Quelle  balloc.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 *  linux/fs/ext4/balloc.c
 *
 * Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995
 * Remy Card (card@masi.ibp.fr)
 * Laboratoire MASI - Institut Blaise Pascal
 * Universite Pierre et Marie Curie (Paris VI)
 *
 *  Enhanced block allocation by Stephen Tweedie (sct@redhat.com), 1993
 *  Big-endian to little-endian byte-swapping/bitmaps by
 *        David S. Miller (davem@caip.rutgers.edu), 1995
 */

#include <linux/time.h>
#include <linux/capability.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/quotaops.h>
#include <linux/buffer_head.h>
#include "ext4.h"
#include "ext4_jbd2.h"
#include "mballoc.h"

#include <trace/events/ext4.h>
#include <kunit/static_stub.h>

static unsigned ext4_num_base_meta_clusters(struct super_block *sb,
         ext4_group_t block_group);
/*
 * balloc.c contains the blocks allocation and deallocation routines
 */

/*
 * Calculate block group number for a given block number
 */
ext4_group_t ext4_get_group_number(struct super_block *sb,
       ext4_fsblk_t block)
{
 ext4_group_t group;

 if (test_opt2(sb, STD_GROUP_SIZE))
  group = (block -
    le32_to_cpu(EXT4_SB(sb)->s_es->s_first_data_block)) >>
   (EXT4_BLOCK_SIZE_BITS(sb) + EXT4_CLUSTER_BITS(sb) + 3);
 else
  ext4_get_group_no_and_offset(sb, block, &group, NULL);
 return group;
}

/*
 * Calculate the block group number and offset into the block/cluster
 * allocation bitmap, given a block number
 */
void ext4_get_group_no_and_offset(struct super_block *sb, ext4_fsblk_t blocknr,
  ext4_group_t *blockgrpp, ext4_grpblk_t *offsetp)
{
 struct ext4_super_block *es = EXT4_SB(sb)->s_es;
 ext4_grpblk_t offset;

 blocknr = blocknr - le32_to_cpu(es->s_first_data_block);
 offset = do_div(blocknr, EXT4_BLOCKS_PER_GROUP(sb)) >>
  EXT4_SB(sb)->s_cluster_bits;
 if (offsetp)
  *offsetp = offset;
 if (blockgrpp)
  *blockgrpp = blocknr;

}

/*
 * Check whether the 'block' lives within the 'block_group'. Returns 1 if so
 * and 0 otherwise.
 */
static inline int ext4_block_in_group(struct super_block *sb,
          ext4_fsblk_t block,
          ext4_group_t block_group)
{
 ext4_group_t actual_group;

 actual_group = ext4_get_group_number(sb, block);
 return (actual_group == block_group) ? 1 : 0;
}

/*
 * Return the number of clusters used for file system metadata; this
 * represents the overhead needed by the file system.
 */
static unsigned ext4_num_overhead_clusters(struct super_block *sb,
        ext4_group_t block_group,
        struct ext4_group_desc *gdp)
{
 unsigned base_clusters, num_clusters;
 int block_cluster = -1, inode_cluster;
 int itbl_cluster_start = -1, itbl_cluster_end = -1;
 ext4_fsblk_t start = ext4_group_first_block_no(sb, block_group);
 ext4_fsblk_t end = start + EXT4_BLOCKS_PER_GROUP(sb) - 1;
 ext4_fsblk_t itbl_blk_start, itbl_blk_end;
 struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);

 /* This is the number of clusters used by the superblock,
 * block group descriptors, and reserved block group
 * descriptor blocks */
 base_clusters = ext4_num_base_meta_clusters(sb, block_group);
 num_clusters = base_clusters;

 /*
 * Account and record inode table clusters if any cluster
 * is in the block group, or inode table cluster range is
 * [-1, -1] and won't overlap with block/inode bitmap cluster
 * accounted below.
 */
 itbl_blk_start = ext4_inode_table(sb, gdp);
 itbl_blk_end = itbl_blk_start + sbi->s_itb_per_group - 1;
 if (itbl_blk_start <= end && itbl_blk_end >= start) {
  itbl_blk_start = max(itbl_blk_start, start);
  itbl_blk_end = min(itbl_blk_end, end);

  itbl_cluster_start = EXT4_B2C(sbi, itbl_blk_start - start);
  itbl_cluster_end = EXT4_B2C(sbi, itbl_blk_end - start);

  num_clusters += itbl_cluster_end - itbl_cluster_start + 1;
  /* check if border cluster is overlapped */
  if (itbl_cluster_start == base_clusters - 1)
   num_clusters--;
 }

 /*
 * For the allocation bitmaps, we first need to check to see
 * if the block is in the block group.  If it is, then check
 * to see if the cluster is already accounted for in the clusters
 * used for the base metadata cluster and inode tables cluster.
 * Normally all of these blocks are contiguous, so the special
 * case handling shouldn't be necessary except for *very*
 * unusual file system layouts.
 */
 if (ext4_block_in_group(sb, ext4_block_bitmap(sb, gdp), block_group)) {
  block_cluster = EXT4_B2C(sbi,
      ext4_block_bitmap(sb, gdp) - start);
  if (block_cluster >= base_clusters &&
      (block_cluster < itbl_cluster_start ||
      block_cluster > itbl_cluster_end))
   num_clusters++;
 }

 if (ext4_block_in_group(sb, ext4_inode_bitmap(sb, gdp), block_group)) {
  inode_cluster = EXT4_B2C(sbi,
      ext4_inode_bitmap(sb, gdp) - start);
  /*
 * Additional check if inode bitmap is in just accounted
 * block_cluster
 */
  if (inode_cluster != block_cluster &&
      inode_cluster >= base_clusters &&
      (inode_cluster < itbl_cluster_start ||
      inode_cluster > itbl_cluster_end))
   num_clusters++;
 }

 return num_clusters;
}

static unsigned int num_clusters_in_group(struct super_block *sb,
       ext4_group_t block_group)
{
 unsigned int blocks;

 if (block_group == ext4_get_groups_count(sb) - 1) {
  /*
 * Even though mke2fs always initializes the first and
 * last group, just in case some other tool was used,
 * we need to make sure we calculate the right free
 * blocks.
 */
  blocks = ext4_blocks_count(EXT4_SB(sb)->s_es) -
   ext4_group_first_block_no(sb, block_group);
 } else
  blocks = EXT4_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
 return EXT4_NUM_B2C(EXT4_SB(sb), blocks);
}

/* Initializes an uninitialized block bitmap */
static int ext4_init_block_bitmap(struct super_block *sb,
       struct buffer_head *bh,
       ext4_group_t block_group,
       struct ext4_group_desc *gdp)
{
 unsigned int bit, bit_max;
 struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
 ext4_fsblk_t start, tmp;

 ASSERT(buffer_locked(bh));

 if (!ext4_group_desc_csum_verify(sb, block_group, gdp)) {
  ext4_mark_group_bitmap_corrupted(sb, block_group,
     EXT4_GROUP_INFO_BBITMAP_CORRUPT |
     EXT4_GROUP_INFO_IBITMAP_CORRUPT);
  return -EFSBADCRC;
 }
 memset(bh->b_data, 0, sb->s_blocksize);

 bit_max = ext4_num_base_meta_clusters(sb, block_group);
 if ((bit_max >> 3) >= bh->b_size)
  return -EFSCORRUPTED;

 for (bit = 0; bit < bit_max; bit++)
  ext4_set_bit(bit, bh->b_data);

 start = ext4_group_first_block_no(sb, block_group);

 /* Set bits for block and inode bitmaps, and inode table */
 tmp = ext4_block_bitmap(sb, gdp);
 if (ext4_block_in_group(sb, tmp, block_group))
  ext4_set_bit(EXT4_B2C(sbi, tmp - start), bh->b_data);

 tmp = ext4_inode_bitmap(sb, gdp);
 if (ext4_block_in_group(sb, tmp, block_group))
  ext4_set_bit(EXT4_B2C(sbi, tmp - start), bh->b_data);

 tmp = ext4_inode_table(sb, gdp);
 for (; tmp < ext4_inode_table(sb, gdp) +
       sbi->s_itb_per_group; tmp++) {
  if (ext4_block_in_group(sb, tmp, block_group))
   ext4_set_bit(EXT4_B2C(sbi, tmp - start), bh->b_data);
 }

 /*
 * Also if the number of blocks within the group is less than
 * the blocksize * 8 ( which is the size of bitmap ), set rest
 * of the block bitmap to 1
 */
 ext4_mark_bitmap_end(num_clusters_in_group(sb, block_group),
        sb->s_blocksize * 8, bh->b_data);
 return 0;
}

/* Return the number of free blocks in a block group.  It is used when
 * the block bitmap is uninitialized, so we can't just count the bits
 * in the bitmap. */
unsigned ext4_free_clusters_after_init(struct super_block *sb,
           ext4_group_t block_group,
           struct ext4_group_desc *gdp)
{
 return num_clusters_in_group(sb, block_group) -
  ext4_num_overhead_clusters(sb, block_group, gdp);
}

/*
 * The free blocks are managed by bitmaps.  A file system contains several
 * blocks groups.  Each group contains 1 bitmap block for blocks, 1 bitmap
 * block for inodes, N blocks for the inode table and data blocks.
 *
 * The file system contains group descriptors which are located after the
 * super block.  Each descriptor contains the number of the bitmap block and
 * the free blocks count in the block.  The descriptors are loaded in memory
 * when a file system is mounted (see ext4_fill_super).
 */

/**
 * ext4_get_group_desc() -- load group descriptor from disk
 * @sb: super block
 * @block_group: given block group
 * @bh: pointer to the buffer head to store the block
 * group descriptor
 */
struct ext4_group_desc * ext4_get_group_desc(struct super_block *sb,
          ext4_group_t block_group,
          struct buffer_head **bh)
{
 unsigned int group_desc;
 unsigned int offset;
 ext4_group_t ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
 struct ext4_group_desc *desc;
 struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
 struct buffer_head *bh_p;

 KUNIT_STATIC_STUB_REDIRECT(ext4_get_group_desc,
       sb, block_group, bh);

 if (block_group >= ngroups) {
  ext4_error(sb, "block_group >= groups_count - block_group = %u,"
      " groups_count = %u", block_group, ngroups);

  return NULL;
 }

 group_desc = block_group >> EXT4_DESC_PER_BLOCK_BITS(sb);
 offset = block_group & (EXT4_DESC_PER_BLOCK(sb) - 1);
 bh_p = sbi_array_rcu_deref(sbi, s_group_desc, group_desc);
 /*
 * sbi_array_rcu_deref returns with rcu unlocked, this is ok since
 * the pointer being dereferenced won't be dereferenced again. By
 * looking at the usage in add_new_gdb() the value isn't modified,
 * just the pointer, and so it remains valid.
 */
 if (!bh_p) {
  ext4_error(sb, "Group descriptor not loaded - "
      "block_group = %u, group_desc = %u, desc = %u",
      block_group, group_desc, offset);
  return NULL;
 }

 desc = (struct ext4_group_desc *)(
  (__u8 *)bh_p->b_data +
  offset * EXT4_DESC_SIZE(sb));
 if (bh)
  *bh = bh_p;
 return desc;
}

static ext4_fsblk_t ext4_valid_block_bitmap_padding(struct super_block *sb,
          ext4_group_t block_group,
          struct buffer_head *bh)
{
 ext4_grpblk_t next_zero_bit;
 unsigned long bitmap_size = sb->s_blocksize * 8;
 unsigned int offset = num_clusters_in_group(sb, block_group);

 if (bitmap_size <= offset)
  return 0;

 next_zero_bit = ext4_find_next_zero_bit(bh->b_data, bitmap_size, offset);

 return (next_zero_bit < bitmap_size ? next_zero_bit : 0);
}

struct ext4_group_info *ext4_get_group_info(struct super_block *sb,
         ext4_group_t group)
{
 struct ext4_group_info **grp_info;
 long indexv, indexh;

 if (unlikely(group >= EXT4_SB(sb)->s_groups_count))
  return NULL;
 indexv = group >> (EXT4_DESC_PER_BLOCK_BITS(sb));
 indexh = group & ((EXT4_DESC_PER_BLOCK(sb)) - 1);
 grp_info = sbi_array_rcu_deref(EXT4_SB(sb), s_group_info, indexv);
 return grp_info[indexh];
}

/*
 * Return the block number which was discovered to be invalid, or 0 if
 * the block bitmap is valid.
 */
static ext4_fsblk_t ext4_valid_block_bitmap(struct super_block *sb,
         struct ext4_group_desc *desc,
         ext4_group_t block_group,
         struct buffer_head *bh)
{
 struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
 ext4_grpblk_t offset;
 ext4_grpblk_t next_zero_bit;
 ext4_grpblk_t max_bit = EXT4_CLUSTERS_PER_GROUP(sb);
 ext4_fsblk_t blk;
 ext4_fsblk_t group_first_block;

 if (ext4_has_feature_flex_bg(sb)) {
  /* with FLEX_BG, the inode/block bitmaps and itable
 * blocks may not be in the group at all
 * so the bitmap validation will be skipped for those groups
 * or it has to also read the block group where the bitmaps
 * are located to verify they are set.
 */
  return 0;
 }
 group_first_block = ext4_group_first_block_no(sb, block_group);

 /* check whether block bitmap block number is set */
 blk = ext4_block_bitmap(sb, desc);
 offset = blk - group_first_block;
 if (offset < 0 || EXT4_B2C(sbi, offset) >= max_bit ||
     !ext4_test_bit(EXT4_B2C(sbi, offset), bh->b_data))
  /* bad block bitmap */
  return blk;

 /* check whether the inode bitmap block number is set */
 blk = ext4_inode_bitmap(sb, desc);
 offset = blk - group_first_block;
 if (offset < 0 || EXT4_B2C(sbi, offset) >= max_bit ||
     !ext4_test_bit(EXT4_B2C(sbi, offset), bh->b_data))
  /* bad block bitmap */
  return blk;

 /* check whether the inode table block number is set */
 blk = ext4_inode_table(sb, desc);
 offset = blk - group_first_block;
 if (offset < 0 || EXT4_B2C(sbi, offset) >= max_bit ||
     EXT4_B2C(sbi, offset + sbi->s_itb_per_group - 1) >= max_bit)
  return blk;
 next_zero_bit = ext4_find_next_zero_bit(bh->b_data,
   EXT4_B2C(sbi, offset + sbi->s_itb_per_group - 1) + 1,
   EXT4_B2C(sbi, offset));
 if (next_zero_bit <
     EXT4_B2C(sbi, offset + sbi->s_itb_per_group - 1) + 1)
  /* bad bitmap for inode tables */
  return blk;
 return 0;
}

static int ext4_validate_block_bitmap(struct super_block *sb,
          struct ext4_group_desc *desc,
          ext4_group_t block_group,
          struct buffer_head *bh)
{
 ext4_fsblk_t blk;
 struct ext4_group_info *grp;

 if (EXT4_SB(sb)->s_mount_state & EXT4_FC_REPLAY)
  return 0;

 grp = ext4_get_group_info(sb, block_group);

 if (buffer_verified(bh))
  return 0;
 if (!grp || EXT4_MB_GRP_BBITMAP_CORRUPT(grp))
  return -EFSCORRUPTED;

 ext4_lock_group(sb, block_group);
 if (buffer_verified(bh))
  goto verified;
 if (unlikely(!ext4_block_bitmap_csum_verify(sb, desc, bh) ||
       ext4_simulate_fail(sb, EXT4_SIM_BBITMAP_CRC))) {
  ext4_unlock_group(sb, block_group);
  ext4_error(sb, "bg %u: bad block bitmap checksum", block_group);
  ext4_mark_group_bitmap_corrupted(sb, block_group,
     EXT4_GROUP_INFO_BBITMAP_CORRUPT);
  return -EFSBADCRC;
 }
 blk = ext4_valid_block_bitmap(sb, desc, block_group, bh);
 if (unlikely(blk != 0)) {
  ext4_unlock_group(sb, block_group);
  ext4_error(sb, "bg %u: block %llu: invalid block bitmap",
      block_group, blk);
  ext4_mark_group_bitmap_corrupted(sb, block_group,
     EXT4_GROUP_INFO_BBITMAP_CORRUPT);
  return -EFSCORRUPTED;
 }
 blk = ext4_valid_block_bitmap_padding(sb, block_group, bh);
 if (unlikely(blk != 0)) {
  ext4_unlock_group(sb, block_group);
  ext4_error(sb, "bg %u: block %llu: padding at end of block bitmap is not set",
      block_group, blk);
  ext4_mark_group_bitmap_corrupted(sb, block_group,
       EXT4_GROUP_INFO_BBITMAP_CORRUPT);
  return -EFSCORRUPTED;
 }
 set_buffer_verified(bh);
verified:
 ext4_unlock_group(sb, block_group);
 return 0;
}

/**
 * ext4_read_block_bitmap_nowait()
 * @sb: super block
 * @block_group: given block group
 * @ignore_locked: ignore locked buffers
 *
 * Read the bitmap for a given block_group,and validate the
 * bits for block/inode/inode tables are set in the bitmaps
 *
 * Return buffer_head on success or an ERR_PTR in case of failure.
 */
struct buffer_head *
ext4_read_block_bitmap_nowait(struct super_block *sb, ext4_group_t block_group,
         bool ignore_locked)
{
 struct ext4_group_desc *desc;
 struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
 struct buffer_head *bh;
 ext4_fsblk_t bitmap_blk;
 int err;

 KUNIT_STATIC_STUB_REDIRECT(ext4_read_block_bitmap_nowait,
       sb, block_group, ignore_locked);

 desc = ext4_get_group_desc(sb, block_group, NULL);
 if (!desc)
  return ERR_PTR(-EFSCORRUPTED);
 bitmap_blk = ext4_block_bitmap(sb, desc);
 if ((bitmap_blk <= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_first_data_block)) ||
     (bitmap_blk >= ext4_blocks_count(sbi->s_es))) {
  ext4_error(sb, "Invalid block bitmap block %llu in "
      "block_group %u", bitmap_blk, block_group);
  ext4_mark_group_bitmap_corrupted(sb, block_group,
     EXT4_GROUP_INFO_BBITMAP_CORRUPT);
  return ERR_PTR(-EFSCORRUPTED);
 }
 bh = sb_getblk(sb, bitmap_blk);
 if (unlikely(!bh)) {
  ext4_warning(sb, "Cannot get buffer for block bitmap - "
        "block_group = %u, block_bitmap = %llu",
        block_group, bitmap_blk);
  return ERR_PTR(-ENOMEM);
 }

 if (ignore_locked && buffer_locked(bh)) {
  /* buffer under IO already, return if called for prefetching */
  put_bh(bh);
  return NULL;
 }

 if (bitmap_uptodate(bh))
  goto verify;

 lock_buffer(bh);
 if (bitmap_uptodate(bh)) {
  unlock_buffer(bh);
  goto verify;
 }
 ext4_lock_group(sb, block_group);
 if (ext4_has_group_desc_csum(sb) &&
     (desc->bg_flags & cpu_to_le16(EXT4_BG_BLOCK_UNINIT))) {
  if (block_group == 0) {
   ext4_unlock_group(sb, block_group);
   unlock_buffer(bh);
   ext4_error(sb, "Block bitmap for bg 0 marked "
       "uninitialized");
   err = -EFSCORRUPTED;
   goto out;
  }
  err = ext4_init_block_bitmap(sb, bh, block_group, desc);
  if (err) {
   ext4_unlock_group(sb, block_group);
   unlock_buffer(bh);
   ext4_error(sb, "Failed to init block bitmap for group "
       "%u: %d", block_group, err);
   goto out;
  }
  set_bitmap_uptodate(bh);
  set_buffer_uptodate(bh);
  set_buffer_verified(bh);
  ext4_unlock_group(sb, block_group);
  unlock_buffer(bh);
  return bh;
 }
 ext4_unlock_group(sb, block_group);
 if (buffer_uptodate(bh)) {
  /*
 * if not uninit if bh is uptodate,
 * bitmap is also uptodate
 */
  set_bitmap_uptodate(bh);
  unlock_buffer(bh);
  goto verify;
 }
 /*
 * submit the buffer_head for reading
 */
 set_buffer_new(bh);
 trace_ext4_read_block_bitmap_load(sb, block_group, ignore_locked);
 ext4_read_bh_nowait(bh, REQ_META | REQ_PRIO |
       (ignore_locked ? REQ_RAHEAD : 0),
       ext4_end_bitmap_read,
       ext4_simulate_fail(sb, EXT4_SIM_BBITMAP_EIO));
 return bh;
verify:
 err = ext4_validate_block_bitmap(sb, desc, block_group, bh);
 if (err)
  goto out;
 return bh;
out:
 put_bh(bh);
 return ERR_PTR(err);
}

/* Returns 0 on success, -errno on error */
int ext4_wait_block_bitmap(struct super_block *sb, ext4_group_t block_group,
      struct buffer_head *bh)
{
 struct ext4_group_desc *desc;

 KUNIT_STATIC_STUB_REDIRECT(ext4_wait_block_bitmap,
       sb, block_group, bh);

 if (!buffer_new(bh))
  return 0;
 desc = ext4_get_group_desc(sb, block_group, NULL);
 if (!desc)
  return -EFSCORRUPTED;
 wait_on_buffer(bh);
 if (!buffer_uptodate(bh)) {
  ext4_error_err(sb, EIO, "Cannot read block bitmap - "
          "block_group = %u, block_bitmap = %llu",
          block_group, (unsigned long long) bh->b_blocknr);
  ext4_mark_group_bitmap_corrupted(sb, block_group,
     EXT4_GROUP_INFO_BBITMAP_CORRUPT);
  return -EIO;
 }
 clear_buffer_new(bh);
 /* Panic or remount fs read-only if block bitmap is invalid */
 return ext4_validate_block_bitmap(sb, desc, block_group, bh);
}

struct buffer_head *
ext4_read_block_bitmap(struct super_block *sb, ext4_group_t block_group)
{
 struct buffer_head *bh;
 int err;

 bh = ext4_read_block_bitmap_nowait(sb, block_group, false);
 if (IS_ERR(bh))
  return bh;
 err = ext4_wait_block_bitmap(sb, block_group, bh);
 if (err) {
  put_bh(bh);
  return ERR_PTR(err);
 }
 return bh;
}

/**
 * ext4_has_free_clusters()
 * @sbi: in-core super block structure.
 * @nclusters: number of needed blocks
 * @flags: flags from ext4_mb_new_blocks()
 *
 * Check if filesystem has nclusters free & available for allocation.
 * On success return 1, return 0 on failure.
 */
static int ext4_has_free_clusters(struct ext4_sb_info *sbi,
      s64 nclusters, unsigned int flags)
{
 s64 free_clusters, dirty_clusters, rsv, resv_clusters;
 struct percpu_counter *fcc = &sbi->s_freeclusters_counter;
 struct percpu_counter *dcc = &sbi->s_dirtyclusters_counter;

 free_clusters  = percpu_counter_read_positive(fcc);
 dirty_clusters = percpu_counter_read_positive(dcc);
 resv_clusters = atomic64_read(&sbi->s_resv_clusters);

 /*
 * r_blocks_count should always be multiple of the cluster ratio so
 * we are safe to do a plane bit shift only.
 */
 rsv = (ext4_r_blocks_count(sbi->s_es) >> sbi->s_cluster_bits) +
       resv_clusters;

 if (free_clusters - (nclusters + rsv + dirty_clusters) <
     EXT4_FREECLUSTERS_WATERMARK) {
  free_clusters  = percpu_counter_sum_positive(fcc);
  dirty_clusters = percpu_counter_sum_positive(dcc);
 }
 /* Check whether we have space after accounting for current
 * dirty clusters & root reserved clusters.
 */
 if (free_clusters >= (rsv + nclusters + dirty_clusters))
  return 1;

 /* Hm, nope.  Are (enough) root reserved clusters available? */
 if (uid_eq(sbi->s_resuid, current_fsuid()) ||
     (!gid_eq(sbi->s_resgid, GLOBAL_ROOT_GID) && in_group_p(sbi->s_resgid)) ||
     (flags & EXT4_MB_USE_ROOT_BLOCKS) ||
     capable(CAP_SYS_RESOURCE)) {

  if (free_clusters >= (nclusters + dirty_clusters +
          resv_clusters))
   return 1;
 }
 /* No free blocks. Let's see if we can dip into reserved pool */
 if (flags & EXT4_MB_USE_RESERVED) {
  if (free_clusters >= (nclusters + dirty_clusters))
   return 1;
 }

 return 0;
}

int ext4_claim_free_clusters(struct ext4_sb_info *sbi,
        s64 nclusters, unsigned int flags)
{
 if (ext4_has_free_clusters(sbi, nclusters, flags)) {
  percpu_counter_add(&sbi->s_dirtyclusters_counter, nclusters);
  return 0;
 } else
  return -ENOSPC;
}

/**
 * ext4_should_retry_alloc() - check if a block allocation should be retried
 * @sb: superblock
 * @retries: number of retry attempts made so far
 *
 * ext4_should_retry_alloc() is called when ENOSPC is returned while
 * attempting to allocate blocks.  If there's an indication that a pending
 * journal transaction might free some space and allow another attempt to
 * succeed, this function will wait for the current or committing transaction
 * to complete and then return TRUE.
 */
int ext4_should_retry_alloc(struct super_block *sb, int *retries)
{
 struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);

 if (!sbi->s_journal)
  return 0;

 if (++(*retries) > 3) {
  percpu_counter_inc(&sbi->s_sra_exceeded_retry_limit);
  return 0;
 }

 /*
 * if there's no indication that blocks are about to be freed it's
 * possible we just missed a transaction commit that did so
 */
 smp_mb();
 if (atomic_read(&sbi->s_mb_free_pending) == 0) {
  if (test_opt(sb, DISCARD)) {
   atomic_inc(&sbi->s_retry_alloc_pending);
   flush_work(&sbi->s_discard_work);
   atomic_dec(&sbi->s_retry_alloc_pending);
  }
  return ext4_has_free_clusters(sbi, 1, 0);
 }

 /*
 * it's possible we've just missed a transaction commit here,
 * so ignore the returned status
 */
 ext4_debug("%s: retrying operation after ENOSPC\n", sb->s_id);
 (void) jbd2_journal_force_commit_nested(sbi->s_journal);
 return 1;
}

/*
 * ext4_new_meta_blocks() -- allocate block for meta data (indexing) blocks
 *
 * @handle:             handle to this transaction
 * @inode:              file inode
 * @goal:               given target block(filesystem wide)
 * @count: pointer to total number of clusters needed
 * @errp:               error code
 *
 * Return 1st allocated block number on success, *count stores total account
 * error stores in errp pointer
 */
ext4_fsblk_t ext4_new_meta_blocks(handle_t *handle, struct inode *inode,
      ext4_fsblk_t goal, unsigned int flags,
      unsigned long *count, int *errp)
{
 struct ext4_allocation_request ar;
 ext4_fsblk_t ret;

 memset(&ar, 0, sizeof(ar));
 /* Fill with neighbour allocated blocks */
 ar.inode = inode;
 ar.goal = goal;
 ar.len = count ? *count : 1;
 ar.flags = flags;

 ret = ext4_mb_new_blocks(handle, &ar, errp);
 if (count)
  *count = ar.len;
 /*
 * Account for the allocated meta blocks.  We will never
 * fail EDQUOT for metdata, but we do account for it.
 */
 if (!(*errp) && (flags & EXT4_MB_DELALLOC_RESERVED)) {
  dquot_alloc_block_nofail(inode,
    EXT4_C2B(EXT4_SB(inode->i_sb), ar.len));
 }
 return ret;
}

/**
 * ext4_count_free_clusters() -- count filesystem free clusters
 * @sb: superblock
 *
 * Adds up the number of free clusters from each block group.
 */
ext4_fsblk_t ext4_count_free_clusters(struct super_block *sb)
{
 ext4_fsblk_t desc_count;
 struct ext4_group_desc *gdp;
 ext4_group_t i;
 ext4_group_t ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
 struct ext4_group_info *grp;
#ifdef EXT4FS_DEBUG
 struct ext4_super_block *es;
 ext4_fsblk_t bitmap_count;
 unsigned int x;
 struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;

 es = EXT4_SB(sb)->s_es;
 desc_count = 0;
 bitmap_count = 0;
 gdp = NULL;

 for (i = 0; i < ngroups; i++) {
  gdp = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
  if (!gdp)
   continue;
  grp = NULL;
  if (EXT4_SB(sb)->s_group_info)
   grp = ext4_get_group_info(sb, i);
  if (!grp || !EXT4_MB_GRP_BBITMAP_CORRUPT(grp))
   desc_count += ext4_free_group_clusters(sb, gdp);
  brelse(bitmap_bh);
  bitmap_bh = ext4_read_block_bitmap(sb, i);
  if (IS_ERR(bitmap_bh)) {
   bitmap_bh = NULL;
   continue;
  }

  x = ext4_count_free(bitmap_bh->b_data,
        EXT4_CLUSTERS_PER_GROUP(sb) / 8);
  printk(KERN_DEBUG "group %u: stored = %d, counted = %u\n",
   i, ext4_free_group_clusters(sb, gdp), x);
  bitmap_count += x;
 }
 brelse(bitmap_bh);
 printk(KERN_DEBUG "ext4_count_free_clusters: stored = %llu"
        ", computed = %llu, %llu\n",
        EXT4_NUM_B2C(EXT4_SB(sb), ext4_free_blocks_count(es)),
        desc_count, bitmap_count);
 return bitmap_count;
#else
 desc_count = 0;
 for (i = 0; i < ngroups; i++) {
  gdp = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
  if (!gdp)
   continue;
  grp = NULL;
  if (EXT4_SB(sb)->s_group_info)
   grp = ext4_get_group_info(sb, i);
  if (!grp || !EXT4_MB_GRP_BBITMAP_CORRUPT(grp))
   desc_count += ext4_free_group_clusters(sb, gdp);
 }

 return desc_count;
#endif
}

static inline int test_root(ext4_group_t a, int b)
{
 while (1) {
  if (a < b)
   return 0;
  if (a == b)
   return 1;
  if ((a % b) != 0)
   return 0;
  a = a / b;
 }
}

/**
 * ext4_bg_has_super - number of blocks used by the superblock in group
 * @sb: superblock for filesystem
 * @group: group number to check
 *
 * Return the number of blocks used by the superblock (primary or backup)
 * in this group.  Currently this will be only 0 or 1.
 */
int ext4_bg_has_super(struct super_block *sb, ext4_group_t group)
{
 struct ext4_super_block *es = EXT4_SB(sb)->s_es;

 if (group == 0)
  return 1;
 if (ext4_has_feature_sparse_super2(sb)) {
  if (group == le32_to_cpu(es->s_backup_bgs[0]) ||
      group == le32_to_cpu(es->s_backup_bgs[1]))
   return 1;
  return 0;
 }
 if ((group <= 1) || !ext4_has_feature_sparse_super(sb))
  return 1;
 if (!(group & 1))
  return 0;
 if (test_root(group, 3) || (test_root(group, 5)) ||
     test_root(group, 7))
  return 1;

 return 0;
}

static unsigned long ext4_bg_num_gdb_meta(struct super_block *sb,
     ext4_group_t group)
{
 unsigned long metagroup = group / EXT4_DESC_PER_BLOCK(sb);
 ext4_group_t first = metagroup * EXT4_DESC_PER_BLOCK(sb);
 ext4_group_t last = first + EXT4_DESC_PER_BLOCK(sb) - 1;

 if (group == first || group == first + 1 || group == last)
  return 1;
 return 0;
}

static unsigned long ext4_bg_num_gdb_nometa(struct super_block *sb,
     ext4_group_t group)
{
 if (!ext4_bg_has_super(sb, group))
  return 0;

 if (ext4_has_feature_meta_bg(sb))
  return le32_to_cpu(EXT4_SB(sb)->s_es->s_first_meta_bg);
 else
  return EXT4_SB(sb)->s_gdb_count;
}

/**
 * ext4_bg_num_gdb - number of blocks used by the group table in group
 * @sb: superblock for filesystem
 * @group: group number to check
 *
 * Return the number of blocks used by the group descriptor table
 * (primary or backup) in this group.  In the future there may be a
 * different number of descriptor blocks in each group.
 */
unsigned long ext4_bg_num_gdb(struct super_block *sb, ext4_group_t group)
{
 unsigned long first_meta_bg =
   le32_to_cpu(EXT4_SB(sb)->s_es->s_first_meta_bg);
 unsigned long metagroup = group / EXT4_DESC_PER_BLOCK(sb);

 if (!ext4_has_feature_meta_bg(sb) || metagroup < first_meta_bg)
  return ext4_bg_num_gdb_nometa(sb, group);

 return ext4_bg_num_gdb_meta(sb,group);

}

/*
 * This function returns the number of file system metadata blocks at
 * the beginning of a block group, including the reserved gdt blocks.
 */
unsigned int ext4_num_base_meta_blocks(struct super_block *sb,
           ext4_group_t block_group)
{
 struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
 unsigned num;

 /* Check for superblock and gdt backups in this group */
 num = ext4_bg_has_super(sb, block_group);

 if (!ext4_has_feature_meta_bg(sb) ||
     block_group < le32_to_cpu(sbi->s_es->s_first_meta_bg) *
     sbi->s_desc_per_block) {
  if (num) {
   num += ext4_bg_num_gdb_nometa(sb, block_group);
   num += le16_to_cpu(sbi->s_es->s_reserved_gdt_blocks);
  }
 } else { /* For META_BG_BLOCK_GROUPS */
  num += ext4_bg_num_gdb_meta(sb, block_group);
 }
 return num;
}

static unsigned int ext4_num_base_meta_clusters(struct super_block *sb,
      ext4_group_t block_group)
{
 return EXT4_NUM_B2C(EXT4_SB(sb), ext4_num_base_meta_blocks(sb, block_group));
}

/**
 * ext4_inode_to_goal_block - return a hint for block allocation
 * @inode: inode for block allocation
 *
 * Return the ideal location to start allocating blocks for a
 * newly created inode.
 */
ext4_fsblk_t ext4_inode_to_goal_block(struct inode *inode)
{
 struct ext4_inode_info *ei = EXT4_I(inode);
 ext4_group_t block_group;
 ext4_grpblk_t colour;
 int flex_size = ext4_flex_bg_size(EXT4_SB(inode->i_sb));
 ext4_fsblk_t bg_start;
 ext4_fsblk_t last_block;

 block_group = ei->i_block_group;
 if (flex_size >= EXT4_FLEX_SIZE_DIR_ALLOC_SCHEME) {
  /*
 * If there are at least EXT4_FLEX_SIZE_DIR_ALLOC_SCHEME
 * block groups per flexgroup, reserve the first block
 * group for directories and special files.  Regular
 * files will start at the second block group.  This
 * tends to speed up directory access and improves
 * fsck times.
 */
  block_group &= ~(flex_size-1);
  if (S_ISREG(inode->i_mode))
   block_group++;
 }
 bg_start = ext4_group_first_block_no(inode->i_sb, block_group);
 last_block = ext4_blocks_count(EXT4_SB(inode->i_sb)->s_es) - 1;

 /*
 * If we are doing delayed allocation, we don't need take
 * colour into account.
 */
 if (test_opt(inode->i_sb, DELALLOC))
  return bg_start;

 if (bg_start + EXT4_BLOCKS_PER_GROUP(inode->i_sb) <= last_block)
  colour = (task_pid_nr(current) % 16) *
   (EXT4_BLOCKS_PER_GROUP(inode->i_sb) / 16);
 else
  colour = (task_pid_nr(current) % 16) *
   ((last_block - bg_start) / 16);
 return bg_start + colour;
}