAllocAny(bmp, nblocks, l2nb, results);
 733
 734                 goto write_unlock;
 735         }
 736
 737         /*
 738          * If no hint, let dbNextAG recommend an allocation group
 739          */
 740         if (hint == 0)
 741                 goto pref_ag;
 742
 743         /* we would like to allocate close to the hint.  adjust the
 744          * hint to the block following the hint since the allocators
 745          * will start looking for free space starting at this point.
 746          */
 747         blkno = hint + 1;
 748
 749         if (blkno >= bmp->db_mapsize)
 750                 goto pref_ag;
 751
 752         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
 753
 754         /* check if blkno crosses over into a new allocation group.
 755          * if so, check if we should allow allocations within this
 756          * allocation group.
 757          */
 758         if ((blkno & (bmp->db_agsize - 1)) == 0)
 759                 /* check if the AG is currently being written to.
 760                  * if so, call dbNextAG() to find a non-busy
 761                  * AG with sufficient free space.
 762                  */
 763                 if (atomic_read(&bmp->db_active[agno]))
 764                         goto pref_ag;
 765
 766         /* check if the allocation request size can be satisfied from a
 767          * single dmap.  if so, try to allocate from the dmap containing
 768          * the hint using a tiered strategy.
 769          */
 770         if (nblocks <= BPERDMAP) {
 771                 IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
 772
 773                 /* get the buffer for the dmap containing the hint.
 774                  */
 775                 rc = -EIO;
 776                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
 777                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
 778                 if (mp == NULL)
 779                         goto read_unlock;
 780
 781                 dp = (struct dmap *) mp->data;
 782
 783                 /* first, try to satisfy the allocation request with the
 784                  * blocks beginning at the hint.
 785                  */
 786                 if ((rc = dbAllocNext(bmp, dp, blkno, (int) nblocks))
 787                     != -ENOSPC) {
 788                         if (rc == 0) {
 789                                 *results = blkno;
 790                                 mark_metapage_dirty(mp);
 791                         }
 792
 793                         release_metapage(mp);
 794                         goto read_unlock;
 795                 }
 796
 797                 writers = atomic_read(&bmp->db_active[agno]);
 798                 if ((writers > 1) ||
 799                     ((writers == 1) && (JFS_IP(ip)->active_ag != agno))) {
 800                         /*
 801                          * Someone else is writing in this allocation
 802                          * group.  To avoid fragmenting, try another ag
 803                          */
 804                         release_metapage(mp);
 805                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 806                         goto pref_ag;
 807                 }
 808
 809                 /* next, try to satisfy the allocation request with blocks
 810                  * near the hint.
 811                  */
 812                 if ((rc =
 813                      dbAllocNear(bmp, dp, blkno, (int) nblocks, l2nb, results))
 814                     != -ENOSPC) {
 815                         if (rc == 0)
 816                                 mark_metapage_dirty(mp);
 817
 818                         release_metapage(mp);
 819                         goto read_unlock;
 820                 }
 821
 822                 /* try to satisfy the allocation request with blocks within
 823                  * the same dmap as the hint.
 824                  */
 825                 if ((rc = dbAllocDmapLev(bmp, dp, (int) nblocks, l2nb, results))
 826                     != -ENOSPC) {
 827                         if (rc == 0)
 828                                 mark_metapage_dirty(mp);
 829
 830                         release_metapage(mp);
 831                         goto read_unlock;
 832                 }
 833
 834                 release_metapage(mp);
 835                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 836         }
 837
 838         /* try to satisfy the allocation request with blocks within
 839          * the same allocation group as the hint.
 840          */
 841         IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
 842         if ((rc = dbAllocAG(bmp, agno, nblocks, l2nb, results)) != -ENOSPC)
 843                 goto write_unlock;
 844
 845         IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
 846
 847
 848       pref_ag:
 849         /*
 850          * Let dbNextAG recommend a preferred allocation group
 851          */
 852         agno = dbNextAG(ipbmap);
 853         IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
 854
 855         /* Try to allocate within this allocation group.  if that fails, try to
 856          * allocate anywhere in the map.
 857          */
 858         if ((rc = dbAllocAG(bmp, agno, nblocks, l2nb, results)) == -ENOSPC)
 859                 rc = dbAllocAny(bmp, nblocks, l2nb, results);
 860
 861       write_unlock:
 862         IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
 863
 864         return (rc);
 865
 866       read_unlock:
 867         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 868
 869         return (rc);
 870 }
 871
 872 #ifdef _NOTYET
 873 /*
 874  * NAME:        dbAllocExact()
 875  *
 876  * FUNCTION:    try to allocate the requested extent;
 877  *
 878  * PARAMETERS:
 879  *      ip      - pointer to in-core inode;
 880  *      blkno   - extent address;
 881  *      nblocks - extent length;
 882  *
 883  * RETURN VALUES:
 884  *      0       - success
 885  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
 886  *      -EIO    - i/o error
 887  */
 888 int dbAllocExact(struct inode *ip, s64 blkno, int nblocks)
 889 {
 890         int rc;
 891         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
 892         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
 893         struct dmap *dp;
 894         s64 lblkno;
 895         struct metapage *mp;
 896
 897         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
 898
 899         /*
 900          * validate extent request:
 901          *
 902          * note: defragfs policy:
 903          *  max 64 blocks will be moved.
 904          *  allocation request size must be satisfied from a single dmap.
 905          */
 906         if (nblocks <= 0 || nblocks > BPERDMAP || blkno >= bmp->db_mapsize) {
 907                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 908                 return -EINVAL;
 909         }
 910
 911         if (nblocks > ((s64) 1 << bmp->db_maxfreebud)) {
 912                 /* the free space is no longer available */
 913                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 914                 return -ENOSPC;
 915         }
 916
 917         /* read in the dmap covering the extent */
 918         lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
 919         mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
 920         if (mp == NULL) {
 921                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 922                 return -EIO;
 923         }
 924         dp = (struct dmap *) mp->data;
 925
 926         /* try to allocate the requested extent */
 927         rc = dbAllocNext(bmp, dp, blkno, nblocks);
 928
 929         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
 930
 931         if (rc == 0)
 932                 mark_metapage_dirty(mp);
 933
 934         release_metapage(mp);
 935
 936         return (rc);
 937 }
 938 #endif /* _NOTYET */
 939
 940 /*
 941  * NAME:        dbReAlloc()
 942  *
 943  * FUNCTION:    attempt to extend a current allocation by a specified
 944  *              number of blocks.
 945  *
 946  *              this routine attempts to satisfy the allocation request
 947  *              by first trying to extend the existing allocation in
 948  *              place by allocating the additional blocks as the blocks
 949  *              immediately following the current allocation.  if these
 950  *              blocks are not available, this routine will attempt to
 951  *              allocate a new set of contiguous blocks large enough
 952  *              to cover the existing allocation plus the additional
 953  *              number of blocks required.
 954  *
 955  * PARAMETERS:
 956  *      ip          -  pointer to in-core inode requiring allocation.
 957  *      blkno       -  starting block of the current allocation.
 958  *      nblocks     -  number of contiguous blocks within the current
 959  *                     allocation.
 960  *      addnblocks  -  number of blocks to add to the allocation.
 961  *      results -      on successful return, set to the starting block number
 962  *                     of the existing allocation if the existing allocation
 963  *                     was extended in place or to a newly allocated contiguous
 964  *                     range if the existing allocation could not be extended
 965  *                     in place.
 966  *
 967  * RETURN VALUES:
 968  *      0       - success
 969  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
 970  *      -EIO    - i/o error
 971  */
 972 int
 973 dbReAlloc(struct inode *ip,
 974           s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks, s64 * results)
 975 {
 976         int rc;
 977
 978         /* try to extend the allocation in place.
 979          */
 980         if ((rc = dbExtend(ip, blkno, nblocks, addnblocks)) == 0) {
 981                 *results = blkno;
 982                 return (0);
 983         } else {
 984                 if (rc != -ENOSPC)
 985                         return (rc);
 986         }
 987
 988         /* could not extend the allocation in place, so allocate a
 989          * new set of blocks for the entire request (i.e. try to get
 990          * a range of contiguous blocks large enough to cover the
 991          * existing allocation plus the additional blocks.)
 992          */
 993         return (dbAlloc
 994                 (ip, blkno + nblocks - 1, addnblocks + nblocks, results));
 995 }
 996
 997
 998 /*
 999  * NAME:        dbExtend()
1000  *
1001  * FUNCTION:    attempt to extend a current allocation by a specified
1002  *              number of blocks.
1003  *
1004  *              this routine attempts to satisfy the allocation request
1005  *              by first trying to extend the existing allocation in
1006  *              place by allocating the additional blocks as the blocks
1007  *              immediately following the current allocation.
1008  *
1009  * PARAMETERS:
1010  *      ip          -  pointer to in-core inode requiring allocation.
1011  *      blkno       -  starting block of the current allocation.
1012  *      nblocks     -  number of contiguous blocks within the current
1013  *                     allocation.
1014  *      addnblocks  -  number of blocks to add to the allocation.
1015  *
1016  * RETURN VALUES:
1017  *      0       - success
1018  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1019  *      -EIO    - i/o error
1020  */
1021 static int dbExtend(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks, s64 addnblocks)
1022 {
1023         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ip->i_sb);
1024         s64 lblkno, lastblkno, extblkno;
1025         uint rel_block;
1026         struct metapage *mp;
1027         struct dmap *dp;
1028         int rc;
1029         struct inode *ipbmap = sbi->ipbmap;
1030         struct bmap *bmp;
1031
1032         /*
1033          * We don't want a non-aligned extent to cross a page boundary
1034          */
1035         if (((rel_block = blkno & (sbi->nbperpage - 1))) &&
1036             (rel_block + nblocks + addnblocks > sbi->nbperpage))
1037                 return -ENOSPC;
1038
1039         /* get the last block of the current allocation */
1040         lastblkno = blkno + nblocks - 1;
1041
1042         /* determine the block number of the block following
1043          * the existing allocation.
1044          */
1045         extblkno = lastblkno + 1;
1046
1047         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
1048
1049         /* better be within the file system */
1050         bmp = sbi->bmap;
1051         if (lastblkno < 0 || lastblkno >= bmp->db_mapsize) {
1052                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1053                 jfs_error(ip->i_sb, "the block is outside the filesystem\n");
1054                 return -EIO;
1055         }
1056
1057         /* we'll attempt to extend the current allocation in place by
1058          * allocating the additional blocks as the blocks immediately
1059          * following the current allocation.  we only try to extend the
1060          * current allocation in place if the number of additional blocks
1061          * can fit into a dmap, the last block of the current allocation
1062          * is not the last block of the file system, and the start of the
1063          * inplace extension is not on an allocation group boundary.
1064          */
1065         if (addnblocks > BPERDMAP || extblkno >= bmp->db_mapsize ||
1066             (extblkno & (bmp->db_agsize - 1)) == 0) {
1067                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1068                 return -ENOSPC;
1069         }
1070
1071         /* get the buffer for the dmap containing the first block
1072          * of the extension.
1073          */
1074         lblkno = BLKTODMAP(extblkno, bmp->db_l2nbperpage);
1075         mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1076         if (mp == NULL) {
1077                 IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1078                 return -EIO;
1079         }
1080
1081         dp = (struct dmap *) mp->data;
1082
1083         /* try to allocate the blocks immediately following the
1084          * current allocation.
1085          */
1086         rc = dbAllocNext(bmp, dp, extblkno, (int) addnblocks);
1087
1088         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
1089
1090         /* were we successful ? */
1091         if (rc == 0)
1092                 write_metapage(mp);
1093         else
1094                 /* we were not successful */
1095                 release_metapage(mp);
1096
1097         return (rc);
1098 }
1099
1100
1101 /*
1102  * NAME:        dbAllocNext()
1103  *
1104  * FUNCTION:    attempt to allocate the blocks of the specified block
1105  *              range within a dmap.
1106  *
1107  * PARAMETERS:
1108  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1109  *      dp      -  pointer to dmap.
1110  *      blkno   -  starting block number of the range.
1111  *      nblocks -  number of contiguous free blocks of the range.
1112  *
1113  * RETURN VALUES:
1114  *      0       - success
1115  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1116  *      -EIO    - i/o error
1117  *
1118  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1119  */
1120 static int dbAllocNext(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
1121                        int nblocks)
1122 {
1123         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw;
1124         int l2size;
1125         s8 *leaf;
1126         u32 mask;
1127
1128         if (dp->tree.leafidx != cpu_to_le32(LEAFIND)) {
1129                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "Corrupt dmap page\n");
1130                 return -EIO;
1131         }
1132
1133         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree.
1134          */
1135         leaf = dp->tree.stree + le32_to_cpu(dp->tree.leafidx);
1136
1137         /* determine the bit number and word within the dmap of the
1138          * starting block.
1139          */
1140         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
1141         word = dbitno >> L2DBWORD;
1142
1143         /* check if the specified block range is contained within
1144          * this dmap.
1145          */
1146         if (dbitno + nblocks > BPERDMAP)
1147                 return -ENOSPC;
1148
1149         /* check if the starting leaf indicates that anything
1150          * is free.
1151          */
1152         if (leaf[word] == NOFREE)
1153                 return -ENOSPC;
1154
1155         /* check the dmaps words corresponding to block range to see
1156          * if the block range is free.  not all bits of the first and
1157          * last words may be contained within the block range.  if this
1158          * is the case, we'll work against those words (i.e. partial first
1159          * and/or last) on an individual basis (a single pass) and examine
1160          * the actual bits to determine if they are free.  a single pass
1161          * will be used for all dmap words fully contained within the
1162          * specified range.  within this pass, the leaves of the dmap
1163          * tree will be examined to determine if the blocks are free. a
1164          * single leaf may describe the free space of multiple dmap
1165          * words, so we may visit only a subset of the actual leaves
1166          * corresponding to the dmap words of the block range.
1167          */
1168         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
1169                 /* determine the bit number within the word and
1170                  * the number of bits within the word.
1171                  */
1172                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
1173                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
1174
1175                 /* check if only part of the word is to be examined.
1176                  */
1177                 if (nb < DBWORD) {
1178                         /* check if the bits are free.
1179                          */
1180                         mask = (ONES << (DBWORD - nb) >> wbitno);
1181                         if ((mask & ~le32_to_cpu(dp->wmap[word])) != mask)
1182                                 return -ENOSPC;
1183
1184                         word += 1;
1185                 } else {
1186                         /* one or more dmap words are fully contained
1187                          * within the block range.  determine how many
1188                          * words and how many bits.
1189                          */
1190                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
1191                         nb = nwords << L2DBWORD;
1192
1193                         /* now examine the appropriate leaves to determine
1194                          * if the blocks are free.
1195                          */
1196                         while (nwords > 0) {
1197                                 /* does the leaf describe any free space ?
1198                                  */
1199                                 if (leaf[word] < BUDMIN)
1200                                         return -ENOSPC;
1201
1202                                 /* determine the l2 number of bits provided
1203                                  * by this leaf.
1204                                  */
1205                                 l2size =
1206                                     min_t(int, leaf[word], NLSTOL2BSZ(nwords));
1207
1208                                 /* determine how many words were handled.
1209                                  */
1210                                 nw = BUDSIZE(l2size, BUDMIN);
1211
1212                                 nwords -= nw;
1213                                 word += nw;
1214                         }
1215                 }
1216         }
1217
1218         /* allocate the blocks.
1219          */
1220         return (dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks));
1221 }
1222
1223
1224 /*
1225  * NAME:        dbAllocNear()
1226  *
1227  * FUNCTION:    attempt to allocate a number of contiguous free blocks near
1228  *              a specified block (hint) within a dmap.
1229  *
1230  *              starting with the dmap leaf that covers the hint, we'll
1231  *              check the next four contiguous leaves for sufficient free
1232  *              space.  if sufficient free space is found, we'll allocate
1233  *              the desired free space.
1234  *
1235  * PARAMETERS:
1236  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1237  *      dp      -  pointer to dmap.
1238  *      blkno   -  block number to allocate near.
1239  *      nblocks -  actual number of contiguous free blocks desired.
1240  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1241  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1242  *                 of the newly allocated range.
1243  *
1244  * RETURN VALUES:
1245  *      0       - success
1246  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1247  *      -EIO    - i/o error
1248  *
1249  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1250  */
1251 static int
1252 dbAllocNear(struct bmap * bmp,
1253             struct dmap * dp, s64 blkno, int nblocks, int l2nb, s64 * results)
1254 {
1255         int word, lword, rc;
1256         s8 *leaf;
1257
1258         if (dp->tree.leafidx != cpu_to_le32(LEAFIND)) {
1259                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "Corrupt dmap page\n");
1260                 return -EIO;
1261         }
1262
1263         leaf = dp->tree.stree + le32_to_cpu(dp->tree.leafidx);
1264
1265         /* determine the word within the dmap that holds the hint
1266          * (i.e. blkno).  also, determine the last word in the dmap
1267          * that we'll include in our examination.
1268          */
1269         word = (blkno & (BPERDMAP - 1)) >> L2DBWORD;
1270         lword = min(word + 4, LPERDMAP);
1271
1272         /* examine the leaves for sufficient free space.
1273          */
1274         for (; word < lword; word++) {
1275                 /* does the leaf describe sufficient free space ?
1276                  */
1277                 if (leaf[word] < l2nb)
1278                         continue;
1279
1280                 /* determine the block number within the file system
1281                  * of the first block described by this dmap word.
1282                  */
1283                 blkno = le64_to_cpu(dp->start) + (word << L2DBWORD);
1284
1285                 /* if not all bits of the dmap word are free, get the
1286                  * starting bit number within the dmap word of the required
1287                  * string of free bits and adjust the block number with the
1288                  * value.
1289                  */
1290                 if (leaf[word] < BUDMIN)
1291                         blkno +=
1292                             dbFindBits(le32_to_cpu(dp->wmap[word]), l2nb);
1293
1294                 /* allocate the blocks.
1295                  */
1296                 if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks)) == 0)
1297                         *results = blkno;
1298
1299                 return (rc);
1300         }
1301
1302         return -ENOSPC;
1303 }
1304
1305
1306 /*
1307  * NAME:        dbAllocAG()
1308  *
1309  * FUNCTION:    attempt to allocate the specified number of contiguous
1310  *              free blocks within the specified allocation group.
1311  *
1312  *              unless the allocation group size is equal to the number
1313  *              of blocks per dmap, the dmap control pages will be used to
1314  *              find the required free space, if available.  we start the
1315  *              search at the highest dmap control page level which
1316  *              distinctly describes the allocation group's free space
1317  *              (i.e. the highest level at which the allocation group's
1318  *              free space is not mixed in with that of any other group).
1319  *              in addition, we start the search within this level at a
1320  *              height of the dmapctl dmtree at which the nodes distinctly
1321  *              describe the allocation group's free space.  at this height,
1322  *              the allocation group's free space may be represented by 1
1323  *              or two sub-trees, depending on the allocation group size.
1324  *              we search the top nodes of these subtrees left to right for
1325  *              sufficient free space.  if sufficient free space is found,
1326  *              the subtree is searched to find the leftmost leaf that
1327  *              has free space.  once we have made it to the leaf, we
1328  *              move the search to the next lower level dmap control page
1329  *              corresponding to this leaf.  we continue down the dmap control
1330  *              pages until we find the dmap that contains or starts the
1331  *              sufficient free space and we allocate at this dmap.
1332  *
1333  *              if the allocation group size is equal to the dmap size,
1334  *              we'll start at the dmap corresponding to the allocation
1335  *              group and attempt the allocation at this level.
1336  *
1337  *              the dmap control page search is also not performed if the
1338  *              allocation group is completely free and we go to the first
1339  *              dmap of the allocation group to do the allocation.  this is
1340  *              done because the allocation group may be part (not the first
1341  *              part) of a larger binary buddy system, causing the dmap
1342  *              control pages to indicate no free space (NOFREE) within
1343  *              the allocation group.
1344  *
1345  * PARAMETERS:
1346  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1347  *      agno    - allocation group number.
1348  *      nblocks -  actual number of contiguous free blocks desired.
1349  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1350  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1351  *                 of the newly allocated range.
1352  *
1353  * RETURN VALUES:
1354  *      0       - success
1355  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1356  *      -EIO    - i/o error
1357  *
1358  * note: IWRITE_LOCK(ipmap) held on entry/exit;
1359  */
1360 static int
1361 dbAllocAG(struct bmap * bmp, int agno, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results)
1362 {
1363         struct metapage *mp;
1364         struct dmapctl *dcp;
1365         int rc, ti, i, k, m, n, agperlev;
1366         s64 blkno, lblkno;
1367         int budmin;
1368
1369         /* allocation request should not be for more than the
1370          * allocation group size.
1371          */
1372         if (l2nb > bmp->db_agl2size) {
1373                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1374                           "allocation request is larger than the allocation group size\n");
1375                 return -EIO;
1376         }
1377
1378         /* determine the starting block number of the allocation
1379          * group.
1380          */
1381         blkno = (s64) agno << bmp->db_agl2size;
1382
1383         /* check if the allocation group size is the minimum allocation
1384          * group size or if the allocation group is completely free. if
1385          * the allocation group size is the minimum size of BPERDMAP (i.e.
1386          * 1 dmap), there is no need to search the dmap control page (below)
1387          * that fully describes the allocation group since the allocation
1388          * group is already fully described by a dmap.  in this case, we
1389          * just call dbAllocCtl() to search the dmap tree and allocate the
1390          * required space if available.
1391          *
1392          * if the allocation group is completely free, dbAllocCtl() is
1393          * also called to allocate the required space.  this is done for
1394          * two reasons.  first, it makes no sense searching the dmap control
1395          * pages for free space when we know that free space exists.  second,
1396          * the dmap control pages may indicate that the allocation group
1397          * has no free space if the allocation group is part (not the first
1398          * part) of a larger binary buddy system.
1399          */
1400         if (bmp->db_agsize == BPERDMAP
1401             || bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize) {
1402                 rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1403                 if ((rc == -ENOSPC) &&
1404                     (bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize)) {
1405                         printk(KERN_ERR "blkno = %Lx, blocks = %Lx\n",
1406                                (unsigned long long) blkno,
1407                                (unsigned long long) nblocks);
1408                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1409                                   "dbAllocCtl failed in free AG\n");
1410                 }
1411                 return (rc);
1412         }
1413
1414         /* the buffer for the dmap control page that fully describes the
1415          * allocation group.
1416          */
1417         lblkno = BLKTOCTL(blkno, bmp->db_l2nbperpage, bmp->db_aglevel);
1418         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1419         if (mp == NULL)
1420                 return -EIO;
1421         dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
1422         budmin = dcp->budmin;
1423
1424         if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
1425                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "Corrupt dmapctl page\n");
1426                 release_metapage(mp);
1427                 return -EIO;
1428         }
1429
1430         /* search the subtree(s) of the dmap control page that describes
1431          * the allocation group, looking for sufficient free space.  to begin,
1432          * determine how many allocation groups are represented in a dmap
1433          * control page at the control page level (i.e. L0, L1, L2) that
1434          * fully describes an allocation group. next, determine the starting
1435          * tree index of this allocation group within the control page.
1436          */
1437         agperlev =
1438             (1 << (L2LPERCTL - (bmp->db_agheight << 1))) / bmp->db_agwidth;
1439         ti = bmp->db_agstart + bmp->db_agwidth * (agno & (agperlev - 1));
1440
1441         /* dmap control page trees fan-out by 4 and a single allocation
1442          * group may be described by 1 or 2 subtrees within the ag level
1443          * dmap control page, depending upon the ag size. examine the ag's
1444          * subtrees for sufficient free space, starting with the leftmost
1445          * subtree.
1446          */
1447         for (i = 0; i < bmp->db_agwidth; i++, ti++) {
1448                 /* is there sufficient free space ?
1449                  */
1450                 if (l2nb > dcp->stree[ti])
1451                         continue;
1452
1453                 /* sufficient free space found in a subtree. now search down
1454                  * the subtree to find the leftmost leaf that describes this
1455                  * free space.
1456                  */
1457                 for (k = bmp->db_agheight; k > 0; k--) {
1458                         for (n = 0, m = (ti << 2) + 1; n < 4; n++) {
1459                                 if (l2nb <= dcp->stree[m + n]) {
1460                                         ti = m + n;
1461                                         break;
1462                                 }
1463                         }
1464                         if (n == 4) {
1465                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1466                                           "failed descending stree\n");
1467                                 release_metapage(mp);
1468                                 return -EIO;
1469                         }
1470                 }
1471
1472                 /* determine the block number within the file system
1473                  * that corresponds to this leaf.
1474                  */
1475                 if (bmp->db_aglevel == 2)
1476                         blkno = 0;
1477                 else if (bmp->db_aglevel == 1)
1478                         blkno &= ~(MAXL1SIZE - 1);
1479                 else            /* bmp->db_aglevel == 0 */
1480                         blkno &= ~(MAXL0SIZE - 1);
1481
1482                 blkno +=
1483                     ((s64) (ti - le32_to_cpu(dcp->leafidx))) << budmin;
1484
1485                 /* release the buffer in preparation for going down
1486                  * the next level of dmap control pages.
1487                  */
1488                 release_metapage(mp);
1489
1490                 /* check if we need to continue to search down the lower
1491                  * level dmap control pages.  we need to if the number of
1492                  * blocks required is less than maximum number of blocks
1493                  * described at the next lower level.
1494                  */
1495                 if (l2nb < budmin) {
1496
1497                         /* search the lower level dmap control pages to get
1498                          * the starting block number of the dmap that
1499                          * contains or starts off the free space.
1500                          */
1501                         if ((rc =
1502                              dbFindCtl(bmp, l2nb, bmp->db_aglevel - 1,
1503                                        &blkno))) {
1504                                 if (rc == -ENOSPC) {
1505                                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1506                                                   "control page inconsistent\n");
1507                                         return -EIO;
1508                                 }
1509                                 return (rc);
1510                         }
1511                 }
1512
1513                 /* allocate the blocks.
1514                  */
1515                 rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1516                 if (rc == -ENOSPC) {
1517                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1518                                   "unable to allocate blocks\n");
1519                         rc = -EIO;
1520                 }
1521                 return (rc);
1522         }
1523
1524         /* no space in the allocation group.  release the buffer and
1525          * return -ENOSPC.
1526          */
1527         release_metapage(mp);
1528
1529         return -ENOSPC;
1530 }
1531
1532
1533 /*
1534  * NAME:        dbAllocAny()
1535  *
1536  * FUNCTION:    attempt to allocate the specified number of contiguous
1537  *              free blocks anywhere in the file system.
1538  *
1539  *              dbAllocAny() attempts to find the sufficient free space by
1540  *              searching down the dmap control pages, starting with the
1541  *              highest level (i.e. L0, L1, L2) control page.  if free space
1542  *              large enough to satisfy the desired free space is found, the
1543  *              desired free space is allocated.
1544  *
1545  * PARAMETERS:
1546  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1547  *      nblocks  -  actual number of contiguous free blocks desired.
1548  *      l2nb     -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1549  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1550  *                 of the newly allocated range.
1551  *
1552  * RETURN VALUES:
1553  *      0       - success
1554  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1555  *      -EIO    - i/o error
1556  *
1557  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1558  */
1559 static int dbAllocAny(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 * results)
1560 {
1561         int rc;
1562         s64 blkno = 0;
1563
1564         /* starting with the top level dmap control page, search
1565          * down the dmap control levels for sufficient free space.
1566          * if free space is found, dbFindCtl() returns the starting
1567          * block number of the dmap that contains or starts off the
1568          * range of free space.
1569          */
1570         if ((rc = dbFindCtl(bmp, l2nb, bmp->db_maxlevel, &blkno)))
1571                 return (rc);
1572
1573         /* allocate the blocks.
1574          */
1575         rc = dbAllocCtl(bmp, nblocks, l2nb, blkno, results);
1576         if (rc == -ENOSPC) {
1577                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "unable to allocate blocks\n");
1578                 return -EIO;
1579         }
1580         return (rc);
1581 }
1582
1583
1584 /*
1585  * NAME:        dbDiscardAG()
1586  *
1587  * FUNCTION:    attempt to discard (TRIM) all free blocks of specific AG
1588  *
1589  *              algorithm:
1590  *              1) allocate blocks, as large as possible and save them
1591  *                 while holding IWRITE_LOCK on ipbmap
1592  *              2) trim all these saved block/length values
1593  *              3) mark the blocks free again
1594  *
1595  *              benefit:
1596  *              - we work only on one ag at some time, minimizing how long we
1597  *                need to lock ipbmap
1598  *              - reading / writing the fs is possible most time, even on
1599  *                trimming
1600  *
1601  *              downside:
1602  *              - we write two times to the dmapctl and dmap pages
1603  *              - but for me, this seems the best way, better ideas?
1604  *              /TR 2012
1605  *
1606  * PARAMETERS:
1607  *      ip      - pointer to in-core inode
1608  *      agno    - ag to trim
1609  *      minlen  - minimum value of contiguous blocks
1610  *
1611  * RETURN VALUES:
1612  *      s64     - actual number of blocks trimmed
1613  */
1614 s64 dbDiscardAG(struct inode *ip, int agno, s64 minlen)
1615 {
1616         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
1617         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
1618         s64 nblocks, blkno;
1619         u64 trimmed = 0;
1620         int rc, l2nb;
1621         struct super_block *sb = ipbmap->i_sb;
1622
1623         struct range2trim {
1624                 u64 blkno;
1625                 u64 nblocks;
1626         } *totrim, *tt;
1627
1628         /* max blkno / nblocks pairs to trim */
1629         int count = 0, range_cnt;
1630         u64 max_ranges;
1631
1632         /* prevent others from writing new stuff here, while trimming */
1633         IWRITE_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
1634
1635         nblocks = bmp->db_agfree[agno];
1636         max_ranges = nblocks;
1637         do_div(max_ranges, minlen);
1638         range_cnt = min_t(u64, max_ranges + 1, 32 * 1024);
1639         totrim = kmalloc_array(range_cnt, sizeof(struct range2trim), GFP_NOFS);
1640         if (totrim == NULL) {
1641                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "no memory for trim array\n");
1642                 IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
1643                 return 0;
1644         }
1645
1646         tt = totrim;
1647         while (nblocks >= minlen) {
1648                 l2nb = BLKSTOL2(nblocks);
1649
1650                 /* 0 = okay, -EIO = fatal, -ENOSPC -> try smaller block */
1651                 rc = dbAllocAG(bmp, agno, nblocks, l2nb, &blkno);
1652                 if (rc == 0) {
1653                         tt->blkno = blkno;
1654                         tt->nblocks = nblocks;
1655                         tt++; count++;
1656
1657                         /* the whole ag is free, trim now */
1658                         if (bmp->db_agfree[agno] == 0)
1659                                 break;
1660
1661                         /* give a hint for the next while */
1662                         nblocks = bmp->db_agfree[agno];
1663                         continue;
1664                 } else if (rc == -ENOSPC) {
1665                         /* search for next smaller log2 block */
1666                         l2nb = BLKSTOL2(nblocks) - 1;
1667                         nblocks = 1LL << l2nb;
1668                 } else {
1669                         /* Trim any already allocated blocks */
1670                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "-EIO\n");
1671                         break;
1672                 }
1673
1674                 /* check, if our trim array is full */
1675                 if (unlikely(count >= range_cnt - 1))
1676                         break;
1677         }
1678         IWRITE_UNLOCK(ipbmap);
1679
1680         tt->nblocks = 0; /* mark the current end */
1681         for (tt = totrim; tt->nblocks != 0; tt++) {
1682                 /* when mounted with online discard, dbFree() will
1683                  * call jfs_issue_discard() itself */
1684                 if (!(JFS_SBI(sb)->flag & JFS_DISCARD))
1685                         jfs_issue_discard(ip, tt->blkno, tt->nblocks);
1686                 dbFree(ip, tt->blkno, tt->nblocks);
1687                 trimmed += tt->nblocks;
1688         }
1689         kfree(totrim);
1690
1691         return trimmed;
1692 }
1693
1694 /*
1695  * NAME:        dbFindCtl()
1696  *
1697  * FUNCTION:    starting at a specified dmap control page level and block
1698  *              number, search down the dmap control levels for a range of
1699  *              contiguous free blocks large enough to satisfy an allocation
1700  *              request for the specified number of free blocks.
1701  *
1702  *              if sufficient contiguous free blocks are found, this routine
1703  *              returns the starting block number within a dmap page that
1704  *              contains or starts a range of contiqious free blocks that
1705  *              is sufficient in size.
1706  *
1707  * PARAMETERS:
1708  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1709  *      level   -  starting dmap control page level.
1710  *      l2nb    -  log2 number of contiguous free blocks desired.
1711  *      *blkno  -  on entry, starting block number for conducting the search.
1712  *                 on successful return, the first block within a dmap page
1713  *                 that contains or starts a range of contiguous free blocks.
1714  *
1715  * RETURN VALUES:
1716  *      0       - success
1717  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1718  *      -EIO    - i/o error
1719  *
1720  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1721  */
1722 static int dbFindCtl(struct bmap * bmp, int l2nb, int level, s64 * blkno)
1723 {
1724         int rc, leafidx, lev;
1725         s64 b, lblkno;
1726         struct dmapctl *dcp;
1727         int budmin;
1728         struct metapage *mp;
1729
1730         /* starting at the specified dmap control page level and block
1731          * number, search down the dmap control levels for the starting
1732          * block number of a dmap page that contains or starts off
1733          * sufficient free blocks.
1734          */
1735         for (lev = level, b = *blkno; lev >= 0; lev--) {
1736                 /* get the buffer of the dmap control page for the block
1737                  * number and level (i.e. L0, L1, L2).
1738                  */
1739                 lblkno = BLKTOCTL(b, bmp->db_l2nbperpage, lev);
1740                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1741                 if (mp == NULL)
1742                         return -EIO;
1743                 dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
1744                 budmin = dcp->budmin;
1745
1746                 if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
1747                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1748                                   "Corrupt dmapctl page\n");
1749                         release_metapage(mp);
1750                         return -EIO;
1751                 }
1752
1753                 /* search the tree within the dmap control page for
1754                  * sufficient free space.  if sufficient free space is found,
1755                  * dbFindLeaf() returns the index of the leaf at which
1756                  * free space was found.
1757                  */
1758                 rc = dbFindLeaf((dmtree_t *) dcp, l2nb, &leafidx);
1759
1760                 /* release the buffer.
1761                  */
1762                 release_metapage(mp);
1763
1764                 /* space found ?
1765                  */
1766                 if (rc) {
1767                         if (lev != level) {
1768                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1769                                           "dmap inconsistent\n");
1770                                 return -EIO;
1771                         }
1772                         return -ENOSPC;
1773                 }
1774
1775                 /* adjust the block number to reflect the location within
1776                  * the dmap control page (i.e. the leaf) at which free
1777                  * space was found.
1778                  */
1779                 b += (((s64) leafidx) << budmin);
1780
1781                 /* we stop the search at this dmap control page level if
1782                  * the number of blocks required is greater than or equal
1783                  * to the maximum number of blocks described at the next
1784                  * (lower) level.
1785                  */
1786                 if (l2nb >= budmin)
1787                         break;
1788         }
1789
1790         *blkno = b;
1791         return (0);
1792 }
1793
1794
1795 /*
1796  * NAME:        dbAllocCtl()
1797  *
1798  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous
1799  *              blocks starting within a specific dmap.
1800  *
1801  *              this routine is called by higher level routines that search
1802  *              the dmap control pages above the actual dmaps for contiguous
1803  *              free space.  the result of successful searches by these
1804  *              routines are the starting block numbers within dmaps, with
1805  *              the dmaps themselves containing the desired contiguous free
1806  *              space or starting a contiguous free space of desired size
1807  *              that is made up of the blocks of one or more dmaps. these
1808  *              calls should not fail due to insufficent resources.
1809  *
1810  *              this routine is called in some cases where it is not known
1811  *              whether it will fail due to insufficient resources.  more
1812  *              specifically, this occurs when allocating from an allocation
1813  *              group whose size is equal to the number of blocks per dmap.
1814  *              in this case, the dmap control pages are not examined prior
1815  *              to calling this routine (to save pathlength) and the call
1816  *              might fail.
1817  *
1818  *              for a request size that fits within a dmap, this routine relies
1819  *              upon the dmap's dmtree to find the requested contiguous free
1820  *              space.  for request sizes that are larger than a dmap, the
1821  *              requested free space will start at the first block of the
1822  *              first dmap (i.e. blkno).
1823  *
1824  * PARAMETERS:
1825  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
1826  *      nblocks  -  actual number of contiguous free blocks to allocate.
1827  *      l2nb     -  log2 number of contiguous free blocks to allocate.
1828  *      blkno    -  starting block number of the dmap to start the allocation
1829  *                  from.
1830  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1831  *                 of the newly allocated range.
1832  *
1833  * RETURN VALUES:
1834  *      0       - success
1835  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1836  *      -EIO    - i/o error
1837  *
1838  * serialization: IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
1839  */
1840 static int
1841 dbAllocCtl(struct bmap * bmp, s64 nblocks, int l2nb, s64 blkno, s64 * results)
1842 {
1843         int rc, nb;
1844         s64 b, lblkno, n;
1845         struct metapage *mp;
1846         struct dmap *dp;
1847
1848         /* check if the allocation request is confined to a single dmap.
1849          */
1850         if (l2nb <= L2BPERDMAP) {
1851                 /* get the buffer for the dmap.
1852                  */
1853                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
1854                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1855                 if (mp == NULL)
1856                         return -EIO;
1857                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1858
1859                 /* try to allocate the blocks.
1860                  */
1861                 rc = dbAllocDmapLev(bmp, dp, (int) nblocks, l2nb, results);
1862                 if (rc == 0)
1863                         mark_metapage_dirty(mp);
1864
1865                 release_metapage(mp);
1866
1867                 return (rc);
1868         }
1869
1870         /* allocation request involving multiple dmaps. it must start on
1871          * a dmap boundary.
1872          */
1873         assert((blkno & (BPERDMAP - 1)) == 0);
1874
1875         /* allocate the blocks dmap by dmap.
1876          */
1877         for (n = nblocks, b = blkno; n > 0; n -= nb, b += nb) {
1878                 /* get the buffer for the dmap.
1879                  */
1880                 lblkno = BLKTODMAP(b, bmp->db_l2nbperpage);
1881                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1882                 if (mp == NULL) {
1883                         rc = -EIO;
1884                         goto backout;
1885                 }
1886                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1887
1888                 /* the dmap better be all free.
1889                  */
1890                 if (dp->tree.stree[ROOT] != L2BPERDMAP) {
1891                         release_metapage(mp);
1892                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1893                                   "the dmap is not all free\n");
1894                         rc = -EIO;
1895                         goto backout;
1896                 }
1897
1898                 /* determine how many blocks to allocate from this dmap.
1899                  */
1900                 nb = min_t(s64, n, BPERDMAP);
1901
1902                 /* allocate the blocks from the dmap.
1903                  */
1904                 if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, b, nb))) {
1905                         release_metapage(mp);
1906                         goto backout;
1907                 }
1908
1909                 /* write the buffer.
1910                  */
1911                 write_metapage(mp);
1912         }
1913
1914         /* set the results (starting block number) and return.
1915          */
1916         *results = blkno;
1917         return (0);
1918
1919         /* something failed in handling an allocation request involving
1920          * multiple dmaps.  we'll try to clean up by backing out any
1921          * allocation that has already happened for this request.  if
1922          * we fail in backing out the allocation, we'll mark the file
1923          * system to indicate that blocks have been leaked.
1924          */
1925       backout:
1926
1927         /* try to backout the allocations dmap by dmap.
1928          */
1929         for (n = nblocks - n, b = blkno; n > 0;
1930              n -= BPERDMAP, b += BPERDMAP) {
1931                 /* get the buffer for this dmap.
1932                  */
1933                 lblkno = BLKTODMAP(b, bmp->db_l2nbperpage);
1934                 mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
1935                 if (mp == NULL) {
1936                         /* could not back out.  mark the file system
1937                          * to indicate that we have leaked blocks.
1938                          */
1939                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
1940                                   "I/O Error: Block Leakage\n");
1941                         continue;
1942                 }
1943                 dp = (struct dmap *) mp->data;
1944
1945                 /* free the blocks is this dmap.
1946                  */
1947                 if (dbFreeDmap(bmp, dp, b, BPERDMAP)) {
1948                         /* could not back out.  mark the file system
1949                          * to indicate that we have leaked blocks.
1950                          */
1951                         release_metapage(mp);
1952                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "Block Leakage\n");
1953                         continue;
1954                 }
1955
1956                 /* write the buffer.
1957                  */
1958                 write_metapage(mp);
1959         }
1960
1961         return (rc);
1962 }
1963
1964
1965 /*
1966  * NAME:        dbAllocDmapLev()
1967  *
1968  * FUNCTION:    attempt to allocate a specified number of contiguous blocks
1969  *              from a specified dmap.
1970  *
1971  *              this routine checks if the contiguous blocks are available.
1972  *              if so, nblocks of blocks are allocated; otherwise, ENOSPC is
1973  *              returned.
1974  *
1975  * PARAMETERS:
1976  *      mp      -  pointer to bmap descriptor
1977  *      dp      -  pointer to dmap to attempt to allocate blocks from.
1978  *      l2nb    -  log2 number of contiguous block desired.
1979  *      nblocks -  actual number of contiguous block desired.
1980  *      results -  on successful return, set to the starting block number
1981  *                 of the newly allocated range.
1982  *
1983  * RETURN VALUES:
1984  *      0       - success
1985  *      -ENOSPC - insufficient disk resources
1986  *      -EIO    - i/o error
1987  *
1988  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap), e.g., from dbAlloc(), or
1989  *      IWRITE_LOCK(ipbmap), e.g., dbAllocCtl(), held on entry/exit;
1990  */
1991 static int
1992 dbAllocDmapLev(struct bmap * bmp,
1993                struct dmap * dp, int nblocks, int l2nb, s64 * results)
1994 {
1995         s64 blkno;
1996         int leafidx, rc;
1997
1998         /* can't be more than a dmaps worth of blocks */
1999         assert(l2nb <= L2BPERDMAP);
2000
2001         /* search the tree within the dmap page for sufficient
2002          * free space.  if sufficient free space is found, dbFindLeaf()
2003          * returns the index of the leaf at which free space was found.
2004          */
2005         if (dbFindLeaf((dmtree_t *) & dp->tree, l2nb, &leafidx))
2006                 return -ENOSPC;
2007
2008         /* determine the block number within the file system corresponding
2009          * to the leaf at which free space was found.
2010          */
2011         blkno = le64_to_cpu(dp->start) + (leafidx << L2DBWORD);
2012
2013         /* if not all bits of the dmap word are free, get the starting
2014          * bit number within the dmap word of the required string of free
2015          * bits and adjust the block number with this value.
2016          */
2017         if (dp->tree.stree[leafidx + LEAFIND] < BUDMIN)
2018                 blkno += dbFindBits(le32_to_cpu(dp->wmap[leafidx]), l2nb);
2019
2020         /* allocate the blocks */
2021         if ((rc = dbAllocDmap(bmp, dp, blkno, nblocks)) == 0)
2022                 *results = blkno;
2023
2024         return (rc);
2025 }
2026
2027
2028 /*
2029  * NAME:        dbAllocDmap()
2030  *
2031  * FUNCTION:    adjust the disk allocation map to reflect the allocation
2032  *              of a specified block range within a dmap.
2033  *
2034  *              this routine allocates the specified blocks from the dmap
2035  *              through a call to dbAllocBits(). if the allocation of the
2036  *              block range causes the maximum string of free blocks within
2037  *              the dmap to change (i.e. the value of the root of the dmap's
2038  *              dmtree), this routine will cause this change to be reflected
2039  *              up through the appropriate levels of the dmap control pages
2040  *              by a call to dbAdjCtl() for the L0 dmap control page that
2041  *              covers this dmap.
2042  *
2043  * PARAMETERS:
2044  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2045  *      dp      -  pointer to dmap to allocate the block range from.
2046  *      blkno   -  starting block number of the block to be allocated.
2047  *      nblocks -  number of blocks to be allocated.
2048  *
2049  * RETURN VALUES:
2050  *      0       - success
2051  *      -EIO    - i/o error
2052  *
2053  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2054  */
2055 static int dbAllocDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2056                        int nblocks)
2057 {
2058         s8 oldroot;
2059         int rc;
2060
2061         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
2062          * of the dmap tree.
2063          */
2064         oldroot = dp->tree.stree[ROOT];
2065
2066         /* allocate the specified (blocks) bits */
2067         dbAllocBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2068
2069         /* if the root has not changed, done. */
2070         if (dp->tree.stree[ROOT] == oldroot)
2071                 return (0);
2072
2073         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
2074          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
2075          * backout the bit allocation (thus making everything consistent).
2076          */
2077         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, dp->tree.stree[ROOT], 1, 0)))
2078                 dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2079
2080         return (rc);
2081 }
2082
2083
2084 /*
2085  * NAME:        dbFreeDmap()
2086  *
2087  * FUNCTION:    adjust the disk allocation map to reflect the allocation
2088  *              of a specified block range within a dmap.
2089  *
2090  *              this routine frees the specified blocks from the dmap through
2091  *              a call to dbFreeBits(). if the deallocation of the block range
2092  *              causes the maximum string of free blocks within the dmap to
2093  *              change (i.e. the value of the root of the dmap's dmtree), this
2094  *              routine will cause this change to be reflected up through the
2095  *              appropriate levels of the dmap control pages by a call to
2096  *              dbAdjCtl() for the L0 dmap control page that covers this dmap.
2097  *
2098  * PARAMETERS:
2099  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2100  *      dp      -  pointer to dmap to free the block range from.
2101  *      blkno   -  starting block number of the block to be freed.
2102  *      nblocks -  number of blocks to be freed.
2103  *
2104  * RETURN VALUES:
2105  *      0       - success
2106  *      -EIO    - i/o error
2107  *
2108  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2109  */
2110 static int dbFreeDmap(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2111                       int nblocks)
2112 {
2113         s8 oldroot;
2114         int rc = 0, word;
2115
2116         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
2117          * of the dmap tree.
2118          */
2119         oldroot = dp->tree.stree[ROOT];
2120
2121         /* free the specified (blocks) bits */
2122         rc = dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2123
2124         /* if error or the root has not changed, done. */
2125         if (rc || (dp->tree.stree[ROOT] == oldroot))
2126                 return (rc);
2127
2128         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
2129          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
2130          * backout the deallocation.
2131          */
2132         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, dp->tree.stree[ROOT], 0, 0))) {
2133                 word = (blkno & (BPERDMAP - 1)) >> L2DBWORD;
2134
2135                 /* as part of backing out the deallocation, we will have
2136                  * to back split the dmap tree if the deallocation caused
2137                  * the freed blocks to become part of a larger binary buddy
2138                  * system.
2139                  */
2140                 if (dp->tree.stree[word] == NOFREE)
2141                         dbBackSplit((dmtree_t *) & dp->tree, word);
2142
2143                 dbAllocBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
2144         }
2145
2146         return (rc);
2147 }
2148
2149
2150 /*
2151  * NAME:        dbAllocBits()
2152  *
2153  * FUNCTION:    allocate a specified block range from a dmap.
2154  *
2155  *              this routine updates the dmap to reflect the working
2156  *              state allocation of the specified block range. it directly
2157  *              updates the bits of the working map and causes the adjustment
2158  *              of the binary buddy system described by the dmap's dmtree
2159  *              leaves to reflect the bits allocated.  it also causes the
2160  *              dmap's dmtree, as a whole, to reflect the allocated range.
2161  *
2162  * PARAMETERS:
2163  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2164  *      dp      -  pointer to dmap to allocate bits from.
2165  *      blkno   -  starting block number of the bits to be allocated.
2166  *      nblocks -  number of bits to be allocated.
2167  *
2168  * RETURN VALUES: none
2169  *
2170  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2171  */
2172 static void dbAllocBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2173                         int nblocks)
2174 {
2175         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw, agno;
2176         dmtree_t *tp = (dmtree_t *) & dp->tree;
2177         int size;
2178         s8 *leaf;
2179
2180         /* pick up a pointer to the leaves of the dmap tree */
2181         leaf = dp->tree.stree + LEAFIND;
2182
2183         /* determine the bit number and word within the dmap of the
2184          * starting block.
2185          */
2186         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
2187         word = dbitno >> L2DBWORD;
2188
2189         /* block range better be within the dmap */
2190         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
2191
2192         /* allocate the bits of the dmap's words corresponding to the block
2193          * range. not all bits of the first and last words may be contained
2194          * within the block range.  if this is the case, we'll work against
2195          * those words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
2196          * (a single pass), allocating the bits of interest by hand and
2197          * updating the leaf corresponding to the dmap word. a single pass
2198          * will be used for all dmap words fully contained within the
2199          * specified range.  within this pass, the bits of all fully contained
2200          * dmap words will be marked as free in a single shot and the leaves
2201          * will be updated. a single leaf may describe the free space of
2202          * multiple dmap words, so we may update only a subset of the actual
2203          * leaves corresponding to the dmap words of the block range.
2204          */
2205         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
2206                 /* determine the bit number within the word and
2207                  * the number of bits within the word.
2208                  */
2209                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
2210                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
2211
2212                 /* check if only part of a word is to be allocated.
2213                  */
2214                 if (nb < DBWORD) {
2215                         /* allocate (set to 1) the appropriate bits within
2216                          * this dmap word.
2217                          */
2218                         dp->wmap[word] |= cpu_to_le32(ONES << (DBWORD - nb)
2219                                                       >> wbitno);
2220
2221                         /* update the leaf for this dmap word. in addition
2222                          * to setting the leaf value to the binary buddy max
2223                          * of the updated dmap word, dbSplit() will split
2224                          * the binary system of the leaves if need be.
2225                          */
2226                         dbSplit(tp, word, BUDMIN,
2227                                 dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[word]));
2228
2229                         word += 1;
2230                 } else {
2231                         /* one or more dmap words are fully contained
2232                          * within the block range.  determine how many
2233                          * words and allocate (set to 1) the bits of these
2234                          * words.
2235                          */
2236                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
2237                         memset(&dp->wmap[word], (int) ONES, nwords * 4);
2238
2239                         /* determine how many bits.
2240                          */
2241                         nb = nwords << L2DBWORD;
2242
2243                         /* now update the appropriate leaves to reflect
2244                          * the allocated words.
2245                          */
2246                         for (; nwords > 0; nwords -= nw) {
2247                                 if (leaf[word] < BUDMIN) {
2248                                         jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2249                                                   "leaf page corrupt\n");
2250                                         break;
2251                                 }
2252
2253                                 /* determine what the leaf value should be
2254                                  * updated to as the minimum of the l2 number
2255                                  * of bits being allocated and the l2 number
2256                                  * of bits currently described by this leaf.
2257                                  */
2258                                 size = min_t(int, leaf[word],
2259                                              NLSTOL2BSZ(nwords));
2260
2261                                 /* update the leaf to reflect the allocation.
2262                                  * in addition to setting the leaf value to
2263                                  * NOFREE, dbSplit() will split the binary
2264                                  * system of the leaves to reflect the current
2265                                  * allocation (size).
2266                                  */
2267                                 dbSplit(tp, word, size, NOFREE);
2268
2269                                 /* get the number of dmap words handled */
2270                                 nw = BUDSIZE(size, BUDMIN);
2271                                 word += nw;
2272                         }
2273                 }
2274         }
2275
2276         /* update the free count for this dmap */
2277         le32_add_cpu(&dp->nfree, -nblocks);
2278
2279         BMAP_LOCK(bmp);
2280
2281         /* if this allocation group is completely free,
2282          * update the maximum allocation group number if this allocation
2283          * group is the new max.
2284          */
2285         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
2286         if (agno > bmp->db_maxag)
2287                 bmp->db_maxag = agno;
2288
2289         /* update the free count for the allocation group and map */
2290         bmp->db_agfree[agno] -= nblocks;
2291         bmp->db_nfree -= nblocks;
2292
2293         BMAP_UNLOCK(bmp);
2294 }
2295
2296
2297 /*
2298  * NAME:        dbFreeBits()
2299  *
2300  * FUNCTION:    free a specified block range from a dmap.
2301  *
2302  *              this routine updates the dmap to reflect the working
2303  *              state allocation of the specified block range. it directly
2304  *              updates the bits of the working map and causes the adjustment
2305  *              of the binary buddy system described by the dmap's dmtree
2306  *              leaves to reflect the bits freed.  it also causes the dmap's
2307  *              dmtree, as a whole, to reflect the deallocated range.
2308  *
2309  * PARAMETERS:
2310  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2311  *      dp      -  pointer to dmap to free bits from.
2312  *      blkno   -  starting block number of the bits to be freed.
2313  *      nblocks -  number of bits to be freed.
2314  *
2315  * RETURN VALUES: 0 for success
2316  *
2317  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2318  */
2319 static int dbFreeBits(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
2320                        int nblocks)
2321 {
2322         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, nw, agno;
2323         dmtree_t *tp = (dmtree_t *) & dp->tree;
2324         int rc = 0;
2325         int size;
2326
2327         /* determine the bit number and word within the dmap of the
2328          * starting block.
2329          */
2330         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
2331         word = dbitno >> L2DBWORD;
2332
2333         /* block range better be within the dmap.
2334          */
2335         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
2336
2337         /* free the bits of the dmaps words corresponding to the block range.
2338          * not all bits of the first and last words may be contained within
2339          * the block range.  if this is the case, we'll work against those
2340          * words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
2341          * (a single pass), freeing the bits of interest by hand and updating
2342          * the leaf corresponding to the dmap word. a single pass will be used
2343          * for all dmap words fully contained within the specified range.
2344          * within this pass, the bits of all fully contained dmap words will
2345          * be marked as free in a single shot and the leaves will be updated. a
2346          * single leaf may describe the free space of multiple dmap words,
2347          * so we may update only a subset of the actual leaves corresponding
2348          * to the dmap words of the block range.
2349          *
2350          * dbJoin() is used to update leaf values and will join the binary
2351          * buddy system of the leaves if the new leaf values indicate this
2352          * should be done.
2353          */
2354         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
2355                 /* determine the bit number within the word and
2356                  * the number of bits within the word.
2357                  */
2358                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
2359                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
2360
2361                 /* check if only part of a word is to be freed.
2362                  */
2363                 if (nb < DBWORD) {
2364                         /* free (zero) the appropriate bits within this
2365                          * dmap word.
2366                          */
2367                         dp->wmap[word] &=
2368                             cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
2369                                           >> wbitno));
2370
2371                         /* update the leaf for this dmap word.
2372                          */
2373                         rc = dbJoin(tp, word,
2374                                     dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[word]));
2375                         if (rc)
2376                                 return rc;
2377
2378                         word += 1;
2379                 } else {
2380                         /* one or more dmap words are fully contained
2381                          * within the block range.  determine how many
2382                          * words and free (zero) the bits of these words.
2383                          */
2384                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
2385                         memset(&dp->wmap[word], 0, nwords * 4);
2386
2387                         /* determine how many bits.
2388                          */
2389                         nb = nwords << L2DBWORD;
2390
2391                         /* now update the appropriate leaves to reflect
2392                          * the freed words.
2393                          */
2394                         for (; nwords > 0; nwords -= nw) {
2395                                 /* determine what the leaf value should be
2396                                  * updated to as the minimum of the l2 number
2397                                  * of bits being freed and the l2 (max) number
2398                                  * of bits that can be described by this leaf.
2399                                  */
2400                                 size =
2401                                     min(LITOL2BSZ
2402                                         (word, L2LPERDMAP, BUDMIN),
2403                                         NLSTOL2BSZ(nwords));
2404
2405                                 /* update the leaf.
2406                                  */
2407                                 rc = dbJoin(tp, word, size);
2408                                 if (rc)
2409                                         return rc;
2410
2411                                 /* get the number of dmap words handled.
2412                                  */
2413                                 nw = BUDSIZE(size, BUDMIN);
2414                                 word += nw;
2415                         }
2416                 }
2417         }
2418
2419         /* update the free count for this dmap.
2420          */
2421         le32_add_cpu(&dp->nfree, nblocks);
2422
2423         BMAP_LOCK(bmp);
2424
2425         /* update the free count for the allocation group and
2426          * map.
2427          */
2428         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
2429         bmp->db_nfree += nblocks;
2430         bmp->db_agfree[agno] += nblocks;
2431
2432         /* check if this allocation group is not completely free and
2433          * if it is currently the maximum (rightmost) allocation group.
2434          * if so, establish the new maximum allocation group number by
2435          * searching left for the first allocation group with allocation.
2436          */
2437         if ((bmp->db_agfree[agno] == bmp->db_agsize && agno == bmp->db_maxag) ||
2438             (agno == bmp->db_numag - 1 &&
2439              bmp->db_agfree[agno] == (bmp-> db_mapsize & (BPERDMAP - 1)))) {
2440                 while (bmp->db_maxag > 0) {
2441                         bmp->db_maxag -= 1;
2442                         if (bmp->db_agfree[bmp->db_maxag] !=
2443                             bmp->db_agsize)
2444                                 break;
2445                 }
2446
2447                 /* re-establish the allocation group preference if the
2448                  * current preference is right of the maximum allocation
2449                  * group.
2450                  */
2451                 if (bmp->db_agpref > bmp->db_maxag)
2452                         bmp->db_agpref = bmp->db_maxag;
2453         }
2454
2455         BMAP_UNLOCK(bmp);
2456
2457         return 0;
2458 }
2459
2460
2461 /*
2462  * NAME:        dbAdjCtl()
2463  *
2464  * FUNCTION:    adjust a dmap control page at a specified level to reflect
2465  *              the change in a lower level dmap or dmap control page's
2466  *              maximum string of free blocks (i.e. a change in the root
2467  *              of the lower level object's dmtree) due to the allocation
2468  *              or deallocation of a range of blocks with a single dmap.
2469  *
2470  *              on entry, this routine is provided with the new value of
2471  *              the lower level dmap or dmap control page root and the
2472  *              starting block number of the block range whose allocation
2473  *              or deallocation resulted in the root change.  this range
2474  *              is respresented by a single leaf of the current dmapctl
2475  *              and the leaf will be updated with this value, possibly
2476  *              causing a binary buddy system within the leaves to be
2477  *              split or joined.  the update may also cause the dmapctl's
2478  *              dmtree to be updated.
2479  *
2480  *              if the adjustment of the dmap control page, itself, causes its
2481  *              root to change, this change will be bubbled up to the next dmap
2482  *              control level by a recursive call to this routine, specifying
2483  *              the new root value and the next dmap control page level to
2484  *              be adjusted.
2485  * PARAMETERS:
2486  *      bmp     -  pointer to bmap descriptor
2487  *      blkno   -  the first block of a block range within a dmap.  it is
2488  *                 the allocation or deallocation of this block range that
2489  *                 requires the dmap control page to be adjusted.
2490  *      newval  -  the new value of the lower level dmap or dmap control
2491  *                 page root.
2492  *      alloc   -  'true' if adjustment is due to an allocation.
2493  *      level   -  current level of dmap control page (i.e. L0, L1, L2) to
2494  *                 be adjusted.
2495  *
2496  * RETURN VALUES:
2497  *      0       - success
2498  *      -EIO    - i/o error
2499  *
2500  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2501  */
2502 static int
2503 dbAdjCtl(struct bmap * bmp, s64 blkno, int newval, int alloc, int level)
2504 {
2505         struct metapage *mp;
2506         s8 oldroot;
2507         int oldval;
2508         s64 lblkno;
2509         struct dmapctl *dcp;
2510         int rc, leafno, ti;
2511
2512         /* get the buffer for the dmap control page for the specified
2513          * block number and control page level.
2514          */
2515         lblkno = BLKTOCTL(blkno, bmp->db_l2nbperpage, level);
2516         mp = read_metapage(bmp->db_ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
2517         if (mp == NULL)
2518                 return -EIO;
2519         dcp = (struct dmapctl *) mp->data;
2520
2521         if (dcp->leafidx != cpu_to_le32(CTLLEAFIND)) {
2522                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb, "Corrupt dmapctl page\n");
2523                 release_metapage(mp);
2524                 return -EIO;
2525         }
2526
2527         /* determine the leaf number corresponding to the block and
2528          * the index within the dmap control tree.
2529          */
2530         leafno = BLKTOCTLLEAF(blkno, dcp->budmin);
2531         ti = leafno + le32_to_cpu(dcp->leafidx);
2532
2533         /* save the current leaf value and the current root level (i.e.
2534          * maximum l2 free string described by this dmapctl).
2535          */
2536         oldval = dcp->stree[ti];
2537         oldroot = dcp->stree[ROOT];
2538
2539         /* check if this is a control page update for an allocation.
2540          * if so, update the leaf to reflect the new leaf value using
2541          * dbSplit(); otherwise (deallocation), use dbJoin() to update
2542          * the leaf with the new value.  in addition to updating the
2543          * leaf, dbSplit() will also split the binary buddy system of
2544          * the leaves, if required, and bubble new values within the
2545          * dmapctl tree, if required.  similarly, dbJoin() will join
2546          * the binary buddy system of leaves and bubble new values up
2547          * the dmapctl tree as required by the new leaf value.
2548          */
2549         if (alloc) {
2550                 /* check if we are in the middle of a binary buddy
2551                  * system.  this happens when we are performing the
2552                  * first allocation out of an allocation group that
2553                  * is part (not the first part) of a larger binary
2554                  * buddy system.  if we are in the middle, back split
2555                  * the system prior to calling dbSplit() which assumes
2556                  * that it is at the front of a binary buddy system.
2557                  */
2558                 if (oldval == NOFREE) {
2559                         rc = dbBackSplit((dmtree_t *) dcp, leafno);
2560                         if (rc) {
2561                                 release_metapage(mp);
2562                                 return rc;
2563                         }
2564                         oldval = dcp->stree[ti];
2565                 }
2566                 dbSplit((dmtree_t *) dcp, leafno, dcp->budmin, newval);
2567         } else {
2568                 rc = dbJoin((dmtree_t *) dcp, leafno, newval);
2569                 if (rc) {
2570                         release_metapage(mp);
2571                         return rc;
2572                 }
2573         }
2574
2575         /* check if the root of the current dmap control page changed due
2576          * to the update and if the current dmap control page is not at
2577          * the current top level (i.e. L0, L1, L2) of the map.  if so (i.e.
2578          * root changed and this is not the top level), call this routine
2579          * again (recursion) for the next higher level of the mapping to
2580          * reflect the change in root for the current dmap control page.
2581          */
2582         if (dcp->stree[ROOT] != oldroot) {
2583                 /* are we below the top level of the map.  if so,
2584                  * bubble the root up to the next higher level.
2585                  */
2586                 if (level < bmp->db_maxlevel) {
2587                         /* bubble up the new root of this dmap control page to
2588                          * the next level.
2589                          */
2590                         if ((rc =
2591                              dbAdjCtl(bmp, blkno, dcp->stree[ROOT], alloc,
2592                                       level + 1))) {
2593                                 /* something went wrong in bubbling up the new
2594                                  * root value, so backout the changes to the
2595                                  * current dmap control page.
2596                                  */
2597                                 if (alloc) {
2598                                         dbJoin((dmtree_t *) dcp, leafno,
2599                                                oldval);
2600                                 } else {
2601                                         /* the dbJoin() above might have
2602                                          * caused a larger binary buddy system
2603                                          * to form and we may now be in the
2604                                          * middle of it.  if this is the case,
2605                                          * back split the buddies.
2606                                          */
2607                                         if (dcp->stree[ti] == NOFREE)
2608                                                 dbBackSplit((dmtree_t *)
2609                                                             dcp, leafno);
2610                                         dbSplit((dmtree_t *) dcp, leafno,
2611                                                 dcp->budmin, oldval);
2612                                 }
2613
2614                                 /* release the buffer and return the error.
2615                                  */
2616                                 release_metapage(mp);
2617                                 return (rc);
2618                         }
2619                 } else {
2620                         /* we're at the top level of the map. update
2621                          * the bmap control page to reflect the size
2622                          * of the maximum free buddy system.
2623                          */
2624                         assert(level == bmp->db_maxlevel);
2625                         if (bmp->db_maxfreebud != oldroot) {
2626                                 jfs_error(bmp->db_ipbmap->i_sb,
2627                                           "the maximum free buddy is not the old root\n");
2628                         }
2629                         bmp->db_maxfreebud = dcp->stree[ROOT];
2630                 }
2631         }
2632
2633         /* write the buffer.
2634          */
2635         write_metapage(mp);
2636
2637         return (0);
2638 }
2639
2640
2641 /*
2642  * NAME:        dbSplit()
2643  *
2644  * FUNCTION:    update the leaf of a dmtree with a new value, splitting
2645  *              the leaf from the binary buddy system of the dmtree's
2646  *              leaves, as required.
2647  *
2648  * PARAMETERS:
2649  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2650  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2651  *      splitsz - the size the binary buddy system starting at the leaf
2652  *                must be split to, specified as the log2 number of blocks.
2653  *      newval  - the new value for the leaf.
2654  *
2655  * RETURN VALUES: none
2656  *
2657  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2658  */
2659 static void dbSplit(dmtree_t * tp, int leafno, int splitsz, int newval)
2660 {
2661         int budsz;
2662         int cursz;
2663         s8 *leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2664
2665         /* check if the leaf needs to be split.
2666          */
2667         if (leaf[leafno] > tp->dmt_budmin) {
2668                 /* the split occurs by cutting the buddy system in half
2669                  * at the specified leaf until we reach the specified
2670                  * size.  pick up the starting split size (current size
2671                  * - 1 in l2) and the corresponding buddy size.
2672                  */
2673                 cursz = leaf[leafno] - 1;
2674                 budsz = BUDSIZE(cursz, tp->dmt_budmin);
2675
2676                 /* split until we reach the specified size.
2677                  */
2678                 while (cursz >= splitsz) {
2679                         /* update the buddy's leaf with its new value.
2680                          */
2681                         dbAdjTree(tp, leafno ^ budsz, cursz);
2682
2683                         /* on to the next size and buddy.
2684                          */
2685                         cursz -= 1;
2686                         budsz >>= 1;
2687                 }
2688         }
2689
2690         /* adjust the dmap tree to reflect the specified leaf's new
2691          * value.
2692          */
2693         dbAdjTree(tp, leafno, newval);
2694 }
2695
2696
2697 /*
2698  * NAME:        dbBackSplit()
2699  *
2700  * FUNCTION:    back split the binary buddy system of dmtree leaves
2701  *              that hold a specified leaf until the specified leaf
2702  *              starts its own binary buddy system.
2703  *
2704  *              the allocators typically perform allocations at the start
2705  *              of binary buddy systems and dbSplit() is used to accomplish
2706  *              any required splits.  in some cases, however, allocation
2707  *              may occur in the middle of a binary system and requires a
2708  *              back split, with the split proceeding out from the middle of
2709  *              the system (less efficient) rather than the start of the
2710  *              system (more efficient).  the cases in which a back split
2711  *              is required are rare and are limited to the first allocation
2712  *              within an allocation group which is a part (not first part)
2713  *              of a larger binary buddy system and a few exception cases
2714  *              in which a previous join operation must be backed out.
2715  *
2716  * PARAMETERS:
2717  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2718  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2719  *
2720  * RETURN VALUES: none
2721  *
2722  * serialization: IREAD_LOCK(ipbmap) or IWRITE_LOCK(ipbmap) held on entry/exit;
2723  */
2724 static int dbBackSplit(dmtree_t * tp, int leafno)
2725 {
2726         int budsz, bud, w, bsz, size;
2727         int cursz;
2728         s8 *leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2729
2730         /* leaf should be part (not first part) of a binary
2731          * buddy system.
2732          */
2733         assert(leaf[leafno] == NOFREE);
2734
2735         /* the back split is accomplished by iteratively finding the leaf
2736          * that starts the buddy system that contains the specified leaf and
2737          * splitting that system in two.  this iteration continues until
2738          * the specified leaf becomes the start of a buddy system.
2739          *
2740          * determine maximum possible l2 size for the specified leaf.
2741          */
2742         size =
2743             LITOL2BSZ(leafno, le32_to_cpu(tp->dmt_l2nleafs),
2744                       tp->dmt_budmin);
2745
2746         /* determine the number of leaves covered by this size.  this
2747          * is the buddy size that we will start with as we search for
2748          * the buddy system that contains the specified leaf.
2749          */
2750         budsz = BUDSIZE(size, tp->dmt_budmin);
2751
2752         /* back split.
2753          */
2754         while (leaf[leafno] == NOFREE) {
2755                 /* find the leftmost buddy leaf.
2756                  */
2757                 for (w = leafno, bsz = budsz;; bsz <<= 1,
2758                      w = (w < bud) ? w : bud) {
2759                         if (bsz >= le32_to_cpu(tp->dmt_nleafs)) {
2760                                 jfs_err("JFS: block map error in dbBackSplit");
2761                                 return -EIO;
2762                         }
2763
2764                         /* determine the buddy.
2765                          */
2766                         bud = w ^ bsz;
2767
2768                         /* check if this buddy is the start of the system.
2769                          */
2770                         if (leaf[bud] != NOFREE) {
2771                                 /* split the leaf at the start of the
2772                                  * system in two.
2773                                  */
2774                                 cursz = leaf[bud] - 1;
2775                                 dbSplit(tp, bud, cursz, cursz);
2776                                 break;
2777                         }
2778                 }
2779         }
2780
2781         if (leaf[leafno] != size) {
2782                 jfs_err("JFS: wrong leaf value in dbBackSplit");
2783                 return -EIO;
2784         }
2785         return 0;
2786 }
2787
2788
2789 /*
2790  * NAME:        dbJoin()
2791  *
2792  * FUNCTION:    update the leaf of a dmtree with a new value, joining
2793  *              the leaf with other leaves of the dmtree into a multi-leaf
2794  *              binary buddy system, as required.
2795  *
2796  * PARAMETERS:
2797  *      tp      - pointer to the tree containing the leaf.
2798  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2799  *      newval  - the new value for the leaf.
2800  *
2801  * RETURN VALUES: none
2802  */
2803 static int dbJoin(dmtree_t * tp, int leafno, int newval)
2804 {
2805         int budsz, buddy;
2806         s8 *leaf;
2807
2808         /* can the new leaf value require a join with other leaves ?
2809          */
2810         if (newval >= tp->dmt_budmin) {
2811                 /* pickup a pointer to the leaves of the tree.
2812                  */
2813                 leaf = tp->dmt_stree + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2814
2815                 /* try to join the specified leaf into a large binary
2816                  * buddy system.  the join proceeds by attempting to join
2817                  * the specified leafno with its buddy (leaf) at new value.
2818                  * if the join occurs, we attempt to join the left leaf
2819                  * of the joined buddies with its buddy at new value + 1.
2820                  * we continue to join until we find a buddy that cannot be
2821                  * joined (does not have a value equal to the size of the
2822                  * last join) or until all leaves have been joined into a
2823                  * single system.
2824                  *
2825                  * get the buddy size (number of words covered) of
2826                  * the new value.
2827                  */
2828                 budsz = BUDSIZE(newval, tp->dmt_budmin);
2829
2830                 /* try to join.
2831                  */
2832                 while (budsz < le32_to_cpu(tp->dmt_nleafs)) {
2833                         /* get the buddy leaf.
2834                          */
2835                         buddy = leafno ^ budsz;
2836
2837                         /* if the leaf's new value is greater than its
2838                          * buddy's value, we join no more.
2839                          */
2840                         if (newval > leaf[buddy])
2841                                 break;
2842
2843                         /* It shouldn't be less */
2844                         if (newval < leaf[buddy])
2845                                 return -EIO;
2846
2847                         /* check which (leafno or buddy) is the left buddy.
2848                          * the left buddy gets to claim the blocks resulting
2849                          * from the join while the right gets to claim none.
2850                          * the left buddy is also eligible to participate in
2851                          * a join at the next higher level while the right
2852                          * is not.
2853                          *
2854                          */
2855                         if (leafno < buddy) {
2856                                 /* leafno is the left buddy.
2857                                  */
2858                                 dbAdjTree(tp, buddy, NOFREE);
2859                         } else {
2860                                 /* buddy is the left buddy and becomes
2861                                  * leafno.
2862                                  */
2863                                 dbAdjTree(tp, leafno, NOFREE);
2864                                 leafno = buddy;
2865                         }
2866
2867                         /* on to try the next join.
2868                          */
2869                         newval += 1;
2870                         budsz <<= 1;
2871                 }
2872         }
2873
2874         /* update the leaf value.
2875          */
2876         dbAdjTree(tp, leafno, newval);
2877
2878         return 0;
2879 }
2880
2881
2882 /*
2883  * NAME:        dbAdjTree()
2884  *
2885  * FUNCTION:    update a leaf of a dmtree with a new value, adjusting
2886  *              the dmtree, as required, to reflect the new leaf value.
2887  *              the combination of any buddies must already be done before
2888  *              this is called.
2889  *
2890  * PARAMETERS:
2891  *      tp      - pointer to the tree to be adjusted.
2892  *      leafno  - the number of the leaf to be updated.
2893  *      newval  - the new value for the leaf.
2894  *
2895  * RETURN VALUES: none
2896  */
2897 static void dbAdjTree(dmtree_t * tp, int leafno, int newval)
2898 {
2899         int lp, pp, k;
2900         int max;
2901
2902         /* pick up the index of the leaf for this leafno.
2903          */
2904         lp = leafno + le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
2905
2906         /* is the current value the same as the old value ?  if so,
2907          * there is nothing to do.
2908          */
2909         if (tp->dmt_stree[lp] == newval)
2910                 return;
2911
2912         /* set the new value.
2913          */
2914         tp->dmt_stree[lp] = newval;
2915
2916         /* bubble the new value up the tree as required.
2917          */
2918         for (k = 0; k < le32_to_cpu(tp->dmt_height); k++) {
2919                 /* get the index of the first leaf of the 4 leaf
2920                  * group containing the specified leaf (leafno).
2921                  */
2922                 lp = ((lp - 1) & ~0x03) + 1;
2923
2924                 /* get the index of the parent of this 4 leaf group.
2925                  */
2926                 pp = (lp - 1) >> 2;
2927
2928                 /* determine the maximum of the 4 leaves.
2929                  */
2930                 max = TREEMAX(&tp->dmt_stree[lp]);
2931
2932                 /* if the maximum of the 4 is the same as the
2933                  * parent's value, we're done.
2934                  */
2935                 if (tp->dmt_stree[pp] == max)
2936                         break;
2937
2938                 /* parent gets new value.
2939                  */
2940                 tp->dmt_stree[pp] = max;
2941
2942                 /* parent becomes leaf for next go-round.
2943                  */
2944                 lp = pp;
2945         }
2946 }
2947
2948
2949 /*
2950  * NAME:        dbFindLeaf()
2951  *
2952  * FUNCTION:    search a dmtree_t for sufficient free blocks, returning
2953  *              the index of a leaf describing the free blocks if
2954  *              sufficient free blocks are found.
2955  *
2956  *              the search starts at the top of the dmtree_t tree and
2957  *              proceeds down the tree to the leftmost leaf with sufficient
2958  *              free space.
2959  *
2960  * PARAMETERS:
2961  *      tp      - pointer to the tree to be searched.
2962  *      l2nb    - log2 number of free blocks to search for.
2963  *      leafidx - return pointer to be set to the index of the leaf
2964  *                describing at least l2nb free blocks if sufficient
2965  *                free blocks are found.
2966  *
2967  * RETURN VALUES:
2968  *      0       - success
2969  *      -ENOSPC - insufficient free blocks.
2970  */
2971 static int dbFindLeaf(dmtree_t * tp, int l2nb, int *leafidx)
2972 {
2973         int ti, n = 0, k, x = 0;
2974
2975         /* first check the root of the tree to see if there is
2976          * sufficient free space.
2977          */
2978         if (l2nb > tp->dmt_stree[ROOT])
2979                 return -ENOSPC;
2980
2981         /* sufficient free space available. now search down the tree
2982          * starting at the next level for the leftmost leaf that
2983          * describes sufficient free space.
2984          */
2985         for (k = le32_to_cpu(tp->dmt_height), ti = 1;
2986              k > 0; k--, ti = ((ti + n) << 2) + 1) {
2987                 /* search the four nodes at this level, starting from
2988                  * the left.
2989                  */
2990                 for (x = ti, n = 0; n < 4; n++) {
2991                         /* sufficient free space found.  move to the next
2992                          * level (or quit if this is the last level).
2993                          */
2994                         if (l2nb <= tp->dmt_stree[x + n])
2995                                 break;
2996                 }
2997
2998                 /* better have found something since the higher
2999                  * levels of the tree said it was here.
3000                  */
3001                 assert(n < 4);
3002         }
3003
3004         /* set the return to the leftmost leaf describing sufficient
3005          * free space.
3006          */
3007         *leafidx = x + n - le32_to_cpu(tp->dmt_leafidx);
3008
3009         return (0);
3010 }
3011
3012
3013 /*
3014  * NAME:        dbFindBits()
3015  *
3016  * FUNCTION:    find a specified number of binary buddy free bits within a
3017  *              dmap bitmap word value.
3018  *
3019  *              this routine searches the bitmap value for (1 << l2nb) free
3020  *              bits at (1 << l2nb) alignments within the value.
3021  *
3022  * PARAMETERS:
3023  *      word    -  dmap bitmap word value.
3024  *      l2nb    -  number of free bits specified as a log2 number.
3025  *
3026  * RETURN VALUES:
3027  *      starting bit number of free bits.
3028  */
3029 static int dbFindBits(u32 word, int l2nb)
3030 {
3031         int bitno, nb;
3032         u32 mask;
3033
3034         /* get the number of bits.
3035          */
3036         nb = 1 << l2nb;
3037         assert(nb <= DBWORD);
3038
3039         /* complement the word so we can use a mask (i.e. 0s represent
3040          * free bits) and compute the mask.
3041          */
3042         word = ~word;
3043         mask = ONES << (DBWORD - nb);
3044
3045         /* scan the word for nb free bits at nb alignments.
3046          */
3047         for (bitno = 0; mask != 0; bitno += nb, mask >>= nb) {
3048                 if ((mask & word) == mask)
3049                         break;
3050         }
3051
3052         ASSERT(bitno < 32);
3053
3054         /* return the bit number.
3055          */
3056         return (bitno);
3057 }
3058
3059
3060 /*
3061  * NAME:        dbMaxBud(u8 *cp)
3062  *
3063  * FUNCTION:    determine the largest binary buddy string of free
3064  *              bits within 32-bits of the map.
3065  *
3066  * PARAMETERS:
3067  *      cp      -  pointer to the 32-bit value.
3068  *
3069  * RETURN VALUES:
3070  *      largest binary buddy of free bits within a dmap word.
3071  */
3072 static int dbMaxBud(u8 * cp)
3073 {
3074         signed char tmp1, tmp2;
3075
3076         /* check if the wmap word is all free. if so, the
3077          * free buddy size is BUDMIN.
3078          */
3079         if (*((uint *) cp) == 0)
3080                 return (BUDMIN);
3081
3082         /* check if the wmap word is half free. if so, the
3083          * free buddy size is BUDMIN-1.
3084          */
3085         if (*((u16 *) cp) == 0 || *((u16 *) cp + 1) == 0)
3086                 return (BUDMIN - 1);
3087
3088         /* not all free or half free. determine the free buddy
3089          * size thru table lookup using quarters of the wmap word.
3090          */
3091         tmp1 = max(budtab[cp[2]], budtab[cp[3]]);
3092         tmp2 = max(budtab[cp[0]], budtab[cp[1]]);
3093         return (max(tmp1, tmp2));
3094 }
3095
3096
3097 /*
3098  * NAME:        cnttz(uint word)
3099  *
3100  * FUNCTION:    determine the number of trailing zeros within a 32-bit
3101  *              value.
3102  *
3103  * PARAMETERS:
3104  *      value   -  32-bit value to be examined.
3105  *
3106  * RETURN VALUES:
3107  *      count of trailing zeros
3108  */
3109 static int cnttz(u32 word)
3110 {
3111         int n;
3112
3113         for (n = 0; n < 32; n++, word >>= 1) {
3114                 if (word & 0x01)
3115                         break;
3116         }
3117
3118         return (n);
3119 }
3120
3121
3122 /*
3123  * NAME:        cntlz(u32 value)
3124  *
3125  * FUNCTION:    determine the number of leading zeros within a 32-bit
3126  *              value.
3127  *
3128  * PARAMETERS:
3129  *      value   -  32-bit value to be examined.
3130  *
3131  * RETURN VALUES:
3132  *      count of leading zeros
3133  */
3134 static int cntlz(u32 value)
3135 {
3136         int n;
3137
3138         for (n = 0; n < 32; n++, value <<= 1) {
3139                 if (value & HIGHORDER)
3140                         break;
3141         }
3142         return (n);
3143 }
3144
3145
3146 /*
3147  * NAME:        blkstol2(s64 nb)
3148  *
3149  * FUNCTION:    convert a block count to its log2 value. if the block
3150  *              count is not a l2 multiple, it is rounded up to the next
3151  *              larger l2 multiple.
3152  *
3153  * PARAMETERS:
3154  *      nb      -  number of blocks
3155  *
3156  * RETURN VALUES:
3157  *      log2 number of blocks
3158  */
3159 static int blkstol2(s64 nb)
3160 {
3161         int l2nb;
3162         s64 mask;               /* meant to be signed */
3163
3164         mask = (s64) 1 << (64 - 1);
3165
3166         /* count the leading bits.
3167          */
3168         for (l2nb = 0; l2nb < 64; l2nb++, mask >>= 1) {
3169                 /* leading bit found.
3170                  */
3171                 if (nb & mask) {
3172                         /* determine the l2 value.
3173                          */
3174                         l2nb = (64 - 1) - l2nb;
3175
3176                         /* check if we need to round up.
3177                          */
3178                         if (~mask & nb)
3179                                 l2nb++;
3180
3181                         return (l2nb);
3182                 }
3183         }
3184         assert(0);
3185         return 0;               /* fix compiler warning */
3186 }
3187
3188
3189 /*
3190  * NAME:        dbAllocBottomUp()
3191  *
3192  * FUNCTION:    alloc the specified block range from the working block
3193  *              allocation map.
3194  *
3195  *              the blocks will be alloc from the working map one dmap
3196  *              at a time.
3197  *
3198  * PARAMETERS:
3199  *      ip      -  pointer to in-core inode;
3200  *      blkno   -  starting block number to be freed.
3201  *      nblocks -  number of blocks to be freed.
3202  *
3203  * RETURN VALUES:
3204  *      0       - success
3205  *      -EIO    - i/o error
3206  */
3207 int dbAllocBottomUp(struct inode *ip, s64 blkno, s64 nblocks)
3208 {
3209         struct metapage *mp;
3210         struct dmap *dp;
3211         int nb, rc;
3212         s64 lblkno, rem;
3213         struct inode *ipbmap = JFS_SBI(ip->i_sb)->ipbmap;
3214         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ip->i_sb)->bmap;
3215
3216         IREAD_LOCK(ipbmap, RDWRLOCK_DMAP);
3217
3218         /* block to be allocated better be within the mapsize. */
3219         ASSERT(nblocks <= bmp->db_mapsize - blkno);
3220
3221         /*
3222          * allocate the blocks a dmap at a time.
3223          */
3224         mp = NULL;
3225         for (rem = nblocks; rem > 0; rem -= nb, blkno += nb) {
3226                 /* release previous dmap if any */
3227                 if (mp) {
3228                         write_metapage(mp);
3229                 }
3230
3231                 /* get the buffer for the current dmap. */
3232                 lblkno = BLKTODMAP(blkno, bmp->db_l2nbperpage);
3233                 mp = read_metapage(ipbmap, lblkno, PSIZE, 0);
3234                 if (mp == NULL) {
3235                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3236                         return -EIO;
3237                 }
3238                 dp = (struct dmap *) mp->data;
3239
3240                 /* determine the number of blocks to be allocated from
3241                  * this dmap.
3242                  */
3243                 nb = min(rem, BPERDMAP - (blkno & (BPERDMAP - 1)));
3244
3245                 /* allocate the blocks. */
3246                 if ((rc = dbAllocDmapBU(bmp, dp, blkno, nb))) {
3247                         release_metapage(mp);
3248                         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3249                         return (rc);
3250                 }
3251         }
3252
3253         /* write the last buffer. */
3254         write_metapage(mp);
3255
3256         IREAD_UNLOCK(ipbmap);
3257
3258         return (0);
3259 }
3260
3261
3262 static int dbAllocDmapBU(struct bmap * bmp, struct dmap * dp, s64 blkno,
3263                          int nblocks)
3264 {
3265         int rc;
3266         int dbitno, word, rembits, nb, nwords, wbitno, agno;
3267         s8 oldroot;
3268         struct dmaptree *tp = (struct dmaptree *) & dp->tree;
3269
3270         /* save the current value of the root (i.e. maximum free string)
3271          * of the dmap tree.
3272          */
3273         oldroot = tp->stree[ROOT];
3274
3275         /* determine the bit number and word within the dmap of the
3276          * starting block.
3277          */
3278         dbitno = blkno & (BPERDMAP - 1);
3279         word = dbitno >> L2DBWORD;
3280
3281         /* block range better be within the dmap */
3282         assert(dbitno + nblocks <= BPERDMAP);
3283
3284         /* allocate the bits of the dmap's words corresponding to the block
3285          * range. not all bits of the first and last words may be contained
3286          * within the block range.  if this is the case, we'll work against
3287          * those words (i.e. partial first and/or last) on an individual basis
3288          * (a single pass), allocating the bits of interest by hand and
3289          * updating the leaf corresponding to the dmap word. a single pass
3290          * will be used for all dmap words fully contained within the
3291          * specified range.  within this pass, the bits of all fully contained
3292          * dmap words will be marked as free in a single shot and the leaves
3293          * will be updated. a single leaf may describe the free space of
3294          * multiple dmap words, so we may update only a subset of the actual
3295          * leaves corresponding to the dmap words of the block range.
3296          */
3297         for (rembits = nblocks; rembits > 0; rembits -= nb, dbitno += nb) {
3298                 /* determine the bit number within the word and
3299                  * the number of bits within the word.
3300                  */
3301                 wbitno = dbitno & (DBWORD - 1);
3302                 nb = min(rembits, DBWORD - wbitno);
3303
3304                 /* check if only part of a word is to be allocated.
3305                  */
3306                 if (nb < DBWORD) {
3307                         /* allocate (set to 1) the appropriate bits within
3308                          * this dmap word.
3309                          */
3310                         dp->wmap[word] |= cpu_to_le32(ONES << (DBWORD - nb)
3311                                                       >> wbitno);
3312
3313                         word++;
3314                 } else {
3315                         /* one or more dmap words are fully contained
3316                          * within the block range.  determine how many
3317                          * words and allocate (set to 1) the bits of these
3318                          * words.
3319                          */
3320                         nwords = rembits >> L2DBWORD;
3321                         memset(&dp->wmap[word], (int) ONES, nwords * 4);
3322
3323                         /* determine how many bits */
3324                         nb = nwords << L2DBWORD;
3325                         word += nwords;
3326                 }
3327         }
3328
3329         /* update the free count for this dmap */
3330         le32_add_cpu(&dp->nfree, -nblocks);
3331
3332         /* reconstruct summary tree */
3333         dbInitDmapTree(dp);
3334
3335         BMAP_LOCK(bmp);
3336
3337         /* if this allocation group is completely free,
3338          * update the highest active allocation group number
3339          * if this allocation group is the new max.
3340          */
3341         agno = blkno >> bmp->db_agl2size;
3342         if (agno > bmp->db_maxag)
3343                 bmp->db_maxag = agno;
3344
3345         /* update the free count for the allocation group and map */
3346         bmp->db_agfree[agno] -= nblocks;
3347         bmp->db_nfree -= nblocks;
3348
3349         BMAP_UNLOCK(bmp);
3350
3351         /* if the root has not changed, done. */
3352         if (tp->stree[ROOT] == oldroot)
3353                 return (0);
3354
3355         /* root changed. bubble the change up to the dmap control pages.
3356          * if the adjustment of the upper level control pages fails,
3357          * backout the bit allocation (thus making everything consistent).
3358          */
3359         if ((rc = dbAdjCtl(bmp, blkno, tp->stree[ROOT], 1, 0)))
3360                 dbFreeBits(bmp, dp, blkno, nblocks);
3361
3362         return (rc);
3363 }
3364
3365
3366 /*
3367  * NAME:        dbExtendFS()
3368  *
3369  * FUNCTION:    extend bmap from blkno for nblocks;
3370  *              dbExtendFS() updates bmap ready for dbAllocBottomUp();
3371  *
3372  * L2
3373  *  |
3374  *   L1---------------------------------L1
3375  *    |                                  |
3376  *     L0---------L0---------L0           L0---------L0---------L0
3377  *      |          |          |            |          |          |
3378  *       d0,...,dn  d0,...,dn  d0,...,dn    d0,...,dn  d0,...,dn  d0,.,dm;
3379  * L2L1L0d0,...,dnL0d0,...,dnL0d0,...,dnL1L0d0,...,dnL0d0,...,dnL0d0,..dm
3380  *
3381  * <---old---><----------------------------extend----------------------->
3382  */
3383 int dbExtendFS(struct inode *ipbmap, s64 blkno, s64 nblocks)
3384 {
3385         struct jfs_sb_info *sbi = JFS_SBI(ipbmap->i_sb);
3386         int nbperpage = sbi->nbperpage;
3387         int i, i0 = true, j, j0 = true, k, n;
3388         s64 newsize;
3389         s64 p;
3390         struct metapage *mp, *l2mp, *l1mp = NULL, *l0mp = NULL;
3391         struct dmapctl *l2dcp, *l1dcp, *l0dcp;
3392         struct dmap *dp;
3393         s8 *l0leaf, *l1leaf, *l2leaf;
3394         struct bmap *bmp = sbi->bmap;
3395         int agno, l2agsize, oldl2agsize;
3396         s64 ag_rem;
3397
3398         newsize = blkno + nblocks;
3399
3400         jfs_info("dbExtendFS: blkno:%Ld nblocks:%Ld newsize:%Ld",
3401                  (long long) blkno, (long long) nblocks, (long long) newsize);
3402
3403         /*
3404          *      initialize bmap control page.
3405          *
3406          * all the data in bmap control page should exclude
3407          * the mkfs hidden dmap page.
3408          */
3409
3410         /* update mapsize */
3411         bmp->db_mapsize = newsize;
3412         bmp->db_maxlevel = BMAPSZTOLEV(bmp->db_mapsize);
3413
3414         /* compute new AG size */
3415         l2agsize = dbGetL2AGSize(newsize);
3416         oldl2agsize = bmp->db_agl2size;
3417
3418         bmp->db_agl2size = l2agsize;
3419         bmp->db_agsize = 1 << l2agsize;
3420
3421         /* compute new number of AG */
3422         agno = bmp->db_numag;
3423         bmp->db_numag = newsize >> l2agsize;
3424         bmp->db_numag += ((u32) newsize % (u32) bmp->db_agsize) ? 1 : 0;
3425
3426         /*
3427          *      reconfigure db_agfree[]
3428          * from old AG configuration to new AG configuration;
3429          *
3430          * coalesce contiguous k (newAGSize/oldAGSize) AGs;
3431          * i.e., (AGi, ..., AGj) where i = k*n and j = k*(n+1) - 1 to AGn;
3432          * note: new AG size = old AG size * (2**x).
3433          */
3434         if (l2agsize == oldl2agsize)
3435                 goto extend;
3436         k = 1 << (l2agsize - oldl2agsize);
3437         ag_rem = bmp->db_agfree[0];     /* save agfree[0] */
3438         for (i = 0, n = 0; i < agno; n++) {
3439                 bmp->db_agfree[n] = 0;  /* init collection point */
3440
3441                 /* coalesce contiguous k AGs; */
3442                 for (j = 0; j < k && i < agno; j++, i++) {
3443                         /* merge AGi to AGn */
3444                         bmp->db_agfree[n] += bmp->db_agfree[i];
3445                 }
3446         }
3447         bmp->db_agfree[0] += ag_rem;    /* restore agfree[0] */
3448
3449         for (; n < MAXAG; n++)
3450                 bmp->db_agfree[n] = 0;
3451
3452         /*
3453          * update highest active ag number
3454          */
3455
3456         bmp->db_maxag = bmp->db_maxag / k;
3457
3458         /*
3459          *      extend bmap
3460          *
3461          * update bit maps and corresponding level control pages;
3462          * global control page db_nfree, db_agfree[agno], db_maxfreebud;
3463          */
3464       extend:
3465         /* get L2 page */
3466         p = BMAPBLKNO + nbperpage;      /* L2 page */
3467         l2mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3468         if (!l2mp) {
3469                 jfs_error(ipbmap->i_sb, "L2 page could not be read\n");
3470                 return -EIO;
3471         }
3472         l2dcp = (struct dmapctl *) l2mp->data;
3473
3474         /* compute start L1 */
3475         k = blkno >> L2MAXL1SIZE;
3476         l2leaf = l2dcp->stree + CTLLEAFIND + k;
3477         p = BLKTOL1(blkno, sbi->l2nbperpage);   /* L1 page */
3478
3479         /*
3480          * extend each L1 in L2
3481          */
3482         for (; k < LPERCTL; k++, p += nbperpage) {
3483                 /* get L1 page */
3484                 if (j0) {
3485                         /* read in L1 page: (blkno & (MAXL1SIZE - 1)) */
3486                         l1mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3487                         if (l1mp == NULL)
3488                                 goto errout;
3489                         l1dcp = (struct dmapctl *) l1mp->data;
3490
3491                         /* compute start L0 */
3492                         j = (blkno & (MAXL1SIZE - 1)) >> L2MAXL0SIZE;
3493                         l1leaf = l1dcp->stree + CTLLEAFIND + j;
3494                         p = BLKTOL0(blkno, sbi->l2nbperpage);
3495                         j0 = false;
3496                 } else {
3497                         /* assign/init L1 page */
3498                         l1mp = get_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3499                         if (l1mp == NULL)
3500                                 goto errout;
3501
3502                         l1dcp = (struct dmapctl *) l1mp->data;
3503
3504                         /* compute start L0 */
3505                         j = 0;
3506                         l1leaf = l1dcp->stree + CTLLEAFIND;
3507                         p += nbperpage; /* 1st L0 of L1.k */
3508                 }
3509
3510                 /*
3511                  * extend each L0 in L1
3512                  */
3513                 for (; j < LPERCTL; j++) {
3514                         /* get L0 page */
3515                         if (i0) {
3516                                 /* read in L0 page: (blkno & (MAXL0SIZE - 1)) */
3517
3518                                 l0mp = read_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3519                                 if (l0mp == NULL)
3520                                         goto errout;
3521                                 l0dcp = (struct dmapctl *) l0mp->data;
3522
3523                                 /* compute start dmap */
3524                                 i = (blkno & (MAXL0SIZE - 1)) >>
3525                                     L2BPERDMAP;
3526                                 l0leaf = l0dcp->stree + CTLLEAFIND + i;
3527                                 p = BLKTODMAP(blkno,
3528                                               sbi->l2nbperpage);
3529                                 i0 = false;
3530                         } else {
3531                                 /* assign/init L0 page */
3532                                 l0mp = get_metapage(ipbmap, p, PSIZE, 0);
3533                                 if (l0mp == NULL)
3534                                         goto errout;
3535
3536                                 l0dcp = (struct dmapctl *) l0mp->data;
3537
3538                                 /* compute start dmap */
3539                                 i = 0;
3540                                 l0leaf = l0dcp->stree + CTLLEAFIND;
3541                                 p += nbperpage; /* 1st dmap of L0.j */
3542                         }
3543
3544                         /*
3545                          * extend each dmap in L0
3546                          */
3547                         for (; i < LPERCTL; i++) {
3548                                 /*
3549                                  * reconstruct the dmap page, and
3550                                  * initialize corresponding parent L0 leaf
3551                                  */
3552                                 if ((n = blkno & (BPERDMAP - 1))) {
3553                                         /* read in dmap page: */
3554                                         mp = read_metapage(ipbmap, p,
3555                                                            PSIZE, 0);
3556                                         if (mp == NULL)
3557                                                 goto errout;
3558                                         n = min(nblocks, (s64)BPERDMAP - n);
3559                                 } else {
3560                                         /* assign/init dmap page */
3561                                         mp = read_metapage(ipbmap, p,
3562                                                            PSIZE, 0);
3563                                         if (mp == NULL)
3564                                                 goto errout;
3565
3566                                         n = min_t(s64, nblocks, BPERDMAP);
3567                                 }
3568
3569                                 dp = (struct dmap *) mp->data;
3570                                 *l0leaf = dbInitDmap(dp, blkno, n);
3571
3572                                 bmp->db_nfree += n;
3573                                 agno = le64_to_cpu(dp->start) >> l2agsize;
3574                                 bmp->db_agfree[agno] += n;
3575
3576                                 write_metapage(mp);
3577
3578                                 l0leaf++;
3579                                 p += nbperpage;
3580
3581                                 blkno += n;
3582                                 nblocks -= n;
3583                                 if (nblocks == 0)
3584                                         break;
3585                         }       /* for each dmap in a L0 */
3586
3587                         /*
3588                          * build current L0 page from its leaves, and
3589                          * initialize corresponding parent L1 leaf
3590                          */
3591                         *l1leaf = dbInitDmapCtl(l0dcp, 0, ++i);
3592                         write_metapage(l0mp);
3593                         l0mp = NULL;
3594
3595                         if (nblocks)
3596                                 l1leaf++;       /* continue for next L0 */
3597                         else {
3598                                 /* more than 1 L0 ? */
3599                                 if (j > 0)
3600                                         break;  /* build L1 page */
3601                                 else {
3602                                         /* summarize in global bmap page */
3603                                         bmp->db_maxfreebud = *l1leaf;
3604                                         release_metapage(l1mp);
3605                                         release_metapage(l2mp);
3606                                         goto finalize;
3607                                 }
3608                         }
3609                 }               /* for each L0 in a L1 */
3610
3611                 /*
3612                  * build current L1 page from its leaves, and
3613                  * initialize corresponding parent L2 leaf
3614                  */
3615                 *l2leaf = dbInitDmapCtl(l1dcp, 1, ++j);
3616                 write_metapage(l1mp);
3617                 l1mp = NULL;
3618
3619                 if (nblocks)
3620                         l2leaf++;       /* continue for next L1 */
3621                 else {
3622                         /* more than 1 L1 ? */
3623                         if (k > 0)
3624                                 break;  /* build L2 page */
3625                         else {
3626                                 /* summarize in global bmap page */
3627                                 bmp->db_maxfreebud = *l2leaf;
3628                                 release_metapage(l2mp);
3629                                 goto finalize;
3630                         }
3631                 }
3632         }                       /* for each L1 in a L2 */
3633
3634         jfs_error(ipbmap->i_sb, "function has not returned as expected\n");
3635 errout:
3636         if (l0mp)
3637                 release_metapage(l0mp);
3638         if (l1mp)
3639                 release_metapage(l1mp);
3640         release_metapage(l2mp);
3641         return -EIO;
3642
3643         /*
3644          *      finalize bmap control page
3645          */
3646 finalize:
3647
3648         return 0;
3649 }
3650
3651
3652 /*
3653  *      dbFinalizeBmap()
3654  */
3655 void dbFinalizeBmap(struct inode *ipbmap)
3656 {
3657         struct bmap *bmp = JFS_SBI(ipbmap->i_sb)->bmap;
3658         int actags, inactags, l2nl;
3659         s64 ag_rem, actfree, inactfree, avgfree;
3660         int i, n;
3661
3662         /*
3663          *      finalize bmap control page
3664          */
3665 //finalize:
3666         /*
3667          * compute db_agpref: preferred ag to allocate from
3668          * (the leftmost ag with average free space in it);
3669          */
3670 //agpref:
3671         /* get the number of active ags and inactive ags */
3672         actags = bmp->db_maxag + 1;
3673         inactags = bmp->db_numag - actags;
3674         ag_rem = bmp->db_mapsize & (bmp->db_agsize - 1);        /* ??? */
3675
3676         /* determine how many blocks are in the inactive allocation
3677          * groups. in doing this, we must account for the fact that
3678          * the rightmost group might be a partial group (i.e. file
3679          * system size is not a multiple of the group size).
3680          */
3681         inactfree = (inactags && ag_rem) ?
3682             ((inactags - 1) << bmp->db_agl2size) + ag_rem
3683             : inactags << bmp->db_agl2size;
3684
3685         /* determine how many free blocks are in the active
3686          * allocation groups plus the average number of free blocks
3687          * within the active ags.
3688          */
3689         actfree = bmp->db_nfree - inactfree;
3690         avgfree = (u32) actfree / (u32) actags;
3691
3692         /* if the preferred allocation group has not average free space.
3693          * re-establish the preferred group as the leftmost
3694          * group with average free space.
3695          */
3696         if (bmp->db_agfree[bmp->db_agpref] < avgfree) {
3697                 for (bmp->db_agpref = 0; bmp->db_agpref < actags;
3698                      bmp->db_agpref++) {
3699                         if (bmp->db_agfree[bmp->db_agpref] >= avgfree)
3700                                 break;
3701                 }
3702                 if (bmp->db_agpref >= bmp->db_numag) {
3703                         jfs_error(ipbmap->i_sb,
3704                                   "cannot find ag with average freespace\n");
3705                 }
3706         }
3707
3708         /*
3709          * compute db_aglevel, db_agheight, db_width, db_agstart:
3710          * an ag is covered in aglevel dmapctl summary tree,
3711          * at agheight level height (from leaf) with agwidth number of nodes
3712          * each, which starts at agstart index node of the smmary tree node
3713          * array;
3714          */
3715         bmp->db_aglevel = BMAPSZTOLEV(bmp->db_agsize);
3716         l2nl =
3717             bmp->db_agl2size - (L2BPERDMAP + bmp->db_aglevel * L2LPERCTL);
3718         bmp->db_agheight = l2nl >> 1;
3719         bmp->db_agwidth = 1 << (l2nl - (bmp->db_agheight << 1));
3720         for (i = 5 - bmp->db_agheight, bmp->db_agstart = 0, n = 1; i > 0;
3721              i--) {
3722                 bmp->db_agstart += n;
3723                 n <<= 2;
3724         }
3725
3726 }
3727
3728
3729 /*
3730  * NAME:        dbInitDmap()/ujfs_idmap_page()
3731  *
3732  * FUNCTION:    initialize working/persistent bitmap of the dmap page
3733  *              for the specified number of blocks:
3734  *
3735  *              at entry, the bitmaps had been initialized as free (ZEROS);
3736  *              The number of blocks will only account for the actually
3737  *              existing blocks. Blocks which don't actually exist in
3738  *              the aggregate will be marked as allocated (ONES);
3739  *
3740  * PARAMETERS:
3741  *      dp      - pointer to page of map
3742  *      nblocks - number of blocks this page
3743  *
3744  * RETURNS: NONE
3745  */
3746 static int dbInitDmap(struct dmap * dp, s64 Blkno, int nblocks)
3747 {
3748         int blkno, w, b, r, nw, nb, i;
3749
3750         /* starting block number within the dmap */
3751         blkno = Blkno & (BPERDMAP - 1);
3752
3753         if (blkno == 0) {
3754                 dp->nblocks = dp->nfree = cpu_to_le32(nblocks);
3755                 dp->start = cpu_to_le64(Blkno);
3756
3757                 if (nblocks == BPERDMAP) {
3758                         memset(&dp->wmap[0], 0, LPERDMAP * 4);
3759                         memset(&dp->pmap[0], 0, LPERDMAP * 4);
3760                         goto initTree;
3761                 }
3762         } else {
3763                 le32_add_cpu(&dp->nblocks, nblocks);
3764                 le32_add_cpu(&dp->nfree, nblocks);
3765         }
3766
3767         /* word number containing start block number */
3768         w = blkno >> L2DBWORD;
3769
3770         /*
3771          * free the bits corresponding to the block range (ZEROS):
3772          * note: not all bits of the first and last words may be contained
3773          * within the block range.
3774          */
3775         for (r = nblocks; r > 0; r -= nb, blkno += nb) {
3776                 /* number of bits preceding range to be freed in the word */
3777                 b = blkno & (DBWORD - 1);
3778                 /* number of bits to free in the word */
3779                 nb = min(r, DBWORD - b);
3780
3781                 /* is partial word to be freed ? */
3782                 if (nb < DBWORD) {
3783                         /* free (set to 0) from the bitmap word */
3784                         dp->wmap[w] &= cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
3785                                                      >> b));
3786                         dp->pmap[w] &= cpu_to_le32(~(ONES << (DBWORD - nb)
3787                                                      >> b));
3788
3789                         /* skip the word freed */
3790                         w++;
3791                 } else {
3792                         /* free (set to 0) contiguous bitmap words */
3793                         nw = r >> L2DBWORD;
3794                         memset(&dp->wmap[w], 0, nw * 4);
3795                         memset(&dp->pmap[w], 0, nw * 4);
3796
3797                         /* skip the words freed */
3798                         nb = nw << L2DBWORD;
3799                         w += nw;
3800                 }
3801         }
3802
3803         /*
3804          * mark bits following the range to be freed (non-existing
3805          * blocks) as allocated (ONES)
3806          */
3807
3808         if (blkno == BPERDMAP)
3809                 goto initTree;
3810
3811         /* the first word beyond the end of existing blocks */
3812         w = blkno >> L2DBWORD;
3813
3814         /* does nblocks fall on a 32-bit boundary ? */
3815         b = blkno & (DBWORD - 1);
3816         if (b) {
3817                 /* mark a partial word allocated */
3818                 dp->wmap[w] = dp->pmap[w] = cpu_to_le32(ONES >> b);
3819                 w++;
3820         }
3821
3822         /* set the rest of the words in the page to allocated (ONES) */
3823         for (i = w; i < LPERDMAP; i++)
3824                 dp->pmap[i] = dp->wmap[i] = cpu_to_le32(ONES);
3825
3826         /*
3827          * init tree
3828          */
3829       initTree:
3830         return (dbInitDmapTree(dp));
3831 }
3832
3833
3834 /*
3835  * NAME:        dbInitDmapTree()/ujfs_complete_dmap()
3836  *
3837  * FUNCTION:    initialize summary tree of the specified dmap:
3838  *
3839  *              at entry, bitmap of the dmap has been initialized;
3840  *
3841  * PARAMETERS:
3842  *      dp      - dmap to complete
3843  *      blkno   - starting block number for this dmap
3844  *      treemax - will be filled in with max free for this dmap
3845  *
3846  * RETURNS:     max free string at the root of the tree
3847  */
3848 static int dbInitDmapTree(struct dmap * dp)
3849 {
3850         struct dmaptree *tp;
3851         s8 *cp;
3852         int i;
3853
3854         /* init fixed info of tree */
3855         tp = &dp->tree;
3856         tp->nleafs = cpu_to_le32(LPERDMAP);
3857         tp->l2nleafs = cpu_to_le32(L2LPERDMAP);
3858         tp->leafidx = cpu_to_le32(LEAFIND);
3859         tp->height = cpu_to_le32(4);
3860         tp->budmin = BUDMIN;
3861
3862         /* init each leaf from corresponding wmap word:
3863          * note: leaf is set to NOFREE(-1) if all blocks of corresponding
3864          * bitmap word are allocated.
3865          */
3866         cp = tp->stree + le32_to_cpu(tp->leafidx);
3867         for (i = 0; i < LPERDMAP; i++)
3868                 *cp++ = dbMaxBud((u8 *) & dp->wmap[i]);
3869
3870         /* build the dmap's binary buddy summary tree */
3871         return (dbInitTree(tp));
3872 }
3873
3874
3875 /*
3876  * NAME:        dbInitTree()/ujfs_adjtree()
3877  *
3878  * FUNCTION:    initialize binary buddy summary tree of a dmap or dmapctl.
3879  *
3880  *              at entry, the leaves of the tree has been initialized
3881  *              from corresponding bitmap word or root of summary tree
3882  *              of the child control page;
3883  *              configure binary buddy system at the leaf level, then
3884  *              bubble up the values of the leaf nodes up the tree.
3885  *
3886  * PARAMETERS:
3887  *      cp      - Pointer to the root of the tree
3888  *      l2leaves- Number of leaf nodes as a power of 2
3889  *      l2min   - Number of blocks that can be covered by a leaf
3890  *                as a power of 2
3891  *
3892  * RETURNS: max free string at the root of the tree
3893  */
3894 static int dbInitTree(struct dmaptree * dtp)
3895 {
3896         int l2max, l2free, bsize, nextb, i;
3897         int child, parent, nparent;
3898         s8 *tp, *cp, *cp1;
3899
3900         tp = dtp->stree;
3901
3902         /* Determine the maximum free string possible for the leaves */
3903         l2max = le32_to_cpu(dtp->l2nleafs) + dtp->budmin;
3904
3905         /*
3906          * configure the leaf levevl into binary buddy system
3907          *
3908          * Try to combine buddies starting with a buddy size of 1
3909          * (i.e. two leaves). At a buddy size of 1 two buddy leaves
3910          * can be combined if both buddies have a maximum free of l2min;
3911          * the combination will result in the left-most buddy leaf having
3912          * a maximum free of l2min+1.
3913          * After processing all buddies for a given size, process buddies
3914          * at the next higher buddy size (i.e. current size * 2) and
3915          * the next maximum free (current free + 1).
3916          * This continues until the maximum possible buddy combination
3917          * yields maximum free.
3918          */
3919         for (l2free = dtp->budmin, bsize = 1; l2free < l2max;
3920              l2free++, bsize = nextb) {
3921                 /* get next buddy size == current buddy pair size */
3922                 nextb = bsize << 1;
3923
3924                 /* scan each adjacent buddy pair at current buddy size */
3925                 for (i = 0, cp = tp + le32_to_cpu(dtp->leafidx);
3926                      i < le32_to_cpu(dtp->nleafs);
3927                      i += nextb, cp += nextb) {
3928                         /* coalesce if both adjacent buddies are max free */
3929                         if (*cp == l2free && *(cp + bsize) == l2free) {
3930                                 *cp = l2free + 1;       /* left take right */
3931                                 *(cp + bsize) = -1;     /* right give left */
3932                         }
3933                 }
3934         }
3935
3936         /*
3937          * bubble summary information of leaves up the tree.
3938          *
3939          * Starting at the leaf node level, the four nodes described by
3940          * the higher level parent node are compared for a maximum free and
3941          * this maximum becomes the value of the parent node.
3942          * when all lower level nodes are processed in this fashion then
3943          * move up to the next level (parent becomes a lower level node) and
3944          * continue the process for that level.
3945          */
3946         for (child = le32_to_cpu(dtp->leafidx),
3947              nparent = le32_to_cpu(dtp->nleafs) >> 2;
3948              nparent > 0; nparent >>= 2, child = parent) {
3949                 /* get index of 1st node of parent level */
3950                 parent = (child - 1) >> 2;
3951
3952                 /* set the value of the parent node as the maximum
3953                  * of the four nodes of the current level.
3954                  */
3955                 for (i = 0, cp = tp + child, cp1 = tp + parent;
3956                      i < nparent; i++, cp += 4, cp1++)
3957                         *cp1 = TREEMAX(cp);
3958         }
3959
3960         return (*tp);
3961 }
3962
3963
3964 /*
3965  *      dbInitDmapCtl()
3966  *
3967  * function: initialize dmapctl page
3968  */
3969 static int dbInitDmapCtl(struct dmapctl * dcp, int level, int i)
3970 {                               /* start leaf index not covered by range */
3971         s8 *cp;
3972
3973         dcp->nleafs = cpu_to_le32(LPERCTL);
3974         dcp->l2nleafs = cpu_to_le32(L2LPERCTL);
3975         dcp->leafidx = cpu_to_le32(CTLLEAFIND);
3976         dcp->height = cpu_to_le32(5);
3977         dcp->budmin = L2BPERDMAP + L2LPERCTL * level;
3978
3979         /*
3980          * initialize the leaves of current level that were not covered
3981          * by the specified input block range (i.e. the leaves have no
3982          * low level dmapctl or dmap).
3983          */
3984         cp = &dcp->stree[CTLLEAFIND + i];
3985         for (; i < LPERCTL; i++)
3986                 *cp++ = NOFREE;
3987
3988         /* build the dmap's binary buddy summary tree */
3989         return (dbInitTree((struct dmaptree *) dcp));
3990 }
3991
3992
3993 /*
3994  * NAME:        dbGetL2AGSize()/ujfs_getagl2size()
3995  *
3996  * FUNCTION:    Determine log2(allocation group size) from aggregate size
3997  *
3998  * PARAMETERS:
3999  *      nblocks - Number of blocks in aggregate
4000  *
4001  * RETURNS: log2(allocation group size) in aggregate blocks
4002  */
4003 static int dbGetL2AGSize(s64 nblocks)
4004 {
4005         s64 sz;
4006         s64 m;
4007         int l2sz;
4008
4009         if (nblocks < BPERDMAP * MAXAG)
4010                 return (L2BPERDMAP);
4011
4012         /* round up aggregate size to power of 2 */
4013         m = ((u64) 1 << (64 - 1));
4014         for (l2sz = 64; l2sz >= 0; l2sz--, m >>= 1) {
4015                 if (m & nblocks)
4016                         break;
4017         }
4018
4019         sz = (s64) 1 << l2sz;
4020         if (sz < nblocks)
4021                 l2sz += 1;
4022
4023         /* agsize = roundupSize/max_number_of_ag */
4024         return (l2sz - L2MAXAG);
4025 }
4026
4027
4028 /*
4029  * NAME:        dbMapFileSizeToMapSize()
4030  *
4031  * FUNCTION:    compute number of blocks the block allocation map file
4032  *              can cover from the map file size;
4033  *
4034  * RETURNS:     Number of blocks which can be covered by this block map file;
4035  */
4036
4037 /*
4038  * maximum number of map pages at each level including control pages
4039  */
4040 #define MAXL0PAGES      (1 + LPERCTL)
4041 #define MAXL1PAGES      (1 + LPERCTL * MAXL0PAGES)
4042
4043 /*
4044  * convert number of map pages to the zero origin top dmapctl level
4045  */
4046 #define BMAPPGTOLEV(npages)     \
4047         (((npages) <= 3 + MAXL0PAGES) ? 0 : \
4048          ((npages) <= 2 + MAXL1PAGES) ? 1 : 2)
4049
4050 s64 dbMapFileSizeToMapSize(struct inode * ipbmap)
4051 {
4052         struct super_block *sb = ipbmap->i_sb;
4053         s64 nblocks;
4054         s64 npages, ndmaps;
4055         int level, i;
4056         int complete, factor;
4057
4058         nblocks = ipbmap->i_size >> JFS_SBI(sb)->l2bsize;
4059         npages = nblocks >> JFS_SBI(sb)->l2nbperpage;
4060         level = BMAPPGTOLEV(npages);
4061
4062         /* At each level, accumulate the number of dmap pages covered by
4063          * the number of full child levels below it;
4064          * repeat for the last incomplete child level.
4065          */
4066         ndmaps = 0;
4067         npages--;               /* skip the first global control page */
4068         /* skip higher level control pages above top level covered by map */
4069         npages -= (2 - level);
4070         npages--;               /* skip top level's control page */
4071         for (i = level; i >= 0; i--) {
4072                 factor =
4073                     (i == 2) ? MAXL1PAGES : ((i == 1) ? MAXL0PAGES : 1);
4074                 complete = (u32) npages / factor;
4075                 ndmaps += complete * ((i == 2) ? LPERCTL * LPERCTL :
4076                                       ((i == 1) ? LPERCTL : 1));
4077
4078                 /* pages in last/incomplete child */
4079                 npages = (u32) npages % factor;
4080                 /* skip incomplete child's level control page */
4081                 npages--;
4082         }
4083
4084         /* convert the number of dmaps into the number of blocks
4085          * which can be covered by the dmaps;
4086          */
4087         nblocks = ndmaps << L2BPERDMAP;
4088
4089         return (nblocks);
4090 }