Quellcode-Bibliothek balloc.c

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 *  Copyright (C) 2012-2013 Samsung Electronics Co., Ltd.
 */

#include <linux/blkdev.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/bitmap.h>
#include <linux/buffer_head.h>

#include "exfat_raw.h"
#include "exfat_fs.h"

#if BITS_PER_LONG == 32
#define __le_long __le32
#define lel_to_cpu(A) le32_to_cpu(A)
#define cpu_to_lel(A) cpu_to_le32(A)
#elif BITS_PER_LONG == 64
#define __le_long __le64
#define lel_to_cpu(A) le64_to_cpu(A)
#define cpu_to_lel(A) cpu_to_le64(A)
#else
#error "BITS_PER_LONG not 32 or 64"
#endif

/*
 *  Allocation Bitmap Management Functions
 */
static bool exfat_test_bitmap_range(struct super_block *sb, unsigned int clu,
  unsigned int count)
{
 struct exfat_sb_info *sbi = EXFAT_SB(sb);
 unsigned int start = clu;
 unsigned int end = clu + count;
 unsigned int ent_idx, i, b;
 unsigned int bit_offset, bits_to_check;
 __le_long *bitmap_le;
 unsigned long mask, word;

 if (!is_valid_cluster(sbi, start) || !is_valid_cluster(sbi, end - 1))
  return false;

 while (start < end) {
  ent_idx = CLUSTER_TO_BITMAP_ENT(start);
  i = BITMAP_OFFSET_SECTOR_INDEX(sb, ent_idx);
  b = BITMAP_OFFSET_BIT_IN_SECTOR(sb, ent_idx);

  bitmap_le = (__le_long *)sbi->vol_amap[i]->b_data;

  /* Calculate how many bits we can check in the current word */
  bit_offset = b % BITS_PER_LONG;
  bits_to_check = min(end - start,
        (unsigned int)(BITS_PER_LONG - bit_offset));

  /* Create a bitmask for the range of bits to check */
  if (bits_to_check >= BITS_PER_LONG)
   mask = ~0UL;
  else
   mask = ((1UL << bits_to_check) - 1) << bit_offset;
  word = lel_to_cpu(bitmap_le[b / BITS_PER_LONG]);

  /* Check if all bits in the mask are set */
  if ((word & mask) != mask)
   return false;

  start += bits_to_check;
 }

 return true;
}

static int exfat_allocate_bitmap(struct super_block *sb,
  struct exfat_dentry *ep)
{
 struct exfat_sb_info *sbi = EXFAT_SB(sb);
 long long map_size;
 unsigned int i, j, need_map_size;
 sector_t sector;

 sbi->map_clu = le32_to_cpu(ep->dentry.bitmap.start_clu);
 map_size = le64_to_cpu(ep->dentry.bitmap.size);
 need_map_size = ((EXFAT_DATA_CLUSTER_COUNT(sbi) - 1) / BITS_PER_BYTE)
  + 1;
 if (need_map_size != map_size) {
  exfat_err(sb, "bogus allocation bitmap size(need : %u, cur : %lld)",
     need_map_size, map_size);
  /*
 * Only allowed when bogus allocation
 * bitmap size is large
 */
  if (need_map_size > map_size)
   return -EIO;
 }
 sbi->map_sectors = ((need_map_size - 1) >>
   (sb->s_blocksize_bits)) + 1;
 sbi->vol_amap = kvmalloc_array(sbi->map_sectors,
    sizeof(struct buffer_head *), GFP_KERNEL);
 if (!sbi->vol_amap)
  return -ENOMEM;

 sector = exfat_cluster_to_sector(sbi, sbi->map_clu);
 for (i = 0; i < sbi->map_sectors; i++) {
  sbi->vol_amap[i] = sb_bread(sb, sector + i);
  if (!sbi->vol_amap[i])
   goto err_out;
 }

 if (exfat_test_bitmap_range(sb, sbi->map_clu,
  EXFAT_B_TO_CLU_ROUND_UP(map_size, sbi)) == false)
  goto err_out;

 return 0;

err_out:
 j = 0;
 /* release all buffers and free vol_amap */
 while (j < i)
  brelse(sbi->vol_amap[j++]);

 kvfree(sbi->vol_amap);
 sbi->vol_amap = NULL;
 return -EIO;
}

int exfat_load_bitmap(struct super_block *sb)
{
 unsigned int i, type;
 struct exfat_chain clu;
 struct exfat_sb_info *sbi = EXFAT_SB(sb);

 exfat_chain_set(&clu, sbi->root_dir, 0, ALLOC_FAT_CHAIN);
 while (clu.dir != EXFAT_EOF_CLUSTER) {
  for (i = 0; i < sbi->dentries_per_clu; i++) {
   struct exfat_dentry *ep;
   struct buffer_head *bh;

   ep = exfat_get_dentry(sb, &clu, i, &bh);
   if (!ep)
    return -EIO;

   type = exfat_get_entry_type(ep);
   if (type == TYPE_BITMAP &&
       ep->dentry.bitmap.flags == 0x0) {
    int err;

    err = exfat_allocate_bitmap(sb, ep);
    brelse(bh);
    return err;
   }
   brelse(bh);

   if (type == TYPE_UNUSED)
    return -EINVAL;
  }

  if (exfat_get_next_cluster(sb, &clu.dir))
   return -EIO;
 }

 return -EINVAL;
}

void exfat_free_bitmap(struct exfat_sb_info *sbi)
{
 int i;

 for (i = 0; i < sbi->map_sectors; i++)
  __brelse(sbi->vol_amap[i]);

 kvfree(sbi->vol_amap);
}

int exfat_set_bitmap(struct inode *inode, unsigned int clu, bool sync)
{
 int i, b;
 unsigned int ent_idx;
 struct super_block *sb = inode->i_sb;
 struct exfat_sb_info *sbi = EXFAT_SB(sb);

 if (!is_valid_cluster(sbi, clu))
  return -EINVAL;

 ent_idx = CLUSTER_TO_BITMAP_ENT(clu);
 i = BITMAP_OFFSET_SECTOR_INDEX(sb, ent_idx);
 b = BITMAP_OFFSET_BIT_IN_SECTOR(sb, ent_idx);

 set_bit_le(b, sbi->vol_amap[i]->b_data);
 exfat_update_bh(sbi->vol_amap[i], sync);
 return 0;
}

int exfat_clear_bitmap(struct inode *inode, unsigned int clu, bool sync)
{
 int i, b;
 unsigned int ent_idx;
 struct super_block *sb = inode->i_sb;
 struct exfat_sb_info *sbi = EXFAT_SB(sb);

 if (!is_valid_cluster(sbi, clu))
  return -EIO;

 ent_idx = CLUSTER_TO_BITMAP_ENT(clu);
 i = BITMAP_OFFSET_SECTOR_INDEX(sb, ent_idx);
 b = BITMAP_OFFSET_BIT_IN_SECTOR(sb, ent_idx);

 if (!test_bit_le(b, sbi->vol_amap[i]->b_data))
  return -EIO;

 clear_bit_le(b, sbi->vol_amap[i]->b_data);

 exfat_update_bh(sbi->vol_amap[i], sync);

 return 0;
}

/*
 * If the value of "clu" is 0, it means cluster 2 which is the first cluster of
 * the cluster heap.
 */
unsigned int exfat_find_free_bitmap(struct super_block *sb, unsigned int clu)
{
 unsigned int i, map_i, map_b, ent_idx;
 unsigned int clu_base, clu_free;
 unsigned long clu_bits, clu_mask;
 struct exfat_sb_info *sbi = EXFAT_SB(sb);
 __le_long bitval;

 WARN_ON(clu < EXFAT_FIRST_CLUSTER);
 ent_idx = ALIGN_DOWN(CLUSTER_TO_BITMAP_ENT(clu), BITS_PER_LONG);
 clu_base = BITMAP_ENT_TO_CLUSTER(ent_idx);
 clu_mask = IGNORED_BITS_REMAINED(clu, clu_base);

 map_i = BITMAP_OFFSET_SECTOR_INDEX(sb, ent_idx);
 map_b = BITMAP_OFFSET_BYTE_IN_SECTOR(sb, ent_idx);

 for (i = EXFAT_FIRST_CLUSTER; i < sbi->num_clusters;
      i += BITS_PER_LONG) {
  bitval = *(__le_long *)(sbi->vol_amap[map_i]->b_data + map_b);
  if (clu_mask > 0) {
   bitval |= cpu_to_lel(clu_mask);
   clu_mask = 0;
  }
  if (lel_to_cpu(bitval) != ULONG_MAX) {
   clu_bits = lel_to_cpu(bitval);
   clu_free = clu_base + ffz(clu_bits);
   if (clu_free < sbi->num_clusters)
    return clu_free;
  }
  clu_base += BITS_PER_LONG;
  map_b += sizeof(long);

  if (map_b >= sb->s_blocksize ||
      clu_base >= sbi->num_clusters) {
   if (++map_i >= sbi->map_sectors) {
    clu_base = EXFAT_FIRST_CLUSTER;
    map_i = 0;
   }
   map_b = 0;
  }
 }

 return EXFAT_EOF_CLUSTER;
}

int exfat_count_used_clusters(struct super_block *sb, unsigned int *ret_count)
{
 struct exfat_sb_info *sbi = EXFAT_SB(sb);
 unsigned int count = 0;
 unsigned int i, map_i = 0, map_b = 0;
 unsigned int total_clus = EXFAT_DATA_CLUSTER_COUNT(sbi);
 unsigned int last_mask = total_clus & (BITS_PER_LONG - 1);
 unsigned long *bitmap, clu_bits;

 total_clus &= ~last_mask;
 for (i = 0; i < total_clus; i += BITS_PER_LONG) {
  bitmap = (void *)(sbi->vol_amap[map_i]->b_data + map_b);
  count += hweight_long(*bitmap);
  map_b += sizeof(long);
  if (map_b >= (unsigned int)sb->s_blocksize) {
   map_i++;
   map_b = 0;
  }
 }

 if (last_mask) {
  bitmap = (void *)(sbi->vol_amap[map_i]->b_data + map_b);
  clu_bits = lel_to_cpu(*(__le_long *)bitmap);
  count += hweight_long(clu_bits & BITMAP_LAST_WORD_MASK(last_mask));
 }

 *ret_count = count;
 return 0;
}

int exfat_trim_fs(struct inode *inode, struct fstrim_range *range)
{
 unsigned int trim_begin, trim_end, count, next_free_clu;
 u64 clu_start, clu_end, trim_minlen, trimmed_total = 0;
 struct super_block *sb = inode->i_sb;
 struct exfat_sb_info *sbi = EXFAT_SB(sb);
 int err = 0;

 clu_start = max_t(u64, range->start >> sbi->cluster_size_bits,
    EXFAT_FIRST_CLUSTER);
 clu_end = clu_start + (range->len >> sbi->cluster_size_bits) - 1;
 trim_minlen = range->minlen >> sbi->cluster_size_bits;

 if (clu_start >= sbi->num_clusters || range->len < sbi->cluster_size)
  return -EINVAL;

 if (clu_end >= sbi->num_clusters)
  clu_end = sbi->num_clusters - 1;

 mutex_lock(&sbi->bitmap_lock);

 trim_begin = trim_end = exfat_find_free_bitmap(sb, clu_start);
 if (trim_begin == EXFAT_EOF_CLUSTER)
  goto unlock;

 next_free_clu = exfat_find_free_bitmap(sb, trim_end + 1);
 if (next_free_clu == EXFAT_EOF_CLUSTER)
  goto unlock;

 do {
  if (next_free_clu == trim_end + 1) {
   /* extend trim range for continuous free cluster */
   trim_end++;
  } else {
   /* trim current range if it's larger than trim_minlen */
   count = trim_end - trim_begin + 1;
   if (count >= trim_minlen) {
    err = sb_issue_discard(sb,
     exfat_cluster_to_sector(sbi, trim_begin),
     count * sbi->sect_per_clus, GFP_NOFS, 0);
    if (err)
     goto unlock;

    trimmed_total += count;
   }

   /* set next start point of the free hole */
   trim_begin = trim_end = next_free_clu;
  }

  if (next_free_clu >= clu_end)
   break;

  if (fatal_signal_pending(current)) {
   err = -ERESTARTSYS;
   goto unlock;
  }

  next_free_clu = exfat_find_free_bitmap(sb, next_free_clu + 1);
 } while (next_free_clu != EXFAT_EOF_CLUSTER &&
   next_free_clu > trim_end);

 /* try to trim remainder */
 count = trim_end - trim_begin + 1;
 if (count >= trim_minlen) {
  err = sb_issue_discard(sb, exfat_cluster_to_sector(sbi, trim_begin),
   count * sbi->sect_per_clus, GFP_NOFS, 0);
  if (err)
   goto unlock;

  trimmed_total += count;
 }

unlock:
 mutex_unlock(&sbi->bitmap_lock);
 range->len = trimmed_total << sbi->cluster_size_bits;

 return err;
}